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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung spektraler Nebenzipfel eines zu übertragenden, aus Symbolsequenzen zusammengesetzten Signals in drahtlosen oder drahtgebundenen OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)-Übertragungssystemen und in Mehrträger-Übertragungssystemen, die OFDM verwenden oder auf OFDM basieren.
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Das Spektrum eines OFDM-Sendesignals weist bekanntlich starke Nebenzipfel auf. Dies bedeutet, dass bei einer OFDM-Übertragung außerhalb der Übertragungsbandbreite beachtliche Sendeleistungen abgestrahlt werden.
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Zur Unterdrückung spektraler Nebenzipfel bei OFDM gibt es gemäß dem Stand der Technik verschiedene Möglichkeiten.
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Spektrale Nebenzipfel lassen sich insbesondere durch Filterungsmaßnahmen unterdrücken. Derartige Maßnahmen bedeuten zum einen zusätzlichen Realisierungsaufwand und damit zusätzliche Kosten. Zum anderen wird das Sendesignal durch den Filtervorgang beeinflusst und es können Störungen auftreten. Insbesondere wird durch die Filterung das OFDM-Symbol im Zeitbereich verlängert, wodurch störende Symbolinterferenzen zwischen aufeinander folgenden OFDM-Symbolen entstehen können.
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Eine Unterdrückung spektraler Nebenzipfel lässt sich in OFDM-Übertragungssystemen auch dadurch erreichen, dass große Schutzbänder zu den im Frequenzbereich benachbarten Systemen vorgesehen bzw. Unterträger am Frequenzbereichsrand des OFDM-Systems freigelassen werden. Das Verfahren, Unterträger am Frequenzbereichsrand freizulassen, d. h. nicht mit Datensymbolen zu belegen, wird beispielsweise in den Standards DAB (”Digital Audio Broadcasting”) und DVB-T (”Digital Video Broadcasting-Terrestrial”) verwendet. Diese bekannten Maßnahmen sind jedoch ineffizient und verschwenden die wertvolle Ressource Spektrum. Steht nur ein kleiner Frequenzbereich zur Übertragung zur Verfügung, dann macht es keinen Sinn, ein OFDM-Übertragungssystem in diesen Frequenzbereich zu legen, wenn große Schutzbänder vorzusehen sind oder Unterbänder freigelassen werden müssen.
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Eine Unterdrückung spektraler Nebenzipfel in OFDM-Übertragungssystemen kann auch durch Pulsformung erfolgen. Anstelle des rechteckförmigen Impulses für das OFDM-Symbol im Zeitbereich können andere Pulsformen gewählt werden, die ein günstigeres Spektrum besitzen, d. h. ein Spektrum, dessen Nebenzipfel schneller abklingen. Beispiele für derartige Pulse sind Nyquist-Pulse, wie beispielsweise der ”Raised Cosine”-Puls. Allerdings haben andere Pulsformen als der Rechteckpuls auch ziemliche Nachteile. Es vergrößert sich nämlich die zeitliche Ausdehnung des OFDM-Symbols, wodurch Symbolinterferenzen entstehen können. Darüber hinaus kann zur OFDM-Modulation und -Demodulation nicht mehr die aufwandsgünstige Realisierung mittels DFT/IDFT (”Discrete Fourier Transformation”/”Inverse Discrete Fourier Transformation”) bzw. FFT/IFFT (”Fast Fourier Transformation”/”Inverse Fast Fourier Transformation”) verwendet werden.
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Der vorstehend beschriebene Stand der Technik zur Unterdrückung von spektralen Nebenzipfeln bei OFDM-Übertragungssystemen beruht auf Lehrbuchwissen und kann beispielsweise in dem Buch von Proakis, J. G.: ”Digital Communications”, New York: McGraw-Hill Inc., International Edition 2001, insbesondere Seiten 556 bis 561, oder im Buch von van Nee, R.; Prasad, R.: ”OFDM for Wireless Multimedia Communications”, Boston: Artech House, 2000, insbesondere Seiten 42 bis 45, nachgeschlagen werden.
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Bei manchen OFDM-Übertragungssystemen besteht die Anforderung, kleine Frequenzbereiche zu nutzen. Diese Forderung ist beispielsweise beim Entwurf von auf OFDM basierenden ”Overlay”-Übertragungssystemen aufgestellt. Ein ”Overlay”-Übertragungssystem ist ein Kommunikationssystem, das im Spektrum eines anderen Übertragungssystems arbeitet und die dort ungenutzten Frequenzbereiche zur Übertragung nutzen darf.
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WO 2005/096580 A1 und
WO 2005/053155 A1 behandeln das Problem der Reduzierung hoher Spitzenwerte (Peaks) von OFDM-Signalen im Zeitbereich. Es soll mit diesen Verfahren eine Reduzierung des sogenannten PAPR(Peak to Average Power Ratio), also des Spitzenleistung-zu-Durchschnittsleistung-Verhältnisses (auch PAR oder Crest-Faktor genannt) durchgeführt werden. Bei OFDM-Symbolen können nämlich große Spitzenwerte im Zeitsignal auftreten, wenn die Trägerbelegung gerade so ungünstig ist, dass sich eine Vielzahl von Unterträgern zu einem bestimmten Zeitpunkt konstruktiv überlagert. Zu einem solchen Zeitpunkt tritt eine hohe Signalspitze auf, die weit über der mittleren Signalleistung liegen kann. Um eine zulässige Außerbandstrahlung (Out-of-Band Emission; OOB), die infolge nichtlinearer Verzerrungen des Sendeverstärkers auftritt, nicht zu überschreiten, wird im Sendeverstärker die mögliche Sendeleistung stark reduziert, so dass auch eine hohe Leistungsspitze noch im linearen Kennlinienbereich des Sendeverstärkers liegt. Gemäß
WO 2005/096580 A1 wird zur Reduzierung des Dynamikbereichs des OFDM-Signals eine modifizierte Begrenzertechnik, nämlich die sogenannte ACE(Active Constellation Extension)-Technik, zum Beschneiden der Spitzenamplituden verwendet. Die Lehre von
WO 2005/053155 A1 besteht darin, verschiedene Techniken in einem Sendeverstärker zu kombinieren, um infolge von PAPR auftretende Außerbandstrahlung zu reduzieren. Es wird hierzu zwischen einem Betrieb in einem sogenannten Polar-Modus und einem Signalwiederherstellungsmodus umgeschaltet, wobei der Polar-Modus auf einer Detektion der Signaleinhüllenden zum Erzeugen eines amplitudenmodulierten Basisbandsignals beruht und dabei das Eingangssignal des Sendeverstärkers begrenzt wird und eine phasenmodulierte Komponente mit einer konstanten Einhüllenden erzeugt wird. Die phasenmodulierte Komponente bildet das Eingangsignal des Sendeverstärkers und die amplitudenmodulierte Komponente moduliert die Versorgung des Sendeverstärkers, was dazu führt, dass der Verstärker eher in der Sättigung betrieben wird. Der Signalwiederherstellungsmodus beruht auf der Eigenschaft des auf einen Schwellenwert bezogenen Sendeverstärker-Eingangssignals. Es ist darüber hinaus ein Korrekturpfad vorgesehen, durch den Signalverzerrungen und Außerbandstrahlungen im Polar-Modus abgeschwächt werden.
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Auch aus
DE 198 50 642 A1 ist ein Verfahren zur Reduzierung des Crest-Faktors eines Signals in einem OFDM-Übertragungssystems bekannt, wobei das Signal durch einen digitalen Signalvektor dargestellt ist, dessen Elemente Abtastwerte des Signals sind. Bei diesem bekannten Verfahren wird aus den Elementen des digitalen Signalvektors ein digitaler Korrekturvektor berechnet und danach werden dieser digitale Korrekturvektor und der digitale Signalvektor addiert. Anschließend wird als Ergebnis ein korrigierter digitaler Signalvektor ausgegeben.
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Durch
DE 101 12 025 A1 soll ein anderes, sehr spezielles Problem gelöst werden. Bei einem digitale Signale ausstrahlenden, nichtlinearen AM-Rundfunksender eines für die Analogsignalaussendung üblichen Sendertyps soll vermieden werden, dass sich das auszusendende Ausgangssignal infolge der beim Modulationsprozess entstehenden nichtlinearen Verzerrungen und den daraus resultierenden unerwünschten Außerband-Nebenaussendungen allzu sehr vom modulierten digitalen I/O-Signal unterscheidet. Es sind Möglichkeiten zur Beeinflussung des digitalen Modulationssignals im Sender und ihre Auswirkungen auf die Außerband-Flankensteigung zur Verringerung der unerwünschten Nebenaussendungen angegeben. Es werden Modulationsverfahren vorgeschlagen, die bei der Vektordiagramm-Darstellung ein ”Loch” um den Ursprungspunkt haben, also Offsetmodulationen oder codierte Modulationen, z. B. ”Amplitude Phase Shift Keying” mit 16 Sollpunkten im Vektordiagramm. Bei einer AM-Übertragung unter Anwendung eines OFDM-Mehrträgerverfahrens ist es auf Grund des rauschähnlichen Charakters des Signals im Zeitbereich (ziemlich rechteckigförmiges Spektrum im Frequenzbereich) nicht ohne weiteres möglich, ein solches ”Loch” im Vektordiagramm um den Ursprungspunkt zu erzeugen. Wird ein solches ”Loch” im Vektordiagramm aber trotzdem erzeugt, so ergibt sich eine Verschlechterung des Signals, d. h. eine Zunahme der Bitfehlerrate. Bei der beschriebenen ”Loch”-Modulation muss daher beachtet werden, dass die I- und Q-Signalkomponenten des OFDM-Basisband-Signals in ihren Nulldurchgängen schwellenwertabhängig versetzt werden, wobei diejenige Komponente, die als erste den Schwellenwert unterschreitet, unverändert bleibt und die andere unter bestimmten Bedingungen eine Korrektur durch einen Zusatzimpuls erhält, dessen Amplitude die Größe des ”Loches” im Vektordiagramm bestimmt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zu Grunde, spektrale Nebenzipfel in OFDM-Übertragungssystemen und Mehrträger-Übertragungssystemen, die auf OFDM beruhen oder OFDM verwenden, zu unterdrücken oder zumindest erheblich zu reduzieren, ohne dass ein zusätzlicher Filteraufwand erforderlich wird und das OFDM-Sendesignal durch einen zu Störungen, insbesondere Symbolinterferenzen, führenden Filtervorgang beeinflusst wird. Bei der durch die Erfindung zu schaffenden Nebenzipfelunterdrückung soll darüber hinaus auch keine Übertragung von signalisierenden Nebeninformationen, die den Datendurchsatz verringern, erforderlich sein und die wertvolle Ressource Spektrum soll ohne Verschwendung möglichst vollständig ausgenutzt werden, was insbesondere dann von hoher Bedeutung ist, wenn nur ein kleiner Frequenzbereich zur Übertragung verfügbar ist. Auch sollen möglichst gleiche Übertragungsleistungsbeträge auf die Unterträger entfallen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung, die sich auf ein Verfahren zur Unterdrückung spektraler Nebenzipfel eines zu übertragenden, aus Symbolsequenzen zusammengesetzten Signals in drahtlosen oder drahtgebundenen OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)-Übertragungssystemen und in Mehrträger-Übertragungssystemen, die OFDM verwenden oder auf OFDM basieren, bezieht, wird diese Aufgabe in vorteilhafter Weise dadurch gelöst, dass zu jeder zu übertragenden ursprünglichen Symbolsequenz durch Addition eine speziell aufgebaute Symbolsequenz hinzugefügt wird, die so bestimmt wird, dass die spektralen Nebenzipfel des aus der Addition resultierenden OFDM-Übertragungssignals unter Berücksichtigung von einer oder mehreren verschiedenen Auslegungsnebenbedingungen, die eine signifikante Verschlechterung des Bitfehlerratenverhaltens verhindern, minimiert sind.
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Die Nebenzipfelunterdrückung in OFDM-Systemen und Mehrträger-Übertragungssystemen, die auf OFDM basieren, wird gemäß der vorliegenden Erfindung somit durch Anwenden einer als ”Additivsignal-Technik” bezeichneten Technik erreicht, bei der jeder ursprünglichen Übertragungssequenz eine besonders aufgebaute Sequenz additiv hinzugefügt wird. Diese besonders aufgebaute Sequenz wird so festgelegt, dass das sich ergebende und tatsächlich zu übertragende Summensignal die spektralen Nebenzipfel minimiert oder zumindest reduziert.
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Das Hinzufügen einer Sequenz zu der ursprünglichen Übertragungssequenz beeinflusst mindernd und erkennbar das Bitfehlerratenverhalten (BER-Performance) der Übertragung, da Elemente der sich ergebenden Sequenz nicht mit den Konstellationspunkten der ursprünglichen Symbole zusammenfallen. Durch Hinzufügen zusätzlicher Nebenbedingungen kann diese Verschlechterung allerdings minimal gehalten werden.
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Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung weist gegenüber dem Stand der Technik eine Reihe von Vorteilen auf. Es werden weder Intersymbolinterferenzen noch andere Störungen erzeugt. Es werden lediglich sehr kleine Schutzbänder oder überhaupt keine Schutzbänder benötigt. DFT/IDFT bzw. FFT/IFFT können weiterhin zur OFDM-Modulation und -Demodulation verwendet werden. Die Technik erfordert keine Zuweisung spezieller Unterträger lediglich zu Zwecken der Nebenzipfelunterdrückung. Darüber hinaus benötigt die neue Technik keine Übertragung von Nebeninformationen.
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Der einzige Nachteil, den das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung aufweist, besteht darin, dass bei der Übertragung ein geringfügiger Verlust im Bitfehlerratenverhalten (BER-Performance) entsteht.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Verwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Unterdrückung spektraler Nebenzipfel des Sendesignals in drahtlosen oder drahtgebundenen OFDM-Übertragungssystemen und in Mehrträger-Übertragungssystemen, die OFDM verwenden oder auf OFDM basieren, sind in den unmittelbar oder mittelbar auf den Patentanspruch 1 rückbezogenen Patentansprüchen angegeben.
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Zum besseren Verständnis wird nachfolgend die vorliegende Erfindung anhand eines relativ einfachen Beispiels unter Bezugnahme auf eine beigefügte Figur erläutert.
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Die Figur zeigt in einem einer Gaußschen Zahlenebene entsprechenden Symbolkonstellationsraum das Beispiel einer additiven vektoriellen Hinzufügung eines Symbols an zum ursprünglichen Übertragungssignal bn, wobei die in der nachfolgenden Gleichung (5) angegebene Nebenbedingung für 4QAM besteht.
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Betrachtet wird ein OFDM-Übertragungssystem mit N Unterträgern und 4QAM-Modulation (”4 Quadrature Amplitude”-Modulation). Die Dauer eines mit 4QAM modulierten Symbols ist mit T
s bezeichnet. Da ein OFDM-Symbol gleichzeitig N mit 4QAM modulierte Symbole überträgt, beträgt die Dauer eines OFDM-Symbols T = N·T
s. Die Unterträger in OFDM-Systemen werden von links nach rechts nummeriert, wobei der Unterträger auf der linken Seite mit 1 und seine Mittenfrequenz mit f
1 und der Unterträger auf der rechten Seite mit N und dessen Mittenfrequenz mit f
N bezeichnet werden. Die Unterträger werden mit s
n(x), n = 1, ..., N, bezeichnet und können als
dargestellt werden, wobei x = fT/π die normierte Frequenz ist, b
n ursprüngliche, mit 4QAM modulierte Symbole sind und a
n das zusätzliche Signal ist, das zum Zweck der Nebenzipfelminimierung verwendet wird. Darüber hinaus ist x
n = f
nT/π die normierte Mittenfrequenz des Unterträgers n.
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Eine Leistung in betrachteten Nebenzipfeln wird beispielsweise als
berechnet.
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Es ist anzumerken, dass anstelle der Integralberechnung eine Summe einer bestimmten Anzahl diskreter Punkte über die betrachteten Nebenzipfel betrachtet werden kann, wodurch die zum Erlangen der Leistung A benötigte Komplexität reduziert wird.
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In dem in der Gleichung (2) angegebenen Beispiel werden der erste Nebenzipfel von links und der erste Nebenzipfel von rechts des verwendeten Spektrums zur Unterdrückung betrachtet. Sie liegen zwischen x = –5,5 und x = –4,5 bzw. zwischen x = 4,5 und x = 5,5.
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Die Sequenz a = (a
1, a
2, ..., a
N)
T, für welche die Leistung A minimiert wird, wird gemäß einem Optimierungskriterium
ermittelt.
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Eine konkrete Lösung für dieses Optimierungsproblem wird erhalten, wenn an = –bn, n = 1, 2, ..., N gesetzt wird, da dann die Leistung A = 0 wird. In einem solchen Fall werden jedoch im wesentlichen effektiv keine Daten übertragen, was eine Bitfehlerrate (Bit Error Rate) BER von 0,5 ergibt. Daher sind Nebenbedingungen erforderlich, die sicherstellen, dass das Bitfehlerratenverhalten zufriedenstellend ist.
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Als mögliche Nebenbedingungen bei der Bestimmung des Vektors a werden die folgenden zwei Gleichungen (4) und (5) betrachtet: ∥a + b∥2 ≤ ∥b∥2 (4) und |an| ≤ R, n = 1, 2, ..., N. (5)
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Die in der Gleichung (4) angegebene Nebenbedingung stellt sicher, dass die aus der Addition resultierende Sequenz nicht mehr Leistung in die Übertragung einbringt als die ursprüngliche Übertragungssequenz, wogegen die in der Gleichung (5) angegebene Nebenbedingung das Bitfehlerratenverhalten inhärent kontrolliert. Die Auswirkung der in Gleichung (5) angegebenen Nebenbedingung auf die Elemente cn des Summenvektors c = a + b = (c1, c2, ..., cN)T im Symbolkonstellationsraum ist in der beigefügten Figur dargestellt. Wie aus dieser Figur ersichtlich wird, dürfen mit der in Gleichung (5) angegebenen Nebenbedingung die Elemente cn nur innerhalb eines Kreisbereiches mit dem Durchmesser 2R um die ursprünglichen Punkte bn liegen. Die Tatsache, dass aus der vektoriellen Addition resultierende Punkte cn nicht mit ursprünglichen Punkten bn zusammenfallen, beeinflusst das Bitfehlerratenverhalten. Der maximal mögliche Verlust im Bitfehlerratenverhalten hängt vom Verhältnis zwischen dem Radius R des erwähnten Kreisbereichs und der Größe D ab, wobei D = |Re(bn)| = |Im(bn)| eine Konstante ist. Es ist erkennbar, dass sich bei ansteigendem Verhältnis R/D einerseits das Bitfehlerratenverhalten weiter verschlechtert. Andererseits wird bei ansteigendem Verhältnis R/D die in der Gleichung (5) angegebene Nebenbedingung weniger streng, was mehr Freiheitsgrade zum Auffinden einer Lösung des Optimierungsproblems der Gleichung (3) zulässt. Daher kann ein bestimmter Kompromiss zwischen dem Bitfehlerratenverhalten und der Nebenzipfelunterdrückung erreicht werden.
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Es ist beachtenswert, dass das in den Gleichungen (3) bis (5) definierte Optimierungsproblem ein konvexes Optimierungsproblem ist. Die konvexe Optimierung ist umfassend studiert worden und es gibt sehr effektive und zuverlässige Methoden zum Lösen dieses Optimierungsproblems, z. B. die im Buch von S. Boyd und L. Vandenberghe: ”Convex Optimization”, Cambridge University Press, 2004 angegebenen Innenpunktmethoden.
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Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel beschränkt, sondern lässt sich auf folgende Fälle verallgemeinern:
- – Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht nur auf OFDM-Übertragungssysteme anwendbar, sondern auf alle Übertragungsverfahren, die auf OFDM beruhen, wie beispielsweise ”Orthogonal Frequency-Division Multiple-Access” (OFDMA) und ”Multi-Carrier Code-Division Multiple-Access” (MC-CDMA).
- – Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist auf OFDM-Systeme oder Mehrträger-Übertragungssysteme, die auf OFDM beruhen, mit beliebiger Unterträgeranzahl N anwendbar.
- – Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das im Beispiel verwendete 4QAM-Modulationsverfahren beschränkt, sondern kann auf alle Modulationsverfahren erweitert werden, die in OFDM-Übertragungssystemen oder Mehrträger-Übertragungssystemen, die auf OFDM beruhen, verwendet werden.
- – Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beschränkt sich nicht auf die Unterdrückung je eines Nebenzipfels an den beiden Rändern des Sendesignalspektrums. Vielmehr kann die Optimierung mittels der hinzugefügten Sequenzen auf eine beliebige Bandbreite ausgedehnt werden.
- – Das Verfahren nach der Erfindung ist nicht auf die in den Gleichungen (4) und (5) im Zusammenhang mit dem Beispiel angegebenen Nebenbedingungen beschränkt. Dem hinzuzufügenden Signal können auch in einer demgegenüber unterschiedlichen Weise entsprechend den Systemerfordernissen Nebenbedingungen auferlegt werden.
- – Das Verfahren nach der Erfindung ist nicht auf die Anwendung des Algorithmus auf alle verfügbaren Unterträger gemeinsam beschränkt. Die Unterträger lassen sich in bestimmter Weise in mehrere verschiedene Gruppen aufteilen und der Algorithmus kann auf diese Gruppen unabhängig angewandt werden. Darüber hinaus kann der Algorithmus nur auf einige der Unterträgergruppen angewandt werden, während die anderen Unterträgergruppen unverändert gelassen werden.
- – Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung lässt sich in einfacher Weise mit anderen Verfahren zur Nebenzipfelunterdrückung kombinieren, beispielsweise mit den drei Verfahren entsprechend dem einleitend geschilderten Stand der Technik. Dies ist möglich, da das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung keine prinzipiellen Änderungen am OFDM-System oder an dem auf OFDM basierenden Mehrträgerübertragungssystem erfordert. Das resultierende Übertragungssystem mit hinzugefügten Sequenzen bleibt ein OFDM-System oder ein auf OFDM basierendes Mehrträgerübertragungssystem.
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Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann bei allen auf OFDM beruhenden, drahtgebundenen Mehrträger-Übertragungssystemen eingesetzt werden, um dort eine Unterdrückung spektraler Nebenzipfel zu erzielen. Im Zusammenhang mit drahtgebundener Kommunikation wird OFDM häufig auch als ”Discrete Multi-Tone (DMT) Modulation” bezeichnet. OFDM bzw. DMT wird bei der drahtgebundenen Kommunikation häufig als Anschlussverbindung zu den Haushalten (”last mile”) verwendet, um diese digital an die Außenwelt anzubinden. Die dazu existierenden verschiedenen Übertragungstechniken werden unter dem Begriff ”Digital Subscriber Line” (DSL) zusammengefasst. DSL-Übertragungstechniken sind beispielsweise HDSL (”High-Speed Digital Subscriber Line”), ADSL (”Asymmetric Digital Subscriber Line”) und SDSL (”Symmetric Digital Subscriber Line”). Die DSL-Übertragungstechniken sind Beispiele für den Anwendungsbereich des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung im Bereich der drahtgebundenen Kommunikation. Ferner lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren für OFDM-Systeme im Bereich ”Power Line Communications” anwenden.
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Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch bei allen auf OFDM beruhenden, drahtlosen Übertragungssystemen eingesetzt werden, um dort eine Unterdrückung spektraler Nebenzipfel zu erreichen. Die Anwendung hier umfasst bereits standardisierte, auf OFDM beruhende Mehrträgerübertragungssysteme, wie beispielsweise DAB, DVB-T oder ”High Performance Local Area Network 2” (HIPERLAN/2).
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Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist auch in Verbindung mit sogenannten OFDM-basierten ”Overlay”-Systemen von großem Interesse. Ein ”Overlay”-System ist ein Übertragungssystem (Füllsystem), das im Frequenzband eines anderen Übertragungssystems (Hauptsystem) arbeitet und die dort aktuell brachliegenden Frequenzlücken nutzt. Besonders geeignet für ”Overlay”-Systeme sind Systeme, die auf OFDM basieren, da diese durch Abschalten einzelner Unterträgergruppen Bereiche im Spektrum aussparen können, in denen das Hauptsystem gerade überträgt. Allerdings würden die starken Nebenzipfel eines Standard-OFDM-Verfahrens entweder das Hauptsystem stören oder es erforderlich machen, dass große Schutzbänder oder steilflankige Sendefilter verwendet werden müssen. Erst die Nebenzipfelunterdrückung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht somit eine effiziente Realisierung von ”Overlay”-Systemen.
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Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht also den Verzicht auf eine zusätzliche Filterung oder Pulsformung des Sendesignals und erlaubt die Verwendung kleinerer oder gar keiner Schutzbänder. Die Eigenschaften des OFDM-Sendesignals werden dabei nicht nachteilig beeinflusst. Als einziger, allerdings nicht besonders relevanter Nachteil kann sich ein geringfügiger Verlust im Bitfehlerratenverhalten ergeben.
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Ferner ermöglicht das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung die Realisierung von effizienten, auf OFDM basierenden ”Overlay”-Systemen, die seit kurzem in der Forschung entwickelt werden, um eine bessere Ausnutzung der wertvollen Ressource Spektrum zu realisieren. Das potentielle Anwendungsgebiet für ”Overlay”-Systeme reicht von der terrestrischen Funkübertragung über die aeronautische Kommunikation bis hin zur Satellitenkommunikation.
