DE102006017962A1

DE102006017962A1 - Digital transmission method

Info

Publication number: DE102006017962A1
Application number: DE102006017962A
Authority: DE
Inventors: Lars Dr. Brühl; Peter Dr. Egner; Jürgen Prof. Dr.-Ing. Lindner; Ivan Perisa; Werner Dr. Teich; Matthias Wetz
Original assignee: Telefunken Radio Communication Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2026-04-14
Also published as: CN101467381B; DE102006017962B4; WO2007118573A1; CN101467381A

Abstract

Für ein Verfahren zur drahtlosen Übertragung digital codierter Information wird in einem OFDM-Mehrträgersystem mit einer größeren Anzahl von Unterträgern vorgeschlagen, die Unterträger in Gruppen zu jeweils M Unterträgern aufzuteilen und in einem ersten Modulationsverfahren eine gruppeninterne Codierung in Form Belegung nur eines oder weniger Unterträger mit einem Signalanteil vorzunehmen. Auf Empfängerseite kann das Signal vorteilhafterweise in kohärent detektiert werden. Ein besonders robustes und effizientes Übertragungsverfahren ergibt sich mit M=4 und Belegung genau eines Unterträgers je Gruppe. In bevorzugter Weiterbildung werden die belegten Unterträger noch in der Phase differentiell moduliert.For a method for wireless transmission of digitally coded information, it is proposed in an OFDM multicarrier system with a larger number of subcarriers to divide the subcarriers into groups of M subcarriers each and, in a first modulation method, group-internal coding in the form of occupying only one or fewer subcarriers with one Share of the signal. The signal can advantageously be detected coherently on the receiver side. A particularly robust and efficient transmission method results with M = 4 and the assignment of exactly one subcarrier per group. In a preferred development, the subcarriers occupied are differentially modulated in the phase.

Description

Die Erfindung betrifft ein digitales Übertragungsverfahren.The The invention relates to a digital transmission method.

Für Verfahren zur drahtlosen Übertragung digital codierter Information sind verschiedene Modulationsarten bekannt und gebräuchlich.For procedures for wireless transmission digitally coded information are different types of modulation known and in use.

Eine durch Mehrwegausbreitung auftretende Inter-Symbol-Interferenz stellt bei Einträgersystemen eine starke Begrenzung der erreichbaren Datenrate dar und macht eine aufwendige Entzerrung des übertragenen Signals im Empfänger notwendig. Dies stellt insbesondere bei schnell zeitvarianten Funkkanälen, welche z. B. bei schnell bewegten Fahrzeugen oder bei Fahrzeugen in schnell wechselnder Umgebung mit Mehrwegausbreitung auftreten, ein gravierendes Problem dar, vor allem im Hinblick auf sicherheitsrelevante Daten, z. B. eines Fahrzeug-Betriebsleitsystems.A through multipath propagation occurs inter-symbol interference in Einträgersystemen a strong limit on the achievable data rate and does one elaborate equalization of the transmitted Signal in the receiver necessary. This provides in particular for fast time-variant radio channels, which z. B. in fast moving vehicles or vehicles in fast changing environment with multipath propagation occur, a serious Problem, especially with regard to safety-relevant data, z. B. a vehicle operations control system.

Moderne Kommunikationssysteme verwenden häufig die Aufteilung des Frequenzspektrums eines Übertragungskanals in eine Vielzahl von Unterträgern, z. B. nach dem OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)-Prinzip, innerhalb dessen auf einen Unterträger wieder verschiedene Modulationsverfahren angewandt werden können, von welchen insbesondere QAM(Quadratur-Amplitudenmodulation) und DPSK(Differential Phase Shift Keying) von praktischer Bedeutung sind.modern Communication systems often use the distribution of the frequency spectrum a transmission channel into a variety of subcarriers, z. B. according to the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) principle, within which on a subcarrier again different modulation methods can be applied of which in particular QAM (Quadrature Amplitude Modulation) and DPSK (Differential Phase shift keying) are of practical importance.

Mehrwegeausbreitung kann im Übertragungskanal auch Auslöschungen von bestimmten Frequenzen, sogenannte „Deep Fades", verursachen. Bei OFDM-Systemen werden daher häufig Verfahren der Kanalkodierung oder des Codebit-Interleaving verwendet, um auch bei Übertragungskanälen mit derartigen Störungen eine zuverlässige Datenübertragung zu erreichen. Durch die Ver wendung von Zuverlässigkeitsinformationen für die einzelnen aus dem Empfangssignal decodierten Bits in einem Soft-Decision-Decoding kann die Leistungsfähigkeit des Decodierers verbessert werden. Zur Decodierung kann dann z. B. ein Soft-Input-Viterbi- oder BCJR-Codierer verwendet werden.Multipath can in the transmission channel also extinctions of certain frequencies, so-called "deep fades" cause OFDM systems therefore common procedures The channel coding or the codebit interleaving is used too with transmission channels with such disorders a reliable one data transfer to reach. By using reliability information for each one the received signal decoded bits in a soft-decision decoding can the performance of the Decoder be improved. For decoding then z. B. a Soft input Viterbi or BCJR coder.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur drahtlosen Übertragung digital codierter Information anzugeben, welches robust gegen die bekannten Störungen des Übertragungskanals ist und eine sichere Übertragung wichtiger Daten bei hoher Datenrate ermöglicht.task The present invention is a method for wireless transmission specify digitally encoded information which robust against the known disorders the transmission channel is and a safe transfer important data at high data rates.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.The Invention is described in claim 1. The dependent claims contain advantageous embodiments and modifications of the invention.

Die Erfindung basiert auf einem Mehrträgersystem, wie insbesondere einem OFDM-System mit Unterteilung des für den Übertragungskanal zur Verfügung stehenden Frequenzspektrums in eine Vielzahl von Unterträgern und zeitliche Unterteilung des übertragenen Signals in aufeinander folgende Symbolschritte.The Invention is based on a multi-carrier system, in particular an OFDM system with subdivision of the available for the transmission channel Frequency spectrum in a variety of subcarriers and temporal subdivision of the transferred Signal in successive symbol steps.

Die Aufteilung zumindest eines Teils der Gesamtzahl der Unterträger in Gruppen zu je M Unterträgern führt zur Bildung einer Mehrzahl solcher Gruppen von Unterträgern. Die Belegung von nur N Unterträgern je Gruppe mit 0 < N < M führt zu einer ersten Modulation, welche gruppenintern für N = 1 als eine M-wertige Frequenzumtastung, nachfolgend auch als MFSK abgekürzt, und für N > 1 als eine sogenannte Multitone-Frequenzumtastung, nachfolgend auch MTFSK, betrachtet werden kann. Diese erste Modulation stellt ein insbesondere für N = 1 besonders robustes Modulationsverfahren dar. Vorteilhafterweise sind die Unterträger in überwiegender Zahl, vorzugsweise alle in die Gruppen zu je M Unterträgern aufgeteilt.The Division of at least part of the total number of subcarriers into groups to each M subcarriers leads to Formation of a plurality of such groups of subcarriers. The Assignment of only N subcarriers each group with 0 <N <M leads to a first Modulation, which is groupwise for N = 1 as a M-valued Frequency shift keying, hereafter also abbreviated as MFSK, and for N> 1 as a so-called Multitone frequency shift keying, also referred to as MTFSK can be. This first modulation sets in particular for N = 1 particularly robust modulation method. Advantageously are the subcarriers in overwhelming numbers, preferably all divided into groups of M subcarriers each.

Die Anzahl M der Unterträger je Gruppe wird, insbesondere für N = 1 (gruppenweise MFSK), vorteilhafterweise zu 2 < M < 10, in besonders vorteilhafter Ausführung M = 4 gewählt. Die bevorzugte Ausführungsform mit M = 4 und N = 1 ist besonders robust, insbesondere gegenüber schneller Zeitvarianz des Übertragungskanals, bei gleichzeitig hoher spektraler Effizienz.The Number M of subcarriers each group becomes, in particular for N = 1 (in groups MFSK), advantageously to 2 <M <10, in particular advantageous embodiment M = 4 selected. The preferred embodiment with M = 4 and N = 1 is particularly robust, especially against faster Time variance of the transmission channel, at the same time high spectral efficiency.

Die Bitzuordnung erfolgt bei N = 1 vorteilhafterweise innerhalb der Gruppe der M Unterträger so, dass sich nach Art einer Gray-Codierung benachbarte Unterträger nur in je einem Bit unterscheiden. Dadurch wird bei Frequenzoffset, bei welchem bevorzugt auf benachbarte Unterträger falsch entschieden wird, die Bitfehlerwahrscheinlichkeit reduziert. Die dabei angenommene, bevorzugte Anordnung aller Unterträger einer Gruppe als ein in Frequenzrichtung zusammenhängender Block ist aber nicht zwingend. Es zeigt sich, dass insbesondere durch Einsatz eines Codebit-Interleaving, die in einer Gruppe zusammengefassten Unterträger auch spektral weiter beabstandet sein können.The Bit assignment takes place at N = 1 advantageously within the Group of M subcarriers so that neighboring subcarriers are only in the manner of a gray coding differ in one bit each. As a result, at frequency offset, in which preferably adjacent subcarriers are wrongly decided, reduces the bit error probability. The assumed, preferred arrangement of all subcarriers of a group as a in Frequency direction more coherent Block is not mandatory. It turns out that in particular by using a codebit interleaving grouped together subcarrier may also be spaced spectrally further.

In anderer vorteilhafter Ausführung mit N > 1, d. h. in einem Symbolschritt gleichzeitige Belegung von N Unterträgern jeder Gruppe mit einem Signalanteil, lässt sich eine höhere Bandbreiteneffizienz des Übertragungssystems erzielen. Vorteilhafterweise ist N < M/2.In another advantageous embodiment with N> 1, d. H. in a symbol step simultaneous occupancy of N subcarriers each Group with a signal component leaves a higher one Bandwidth efficiency of the transmission system achieve. Advantageously, N <M / 2.

Bei den beschriebenen Verfahren, sowohl mit N = 1 als auch mit 1 < N < M ist vorteilhafterweise auf Empfängerseite eine inkohärente Detektion des Empfangssignals möglich. Dadurch kann vorteilhafterweise auf eine Kanalschätzung verzichtet werden. Ohne die Notwendigkeit einer empfängerseitigen Kanalschätzung kann in vorteilhafter Ausführung auf die Übertragung von Pilotträgern verzichtet und dadurch eine höhere spektrale Effizienz im Vergleich zu kohärenter Detektion erreicht werden.In the described methods, both with N = 1 and with 1 <N <M, an incoherent detection of the received signal is advantageously possible on the receiver side. This advantageously makes it possible to dispense with a channel estimation. Without the need for a receiver-side channel estimation, the transfer of pilot carriers can advantageously be dispensed with, and thus a higher spectral efficiency compared to coherent detection can be achieved.

Bei inkohärenter Detektion des nach dem vorstehend beschriebenen Modulationsverfahren erzeugten und übertragenen Signals spielt die Trägerphase für die Informationsübertragung der Daten keine Rolle. Dieser Freiheitsgrad kann in vorteilhafter Ausführung dazu genutzt werden, durch eine günstige Wahl der Unterträgerphasen den Crestfaktor des Sendesignals zu reduzieren.at incoherent Detection of the modulation method described above generated and transmitted Signal plays the carrier phase for the information transfer the data does not matter. This degree of freedom can this in an advantageous embodiment be used by a favorable Choice of subcarrier phases to reduce the crest factor of the transmission signal.

In anderer, besonders vorteilhafter Ausführung kann die Bandbreiteneffizienz der vorstehend beschriebenen Ausführungen (N = 1, N > 1) des ersten Modulationsverfahrens durch eine zusätzliche Verwendung der Phase der durch die erste Modulation belegten Unterträger als Informationsträger erhöht werden, ohne dass die Robustheit der Datenübertragung über die erste Modulation mit der Codierung durch gruppenweise Trägerbelegung beeinträchtigt wird.In another particularly advantageous implementation may be the bandwidth efficiency of the above-described embodiments (N = 1, N> 1) of the first modulation method through an additional use the phase of subcarriers occupied by the first modulation as information carrier elevated without the robustness of data transmission over the first modulation with the coding is affected by group-wise carrier assignment.

Insbesondere vorteilhaft ist es, die Phase der belegten Unterträger differentiell zu codieren. Diese differentielle Codierung kann entweder in Frequenzrichtung, also zwischen belegten Unterträgern oder in Zeitrichtung, also zwischen zeitlich aufeinander folgenden Symbolen, erfolgen. Dabei kann vorteilhafterweise weiterhin auf eine Kanalabschätzung verzichtet und das Empfangssignal inkohärent detektiert werden. Bei stark zeitvarianten, jedoch nur schwach frequenzselektiven Kanälen, ist eine differentielle Codierung in Frequenzrichtung vorteilhafter, bei stark frequenzselektiven, jedoch nur wenig zeitvarianten Kanälen, ist eine Codierung in Zeitrichtung günstiger.Especially It is advantageous, the phase of the occupied subcarrier differentially to code. This differential coding can either be in the frequency direction, So between occupied subcarriers or in time direction, ie between temporally successive Symbols, done. It may advantageously continue to a channel estimate waived and the received signal incoherently detected. at strong time variations, but only weak frequency selective channels, is a differential coding in the frequency direction advantageous, in strongly frequency-selective, but only slightly time-variant channels, is a coding in time direction cheaper.

In anderer vorteilhafter Ausführung kann eine zusätzliche Modulation der in dem ersten Modulationsverfahren belegten Unterträger auch mit einem kohärenten Modulationsverfahren, d. h. einem Modulationsverfahren, welches auf Empfängerseite eine kohärente Detektion erfordert, wie z. B. QAM, durchgeführt werden, wobei vorteilhafterweise für die kohärente Demodulation empfängerseitig eine Kanalschätzung durchgeführt wird.In another advantageous embodiment can be an extra Modulation of subcarriers occupied in the first modulation scheme as well with a coherent Modulation method, d. H. a modulation method which on the receiver side one coherent Detection requires such. B. QAM, are carried out, advantageously for coherent demodulation receiving end a channel estimate carried out becomes.

Durch Link-Adaption kann zwischen kohärenter, differentieller Codierung in Frequenz- und in Zeitrichtung bedarfsweise umgeschaltet werden. Auch eine differentielle Codierung, bei der ein Teil der Unterträger in Zeit-, der andere Teil hingegen in Frequenzrichtung differentiell codiert wird, ist möglich.By Link adaptation can be between coherent, Differential encoding in frequency and in time direction as needed be switched. Also a differential encoding, in the a part of the subcarriers in time, the other part, however, differentially in the frequency direction is coded is possible.

Vorteilhafterweise wird bei einem Signal mit nach der ersten Modulation vorgenommener Unterträgerbelegung und mit zusätzlicher Modulation belegter Unterträger die Codierung der ersten Modulation mit Daten vorgenommen, welche von Daten zur Codierung der zweiten Modulation unabhängig sind. Die Codierung der ersten Modulation kann dabei insbesondere sicherheitsrelevante Daten, z. B. eines Fahrzeug-Betriebsleitsystems umfassen, welche durch die erste Modulation mit besonders hoher Störsicherheit übertragen werden. Die Daten zur Codierung der zweiten Modulation können andere Dienste, z. B. Telekommunikation betreffen, für welche geringere Anforderungen an die Übertragungsgüte bestehen. Kanalcodierung und Interleaving werden für beide Modulationen vorzugsweise getrennt durchgeführt.advantageously, is at a signal with after the first modulation made Subcarrier allocation and with additional Modulation of occupied subcarriers the coding of the first modulation is made with data which are independent of data for encoding the second modulation. The Coding of the first modulation can be particularly security-relevant Data, e.g. B. a vehicle operation control system, which by transmit the first modulation with particularly high interference immunity become. The data for encoding the second modulation may be different Services, eg B. telecommunications, for which lower requirements insist on the transmission quality. Channel coding and interleaving are preferred for both modulations carried out separately.

Bei einem solchen Dienstmultiplex können die Codierverfahren, den Anforderungen an Robustheit und Datenrate der beiden Modulationen entsprechend, getrennt optimiert werden. Ein solcher Dienstmultiplex kann auch zur Übertragung von anderen Daten mit geringerer Anforderung an die Übertragungsgüte, z. B. Videodaten genutzt werden. Bei Datenmultiplex, bei dem nicht zwischen verschiedenen Dienstgüten unterschieden wird, können die Codierverfahren der beiden Modulationen so optimiert werden, dass eine möglichst gute Gesamtleistung erreicht wird.at Such a service multiplex can the Coding method, the requirements for robustness and data rate of Both modulations are optimized separately. One such service multiplex may also be used to transmit other data with less demand on the quality of transmission, z. B. Video data are used. In data multiplex, where not between different qualities of service can be distinguished the coding methods of the two modulations are optimized so that one possible good overall performance is achieved.

Durch die erste Modulation steht nur ein Teil (N/M) der Unterträger für eine zusätzliche Modulation zur Verfügung. Um die spektrale Effizienz der Datenüber tragung zu erhöhen ist es auch möglich, nur einen Teil der Unterträger auf Gruppen aufzuteilen, auf die die erste Modulation angewandt wird und die übrigen Unterträger in gebräuchlicher Weise ohne derartige Gruppierung einer Modulation, insbesondere einer gebräuchlichen differentiellen Phasenmodulation oder QAM usw. zu unterziehen.By the first modulation is only a part (N / M) of the subcarrier for an additional Modulation available. To increase the spectral efficiency of Datenüber tragung is it also possible only part of the subcarriers to divide into groups to which the first modulation applied will and the rest subcarrier in common Way without such grouping of a modulation, in particular a common undergo differential phase modulation or QAM, etc.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt:The The invention is based on preferred embodiments illustrated in detail with reference to the figures. there shows:

1 ein Beispiel für eine Unterträgerbelegung, 1 an example of a subcarrier assignment,

2 eine senderseitige und empfangsseitige Signalverarbeitung nach einer bevorzugten Ausführungsform. 2 a transmitter-side and receiver-side signal processing according to a preferred embodiment.

In 1 ist als Band in Frequenzrichtung ein Ausschnitt aus einer größeren Gesamtzahl von in Frequenz f aufeinanderfolgenden Unterträgern UT eines Übertragungskanals nach einem Mehrträgersystem, beispielsweise OFDM, skizziert. Die in Frequenzrichtung f aufeinander folgenden Unterträger UT sind zu Gruppen von jeweils vier Unterträgern zusammengefasst, wobei in 1 drei in Frequenzrichtung aufeinander folgende Gruppen G_r-1, G_r und G_r+1 vollständig dargestellt sind. In dem skizzierten und bevorzugten Beispiel sind die Unterträger jeder Gruppe in Frequenzrichtung f blockweise zusammenhängend. Im gewählten und bevorzugten Beispiel ist die Anzahl M der Unterträger je Gruppe M = 4.In 1 is outlined as a band in the frequency direction, a section of a larger total number of consecutive frequency subcarriers UT a transmission channel to a multi-carrier system, such as OFDM. Subcarriers UT consecutive in the frequency direction f are grouped into groups of four subcarriers each, wherein 1 three successive frequency groups G _r-1 , G _r and G _{r + 1} are completely shown. In the example outlined and preferred, the subcarriers of each group are blockwise connected in the frequency direction f. In the selected and preferred example, the number M of subcarriers per group is M = 4.

Gemäss dem ersten Modulationsverfahren mit N belegten Unterträgern innerhalb einer Gruppe und N = 1 ist in jeder der Gruppen ein Unterträger mit einem Signalanteil belegt. Die belegten Unterträger sind durch dick durchgezogene Rahmenlinien hervorgehoben. Die nicht belegten Unterträger sind durch x gekennzeichnet.According to the first Modulation method with N subcarriers within a group and N = 1 in each of the groups is a subcarrier with a signal component busy. The occupied subcarriers are highlighted by thick solid border lines. The unoccupied subcarrier are marked by x.

Die Bitzuordnung innerhalb einer Gruppe ist für die Gruppe G_r mit eingetragen und erfolgt vorzugsweise nach Art einer Gray-Codierung, bei welcher unmittelbar benachbarte Unterträger sich jeweils nur in einem von zwei Bits unterscheiden. Die Belegung eines Unterträgers in jeder Gruppe bestimmt damit eindeutig ein Bitpaar für die jeweilige Gruppe, in der Gruppe G_r also das Bitpaar {01}. Die codierten Bits sind unterhalb der die Unterträger repräsentierenden Rahmen in der Gruppe G_r eingezeichnet und mit BA allgemein bezeichnet. Für die drei aufeinander folgenden Gruppen G_r+1, G_r und G_r+1 ergibt sich damit ein Codierumfang von insgesamt sechs Bits.The bit allocation within a group is also entered for the group G _r and preferably takes place in the manner of a Gray coding, in which directly adjacent subcarriers each differ in only one of two bits. The assignment of a subcarrier in each group thus clearly determines a bit pair for the respective group, ie in the group G _r the bit pair {01}. The coded bits are located below the subcarrier representing frames in the group G _r and generally designated BA. For the three consecutive groups G _{r + 1} , G _r and G _{r + 1,} this results in a coding scope of six bits in total.

Die belegten, in 1 durch Umrandung mit dicken Linien hervorgehobenen Unterträger können in bevorzugter Ausführung zusätzlich eine Phaseninformation in Form einer differentiellen Phasenmodulation enthalten, wofür in 1 eine differentielle Phasenmodulation zwischen in Frequenzrichtung aufeinander folgenden belegten Trägern bzw. den Unterträgern benachbarter Gruppen angenommen ist. Eine solche differentielle Phasenmodulation der belegten Unterträger ermöglicht vorteilhafterweise die Codierung zusätzlicher Information in Form von weiteren Codierbits BB, ohne die Übertragungsgüte der ersten Modulation zu beeinträchtigen. Im skizzierten Beispiel sei eine 2-fach differentielle Phasenmodulation angenommen, wobei die relativen Phasen von in Frequenzrichtung benachbarten belegten Unterträger durch nach oben bzw. unten gerichtete Pfeile angedeutet sind. Die weiteren Codierbits BB ergeben sich durch die relative Phasenlage der Signalanteile in in Frequenzrichtung aufeinander folgenden belegten Unterträgern in der in 1 angegebenen Weise. Die differentielle Phasenmodulation als solche ist allgemein bekannt. Die differentielle Phasencodierung ermöglicht vorteilhafterweise eine inkohärente Detektion und Decodierung auf Empfängerseite.The occupied, in 1 Subcarriers highlighted by bordering with thick lines may additionally contain, in a preferred embodiment, phase information in the form of a differential phase modulation, for which purpose in FIG 1 a differential phase modulation between successive occupied carriers in the frequency direction and the subcarriers of adjacent groups is assumed. Such a differential phase modulation of the occupied subcarriers advantageously enables the coding of additional information in the form of further coding bits BB, without impairing the transmission quality of the first modulation. In the example outlined, a 2-fold differential phase modulation is assumed, the relative phases of adjacent subcarriers adjacent in the frequency direction being indicated by arrows pointing upwards or downwards. The further coding bits BB result from the relative phase position of the signal components in successive occupied subcarriers in the frequency direction in FIG 1 indicated way. As such, the differential phase modulation is well known. The differential phase coding advantageously enables incoherent detection and decoding on the receiver side.

2 zeigt für eine bevorzugte Ausführungsform, beispielsweise mit einer Codierung nach 1 über ein erstes Modulationsverfahren, welches die Belegung eines Unterträgers je Gruppe durchführt, und einer zusätzlichen differentiellen Phasenmodulation der belegten Unterträger. 2 shows for a preferred embodiment, for example, with an encoding after 1 via a first modulation method, which performs the assignment of a subcarrier per group, and an additional differential phase modulation of the occupied subcarriers.

Ein Datenstrom DS, welcher beispielsweise Daten unterschiedlicher Dienste in sich vereinen kann, wird einer Demultiplexer Stufe DMX zugeführt und in dieser in zwei Datenströme DA und DB aufgeteilt. Die Datenrate in den beiden Datenströmen kann verschieden sein. In einer bevorzugten Anwendung bei einer Funkkommunikation zwischen einem Fahrzeug und ortsfesten Stationen kann beispielsweise der Datenstrom DA sicherheitsrelevante Betriebsdaten des Fahrzeugs innerhalb eines Fahrzeug-Betriebsleitsystems enthalten und dem Datenstrom DB können andere Daten, beispielsweise von Telekommunikationsdiensten oder Bilddaten zugewiesen sein.One Data stream DS, which, for example, data of different services can unite, is fed to a demultiplexer stage DMX and in this in two data streams Split DA and DB. The data rate in the two data streams can be different be. In a preferred application for radio communication between a vehicle and stationary stations, for example, the Data flow DA safety-related operating data of the vehicle within a vehicle operations control system and the data stream DB can other data, such as telecommunication services or Be assigned image data.

Der Datenstrom DA wird einem ersten Codierer COA zugeführt, welcher eine erste Bitfolge CA für ein erstes Modulationsverfahren generiert. In entsprechender Weise generiert ein zweiter Codierer COB aus dem Datenstrom DB eine zweite Bitfolge CB. Bei der Generierung der Bitfolgen CA bzw. CB können Verfahren zur Kanalcodierung, zur Anpassung der Coderate, Codebit-Interleaving usw. mit berücksichtigt werden.Of the Data stream DA is supplied to a first encoder COA, which a first bit sequence CA for generates a first modulation method. In a similar way a second encoder COB generates a second one from the data stream DB Bit sequence CB. When generating the bit sequences CA or CB, methods can be used for channel coding, code rate adjustment, codebit interleaving, etc. taken into account become.

Die erste Bitfolge CA wird in einem ersten Modulator CMA nach der geschilderten ersten Modulation mit Belegung jeweils eines Unterträgers in einer Gruppe einer Vielzahl von den Gruppen unterteilten Unterträgern in ein Belegungsmuster SA der Gesamtheit der Unterträger umgesetzt.The first bit sequence CA is described in a first modulator CMA after the first modulation with occupancy of a subcarrier in each case a group of a plurality of subcarriers subdivided into groups an assignment pattern SA of the entirety of the subcarriers implemented.

Die zweite generierte Bitfolge CB wird in einem zweiten Modulator CMB durch differentielle Phasenmodulation in eine Phasenmodulationsinformation SB umgesetzt, welche in dem Kombinierer CAB dazu dient, die Phasen der im Modulator CMA belegten Träger mit einer zusätzlichen Phaseninformation zu versehen. Das am Ausgang des Kombinierers CAB zur Verfügung stehende Signal enthält damit in jedem von aufeinander folgenden Symbolschritten Signalanteile in Unterträgern, welche nach der ersten Modulation belegt sind, und deren Unterträgerphasen durch den zweiten Modulator in differentieller Phasenmodulation festgelegt sind. Das Signal S wird über den nicht näher bezeichneten Übertragungskanal, welcher neben der Funkstrecke auch weitere Sendesignal-Aufbereitungsstufen des Senders und Empfängereingangsstufen eines Empfängers, insbesondere auch die bei OFDM gebräuchlichen IFFT- und FFT-Stufen enthalten kann, übertragen. Das im Empfänger empfangene Empfangssignal E wird in einer ersten Demodulatorstufe RA einem Detektor DEA zugeführt, welcher eine Unterscheidung zwischen belegten und nicht belegten Unterträgern trifft. Die Entscheidungen des Detektors DEA werden in einem Decodierer DCA in einen Empfangsdatenstrom EA umgesetzt. Die Demodulatorstufe RA detektiert und decodiert lediglich die in Form der ersten Modulation der Trägerbelegung übertragene Information. Die Detektion und Decodierung kann vorteilhafterweise inkohärent erfolgen.The second generated bit sequence CB is converted in a second modulator CMB by differential phase modulation into phase modulation information SB, which serves in the combiner CAB to provide the phases of the carriers occupied in the modulator CMA with additional phase information. The signal available at the output of the combiner CAB thus contains signal components in subcarriers which are occupied after the first modulation and whose subcarrier phases are defined by the second modulator in differential phase modulation in each of successive symbol steps. The signal S is transmitted via the unspecified transmission channel, which in addition to the radio link and other transmission signal processing stages of the transmitter and receiver input stages of a receiver, in particular may also contain the common in OFDM IFFT and FFT stages transmitted. The received signal E received in the receiver is fed in a first demodulator stage RA to a detector DEA, which makes a distinction between occupied and unoccupied subcarriers. The decisions of the detector DEA are in ei a decoder DCA converted into a receive data stream EA. The demodulator stage RA detects and decodes only the information transmitted in the form of the first modulation of the carrier occupation. The detection and decoding can advantageously be done incoherently.

Zur Detektion und Decodierung der in den Unterträgerphasen enthaltenen weiteren Information entsprechend dem Datenstrom DB auf Senderseite wird das Empfangssignal zusätzlich einer zweiten Demodulationsstufe RB zugeführt, welche einen zweiten Detektor DEB zur Erkennung differentieller Unterträgerphasen von in Frequenzrichtung und/oder in Zeitrichtung und einen zweiten Decodierer DCB zur Erzeugung eines zweiten Datenstroms EB enthält.to Detection and decoding of the other contained in the subcarrier phases Information corresponding to the data stream DB on the sender side is the received signal in addition a second demodulation RB fed, which a second detector DEB for detecting differential subcarrier phases in the frequency direction and / or in time direction and a second decoder DCB for generating a second data stream EB contains.

Die empfängerseitig gewonnenen Datenströme EA und EB können in einem Multiplex MX zu einem Gesamtdatenstrom EG zusammengeführt werden.The receiving end obtained data streams EA and EB can be merged in a multiplex MX to a total data stream EG.

Die Extraktion der in der differentiellen Phasenmodulation enthaltenen Information aus dem Empfangssignal in der Demodulatorstufe RB kann direkt aus dem Empfangssignal durch Betrachtung der Empfangsenergie auf den einzelnen Unterträgern bestimmt werden. Vorzugsweise wird jedoch wie in 2 dargestellt, aus der ersten Demodulatorstufe RA eine Information über die Belegung der Unterträger abgeleitet und über eine Codierstufe RC und der Trägerbelegungsstufe TB die in der Demodulatorstufe RA bestimmte Unterträgerbelegung regeneriert und mit deren Unterstützung die Detektion und Decodierung der differentiellen Unterträgerphasen verbessert.The extraction of the information contained in the differential phase modulation from the received signal in the demodulator RB can be determined directly from the received signal by looking at the received energy on the individual subcarriers. Preferably, however, as in 2 represented, derived from the first demodulator RA a piece of information about the occupancy of subcarriers and regenerated via a coding RC and the carrier occupancy level TB determined in the demodulator stage RA subcarrier occupancy and improved with their support the detection and decoding of the differential subcarrier phases.

In nicht skizzierter Ausführung kann auch die in der Stufe RB gewonnene Phaseninformation auf die Stufe RA zurückgeführt und dort zur kohärenten Detektion der belegten Träger genutzt werden. Durch die Verwendung von in einer Stufe gewonnener Information zur Verbesserung der Detektion in einer anderen Stufe auf Empfängerseite kann die Bitfehlerrate iterativ reduziert werden.In not sketched version The phase information obtained in stage RB can also be applied to the Level RA returned and there for coherent detection the occupied carrier be used. By using one-stage won Information to improve the detection in another stage on the receiver side the bit error rate can be iteratively reduced.

Zusätzlich kann für die in beiden Modulationsarten des empfangenen Signals enthaltenen Teilinformationen durch eine Rückführung von Zuverlässigkeitsinformationen aus dem Decodierer zum Detektor die Bitfehlerrate weiter verringert werden. Insbesondere bei der Gewinnung der in der differentiellen Phasenkomponente enthaltenen Information kann durch Multisymbol-Detektion, bei welcher die differentielle Phasenentscheidung über mehrere Symbolschritte gemeinsam getroffen wird, die Bitfehlerrate verringert werden, insbesondere wenn eine durch den Kanal verursachte Phasendrehung über mehrere Symbole als konstant angenommen werden kann. Die Multisymbol-Detektion ist an sich bekannt.In addition, can for the Part information contained in both types of modulation of the received signal by a return of reliability information from the decoder to the detector further reduces the bit error rate become. In particular, in the extraction of in the differential Phase component information can be detected by multi-symbol detection, in which the differential phase decision over several symbol steps is taken together, the bit error rate can be reduced, in particular if a phase rotation caused by the channel over several Symbols can be assumed to be constant. The multi-symbol detection is known per se.

Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.The above and those specified in the claims as well as the figures removable features are both individually as well as in various combinations advantageously feasible. The invention is not limited to the described embodiments limited, but in the context of expert Can s changeable in many ways.

Claims

A method for the wireless transmission of digitally coded information over a transmission channel, which is subdivided into a plurality Z of subcarriers, emitting a transmission signal in temporally successive symbol steps, characterized in that at least a part of the subcarriers is divided into groups of M subcarriers and one first modulation takes place within a symbol step by occupying N subcarriers of each group with N <M, and a signal component of a transmission signal is transmitted on each of the occupied subcarriers.

Method according to claim 1, characterized in that that the number M of subcarriers per group to 2 <M <10 is selected.

Method according to claim 2, characterized in that that the number M of subcarriers per group selected to M = 4 becomes.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized the number N of occupied subcarriers per group is selected to be N = 1.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized the number N of occupied subcarriers is chosen to be N> 1 becomes.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized that the phases of occupied subcarriers are determined so that the crest factor of the transmission signal is reduced.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized that the subcarriers occupied in the groups of an additional Be subjected to modulation.

Method according to claim 7, characterized in that that the coding for first modulation on the one hand and for the additional modulation on the other done separately.

A method according to claim 7 or 8, characterized in that the additional modulation as a differential modulation of the subcarrier phases between different occupied subcarriers and / or executed between different symbol steps.

Method according to claim 7 or 8, characterized that extra Modulation after a coherent Modulation method performed becomes.

Method according to one of claims 7 to 10, characterized that on the receiver side a from the additional Modulation independent detection and decoding the first modulation.

Method according to claim 11, characterized in that that for support the detection of additional Modulation in the transmitted Signal in the receiver a new coding of the detected and decoded carrier occupation is made.

Method according to one of claims 7 to 12, characterized that one from the detection and decoding of the extra Modulation obtained phase information for a coherent detection of the first Modulation is used.

Method according to one of claims 7 to 13, characterized that for the additional modulation a detection over several symbol steps performed becomes.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized that receiver side Detection and decoding of the first modulation and / or the additional Modulation done iteratively.

Method according to one of claims 1 to 15, characterized that only part of the total number of subcarriers is included in the group split and the first modulation is subjected to and on the other subcarriers differential phase modulation method and / or a coherent modulation method is applied.

Method according to one of claims 1 to 16, characterized that channel coding and / or interleaving are used.

Method according to one of claims 1 to 17, characterized on the receiver side Soft-decision method is used in the decoding.