DE102011122978B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Demodulationsparametern eines Kommunikationssignals - Google Patents

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Andreas Lagler
Dr.-Ing. Cirillo Luke
Jochen Pliquett
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Abstract

Verfahren zum Bestimmen eines gültigen Rahmenstarts eines zu analysierenden Kommunikationssignals (6), wobei zumindest ein Signalbereich des zu analysierenden Kommunikationssignals (6) in einem Aufnahmepuffer innerhalb einer Speichereinheit (3) gespeichert wird, mit den nachfolgenden Verfahrensschritten:
- Autokorrelieren des im Aufnahmepuffer gespeicherten Signalbereichs des zu analysierenden Kommunikationssignals (6) mit einem innerhalb eines Korrelationsfensters befindlichen Teil des im Aufnahmepuffer gespeicherten Signalbereichs des zu analysierenden Kommunikationssignals (6), wobei jeweils eine veränderte Position und eine veränderte Länge des Korrelationsfensters zu Beginn eingestellt wird;
- Vergleichen (S16) der für die eingestellte Position und Länge des Korrelationsfensters jeweils ermittelten Metrik der Autokorrelation gegenüber einem Schwellwert;
- Ermitteln und Ausgeben des Maximums aus allen Metriken der Autokorrelation als Rahmenstart, falls der Schwellwert durch die jeweiligen Metriken der Autokorrelation überschritten wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen von Demodulationsparametern eines digitalisierten Kommunikationssignals, insbesondere eines GSM-Signals (engl. global system for mobile communications; dt. globales System zur mobilen Kommunikation) und den dazugehörigen notwendigen Rahmen Start (engl. framestart).
  • Häufig ist es in Entwicklungsphasen notwendig, dass ein Kommunikationssignal, welches beispielsweise von einem Prototyp eines zu entwickelnden Kommunikationssystems, beispielsweise eines mobilen Endgeräts, erzeugt wird, auf etwaige Fehler analysiert werden kann. Ein solches Kommunikationssignal wird dabei digitalisiert, um anschließend demoduliert werden zu können. Für die ordnungsgemäße Demodulation sind eine Vielzahl von Demodulationsparametern notwendig. Handelt es sich bei dem digitalisierten Kommunikationssignal beispielsweise um ein GSM-Signal, so müssen für die einzelnen Rahmen (engl. Frames) und innerhalb der einzelnen Rahmen, für die einzelnen Slots (dt. Schlitze) die entsprechenden Demodulationsparameter vorliegen, um die zu analysierenden Daten extrahieren zu können. Dabei ist es wünschenswert, dass die Demodulationsparameter möglichst rasch bestimmt werden können und nicht jede mögliche Kombination von Demodulationsparametern für jeden Slot innerhalb jedes Rahmens durchprobiert werden müssen.
  • Aus der DE 101 59 911 A1 ist ein Verfahren zum Verarbeiten eines Kommunikationssignals bekannt. Das Verfahren beschreibt, wie einzig der zu analysierende Teil eines digitalen Kommunikationssignals gespeichert wird. Nachteilig an der DE 101 59 911 A1 ist, dass für den Fall, dass die Demodulationsparameter nicht bekannt sind, sämtliche Kombinationen von den Demodulationsparametern probiert werden müssen, um das digitalisierte Kommunikationssignal erfolgreich demodulieren zu können. Diese Vorgehensweise ist sehr zeitaufwendig und funktioniert nur dann, wenn genau bekannt ist, an welcher Stelle des zu analysierenden digitalisierten Kommunikationssignal sich der für die weitere Verarbeitung interessante Bereich befindet.
  • Die DE 32 01 934 A1 zeigt ein System zur Übertragung von digitalen Informationssignalen, insbesondere für die digitale Tonübertragung über Satelliten, bei dem den Datenfolgen ein Synchronisationswort vorangestellt ist. Dabei wird die Datenfolge im Rahmen gleicher Länge und jeder Rahmen in zwei Teilrahmen aufgeteilt. Jeder Teilrahmen weist ein Synchronisationswort eines gleichen oder äquivalenten Typs gleicher Länge auf. Für die zeitliche Erkennung des Rahmens ist jeweils ein Korrelator vorgesehen.
  • Die DE 10 2004 025 109 B4 offenbart eine Vorrichtung zur Präambeldetektion und insbesondere zur Synchronisation eines Empfängers mit einer Rahmenstruktur eines von einem Sender empfangenen Funksignals. Zwischen dem Sender und dem Empfänger werden Datenpakete über Funk übertragen. Den Datenpaketen wird jeweils eine bekannte Präambel vorangestellt, wobei die Präambel eine Folge von gleichen ersten Präambelabschnitten aufweist und die ersten Präambelabschnitte jeweils eine Folge von Präambelsymbolen aufweisen. Ferner ist eine Korrelatoreinheit, eine Akkumulatoreinheit und eine Detektoreinheit zur Detektion einer empfangenen Präambel vorhanden. Die Detektion erfolgt anhand eines Vergleichs einer von der Akkumulatoreinheit erzeugten Metrik mit einem Schwellwert.
  • Es ist daher die Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung, eine Lösung zur Bestimmung des Starts eines Datenrahmens für unterschiedliche Bursttypen zu schaffen, die aufwandsminimiert durchführbar ist.
  • Die Aufgabe wird bezüglich dem Bestimmen eines Bereichs, für den die Demodulationsparameter gültig sind, durch das Verfahren gemäß dem Anspruch 1 und durch die Vorrichtung gemäß dem Anspruch 3 gelöst. Der Anspruch 5 beinhaltet ein Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um sämtliche Verfahrensschritte ausführen zu können, wenn das Programm auf einem Computer oder einem digitalen Signalprozessor ausgeführt wird. Der Anspruch 6 enthält ein Computerprogramm-Produkt, mit insbesondere auf einen maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode-Mitteln, um alle Verfahrensschritte durchführen zu können, wenn das Programm auf einen Computer oder einem digitalen Signalprozessor ausgeführt wird. In den jeweiligen Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen der Demodulationsparameter und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen der Demodulationsparameter, sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen eines gültigen Rahmenstarts und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen eines gültigen Rahmenstarts angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen eines Satzes von Demodulationsparametern zum Demodulieren eines zu analysierenden Kommunikationssignals, wobei eine Hypothese aus einem Satz von Demodulationsparametern besteht, wobei das Kommunikationssignal nur mit der gesuchten Hypothese demoduliert werden kann und wobei in einer Gruppe alle Kombinationen von Hypothesen, die jeweils einen anderen Satz von Demodulationsparametern beinhalten, gespeichert sind, umfasst zumindest die nachfolgenden Verfahrensschritte. Innerhalb eines ersten Verfahrensschritts werden vorab alle Korrelationsmetriken zwischen alle Hypothesen untereinander ermittelt. Innerhalb eines weiteren Verfahrensschritts wird zumindest ein Signalabschnitt des zu analysierenden Kommunikationssignals mit zumindest einem Signalabschnitt eines ersten Referenzsignals korreliert, wobei das erste Referenzsignal aus einer ersten Hypothese innerhalb der Gruppe generiert wird. In einem weiteren Verfahrensschritt wird verglichen, ob die Korrelationsmetrik über einem ersten Schwellwert liegt.
  • In einem nächsten bevorzugten, optionalen Verfahrensschritt wird der zumindest eine Signalabschnitt des zu analysierenden Kommunikationssignals mit zumindest einem Signalabschnitt eines anderen Referenzsignals korreliert, wobei das andere Referenzsignal aus einer anderen Hypothese innerhalb der Gruppe generiert wird, falls der erste Schwellwert unterschritten ist. Im Anschluss daran wird der vorangegangene Verfahrensschritt erneut ausgeführt. Schließlich wird in einem weiteren bevorzugten, optionalen Verfahrensschritt der zumindest eine Signalabschnitt des zu analysierenden Kommunikationssignals mit zumindest einem Signalabschnitt jedes zu einer weiteren Hypothese gehörigen Referenzsignals korreliert, wobei jede weitere Hypothese bei der Vorabermittlung gegenüber der Hypothese die den ersten Schwellwert unterschritten hat, eine Korrelationsmetrik aufweist, die einen zweiten Schwellwert überschreitet.
  • Es ist besonders vorteilhaft in dem Verfahren zum Bestimmen eines Satzes von Demodulationsparametern, wenn vorab alle Korrelationsmetriken zwischen allen Hypothesen untereinander ermittelt werden. Für den Fall, dass ein Referenzsignal oberhalb eines ersten Schwellwerts liegt, können besonders einfach diejenigen Referenzsignale generiert werden, deren Hypothese innerhalb der Vorabermittlung eine Korrelationsmetrik gegenüber der Hypothese, die den ersten Schwellwert überschritten hat, aufweisen, die einen zweiten Schwellwert überschreiten. Dies erlaubt auf besonders vorteilhafte Weise mit einer hohen Wahrscheinlichkeit genau die Hypothesen zu finden, mit denen eine Demodulation des zu analysierenden Kommunikationssignals gelingt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Bestimmen von einem Satz Demodulationsparametern zum Demodulieren eines zu analysierenden Kommunikationssignals, wobei eine Hypothese aus einem Satz von Demodulationsparametern besteht und wobei das Kommunikationssignal nur mit der gesuchten Hypothese demodulierbar ist. In einer Gruppe, die in einer Speichereinheit speicherbar ist, sind alle Kombinationen von Hypothesen, die jeweils einen anderen Satz von Demodulationsparametern beinhalten, gespeichert. Mit einer Recheneinheit sind vorab Korrelationsmetriken zwischen allen Hypothesen untereinander ermittelbar. Eine erste Hypothesentestphaseneinheit korreliert zumindest einen Signalabschnitt des zu analysierenden Kommunikationssignals mit zumindest einem Signalabschnitts eines ersten Referenzsignals, wobei das erste Referenzsignal aus einer ersten Hypothese innerhalb der Gruppe durch die erste Hypothesentestphaseneinheit generierbar ist. Die erste Hypothesentestphaseneinheit vergleicht, ob die Korrelationsmetrik über einem ersten Schwellwert liegt. Solange der erste Schwellwert unterschritten ist, ist mit der ersten Hypothesentestphaseneinheit der zumindest eine Signalabschnitt des zu analysierenden Kommunikationssignals mit zumindest einem Signalabschnitt jedes zu einer weiteren Hypothese gehörigen Referenzsignals korrelierbar. Eine zweite Hypothesentestphaseneinheit korreliert den zumindest einen Signalabschnitt des zu analysierenden Kommunikationssignals mit zumindest einem Signalabschnitt jedes zu einer weiteren Hypothese gehörigen Referenzsignals, wobei jede weitere Hypothese bei der Vorabermittlung der Hypothese, die den ersten Schwellwert überschritten hat, eine Korrelationsmetrik aufweist, die einen zweiten Schwellwert überschreitet.
  • Es ist besonders vorteilhaft, wenn durch eine Recheneinheit Korrelationsmetriken zwischen allen Hypothesen untereinander vorab ermittelbar sind. Überschreitet im Folgenden die Korrelationsmetrik eines zu analysierenden Kommunikationssignals mit einem Referenzsignal, welches aus einer Hypothese innerhalb der Gruppe generierbar ist, einen ersten Schwellwert, dann können im Weiteren einzig Referenzsignale mit dem zu analysierenden Kommunikationssignal korreliert werden, die aus Hypothesen generiert werden, deren Korrelationsmetrik bezüglich der Hypothese, die den ersten Schwellwert überschritten hat, einen zweiten Schwellwert überschreiten. Die Wahrscheinlichkeit, die gesuchte Hypothese möglichst schnell zu finden, steigt dadurch an.
  • Weiterhin besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen eines Satzes von Demodulationsparametern ein Vorteil, wenn alle Referenzsignale, welche aus einer Hypothese in der Gruppe generiert werden, im Symboltakt generiert werden. Dadurch verringert sich die Zeitdauer, in welcher die Korrelation von zumindest einem Signalabschnitt des zu analysierenden Kommunikationssignals und zumindest einem Signalabschnitt eines Referenzsignals berechnet wird.
  • Weiterhin besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen eines Satzes von Demodulationsparametern ein Vorteil, wenn geprüft wird, ob in einem Slot eines Rahmens des zu analysierenden Kommunikationssignals ein Zugriffsburst vorliegt. Dies geschieht, indem eine Signalleistung von jedem Slot mit einem Fenster der Länge für den Zugriffsburst und mit der Länge für einen Slot korreliert wird und wenn das Verhältnis dieser beiden Korrelationsmetriken gebildet wird. Im Anschluss daran wird geprüft, ob das Maximum des Verhältnisses oberhalb oder unterhalb eines Schwellwerts liegt. Hypothesen, deren Burst einen Zugriffsburst beinhalten, werden anschließend an den Anfang der Gruppe einsortiert, sobald der Schwellwert überschritten ist, wohingegen Hypothesen, die einen Zugriffsburst beinhalten, an das Ende der Gruppe einsortiert werden, sobald der Schwellwert unterschritten ist. Eine derartige Vorselektion führt dazu, dass das erste Referenzsignal, welches aus einer ersten Hypothese innerhalb der Gruppe generiert wird, bei einer Korrelation mit zumindest einem Signalabschnitt des zu analysierenden Kommunikationssignals einen Schwellwert überschreitet. Es können dadurch besonders schnell die notwendigen Demodulationsparameter zum Demodulieren des zu analysierenden Kommunikationssignals bestimmt werden.
  • Weiterhin besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen eines Satzes von Demodulationsparametern zum Demodulieren eines zu analysierenden Kommunikationssignals ein Vorteil, wenn die Mitamble eines jeden Bursts innerhalb eines jeden Slots autokorreliert wird, sofern es sich bei den Burst um keinen Zugriffsburst handelt und wenn alle Hypothesen, die einen Normalburst beinhalten, an den Anfang der Gruppe einsortiert werden, falls die Metrik der Autokorrelation einen Schwellwert überschreitet oder wenn alle Hypothesen, die einen Normalburst beinhalten an das Ende der Gruppe einsortiert werden, falls die Metrik der Autokorrelation einen Schwellwert unterschreitet. Auf diese Art und Weise können diejenigen Hypothesen an den Anfang der Gruppe einsortiert werden, bei denen die Wahrscheinlichkeit höher ist, dass sie die gesuchten Demodulationsparameter beinhalten.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen eines Satzes an Demodulationsparametern zum Demodulieren eines zu analysierenden Kommunikationssignals besteht ein Vorteil, wenn eine Statistikeinheit eine Signalleistung eines Nutzdatenbereichs von jedem Burst in jedem Slot eines Rahmens des Kommunikationssignals mit verschiedenen statistischen Verteilungen der Signalleistung, die durch verschiedene Modulationsarten und/oder Filtertypen gegeben sind, vergleicht, falls kein Zugriffsburst vorhanden ist und/oder wenn durch die Statistikeinheit diejenige Modulationsart und derjenige Filtertyp einer Hypothese ermittelbar ist, bei welchem der Unterschied in der Signalleistung minimal wird und/oder wenn durch die Statistikeinheit die Hypothese mit der kleinsten Abweichung in der Signalleistung an den Anfang der Gruppe einordenbar ist und/oder wenn durch die Statistikeinheit die Hypothese mit der größten Abweichung in der Signalleistung an das Ende der Gruppe einordenbar ist. Dadurch wird gewährleistet, dass bevorzugt diejenigen Hypothesen zuerst geprüft werden, bei denen die Wahrscheinlichkeit hoch ist, dass sie den gesuchten Satz an Demodulationsparametern beinhalten.
  • Schlussendlich besteht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Vorteil, wenn durch die erste Hypothesentestphaseneinheit Hypothesen am Anfang der Gruppe auswählbar sind und/oder wenn durch die zweite Hypothesentestphaseneinheit zusätzlich Hypothesen am Anfang der Gruppe auswählbar sind. Dadurch ist sichergestellt, dass möglichst früh der erste Schwellwert überschritten wird und dass insgesamt alle Hypothesen überprüft werden, die aufgrund ihrer Korrelationsmetrik als gesuchte Hypothesen in Frage kommen.
  • Das Verfahren zum Bestimmen eines gültigen Rahmenstarts eines zu analysierenden Kommunikationssignals, wobei zumindest ein Signalbereich des zu analysierenden Kommunikationssignals in einem Aufnahmepuffer innerhalb einer Speichereinheit gespeichert wird, umfasst die nachfolgenden Verfahrensschritte. Zu Beginn wird geprüft, ob Frequenzsprünge auftreten, indem mittels einer Autokorrelation analysiert wird, ob im Abstand von einem Rahmen innerhalb eines Leistungsmusters des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals ein periodischer Verlauf auftritt. In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Metrik der Korrelation gegenüber einem Schwellwert verglichen. In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Leistungsmuster des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals mit einem vorgegebenen Leistungsrahmen korreliert, falls Frequenzsprünge auftreten, sodass im Anschluss das Maximum der Metrik der Korrelation als Rahmenstart ausgegeben wird.
  • Es ist besonders vorteilhaft, wenn mittels einer Autokorrelation untersucht wird, ob ein periodischer Verlauf auftritt, um in Abhängigkeit des Ergebnisses das Leistungsmuster des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals mit einem vorgegebenen Leistungsrahmen zu korrelieren. Auf diese Art und Weise kann besonders effizient der Rahmenstart ermittelt werden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Bestimmen eines gültigen Rahmenstarts eines zu analysierenden Kommunikationssignals, wobei zumindest ein Signalbereich des zu analysierenden Kommunikationssignals in einem Aufnahmepuffer innerhalb einer Speichereinheit gespeichert ist. Eine Frequenzsprungerkennungseinheit prüft, ob Frequenzsprünge auftreten, indem diese mittels einer Autokorrelation analysiert, ob im Abstand von einem Rahmen innerhalb des Leistungsmusters des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals ein periodischer Verlauf auftritt. Die Frequenzsprungerkennungseinheit vergleicht, ob die Metrik der Korrelation einen Schwellwert überschreitet oder nicht. Eine Burstmustererkennungseinheit korreliert das Leistungsmuster des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Leistungsrahmen, falls Frequenzsprünge auftreten. Die Burstmustererkennungseinheit gibt das Maximum der Metrik der Korrelation als Rahmenstart aus.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn mittels der Frequenzsprungerkennungseinheit festgestellt werden kann, ob Frequenzsprünge auftreten und wenn für den Fall, dass Frequenzsprünge auftreten durch die Burstmustererkennungseinheit der Rahmenstart ausgegeben werden kann. Dieser Rahmenstart kann im Weiteren dazu verwendet werden, einzelne Bereiche in die sich das zu analysierende Kommunikationssignals unterteilt, weiter zu analysieren.
  • Weiterhin besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen eines gültigen Rahmenstarts eines zu analysierenden Kommunikationssignals ein Vorteil, wenn die Leistungsmuster im Slot-Abstand des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals aufsummiert werden, falls keine Frequenzsprünge vorhanden sind und/oder wenn ein Maximum der Metrik der Korrelation dieser im Slot-Abstand aufsummierten Leistungsmuster mit einem vorgegebenen Burstleistungsprofil ermittelt wird und/oder wenn das Maximum der Metrik als Rahmenstart ausgegeben wird. Besonders vorteilhaft dabei ist, dass über das Aufsummieren der Leistungsmuster im Slot-Abstand ein Schutzintervall ermittelbar ist, welches als Rahmenstart herangezogen werden kann.
  • Weiterhin besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen eines gültigen Rahmenstarts ein Vorteil, wenn der Rahmenstart aus dem ermittelten Maximum der Metrik dadurch verifiziert wird, indem die mittlere Leistung in den Schutzintervallen gegen die mittlere Leistung in den Bursts verglichen wird. Dies geschieht, indem eine Leistungsanstiegserkennungseinheit ein Rahmen des Leistungsmuster des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals mit einem vorgegebenen Burstleistungsprofil, in welchem die Schutzzeiten nicht berücksichtigt werden, korreliert und/oder wenn durch die Leistungsanstiegserkennungseinheit der Rahmen des Leistungsmuster des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals mit einem vorgegebenen Burstleistungsprofil, in welchem die Schutzzeiten berücksichtigt werden, korreliert wird und/oder wenn durch die Leistungsanstiegserkennungseinheit das Verhältnis der Metrik der beiden Korrelationen ermittelbar ist und gegenüber einem Schwellwert verglichen wird. Auf diese Weise können die Schutzintervalle besonders zuverlässig von den modulationsbedingten Einbrüchen innerhalb des Leistungsprofils unterschieden werden.
  • Schlussendlich besteht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen eines gültigen Rahmenstarts ein Vorteil, wenn durch eine Rahmenstarterkennungseinheit das im Aufnahmepuffer gespeicherte Kommunikationssignal mit einem innerhalb eines Korrelationsfensters befindlichen Teil des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals über eine Korrelationsdistanz, die einer Rahmenlänge entspricht, korrelierbar ist und/oder wenn durch die Rahmenstarterkennungseinheit prüfbar ist, ob die Metrik der Korrelation einen Schwellwert überschreitet und/oder wenn durch die Rahmenstarterkennungseinheit die Position des Korrelationsfensters erhöhbar ist und/oder wenn durch die Rahmenstarterkennungseinheit eine Länge des Korrelationsfensters zurücksetzbar ist, falls der Schwellwert unterschritten ist, und/oder wenn durch die Rahmenstarterkennungseinheit die Länge des Korrelationsfensters erhöhbar ist, falls der Schwellwert überschritten ist und/oder wenn durch die Rahmenstarterkennungseinheit der Rahmenstart je nach erkanntem Burst-Typ ausgebbar ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn innerhalb des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals nach wiederholenden Mustern gesucht werden kann, wobei die wiederholenden Muster als ein Indiz für verschiedene Midambles gesehen werden können und wenn aufgrund der Länge des Korrelationsfensters unterschiedliche Bursttypen anhand verschieden langen Midambles erkannt werden können und wenn ausgehend von der bekannten Position der erkannten Midambles der Rahmenstart berechnet werden kann.
  • Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhaft beschrieben. Gleiche Gegenstände weisen dieselben Bezugszeichen auf. Die entsprechenden Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel eines Blockschaltbilds, das den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt;
    • 2A einen Aufbau eines Normalbursts innerhalb eines GSM-Signals;
    • 2B einen Aufbau eines Dummybursts innerhalb eines GSM-Signals;
    • 2C einen Aufbau eines Zugriffsbursts innerhalb eines GSM-Signals;
    • 3 ein Ausführungsbeispiel, das den Aufbau einer Messeinheit innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher beschreibt;
    • 4 ein Ausführungsbeispiel, das den erfindungsgemäßen Ablauf zum Betreiben der Messeinheit innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschreibt, um die benötigten Demodulationsparameter zu bestimmen;
    • 5A ein Ausführungsbeispiel einer Frequenzsprungerkennungseinheit, die innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet ist und der ein GSM-Signal zugeführt wird, bei welchem Frequenzsprünge auftreten;
    • 5B ein weiteres Ausführungsbeispiel der Frequenzsprungerkennungseinheit, die innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet ist und der ein GSM-Signal zugeführt wird, bei welchem keine Frequenzsprünge auftreten;
    • 6 ein Ausführungsbeispiel einer Burstmustererkennungseinheit, die innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet ist;
    • 7 ein Ausführungsbeispiel einer Schutzintervalldetektionseinheit, die innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet ist;
    • 8 ein Ausführungsbeispiel einer Leistungsanstiegserkennungseinheit, die innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet ist;
    • 9 ein Ausführungsbeispiel einer Ablaufsteuerung für eine Rahmenstarterkennungseinheit, die innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet ist;
    • 10A ein Ausführungsbeispiel einer Zugriffsbursterkennungseinheit, die innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet ist und der ein GSM-Signal zugeführt wird, welches in dem zu überprüfenden Slot einen Zugriffsburst aufweist;
    • 10B ein weiteres Ausführungsbeispiel der Zugriffsbursterkennungseinheit, die innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet ist und der ein GSM-Signal zugeführt wird, welches in dem zu überprüfenden Slot keinen Zugriffsburst aufweist;
    • 11 ein Ausführungsbeispiel einer Übersicht über einen Nutzdatenbereich eines GSM-Signals, wobei die relative Leistung des Nutzdatenbereichs in Abhängigkeit von verschiedenen Modulationsarten und Filtertypen dargestellt ist;
    • 12 ein Ausführungsbeispiel, das die Funktionsweise der ersten Hypothesentestphaseneinheit und der zweiten Hypothesentestphaseneinheit, die beide innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet sind, näher beschreibt;
    • 13 ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms, welches die Funktionsweise der ersten Hypothesentestphaseneinheit und der zweiten Hypothesentestphaseneinheit innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung verdeutlicht;
    • 14 ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms, welches die Funktionsweise der Zugriffsbursterkennungseinheit innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung verdeutlicht;
    • 15 ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms, welches die Funktionsweise der Midambleerkennungseinheit und der Statistikeinheit innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschreibt;
    • 16 ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms, welches die Funktionsweise der Frequenzsprungerkennungseinheit, der Burstmustererkennungseinheit und der Schutzintervalldetektionseinheit innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung verdeutlicht;
    • 17 ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms, welches die Funktionsweise der Leistungsanstiegserkennungseinheit und der Rahmenstarterkennungseinheit innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung verdeutlicht; und
    • 18 ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms, welches die Funktionsweise der Leistungsanstiegserkennungseinheit innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher beschreibt.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Blockschaltbilds, das den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung am Beispiel einer Vorrichtung 1 näher beschreibt. Die Vorrichtung 1 zum Bestimmen eines Satzes von Demodulationsparametern zum Demodulieren eines zu analysierenden Kommunikationssignals umfasst dabei zumindest eine zentrale Datenverarbeitungseinheit 2. Die zumindest eine zentrale Datenverarbeitungseinheit 2 kann einen oder mehrere Prozessoren und/oder FPGAs (engl. field programmable gate array; dt. im (Anwendungs-)Feldprogrammierbare (Logik-)Gatter-Anordnung) und/oder DSPs (engl. digital signal processor; dt. digitaler Signalprozessor) aufweisen. Mit der zumindest einen zentralen Datenverarbeitungseinheit 2 sind zumindest eine Speichereinheit 3, eine Bildschirmeinheit 4 und eine Messeinheit 5 verbunden.
  • Bei der zumindest einen Speichereinheit 3 kann es sich beispielsweise um einen Arbeitsspeicher und/oder einen Festplattenspeicher handeln, der innerhalb der Vorrichtung 1 ausgebildet ist und/oder mit der Vorrichtung 1 über beispielsweise eine Netzwerkschnittstelle verbunden ist. Bei der Bildschirmeinheit 4 handelt es sich bevorzugt um eine Bildschirmeinheit 4 mit einem berührungsempfindlichen Bildschirm. Bevorzugt werden dabei solche berührungsempfindlichen Bildschirme eingesetzt, die über einen resistiven oder kapazitiven oder induktiven Berührungsbildschirm verfügen.
  • Die mit der zumindest einen zentralen Datenverarbeitungeinheit 2 verbundene Messeinheit 5 empfängt, wie später noch ausführlich erläutert wird, ein zu analysierendes Kommunikationssignal 6, um für dieses einen Satz von Demodulationsparametern zu ermitteln, damit dieses demoduliert werden kann. Bei dem zu analysierenden Kommunikationssignal 6 kann es sich beispielsweise um ein GSM-Signal handeln. Der Vorrichtung 1, die zum Bestimmen eines Satzes von Demodulationsparametern dient, wird ein gemessenes digitalisiertes Kommunikationssignal 6 übergeben. Ein solches digitalisiertes Kommunikationssignal 6 kann beispielsweise mit einem Signalanalysator 7 oder einem Oszilloskop aufgezeichnet werden.
  • In 1 ist hierzu ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Signalanalysators 7 dargestellt. Ein zu analysierendes hochfrequentes Kommunikationssignal 8 wird durch einen Verstärker 9 in seiner Amplitude verstärkt. Anschließend wird das verstärkte hochfrequente Kommunikationssignal 8 über einen Mischer 10 mittels eines lokalen Oszillatorsignals auf eine Zwischenfrequenz 11 heruntergemischt. Das auf eine Zwischenfrequenz 11 heruntergemischte hochfrequente Kommunikationssignal 8 wird anschließend durch einen Bandpass 12 gefiltert, bevor es durch einen Analog-/Digitalumsetzer 13 digitalisiert wird. Über einen digitalen Absatzwandler 14 (engl. digital down converter) wird das digitalisierte Hochfrequenzsignal in das Basisband heruntergemischt. Bei dem in das Basisband heruntergemischte Kommunikationssignals handelt es sich um das zu analysierende Kommunikationssignal 6, welches der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zugeführt wird.
  • Von besonderem Vorteil ist, dass ein zu analysierendes Kommunikationssignal 6, von dem lediglich bekannt ist, dass es sich um eine GSM-Signal handelt, möglichst automatisch demoduliert und ausgewertet werden kann. Ein GSM-Signal weist dabei mehrere Frames (dt. Rahmen) auf, wobei ein Frame über 8 Slots (dt. Schlitze) verfügt, in denen die Nutzdaten eines mobilen Teilnehmers in Form von Bursts übertragen werden. Die Bursts, von denen normalerweise je einer innerhalb eines Slots übertragen wird, können eine Vielzahl unterschiedlicher Parameter aufweisen. Die Burstlänge und der sogenannte Burst-Typ können sich unterscheiden. Die Modulationsart, mit welcher die Bursts moduliert sind, unterscheidet sich selbst innerhalb der Bursts. Der notwendige Filtertyp, wie auch Informationen über verschiedene Trainingssequenzen (TSC; engl. training sequence code) können eine Vielzahl von verschiedenen Parametern annehmen. Damit ein Frame demoduliert werden kann, müssen für jeden Burst innerhalb eines Slots diese Demodulationsparameter bekannt sein. Eine Auswahl der Demodulationsparameter ist in Tabelle 1 dargestellt. Zu erkennen ist, dass zur Demodulation eines einzigen Slots eine Vielzahl von Demodulationsparametern ausgewählt werden können, wobei von jeder verschiedenen Art (A, B, C, D, E) jeweils nur ein Demodulationsparameter ausgewählt werden kann, wobei der Burst innerhalb eines Slots nur mit den richtigen Demodulationsparametern schlussendlich auch demoduliert werden kann. In bisherigen Verfahren werden alle Kombinationen von Demodulationsparametern nacheinander probiert, was eine hohe Rechenleistung und gleichzeitig eine hohe Zeiterfordernis benötigt. Tabelle 1
    a) Burst Zustand
    ◯ An: Der Slot ist aktiv
    ◯ Aus: Der Slot ist nicht aktiv
    b) Burst-Typ (pro Slot)
    ◯ NB: Normal Burst (dt. Normaler Burst)
    ◯ HB: Higher Symbol Rate Burst (dt. Burst mit hohen Symbolraten)
    ◯ AB: Access Burst (dt. Zugriffsburst)
    ◯ DB: Dummy Burst (dt. Dummyburst)
    ◯ SB: Synchronissation Burst (dt. Synchronisationsburst)
    c) Modulationsart (pro Slot)
    ◯ GMSK
    ◯ 8PSK
    ◯ QPSK
    ◯ 16QAM
    ◯ 32QAM
    ◯ AQPSK
    d) Filter-Typ (pro Slot)
    ◯ GMSK: Gauß-Pulse
    ◯ LinGMSKPulse: Linearisierter Gauß-Pulse
    ◯ NarrowPulse (dt. enger Pulse)
    ◯ WidePulse (dt. breiter Pulse)
    e) TSC-Index
    ◯ TSC0 ... TSC7
    ◯ V_TSC0 ... V_TSC7
    ◯ TS0 ... TS2
    ◯ Standard
    ◯ CTS
    ◯ Compact
  • Um einen Burst innerhalb eines Slots demodulieren zu können, sind, wie beschrieben, eine Vielzahl von Demodulationsparametern nötig. In dieser Anmeldung wird bei der Anzahl von Demodulationsparametern, mit denen ein Burst innerhalb eines Slots demoduliert werden kann, von einem Satz von Demodulationsparametern gesprochen. Alle Kombinationen von Demodulationsparametern, die gültig sind, also deren Kombination beispielsweise in dem GSM zugrundeliegenden Standard erwähnt sind, werden in je einer Hypothese gespeichert. Alle Hypothesen werden dabei in einer Gruppe innerhalb der Speichereinheit 3 gespeichert, wobei eine Hypothese, wie zuvor beschrieben, jeweils einen anderen Satz von Demodulationsparametern beinhaltet. Keine Hypothese gleicht folglich einer anderen. Für den Fall, dass es sich bei dem zu analysierenden Kommunikationssignal 6 um ein GSM-Signal handelt, kann ein Burst innerhalb eines Slots nur mit der gesuchten Hypothese demoduliert werden.
  • Die nachfolgenden 2A, 2B und 2C zeigen eine kurze Übersicht über die verschiedenen Burst-Typen eines GSM-Signals. 2A zeigt den Aufbau eines Normalbursts 20. Zu erkennen ist, dass der Normalburst 20 zwei Nutzdatenbereiche besitzt, die jeweils eine Symboldauer von 57 Symbolen haben. In der Mitte des Normalbursts 20 ist eine Trainingssequenz mit einer Symboldauer von 26 Symbolen angeordnet. Das Ende des Normalbursts 20 wird mit einem Schutzintervall (engl. guard period) mit einer Zeitdauer von 8,25 Symbolen abgeschlossen.
  • In 2B ist ein sogenannter Dummyburst 21 dargestellt. Der Dummyburst 21 ähnelt dem Normalburst 20 mit der Ausnahme, dass der Nutzdatenbereich 58 Symbole lang ist. Die zu übertragenden Nutzdaten innerhalb des Nutzdatenbereichs sind dabei für jeden Dummyburst 21 gleich.
  • In 2C ist noch ein sogenannter Access-Burst 22 (dt. Zugriffsburst) dargestellt. Der Zugriffsburst 22 beinhaltet eine Trainingssequenz, die 41 Symbole lang ist und einen Nutzdatenbereich, welcher 36 Symbole lang ist. Das Schutzintervall des Zugriffsbursts 22 ist mit 68,25 Symbolen deutlich länger, als das Schutzintervall des Normalbursts 20 oder des Dummybursts 21. Die in den 2A, 2B und 2C dargestellten Ziffern geben einzig die Symboldauer der einzelnen Bereiche innerhalb der verschiedenen Burst-Typen an und sind nicht als Bezugszeichen zu verstehen.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das den Aufbau einer Messeinheit 5 innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 näher beschreibt. Die erfindungsgemäße Messeinheit 5 erfüllt dabei mehrere Funktionen. So dient die Messeinheit 5 dazu, für ein unbekanntes zu analysierendes Kommunikationssignal 6 einen Rahmenstart (engl. Framestart) zu detektieren und andererseits Hypothesen zu erkennen, die sich mit hoher Wahrscheinlichkeit dazu eignen, um einen Burst innerhalb eines Slots innerhalb eines Rahmens demodulieren zu können. Für den Fall, dass an die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ein Kommunikationssignal 6 übergegen wird, von dem ein gültiger Rahmenstart bereits bekannt ist, ermittelt die Messeinheit 5 einzig diejenigen Hypothesen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit dazu führen, dass das Kommunikationssignal 6 ordnungsgemäß demoduliert werden kann. Ein erster Teil 30 innerhalb von 3 dient dabei zum Erkennen eines Rahmenstarts, wohingegen ein zweiter Teil 31 zum Ermitteln derjenigen Hypothesen dient, mit denen das zu analysierende Kommunikationssignal 6 mit hoher Wahrscheinlichkeit demoduliert werden kann.
  • Innerhalb des ersten Teils wird das zu analysierende Kommunikationssignal 6 für den Fall, dass noch kein gültiger Rahmenstart vorliegt, einer Frequenzsprungerkennungseinheit 32 übergeben. Die Frequenzsprungerkennungseinheit 32 überprüft, ob sich Lücken in dem ansonsten periodischen Leistungsverlauf eines GSM-Signals zeigen. Das Auftreten dieser Lücken wird auch als Frequenzsprung (engl. frequency hopping) bezeichnet. Die Frequenzsprungerkennungseinheit 32 ist im Weiteren mit einer Burstmustererkennungseinheit 33 verbunden. Die Burstmustererkennungseinheit 33 ermittelt einen gültigen Rahmenstart, falls Frequenzsprünge in dem zu analysierenden Kommunikationssignal 6 auftreten. Dieser Sachverhalt wird im Weiteren noch genauer erläutert.
  • Weiterhin ist die Frequenzsprungerkennungseinheit 32 mit einer Schutzintervalldetektionseinheit 34 verbunden. Die Schutzintervalldetektionseinheit 34 ermittelt anhand von Schutzintervallen innerhalb der einzelnen Bursts einen möglichen Rahmenstart.
  • Die Schutzintervalldetektionseinheit 34 ist weiterhin mit einer Leistungsanstiegserkennungseinheit 35 verbunden. Die Leistungsanstiegserkennungseinheit 35 überprüft, ob es sich bei dem von der Schutzintervalldetektionseinheit 34 detektierten Rahmenstart um einen gültigen Rahmenstart handelt, indem sie die mittlere Leistung innerhalb des Schutzintervalls gegen die mittlere Leistung in den Bursts vergleicht. Konnte die Leistungsanstiegserkennungseinheit 35 den von der Schutzintervalldetektionseinheit 34 ermittelten Rahmenstart verifizieren, so handelt es sich bei dem Rahmenstart um einen gültigen Rahmenstart.
  • Weiterhin ist die Leistungsanstiegserkennungseinheit 35 mit einer Rahmenstarterkennungseinheit 36 verbunden. Für den Fall, dass die Leistungsanstiegserkennungseinheit 35 den Rahmenstart nicht verifizieren konnte, sucht die Rahmenstarterkennungseinheit 36 nach den Trainingssequenzen innerhalb des zu analysierenden Kommunikationssignals 6. Dadurch, dass es nur eine bestimmte Anzahl an Trainingssequenzen gibt und die Trainingssequenzen eine vorgeschriebene Länge aufweisen, kann anhand der Länge der Trainingssequenzen auf den jeweiligen Burst-Typ entschieden werden und anhand der Lage der Trainingssequenzen ein Slotanfang und damit ein gültiger Rahmenstart bestimmt werden.
  • Innerhalb des ersten Teils 30 wird, wie gezeigt, ein gültiger Rahmenstart entweder von der Burstmustererkennungseinheit 33 oder von der Schutzintervalldetektionseinheit 34, bzw. von der Rahmenstarterkennungseinheit 36 ermittelt. Mittels dieses Rahmenstarts ist die genaue Lage der einzelnen Slots innerhalb des zu analysierenden Kommunikationssignals bekannt. Die Information über einen gültigen Rahmenstart ist für die Funktionsweise des zweiten Teils 31 notwendig.
  • Innerhalb des zweiten Teils 31 prüft eine Zugriffsbursterkennungseinheit 37, ob sich innerhalb eines Slots eines Rahmens ein Zugriffsburst 22 befindet. Wie in 2C dargestellt ist, unterscheidet sich ein Zugriffsburst 22 durch ein deutlich längeres Schutzintervall sehr stark von allen anderen übrigen Burst-Typen. Die Zugriffsbursterkennungseinheit 37 prüft daher, ob ein solches verlängertes Schutzintervall vorliegt. Ist dies der Fall, dann ordnet sie alle Hypothesen innerhalb der Gruppe an den Anfang der Gruppe, die einen Zugriffsburst 22 beinhalten. Ist dies nicht der Fall, so ordnet die Zugriffsbursterkennungseinheit alle Hypothesen an das Ende der Gruppe, die einen Zugriffsburst 22 beinhalten.
  • Die Zugriffsbursterkennungseinheit 37 ist weiterhin mit einer Midambleerkennungseinheit 38 verbunden. Bei einer Midamble handelt es sich um eine Trainingssequenz innerhalb eines Bursts. Die Midambleerkennungseinheit 38 prüft, ob eine Midamble innerhalb eines Bursts Wiederholungen aufweist, die beispielsweise auf einen Normalburst 20 schließen lassen. So sind bei einem Normalburst 20 die ersten fünf Symbole, bzw. die ersten fünf Bit bei einer BPSK-Modulation (engl. binary phase shift keying; dt. Zweiphasenumtastung) mit den letzten fünf Bit, bzw. den letzten fünf Symbolen identisch. Erkennt die Midambleerkennungseinheit 38, dass ein Normalburst 20 innerhalb des Slots vorliegt, so werden alle Hypothesen, die einen Normalburst 20 beinhalten, an den Anfang der Gruppe eingeordnet, wohingegen alle Hypothesen, die einen Normalburst 20 beinhalten, an das Ende der Gruppe eingeordnet werden, falls die Midambleerkennungseinheit 38 keinen Normalburst 20 erkennt.
  • Im Weiteren ist die Zugriffsbursterkennungseinheit 37 noch mit einer Statistikeinheit 39 verbunden. Die Statistikeinheit 39 vergleicht die Signalleistung der Nutzdatenbereiche eines jeden Bursts mit einer statistischen Verteilung der Signalleistung, die durch eine Modulationsart und einen Filtertypen gegeben ist und für jede Hypothese bekannt ist. Dieser Sachverhalt wird im Weiteren noch genauer erläutert. Die Statistikeinheit 39 sortiert im Anschluss daran all die Hypothesen an den Anfang der Gruppe ein, deren Modulationsart und Filtertyp zu einer geringen Abweichung zwischen der gemessenen Signalleistung und der für jede Hypothese bekannten Signalleistung führt. Umgekehrt werden alle die Hypothesen an das Ende der Gruppe einsortiert, für die die Abweichung innerhalb der Signalleistung groß gegenüber der Signalleistung des zu analysierenden Kommunikationssignals 6 ist.
  • Sowohl die Zugriffsbursterkennungseinheit 37, als auch die Midambleerkennungseinheit 38 und die Statistikeinheit 39 sind mit einer ersten Hypothesentestphaseneinheit 40 verbunden. Die erste Hypothesentestphaseneinheit 40 berechnet über die Midamble eines Slots innerhalb des zu analysierenden Kommunikationssignals 6 eine normierte Kreuzkorrelation mit einem bekannten Midamble-Referenzsignal, welches aus einer Hypothese generiert wird, die sich bevorzugt am Anfang der Gruppe befindet. Im Anschluss daran vergleicht die erste Hypothesentestphaseneinheit 40, ob die Korrelationsmetrik über einem Schwellwert liegt. Ist dies nicht der Fall, dann berechnet die erste Hypothesentestphaseneinheit 40 die normierte Kreuzkorrelation für ein weiteres Midamble-Referenzsignal, welches aus einer anderen Hypothese generiert wird, die sich ebenfalls bevorzugt am Anfang der Gruppe befindet.
  • Die erste Hypothesentestphaseneinheit 40 ist weiterhin mit einer zweiten Hypothesentestphaseneinheit 41 verbunden. Die zweite Hypothesentestphaseneinheit 41 berechnet im Weiteren für alle Hypothesen, die durch die Zugriffsbursterkennungseinheit 37, die Midambleerkennungseinheit 38 und die Statistikeinheit 39 an den Anfang der Gruppe einsortiert wurden, je ein Referenzsignal und für dieses jeweils die normierte Kreuzkorrelation mit dem zu analysierenden Kommunikationssignal 6. Weiterhin berechnet die zweite Hypothesentestphaseneinheit 41 auch noch die normierte Kreuzkorrelation mit Referenzsignalen, die aus denjenigen Hypothesen generiert werden, deren Metrik bezüglich der Hypothese, die in der ersten Hypothesentestphaseneinheit 40 einen ersten Schwellwert überschritten hat, einen zweiten Schwellwert überschreitet. Diese Sachverhalte werden im Nachfolgenden noch ausführlich erläutert.
  • 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das den erfindungsgemäßen Ablauf zum Betreiben der Vorrichtung 1 beschreibt, die die benötigten Demodulationsparameter bestimmt. Das Ablaufdiagramm wird in der in 4 dargestellten Form dann ausgeführt, wenn für das zu analysierende Kommunikationssignal 6 kein Rahmenstart bekannt ist.
  • Innerhalb des Blocks für die Frequenzsprungerkennung 50 wird ermittelt, ob sich Lücken in den ansonsten periodischen Leistungsverlauf beispielsweise eines GSM-Signals zeigen, also ob Frequenzsprünge (engl. frequency hopping) auftreten. Wird innerhalb einer Entscheidungseinheit 51 entschieden, dass Frequenzsprünge vorhanden sind, so wird das zu analysierende Kommunikationssignal 6 an einen Block für eine Burstmustererkennung 52 weitergeleitet. Innerhalb des Blocks für die Burstmustererkennung 52 wird der Rahmenstart ermittelt.
  • Für den Fall, dass innerhalb der Entscheidungseinheit 51 entschieden wird, dass keine Frequenzsprünge vorliegen, wird das zu analysierende Kommunikationssignal 6 an einen Block für die Schutzintervallerkennung 53 weitergeleitet. Innerhalb des Blocks für die Schutzintervallerkennung 53 können Schutzintervalle (engl. guard periods) innerhalb des zu analysierenden Kommunikationssignals ermittelt werden. Dadurch kann ein Rahmenstart ermittelt werden.
  • Allerdings muss der in dem Block für die Schutzintervallerkennung 53 ermittelte Rahmenstart noch verifiziert werden. Dies gelingt in dem Block für die Leistungsanstiegserkennung 54, in welchem die mittlere Leistung in den Schutzintervallen gegen die mittlere Leistung in den Bursts verglichen wird. Eine weitere Entscheidungseinheit 55 kann den in dem Block für die Schutzintervallerkennung 53 ermittelten Rahmenstart bestätigen.
  • Für den Fall, dass die weitere Entscheidungseinheit 55 den Rahmenstart nicht bestätigen kann, wird das zu analysierende Kommunikationssignal 6 an einen Block für eine Rahmenstarterkennung 56 weitergeleitet. Innerhalb des Blocks für die Rahmenstarterkennung 56 wird nach dem periodischen Auftreten von Trainingssequenzen in aufeinanderfolgenden Rahmen gesucht. Ist eine solche Trainingssequenz gefunden, dann kann aufgrund der Länge der Trainingssequenz der dazugehörige Burst-Typ bestimmt werden. Je nach ermitteltem Burst-Typ kann die Lage der erkannten Trainingssequenz innerhalb des Bursts unterschiedlich sein, sodass aus dem ermittelten Burst-Typ auf einem Slotanfang und damit auf einem gültigen Rahmenstartgeschlossen werden kann.
  • Der entweder in dem Block für die Burstmustererkennung 52 oder in dem Block für die Schutzintervallerkennung 53 oder in dem Block für die Rahmenstarterkennung 56 ermittelte Rahmenstart wird an einem Block für eine Zugriffbursterkennung 57 übergeben. Dadurch, dass aufgrund des ermittelten Rahmenstarts der Beginn und das Ende eines Rahmens, sowie der Beginn und das Ende der einzelnen Slots bekannt ist, kann innerhalb des Blocks für die Zugriffsbursterkennung 57 geprüft werden, ob sich innerhalb eines Slots ein Zugriffsburst 22 befindet. Wie bereits beschrieben, unterscheidet sich der Zugriffsburst 22 durch ein signifikant längeres Schutzintervall. Eine weitere Entscheidungseinheit 58, die innerhalb des Blocks für die Zugriffsbursterkennung 57 ausgebildet ist, prüft, ob ein Zugriffsburst 22 vorhanden ist. Für den Fall, dass ein Zugriffsburst 22 vorhanden ist, werden all diejenigen Hypothesen, in denen ein Zugriffsburst 22 vorhanden ist, an den Anfang der Gruppe einsortiert, wohingegen für den Fall, dass kein Zugriffsburst 22 erkannt worden ist, all diejenigen Hypothesen, in denen ein Zugriffsburst 22 vorhanden ist, an das Ende der Gruppe einsortiert werden.
  • Für den Fall, dass kein Zugriffsburst 22 erkannt worden ist, wird innerhalb des Blocks für den Midambleautokorrelator 59 geprüft, ob sich innerhalb der Midamble eines Bursts, die auch die Trainingssequenz darstellt, eine periodische Wiederholung ergibt. Ist dies der Fall und ist die periodische Wiederholung auch ausreichend lang, so kann auf das Vorhandensein eines Normalbursts 20 in dem entsprechenden Slot geschlossen werden. Es werden nun alle Hypothesen, die einen Normalburst 20 beinhalten, an den Anfang der Gruppe einsortiert. Für den Fall, dass kein Normalburst 20 erkannt worden ist, werden alle Hypothesen, die einen Normalburst 20 beinhalten, an das Ende der Gruppe einsortiert.
  • Gleichzeitig wird die Signalleistung von jedem Datenbereich innerhalb eines jeden Bursts mit einer statistischen Verteilung der Signalleistung, welche sich durch unterschiedliche Modulationsarten und Filtertypen ergibt und für jede Hypothese bekannt sind, verglichen. Innerhalb des Blocks für die statistische Leistungseinschätzung 60 werden diejenigen Hypothesen, deren Signalleistung wenig von der Signalleistung des zu analysierenden Kommunikationssignal abweicht, an den Anfang der Gruppe einsortiert, wohingegen diejenigen Hypothesen, deren Signalleistung stark von der Signalleistung des zu analysierenden Kommunikationssignals abweicht, an das Ende der Gruppe einsortiert werden.
  • Innerhalb des Blocks für die erste Hypothesentestphase 61 wird für eine Hypothese am Anfang der Gruppe ein Referenzsignal generiert, um anschließend eine normierte Kreuzkorrelation mit dem generierten Referenzsignal und dem zu analysierenden Kommunikationssignal zu berechnen. Unterschreitet das Ergebnis der Korrelationsmetrik einen ersten Schwellwert, dann wird eine normierte Kreuzkorrelation mit einem weiteren Referenzsignal einer weiteren Hypothese am Anfang der Gruppe mit dem zu analysierenden Kommunikationssignal errechnet. Dies geschieht solange, bis die Korrelationsmetrik einen ersten Schwellwert überschreitet, oder für alle Hypothesen ein Referenzsignal generiert wurde. Als Korrelationsmetrik wird in dieser Anmeldung der Ergebnis-Wert der Korrelation verstanden.
  • Ist der erste Schwellwert von einem Referenzsignal einer Hypothese überschritten worden, dann wird in dem Block für die zweite Hypothesentestphase 62 für alle weiteren Hypothesen, die innerhalb der Blöcke 57, 59, 60 an den Anfang der Gruppe einsortiert wurden, ein Referenzsignal berechnet, um mit diesem und dem zu analysierenden Kommunikationssignal eine normierte Kreuzkorrelation zu ermitteln. Im Anschluss daran wird am Ende des Blocks für die zweite Hypothesentestphase 62 diejenige Hypothese ausgegeben, deren Korrelationsmetrik den höchsten Wert aufweist, weil für diese Hypothese die Wahrscheinlichkeit am höchsten ist, dass mit ihr der entsprechende Burst innerhalb eines Slots innerhalb des zu analysierenden Kommunikationssignals demoduliert werden kann.
  • 5A zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Frequenzsprungerkennungseinheit 32, die innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ausgebildet ist und der ein zu analysierendes Kommunikationssignal 6, insbesondere ein GSM-Signal zugeführt wird. Innerhalb des Blocks zur Frequenzsprungerkennung 50 werden ebenfalls die in 5A beschriebenen Verarbeitungsschritte ausgeführt. Zu erkennen ist ein Aufnahmepuffer, in welchem das zu analysierende Kommunikationssignal 6 oder ein Teil des zu analysierenden Kommunikationssignals 6 gespeichert ist. Für den Fall, dass es sich bei dem zu analysierenden Kommunikationssignal 6 um ein GSM-Signal handelt, müssen die jeweiligen Slots in den aufeinanderfolgenden Rahmen jeweils die gleichen Bursttypen ausweisen. Kann beispielsweise der erste Slot des ersten Frames mit einer bestimmten Hypothese ordnungsgemäß demoduliert werden, so muss auch der erste Slot aller darauffolgenden Frames mit der gleichen Hypothese demodulierbar sein. Dies ist allerdings bei aufgezeichneten Kommunikationssignalen innerhalb von Entwicklungsprozessen, die analysiert werden sollen, meist der Fall.
  • Zu erkennen ist in 5A, dass sich innerhalb des Aufnahmepuffers einzig ein Rahmen (engl. Frame) befindet. Zu erkennen ist auch, dass der eine Rahmen aus acht Slots besteht, wobei die einzelnen Slots eine verschieden hohe Signalleistung aufweisen. Im Folgenden wird mittels einer Autokorrelation analysiert, ob im Abstand von einem Rahmen innerhalb des Leistungsmusters des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals ein periodischer Verlauf auftritt. Das Durchführen einer Korrelation findet innerhalb des Blocks 65 statt. Im Anschluss daran wird in einer Detektionseinheit 66 verglichen, ob die Metrik der Korrelation oberhalb eines bestimmten Schwellwerts liegt. Der Schwellwert kann beispielsweise bei 50 %, bzw. 0,5 definiert werden. In dem Beispiel aus 5A überschreitet die Metrik der Korrelation den Schwellwert nicht. Dies bedeutet dass Frequenzsprünge vorhanden sind.
  • 5B zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Frequenzsprungerkennungseinheit 32, die innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ausgebildet ist und dem ein GSM-Signal zugeführt wird. Im Gegensatz zu dem im Aufnahmepuffer befindlichen zu analysierenden Kommunikationssignal aus 5A besitzt das im Aufnahmepuffer von 5B gespeicherte zu analysierende Kommunikationssignal einen periodischen Verlauf. Die Korrelationseinheit 65 wird daher eine Metrik ermitteln, die oberhalb eines Schwellwertes, beispielsweise oberhalb von 50 % bzw. 0,5 liegt. Dies deutet darauf hin, dass keinerlei Frequenzsprünge in dem zu analysierenden Kommunikationssignal vorhanden sind.
  • Für den Fall, dass die Frequenzsprungerkennungseinheit 32 Frequenzsprünge innerhalb des zu analysierenden Kommunikationssignals 6 ermittelt, bestimmt die Burstmustererkennungseinheit 33 den notwendigen Rahmenstart. Die Arbeitsweise der Burstmustererkennungseinheit 33 ist dabei 6 zu entnehmen. Die in 6 dargestellte Arbeitsweise findet auch in dem Block für die Burstmustererkennung 52 in 4 statt. In 6 ist dasselbe Signal wie in 5A innerhalb des Aufnahmepuffers gespeichert. Innerhalb von 6 wird eine Kreuzkorrelation des im Aufnahmepuffer gespeicherten Leistungsmuster des Kommunikationssignals 6 mit einem vorgegebenen Leistungsrahmen 72 berechnet. Der vorgegebene Leistungsrahmen 72 kann, wie in 6 dargestellt, aus einem symmetrischen Leistungsmuster aufgebaut sein. Die Metrik für die Kreuzkorrelation wird in der Korrelationseinheit 70 berechnet. In der Detektionseinheit 71 wird das Maximum der Metrik der Korrelation ermittelt und als gültiger Rahmenstart ausgegeben. Die Kreuzkorrelation wird durch einen „Sliding Window Approach“ (dt. Gleitfensterannäherung) ermittelt. Dabei kann das erste Fenster leicht höher gewichtet werden, um sicher zu stellen, dass der erste gefundene Slot innerhalb eines Rahmens aktiv ist.
  • Für den Fall, dass innerhalb der Frequenzsprungerkennungseinheit 32 keinerlei Frequenzsprünge ermittelt werden konnten, werden innerhalb der Schutzintervalldetektionseinheit 34 die in 7 dargestellten Arbeitsschritte ausgeführt. Zu erkennen ist, dass sich im Aufnahmepuffer von 7 das aus 5B bekannte zu analysierende Kommunikationssignal befindet. Weiterhin wird ein Slotraster über das im Aufnahmepuffer befindliche Kommunikationssignal 6 gelegt. Das Slotraster muss, wie gezeigt, nicht zwingend mit dem tatsächlichen Slotanfang und dem Slotende von allen Slots innerhalb des im Aufnahmepuffer befindlichen Kommunikationssignals 6 übereinstimmen. Innerhalb der Summationseinheit 75 werden die Leistungsmuster im Slot-Abstand des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals aufsummiert. Zu erkennen ist, dass in einem Slot des Slotrasters zwei verschiedene Leistungsmuster, aus zwei verschiedenen Burst des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals liegen. Als Summationsergebnis erhält man das Leistungsmuster 76.
  • Um die Schutzintervalle sicher erkennen zu können, wird das aufsummierte Leistungsmuster 76 dupliziert. Dies geschieht in der Dupliziereinheit 73. Anschließend wird die Metrik der Korrelation des im Slot-Abstand aufsummierten Leistungsmuster 76, welches dupliziert wird, mit einem vorgegebenen Burstleistungsprofil 77 ermittelt. Die Korrelation wird von einer Korrelationseinheit 78 durchgeführt. Eine Detektionseinheit 79 bestimmt das Maximum der Metrik der Korrelation. Das Maximum dieser Metrik kann den Rahmenstart darstellen. Bei der Korrelation des im Slot-Abstand aufsummierten Leistungsmusters 76 mit einem vorgegebenen Burstleistungsprofil 77 handelt es sich um eine Kreuzkorrelation. Das Duplizieren erlaubt, dass die Schutzintervalle und damit der Rahmenstart richtig erkannt werden kann.
  • 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Leistungsanstiegserkennungseinheit 35, die innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ausgebildet ist. Der in 8 dargestellte Arbeitsablauf wird ebenfalls in dem Block für die Leistungsanstiegserkennung 54 in 4 ausgeführt. Die Leistungsanstiegserkennungseinheit 35 soll den Rahmenstart, der in der Schutzintervalldetektionseinheit 34 ermittelt wurde, verifizieren. Dies gelingt, indem die mittlere Leistung in den Schutzintervallen gegen die mittlere Leistung in den Bursts verglichen wird. Hierzu wird der detektierte Rahmenstart herangezogen und ein Rahmen (engl. Frame) beginnend ab dem Zeitpunkt des detektierten Rahmenstarts herausgegriffen. Dieser eine Rahmen 80 ist in 8 dargestellt. Zu erkennen ist das Leistungsmuster des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals 6 über eine Länge des Rahmens.
  • In einem ersten Schritt wird das Leistungsmuster des Rahmens 80 des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals 6 mit einem vorgegebenen Burstleistungsprofil 81 korreliert. Bei der Korrelation handelt es sich bevorzugt um eine Kreuzkorrelation, die innerhalb der Korrelationseinheit 82 durchgeführt wird. Zu erkennen ist, dass in dem vorgegebenen Burstleistungsprofil 81 die Schutzintervalle (engl. guard periods) nicht berücksichtigt sind. Dies erkennt man durch die senkrechten Linien innerhalb des vorgegebenen Burstleistungsprofils 81, die dafür sorgen, dass evtl. vorhandene Signalanteile innerhalb des Leistungsmusters in dem Rahmen 80 in den Schutzintervallen nicht zur Bildung der Metrik beitragen. Weiterhin wird das gleiche Leistungsmuster innerhalb des Rahmens 80 mit einem weiteren vorgegebenen Burstleistungsprofil 83 korreliert. In dem weiteren vorgegebenen Burstleistungsprofil 83 sind, wie sehr anschaulich in 8 dargestellt, die Schutzintervalle berücksichtigt. Etwaige Signalanteile innerhalb des Leistungsmusters des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals 6 gehen daher bei Ermitteln der Korrelation, innerhalb der Korrelationseinheit 84, in die Metrik ein.
  • Die Metriken beider Korrelationseinheiten 82, 84 werden in einer Divisionseinheit 85 ins Verhältnis zueinander gesetzt. Dabei kann die Metrik der Korrelationseinheit 82 durch die Metrik der Korrelationseinheit 84 dividiert werden. Im Anschluss daran wird in einer Detektoreinheit 86 überprüft, ob das Ergebnis einen Schwellwert überschreitet. Der Schwellwert kann beispielsweise durch das Verhältnis von einer Burstlänge durch eine Slotlänge berechnet werden. Bei einer Burstlänge kann die Länge eines Normalbursts 20 zugrunde gelegt werden. Der Schwellwert beträgt z.B. ungefähr 0,947. Liegen in dem Leistungsmuster des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals 6 Schutzintervalle vor, dann sind die beiden Metriken der Korrelationseinheiten 82 und 84 idealerweise gleich. Liegen in dem Leistungsmuster des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals keine Schutzintervalle vor, dann ist die Metrik der Korrelationseinheit 82 geringfügig kleiner, als die Metrik der Korrelationseinheit 84. In diesem Fall wird der Schwellwert unterschritten, was ein Indiz dafür ist, dass ein Leistungsanstieg innerhalb der einzelnen Slots nicht vorhanden ist.
  • Für den Fall, dass kein Leistungsanstieg durch die Leistungsanstiegserkennungseinheit 35 festgestellt werden konnte, kann der durch die Schutzintervalldetektionseinheit 34 ermittelte Rahmenstart nicht verifiziert werden. Für diesen Fall zeigt 9 ein Ausführungsbeispiel einer Ablaufsteuerung einer Rahmenstarterkennungseinheit 36, die innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ausgebildet ist. Innerhalb der Rahmenstarterkennungseinheit wird das im Aufnahmepuffer befindliche zu analysierende Kommunikationssignal 6 verarbeitet. In der Verarbeitungseinheit 90 wird hierzu das im Aufnahmepuffer gespeicherte Kommunikationssignal 6 mit einem innerhalb eines Korrelationsfensters befindlichen Teil des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals 6 über eine Korrelationsdistanz, die einer Rahmenlänge entspricht, korreliert. Bei der Korrelation handelt es sich in diesem Fall um eine Autokorrelation. Anstatt eines Korrelationsfensters kann auch von einem Gleitfenster gesprochen werden. Die Länge des Korrelationsfensters ist zu Beginn klein gewählt. Weil davon ausgegangen werden darf, dass die Daten in allen Nutzdatenbereichen mit Ausnahme der Nutzdatenbereiche für einen Dummyburst 21 zufällig gewählt sind, ist es wahrscheinlich, dass sich Spitzen in der Metrik einzig bei den sich wiederholenden Trainingssequenzen zeigen.
  • Wie bereits erläutert, sind die einzelnen Frames zueinander identisch aufgebaut, mit der Ausnahme, dass die Nutzdatenbereiche aller Bursts, die keine Dummybursts 21 sind, in den einzelnen Slots verschiedene Werte aufweisen. Für den Fall, dass das Gleitfenster zu Beginn auf einen solchen Nutzdatenbereich zeigt, wird sich innerhalb der Korrelationsdistanz von einem Rahmen keine Metrik ermitteln lassen, die einen Schwellwert überschreitet. Daher wird die Position des Korrelationsfensters erhöht und gleichzeitig die Länge des Korrelationsfensters auf den Ausgangswert zurückgesetzt. Für den Fall, dass das Korrelationsfenster nun einen Bereich einer Trainingssequenz umfasst, kann im Korrelationsabstand von einem Rahmen eine Metrik ermittelt werden, die einen Schwellwert überschreitet. Für diesen Fall wird die Position des Korrelationsfensters beibehalten und einzig die Länge des Korrelationsfensters vergrößert. Nun wird geprüft, ob sich die Metrik ebenfalls vergrößert, bzw. ob die Metrik schärfer wird. Ist ein Maximum für die Schärfe und Größe der Länge des Korrelationsfensters ermittelt, so kann auf Grundlage der Länge des Korrelationsfensters ermittelt werden, um welche Art von Burst es sich handelt. Verschiedene Burst-Typen haben, wie in den 2A, 2B und 2C erläutert, verschieden lange Trainingssequenzen.
  • Ist das Korrelationsfenster 26 Symbole lang, so liegt wie in 2A gezeigt, ein sogenannter Normalburst 20 vor. Ein Zugriffsburst 22, wie er in 2C gezeigt ist, liegt höchstwahrscheinlich nicht vor, weil die Trainingssequenz eines Zugriffsbursts 22 36 Symbole lang ist. Ein Dummyburst 21 liegt höchstwahrscheinlich ebenfalls nicht vor, weil sich ansonsten die Metrik noch weiter vergrößern ließe, denn die Nutzdatenbereiche eines Dummyburst 21 sind ebenfalls stets mit identischen Daten gefüllt. Die Länge des Korrelationsfensters ließe sich bei einem Dummyburst 21 auf ungefähr 142 Symbole (58+26+58, siehe 2B) vergrößern. Ausgehend von der Art des ermittelten Bursttyps ist die Lage der Trainingssequenz innerhalb des Bursttyps bekannt. Ausgehend von 2A befindet sich der Slotanfang 61 Symbole vor dem Beginn der erfassten Trainingssequenz. Damit kann der Slotanfang sicher erfasst werden und ein gültiger Rahmenstart ermittelt werden. Die Prüfung, ob ein Schwellwert überschritten oder unterschritten ist, erfolgt in 9 durch eine Detektionseinheit 91. Innerhalb der Rahmenstarterkennungseinheit 36 erfolgt die Korrelation auf der I/Q-Ebene.
  • Im Folgenden wird der in 3 erwähnte Teil 31 näher erläutert, der beschreibt, wie die wahrscheinlichsten Hypothesen innerhalb eines Slots ermittelt werden, sodass die verschiedenen Bursts innerhalb eines Rahmens möglichst schnell demoduliert werden können. Für den Fall, dass ein gültiger Rahmenstart erkannt worden ist, zeigt 10A ein Ausführungsbeispiel einer Zugriffsbursterkennungseinheit 37, die innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ausgebildet ist und der ein GSM-Signal zugeführt wird. Die Zugriffsbursterkennungseinheit 37 prüft für jeden Slot innerhalb des Frames, ob ein Zugriffsburst 22 vorliegt oder nicht. In dem Ausführungsbeispiel aus 10A liegt ein Zugriffsburst 22 vor. Dieser Zugriffsburst 22 ist daran zu erkennen, dass er, wie in 2C gezeigt, ein sehr langes Schutzintervall aufweist. Der eigentliche Burst belegt dabei nur einen kleinen Teil der verfügbaren Zeit innerhalb eines Slots.
  • Eine erste Korrelationseinheit 102 korreliert den Burst innerhalb des Slots des zu analysierenden Kommunikationssignals 6, in diesem Fall dem Zugriffsburst 22 mit einem Fenster 101, welches eine Länge eines Zugriffsbursts 22 aufweist. Eine zweite Korrelationseinheit 104 korreliert den Burst innerhalb eines jeden Slots eines Frames für das zu analysierende Kommunikationssignal 6, in diesem Fall den Zugriffsburst 22 mit einem Fenster 103, das die Länge eines Slots aufweist. Anschließend werden die Metriken der Korrelationen der Korrelationseinheiten 102 und 104 durch die Divisionseinheit 105 ins Verhältnis gesetzt. Eine Detektionseinheit 6 bestimmt das Maximum des Verhältnisses. Eine Schwellwerterkennungseinheit 107 prüft, ob das Maximum des Verhältnisses über einem bestimmten Schwellwert liegt. Für den Fall, dass ein Zugriffsburst 22 vorliegt, sind die Metriken der beiden Korrelationseinheiten 102 und 104 in etwa gleich groß, sodass das Maximum des Verhältnisses dieser beiden Metriken über einem Schwellwert liegt. Die Zugriffsbursterkennungseinheit 37 entscheidet in diesem Fall, dass in dem analysierten Slot des entsprechenden Rahmens des zu analysierenden Kommunikationssignals 6 ein Zugriffsburst 22 vorhanden ist. Die Zugriffsbursterkennungseinheit 37 sortiert in diesem Fall alle Hypothesen, die einen Zugriffsburst 22 beinhalten, an den Anfang der Gruppe ein.
  • Für den anderen Fall zeigt 10B ein weiteres Ausführungsbeispiel der Zugriffsbursterkennungseinheit 37, die innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ausgebildet ist und der ein GSM-Signal zugeführt wird. Gut zu erkennen ist, dass der Burst 110 innerhalb des zu überprüfenden Slots eines Frames des zu analysierenden Kommunikationssignals 6 kein Zugriffsburst 22 ist, weil das Schutzintervall zu kurz ist. Bei dem Burst 110 kann es sich daher beispielsweise um einen Normalburst 20, einen Higher Symbol Rate Burst, einen Synchronizationburst oder einen Dummyburst 21 handeln. Die erste Korrelationseinheit 102 korreliert wiederum den Burst 110 mit einem Fenster 101, welches eine Länge für den Zugriffsburst 22 aufweist. Gleichzeitig oder zeitlich beabstandet dazu korreliert die zweite Korrelationseinheit 104 den Burst 110 mit einem Fenster, welches eine Länge hat, die so groß wie die des Slots ist. Die Divisionseinheit 105 bildet das Verhältnis der beiden Metriken der Korrelationseinheiten 102 und 104. In diesem Fall ist die Metrik der Korrelationseinheit 104 deutlich größer, als die Metrik der Korrelationseinheit 102. Die Detektionseinheit 106 ermittelt wiederum das Maximum des Verhältnisses der beiden Metriken. Die Schwellwertvergleichseinheit 107 wird in diesem Fall feststellen, dass das Maximum unterhalb eines Schwellwerts liegt, worauf die Zugriffsbursterkennungseinheit 37 entscheidet, dass innerhalb des analysierten Slots kein Zugriffsburst 22 vorliegt. Im Folgenden wird die Zugriffsbursterkennungseinheit 37 alle Hypothesen, die einen Zugriffsburst 22 beinhalten, an das Ende der Gruppe einsortieren.
  • Für den Fall, dass die Zugriffsbursterkennungseinheit 37 entschieden hat, dass innerhalb des zu analysierenden Slots kein Zugriffsburst 22 vorliegt, prüft die Midambleerkennungseinheit 38, ob es sich bei dem Burst innerhalb des zu analysierenden Slots um einen Normalburst 20 handelt. Dies geschieht, indem die Midambleerkennungseinheit 38 die Midamble des Bursts innerhalb des zu analysierenden Slots autokorreliert. Aufgrund der Tatsache, dass die Midambleerkennungseinheit 38 einzig überprüft, ob es sich um einen Normalburst 20 innerhalb des zu analysierenden Slots handelt, ist die Lage der zu korrelierenden Midamble bekannt. Bei einem Normalburst 20 sind die ersten fünf Bit und die letzen fünf Bit der Midamble identisch. Führt die Autokorrelation der Midamble bzw. des Bereichs, in dem die Midamble für einen Normalburst 20 angenommen wird, zu einer ausreichend hohen und scharfen Metrik, so entscheidet die Midambleerkennungseinheit 38, dass ein Normalburst 20 innerhalb des zu analysierenden Slots vorliegt. In diesem Fall sortiert die Midambleerkennungseinheit 38 alle Hypothesen, die einen Normalburst 20 beinhalten an den Anfang der Gruppe ein. Für den Fall, dass kein Normalburst 20 vorliegt, überschreitet die Metrik der Autokorrelation einen festlegbaren Schwellwert nicht, sodass die Midambleerkennungseinheit 38 entscheidet, dass innerhalb des zu analysierenden Slots kein Normalburst 20 vorliegt. In diesem Fall sortiert die Midambleerkennungseinheit 38 alle Hypothesen, die einen Normalburst 20 beinhalten an das Ende der Gruppe ein.
  • Für den Fall, dass die Zugriffsbursterkennungseinheit 37 innerhalb eines Slots entscheidet, dass es sich bei dem Burst um keinen Zugriffsburst 22 handelt, vergleicht die Statistikeinheit 39 die Signalleistung eines Nutzdatenbereichs des Bursts in dem zu analysierenden Slot mit verschiedenen statistischen Verteilungen der Signalleistung, die für jede Hypothese bekannt sind. Eine Übersicht über verschiedene statistische Verteilungen der Signalleistung von verschiedenen Hypothesen ist in 11 dargestellt. 11 zeigt verschiedene Verläufe für statistische Verteilungen der Signalleistung für Nutzdatenbereiche mit zufälligen Daten, die mit bestimmten Modulationsverfahren moduliert und mit bestimmten Filtern gefiltert wurden. Die Statistikeinheit vergleicht die Signalleistung des Nutzdatenbereichs des zu analysierenden Bursts mit jeder der in 11 aufgetragenen Kurven.
  • Die Statistikeinheit ermittelt dann diejenige Hypothese, deren Modulationsart und deren Filtertyp zu einem möglichst kleinen Unterschied in der Verteilung der Signalleistung führt. Dies kann mit einer RMS-Abweichung (engl. root mean square; dt. quadratischer Mittelwert) von der gemessenen mit der erwarteten Verteilung der Signalleistung erreicht werden. In 11 sind nicht alle Verteilungen der Signalleistung für alle Hypothesen eingetragen. Im Weiteren ordnet die Statistikeinheit 39 diejenigen Hypothesen mit der kleinsten Abweichung in der Verteilung der Signalleistung bzgl. der Verteilung der Signalleistung des gemessenen Bursts an den Anfang der Gruppe ein. Gleichzeitig ordnet die Statistikeinheit 39 diejenigen Hypothesen mit einer großen Abweichung in der Verteilung der Signalleistung an das Ende der Gruppe an.
  • Im Weiteren zeigt 12 ein Ausführungsbeispiel, das die Funktionsweise der ersten Hypothesentestphaseneinheit 40 und der zweiten Hypothesentestphaseneinheit 41, die beide innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ausgebildet sind, näher beschreibt. Nachdem die Zugriffsbursterkennungseinheit 37 oder die Midambleerkennungseinheit 38, bzw. die Statistikeinheit 39 die Gruppe mit Hypothesen grob vorsortiert hat, beginnt die erste Hypothesentestphaseneinheit 40 die einzelnen Hypothesen innerhalb der vorsortierten Gruppe genauer zu prüfen.
  • Zu Beginn erzeugt die erste Hypothesentestphaseneinheit 40 ein Referenzsignal aus der Hypothese, die innerhalb der Gruppe an erster Stelle eingeordnet ist. Dabei beinhaltet das Referenzsignal einzig den Verlauf eines GSM-Signals im Bereich der Midamble. Das Referenzsignal selbst wird dabei bevorzugt nur im Symboltakt generiert. Dieses Referenzsignal wird dabei mit dem Signalabschnitt des zu analysierenden Kommunikationssignals korreliert, welcher ebenfalls die Midamble beschreibt. Bei dieser Korrelation handelt es sich um eine Kreuzkorrelation. Damit diese Kreuzkorrelation im Symbolabstand erfolgen kann, muss der Signalabschnitt des zu analysierenden Kommunikationssignals 6 herunter gesampelt werden. Meist ist es so, dass GSM-Signale 24-fach überabgetastet erfasst werden. In diesem Fall wird nur jeder 24. Wert verwendet. Allerdings muss in diesem Fall ein Frequenzoffset berücksichtigt werden, um sicher zu stellen, dass das Ergebnis der Kreuzkorrelation korrekt ist. Diese Arbeitsschritte werden in der Korrelationseinheit 120 durchgeführt.
  • Im Weiteren wird das Maximum der Metrik der Korrelation mittels einer ersten Verarbeitungseinheit 121 gesucht. Eine Schwellwertdetektionseinheit 122 prüft, ob das gefundene Maximum der Metrik über einem bestimmten Schwellwert liegt. Liegt das Maximum der Metrik unterhalb eines bestimmten Schwellwerts, so berechnet die erste Hypothesentestphaseneinheit 40 ein weiteres Referenzsignal für eine weitere Hypothese. Diese weitere Hypothese steht bevorzugt in der Gruppe eine Position unter der vorherigen Hypothese, für die ein Referenzsignal generiert wurde. Im Weiteren wird wieder eine Kreuzkorrelation für dieses weitere Referenzsignal mit dem gemessenen zu analysierenden Kommunikationssignals in dem entsprechenden Slot durchgeführt. Anschließend wird das Maximum der Metrik gesucht und gegenüber einem Schwellwert verglichen. Dies geschieht so oft, bis die Metrik für die Kreuzkorrelation für ein Referenzsignal einen Schwellwert überschritten hat oder bis für alle Hypothesen jeweils ein Referenzsignal erzeugt worden ist. Letzterer Fall tritt beispielsweise dann auf, wenn ein Slot nicht aktiv ist. Bevorzugt sind allerdings für alle Hypothesen bereits Referenzsignale in der Speichereinheit 3 gespeichert, sodass die erste Hypothesentestphaseneinheit 40 einzig das für eine Hypothese passende Referenzsignal aus der Speichereinheit 3 laden muss, sodass unter dem Begriff „generieren“ auch der Begriff „laden“ verstanden werden kann.
  • Sobald das Maximum einer Metrik einer Korrelation einen ersten Schwellwert überschreitet, beginnt die zweite Hypothesentestphaseneinheit 41 damit, für alle weiteren Hypothesen, die zuvor durch die Zugriffsbursterkennungseinheit 37 und/oder durch die Midambleerkennungseinheit 38 und/oder durch die Statistikeinheit 39 innerhalb der Gruppe oben einsortiert wurden, je ein weiteres Referenzsignal zu generieren. Für jedes dieser Referenzsignale führt eine weitere Korrelationseinheit 123 die gleichen Verfahrensschritte durch, wie zuvor die Korrelationseinheit 120. Eine weitere Verarbeitungseinheit 124 ermittelt für jedes Referenzsignal das Maximum seiner Metrik. Die weitere Verarbeitungseinheit 124 gibt im Folgenden für jeden Slot diejenige Hypothese aus, deren Metrik für deren Referenzsignal maximal ist. Dabei handelt es sich um eine Slotkonfiguration. Dies wird für jeden Slot innerhalb des Rahmens gemacht. Gleichzeitig gibt die weitere Verarbeitungseinheit 124 noch die Mitte der Midamble aus. Die zweite Hypothesentestphaseneinheit 41 überprüft dabei Referenzsignale, die nicht bereits von der ersten Hypothesentestphaseneinheit 40 geprüft wurden.
  • Bevorzugt werden außerdem einmalig vorab die Korrelationsmetriken zwischen allen Hypothesen untereinander ermittelt. Dabei wird, wie bereits beschrieben, für jede Hypothese ein Referenzsignal erzeugt. Im Weiteren werden einmalig alle Referenzsignale miteinander durch eine Kreuzkorrelation korreliert. Dadurch ist bekannt, welche Hypothesen eine gewisse „Ähnlichkeit“ zueinander haben. Die Metrik von sich „ähnlichen“ Hypothesen überschreitet dabei einen zweiten Schwellwert. Innerhalb der zweiten Hypothesentestphaseneinheit 41 werden in diesem Fall nicht nur Referenzsignale für diejenigen Hypothesen generiert, die durch die Zugriffsbursterkennungseinheit 37, die Midambleerkennungseinheit 38 und die Statistikeinheit 39 an den Anfang der Gruppe einsortiert wurden.
  • Es werden auch Referenzsignale für diejenigen Hypothesen erzeugt, die bei der Vorabermittlung gegenüber der Hypothese, die den ersten Schwellwert innerhalb der Schwellwertdetektionseinheit 122 überschritten hat, eine Korrelationsmetrik aufweisen, die einen zweiten Schwellwert überschreitet. Dadurch ist sichergestellt, dass innerhalb der zweiten Hypothesentestphaseneinheit 41 all diejenigen Hypothesen in Betracht gezogen werden, die sich für die Demodulation des zu analysierenden Kommunikationssignals in dem jeweiligen Slot eignen können. Aufgrund der Tatsache, dass es beispielsweise 200 Hypothesen gibt, kann durch Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 sichergestellt werden, dass ungefähr 10 Hypothesen genauer überprüft werden müssen, um die gesuchte Hypothese zu finden. Dies stellt einen deutlichen Geschwindigkeitsvorteil dar, als wenn von 200 verschiedenen Hypothesen im Mittel 100 geprüft werden müssten.
  • 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms, welches die Funktionsweise der ersten Hypothesentestphaseneinheit 40 und der zweiten Hypothesentestphaseneinheit 41 innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 verdeutlicht. In einem ersten Verfahrensschritt S1 werden vorab Korrelationsmetriken zwischen allen Hypothesen untereinander ermittelt. Dies geschieht, indem für jede Hypothese ein Referenzsignal generiert wird und indem diese Referenzsignale jeweils miteinander korreliert werden. Bevorzugt werden die Referenzsignale einzig im Symboltakt und einzig für den Bereich der Midamble generiert.
  • In einem zweiten Verfahrensschritt S2 korreliert die erste Hypothesentestphaseneinheit 40 zumindest ein Signalabschnitt des zu analysierenden Kommunikationssignals 6 mit zumindest einem Signalabschnitt eines ersten Referenzsignals, welcher aus einer ersten Hypothese generiert wird. Bei dem Signalabschnitt handelt es sich bevorzugt um die Midamble eines Bursts innerhalb eines GSM-Slots. Die Korrelation findet dabei bevorzugt auf Symbolebene statt, wobei das zu analysierende Kommunikationssignal 6 in diesem Fall herunter gesampelt werden muss. Es ist darauf zu achten, dass ein etwaiger Frequenzoffset berücksichtigt wird.
  • Im Verfahrensschritt S3 prüft die erste Hypothesentestphaseneinheit 40 ob die Metrik der Korrelation, bzw. ob die Korrelationsmetrik über einen Schwellwert liegt. Dabei wird bevorzugt zuerst das Maximum der Korrelationsmetrik ermittelt, um im Anschluss daran dieses mit einem Schwellwert zu vergleichen. Dies geschieht durch die Verarbeitungseinheit 121 und die Schwellwertdetektionseinheit 122 innerhalb der ersten Hypothesentestphaseneinheit 40.
  • Für den Fall, dass die Korrelationsmetrik den Schwellwert nicht überschritten hat, wird der zumindest eine Signalabschnitt des zu analysierenden Kommunikationssignals 6 mit einem Signalabschnitt eines anderen Referenzsignals einer anderen Hypothese korreliert. Bevorzugt korreliert die erste Hypothesentestphaseneinheit 40 den Signalabschnitt des zu analysierenden Kommunikationssignals mit einem Referenzsignal, welches aus einer Hypothese generiert wurde, die eine Position unterhalb der Hypothese in der Gruppe steht, für die zuvor ein Referenzsignal generiert wurde. Die Referenzsignale werden im Übrigen für alle Hypothesen einmalig generiert und in der Speichereinheit 3 gespeichert. Für den Fall, dass der Verfahrensschritt S4 beendet ist, wird erneut der Verfahrensschritt S3 ausgeführt. Der Verfahrensschritt S4 wird sooft ausgeführt, bis die Korrelationsmetrik für ein Referenzsignal einer Hypothese einen ersten Schwellwert überschreitet oder die Referenzsignale aller Hypothesen getestet sind.
  • Für den Fall, dass der erste Schwellwert überschritten ist, wird nach dem Verfahrensschritt S3 der Verfahrensschritt S5 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S5 wird der Signalabschnitt des zu analysierenden Kommunikationssignals 6 mit Signalabschnitten aller Referenzsignale von Hypothesen korreliert, die bei der Vorabermittlung im Verfahrensschritt S1 gegenüber der Hypothese, die den ersten Schwellwert überschritten hat, eine Korrelationsmetrik aufweisen, die größer als ein zweiter Schwellwert sind. Anschließend wird geprüft, welche Korrelationsmetrik welches Referenzsignals am höchsten ist. Die Hypothese dieses Referenzsignals wird anschließend als Slot-Konfiguration ausgegeben. Es wird weiterhin die Mitte der Midamble innerhalb des überprüften Slots ausgegeben.
  • Wie bereits dargestellt, kann die Gruppe der Hypothesen auch vorsortiert werden, bevor die erste Hypothesentestphaseneinheit 40 und die zweite Hypothesentestphaseneinheit 41 zu arbeiten beginnen. Hierzu zeigt 14 ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms, welches die Funktionsweise der Zugriffsbursterkennungseinheit 37 innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 verdeutlicht. Sobald ein Rahmenstart für ein GSM-Signal bekannt ist, kann der Verfahrensschritt S6 ausgeführt werden. Innerhalb des Verfahrensschritts S6 wird geprüft, ob in einem Slot eines Rahmens ein Zugriffsburst 22 vorliegt. Dabei wird jeder Slot eines Rahmens überprüft.
  • Dies gelingt durch das Ausführen des Verfahrensschritts S7. Innerhalb des Verfahrensschritts S7 wird die Signalleistung in jedem Slot mit einem Fenster der Länge für den Zugriffsburst 22 und mit der Länge eines Fensters 103 eines Slots korreliert. Dabei wird durch die erste Korrelationseinheit 102 und die zweite Korrelationseinheit 104 jeweils eine Metrik für die Kreuzkorrelation berechnet. Eine Divisionseinheit 105 bildet im Folgenden das Verhältnis der beiden Metriken.
  • Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S8 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S8 wird geprüft, ob das Maximum des Verhältnisses einen Schwellwert überschreitet. Innerhalb der Verarbeitungseinheit 106 wird das Maximum bestimmt und innerhalb der Schwellwertdetektionseinheit 107 wird geprüft, ob das Maximum einen bestimmten Schwellwert überschreitet.
  • Schließlich wird der Verfahrensschritt S9 ausgeführt. Im Verfahrensschritt S9 werden die Hypothesen mit einem Zugriffsburst 22 an den Anfang der Gruppe einsortiert, sobald der Schwellwert durch das Maximum des Verhältnisses der beiden Metriken überschritten ist. In diesem Fall liegt innerhalb des überprüften Slots ein Zugriffsburst 22 vor. Für den Fall, dass das Maximum des Verhältnisses der beiden Metriken den Schwellwert nicht überschreitet, werden all diejenigen Hypothesen mit einem Zugriffsburst 22 an das Ende der Gruppe einsortiert.
  • Für den Fall, dass in dem Verfahrensschritt S8 der Schwellwert nicht überschritten wurde und innerhalb des überprüften Slots kein Zugriffsburst 22 vorliegt, zeigt 15 ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms, welches die Funktionsweise der Midambleerkennungseinheit 38 und der Statistikeinheit 39 innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 näher beschreibt. Der Verfahrensschritt S10 wird in diesem Fall nach dem Verfahrensschritt S9 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S10 wird innerhalb des zu überprüfenden Slots eine Autokorrelation an der Position durchgeführt, an der die Midamble für einen Normalburst 20 zu finden ist. Die Midamble eines Normalbursts 20 weist an ihrem Anfang und an ihrem Ende die gleichen fünf Bits auf. Bei einer Autokorrelation der Midamble würde sich folglich eine Metrik ergeben, deren Höhe und Schärfe auf das Auftreten eines Normalbursts 20 schließen lässt.
  • Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S11 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S11 werden alle Hypothesen mit einem Normalburst 20 an den Anfang der Gruppe einsortiert, sobald die Metrik der Autokorrelation einen Schwellwert überschreitet. Im Gegenzug werden alle Hypothesen mit einem Normalburst 20 an das Ende der Gruppe einsortiert, sobald die Metrik der Autokorrelation einen Schwellwert unterschreitet. Je nach Höhe der Metrik können auch feinere Abstufungen erfolgen, auf welchem Platz die jeweilige Hypothese einzusortieren ist.
  • Parallel zu dem Verfahrensschritt S10 kann auch der Verfahrensschritt S12 ausgeführt werden. Innerhalb des Verfahrensschritts S12 wird die Signalleistung in den Nutzdatenbereich eines zu überprüfenden Bursts mit statistischen Verteilungen der Signalleistung von sämtlichen Hypothesen, die auf verschiedene Modulationsarten oder Filtertypen beruhen, verglichen. Bei einem solchen Vergleich wird bevorzugt der RMS betrachtet.
  • Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S13 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S13 wird diejenige Hypothese ermittelt, für deren Modulationsart und deren Filtertyp die Unterschiede in der statistischen Verteilung der Signalleistung minimal sind.
  • Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S14 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S14 werden alle Hypothesen an den Anfang der Gruppe oder an das Ende der Gruppe einsortiert, je nachdem ob der Unterschied in der Verteilung der Signalleistung groß oder klein ist.
  • Bevorzugt wird der Verfahrensschritt S1 einmalig vorab ausgeführt. Anschließend werden für jeden Slot eines Rahmens bevorzugt die Verfahrensschritt S6 bis S9 und ggf. die Verfahrensschritt S10 bis S14 ausgeführt. Im Anschluss daran wird bevorzugt der Verfahrensschritt S2 ausgeführt, wobei die erste Hypothesentestphaseneinheit 40 ein Referenzsignal aus der Hypothese generiert, die am Anfang der Gruppe steht. Innerhalb des Verfahrensschritts S4 generiert die erste Hypothesentestphaseneinheit 40 bevorzugt weitere Referenzsignale aus anderen Hypothesen, die jeweils eine Position unterhalb derjenigen Hypothese innerhalb der Gruppe stehen, die zuvor geprüft worden sind. Bevorzugt werden die Referenzsignale für alle Hypothesen einmalig generiert und in der Speichereinheit 3 gespeichert.
  • Damit innerhalb der ersten und zweiten Hypothesentestphaseneinheit 40, 41 die gesuchte Hypothese gefunden werden kann, mit der die einzelnen Slots eines Rahmens innerhalb des zu analysierenden Kommunikationssignals 6 demoduliert werden können, muss ein Rahmenstart (engl. Framestart) für das zu analysierende Kommunikationssignal 6 bekannt sein.
  • 16 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms, welches die Funktionsweise der Frequenzsprungerkennungseinheit 32, der Burstmustererkennungseinheit 33 und der Schutzintervalldetektionseinheit 34 innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Bestimmen eines gültigen Rahmenstarts verdeutlicht. Innerhalb des Verfahrensschritts S15 wird geprüft, ob Frequenzsprünge auftreten, indem mittels einer Autokorrelation analysiert wird, ob ein periodischer Verlauf des im Aufnahmespeicher gespeicherten digitalisierten Kommunikationssignals 6 auftritt.
  • Nach dem Verfahrensschritt S15 wird der Verfahrensschritt S16 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S16 wird die Metrik der Korrelation gegenüber einem Schwellwert verglichen.
  • Für den Fall, dass Frequenzsprünge vorliegen, wird im Anschluss daran der Verfahrensschritt S17 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S17 wird das Leistungsmuster des gespeicherten Kommunikationssignals 6 mit einem Leistungsrahmen 72 korreliert. Das Maximum der Metrik der Korrelation wird im Anschluss daran als Rahmenstart ausgegeben.
  • Für den Fall, dass keine Frequenzsprünge auftreten, wird nach dem Verfahrensschritt S16 der Verfahrensschritt S18 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S18 wird ein Slotraster über den Aufnahmespeicher gelegt und die Leistungsmuster von jedem Slot eines Rahmens addiert. Im Anschluss daran wird das gewonnene Leistungsmuster der breite eines Slots dupliziert, sodass die Breite zwei Slots beträgt.
  • Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S19 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S19 wird dieses duplizierte Leistungsmuster mit einem vorgegebenen Burstprofil 77 korreliert. Dadurch, dass das Leistungsmuster dupliziert ist, kann besonders gut festgestellt werden, an welcher Stelle sich das Schutzintervall befindet. Es wird dabei das Maximum der Metrik dieser Kreuzkorrelation ermittelt. In dem Verfahrensschritt S20 wird das Maximum dieser Metrik als Rahmenstart ausgegeben.
  • 17 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms, welches die Funktionsweise der Leistungsanstiegserkennungseinheit 35 und der Rahmenstarterkennungseinheit 36 innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 verdeutlicht. Ein Verfahrensschritt S21 wird nach dem Verfahrensschritt S20 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S21 wird der zuvor ermittelte Rahmenstart verifiziert, indem die mittlere Leistung in den Schutzintervallen gegen die mittlere Leistung in den Bursts verglichen wird.
  • Für den Fall, dass der Rahmenstart nicht verifiziert werden konnte, weil keine Leistungsanstiege erkennbar sind, wird der Verfahrensschritt S22 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S22 wird das digitalisierte Kommunikationssignal 6 mit einem innerhalb eines Korrelationsfensters befindlichen Teil des digitalisierten Kommunikationssignals 6 korreliert. Im anschließenden Verfahrensschritt S23 wird geprüft, ob die Metrik der Korrelation einen Schwellwert überschreitet.
  • Für den Fall, dass die Metrik einen Schwellwert nicht überschreitet wird der Verfahrensschritt S24 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S24 wird die Position des Korrelationsfensters bevorzugt um eins, bzw. zumindest eins erhöht und gleichzeitig die Länge des Korrelationsfensters auf einen Ausgangswert zurückgesetzt. Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S22 erneut ausgeführt. Für den Fall, dass das Korrelationsfenster im Bereich einer Midamble, also einer Trainingssequenz liegt überschreitet die Metrik der Korrelation einen Schwellwert.
  • In diesem Fall wird nach dem Verfahrensschritt S23 der Verfahrensschritt S25 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S25 wird die Länge des Korrelationsfensters erhöht. Die Länge wird dabei solange erhöht, wie sich die Metrik der Korrelation vergrößert, bzw. schärfer wird. Vergrößert sich die Metrik nicht mehr, oder wird die Metrik nicht mehr schärfer, so wird anhand der Länge des Korrelationsfensters die entsprechende Trainingssequenz und damit der entsprechende Burst-Typ bestimmt. Anhand des Burst-Typs und anhand der Position des Korrelationsfensters und damit der Trainingssequenz kann zurückgerechnet werden, wann ein Slot beginnt und wann somit ein gültiger Rahmenstart vorliegt.
  • Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S26 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S26 wird der je nach Burst-Typ ermittelte Rahmenstart ausgegeben.
  • 18 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms, welches die Funktionsweise der Leistungsanstiegserkennungseinheit 35 innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 näher beschreibt. Innerhalb des Verfahrensschritts S21 können die Verfahrensschritte S21_1, S21_2 und S21_3 ausgeführt werden. Innerhalb des Verfahrensschritts S21_1 kann das Leistungsmuster eines Rahmens des gespeicherten digitalisierten Kommunikationssignals 6 mit einem vorgegebenen Burstleistungsprofil 81, in welchem die Schutzzeiten nicht berücksichtigt sind, korreliert werden.
  • Gleichermaßen kann in dem Verfahrensschritt S21_2 das Leistungsmuster innerhalb eines Rahmens des gespeicherten digitalisierten Kommunikationssignals 6 mit einem vorgegebenen Burstleistungsprofil 83 korreliert werden, in welchem die Schutzzeiten berücksichtigt sind.
  • Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S21_3 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S21_3 wird das Verhältnis der beiden Metriken aus den Verfahrensschritten S21_1 und S21_2 gebildet und geprüft, ob das Verhältnis der beiden Metriken einen Schwellwert überschreitet. Für den Fall, dass das Verhältnis der beiden Metriken einen Schwellwert überschreitet, konnte ein Leistungsanstieg erkannt werden und der Rahmenstart, welcher innerhalb der Schutzintervalldetektionseinheit 34 ermittelt wurde, verifiziert werden.
  • Zu betonen ist, dass zusammen mit dem Verfahrensschritt S1 oder anstelle des Verfahrensschritts S1, ein oder mehrere der Verfahrensschritte S6 bis S14 ausgeführt werden können. Ein solch alternativer Verfahrensschritt SA1 könnte wie folgt aussehen:
    • - Vorab Ermitteln von Korrelationsmetriken zwischen allen Hypothesen untereinander und/oder Prüfen ob in einem Slot des Kommunikationssignals 6 ein Zugriffsburst 22 vorliegt und Einsortieren aller Hypothesen mit einem Zugriffsburst 22 an den Anfang der Gruppe und/oder
    • Prüfen ob in einem Slot des Kommunikationssignals 6 ein Normalburst 20 vorliegt und Einsortieren aller Hypothesen mit einem Normalburst 20 an den Anfang der Gruppe und/oder
    • Vergleichen einer Signalleistung eines Nutzdatenbereichs von jedem Burst in jedem Slot eines Rahmens des Kommunikationssignals 6 mit verschiedenen statistischen Verteilungen der Signalleistung, die durch verschiedene Modulationsarten und/oder Filtertypen gegeben ist und Einordnen aller Hypothesen mit der kleinsten Abweichung in der Signalleistung an den Anfang der Gruppe.
  • Innerhalb der alternativen Verfahrensschritte SA2 und SA4 die sich auf die Verfahrensschritte S2 und S4 würden zu Beginn einzig Hypothesen aus dem Anfang der Gruppe ausgewählt werden. Innerhalb des alternativen Verfahrensschritts SA5, der sich auf den Verfahrensschritt S5 bezieht, würde als optionales Merkmal oder als einzigstes Merkmal zu finden sein, dass Referenzsignale für alle Hypothesen überprüft werden würden, die in einem der vorangegangenen Verfahrensschritte an den Anfang der Gruppe eingeordnet, bzw. einsortiert wurden. Ein solcher alternativer Verfahrensschritt SA5 könnte wie folgt lauten:
    • - Korrelieren des zumindest einen Signalabschnitts des zu analysierenden Kommunikationssignals (6) mit zumindest einem Signalabschnitt jedes zu einer weiteren Hypothese gehörigen Referenzsignals, wobei jede weitere Hypothese bei der Vorab-Ermittlung gegenüber der Hypothese, die den ersten Schwellwert überschritten hat, eine Korrelationsmetrik aufweist, die einen zweiten Schwellwert überschreitet und/oder wobei jede dieser weiteren Hypothesen in einem der vorangegangenen Verfahrensschritte an den Anfang der Gruppe einsortiert wurden.
  • Im Rahmen der Erfindung sind alle beschriebenen und/oder bezeichneten Merkmale beliebig miteinander kombinierbar. Insbesondere können die Unteransprüche, das Verfahren betreffend auch mit den Vorrichtungsansprüchen die Vorrichtung 1 betreffend und umgekehrt kombiniert werden.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Bestimmen eines gültigen Rahmenstarts eines zu analysierenden Kommunikationssignals (6), wobei zumindest ein Signalbereich des zu analysierenden Kommunikationssignals (6) in einem Aufnahmepuffer innerhalb einer Speichereinheit (3) gespeichert wird, mit den nachfolgenden Verfahrensschritten: - Autokorrelieren des im Aufnahmepuffer gespeicherten Signalbereichs des zu analysierenden Kommunikationssignals (6) mit einem innerhalb eines Korrelationsfensters befindlichen Teil des im Aufnahmepuffer gespeicherten Signalbereichs des zu analysierenden Kommunikationssignals (6), wobei jeweils eine veränderte Position und eine veränderte Länge des Korrelationsfensters zu Beginn eingestellt wird; - Vergleichen (S16) der für die eingestellte Position und Länge des Korrelationsfensters jeweils ermittelten Metrik der Autokorrelation gegenüber einem Schwellwert; - Ermitteln und Ausgeben des Maximums aus allen Metriken der Autokorrelation als Rahmenstart, falls der Schwellwert durch die jeweiligen Metriken der Autokorrelation überschritten wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kommunikationssignal (6) um ein digitalisiertes GSM-Signal handelt und/oder dass es sich bei dem Signalbereich des Kommunikationssignals (6) um einen Rahmen mit mehreren Slots handelt.
  3. Vorrichtung (1) zum Bestimmen eines gültigen Rahmenstarts eines zu analysierenden Kommunikationssignals (6), wobei zumindest ein Signalbereich des zu analysierenden Kommunikationssignals (6) in einem Aufnahmepuffer innerhalb einer Speichereinheit (3) gespeichert ist, mit einer Rahmenstarterkennungseinheit (36), die derart ausgestaltet ist, dass sie das im Aufnahmepuffer gespeicherte Kommunikationssignal (6) mit einem innerhalb eines Korrelationsfensters befindlichen Teil des im Aufnahmepuffer gespeicherten Kommunikationssignals (6) autokorreliert, wobei jeweils eine veränderte Position und eine veränderte Länge des Korrelationsfensters zu Beginn einstellbar ist, und die so ausgestaltet ist, dass sie die jeweiligen Metriken der Autokorrelation mit einem Schwellwert vergleicht und das Maximum aus allen Metriken der Autokorrelation als Rahmenstart ermittelt und ausgibt, falls der Schwellwert durch die jeweiligen Metriken der Autokorrelation überschritten wird.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kommunikationssignal (6) um ein digitalisiertes GSM-Signal handelt und/oder dass es sich bei dem Signalbereich des Kommunikationssignals (6) um einen Rahmen mit mehreren Slots handelt.
  5. Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte gemäß der Ansprüche 1 oder 2 durchführen zu können, wenn das Programm auf einem Computer oder einem digitalen Signalprozessor ausgeführt wird.
  6. Computerprogramm-Produkt mit insbesondere auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode-Mitteln, um alle Schritte gemäß der Ansprüche 1 oder 2 durchführen zu können, wenn das Programm auf einem Computer oder einem digitalen Signalprozessor ausgeführt wird.
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DE3201934A1 (de) 1982-01-22 1983-08-04 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt System zur uebertragung von digitalen informatonssignalen
DE10159911A1 (de) 2001-12-06 2003-06-26 Rohde & Schwarz Verfahren zur gezielten Annahme von Datenabschnitten
DE102004025109B4 (de) 2004-05-21 2007-05-03 Infineon Technologies Ag Vorrichtung und Verfahren zur Präambeldetektion und Rahmensynchronisation bei der Datenpaketübertragung

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