DE102007044488B4

DE102007044488B4 - Empfangsverfahren, Empfangsvorrichtung und Programm

Info

Publication number: DE102007044488B4
Application number: DE102007044488A
Authority: DE
Inventors: Manabu Sawada
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2012-10-25
Anticipated expiration: 2027-09-19
Also published as: DE102007044488B8; DE102007044488A1; US7694206B2; US20080120528A1; JP2008131363A; JP4816424B2

Abstract

Verfahren zum Empfangen eines Signals, das erzeugt wurde, indem eine Datenfolge, die mit einem Fehlerkorrekturcode codiert und für jedes Paket verschachtelt wurde, derart als eine Sendeeinheit moduliert wurde, dass ein Symbol ein Bit oder eine Mehrzahl von Bits beschreibt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Demodulieren (26, 56) eines Empfangssignals und Erzeugen eines zur Decodierung des Fehlerkorrekturcodes verwendeten Soft-Decision-Werts; – Entschachteln (30) eines im Demodulationsschritt erzeugten Soft-Decision-Werts; – Decodieren (31) des Fehlerkorrekturcodes unter Verwendung des im Entschachtelungsschritt entschachtelten Soft-Decision-Werts; – Berechnen (28) eines Beurteilungswerts zur Beurteilung eines Empfangspegels des Empfangssignals, das während einer vorbestimmten Messzeit mehr als einmal erfasst wird, auf der Grundlage des Empfangspegels; und – Korrigieren eines im Demodulationsschritt erzeugten Soft-Decision-Werts (29), um ein Beitrag des Fehlerkorrekturcodes zur Dekodierung zu verringern, wenn ein im Empfangspegelbeurteilungsschritt berechneter Beurteilungswert das Auftreten einer Störung anzeigt, wobei – der Entschachtelungsschritt einen Soft-Decision-Wert entschachtelt, der...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Empfangsverfahren, das dazu ausgelegt ist, eine wiederhergestellte Bitfolge, die unter Verwendung eines Fehlerkorrekturcodes codiert wurde, um übertragen zu werden, unter Verwendung eines Soft-Decision-Werts zu decodieren, und ferner eine Empfangsvorrichtung und ein das Empfangsverfahren verwendendes Programm.
Es ist bekannt, dass ein digitales drahtloses Kommunikationssystem, wie beispielsweise ein drahtloses lokales Netzwerk (LAN), Paketdaten drahtlos zwischen einer Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen sendet und empfängt, sobald ein Netzwerkzugriff hergestellt ist. Ein für einen Zugriff auf ein digitales drahtloses Kommunikationssystem verwendetes contention-based (d. h. auf einem Wettbewerb basierendes) Zugriffssteuerverfahren ist das sogenannte Carrier Sense Multiple Access-(CSMA)-Verfahren, ein Verfahren, bei dem mehrere Netzwerkstationen Zugriff auf das Übertragungsmedium haben.
Wenn Daten auf der Grundlage eines CSMA-Verfahrens übertragen werden, erfasst oder misst eine Kommunikationsvorrichtung das Vorhandensein eines Trägers auf einem entsprechenden Kanal, der zur Kommunikation mit einer Zielkommunikationsvorrichtung verwendet wird. Wenn der Kanal nicht belegt ist, d. h., wenn kein Träger erfasst wird, sendet die Vorrichtung Daten. Wenn der Kanal belegt ist, d. h., wenn ein Träger erfasst wird, wartet die Vorrichtung und sendet die Daten erst, wenn der Kanal nicht mehr belegt ist. Hierbei sieht das CSMA-Verfahren ein Steuerverfahren vor, um Kollisionen zu verhindern, d. h., um eine Interferenz bzw. Störung zwischen dem gesendeten Signal und einem von einer anderen Kommunikationsvorrichtung gesendeten Signal zu verhindern.
Ein digitales drahtloses Kommunikationssystem kann eine Störung jedoch selbst dann nicht vollständig verhindern, wenn es eine Zugriffssteuerung, wie beispielsweise ein CSMA-Verfahren vorsieht, da es ein sogenanntes ”Hidden Terminal Problem” gibt, das mit einem Zustand verknüpft ist, der nicht mit Hilfe der obigen herkömmlichen Trägererfassungsverfahren erfasst werden kann.
Es soll angenommen werden, dass Anschlüsse B und C innerhalb eines mit einem Anschluss A verknüpften Kommunikationsbereich und außerhalb jedes anderen Kommunikationsbereichs liegen. Bei dem vorliegenden Beispiel können sich die Anschlüsse B und C auch dann nicht gegenseitig erfassen, wenn sie eine Träger-Messung ausführen. Während der Anschluss B Daten an den Anschluss A sendet, kann es passieren, dass der Anschluss C ebenso Daten an den Anschluss A sendet, wodurch eine Störung bzw. Interferenz zwischen den vom Anschluss A von beiden Anschlüssen B und C zu empfangenden Signale erzeugt wird. Zur Bewältigung des ”Hidden Terminal Problems” muss folglich ein anderes Verfahren, wie beispielsweise eine Codierung oder dergleichen, angewandt werden.
Als Codierverfahren ist eine einen Konvolutions-Code verwendende Codierung bekannt, mit welcher die Leistung eines digitalen drahtlosen Kommunikationssystems und die Genauigkeit bei der Signalrückgewinnung trotz Störung verbessert werden. Als Decodierverfahren ist die Viterbi-Decodierung bekannt, die über ein verbessertes Fehlerkorrekturvermögen verfügt.
Die Viterbi-Decodierung schätzt einen Zustandsübergang eine Codierers auf der Grundlage von Daten, die aus einem Empfangssignal extrahiert werden. Auf der Grundlage eines priori-Wissens der möglichen Codezustände wird der wahrscheinlichste oder der Maximum-Likelihood-Zustandsübergang geschätzt, um den aktuellen Codierwert der Empfangsdaten zu schätzen, die aus einem Sendesignal extrahiert wurden. Ein Hamming-Abstand zwischen einem empfangenen Code und einem Kandidatencode wird für gewöhnlich dazu verwendet, die Wahrscheinlichkeit des voraussichtlichen Zustandsübergangs quantitativ zu beschreiben. Zur Ermittlung der Wahrscheinlichkeiten sind harte Entscheidungen (hard decision) und weiche Entscheidungen (soft decision) bekannt. Die harte Entscheidung beschreibt ein Empfangssignal binär mit 0 und 1. Die weiche Entscheidung beschreibt ein Empfangssignal mit einer Mehrzahl von den Amplituden des Empfangssignals entsprechenden Werten.
Ein aus der harten Entscheidung erzeugter Entscheidungswert weist die gleiche Wirkung auf die Decodierung auf, und zwar ohne Rücksicht auf die Zuverlässigkeit, die mit dem Entscheidungswert selbst verknüpft ist. Ein aus einer weichen Entscheidung erzeugter Entscheidungswert weist demgegenüber eine geringe Wirkung auf die Decodierung auf, wenn der Entscheidungswert selbst derart bestimmt wird, dass er von geringer Zuverlässigkeit ist.
Folglich gewährleistet die Verwendung von weichen Entscheidungen bei der Decodierung eine höhere Zuverlässigkeit als die Verwendung von harten Entscheidungen. Ein Wert oder ein Entscheidungswert, der bei einer weichen Entscheidung zur Darstellung der Wahrscheinlichkeit verwendet wird, wird nachstehend als ”Soft-Decision-Wert” bezeichnet.
Die nicht geprüfte japanische Druckschrift Nr. 2001-257604 A (” JP 2001-257604 ”) offenbart beispielweise ein Steuerverfahren, das eine Kennlinien der weichen Entscheidung während der Decodierung verwendet. Wenn ein Soft-Decision-Wert während einer auftretenden Störung erzeugt wird, wird der Wert durch einen eine Wahrscheinlichkeit von Null beschreibenden Wert ersetzt. Auf die vorstehend beschriebene Weise kann das vorgeschlagene Verfahren verhindern, dass der während einer Störung erhaltene Soft-Decision-Wert zum Ergebnis der Viterbi-Decodierung beiträgt.
Die in der JP 2001-257604 offenbarte herkömmliche Vorrichtung setzt das Vorhandensein einer leistungsstarken Störwelle voraus, die periodisch von einem anderen System, wie beispielsweise einem Wetter-Radar, übertragen wird, und verwendet eine Störwellenkennlinie, um eine Störauftrittsperiode zu erfassen. Die Vorrichtung benötigt eine zusätzliche bestimmte Erfassungsschaltung zur Erfassung einer Störwelle und ist folglich verhältnismäßig groß ausgebildet und mit verhältnismäßig hohen Kosten verbunden.
Aus der DE 10 2006 053 960 A1 sind ferner ein Verfahren zum Korrigieren eines Soft-Decision-Werts, ein entsprechendes Computerprogrammprodukt und eine entsprechende Empfangsvorrichtung bekannt. Die WO 02/01738 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der Datenübertragungsqualität bei TDMA gebundenen Mobilfunksystemen. Aus der EP 1 054 541 A2 und der US 5 621 764 sind ferner Verfahren zur Gewichtung des Soft-Decision-Werts bekannt.
Es ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Empfangsverfahren bereitzustellen, das dazu ausgelegt ist, eine durch eine Störung bedingte Verschlechterung der Empfangsqualität leicht zu verhindern. Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Empfangsvorrichtung und ein das Empfangsverfahren verwendendes Programm bereit.
Um die obige Aufgabe zu lösen, empfängt ein Empfangsverfahren gemäß einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ein Signal, das erzeugt wurde, indem eine Datenfolge, die mit einem Fehlerkorrekturcode codiert und für jedes Paket verschachtelt wurde, derart als eine Sendeeinheit moduliert wurde, dass ein Symbol ein Bit oder eine Mehrzahl von Bits beschreibt. Es sollte beachtet werden, dass das Verschachtelungsverfahren in Übereinstimmung mit verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen über eine Mehrzahl von Symbolperioden mit verschiedenen Zeitpunkten ausgeführt wird. Das Empfangssignal wird demoduliert, und es wird ein zur Decodierung des Fehlerkorrekturcodes verwendeter Soft-Decision-Wert erzeugt. Der Soft-Decision-Wert wird entschachtelt. Der Fehlerkorrekturcode wird unter Verwendung des entschachtelten Soft-Decision-Werts dekodiert.
Ein Empfangspegelbeurteilungsschritt berechnet einen Beurteilungswert zur Beurteilung eines Empfangspegels des Empfangssignals, das während einer vorbestimmten Messzeit mehr als einmal erfasst wird, auf der Grundlage des Empfangspegels. Ein Korrekturschritt korrigiert einen im Demodulationsschritt erzeugten Soft-Decision-Werts, um ein Beitrag des Fehlerkorrekturcodes zur Dekodierung zu verringern, wenn der Beurteilungswert das Auftreten einer Störung anzeigt.
Das erfindungsgemäße Empfangsverfahren verschachtelt eine Soft-Decision-Wertfolge, die aus dem Demodulationsschritt resultiert, über eine Mehrzahl von Symbolperioden mit verschiedenen Zeitpunkten. Ein Soft-Decision-Wert wird aus einem während einer Symbolperiode an einem bestimmten Zeitpunkt empfangenen Signal demoduliert und verschachtelt. Folglich sind die Soft-Decision-Werte selbst dann derart angeordnet, dass sie sich nicht auf einen Punkt im Paket konzentrieren, wenn die Störung während der Symbolperiode auftritt.
Das erfindungsgemäße Empfangsverfahren kann einen Fehlerkorrekturcode angemessen decodieren und die Kommunikationsqualität verbessern.
Das erfindungsgemäße Empfangsverfahren bestimmt ein Störungsereignis unter Verwendung eines Beurteilungswerts, der auf der Grundlage eines Empfangspegels eines Empfangssignals berechnet wird, das während einer vorbestimmten Messzeit mehr als einmal erfasst wird. Das Verfahren verringert oder beseitigt das Erfordernis, eine bestimmte Schaltung zur Erfassung einer Störung hinzuzufügen, so dass der Aufbau der Vorrichtung vereinfacht werden kann.
In einer Empfangsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung demoduliert ein Demodulationsmittel ein Empfangssignal und erzeugt einen zur Decodierung des Fehlerkorrekturcodes verwendeten Soft-Decision-Wert. Ein Entschachtelungsmittel entschachtelt einen vom Demodulationsmittel erzeugten Soft-Decision-Wert. Ein Decodiermittel decodiert den Fehlerkorrekturcode unter Verwendung einer entschachtelten Soft-Decision-Wertfolge. Das Entschachtelungsmittel entschachtelt eine Datenfolge, wie beispielsweise die Soft-Decision-Wertfolge, die über eine Mehrzahl von Symbolperioden mit verschiedenen Zeitpunkten verschachtelt ist. Das Entschachtelungsmittel bestimmt vorzugsweise die Anzahl von Symbolperioden derart, dass sie das gesamte Paket enthalten.
Ein Empfangspegelbeurteilungsmittel berechnet einen Beurteilungswert zur Beurteilung eines Empfangspegels des Empfangssignals, das während einer vorbestimmten Messzeit mehr als einmal erfasst wird, auf der Grundlage des Empfangspegels. Ein Korrekturmittel korrigiert einen vom Demodulationsmittel erzeugten Soft-Decision-Wert, um den Beitrag des Fehlerkorrekturcodes zur Dekodierung zu verringern, wenn ein vom Empfangspegelbeurteilungsmittel berechneter Beurteilungswert das Auftreten einer Störung anzeigt Die erfindungsgemäße Empfangsvorrichtung kann dazu verwendet werden, das Empfangsverfahren gemäß der ersten Ausgestaltung der Erfindung zu realisieren. Die Empfangsvorrichtung kann die gleiche Wirkung wie das Empfangsverfahren erzielen.
Wenn ein Soft-Decision-Wert in der Symbolperiode, während der eine Störung auftritt, aus einem Empfangssignal erzeugt wird, ist der Soft-Decision-Wert nicht auf eine Symbolperiode konzentriert, sondern in zuverlässiger Weise über das gesamte Paket verteilt, so dass die Decodierzuverlässigkeit für den Fehlerkorrekturcode weiter verbessert werden kann.
Das Empfangspegelbeurteilungsmittel kann einen Beurteilungswert entsprechend eines Verhältnis ermitteln, bei dem, oder andernfalls proportional zu dem, ein während der Messzeit erfasster Empfangspegel einen vorbestimmten Überschussschwellenwert überschreitet. Dass Empfangspegelbeurteilungsmittel kann den Beurteilungswert entsprechend eines Mittelwerts für einen während der Messzeit erfassten Empfangspegel ermitteln.
Das Empfangspegelbeurteilungsmittel konfiguriert oder andernfalls wandelt einen Abtastzählwert für einen während der Messzeit erfassten Empfangspegel vorzugsweise derart auf ein ganzzahliges Vielfaches eines zur Demodulation in beispielsweise dem Demodulationsmittel benötigten Abtastzählwerts, dass der Beurteilungswert genau ermittelt werden kann. Die Messzeit ist vorzugsweise gleich einer Symbolperiode, um das Vorhandensein oder Fehlen einer Störung für jede Symbolperiode bestimmen zu können.
In einigen Fällen kann eine Symbolperiode länger als eine minimale benötigte Zeit sein, wie beispielsweise eine benötigte Beurteilungszeit, die benötigt wird, um die Amplitude eines Empfangssignals ausreichend und genau zu beurteilen. In solch einem Fall kann die Messzeit kürzer als die benötigte Beurteilungszeit sein. Wenn eine Symbolperiode kürzer als die benötigte Beurteilungszeit ist, wird die Messzeit vorzugsweise derart konfiguriert oder andernfalls gewandelt, dass sie ein ganzzahliges Vielfaches der benötigten Beurteilungszeit ist.
Das Korrekturmittel kann eine Störung bestimmen, wenn der Beurteilungswert beispielsweise größer oder gleich einem vorbestimmten Störentscheidungswert ist. Das Korrekturmittel korrigiert den Soft-Decision-Wert, indem es ihn mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert. Bei dem vorliegenden Beispiel kann das Korrekturmittel den Gewichtungsfaktor variabel in Übereinstimmung mit einer eine Übereinstimmung zwischen dem Beurteilungswert und dem Gewichtungsfaktor spezifizierenden Tabelle festlegen bzw. konfigurieren. Da der Soft-Decision-Wert genau korrigiert werden kann, kann die Genauigkeit bei der Dekodierung auf der Grundlage des Soft-Decision-Werts weiter verbessert werden. Folglich korrigiert das Korrekturmittel den Soft-Decision-Wert vorzugsweise während jeder der Symbolperioden.
Bei der Empfangsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform kann das Demodulationsmittel ein über ein orthogonales Frequenzmultiplexverfahren (OFDM) moduliertes Empfangssignal unter Verwendung von nicht weniger als M Zusatz-Trägerfrequenzen demodulieren, wobei M eine ganze Zahl von größer oder gleich 2 ist.
Im vorliegenden Fall empfängt die Empfangsvorrichtung Daten entsprechend der Anzahl von M Symbolen, die keine OFDM-Symbole sind, an einem Zeitpunkt während einer OFDM-Symbolperiode. Das Empfangspegelbeurteilungsmittel kann in gleicher Weise eine Beurteilung auf der Grundlage eines Empfangspegels vornehmen, der während der einen OFDM-Symbolperiode erfasst wird.
Bei der erfindungsgemäßen Empfangsvorrichtung kann das Demodulationsmittel ein Empfangssignal demodulieren, das in Übereinstimmung mit einer Quadratur-Amplitudemodulation (QAM) oder einer Phasenmodulation (PSK) auf der Grundlage einer Symbolkonstellation mit beispielsweise 2^N Symbolpunkten moduliert wurde, wobei N eine positive ganze Zahl ist. Alternativ kann das Demodulationsmittel ein Empfangssignal demodulieren, das zunächst in Übereinstimmung mit einer QAM oder einer PSK wiederum auf der Grundlage einer Symbolkonstellation mit beispielsweise 2^N Punkten moduliert und anschließend in Übereinstimmung mit einer OFDM gemultiplext wurde.
Es sollte beachtet werden, dass das vorstehend erwähnte Soft-Decision-Wert-Korrekturverfahren als Herstellungsartikel, wie beispielsweise als Programm, bereitgestellt werden kann, das es einem Computer ermöglicht, verschiedene Abläufe, wie beispielsweise die im hierin beschriebenen beispielhaften Verfahren beinhalteten Schritte, auszuführen. Das Programm kann als Befehle auf einem computerlesbaren Medium, wie beispielsweise einem Netzwerk oder einem computerlesbaren Speichermedium, geführt oder gespeichert und je nach Bedarf auf ein Computersystem geladen werden. Folglich kann das Programm über das Speichermedium, das Netzwerk oder dergleichen auf das Computersystem heruntergeladen werden. Das Speichermedium kann mobil ausgeführt oder in das Computersystem integriert sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Empfangsverfahren kann der Entschachtelungsschritt den Soft-Decision-Wert über das gesamte Paket entschachteln.
Bei der erfindungsgemäßen Empfangsvorrichtung kann das Entschachtelungsmittel die Datenfolge über das gesamte Paket entschachteln.
Weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde, näher ersichtlich sein. In der Zeichnung zeigt:
1 ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems mit einer Sendevorrichtung und einer Empfangsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
2A ein Blockdiagramm eines beispielhaften Codierers;
2B eine schematische Darstellung einer beispielhaften Operation in Übereinstimmung mit dem in der 2A gezeigten Codierer;
3 ein Diagramm einer Kennlinien eines beispielhaften Analog-Digital-(A/D)-Wandlers;
4A ein Diagramm mit beispielhaften Symbolkonstellationspunkten für eine Quadraturphasenumtastung (QPSK);
4B ein Diagramm mit beispielhaften Symbolkonstellationspunkten für eine 16-Punkt-Quadraturamplitudenmodulation (16-QAM);
5 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Konfiguration eines Pegeldetektors;
6A eine schematische Darstellung eines beispielhaften Simulationsmodels;
6B ein Diagramm der Signalleistung gegenüber der Zeit für das in der 6A gezeigte beispielhafte Model;
7 ein Diagramm eines beispielhaften Simulationsergebnisses einer BER-Kennlinie in Abhängigkeit von E_b/N₀;
8A eine schematische Darstellung eines beispielhaften Pegeldetektors;
8B eine schematische Darstellung einer beispielhaften Tabelle zur Einstellung von Gewichtungszählwerten im Pegeldetektor der 8A; und
9 ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems mit einer Sendevorrichtung und einer Empfangsvorrichtung gemäß alternativen beispielhaften Ausführungsform.
Nachstehend werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Nachstehend wird der Aufbau einer Sendevorrichtung 10 und einer Empfangsvorrichtung 20, die beispielsweise Teil eines drahtloses Paketkommunikationssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform sind, unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben.
Die Sendevorrichtung 10 weist einen Codierer 11 auf, der eine Sendebitfolge mit einem Fehlerkorrekturcode oder insbesondere mit einem Konvolutions-Code codiert, um codierte Folgen zu erzeugen. Ein Interleaver (Einheit zur Verschachtelung von Bitfolgen) 12 organisiert, sortiert oder verschachtelt die Reihenfolge der vom Codierer 11 ausgegebenen Codefolgen. Ein Mapper 13 bildet einen Ausgang des Interleavers 12 auf eine Anzahl von Symbolpunkten entsprechend 2^N QAM-Symbol-punkten in Einheiten von N Bits ab. Ein OFDM-Modulator 14 führt eine inverse schnelle Fouriertransformation (FFT) aus, indem er die Korrespondenz zwischen einem nachstehend auch als primäres Modulationssymbol bezeichneten Ausgang d des Mappers 13 und nicht weniger als M Zusatz-Trägerfrequenzen, die für ein nachstehend noch näher beschriebenes orthogonales Frequenzmultiplexverfahren (OFDM) verwendet werden, aufrechterhält, wobei M eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist. Der OFDM-Modulator 14 erzeugt folglich zwei Datenfolgen, die Gleichtakt-(I) und Quadratur-(Q)-Komponenten eines OFDM-Symbols beschreiben, das nachstehend auch als sekundäres Modulationssymbol bezeichnet wird. Ein Analog-Digital-Wandler (DAC) 15 wandelt die zwei vom OFDM-Modulator 14 erzeugten Datenfolgen von analog zu digital, um zwei die I- und die Q-Komponente beschreibenden Basisbandsignale zu erzeugen. Ein Quadraturmodulator 16 erzeugt ein Sendesignal, indem er die zwei vom DAC 15 erzeugten Basisbandsignale mischt. Ein HF-Sendeabschnitt 17 wandelt das vom Quadraturmodulator 16 erzeugte Sendesignal hoch in ein Signal eines vorbestimmten Frequenzbandes und sendet das Signal über eine Sendeantenne AS aus.
Die Empfangsvorrichtung 20 weit einen HF-Empfangsabschnitt 21 auf, der ein von der Sendevorrichtung 10 gesendetes Signal über die Empfangsantenne AR empfängt und das Signal herunter in ein Signal eines zur Signalverarbeitung geeigneten Frequenzbandes wandelt. Ein Filter 22 filtert den Ausgang des HF-Empfangsabschnitts 21 nach überflüssigen Frequenzkomponenten. Ein Verstärker 23 mit einer automatischen Verstärkungsregelung (AGC) verstärkt ein vom Filter 22 ausgegebenes Empfangssignal, indem er die Verstärkung derart automatisch regelt, dass eine mittlere Leistung für das verstärkte Empfangssignal mit einem vorbestimmten Sollwert übereinstimmt. Ein Quadraturdemodulator 24 erzeugt zwei die I- und die Q-Komponente beschreibenden Basisbandsignale aus dem vom AGC-Verstärker 23 verstärkten Empfangssignal. Ein Analog-Digital-Wandler (ADC) 25 tastet die zwei vom Quadraturdemodulator 24 erzeugten Basisbandsignale ab, um zwei die I- und die Q-Komponente beschreibenden Datenfolgen zu erzeugen.
Die Empfangsvorrichtung 20 weist ferner einen OFDM-Demodulator 26 auf, der eine FFT bezüglich der zwei vom ADC 25 erzeugten Datenfolgen ausführt, um die Datenfolgen in primäre Modulationssymbole zu demodulieren, die nicht weniger als M Zusatz-Trägerfrequenzen entsprechen. Ein Demapper 27 erzeugt einen n-Bit Soft-Decision-Wert auf der Grundlage des vom OFDM-Demodulator 26 demodulierten primären Modulationssymbols. Ein Pegeldetektor 28 erzeugt einen Beurteilungswert zur Beurteilung eines Empfangspegels des Empfangssignals auf der Grundlage der zwei vom ADC 25 erzeugten Datenfolgen. Ein Gewichtungssteuerabschnitt 29 bestimmt einen Gewichtungsfaktor auf der Grundlage des vom Pegeldetektor 28 erzeugten Beurteilungswerts und multipliziert den Gewichtungsfaktor mit jedem vom Demapper 27 erzeugten Soft-Decision-Wert, um eine den korrigierten Soft-Decision-Wert enthaltende Codefolge zu erzeugen. Ein De-Interleaver 30 (Einheit zur Entschachtelung von Bitfolgen) sortiert die vom Gewichtungssteuerabschnitt 29 erzeugte Codefolge entsprechend der ursprünglichen Sequenz. Ein Viterbi-Decodierer 31 führt eine Maximum-Likelihood-Decodierung auf der Grundlage eines Ausgangs des De-Interleavers 30 aus, um eine Empfangsbitfolge zu erzeugen.
Es sollte beachtet werden, dass verschiedene Abschnitte der vorstehend beschriebenen Sendevorrichtung 10 und der vorstehend beschriebenen Empfangsvorrichtung 20 in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Programm von einem Computer ausgeführt werden können. Beispielsweise können die vorstehend beschriebenen Abschnitte, wie beispielsweise: der Codierer 11, der De-Interleaver 12, der Mapper 13 und der OFDM-Modulator 14 in der Sendevorrichtung 10; und der OFDM-Demodulator 26, der Demapper 27, der Pegeldetektor 28, der Gewichtungssteuerabschnitt 29, der De-Interleaver 30 und der Viterbi-Decodierer 31 in der Empfangsvorrichtung 20 in einem oder mehreren Prozessen oder Abläufen enthalten sein, die in Übereinstimmung mit von einem computerlesbaren Medium gelesenen Befehlen von einem geeigneten Computer oder Prozessor ausgeführt werden, wie beispielsweise einem Hochgeschwindigkeitsprozessor, einem Rechner mit reduziertem Befehlssatz (RISC), einem gewöhnlichen Prozessor oder eine Kombination der vorstehend erwähnten Prozessoren oder anderer Prozessoren oder dergleichen gemäß dem Kenntnisstand des Fachmanns auf diesem Gebiet.
(Interleaver und De-Interleaver)
Der Interleaver 12 weist, wie in 2A gezeigt, First-In-First-Out-(FIFO)-Speicher 12b und 12c auf, die dazu ausgelegt sind, Daten in der geschriebenen Reihenfolge zu lesen. Der Interleaver 12 weist ferner Last-In-First-Out-(LIFO)-Speicher 12d und 12e auf, die dazu ausgelegt sind, Daten in der umgekehrten Reihenfolge des Schreibens zu lesen. Ein Verteiler 12a verteilt Bits, die in einer vom Codierer 11 ausgegebenen Eingangsbitfolge, wie beispielsweise einem Datenpaket, enthalten sind, in einer vorbestimmten Reihenfolge eins nach dem anderen auf die jeweiligen Speicher, wie beispielsweise in der Reihefolge FIFO 12b, anschließend LIFO 12e, anschließend FIFO 12c und anschließend LIFO 12d, woraufhin die Bits in die jeweiligen ihnen zugeordneten Speicher geschrieben werden. Ein Mischer 12f liest die Speicher 12b bis 12e einen nach den anderen. D. h., der Mischer 12f liest die gemäß obiger Beschreibung in die Speicher 12b bis 12e geschriebenen Daten. Um ein aufeinander folgendes Lesen der Speicher 12b bis 12e auszuführen, liest der Mischer 12f zunächst alle Daten, die in das FIFO 12b geschrieben und in dem FIFO 12b gespeichert wurden, anschließend alle Daten, die in das FIFO 12c geschrieben und in dem FIFO 12c gespeichert wurden, anschließend alle Daten, die in das LIFO 12d geschrieben und in dem LIFO 12d gespeichert wurden, und anschließend alle Daten, die in das LIFO 12e geschrieben und in dem LIFO 12e gespeichert wurden. Die gesamten Inhalte von jedem der Speicher 12b bis 12e werden nacheinander gelesen, um eine Ausgangsbitfolge zu erzeugen, die in der Reihenfolge des Lesens vorliegt, um an den Mapper 13 gegeben zu werden.
Gemäß obiger Beschreibung kennzeichnet N die Anzahl von Bits für das primäre Modulationssymbol und M die Anzahl von OFDM-Zusatz-Trägerfrequenzen, d. h. die Anzahl von primären Modulationssymbolen, die im sekundären Modulationssymbol enthalten sind. M × N beschreibt die Anzahl von Bits, die in einer Ein-Symbol-Periode übertragen werden können. Es wird angenommen, dass ein Paket nicht weniger als L sekundäre Modulationssymbole enthält. D. h., ein Paket überträgt M × N × L Bits. Der Interleaver 12 verwendet die Speicher 12b bis 12e, um ein Verhältnis zwischen i und j, so wie es in der Gleichung (Gl. 1) beschrieben wird, zu verschachteln, wobei x[i] (i = 0, 1, 2, ..., MNL – 1) einen Eingang an den Interleaver 12 und y[j] (j = 0, 1, 2, ..., MNL – 1) einen Ausgang des Interleavers 12 beschreibt. Die Gleichung (Gl. 2) beschreibt v.
v = i mod 4 (Gl. 2)
Die Daten werden wie folgt nacheinander aus den Speichern 12b bis 12e gelesen. Das FIFO 12b speichert Daten, welche den Bits 1, 5, 9 usw. entsprechen. Die Daten werden nacheinander in der Reihenfolge gelesen, in der sie gespeichert wurden. Das FIFO 12c speichert Daten, welche den Bits 3, 7, 11 usw. entsprechen. Die Daten werden nacheinander in der Reihenfolge gelesen, in der sie gespeichert wurden. Das FIFO 12d speichert Daten, welche den Bits 4, 8, 12, ..., usw. entsprechen. Die Daten werden nacheinander in der umgekehrten Reihenfolge gelesen, in der sie gespeichert wurden. Schließlich speichert das FIFO 12e Daten, welche den Bits 2, 6, 10, ..., usw. entsprechen. Die Daten werden nacheinander in der umgekehrten Reihenfolge gelesen, in der sie gespeichert wurden. Dies führt dazu, dass eine Eingangsbitfolge gemäß der 2B in einer Ausgangsbitfolge angeordnet wird. Es sollte beachtet werden, dass die Speicher 12b bis 12e in Übereinstimmung mit verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen eine beliebige geeignete FIFO- oder LIFO-Speichereinheit verwenden können. Ferner können die Daten zusätzlich zur vorstehend beschriebenen Schreib- und Lesereihenfolge in einer beliebigen anderen Reihenfolge in die Speicher 12b bis 12e geschrieben oder aus den Speichern 12b bis 12e gelesen werden.
Der Interleaver 12 sortiert oder verschachtelt, wie vorstehend beschrieben, alle in einem Paket enthaltenen sekundären Modulationssymbole. Folglich ist der De-Interleaver 30 dazu ausgelegt, invers zum Interleaver 12 zu arbeiten. Der Aufbau des De-Interleavers 30 kann leicht über den Aufbau des Interleavers 12 verstanden werden und wird nachstehend der Einfachheit halber folglich nicht näher beschrieben.
(Empfangsbetrieb)
Es soll angenommen werden, dass S_r(t) ein Empfangssignal, dessen Frequenzband durch das Filter 22 beschränkt wird, und g(t) eine Verstärkung des AGC-Verstärkers 23 beschreibt. Die Gleichung (Gl. 3) beschreibt ein vom AGC-Verstärker 23 verstärktes Empfangssignal S_c(t). S_c = g(t)S_r(t) (Gl. 3)
Der AGC-Verstärker 23 berechnet eine Verstärkung α, die eine Konstante beschriebt, die auf der elektrischen Empfangsleistung basiert, die beispielsweise mit einer Präambel verknüpft ist, die im Anfang eines Empfangssignals, wie beispielsweise einem empfangenen Paket, das zu demodulieren ist, enthalten ist. Der AGC-Verstärker 23 verstärkt die Signale während einer Folgezeit Tp für ein Paket mit der Verstärkung α.
Es soll angenommen werden, dass: Re[S_c(t)] ein Basisbandsignal beschreibt, welches die I-Komponente beschreibt, welche der Quadraturdemodulator 24 über die Quadraturdemodulation des Empfangssignals S_c(t) erzeugt; Im[S_c(t)] ein Basisbandsignal beschreibt, welches die Q-Komponente beschreibt; und Ts ein Abtastintervall für den ADC 25 beschreibt. In diesem Fall beschreibt die Gleichung (Gl. 4) k-te Daten r^I _q[k], die vom ADC 25 aus dem Basisbandsignal Re[S_c(t)] abgetastet wurden. Die Gleichung (Gl. 5) beschreibt k-te Daten r^Q _q[k], die aus dem Basisbandsignal Im[S_c(t)] abgetastet wurden. r I / q[k] = q(Re[S_c(kT_S)]) (Gl. 4) r Q / q[k] = q(Im[S_c(kT_S)]) (Gl. 5)
Die Gleichung (Gl. 6) definiert q(x), eine Funktion, welche die Eingangs- und Ausgangskennlinie, wie beispielsweise die Quantisierungs- oder Wandlungskennlinie, des ADC 25 beschreibt, wie beispielsweise in der 3 gezeigt.
wobei ”x” eine maximale ganze Zahl kleiner oder gleich x und Δq eine Quantisierungsbreite ist.
Es wird angenommen, dass d^_l,m ein primäres Modulationssymbol ist, das mit der m-ten Zusatz-Trägerfrequenz verknüpft ist, und das erste OFDM-Symbol ist, das vom OFDM-Modulator auf der Grundlage der aus den Basisbandsignalen abgetasteten Datenfolge demoduliert wird, wobei ”d^” ein d mit einem ”Dach” beschreibt, wie es beispielsweise in der Gleichung (Gl. 7) und in der Gleichung (Gl. 8) verwendet wird. Der Demapper 27 berechnet in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen einen Soft-Decision-Wert w_l,m,n für das n-te Bit, das in dem primären Modulationssymbol d^_l,m enthalten ist.
wobei A in der Gleichung (Gl. 8) einen Schwellenwert beschreibt, der für jede Zusatz-Trägerfrequenzen in Übereinstimmung mit ihrer Amplitude bestimmt wird.
Es sollte beachtet werden, dass der in der Gleichung (Gl. 7) gezeigte Ausdruck eine QPSK (N = 2) zur Erzeugung des primären Modulationssymbols oder zur Modulation der Zusatz-Trägerfrequenz verwendet, wie beispielsweise in der 4A gezeigt, während der in der Gleichung (Gl. 8) gezeigte Ausdruck eine 16-QAM (N = 4) verwendet, wie beispielsweise in der 4B gezeigt. Es sollte ferner beachtet werden, dass andere Fälle, bei denen N beispielsweise nicht 2 oder 4 ist, leicht aus den obigen Gleichungen hergeleitet werden können. Das Verfahren zur Berechnung der Soft-Decision-Werte ist nicht auf die obigen Gleichungen beschränkt. Es ist möglich, ein beliebiges bekanntes Verfahren zur Berechnung der weichen Entscheidungen (soft decisions) zu verwenden.
(Pegeldetektor)
Der Pegeldetektor 28 weist, wie in 5 gezeigt, eine Abschneideerfassungsschaltung 41 auf, die erfasst, ob Daten r^I _q[k], welche die vom ADC 25 erzeugte I-Komponente beschreiben, auf den maximalen Ausgangsbereich des ADC 25 abgeschnitten sind oder nicht oder andernfalls einen Überschussschwellenwert erreichen oder überschreiten. Eine Abschneideerfassungsschaltung 42 erfasst, ob Daten r^Q _q[k], welche die vom ADC 25 erzeugte Q-Komponente beschreiben, auf den maximalen Ausgangsbereich des ADC 25 abgeschnitten sind oder nicht. Ein Mischer 43 gibt ein Impulssignal aus, wenn die Abschneideerfassungsschaltung 41 und/oder die Abschneideerfassungsschaltung 42 ein Abschneiden erfasst. Ein Zähler 44 zählt, in Einheiten der OFDM-Symbole, ein vom Mischer 43 ausgegebenes Impulssignal für jede Symbolperiode und gibt einen Zählwert als Störungsbeurteilungswert C_c[I] aus.
Es soll angenommen werden, dass der T/Ts entsprechende Wert K_s ein Abtastzählwert pro OFDM-Symbol bezüglich des ADC 25 ist, wobei T die Symbolperiode beschreibt. In diesem Fall kann die Gleichung (Gl. 9) dazu verwendet werden, einen Ausgang e_c[k] des Mischers 43 zu beschreiben. Die Gleichung (Gl. 10) kann dann dazu verwendet werden, einen Störungsbeurteilungswert C_c[I] als einen Ausgang des Zählers 44 zu beschreiben.
Es sollte beachtet werden, dass die Daten r^I _q[k] und r^Q _q[k] als normiert angenommen werden, so dass der ADC 25 einen maximalen Ausgangsbereich von 1 aufweist. Der Abtastzählwert K_s resultiert aus einer Multiplikation von P mit einem minimalen Abtastzählwert, der für den Prozess (FFT) des OFDM-Modulators 26 benötigt wird, wobei P eine ganze Zahl von größer oder gleich 2 ist. Es sollte beachtet werden, dass der ADC 25 in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen derart konfiguriert ist, dass er eine sogenannte Überabtastung ausführt.
(Gewichtungssteuerabschnitt)
Der Gewichtungssteuerabschnitt 29 führt einen in der Gleichung (Gl. 11) gezeigten Prozess für alle aus dem ersten OFDM-Symbol erzeugten Soft-Decision-Werte w_l,m,n aus.
Wenn ein vom Pegeldetektor 28 erzeugter Störungsbeurteilungswert C_c[I] größer oder gleich einem vorbestimmten Störentscheidungswert th_c ist, erzeugt der Gewichtungssteuerabschnitt 29 einen korrigierten Soft-Decision-Wert c_l,m,n, indem er einen Gewichtungsfaktor γ_c mit dem vom Demapper 27 erzeugten Soft-Decision-Wert w_l,m,n multipliziert. In den anderen Fällen verwendet der Gewichtungssteuerabschnitt 29 den vom Demapper 27 erzeugten Soft-Decision-Wert w_l,m,n als den korrigierten Soft-Decision-Wert v_l,m,n.
Der Störentscheidungswert th_c und der Gewichtungsfaktor γ_c sind auf Versuchen basierende Konstanten. Ein Setzen von γ_c = 1 korrigiert keinen Soft-Decision-Wert. Eine Verringerung von γ_c verringert ebenso die Soft-Decision-Wert-Wahrscheinlichkeit.
Der Entscheidungswert (Decision-Wert) trägt weniger zur Decodierung im Viterbi-Decodierer 31 bei. Ein Setzen von = 0 setzt die Soft-Decision-Wert-Wahrscheinlichkeit auf Null, was bedeutet, dass der Soft-Decision-Wert nicht zur Decodierung im Viterbi-Decodierer 31 beiträgt.
Der De-Interleaver 30 entschachtelt den korrigierten Soft-Decision-Wert v_l,m,n. Der Wert wird anschließend an den Viterbi-Decodierer 31 gegeben und in die empfangene Bitfolge decodiert.
(Simulation)
Es sollte beachtet werden, dass eine Computersimulation durchgeführt wurde, um die Kennlinie der Empfangsbitfehlerrate (BER) zur Beurteilung des Wirkungsgrads des Kommunikationssystems in Übereinstimmung mit verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen zu berechnen. Das Ergebnis wird nachstehen beschrieben.
Gemäß der Simulation, bei der, wie in 6A gezeigt, ein Paketstörmodel verwendet wird, empfängt eine Empfangsvorrichtung RX ein Zielsignalpaket Sd von einer Sendevorrichtung TXd und ein Störsignalpaket Su zusammen mit weißem gaußschen Rauschen (AWGN) mit einer zweiseitigen Leistungsspektrumdichte, die auf N₀/2 gesetzt ist, von einem Störer, wie beispielsweise eine Sendevorrichtung TXu.
Gemäß der 6B beschreibt die Empfangsleistung Pd, die im vorliegenden Beispiel auf 1 gesetzt ist, eine mittlere Empfangsleistung für das Zielsignalpaket Sd und Pu eine mittlere Empfangsleistung für das Störsignalpaket Su. Ein Verhältnis einer Zielwellenleistung zu einer Störwellenleistung wird als DUR angenommen und als DUR = Pd/Pu = 1/Pu berechnet. Der Empfang des Störsignalpakets Su beginnt mit einer Verzögerungszeit ”τ” auf den Beginn des Empfangs des Zielsignalpakets Sd folgend.
Die Sendevorrichtung und die Empfangsvorrichtung sind wie folgt ausgelegt. Die Paketgröße liegt bei 200 OFDM-Symbolen (L = 200). Ein Konvolutions-Code im Codierer 11 verwendet eine Einflusslänge von K = 7 und ein Codierverhältnis von R = ½. Die Verschachtelungsgröße für den Interleaver 12 und den De-Interleaver 30 entspricht der Paketgröße und liegt bei 200 OFDM-Symbolen. Der Mapper 13 und der Demapper 27 verwenden als Modulation die 16-QAM (N = 4), und die Anzahl von Zusatz-Trägerfrequenzen ist auf M = 64 gesetzt. Der ADC 25 verwendet sechs Quantisierungsbits.
Ferner nimmt der ADC 25 den Abtastzählwert Ks pro OFDM-Symbol (Symbolperiode T) an und verwendet der AGC-Verstärker 23 eine feste Verstärkung (g(t) = α), wobei λc = th_c/Ks = 1/8, γ_c = 0 und α = 0.1 ist.
Unter diesen Bedingungen zeigt die 7 dann, wenn das Verhältnis DUR bei beispielsweise –20 dB liegt, ein Ergebnis der BER-Kennlinie bezüglich E_b/N₀, was dem Verhältnis der Sendesignalenergie pro Bit zur Rauschspektrumdichte entspricht.
In der 7 beschreibt Tp eine Paketausbreitungszeit. Die schwarzen Kreise beschreiben jeweilige Verhältnisse der Zeit, während der ein beispielhaftes Paket als Störungsfrei bestimmt wird, für die Bedingungen τ/Tp = 0.65 und τ/Tp = 0.95. Zum Vergleich zeigen die weißen Kreise diese mit dem Gewichtungszählwert von γ_c = 1 an (kein Soft-Decision-Wert korrigiert).
Der Gewichtungszählwert γ_c = 1 verbessert das BER, wie aus der 7 ersichtlich, selbst dann nicht, wenn das Verhältnis E_b/N₀ zunimmt. Das Kommunikationssystem der vorliegenden Ausführungsform verbessert das BER, wenn das Verhältnis E_b/N₀ zunimmt. Wenn E_b/N₀ > 20 dB ist, gewährleistet das System eine BER von ≥ 10^–7, d. h. einen geeigneten Pegel für beide τ/Tp, die auf 0.65 und 0.95 gesetzt sind. Der Einfluss einer Störung wird deutlich verringert.
Das Kommunikationssystem der vorliegenden Ausführungsform ist selbst dann voll effektiv, wenn die der Störung ausgesetzte Zeitdauer annähernd ein Drittel der Paketlänge erreicht (τ/Tp = 0.65). Das System kann einen Anwendungsumfang verglichen mit einer herkömmlichen Vorrichtung entsprechend einer verhältnismäßig kurzen Störung (Impuls) deutlich verbessern.
(Wirkung)
Gemäß obiger Beschreibung verschachtelt das Kommunikationssystem der vorliegenden Ausführungsform eine Datenfolge, die von der Sendevorrichtung 10 gesendet wird, über eine Mehrzahl von Symbolperioden T, welche die gesamten Paketdaten aufweisen, als eine Übertragungseinheit. Wenn ein OFDM-Symbol an einem bestimmten Zeitpunkt empfangen wird, wird ein Soft-Decision-Wert demoduliert und aus einem während der Symbolperiode empfangenen Signal verschachtelt. Auch wenn das OFDM-Symbol gestört ist, sind Soft-Decision-Werte auf das gesamte Paket verteilt und konzentrieren sich nicht auf einen Punkt.
Auch wenn ein Empfangssignal gestört ist, kann das Kommunikationssystem der vorliegenden Ausführungsform es dem Viterbi-Decodierer 31 ermöglichen, die Decodierung angemessen auszuführen und die Kommunikationsqualität zu verbessern.
Das Kommunikationssystem der vorliegenden Ausführungsform berechnet den zur Bestimmung der Störung verwendeten Beurteilungswert C_c[I] auf der Grundlage der Abtastwerte r^I _q[k] und r^Q _q[k] für die Basisbandsignale, die wiederholt während der Symbolperiode T erfasst werden.
Durch das Kommunikationssystem der vorliegenden Ausführungsform kann es vermieden werden, zusätzlich eine bestimmte Schaltung zur Erfassung einer Störung bzw. eines Störungsereignisses vorzusehen, so dass der Aufbau der Vorrichtung vereinfacht werden kann. Das System kann nicht nur eine periodisch auftretende Störung, sondern ebenso eine zufällig auftretende Störung erfassen. Das System kann den Einfluss eines momentanen Fehlwerts, wie beispielsweise Rauschen, im Gegensatz zu einem Verfahren zur Bestimmung einer Störung bzw. eines Störereignisses auf der Grundlage eines momentanen Empfangspegels verhindern. Das System kann die Bestimmungsgenauigkeit des Störereignisses verbessern.
(Weitere Ausführungsformen)
Obgleich die vorliegende Erfindung anhand ihrer bevorzugten Ausführungsform offenbart wurde, sollte wahrgenommen werden, dass sie nicht hierauf beschränkt ist, sondern auf verschiedene Weisen verwirklicht werden kann, ohne ihren Schutzumfang zu verlassen, so wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird beispielsweise ein Entscheidungswert th_c dem Beurteilungswert C_c[I] und ein Wert dem Gewichtungszählwert γ_c zugeordnet. Es können jedoch eine Mehrzahl von Entscheidungswerten vorgesehen werden. Dem Gewichtungszählwert γ_c können eine Mehrzahl von Werten zugeordnet werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermittelt der Pegeldetektor 28 den Beurteilungswert C_c[I], indem er die Anzahl von Malen eines Abschneidens der Daten r^I _q[k] und r^Q _q[k] in Einheiten der OFDM-Symbole zählt. Wenn der Beurteilungswert größer oder gleich dem vorbestimmten Entscheidungswert th_c ist, multipliziert der Gewichtungssteuerabschnitt 29 den Gewichtungsfaktor γ_c mit dem Soft-Decision-Wert w_l,m,n. Der Pegeldetektor 28 kann, wie beispielsweise in der 8A gezeigt, eine mittlere Datenamplitude in Einheiten der OFDM-Symbole berechnen. Der Gewichtungssteuerabschnitt 29 kann, wie in 8B gezeigt, eine vorbestimmte Tabelle verwenden, in welcher der Zusammenhang zwischen der mittleren Amplitude eines Signalpegels Ix (mit x = 1, 2, usw.) und einem Gewichtungszählwert γx für den Pegel aufgelistet ist, und den Gewichtungszählwert γx auf der Grundlage der Tabelle konfigurieren.
Obgleich die vorliegende Ausführungsform eine auf OFDM basierende Übertragung beschreibt, sollte beachtet werden, dass die beispielhafte Übertragung ebenso ohne OFDM erfolgen kann. In diesem Fall weist eine Sendevorrichtung 10a, wie in 9 gezeigt, ein Filter 54 anstelle des OFDM-Modulators 14 auf. Das Filter 54 führt in diesem Fall eine Wellenformung bezüglich eines vom Mapper 13 erzeugten primären Modulationssymbols, wie beispielsweise eines 2^N QAM-Symbols, aus. Das Symbol wird anschließend an den DAC 15 gegeben.
Eine Empfangsvorrichtung 20a weist einen QAM-Demodulator 56 anstelle des OFDM-Demodulatos 26 auf. Der QAM-Demodulator 56 demoduliert die vom ADC 25 abgetastete Daten r^I _q[k] und r^Q _q[k]. Ein Ausgang des QAM-Demodulatos 56 wird an den Demapper 27 gegeben. Die Empfangsvorrichtung 20a ändert den Gewichtungszählwert in Einheiten vorbestimmter Zeitintervalle Tcount und nicht in Einheiten der OFDM-Symbole.
Der Pegeldetektor 28 der vorliegenden Ausführungsform verwendet einen Ausgang des ADC 25. Die Empfangsvorrichtung 20a kann derart konfiguriert sein, dass sie vor dem ADC 25 einen analogen Signalpegel erfasst.
Der Pegeldetektor 28 der vorliegenden Ausführungsform verwendet einen Beurteilungswert entsprechend der Anzahl von Teilen an ausgeschnittenen Daten im Symbol. Der Beurteilungswert kann, wie in den Gleichungen (Gl. 12) und (Gl. 13) gezeigt, der Anzahl von Teilen an Daten entsprechen, die in dem Symbol enthalten sind und einen einen vorbestimmten Wert a_I überschreitenden Amplitudenwert aufweisen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird als Modulation eine 2^N QAM angewandt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Als Modulation kann beispielsweise ein 2^N PSK angewandt werden.
Vorstehend wurden ein Empfangsverfahren, eine Empfangsvorrichtung und ein Programm offenbart.
Es werden eine Empfangsvorrichtung, ein Empfangsverfahren und ein das Empfangsverfahren verwendendes Programm bereitgestellt, um eine durch eine Störung bedingte Verschlechterung der Empfangsqualität zu verhindern. In einer Empfangsvorrichtung 20 tastet ein ADC 25 Daten r^I _q[k] und r^Q _q[k] ab. Auf der Grundlage der abgetasteten Daten ermittelt ein Pegeldetektor 28 einen Störbeurteilungswert C_c[I] für jedes OFDM-Symbol, indem er die Anzahl von Malen zählt, mit der die Daten r^I _q[k] oder r^Q _q[k] auf den maximalen Ausgangsbereich des ADC abgeschnitten werden. Wenn der Störbeurteilungswert C_c[I] größer oder gleich einem Störentscheidungswert th_c ist, korrigiert ein Gewichtungssteuerabschnitt 29 einen Soft-Decision-Wert w_l,m,n, indem er ihn mit einem Gewichtungsfaktor γ_c multipliziert, um einen Beitrag eines Fehlerkorrekturcodes zur Dekodierung zu verringern.

Claims

Verfahren zum Empfangen eines Signals, das erzeugt wurde, indem eine Datenfolge, die mit einem Fehlerkorrekturcode codiert und für jedes Paket verschachtelt wurde, derart als eine Sendeeinheit moduliert wurde, dass ein Symbol ein Bit oder eine Mehrzahl von Bits beschreibt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Demodulieren (26, 56) eines Empfangssignals und Erzeugen eines zur Decodierung des Fehlerkorrekturcodes verwendeten Soft-Decision-Werts; – Entschachteln (30) eines im Demodulationsschritt erzeugten Soft-Decision-Werts; – Decodieren (31) des Fehlerkorrekturcodes unter Verwendung des im Entschachtelungsschritt entschachtelten Soft-Decision-Werts; – Berechnen (28) eines Beurteilungswerts zur Beurteilung eines Empfangspegels des Empfangssignals, das während einer vorbestimmten Messzeit mehr als einmal erfasst wird, auf der Grundlage des Empfangspegels; und – Korrigieren eines im Demodulationsschritt erzeugten Soft-Decision-Werts (29), um ein Beitrag des Fehlerkorrekturcodes zur Dekodierung zu verringern, wenn ein im Empfangspegelbeurteilungsschritt berechneter Beurteilungswert das Auftreten einer Störung anzeigt, wobei – der Entschachtelungsschritt einen Soft-Decision-Wert entschachtelt, der über eine Mehrzahl von Symbolperioden mit verschiedenen Zeitpunkten verschachtelt ist.
Vorrichtung (20) zum Empfangen eines Signals, das erzeugt wurde, indem eine Datenfolge, die mit einem Fehlerkorrekturcode codiert und für jedes Paket verschachtelt wurde, derart als eine Sendeeinheit moduliert wurde, dass ein Symbol ein Bit oder eine Mehrzahl von Bits beschreibt, wobei die Vorrichtung aufweist: – ein Mittel (26, 56) zum Demodulieren eines Empfangssignals und zum Erzeugen eines zur Decodierung des Fehlerkorrekturcodes verwendeten Soft-Decision-Werts; – ein Mittel (30) zum Entschachteln eines vom Demodulationsmittel erzeugten Soft-Decision-Werts; – ein Mittel (31) zum Decodieren des Fehlerkorrekturcodes unter Verwendung eines vom Entschachtelungsmittel entschachtelten Soft-Decision-Werts; – ein Mittel (28) zum Berechnen eines Beurteilungswerts zur Beurteilung eines Empfangspegels des Empfangssignals, das während einer vorbestimmten Messzeit mehr als einmal erfasst wird, auf der Grundlage des Empfangspegels; und – ein Mittel (29) zum Korrigieren eines vom Demodulationsmittel erzeugten Soft-Decision-Werts, um ein Beitrag des Fehlerkorrekturcodes zur Dekodierung zu verringern, wenn ein vom Empfangspegelbeurteilungsmittel berechneter Beurteilungswert das Auftreten einer Störung anzeigt, wobei – das Entschachtelungsmittel eine Datenfolge entschachtelt, die über eine Mehrzahl von Symbolperioden mit verschiedenen Zeitpunkten verschachtelt ist.
Empfangsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Entschachtelungsmittel die Anzahl von Symbolperioden derart bestimmt, dass sie das gesamte Paket enthalten.
Empfangsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangspegelbeurteilungsmittel den Beurteilungswert entsprechend eines Verhältnis ermittelt, bei dem ein während der Messzeit erfasster Empfangspegel einen vorbestimmten Überschussschwellenwert überschreitet.
Empfangsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangspegelbeurteilungsmittel den Beurteilungswert entsprechend eines Mittelwerts für einen während der Messzeit erfassten Empfangspegel ermittelt.
Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangspegelbeurteilungsmittel einen Abtastzählwert für einen während der Messzeit erfassten Empfangspegel auf ein ganzzahliges Vielfaches eines zur Demodulation im Demodulationsmittel benötigten Abtastzählwerts festlegt.
Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturmittel eine Störung bestimmt, wenn der Beurteilungswert größer oder gleich einem vorbestimmten Störentscheidungswert ist.
Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturmittel den Soft-Decision-Wert korrigiert, indem es ihn mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert.
Empfangsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturmittel den Gewichtungsfaktor variabel in Übereinstimmung mit einer die Übereinstimmung zwischen dem Beurteilungswert und dem Gewichtungsfaktor spezifizierenden Tabelle festlegt.
Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrekturmittel den Soft-Decision-Wert während jeder der Symbolperioden korrigiert.
Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Demodulationsmittel ein über ein orthogonales Frequenzmultiplexverfahren moduliertes Empfangssignal unter Verwendung von bis zu M Zusatz-Trägerfrequenzen demoduliert, wobei M eine ganze Zahl von größer oder gleich 2 ist.
Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Demodulationsmittel ein Empfangssignal demoduliert, das in Übereinstimmung mit einer Quadratur-Amplitudemodulation oder einer Phasenmodulation auf der Grundlage von 2^N Symbolpunkten moduliert wurde, wobei N eine positive ganze Zahl ist.
Programm, das es einem Computer ermöglicht, die Schritte des Soft-Decision-Wert-Korrekturverfahrens nach dem Anspruch 1 auszuführen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entschachtelungsschritt den Soft-Decision-Wert über das gesamte Paket entschachtelt.
Empfangsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Entschachtelungsmittel die Datenfolge über das gesamte Paket entschachtelt.