DE102008028493A1 - OFDM-Empfangsvorrichtung für ein digitales Rundfunkempfangssystem - Google Patents

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Hyun Suk Suwon Lee
Se Bin Suwon Im
Jung Eun Youm
Bon Young Suwon Koo
Jin Yong Suwon Kang
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Abstract

OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)-Empfangsvorrichtung für ein digitales Rundfunk-Empfangssystem. Ein Frequenzversatz-Kompensator gleicht einen Frequenzversatz eines empfangenen digitalen Signals unter Verwendung eines geschätzten Werts für Frequenzversatz aus. Ein FFT-Modul wandelt ein Zeitdomäne-Signal in ein Frequenzdomäne-Signal, indem FFT an einem Signal ausgeführt wird, das von dem Frequenzversatz-Kompensator empfangen wurde. Ein Kanalentzerrer gleicht eine Kanalverzerrung eines Signals, das von dem FFT-Modul empfangen wurde, unter Verwendung eines geschätzten Wertes für die Position des verstreuten Piloten aus. Ein Frequenzversatz-/Pilotposition-Schätzer schätzt den Frequenzversatz und die Position des verstreuten Piloten, basierend auf verstreuten Piloten eines Signals, das von dem FFT-Modul empfangen wurde, und liefert einen geschätzten Wert für Frequenzversatz an den Frequenzversatz-Kompensator und einen geschätzten Wert für die Position des verstreuten Piloten an den Kanalentzerrer.

Description

  • Für diese Anmeldung wird die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 2007-139457 , angemeldet am 27. Dezember 2007 beim koreanischen Patentamt, beansprucht, deren Offenbarung durch Bezugnahme hier eingeschlossen ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine OFDM-(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)Empfangsvorrichtung, die in einem digitalen Rundfunkempfangssystem, wie beispielsweise einem DVB-T-(Digital Video Broadcasting – Terrestrial = digitaler Videorundfunk – terrestrisch)System, verwendet werden kann, und insbesondere eine OFDM-Empfangsvorrichtung für ein digitales Rundfunkempfangssystem, bei welcher die Frequenzversatz-Schätzleistung und ebenfalls zugeordneter Frequenzversatz durch das Schätzen der verstreuten Pilot-Positionen (scattered pilot) verbessert werden kann, wodurch die Gesamt-Synchronisierungszeit verringert werden kann.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Im Allgemeinen werden beim DVB-T-System, welches als europäischer Standard eines terrestrischen digitalen Fernsehsystems gewählt wurde, Daten unter Verwendung von OFDM-Modulation gesendet.
  • Üblicherweise werden beim DVB-T-System Daten für jedes OFDM-Symbol gesendet, derart, dass ein DVB-T-Empfangsgerät eine Synchronisation und Entzerrung durchführen kann. Es gibt zwei Arten von Piloten, nämlich kontinuierliche Piloten (continuous pilots) und verstreute Piloten (scattered pilots). Die kontinuierlichen Piloten belegen für jedes OFDM-Symbol den gleichen Unterträger und die verstreuten Piloten wechseln periodisch die Position für jedes OFDM-Symbol.
  • Beim OFDM-System ist die Frequenzdifferenz der Unterträger in Relation zur Übertragungsbandbreite gering, und es ist erforderlich, dass die übertragenen Unterträger orthogonal bleiben. Verglichen mit einem Übertragungssystem mit einem einzigen Träger ist das OFDM-System empfindlicher gegenüber Frequenzversatz, der durch eine Oszillator-Fehlanpassung zwischen einem Sendegerät und einem Empfangsgerät verursacht wurde. Das Schätzen von Frequenzversatz wird bei einem derartigen OFDM-Empfangsgerät im Allgemeinen in zwei Schritten ausgeführt. Der erste Schritt ist das Schätzen eines sehr geringen Frequenzversatzes, welcher kleiner ist als der Unterträger-Abstand, und der zweite Schritt ist das Schätzen des Frequenzversatzes pro Einheit des Unterträger-Abstands.
  • 1 ist ein Diagramm, in welchem die Position kontinuierlicher und verstreuter Piloten in einem OFDM-Symbol dargestellt ist.
  • Unter Bezugnahme auf 1 belegen kontinuierliche Piloten immer die gleichen Unterträger. Verstreute Piloten sind nicht regelmäßig angeordnet, treten aber pro zwölf Unterträger in einem OFDM-Symbol auf, und die Positionen der verstreuten Piloten werden bei jedem zweiten OFDM-Symbol um drei (3) Unterträger geschoben.
  • Die verstreuten Piloten werden zur Kanalentzerrung verwendet, und es ist erforderlich, dass das Empfangsgerät in der Lage ist, die Position der verstreuten Piloten in einem empfangenen OFDM-Symbol korrekt zu schätzen. Dieser Vorgang des Schätzens der Position der verstreuten Piloten wird ebenfalls als Synchronisierung verstreuter Piloten bezeichnet.
  • 2 ist ein Konfigurationsdiagramm, in welchem ein herkömmliches OFDM-Empfangsgerät dargestellt ist.
  • Unter Bezugnahme auf 2 weist das herkömmliche OFDM-Empfangsgerät einen Funk-(RF = radio frequency)Empfänger 10, einen Analog-Digital-Wandler (ADC = analog-to-digital converter) 20, einen Frequenzversatz-Kompensator 30, ein FFT-(fast Fourier transform = schnelle Fourier-Transformation) Modul 40, einen Kanalentzerrer 50, einen Frequenzversatz-Schätzer 60 und einen Positionsschätzer für verstreute Piloten 70 auf. Der RF-Empfänger 10 wandelt ein OFDM-Signal, das von einer Antenne empfangen wurde, in ein Basisband-Signal und der ADC 20 wandelt das Basisband-Signal, das von dem RF-Empfänger 10 empfangen wurde, in ein digitales Signal. Der Frequenzversatz-Kompensator 30 gleicht den Frequenzversatz eines Abtastsignals von ADC 20 unter Verwendung eines geschätzten Werts für Frequenzversatz aus. Das FFT-Modul 40 wandelt ein Zeitdomäne-Signal in ein Frequenzdomäne-Signal, indem FFT mit einem Signal durchgeführt wird, das von dem Frequenzversatz-Kompensator 30 erhalten wurde. Der Kanalentzerrer 50 gleicht die Kanalverzerrung eines Signals, das von dem FFT-Modul 40 erhalten wurde, unter Verwendung eines geschätzten Werts für die Position verstreuter Piloten aus. Der Frequenzversatz-Schätzer 60 schätzt den Frequenzversatz des Signals, das von FFT-Modul 40 empfangen wurde, und liefert einen geschätzten Wert des Frequenzversatzes an den Frequenzversatz-Kompensator 30. Der Positionsschätzer für verstreute Piloten 70 schätzt die Position des verstreuten Piloten eines Signals, das von FFT-Modul 40 empfangen wurde, und liefert den geschätzten Wert der Position des verstreuten Piloten an den Kanalentzerrer 50.
  • Bei diesem herkömmlichen OFDM-Empfangssystem schätzt der Frequenzversatz-Schätzer 60 den Frequenzversatz nur unter Verwendung kontinuierlicher Piloten, die festgelegte Positionen von Unterträgern belegen, wohingegen der Positionsschätzer für verstreute Piloten 70 die Synchronisierung verstreuter Piloten durchführt, nachdem der Frequenzversatz geschätzt und ausgeglichen wurde.
  • 3 ist ein Konfigurationsdiagramm, in welchem ein Frequenzrückgewinnungsteil und ein Synchronisierungsteil für verstreute Piloten, dargestellt in 2, dargestellt sind.
  • Unter Bezugnahme auf 3 weist das FFT-Modul 40 eine Mehrzahl FFTs (FFT = Fast Fourier Transformation) FFT1 bis FFT4 auf, die FFT an einer Mehrzahl von OFDM-Symbolen an einem empfangenen Signal ausführen.
  • Der Frequenzversatz-Schätzer 60 weist einen ersten Korrelator 61 auf, der benachbarte Symbole in einem Signal, das von FFT-Modul 40 empfangen wurde, korreliert, sowie einen ersten Maximalwertdetektor 62, der den maximalen Wert aus Korrelationswerten, die von dem ersten Korrelator 61 empfangen wurden, erkennt.
  • Der Positionsschätzer für verstreute Piloten 70 weist einen zweiten Korrelator 62 auf, der benachbarte OFDM-Symbole in einem Signal, das von FFT-Modul 40 empfangen wurde, korreliert, sowie einen zweiten Maximalwertdetektor 72, der den maximalen Wert aus Korrelationswerten, die von dem zweiten Korrelator 71 empfangen wurden, erkennt.
  • Nun wird dies genauer unter Bezugnahme auf Gleichungen beschrieben.
  • Zuerst kann ein Eingangssignal in das FFT-Modul 40 als diskrete Abtastung wie in der untenstehenden Gleichung 1 ausgedrückt werden: ym(n) = [hm(n) × xm(n)]·exp(j2πεn/N) + wm(n) Gleichung 1,wobei m eine OFDM-Symbolzahl angibt, n eine Abtastzahl in einem OFDM-Symbol angibt, N die Größe von FFT angibt, xm(n) ein Zeitdomäne-Übertragungssignal angibt, hm(n) eine Impulsreaktion eines Mehrwege-Schwundkanals (multipath fading channel) angibt, wm(n) eine AWGN-(additive white Gaussian noise; additives weißes Gauß'sches Rauschen) Komponente angibt und ε einen Normalisierungs-Frequenzversatz angibt, der durch Teilen eines Frequenzversatzes Δf durch ein Unterträgerintervall fspacing, das heißt, ε = Δf/fspacing, angibt.
  • Des Weiteren kann ein Ausgangssignal des FFT-Moduls 40 im Hinblick auf ein Eingangssignal unter Berücksichtigung eines Frequenzversatzes basierend auf dem Prinzip der Fourier-Transformation wie in der untenstehenden Gleichung 2 berechnet werden:
    Figure 00050001
    wobei k eine Zahl einer Unterträger-Position angibt, xm(k) ein Frequenzdomäne-Übertragungssymbol angibt, Wm(k) eine Frequenzdomäne-AWGN-Komponente angibt, und Im(n) eine Funktion angibt, die eine Unterträger-Interferenz bei einem Frequenzversatz anzeigt, wie in der untenstehenden Gleichung 3:
    Figure 00050002
  • In den obenstehenden Gleichungen 2 und 3 geben εi und εj den ganzzahligen Teil und den bruchzahligen Teil eines Normalisierungs-Frequenzversatzes ε an. Der ganzzahlige Teil εi gibt einen Frequenzversatz in einem Unterträger-Modul an, und der bruchzahlige Teil εj gibt einen Frequenzversatz unter Unterträgern in der Domäne [–0,5, 0,5] an.
  • Bei dem herkömmlichen OFDM-Empfangssystem kann der Frequenzversatz εj im Unterträger-Modul mit unterschiedlichen Methoden geschätzt werden, und die repräsentativste Methode kann wie in der untenstehenden Gleichung 4 ausgedrückt werden:
    Figure 00060001
  • Die obenstehende Gleichung 4 enthält das Ergebnis der Signalverarbeitung in dem ersten Korrelator 61 und dem ersten Maximalwertdetektor 62.
  • Des Weiteren erkennt, wie in 1 dargestellt ist, die Synchronisierung des verstreuten Piloten eins von vier Mustern von verstreuten Piloten, welche periodisch die Position über vier OFDM-Symbole verschieben.
  • Das heißt, dass in dem OFDM-Empfangssystem die Synchronisierung des verstreuten Piloten mit unterschiedlichen Methoden durchgeführt werden kann, und die repräsentativste Methode kann wie in der untenstehenden Gleichung 5 ausgedrückt werden:
    Figure 00060002
  • Die obenstehende Gleichung 5 enthält das Ergebnis der Signalverarbeitung in dem zweiten Korrelator 71 und dem zweiten Maximalwertdetektor 72.
  • In der obenstehenden Gleichung 5 gibt μ ^m einen geschätzten Wert einer In Information zur Position des verstreuten Piloten (gewählt aus 0, 1, 2 und 3) des mten OFDM-Symbols an, Nsp,m gibt die Zahl verstreuter Piloten des mten OFDM-Symbols an, und D(12p + ql) ist ein Referenzsignal, in welchem ein zuvor berechneter Wert D(12p + ql) = X(12p + ql)X*(12p + ql + 3) gespeichert ist.
  • Jedoch ist bei dem in 1 und 2 dargestellten herkömmlichen OFDM-Empfangssystem die Zahl kontinuierlicher Piloten geringer als die verstreuter Piloten, so dass die Detektionsfähigkeit von Gleichung 4 entsprechend der Frequenzfehlerschätzung schlechter ist als die Detektionsfähigkeit von Gleichung 5 entsprechend der Schätzung der Position des verstreuten Piloten.
  • Die Korrelation von Gleichung 4 kann bei zwei oder mehr OFDM-Symbolen durchgeführt werden, um die schlechte Fähigkeit zur Frequenzfehlerschätzung zu verbessern. Dadurch ist jedoch mehr Zeit erforderlich, um die Synchronisierung durchzuführen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine OFDM-Empfangsvorrichtung für ein digitales Rundfunkempfangssystem vorzusehen, mit welcher die Frequenzversatz-Schätzleistung und ebenfalls zugeordnete Frequenzversatzschätzung mit Schätzung der Position verstreuter Piloten verbessert werden kann, wodurch die Gesamt-Synchronisierungszeit verbessert werden kann.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine OFDM-Empfangsvorrichtung für ein digitales Rundfunkempfangssystem vorgesehen, umfassend: einen Frequenzversatz-Kompensator, der einen Frequenzversatz eines empfangenen digitalen Signals unter Verwendung eines geschätzten Werts für Frequenzversatz ausgleicht; ein FFT-Modul, welches ein Zeitdomäne-Signal in ein Frequenzdomäne-Signal wandelt, indem FFT an einem Signal ausgeführt wird, das von dem Frequenzversatz-Kompensator empfangen wurde; einen Kanalentzerrer, der die Kanalverzerrung eines Signals, das von dem FFT-Modul empfangen wurde, unter Verwendung eines geschätzten Wertes für die Position des verstreuten Piloten ausgleicht; einen Frequenzversatz-/Pilotposition-Schätzer, der den Frequenzversatz und die Position des verstreuten Piloten basierend auf verstreuten Piloten eines Signals, das von dem FFT-Modul empfangen wurde, schätzt und einen geschätzten Wert für Frequenzversatz an den Frequenzversatz-Kompensator und einen geschätzten Wert für die Position des verstreuten Piloten an den Kanalentzerrer liefert.
  • Die OFDM-Empfangsvorrichtung kann weiter einen Funkempfänger (RF-Empfänger) aufweisen, der ein von einer Antenne empfangenes OFDM-Signal in ein Basisband-Signal wandelt; sowie einen Analog-Digital-Wandler (ADC), der ein von dem RF-Empfänger empfangenes Basisband-Signal in ein digitales Signal wandelt und das gewandelte digitale Signal an den Frequenzversatz-Kompensator sendet.
  • Der Frequenzversatz-/Pilotposition-Schätzer kann einen Korrelator aufweisen, der für eine vorbestimmte Zahl einen Korrelationswert für den jeweiligen Typ des verstreuten Piloten eines Signals, das von dem FFT-Modul empfangen wurde, bezogen auf einen benachbarten Piloten und einen Referenzpiloten berechnet; sowie einen Maximalwertdetektor, der einen maximalen Korrelationswert aus den von dem Korrelator berechneten Korrelationswerten erkennt und einen geschätzten Wert für Frequenzversatz und einen geschätzten Wert für die Position des verstreuten Piloten bezogen auf den maximalen Korrelationswert erhält.
  • Der Korrelator kann einen Korrelationswert Gm(u, v) jedes Typs v des verstreuten Piloten Y(12p + qv – u) eines Signals, das von dem FFT-Modul empfangen wurde, pro voreingestellter Frequenzversatz-Position u unter Verwendung eines benachbarten Piloten Y(12p + 3 + qv – u) und eines Referenz-Piloten D(12p + qv) entsprechend der folgenden Gleichung berechnen:
    Figure 00080001
    Figure 00090001
    wobei p eine Variable im Bereich von 0 bis Nps,m – 1 ist, Nps,m die Zahl verstreuter Piloten ist, Y*m-1 (12p + qv – u) eine komplexe Zahl eines verstreuten Piloten ist, und qv ein Startpunkt des verstreuten Piloten ist.
  • Der Detektor für den maximalen Wert kann einen Wert einer Frequenzversatz-Position u bei der Position des maximalen Korrelationswerts aus den Korrelationswerten, die von dem Korrelator berechnet wurden, als geschätzten Wert für Frequenzversatz entsprechend der folgenden Gleichung bestimmen: ε ^i = Max|u[Gm(u, v)]|,wobei ε ^i der geschätzte Wert für den Frequenzversatz ist.
  • Der Detektor für den maximalen Wert kann einen Korrelationswert eines Typs von verstreuten Piloten v bei einer Position des maximalen Korrelationswerts aus den Korrelationswerten, die von dem Korrelator berechnet wurden, als geschätzten Wert für die Position des verstreuten Piloten entsprechend der folgenden Gleichung bestimmen: μ ^m = Max|v[Gm(u, v)]|,wobei μ ^m der geschätzte Wert für die Position des verstreuten Piloten ist.
  • Wie oben beschrieben, kann mit der vorliegenden Erfindung in dem digitalen Rundfunkempfangssystem die Frequenzversatz-Schätzleistung und ebenfalls zugeordneter Frequenzversatz mit Schätzung der Position verstreuter Piloten verbessert werden, wodurch die Gesamt-Synchronisierungszeit verkürzt werden kann.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich anhand der folgenden genauen Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:
  • 1 ein Diagramm ist, in welchem die Position kontinuierlicher und verstreuter Piloten in einem OFDM-Symbol dargestellt ist;
  • 2 ein Konfigurationsdiagramm ist, in welchem ein herkömmliches OFDM-Empfangsgerät dargestellt ist;
  • 3 ein Konfigurationsdiagramm ist, in welchem ein Frequenzrückgewinnungsteil und ein Synchronisierungsteil für einen verstreuten Piloten, dargestellt in 2, dargestellt ist;
  • 4 ein Konfigurationsdiagramm ist, in welchem eine OFDM-Empfangsvorrichtung für ein digitales Rundfunkempfangssystem gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
  • 5 ein Konfigurationsdiagramm ist, in welchem der Frequenzversatz-/Pilotposition-Schätzer, dargestellt in 4, dargestellt ist; und
  • 6 ein Graph ist, in welchem die Ergebnisse der Empfangsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit jenen des herkömmlichen Empfangsgeräts dargestellt sind.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen beispielhafte Ausführungsformen dargestellt sind.
  • Diese Erfindung kann jedoch auf unterschiedliche Weise verkörpert sein und sollte nicht als auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt erachtet werden. In den Zeichnungen sind gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet, selbst dann, wenn sie in unterschiedlichen Zeichnungen dargestellt sind.
  • 4 ist ein Konfigurationsdiagramm, in welchem eine OFDM-Empfangsvorrichtung für ein digitales Rundfunkempfangssystem gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
  • Unter Bezugnahme auf 4 weist die OFDM-Empfangsvorrichtung für ein digitales Rundfunkempfangssystem gemäß der vorliegenden Erfindung einen RF-Empfänger 110, einen AD-Wandler 120, einen Frequenzversatz-Kompensator 130, ein FFT-Modul 140, einen Kanalentzerrer 150 und einen Frequenzversatz/Pilotposition-Schätzer 200 auf. Der RF-Empfänger 110 wandelt ein OFDM-Signal, das von einer Antenne empfangen wurde, in ein Basisband-Signal, und der AD-Wandler 120 wandelt das Basisband-Signal, das von dem RF-Empfänger 110 empfangen wurde, in ein digitales Signal. Der Frequenzversatz-Kompensator 130 gleicht den Frequenzversatz eines digitalen Signals, das vom AD-Wandler 120 empfangen wurde, unter Verwendung eines geschätzten Werts für Frequenzversatz aus. Das FFT-Modul 140 wandelt ein Zeitdomäne-Signal in ein Frequenzdomäne-Signal, indem FFT an einem Signal, das von Frequenzversatz-Kompensator 130 empfangen wurde, ausgeführt wird. Der Kanalentzerrer 150 gleicht die Kanalverzerrung eines Signals, das von FFT-Modul 140 empfangen wurde, unter Verwendung eines geschätzten Werts für die Position des verstreuten Piloten aus. Der Frequenzversatz-/Pilotposition-Schätzer 200 schätzt den Frequenzversatz und die Position des verstreuten Piloten basierend auf verstreuten Piloten eines Signals, das von dem FFT-Modul 140 empfangen wurde, und liefert den geschätzten Wert für Frequenzversatz an den Frequenzversatz-Kompensator 130 und den geschätzten Wert für die Position des verstreuten Piloten an den Kanalentzerrer 150.
  • 5 ist ein Konfigurationsdiagramm, in welchem der Frequenzversatz-/Pilotposition-Schätzer 200, dargestellt in 4, dargestellt ist.
  • Unter Bezugnahme auf 5 weist der Frequenzversatz-/Pilotposition-Schätzer 200 einen Korrelator 210 und einen Maximalwertdetektor 220 auf. Der Korrelator 210 berechnet für eine vorbestimmte Zahl den Korrelationswert eines entsprechenden Typs eines verstreuten Piloten eines Signals, das von FFT-Modul 140 empfangen wurde, bezogen auf einen benachbarten Piloten und einen Referenzpiloten. Der Maximalwertdetektor 220 erkennt den maximalen Korrelationswert aus den berechneten Korrelationswerten, die von Korrelator 210 berechnet wurden, und erhält einen geschätzten Wert für Frequenzversatz und einen geschätzten Wert für die Position des verstreuten Piloten in Zusammenhang mit dem maximalen Korrelationswert.
  • Der Korrelator 210 berechnet den Korrelationswert Gm(u, v) eines entsprechenden Typs v des verstreuten Piloten Y(12p + qv – u) eines Signals, das von dem FFT-Modul 140 empfangen wurde, pro voreingestellter Frequenzversatz-Position u unter Verwendung eines benachbarten Piloten Y(12p + 3 + qv – u) und eines Referenzpiloten D(12p + qv).
  • Der Maximalwertdetektor 220 bestimmt den Wert einer Frequenzversatz-Position u, die der Position des maximalen Korrelationswerts aus den Korrelationswerten, die von Korrelator 210 berechnet wurden, entspricht, als einen geschätzten Wert des Frequenzversatzes ε ^i.
  • Der Maximalwertdetektor 220 bestimmt den Korrelationswert eines Typs eines verstreuten Piloten v an der Position des maximalen Korrelationswerts aus den Korrelationswerten, die von Korrelator 210 berechnet wurden, als geschätzten Wert der Position des verstreuten Piloten μ ^m.
  • 6 ist ein Graph, in welchem die Ergebnisse der Empfangsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit jenen des herkömmlichen Empfangsgeräts dargestellt sind.
  • In 6 ist G1 ein Profil, welches geschätzte Werte für Frequenzversatz gemäß dem Stand der Technik darstellt, G2 ist ein Profil, welches geschätzte Werte der Position des verstreuten Piloten gemäß dem Stand der Technik darstellt, G3 ist ein Profil, welches geschätzte Werte für Frequenzversatz gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, und G4 ist ein Profil, welches geschätzte Werte der Position des verstreuten Piloten gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Nun wird eine genaue Beschreibung des Betriebs und der Wirkungen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben.
  • Die OFDM-Empfangsvorrichtung für das digitale Rundfunkempfangssystem der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 4 bis 6 beschrieben. In 4 wandelt der RF-Empfänger 110 der OFDM-Empfangsvorrichtung ein OFDM-Signal, das von einer Antenne empfangen wurde, in ein Basisband-Signal und sendet das Basisband-Signal an den AD-Wandler 120.
  • Der AD-Wandler 120 wandelt das Basisband-Signal von dem RF-Empfänger 110 in ein digitales Signal und sendet das digitale Signal an den Frequenzversatz-Kompensator 130.
  • Der Frequenzversatz-Kompensator 130 gleicht den Frequenzversatz des empfangenen digitalen Signals basierend auf einem geschätzten Wert für Frequenzversatz aus und sendet das ausgeglichene Signal an das FFT-Modul 140.
  • Das FFT-Modul 140 führt an dem Signal von Frequenzversatz-Kompensator 130 FFT aus, wodurch das Zeitdomäne-Signal in ein Frequenzdomäne-Signal gewandelt wird, und sendet das Frequenzdomäne-Signal an den Kanalentzerrer 150.
  • Der Kanalentzerrer 150 gleicht die Kanalverzerrung des Signals, das von dem FFT-Modul 140 empfangen wurde, unter Verwendung des geschätzten Werts der Position des verstreuten Piloten aus, wodurch das ausgeglichene Signal erzeugt wird.
  • Hier schätzt der Frequenzversatz-/Pilotposition-Schätzer 200 den Frequenzversatz und die Position des verstreuten Piloten unter Verwendung verstreuter Piloten des Signals, das von FFT-Modul 140 empfangen wurde, und sendet einen geschätzten Wert für Frequenzversatz an den Frequenzversatz-Kompensator 130 und einen geschätzten Wert der Position des verstreuten Piloten an den Kanalentzerrer 150.
  • Wie in 5 dargestellt, weist der Frequenzversatz-/Pilotposition-Schätzer 200 den Korrelator 210 und den Maximalwertdetektor 220 auf. Der Korrelator 210 berechnet für eine vorbestimmte Zahl den Korrelationswert des jeweiligen Typs des verstreuten Piloten des Signals, das von dem FFT-Modul 140 empfangen wurde, bezogen auf einen benachbarten Piloten und einen Referenzpiloten.
  • Der Maximalwertdetektor 220 erkennt den maximalen Korrelationswert aus den berechneten Korrelationswerten und erhält den geschätzten Wert für Frequenzversatz und den geschätzten Wert der Position des verstreuten Piloten in Verbindung mit dem maximalen Korrelationswert.
  • Nun wird der Frequenzversatz-/Pilotposition-Schätzer 200 genauer unter Bezugnahme auf die untenstehenden Gleichungen 6 bis 7 beschrieben.
  • Der Korrelator 210 des Frequenzversatz-/Pilotposition-Schätzers 200 kann den Korrelationswert Gm(u, v) eines entsprechenden Typs v des verstreuten Piloten Y(12p + qv – u) eines Signals, das von dem FFT-Modul 140 empfangen wurde, pro voreingestellter Frequenzversatz-Position u unter Verwendung eines benachbarten Piloten Y(12p + 3 + qv – u) und eines Referenzpiloten D(12p + qv) entsprechend der untenstehenden Gleichung 6 berechnen:
    Figure 00150001
    wobei p eine Variable im Bereich von 0 bis Nps,m – 1, Nps,m die Zahl der verstreuten Piloten ist, Y*m-1 (12p + qv – u) eine komplexe Zahl eines verstreuten Piloten ist, und qv der Startpunkt von # der verstreuten Piloten ist.
  • Dann kann der Maximalwertdetektor 220 den Wert einer Frequenzversatz-Position u an der Position des maximalen Korrelationswerts aus den Korrelationswerten, die von Korrelator 210 berechnet wurden, als geschätzten Wert für Frequenzversatz entsprechend der untenstehenden Gleichung 7 bestimmen: ε ^i = Max|u[Gm(u, v)]| Gleichung 7,wobei ε ^i der geschätzte Wert für Frequenzversatz ist.
  • Des Weiteren kann der Maximalwertdetektor 220 den Korrelationswert eines Typs von verstreuten Piloten v an der Position des maximalen Korrelationswerts aus den Korrelationswerten, die von Korrelator 210 berechnet wurden, als geschätzten Wert der Position des verstreuten Piloten entsprechend der untenstehenden Gleichung 8 bestimmen: μ ^m = Max|v[Gm(u, v)] Gleichung 8,wobei μ ^m der geschätzte Wert der Position des verstreuten Piloten ist.
  • 6 ist ein Graph, in welchem die Ergebnisse der Empfangsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit jenen des herkömmlichen Empfangsgeräts dargestellt sind. In 6 ist G1 ein Profil, welches geschätzte Werte für Frequenzversatz gemäß dem Stand der Technik darstellt, G2 ist ein Profil, welches geschätzte Werte der Positionen der verstreuten Piloten gemäß dem Stand der Technik darstellt, G3 ist ein Profil, welches geschätzte Werte für Frequenzversatz gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, und G4 ist ein Profil, welches geschätzte Werte der Positionen der verstreuten Piloten gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Unter Bezugnahme auf 6 weist der Frequenzversatz-Schätzer gemäß der vorliegenden Erfindung eine gute Fehlererkennungsrate (DER = detection error rate) auf, die ungefähr zehn Mal geringer ist als die Schätzleistung eines Frequenzversatzes im Stand der Technik. In einer SNR-Umgebung (SNR = signal-to-noise-ratio; Signal-Rausch-Verhältnis) von 0 dB oder mehr für den Betrieb der OFDM-Empfangsvorrichtung weist das Schätzen des Frequenzversatzes gemäß der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete DER von 10–2 oder weniger auf.
  • Wie oben beschrieben, ist es die wesentliche Eigenschaft der vorliegenden Erfindung, die Zahl an OFDM-Symbolen zu verringern, die zum Schätzen von Frequenzversatz und der Position des verstreuten Piloten erforderlich ist, so dass die Synchronisierung wenigstens zweimal schneller möglich ist als im Stand der Technik.
  • Die OFDM-Empfangsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht nur in einem DVB-T-Empfangsgerät verwendbar, sondern auch in einem DVB-H-(digital video broadcasting – handheld)Empfangsgerät, was entwickelt wurde, um basierend auf dem DVB-T-Standard für ein kompaktes mobiles Kommunikationsgerät verwendbar zu sein.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben und dargestellt wurde, wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung wie durch die beigefügten Ansprüche definiert abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - KR 2007-139457 [0001]

Claims (6)

  1. OFDM-(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)Empfangsvorrichtung für ein digitales Rundfunkempfangssystem, welches aufweist: einen Frequenzversatz-Kompensator, der einen Frequenzversatz eines empfangenen digitalen Signals unter Verwendung eines geschätzten Werts für Frequenzversatz ausgleicht; ein FFT-Modul, welches ein Zeitdomäne-Signal in ein Frequenzdomäne-Signal wandelt, indem FFT an einem Signal ausgeführt wird, das von dem Frequenzversatz-Kompensator empfangen wurde; einen Kanalentzerrer, der die Kanalverzerrung eines Signals, das von dem FFT-Modul empfangen wurde, unter Verwendung eines geschätzten Wertes für die Position des verstreuten Piloten ausgleicht; einen Frequenzversatz-/Pilotposition-Schätzer, der den Frequenzversatz und die Position des verstreuten Piloten basierend auf verstreuten Piloten eines Signals, das von dem FFT-Modul empfangen wurde, schätzt und einen geschätzten Wert für Frequenzversatz an den Frequenzversatz-Kompensator und einen geschätzten Wert für die Position des verstreuten Piloten an den Kanalentzerrer liefert.
  2. OFDM-Empfangsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: einen Funkempfänger, der ein von einer Antenne empfangenes OFDM-Signal in ein Basisband-Signal wandelt; und einen Analog-Digital-Wandler, der ein von dem RF-Empfänger empfangenes Basisband-Signal in ein digitales Signal wandelt und das gewandelte digitale Signal an den Frequenzversatz-Kompensator sendet.
  3. OFDM-Empfangsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzversatz-/Pilotposition-Schätzer aufweist: einen Korrelator, der für eine vorbestimmte Zahl einen Korrelationswert für einen jeweiligen Typ des verstreuten Piloten eines Signals, das von dem FFT-Modul empfangen wurde, bezogen auf einen benachbarten Piloten und einen Referenzpiloten berechnet; und einen Maximalwertdetektor, der einen maximalen Korrelationswert aus den von dem Korrelator berechneten Korrelationswerten erkennt und einen geschätzten Wert für Frequenzversatz und einen geschätzten Wert für die Position des verstreuten Piloten bezogen auf den maximalen Korrelationswert erhält.
  4. OFDM-Empfangsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrelator einen Korrelationswert Gm(u, v) jedes Typs v des verstreuten Piloten Y(12p + qv – u) eines Signals, das von dem FFT-Modul empfangen wurde, pro voreingestellter Frequenzversatz-Position u unter Verwendung eines benachbarten Piloten Y(12p + 3 + qv – u) und eines Referenz-Piloten D(12p + qv) entsprechend der folgenden Gleichung berechnet:
    Figure 00190001
    wobei p eine Variable im Bereich von 0 bis Nps,m – 1 ist, Nps,m die Zahl verstreuter Piloten ist, Y*m-1 (12p + qv – u) eine komplexe Zahl eines verstreuten Piloten ist, und qv ein Startpunkt des verstreuten Piloten ist.
  5. OFDM-Empfangsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwertdetektor einen Wert einer Frequenzversatz-Position u bei der Position des maximalen Korrelationswerts aus den Korrelationswerten, die von dem Korrelator berechnet wurden, als geschätzten Wert für Frequenzversatz entsprechend der folgenden Gleichung bestimmt: ε ^i = Max|u[Gm(u, v)]|,wobei ε ^i der geschätzte Wert für Frequenzversatz ist.
  6. OFDM-Empfangsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwertdetektor einen Korrelationswert eines Typs von verstreuten Piloten v bei einer Position des maximalen Korrelationswerts aus den Korrelationswerten, die von dem Korrelator berechnet wurden, als geschätzten Wert für die Position des verstreuten Piloten entsprechend der folgenden Gleichung bestimmt: μ ^m = Max|v[Gm(u, v)]|,wobei μ ^m der geschätzte Wert für die Position des verstreuten Piloten ist.
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