DE102007033287A1

DE102007033287A1 - Method for determining carrier frequency deviation at height of integral multiples of sub carrier interval in orthogonal frequency-division multiplexing communication system, involves potentizing each received symbols

Info

Publication number: DE102007033287A1
Application number: DE102007033287A
Authority: DE
Inventors: Dirk Dr. Galda
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2008-11-20

Abstract

The method involves potentizing each received Orthogonal frequency-division multiplexing symbol with an appropriate factor (I) of number of phase condition of the phase modulation. An average value is determined for the respective sub channel by potentizing the received orthogonal frequency-division multiplexing symbols in the respective sub channel. The proper factor is identified as integral multiple of the sub carrier interval in the carrier frequency deviation for maximum the determined metrics. An independent claim is also included for a device for determining a carrier frequency deviation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung einer ganzzahligen Trägerfrequenzabweichung in einem OFDM-Übertragungssystem.The The invention relates to a method and a device for detection an integer carrier frequency deviation in an OFDM transmission system.

Eine notwendige Voraussetzung für den sicheren Betrieb eines OFDM-Übertragungssystems (Orthogonal-Frequency-Division-Multiplex) ist eine exakte Synchronisierung der Trägerfrequenz zwischen Sender und Empfänger. Ist die Trägerfrequenz zwischen Sender und Empfänger nicht synchronisiert, so ist die Orthogonalität zwischen den einzelnen Subträgersignalen in den einzelnen Subkanälen des OFDM-Übertragungssystems gestört und Übersprechen zwischen den einzelnen Subkanälen – Inter-Carrier-Interference – mindert die Übertragungsqualität.A necessary condition for the safe operation of a OFDM Transmission System (Orthogonal Frequency Division Multiplex) is an exact synchronization of the carrier frequency between Sender and receiver. Is the carrier frequency between Sender and receiver not synchronized, so is the orthogonality between the individual subcarrier signals in the individual Subchannels of the OFDM transmission system disturbed and crosstalk between the individual subchannels - inter-carrier interference - reduces the transmission quality.

Für die Trägerfrequenzsynchronisierung, die somit wesentlicher Bestandteil eines OFDM-Übertragungssystems darstellt, wird üblicherweise die Ermittlung der Trägerfrequenzabweichung in zwei Schritten durchgeführt:
In einem ersten Schritt wird die fraktionale Trägerfrequenzabweichung, also der Anteil ε·Δf der Trägerfrequenzabweichung ermittelt, der kleiner als der Subträgerabstand Δf des OFDM-Übertragungssystems ist (mit |ε| < 1/2).For the carrier frequency synchronization, which is thus an essential component of an OFDM transmission system, the determination of the carrier frequency deviation is usually carried out in two steps:
In a first step, the fractional carrier frequency deviation, ie the proportion ε · Δf of the carrier frequency deviation is determined, which is smaller than the subcarrier distance Δf of the OFDM transmission system (with | ε | <1/2).

In einem zweiten Schritt wird die ganzzahlige Trägerfrequenzabweichung, also das ganzzahlige Vielfache m·Δf des Subträgerabstands Δf des OFDM-Übertragungssystems ermittelt (mit m ∊ N).In a second step becomes the integer carrier frequency deviation, ie the integer multiple m · Δf of the subcarrier spacing Δf OFDM transmission system determined (with m ε N).

Während, wie z. B. in der US 7,133,479 82 gezeigt, die Ermittlung der fraktionalen Trägerfrequenzabweichung üblicherweise mittels Korrelationsanalyse im Zeitbereich bestimmt wird, erfolgt die Ermittlung der ganzzahligen Trägerfrequenz-abweichung über eine Korrelationsanalyse im Frequenzbe-reich.While, such as B. in the US 7,133,479 82 shown, the determination of the fractional carrier frequency deviation is usually determined by means of correlation analysis in the time domain, the determination of the integer carrier frequency deviation takes place via a correlation analysis in the frequency domain.

Für die Ermittlung der ganzzahligen Trägerfrequenzabweichung im Frequenzbereich können prinzipiell die strukturellen Eigenschaften der einzelnen Subkanäle und deren OFDM-Symbole ausgenutzt werden:

• Struktur der mit Symbolen belegten Subkanäle und der von Symbolen befreiten Subkanäle,
• Subkanäle mit Nutzdaten-Symbole,
• Subkanäle mit verstreuten und kontinuierlich verteilten Pilotsymbolen (Scattered and Continual Pilots),
• Subkanäle mit kontinuierlichen Referenzsymbolen (Reference Symbols),
• Signalisierungskanäle mit Signalisierungsinformationen und
• Subkanäle mit jeweils unterschiedlich modulierten OFDM-Symbolen

In principle, the structural properties of the individual subchannels and their OFDM symbols can be used to determine the integer carrier frequency deviation in the frequency domain:

• structure of the sub-channels occupied by symbols and the sub-channels freed of symbols,
• subchannels with user data symbols,
Subchannels with scattered and continuously distributed pilot symbols (scattered and continual pilots),
Subchannels with continuous reference symbols (Reference Symbols),
• signaling channels with signaling information and
• Subchannels with differently modulated OFDM symbols

Die Verwendung von Subkanälen mit Nutzdaten-Symbolen und von Subkanälen mit Signalisierungsinformation wird im Stand der Technik zur Ermittlung der ganzzahligen Trägerfrequenz-abweichung nicht verwendet, da Inhalt und Position der Nutzdaten-Symbole und der Signalisierungsinformation dem Empfänger üblicherweise a-priori nicht bekannt sind.The Use of subchannels with user data symbols and of Subchannels with signaling information is in the state the technique for determining the integer carrier frequency deviation not used, because content and position of user data symbols and the signaling information to the receiver usually a-priori are not known.

Die übliche Verwendung von Pilotsymbolen und Referenzsymbolen zur Ermittlung der ganzzahligen Trägerfrequenzabweichung weist den deutlichen Nachteil auf, dass anstelle der Pilot- und Referenzsymbole keine Nutzdaten-Symbole übertragen werden können und deshalb die Bandbreiteneffizienz reduziert ist.The usual Use of pilot symbols and reference symbols for identification the integer carrier frequency deviation shows the clear Disadvantage that instead of the pilot and reference symbols no User data symbols can be transmitted and therefore the bandwidth efficiency is reduced.

Die Ermittlung der ganzzahligen Trägerfrequenzabweichung mittels Auswertung der spezifischen Summenleistung der belegten und unbelegten Subkanäle weist den Nachteil auf, dass die zu ermittelnde Summenleistung eine starke Abhän gigkeit von den Eigenschaften der Kanalübertragungsfunktion aufweist. Bei Vorliegen von immer wieder auftretenden zeitvarianten Störungen im Übertragungskanal und von Dämpfungen an den Frequenzträgerrändern besteht bei diesem Verfahren eine erhöhte Falschalarmwahrscheinlichkeit, die das Verfahren für den praktischen Einsatz nicht prädestiniert.The Determination of the integral carrier frequency deviation by means of Evaluation of the specific cumulative power of the occupied and unoccupied Subchannels has the disadvantage that the to be determined Total power is a strong dependency on the characteristics having the channel transfer function. In the presence of repeatedly occurring time-variant interference in the transmission channel and of attenuations at the frequency carrier edges there is an increased false alarm probability with this method, which does not predestine the method for practical use.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der ganzzahligen Trägerfrequenzabweichung zu schaffen, das/die einerseits eine hohe Bandbreiteneffizienz des OFDM-Übertragungskanals ermöglicht und andererseits eine hohe Unabhängigkeit von den Eigenschaften des OFDM-Übertragungskanals aufweist.task The invention is therefore a method and an apparatus to determine the integer carrier frequency deviation to create, on the one hand, a high bandwidth efficiency of the OFDM transmission channels and on the other hand a high degree of independence from the characteristics of the OFDM transmission channel having.

Die Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Weiterbildungen.The The object is with respect to the method by the features of claim 1 and with respect to the device by the Characteristics of claim 12 solved. The dependent claims contain advantageous developments.

Erfindungsgemäß wird zur Ermittlung der ganzzahligen Trägerfrequenzabweichung die strukturelle Eigenschaft von unterschiedlichen Modulationsarten in den einzelnen Subkanälen des OFDM-Übertragungssystems ausgenutzt, indem in bestimmten Subkanälen phasenmodulierte OFDM-Symbole und in den übrigen Subkanälen OFDM-Symbole gesendet werden, die in einer Modulation mit einer zur Anzahl der Phasenzustände der Phasenmodulation höheren Anzahl von Phasenzuständen moduliert sind.According to the invention to determine the integer carrier frequency deviation the structural property of different types of modulation in the individual subchannels of the OFDM transmission system exploited by phase-modulated in certain subchannels OFDM symbols and in the remaining subchannels OFDM symbols be sent in a modulation with one to the number of Phase states of the phase modulation higher number modulated by phase states.

Werden die in den einzelnen Subkanälen des OFDM-Übertragungsrahmens empfangenen OFDM-Symbole mit einem der Anzahl von Phasenzuständen der Phasenmodulation entsprechenden Faktor, der gleichzeitig auch der Modulationswertigkeit der Phasenmodulation entspricht, potenziert, so wird die Modulation der phasenmodulierten OFDM-Symbole beseitigt, während sie bei den OFDM-Symbolen in einer Modulation mit einer zur Anzahl der Phasenzustände der Phasenmodulation höheren Anzahl von Phasenzuständen noch vorhanden ist.Become in the individual subchannels of the OFDM transmission frame received OFDM symbols with one of the number of phase states the phase modulation corresponding factor, the same time corresponds to the modulation value of the phase modulation, this eliminates the modulation of the phase modulated OFDM symbols, while in modulation with the OFDM symbols one to the number of phase states of the phase modulation higher number of phase states still present is.

Die Entfernung der Modulation durch Potenzierung führt dazu, dass die phasenmodulierten OFDM-Symbole jeweils einzig einen positiven, von Null verschiedenen Inphase-Signalanteil aufweisen. Die in einer Modulation mit einer höheren Anzahl von Phasenzuständen modulierten OFDM-Symbole können nach der Potenzierung aufgrund noch nicht vollständig erfolgter Entfernung der Modulation dagegen durchaus auch negative Inphase-Signalanteile und/oder positive bzw. negative Quadratur-Signalanteile aufweisen.The Removal of modulation by potentiation causes that the phase-modulated OFDM symbols each have only one positive, have non-zero in-phase signal component. The one in one Modulation with a higher number of phase states modulated OFDM symbols may be due to exponentiation not yet completed removal of the modulation on the other hand also negative in-phase signal components and / or positive or negative quadrature signal components.

Da komplexwertige OFDM-Symbole unabhängig von ihrer Modulationsart mittelwertfrei sind, ergibt eine Mittelung über phasenmodulierte, mit einem Faktor entsprechend der Anzahl ihrer Phasenzustände potenzierte OFDM-Symbole stets einen positiven reellen Mittelwert, während die Mittelung über alle mit einer Modulation mit höherer Anzahl von Phasenzuständen modulierten und mit einem Faktor entsprechend der Anzahl von Phasenzuständen der Phasenmodulation potenzierten OFDM-Symbole einen Mittelwert von Null ergibt.There complex-valued OFDM symbols regardless of their modulation type are averaging over phase modulated, with a factor corresponding to the number of their phase states potentiated OFDM symbols always have a positive real mean, while averaging over all with a modulation modulated with higher numbers of phase states and a factor corresponding to the number of phase states In phase modulation, OFDM symbols raised the mean value from zero.

Auf diese Weise ergibt sich durch erfindungsgemäße Mittelung über alle empfangenen und potenzierten OFDM-Symbole eines jeweiligen Subkanals ein Unterscheidungskriterium, mit dem im untersuchten Subkanal festgestellt werden kann, ob ein Subkanal mit phasenmodulierten OFDM-Symbolen oder ein Subkanal in einer Modulation mit einer zur Anzahl der Phasenzustände der Phasenmodulation höheren Anzahl von Phasenzuständen vorliegt.On This way results from inventive Averaging over all received and raised OFDM symbols of a respective subchannel a distinguishing criterion, with the in the examined subchannel can be determined whether a subchannel with phase-modulated OFDM symbols or a sub-channel in a modulation with one to the number of phase states of the phase modulation higher number of phase states.

Da dem Empfänger die Subkanäle mit phasenmodulierten OFDM-Symbolen bekannt sind, ist es im Empfänger möglich, eine Metrik aus betragsquadrierten arithmetischen Mittelwerten, die zu den mit phasenmodulierten OFDM-Symbolen besetzten Subkanälen gehören, zu berechnen und durch schrittweise Variation um jeweils einen ganzzahligen Faktor – entsprechend einem Vielfachen des Subträgerabstandes – zugehörige Metriken aus Mittelwerten zu ermitteln, die jeweils zu Subkanälen gehören, die um ein dem ganzzahligen Faktor entsprechendes Vielfaches des Subträgerabstands zu den Subkanälen mit den phasenmodulierten OFDM-Symbolen versetzt sind.There the receiver the subchannels with phase modulated OFDM symbols are known, it is possible in the receiver, a metric of squared-out arithmetic means, the subchannels populated with the phase modulated OFDM symbols belong, to calculate and by gradual variation order each an integer factor - corresponding to one Multiples of the subcarrier distance - associated metrics from averages, each to subchannels belonging to an integer factor Multiple of the subcarrier distance to the subchannels are offset with the phase modulated OFDM symbols.

Durch Vergleich der somit ermittelten Metriken kann eine maximale Metrik bestimmt werden, die bei einer Übertragung mit oder ohne Trägerfrequenzverschiebung zu den Subkanälen gehört, die mit phasenmodulierten OFDM-Symbole besetzt sind. Der zur maximal ermittelten Metrik gehörige ganzzahlige Faktor ergibt somit den gesuchten ganzzahligen Faktor einer ganzzahligen Trägerfrequenzverschiebung.By Comparison of the thus determined metrics can be a maximum metric be determined in a transmission with or without Carrier frequency shift belongs to the subchannels, which are occupied by phase-modulated OFDM symbols. The maximum Thus, the metric obtained results in an integer factor the sought integer factor of an integer carrier frequency shift.

In den mit phasenmodulierten OFDM-Symbolen besetzten Subkanälen werden typischerweise Signalisierungsinformationen – aber eventuell auch Nutzdaten-OFDM-Symbole – und in den übrigen Subkanälen mit OFDM-Symbolen in einer Modulation mit einer zur Anzahl von Phasenzuständen der Phasenmodulation höheren Anzahl von Phasenzuständen werden typischerweise Nutzdaten-OFDM-Symbole übertragen, so dass eine maximal mögliche Bandbreiteneffizienz erzielt wird.In the subchannels occupied by phase modulated OFDM symbols are typically signaling information - but possibly also payload OFDM symbols - and in the rest Subchannels with OFDM symbols in a modulation with a to the number of phase states of the phase modulation higher Number of phase states are typically transmitted payload OFDM symbols so that a maximum possible bandwidth efficiency is achieved becomes.

Durch die Entfernung der Modulation aus den empfangenen OFDM-Symbolen mittels Potenzierung, durch die anschliessende Mittelung und durch eine optionale "harte Entscheidung" der potenzierten OFDM-Symbole mittels einer Signum-Funktion ist automatisch die ermittelte Trägerfrequenzabweichung unabhängig von der über der Systembandbreite des OFDM-Übertragungssystems frequenzabhängigen Übertragungsfunktion.By the removal of the modulation from the received OFDM symbols by potentiation, by the subsequent averaging and by an optional "hard decision" of the potentiated OFDM symbols By means of a signum function is automatically determined the carrier frequency deviation regardless of the over the system bandwidth of the OFDM transmission system frequency-dependent transfer function.

Als Metrik zur Ermittlung der ganzzahligen Trägerfrequenzabweichung kann der betragsquadrierte arithmetische Mittelwert für die jeweiligen Subkanäle wie auch jede andere ein eindeutiges Maximum ermittelnde Metrik-Funktion verwendet werden.When Metric for determining the integer carrier frequency deviation may be the absolute square arithmetic mean for the respective subchannels as well as each other a unique one Maximum detecting metric function to be used.

Die Modulation der phasenmodulierten OFDM-Symbole kann eine kohärente oder differenzielle Binary-Phase-Shift-Keying-(BPSK-, DBPSK-), Quaternary-Phase-Shift-Keying (QPSK-, DQPSK-), M-wertige Phase-Shift-Keying-(M-PSK-, DMPSK-) Modulation sein. Die in einer Modulation mit einer zur Anzahl der Phasenzustände der Phasenmodulation höheren Anzahl von Phasenzuständen modulierten OFDM-Symbole kann jede beliebige kohärente oder differenzielle Phasen-, Amplituden-, Amplituden-Phasen- oder Quadratur-Amplituden-Modulation sein.The Modulation of the phase modulated OFDM symbols can be a coherent one or differential binary phase shift keying (BPSK, DBPSK), quaternary phase shift keying (QPSK), DQPSK), M-valued phase shift keying (M-PSK, DMPSK) modulation be. That in a modulation with one to the number of phase states the phase modulation higher number of phase states modulated OFDM symbols can be any coherent one or differential phase, amplitude, amplitude phase or Be quadrature amplitude modulation.

Vor der Potenzierung der einzelnen empfangenen OFDM-Symbole wird typischerweise eine Entzerrung der empfangenen OFDM-Symbole durchgeführt. Wird in allen Subkanälen eine kohärente oder differenzielle Phasenmodulation verwendet, so kann die Entzerrung auf eine reine Phasenentzerrung reduziert werden, wobei in diesem Fall an die anschließende Potenzierung aufgrund unterschiedlicher Amplituden der einzelnen entzerrten und potenzierten OFDM-Symbole eine "Amplituden-Vereinheitlichung" mittels der obig erwähnten "harten Entscheidungs-Funktion" durchzuführen ist. In allen anderen Fällen ist eine Kombination aus einer Phasen- und Amplitudenentzerrung durchzuführen, wobei eine "harte Entscheidung" aufgrund einheitlicher Amplitudenwerte der einzelnen entzerrten und potenzierten OFDM-Symbole entfällt.In front The potentiation of the individual received OFDM symbols typically becomes an equalization of the received OFDM symbols is performed. Will be a coherent or differential in all subchannels Phase modulation used, so the equalization to a pure Phase equalization can be reduced, in which case to the subsequent Exponentiation due to different amplitudes of the individual Equalized and Enhanced OFDM Symbols "Amplitude Unification" by means of the above-mentioned "hard decision function" is to perform. In all other cases perform a combination of phase and amplitude equalization, being a "hard decision" due to uniform amplitude values the individual equalized and potentiated OFDM symbols are omitted.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung der Trägerfrequenzabweichung in einem OFDM-Übertragungssystem wird im folgenden anhand der Zeichnung im Detail erneut. Die Figuren der Zeichnung zeigen:One Embodiment of the invention Method and apparatus of the invention for Determining the carrier frequency deviation in an OFDM transmission system will be explained in detail below with reference to the drawing. The figures show the drawing:

1A, 1B ein Konstellationsdiagramm eines QPSK- und eines BPSK-modulierten Subkanals nach einer Potenzierung der OFDM-Symbole mit Faktor 2 bzw. 4, 1A . 1B a constellation diagram of a QPSK and a BPSK-modulated subchannel after a potentiation of the OFDM symbols with factors 2 and 4, respectively,

2A, 2B, 2C ein Konstellationsdiagramm eines Subkanals nach einer kombinierten Phasen- und Amplituden-Entzerrung, nach einer reinen Pha senentzerrung und nach einer „harten Entscheidung", 2A . 2 B . 2C a constellation diagram of a subchannel after a combined phase and amplitude equalization, after a pure phase equalization and after a "hard decision",

3 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung der Trägerfrequenzabweichung in einem OFDM-Übertragungssystem und 3 a flowchart of an embodiment of the inventive method for determining the carrier frequency deviation in an OFDM transmission system and

4 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung der Trägerfrequenzabweichung in einem OFDM-Übertragungssystem. 4 a block diagram of an embodiment of the inventive device for determining the carrier frequency deviation in an OFDM transmission system.

Bevor das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung der ganzzahligen Trägerfrequenzabweichung in einem OFDM-Übertragungssystem im Detail anhand der 3 und 4 beschrieben werden, werden im Folgenden die für das Verständnis der Erfindung erforderlichen mathematischen Grundlagen hergeleitet.Before the inventive method and apparatus for determining the integer carrier frequency deviation in an OFDM transmission system in detail with reference to 3 and 4 In the following, the mathematical principles required for understanding the invention are derived.

Das im Symbolintervall n und im Subkanal k empfangene OFDM-Symbol Y_n,k wird im Empfänger gemäß Gleichung (1) bei einer OFDM-Demodulation aus der Fourier-Transformation einer der Anzahl N_c von Subkanälen entsprechenden Anzahl von Abtastwerten y_i = y(i·T_A) des empfangenen OFDM-Signals y(t) ermittelt.The n in the symbol interval and the subchannel k received OFDM symbol Y _{n, k} is in the receiver according to equation (1) at a OFDM demodulation from the Fourier transform of a the number N _c of sub-channels corresponding number of samples y _i = y ( i · T _A ) of the received OFDM signal y (t) is determined.

Das empfangene OFDM-Symbol Y_n,k ergibt sich gemäß Gleichung (2) aus der Verzerrung des korrespondierenden gesendeten OFDM-Symbols X_n,k mit dem zugehörigen Kanalübertragungsfaktor H_n,k zuzüglich einem additiven, weißen Gauss-verteilten Rauschen Yn,k = Hn,k·Xn,k + Nn,k (2) The received OFDM symbol Y _{n, k} results according to equation (2) from the distortion of the corresponding transmitted OFDM symbol X _{n, k} with the associated channel transmission factor H _{n, k} plus an additive, white Gaussian distributed noise Y n, k = H n, k · X n, k + N n, k (2)

Nach Optimierung des Signal-Rausch-Abstands des empfangenen Signals in einem Matched-Filter des Empfängers wird jedes verzerrte OFDM-Empfangssymbol Y_n,k von der Verzerrung durch den zugehörigen Kanalübertragungsfaktor H_n,k entzerrt. Da dem Empfänger der Kanalübertragungsfaktor H_n,k nicht bekannt ist, ist die Entzerrung einzig auf der Basis aufeinander folgender OFDM-Empfangssymbole Y_n,k und Y_n–1,k durchzuführen. Zur Vereinfachung wird gemäß Gleichung (3) der Kanalübertragungsfaktor H_n,k im Bereich aufeinander folgender Symbolintervalle als zeitinvariant angenommen, was auch in der Praxis als gültig angesehen werden kann. Hn ≈ Hn–1,k (3) After optimization of the signal-to-noise ratio of the received signal in a matched filter of the receiver, each distorted OFDM reception symbol Y _{n, k} equalized by the distortion by the associated channel transfer factor H _{n, k.} Since the receiver does not know the channel transfer factor H _{n, k} , the equalization is to be performed solely on the basis of successive OFDM receive symbols Y _{n, k} and Y _{n-1, k} . For simplification, according to equation (3), the channel transfer factor H _{n, k is} assumed to be time-invariant in the region of successive symbol intervals, which can also be considered valid in practice. H n ≈ H n-1, k (3)

Für den Fall einer kombinierten Amplituden- und Phasenentzerrung wird zur Entzerrung des OFDM-Empfangssignals Y_n,k ausgehend von Gleichung (2) unter Vernachlässigung des Kanalrauschens N_n,k eine Division durch das im vorherigen Symbolintervall empfangene OFDM-Symbol Y_n–1,k entsprechend Gleichung (4) durchgeführt, das einer differentiellen Demodulation entspricht.In the case of combined amplitude and phase equalization, to equalize the OFDM receive signal Y _{n, k} from equation (2) neglecting the channel noise N _{n, k,} dividing by the OFDM symbol Y _n-1 received in the previous symbol interval _{, k is performed} according to equation (4), which corresponds to a differential demodulation.

Unter Berücksichtigung eines in aufeinander folgenden Symbolintervallen zeitinvarianten Kanalübertragungsfaktors H_n,k ergibt sich ausgehend von Gleichung (4) als Näherung für das entzerrten OFDM-Empfangssignal X ^_n,k die Beziehung in Gleichung (5).Taking into account a time-invariant channel transmission factor H _{n, k} , which is time-invariant in successive symbol intervals _, the equation in Equation (5) results from equation (4) as an approximation for the equalized OFDM received signal X ^ _{n, k} .

Erweitert man den Zähler und Nenner der mathematischen Beziehung für das entzerrte OFDM-Empfangssignal X ^_n,k in Gleichung (5) mit dem konjugiert komplexen OFDM-Empfangssignal X_n–1,k* im vorherigen Symbolintervall, so erhält man die in Gleichung (6) dargestellte Beziehung für das entzerrte OFDM-Empfangssignal X ^_n,k.If one extends the numerator and denominator of the mathematical relationship for the equalized OFDM received signal X ^ _{n, k} in equation (5) with the complex conjugate OFDM received signal X _{n-1, k} * in the previous symbol interval, one obtains the equation given in equation (5). 6) for the equalized OFDM received signal X ^ _{n, k} .

Aus Gleichung (6) folgt, dass bei einer kombinierten Amplituden- und Phasenentzerrung mittels differentieller Demodulation der Einfluss des Kanalübertragungsfaktors H_n,k beseitigt ist und gleichzeitig eine Phasenverzerrung des OFDM-Sendesymbols X_n,k – Produkt X_n,k·X_n–1,k* im Zählerterm der Gleichung (6) führt zu einer Phasendrehung gegenüber der Phasen der beiden aufeinander folgenden OFDM-Sendesymbole X_n,k und X_n–1,k – und eine Amplitudeverzerrung des OFDM-Sendesignals X_n,k – Zähler- und Nennerterm der Gleichung (6) weisen jeweils unterschiedlichen Amplituden auf – auftritt. Die Amplitudenverzerrung tritt hierbei nur bei einem amplitudenmodulierten OFDM-Sendesymbol X_n,k – APSK-, ASK-, QAM-Signal – auf.It follows from equation (6) that in a combined amplitude and phase equalization by differential demodulation the influence of the channel transfer factor H _{n, k is} eliminated and at the same time a phase distortion of the OFDM transmit symbol X _{n, k} - product X _{n, k} × X _{n 1, k} * in the numerator term of equation (6) leads to a phase rotation with respect to the phases of the two consecutive OFDM transmission symbols X _{n, k} and X _{n-1, k} - and an amplitude distortion of the OFDM transmission signal X _{n, k} counter and denominators of equation (6) each have different amplitudes. The amplitude distortion only occurs in the case of an amplitude-modulated OFDM transmission symbol X _{n, k} -APSK, ASK, QAM signal.

Für ein in Zeitrichtung differenziell moduliertes OFDM-Sendesymbol X_n,k entsprechend Gleichung (7) geht die mathematische Beziehung für das entzerrte OFDM-Sendesymbol X ^_n,k in Gleichung (6) in die in Gleichung (8) dargestellte mathematische Beziehung über. Xn,k = Xn–1,k·Bn,k (7) X ^n,k ≈ Bn,k (8) For a time-directionally differentially modulated OFDM transmit symbol X _{n, k in} accordance with equation (7), the mathematical relationship for the equalized OFDM transmit symbol X _{n, k} in equation (6) translates into the mathematical relationship shown in equation (8). X n, k = X n-1, k · B n, k (7) X ^ n, k ≈ B n, k (8th)

Für den Fall einer reinen Phasenentzerrung, die typischerweise bei einem reinen phasenmodulierten OFDM-Sendesymbol – BPSK-, QPSK-, M-PSK-Signal – zum Einsatz kommt, wird unter Vernachlässigung des Kanalrauschens N_n,k für die Ermittlung des entzerrten OFDM-Sendesymbols X ^_n,k anstelle einer Division zweier aufeinander folgender OFDM-Empfangssignale Y_n,k und Y_n–1,k eine Multiplikation eines OFDM-Empfangssymbol Y_n,k mit dem konjugiert komplexen OFDM-Empfangssymbol Y_n–1,k* zum vorherigen Symbolintervall entsprechend Gleichung (9) durchgeführt. X ^n,k = Yn,k·Yn–1,k = Hn,k·Xn,k·(Hn–1,k·Xn–1,k)* (9) In the case of a pure phase equalization, which is typically used in a pure phase-modulated OFDM transmission symbol - BPSK, QPSK, M-PSK signal - is neglecting the channel noise N _{n, k} for the determination of the equalized OFDM transmission symbol X ^ _{n, k} instead of dividing two successive OFDM receive signals Y _{n, k} and Y _{n-1, k is} a multiplication of an OFDM receive symbol Y _{n, k} with the complex conjugate OFDM receive symbol Y _{n-1, k} * previous symbol interval according to equation (9) performed. X ^ n, k = Y n, k · Y n-1, k = H n, k · X n, k ·(H n-1, k · X n-1, k ) * (9)

Unter Berücksichtigung eines in aufeinander folgenden Symbolintervallen zeitinvarianten Kanalübertragungsfaktors H_n,k ergibt sich unter Berücksichtigung der Näherung in Gleichung (3) für das entzerrten OFDM-Empfangssignal X ^_n,k die Beziehung in Gleichung (10). X ^n,k ≈ |Hn,k|2·Xn,k·Xn–1,k* (10) Taking into account the time-invariant channel transmission factor H _{n, k} , which is time-invariant in successive symbol intervals _, the equation in equation (10) results for the equalized OFDM received signal X ^ _{n, k} in consideration of the approximation in equation (3). X ^ n, k ≈ | H n, k | 2 · X n, k · X n-1, k * (10)

Die Beziehung in Gleichung (10) für das entzerrte OFDM-Empfangssignal X ^_n,k weist einen phasenverzerrenden Term – Produkt X_n,k·X_n–1,k* führt zu einer Phasendrehung gegenüber den Phasen der beiden aufeinander folgenden OFDM-Sendesymbole X_n,k und X_n–1,k – auf und führt zu einer Skalierung mit dem Betragsquadrat |H_n,k|² des Kanalübertragungsfaktors H_n,k.The relationship in equation (10) for the equalized OFDM reception signal X ^ _{n, k} has a phase distorting Term - Product X _{n, k} * X _{n-1, k} * leads to a phase rotation with respect to the phases of the two successive OFDM transmission symbols X _{n, k} and X _{n-1, k} - and leads to a scaling with the magnitude square | H _{n, k} | ^{2 of} the channel transfer factor H _{n, k} .

Die sich an die Entzerrung anschließende Potenzierung der entzerrten OFDM-Empfangssymbole X ^_n,k um die Modulationswertigkeit M der verwendeten Phasenmodulation führt für die beiden Fälle der Entzerrung – kombinierte Amplituden- und Phasenentzerrung und reine Phasenentzerrung – zu der in Gleichung (11) dargestellten Beziehung des potenzierten, entzerrten OFDM-Empfangssymbols λ_n,k.The equalization of the rectified OFDM reception symbols X.sub.n _{, k} around the modulation value M of the phase modulation used leads, in the two cases of equalization-combined amplitude and phase equalization and pure phase equalization-to the relationship shown in equation (11) of the peaked, equalized OFDM receive symbol λ _{n, k} .

Für die in bestimmten Subkanälen des OFDM-Übertragungsrahmens einzig phasenmodulierten OFDM-Sendesymbole X_n,k mit einer dem Potenzierungsfaktor M entsprechenden Modulationswertigkeit ergeben die Terme X_n,k·X_n–1,k* und |X_n–1,k|^2M jeweils den Wert 1, so dass Gleichung (11) in Gleichung (12) übergeht.For the OFDM transmission symbols X _{n, k} , which are only phase-modulated in certain subchannels of the OFDM transmission frame _, with a modulation value corresponding to the power factor M, the terms X _{n, k} × X _{n-1, k} * and | X _{n-1, k} | ^2M each have the value 1, so that equation (11) goes into equation (12).

In 1A ist für alle möglichen OFDM-Symbole des Symbolalphabets einer QPSK-Modulation – Spalte X – die Auswir kung einer Potenzierung um den Faktor 2 – Spalte X² – und einer Potenzierung um den Faktor 4 – Spalte X⁴ – dargestellt, während in 1B für alle möglichen OFDM-Symbole des Symbolalphabets einer BPSK-Modulation – Spalte X – die Auswirkung einer Potenzierung um den Faktor 2 – Spalte X² – dargestellt ist. Zu erkennen ist, dass bei einer QPSK-Modulation mit einer Modulationswertigkeit von 4 eine Potenzierung um den Faktor 4 und bei einer BPSK-Modulation mit einer Modulationswertigkeit von 2 eine Potenzierung um den Faktor 2 erforderlich ist, um die Modulation aus den empfangenen OFDM-Empfangssymbolen zu entfernen, so dass einzig ein OFDM-Empfangssymbol auf der positiven Inphase-Achse des Konstellationsdiagramms übrig bleibt.In 1A is shown for all possible OFDM symbols of the symbol alphabet of a QPSK modulation - column X - the effect of a potentiation by a factor of 2 - column X ² - and a power factor of 4 - column X ⁴ - while in 1B for all possible OFDM symbols of the symbol alphabet of a BPSK modulation - column X - the effect of a potentiation by a factor of 2 - column X ² - is shown. It can be seen that in the case of QPSK modulation with a modulation value of 4, a factoring of 4 and, in the case of BPSK modulation with a modulation value of 2, a factor of 2 multiplication is required in order to obtain the modulation from the received OFDM receive symbols so that only one OFDM receive symbol remains on the positive inphase axis of the constellation diagram.

Bei Vorliegen von Kanalrauschen und einer höherwertigen Modulation des OFDM-Nutzdatensymbole ergibt sich im Fall einer kombinierten Amplituden- und Phasenentzerrung mittels differentieller Demodulation und einer vollständigen Entfernung der Modulation – Potenzierung der OFDM-Empfangssymbole mit einem der Anzahl von Phasenzuständen der verwendeten Phasenmodulation entsprechenden Faktor M – das in 2A dargestellte Konstellationsdiagramm mit potenzierten und entzerrten OFDM-Empfangssymbolen, die um einen auf der positiven Inphase-Achse befindlichen Punkt konzentriert sind.In the case of channel noise and a higher-order modulation of the OFDM payload symbols, in the case of a combined amplitude and phase equalization by means of differential demodulation and complete removal of the modulation, exponentiation of the OFDM received symbols will result in a factor M corresponding to the number of phase states of the phase modulation used. this in 2A illustrated constellation diagram with potentiated and equalized OFDM receive symbols, which are concentrated around a point located on the positive in-phase axis.

Im Fall einer Phasenentzerrung und einer vollständigen Entfernung der Modulation ergibt sich bei Vorliegen eines frequenzselektiven Übertragungskanals und von höherwertigen amplituden- und phasenmodulierten OFDM-Nutzdatensymbole das in 2B dargestellte Konstellationsdiagramm mit potenzierten und entzerrten OFDM-Empfangssymbolen, die aufgrund fehlender Amplitudenentzerrung entlang der positiven Inphase-Achse angeordnet sind. Um im Fall einer reinen Phasenentzerrung ein Konstellationsdiagramm mit OFDM-Empfangssymbolen ohne Modulation entsprechend 2A zu verwirklichen, ist die Phasenentzerrung vorzugsweise seriell mit einer "harten Entscheidung" mittels einer Signum-Funktion gemäß Gleichung (13) zu koppeln. Die mittels einer Signums-Funktion diskretisierten, potenzierten und phasenentzerrten OFDM-Empfangssymbole λ _n,k ergeben sich somit entsprechend Gleichung (14) und sind im Konstellationsdiagramm der 2C dargestellt.In the case of a phase equalization and a complete removal of the modulation results in the presence of a frequency-selective transmission channel and higher-order amplitude and phase modulated OFDM Nutzdatensymbole the in 2 B illustrated constellation diagram with potentiated and equalized OFDM receive symbols, which are arranged due to lack of amplitude equalization along the positive in-phase axis. In the case of a pure phase equalization, a constellation diagram with OFDM receive symbols without modulation accordingly 2A To realize the phase equalization is preferably serially coupled with a "hard decision" by means of a signum function according to equation (13). The discretized, peaked and phase equalized OFDM receive symbols by means of a sign function λ _{n, k} thus result according to equation (14) and are in the constellation diagram of 2C shown.

Eine Mittelung über mehrere aufeinander folgende potenzierte, entzerrte und eventuell mittels Signum-Funktion diskretisierte OFDM-Empfangssymbole eines Subkanals des OFDM-Übertragungsrahmens ergibt einen Erwartungswert E{λ _n,k} für jeden Subkanal k gemäß Gleichung (15), der im Falle eines phasenmodulierten OFDM-Empfangssymbols mit einer dem Potenzierungsfaktor M entsprechenden Modulationswertigkeit den Wert 1 und im Fall eines in einer Modulation mit einem zur Modulationswertigkeit der Phasenmodulation höheren Anzahl von Phasenzuständen modulierten OFDM-Empfangssymbols aufgrund von Mittelwertfreiheit den Wert 0 aufweist.

Averaging over several consecutive raised, equalized and possibly sign-function discretized OFDM receive symbols of a subchannel of the OFDM transmission frame yields an expected value E { λ _{n, k} } for each subchannel k according to equation (15), which in the case of a phase-modulated OFDM receive symbol having a modulation value corresponding to the potentiation factor M. speed has the value 1, and in the case of an OFDM received symbol modulated in a modulation with a higher number of phase states modulated by the modulation value of the phase modulation, the value 0 due to the absence of mean values.

In der Praxis wird der Erwartungswert E{λ _n,k} der diskretisierten, potenzierten und phasenentzerrten OFDM-Empfangssymbole λ _n,k bevorzugt durch den betragsquadrierten arithmetischen Mittelwert

ersetzt. Gemäß Gleichung (16) wird eine Metrik Λ(l) aus den betragsquadrierten arithmetischen Mittelwerten

der diskretisierten, potenzierten und phasenentzerrten OFDM-Empfangssymbole λ _n,k für diejenigen Subkanäle des OFDM-Übertragungsrahmens, in denen phasenmodulierte OFDM-Symbole übertragen werden, und für diejenigen Subkanäle des OFDM-Übertragungsrahmens, die zu den mit phasenmodulierten OFDM-Symbolen besetzten Subkanälen um einen ganzzahligen Faktor l versetzt sind, berechnet.In practice, the expected value E { λ _{n, k} } of the discretized, exponentiated and phase-equalized OFDM receive symbols λ _{n, k} preferably by the square-quantized arithmetic mean

replaced. According to Equation (16), a metric Λ (l) becomes the arithmetic average of the absolute value squared

the discretized, powersampled and phase-canceled OFDM receive symbols λ _{n, k} are calculated for those subchannels of the OFDM transmission frame in which phase-modulated OFDM symbols are transmitted, and for those subchannels of the OFDM transmission frame which are offset by an integer factor l to the subchannels occupied by phase-modulated OFDM symbols.

Hierbei stellt

die Menge der mit phasenmodulierten OFDM-Symbolen besetzten Subkanäle des OFDM-Übertragungsrahmens dar. Die Metrik Λ(l) kann Werte zwischen Null und der Anzahl der mit phasenmodulierten OFDM-Symbolen besetzten Subkanäle des OFDM-Übertragungsrahmens – entsprechend der Wertigkeit der Menge

– annehmen. Die Metrik Λ(l) mit einem der Wertigkeit der Menge

entsprechenden Wert gehört zu den einzig mit phasenmodulierten OFDM-Symbolen besetzten Subkanälen.Hereby poses

the set of subchannels of the OFDM transmission frame occupied by phase-modulated OFDM symbols. The metric Λ (l) can be values between zero and the number of subchannels of the OFDM transmission frame occupied by phase-modulated OFDM symbols - corresponding to the significance of the set

- accept. The metric Λ (l) with one of the valence of the set

corresponding value is one of the only subchannels occupied by phase modulated OFDM symbols.

Auf diese Weise ist es möglich, durch Variation des ganzzahligen Faktors l die maximale, der Wertigkeit der Menge

entsprechende Metrik Λ(l) zu ermitteln, die sich einzig aus arithmetischen Mittelwertenwerten in Höhe von 1 zusammensetzt und somit einzig zu den mit phasenmodulierten OFDM-Symbolen besetzten Subkanälen im OFDM-Übertragungsrahmen gehört. Der zur maximalen Metrik Λ(l) gehörige ganzzahlige Faktor l stellt die Frequenzlage der mit phasenmodulierten OFDM-Symbolen besetzten Subkanälen bei einer ganzzahligen Trägerfrequenzverschiebung zu der Frequenzlage der mit phasenmodulierten OFDM-Symbolen besetzten Subkanälen im Falle einer korrekten Trägerfrequenz dar. Der ganzzahlige Faktor m der Trägerfrequenzverschiebung ergibt sich folglich gemäß Gleichung (17) aus dem zur maximalen Metrik Λ(l) gehörige ganzzahligen Faktor l. m = arg maxl {Λ(l)} (17) In this way it is possible, by varying the integer factor l, the maximum, the valence of the set

corresponding metric Λ (l), which is composed solely of arithmetic mean values of 1 and thus belongs only to the subchannels occupied by phase-modulated OFDM symbols in the OFDM transmission frame. The integer factor l associated with the maximum metric Λ (l) represents the frequency position of the subchannels occupied by phase-modulated OFDM symbols at an integral carrier frequency shift to the frequency position of the subchannels occupied by phase-modulated OFDM symbols in the case of a correct carrier frequency Carrier frequency shift thus results, according to equation (17), from the integer factor l associated with the maximum metric Λ (l). m = arg max l {Λ (l)} (17)

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung der ganzzahligen Trägerfrequenzabweichungen in einem OFDM-Übertragungssystem anhand des Flussdiagramms in 3 erläutert.In the following, an embodiment of the inventive method for determining the integer carrier frequency deviations in an OFDM transmission system based on the flowchart in 3 explained.

Im ersten Verfahrenschritt S10 werden die in den einzelnen Symbolintervallen n und in den einzelnen Subkanälen k empfangenen OFDM-Symbole Y_n,k im Rahmen einer kombinierten Amplituden- und Phasenentzerrung mittels differentieller Demodulation gemäß Gleichung (6) bzw. Gleichung (8) oder im Rahmen einer reinen Phasenentzerrung gemäß Gleichung (10) entzerrt.In the first method step S10, the OFDM symbols Y _n, k received in the individual symbol intervals n and in the individual subchannels k are combined in a combined amplitude and phase equalization by means of differential demodulation according to equation (6) or equation (8) or in frame a pure phase equalization in accordance with equation (10) equalized.

In Abhängigkeit der verwendeten Entzerrung – kombinierte Amplituden- und Phasenentzerrung oder reine Phasenentzerrung – werden die einzelnen entzerrten OFDM-Empfangssymbole X ^_n,k gemäß Gleichung (11) bzw. im Fall eines reinen phasenmodulierten OFDM-Signals gemäß Gleichung (12) mit einem der Anzahl von Phasenzuständen bzw. der Modulationswertigkeit der verwendeten Phasenmodulation entsprechenden Faktor M im nächsten Verfahrenschritt S20 potenziert.Depending on the equalization used - combined amplitude and phase equalization or pure phase equalization - are the individual equalized OFDM receive symbols X ^ _{n, k} according to equation (11) or in the case of a pure phase-modulated OFDM signal according to equation (12) with one of number of the phase states or the modulation value of the phase modulation used corresponding factor M in the next step S20 potentiated.

Bei Verwendung einer Phasenentzerrung erfolgt im Anschluss an die Potenzierung in Verfahrenschritt S20 gemäß Gleichung (14) eine Diskretisierung der potenzierten phasenentzerrten OFDM-Empfangssignale λ_n,k mittels einer "harten Entscheidung” auf der Basis einer Signum-Funktion auf die diskreten Werte –1, 0 und 1.If a phase equalization is used, after the exponentiation in method step S20 according to equation (14), a discretization of the exponentiated phase-corrected OFDM received signals λ _{n, k} by means of a "hard decision" on the basis of a signum function to the discrete values -1, 0 and 1.

Im nächsten Verfahrenschritt S30 erfolgt für jeden einzelnen Subkanal k des OFDM-Übertragungsrahmens eine arithmetische Mittelwertbildung über mehrere zeitlich aufeinander folgende potenzierte, entzerrte oder optional über mehrere zeitlich aufeinander folgende diskretisierte, potenzierte, entzerrte OFDM-Empfangssymbole λ_n,k bzw. λ _n,k und anschließende Betragsquadrierung. In der Praxis wird bevorugt ein betragsquadrierter arithmetischer Mittelwert

mit Mittelungslänge 1 verwendet.In the next method step S30, arithmetic mean value formation takes place for each individual subchannel k of the OFDM transmission frame over a plurality of time-sequential, exponentiated, equalized or optionally temporally successive discretized, exponentiated, equalized OFDM receive symbols λ _{n, k} or λ _{n, k} and subsequent sums. In practice, a squared-out arithmetic mean is preferred

used with averaging length 1.

Der darauf folgende Verfahrensschritt S40 beinhaltet die Berechnung einer Metrik Λ(l) gemäß Gleichung (16) bestehend aus betragsquadrierten, im Verfahrenschritt S30 ermittelten betragsquadrierten arithmetischen Mittelwerten

von aufeinander folgenden entzerrten, potenzierten oder optional über mehrere zeitlich aufeinander folgende diskretisierte, potenzierte, entzerrte OFDM-Empfangssymbole λ_n,k bzw. λ _n,k in um den jeweiligen ganzzahligen Faktor l gegenüber den mit phasenmodulierten OFDM-Symbolen besetzten Subkanälen versetzten Subkanälen.The subsequent method step S40 includes the calculation of a metric Λ (l) according to equation (16) consisting of magnitude-squared arithmetic mean values determined in method step S30

of consecutively equalized, exponentiated or optionally over a plurality of temporally successive discretized, exponentiated, equalized OFDM receive symbols λ _{n, k} or λ _{n, k} in by the respective integer factor l compared to the subchannels occupied by phase-modulated OFDM symbols subchannels.

Im abschließenden Verfahrensschritt S50 wird die maximale Metrik Λ(l) aus allen in Verfahrensschritt S40 für jeden ganzzahligen Faktor l berechneten Metriken Λ(l) und der dazugehörige ganzzahlige Faktor l, der dem ganzzahligen Faktor m der Trägerfrequenzverschiebung entspricht, gemäß Gleichung (17) ermittelt.in the the final step S50 becomes the maximum Metric Λ (l) from all in step S40 for every integer factor l calculated metrics Λ (l) and the associated integer factor l, which is the integer M factor corresponds to the carrier frequency shift, according to the equation (17).

Das in 4 dargestellte Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung einer ganzzahligen Trägerfrequenzverschiebung in einem OFDM-Übertragungssystem führt in einem Fourier-Transformator 1 – typischerweise ein Fast-Fourier-Transformator – aus Abtastwerten y_i des OFDM-Empfangssignals y(t) die Ermittlung der OFDM-Empfangssymbole Y_n,k in den einzelnen Symbolintervallen n und in den einzelnen Subkanälen k mittels Fourier-Transfor-mation durch.This in 4 2 shows a block diagram of an exemplary embodiment of the inventive apparatus for determining an integral carrier frequency shift in an OFDM transmission system in a Fourier transformer 1-typically a fast Fourier transformer-from samples y _{i of} the OFDM receive signal y (t). Reception symbols Y _{n, k} in the individual symbol intervals n and in the individual sub-channels k by means of Fourier transform by.

Im darauf folgenden Entzerrer 2, der entweder als kombinierter differentieller Demodulator zur kombinierten Amplituden- und Phasenentzerrung oder als rein Phasenentzerrer realisiert ist, werden die einzelnen OFDM-Empfangssymbole Y_n,k hinsichtlich ihrer Verzerrung auf dem Übertragungskanal mit dem Kanalübertragungsfaktor H_n,k entzerrt.In the subsequent equalizer 2, which is implemented either as a combined differential demodulator for the combined amplitude and phase equalization, or as a pure phase equalizer, the individual OFDM reception symbols Y _{n, k} with respect to their distortion on the transmission channel with the channel gain H _{n, k} equalized be.

Die entzerrten OFDM-Empfangssymbole X ^_n,k werden in einem Potenzierer 3 mit einem der Anzahl von Phasenzuständen bzw. der Modulationswertigkeit der verwendeten Phasenmodulation entsprechenden ganzzahligen Faktor M potenziert.The equalized OFDM reception symbols X 1 _{n, k} are exponentiated in a potentiator 3 with an integer factor M corresponding to the number of phase states or the modulation value of the phase modulation used.

Die entzerrten und potenzierten OFDM-Empfangsymbole λ_n,k werden im Fall einer reinen Phasenentzerrung durch einen optional eingesetzten – gestrichelte Linie – "harten Entscheider" 4 über eine Signum-Funktion auf einem der drei Werte –1, 0 und +1 diskretisiert.The equalized and potentiated OFDM receive symbols λ _{n, k} are discretized in the case of a pure phase equalization by an optionally inserted - dashed line - "hard decision maker" 4 via a Signum function on one of the three values -1, 0 and +1.

In einem darauf folgenden Mittelwertbildner 5 werden einzelne aufeinander folgende entzerrte und potenzierte OFDM-Empfangssymbole λ_n,k bzw. optional einzelne aufeinander folgende entzerrte, potenzierte und diskretisierte OFDM-Empfangssymbole λ _n,k in jedem einzelnen Subkanal k arithmetisch gemittelt.In a subsequent averager 5, individual successive equalized and peaked OFDM receive symbols λ _{n, k,} and optionally individual successive equalized, exponentiated and discretized OFDM receive symbols λ _n, k are arithmetically averaged in each subchannel k.

Ein Metrikbildner 6 berechnet aus den vom Mittelwertbildner 5 ermittelten arithmetischen Mittelwerten in den mit phasenmodulierten OFDM-Symbolen besetzten Subkanälen bzw. in den um einen ganzzahligen Faktor l zu den mit phasenmodulierten OFDM-Symbolen besetzten Subkanälen versetzten Subkanälen durch Betragsquadrierung der einzelnen arithmetischen Mittelwerte und anschließende Summation der jeweiligen betragsquadrierten arithmetischen Mittelwerte jeweils eine vom ganzzahligen Faktor l abhängige Metrik.A metric generator 6 calculates from the arithmetic mean values determined by the mean value generator 5 in the subchannels occupied by phase-modulated OFDM symbols or in an integer form Factor l to the subchannels staggered with phase-modulated OFDM symbols by magnitude quantization of the individual arithmetic mean values and subsequent summation of the respective magnitude-squared arithmetic mean values each have a metric dependent on the integer factor l.

Ein anschließender Maximalwertbildner 7 ermittelt aus den vom Metrikbildner 6 berechneten Metriken die maximale Metrik und deren zugehöriger ganzzahliger Faktor l, der dem ganzzahligen Faktor m der ganzzahligen Trägerfrequenzverschiebung im OFDM-Übertragungssystem entspricht.One subsequent maximum value generator 7 determined from the from Metric Builder 6 calculated metrics the maximum metric and their associated integer factor l, which is the integer Factor m of the integer carrier frequency shift in OFDM transmission system corresponds.

Die Erfindung ist nicht auf die beiden dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zur ganzzahligen Trägerfrequenzverschiebung in einem OFDM-Übertragungssystem beschränkt. Von der Erfindung sind auch andere, obig nicht dargestellte Ausführungen der Entzerrung, der Mittelung und der Metrikbildung abgedeckt. Alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale sind im Rahmen der Erfindung beliebig miteinander kombinierbar.The The invention is not limited to the two illustrated embodiments the device according to the invention and the invention Method for integral carrier frequency shift limited in an OFDM transmission system. From The invention are also other, not shown above embodiments equalization, averaging and metric formation. All described and / or drawn features are within the Invention can be combined with each other as desired.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 713347982 [0005]

Claims

Method for determining a carrier frequency deviation (m · Δf) in the amount of an integer multiple (m) of the subcarrier spacing (Δf) in an OFDM transmission system comprising subchannels occupied by phase-modulated OFDM symbols

and subchannels populated with OFDM symbols

which are modulated in a modulation having a number of phase states higher than the number (M) of the phase states of the phase modulation, comprising the steps of: • exponentiating each received OFDM symbol (Y _{n, k} ) with one of the number (M) of the phase states of the phase modulation corresponding factor, • determining an average associated with the respective subchannel (k)

via temporally successive, exponentiated OFDM symbols received in the respective subchannel (k) • Determining a metric (Λ (l)) belonging to a respective integer factor (l) from the sum of the determined mean values

subchannels (k + l), each by the factor (l) to the subchannels occupied by phase modulated OFDM symbols

and • identifying the factor (l) belonging to the maximum metric (Λ (l)) as an integer multiple (m) of the subcarrier spacing (Δf) in the carrier frequency deviation (m · Δf).

Method for determining a carrier frequency deviation according to Claim 1, characterized in that the metric (Λ (l)) from the sum of the mean values quantized sum

the subchannels (k + l) is determined.

Method for determining a carrier frequency deviation according to claim 1 or 2, characterized in that the phase modulation a coherent or differential binary phase shift keying, Quaternary phase shift keying, M-valued phase shift keying modulation is.

Method for determining a carrier frequency deviation according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the modulation of the OFDM symbols in the remaining subchannels

is a phase, amplitude, phase, amplitude or quadrature amplitude modulation.

Method for determining a carrier frequency deviation according to one of Claims 1 to 4, characterized in that prior to the exponentiation of the received OFDM symbols (Y _{n, k} ), the received OFDM symbols (Y _{n, k} ) are equalized.

Method for determining a carrier frequency deviation according to claim 5, characterized in that the equalization a pure phase equalization or a combined amplitude and phase equalization.

Method for determining a carrier frequency deviation according to Claim 6, characterized in that after the phase equalization and the exponentiation of received OFDM symbols (Y _{n, k} ), a "hard decision" is made of the individual phase-equalized and potentiated OFDM symbols (λ _{n, k} ) ,

Method for determining a carrier frequency deviation according to claim 7, characterized in that the "hard Decision "via a signum function (sign (x)) he follows.

Method for determining a carrier frequency deviation according to one of claims 1 to 8, characterized in that in certain subchannels

phase modulated OFDM symbols are OFDM payload symbols.

received phase-modulated OFDM symbols (Y _{n, k} ) are OFDM symbols with signaling information received in the subchannels serving as signaling channels.

phase modulated OFDM symbols (Y _{n, k} ) are OFDM pilot or reference symbols

Device for determining a carrier frequency deviation (m · Δf) in the amount of an integer multiple (m) of the subcarrier spacing (Δf) in an OFDM transmission system comprising subchannels occupied by phase-modulated OFDM symbols

and subchannels populated with OFDM symbols

which are modulated in a modulation with a number of phase states higher than the number (M) of the phase states of the phase modulation, with a potentiator ( 3 ) for exponentiating each received OFDM symbol (Y _{n, k} ), an averager ( 5 ) to determine an average

via a plurality of OFDM symbols, (Y _{n, k} ), received in succession in each case in a subchannel ( _k ), a metric generator ( 6 ) for the determination of metrics (Λ (l)) from the sum of determined mean values

by the factor (I) over the subchannels occupied by phase modulated OFDM symbols

offset subchannels (k + l) and a maximum value generator ( 7 ) for determining the maximum metric (Λ (l)).

Device for determining a carrier frequency deviation according to claim 12, characterized in that the potentiometer ( 3 ) an equalizer ( 2 ) is connected upstream.

Device for determining a carrier frequency deviation according to claim 13, characterized in that the equalizer ( 2 ) is a pure phase equalizer or a combined amplitude and phase equalizer.

Device for determining a carrier frequency deviation according to Claim 14, characterized in that, in the case of a pure phase equalizer, the exponentiation device ( 3 ) a "tough decision maker" ( 4 ) is connected downstream.