DE102013222178B4 - Control Method for Signal Timing and Frequency Deviation Compensation of the Orthogonal Frequency Division Multiplexing System - Google Patents

Control Method for Signal Timing and Frequency Deviation Compensation of the Orthogonal Frequency Division Multiplexing System Download PDF

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Abstract

Steuerverfahren für Signalzeitgebung und Frequenzabweichungskompensation des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems, dadurch gekennzeichnet, dass das Teilnehmer-Signal M-Unterträger belegt, und bestehend aus den folgenden Schritten:(101) dass die Signalempfangsseite des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems das Zeitbereichssignal y(n) empfängt und anschließend ein separiertes Zeitbereichspilotfrequenzsignal y(n) an der Empfangsseite je nach empfangenem Zeitbereichssignal y(n) erzielt, wofür die Gleichung n=1,...,N gilt, wobei N als die Frequenzbereichspunktzahl für die Fourier-Schnelltransformation gilt, wobei der Frequenzbereich der Fourier-Schnelltransformation 1∼N beträgt,(102) dass das Zeitbereichspilotfrequenzsignal y(n) an der Empfangsseite in einen komplementären Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereich Y(k) =FFT(y(n)) durch die Fourier-Schnelltransformation konvertiert wird, wofür die Gleichungen n=1,...,N und k=1,...,N gelten,(103) dass das Frequenzbereichssignal Y(k) an der Empfangsseite in Verbindung mit dem zu sendenden Pilotfrequenzsignal P(k) anhand der folgenden Formel gebracht wird, um entsprechenden Schätzwert H(k) nach dem Beseitigen der Pilotfrequenzauswirkung zu ermitteln:(104) dass eine grobe zeitgebungsbezogene Abschätzung an dem ermittelten Schätzwert H(k) je nach Einstellung der Unterträger-Schrittweite Δm vorgenommen wird, um einen entsprechenden Zeitgebungsabweichungsschätzwert Δt zu ermitteln,(105) dass eine Zeitgebungskompensation an der Pilotfrequenz in Abhängigkeit von der Größe des Zeitgebungsabweichungsschätzwerts Δt anhand der folgenden Formel vorgenommen wird,(106) dass die Unterträger-Schrittweite Δm verlängert wird und die obigen Schritte (104) und (105) wiederholt werden, wobei die Wiederholungszahl je nach Bandbreite des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems sowie Belegungszustand der Unterträger des Teilnehmer-Signals bestimmt wird,(107) dass die Unterträger-Schrittweite Δm nach einer bestimmten Genauigkeitsanforderung verlängert wird und die obigen Schritte (104) und (105) wiederholt werden, um eine feine zeitgebungsbezogene Abschätzung an dem ermittelten Schätzwert H(k) vorzunehmen, und(108) dass eine Zeitgebungswiederherstellung an dem Zeitbereichspilotfrequenzsignal y(n) an der Empfangsseite vorgenommen wird.A control method for signal timing and frequency deviation compensation of the orthogonal frequency division multiplexing system, characterized in that the subscriber signal occupies M subcarriers, and comprising the steps of: (101) that the signal receiving side of the orthogonal frequency division multiplexing system receives the time domain signal y (n) and then a separated time domain pilot frequency signal y (n) at the receiving end depending on the received time domain signal y (n), for which the equation n = 1, ..., N holds, where N is the frequency domain point number for the Fourier fast transform, the frequency range of the Fourier fast transform 1~N, (102) that the time-domain pilot-frequency signal y (n) at the receiving side is converted to a complementary Fourier fast transform frequency range Y (k) = FFT (y (n)) by the Fourier fast transformation, for which the equations n = 1 , ..., N and k = 1, ..., N, (103) that the frequency domain signal l Y (k) at the receiving side in conjunction with the pilot frequency signal P (k) to be transmitted is given the following formula to obtain corresponding estimate H (k) after elimination of the pilot frequency effect: (104) that a rough timing related estimate the estimated estimate H (k) is made according to the setting of the subcarrier pitch .DELTA.m to obtain a corresponding timing deviation estimation value .DELTA.t (105) that timing compensation is performed on the pilot frequency depending on the magnitude of the timing deviation estimation value .DELTA.t by the following formula; (106) that the sub-carrier pitch Δm is lengthened and the above steps (104) and (105) are repeated, the repetition number being determined according to the bandwidth of the orthogonal frequency-division multiplexing system and occupancy state of the subcarriers of the subscriber signal Subcarrier step size Δm after a certain Accuracy request is lengthened and the above steps (104) and (105) are repeated to make a fine timing related estimate on the detected estimate H (k); and (108) timing recovery is performed on the time domain pilot frequency signal y (n) at the receiving side becomes.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf die Funkverkehrtechnik, insbesondere auf die orthogonale Frequenzmultiplexkommunikationstechnik, und betrifft ein Steuerverfahren für Signalzeitgebung und Frequenzabweichungskompensation des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems.The invention relates to the radio traffic engineering, in particular to the orthogonal frequency division multiplex communication technique, and relates to a control method for signal timing and frequency deviation compensation of the orthogonal frequency division multiplexing system.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Das orthogonale Frequenzmultiplexverfahren (OFDM) weist viele Eigenschaften wie schnelle Datenübertragung, hohen Spektralnutzungsgrad und Anti-Mehrwege auf. Seit den vergangenen Jahren ist die OFDM-Technik in dem Bereich vom mobilen und/oder feststehenden Datenübertragen erfolgreich eingesetzt, z.B. asymmetrische digitale Teilnehmeranschlussleitung (ADSL), Digitaler Videorundfunk (DVB-T und DVB-H), und WLAN (Wireless LAN), usw. Zurzeit ist das OFDM als die wettbewerbsfähigste Übertragungstechnologie für den Mobilfunk der vierten Generation betrachtet.Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) has many features such as fast data transmission, high spectral efficiency and anti-multipath. For the past few years, the OFDM technique has been successfully used in the field of mobile and / or fixed data transmission, e.g. Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL), Digital Video Broadcasting (DVB-T and DVB-H), and Wireless LAN (WLAN), etc. At present, OFDM is considered the most competitive transmission technology for fourth generation mobile communications.

Weil das OFDM einen Kanal in dem Frequenzbereich in mehrere orthogonale Sub-Kanäle aufteilen kann, wobei die Trägerwellen der verschiedenen Sub-Kanälen miteinander orthogonal bleiben und die Spektren gegeneinander überschnitten sind, ist es möglich, die Störungen zwischen den Sub-Kanälen zu vermindern und den Nutzungsgrad der Spektren zu erhöhen. Das OFDM-System ist deshalb gegen den Frequenzversatz sehr empfindlich. Selbst ein sehr kleiner Frequenzversatz kann die Orthogonalität zwischen den Unterträgern gefährden, was zur Störung (ICI) zwischen den Trägerwellen, und somit zur schlimmen Absenkung der Systemfunktionsfähigkeit führt.Because the OFDM can divide a channel in the frequency domain into a plurality of orthogonal sub-channels, with the carrier waves of the different sub-channels remaining orthogonal with each other and the spectra being overlapped with each other, it is possible to reduce the interference between the sub-channels and the Increase the degree of utilization of the spectra. The OFDM system is therefore very sensitive to the frequency offset. Even a very small frequency offset can jeopardize the orthogonality between the subcarriers, leading to interference (ICI) between the carrier waves, and thus to a poor reduction in system performance.

Eine weitere Schwierigkeit beim Realisieren des OFDM-Systems liegt darin, dass das System einer anspruchsvollen Synchronisation unterliegt, weil das OFDM-System im Vergleich zu Einzelträgerwellen hinsichtlich der Zeitgebungsabweichungen empfindlicher ist. Symbolische Zeitgebungsabweichung bedeutet die Vorlaufzeit oder Verzögerung des FFT-Fensters beim Demodulieren der OFDM-Symbol. Falls die symbolische Zeitgebungsabweichung zu groß ist und die Zusammenzählung des Zeitgebungsversatzes mit der Erweitungslänge der maximalen Zeitverzögerung somit kleiner als die Länge der Zyklusvorsilbe ist, wird die Störung (ISI) zwischen den Zeichen hervorgerufen, was zum Zerstören der OFDM-Symbol und Absenken des Systemverhaltens führt. Es ist offensichtlich, dass eine korrekte symbolische Zeitgebungsabweichungsabschätzung für das Realisieren des OFDM-Systems entscheidend ist.Another difficulty in implementing the OFDM system is that the system is subject to sophisticated synchronization because the OFDM system is more sensitive to timing variations compared to single carrier waves. Symbolic timing deviation means the lead time or delay of the FFT window when demodulating the OFDM symbol. If the symbolic timing deviation is too large and the cumulation of the timing offset with the extension length of the maximum time delay is thus less than the length of the cycle prefix, the interference (ISI) is caused between the characters, resulting in destroying the OFDM symbol and lowering the system behavior , It is obvious that correct symbolic timing deviation estimation is critical to the realization of the OFDM system.

Es ist für die Planung des OFDM-Empfängers sehr wichtig, wie man den Zeitgebungsgleichlauf sowie die Effizienz und Genauigkeit der Trägerwellenfrequenzabweichungsabschätzung erhöht.It is very important for the planning of the OFDM receiver how to increase the timing tracking as well as the efficiency and accuracy of the carrier wave frequency deviation estimation.

Aus EP 0 683 576 B1 (siehe 4 in Verbindung mit den Abschnitten [0001] und [0052] bis [0090] der Beschreibung) ist ein Empfänger eines OFDM-Übertragungssystems und das zugehörige Betriebsverfahren bekannt, wobei Frequenz- und Phasenfehler auf Basis des FFT-transformierten Eingangssignals mit Pilotensignalen geschätzt und auf der Empfangsseite korrigiert, also kompensiert werden.Out EP 0 683 576 B1 (please refer 4 in connection with Sections [0001] and [0052] to [0090] of the description), a receiver of an OFDM transmission system and the associated method of operation is known, wherein frequency and phase errors based on the FFT-transformed input signal are estimated with pilot signals and stored on the Receiving side corrected, so be compensated.

Aus US 2005/0036564 A1 (siehe 1 in Verbindung mit den Abschnitten [0001], [0006] und [0084] bis [0090] der Beschreibung) ist ein Verfahren zur Verarbeitung eines OFDM-Signals zur Verbesserung der Synchronisationsleistung eines OFDM-Empfängers bekannt, bei dem eine auf Basis des FFT-transformierten Eingangssignals ermittelte Metrik iterativ berechnet wird, um einen ganzzahligen Frequenz- und/oder Zeitversatz bestimmen und kompensieren zu können.Out US 2005/0036564 A1 (please refer 1 in connection with Sections [0001], [0006] and [0084] to [0090] of the description), a method is known for processing an OFDM signal for improving the synchronization performance of an OFDM receiver, in which one based on the FFT transformed metric is calculated iteratively to determine an integer frequency and / or time offset and compensate.

Aus JP 2009-171266 A (siehe 3 in Verbindung mit den Abschnitten [0001], [0003] und [0022] bis [0038] ist eine Empfangseinheit eines Funkkommunikationsgerätes und dessen Funktionsweise bekannt, bei dem auf Basis eines FFT-transformierten Eingangssignals eine Einheit zur automatischen Frequenzsteuerung einen Oszillator auf der Empfangsseite steuert.Out JP 2009-171266 A (please refer 3 In connection with the sections [0001], [0003] and [0022] to [0038], a receiving unit of a radio communication apparatus and its operation is known in which an automatic frequency control unit controls an oscillator on the receiving side based on an FFT-transformed input signal ,

Im Stand der Technik ist ferner ein auf die OFDM-Zeitgebung und Trägerwellenfrequenzabweichung bezogenes Kombi-Sychronisationsverfahren bekannt. Bei den meisten Algorithmen ergeben sich die Zeitgebungs- und die Trägerwellenfrequenzabweichungs-Abschätzungen aus den Berechnungen anhand der empfangenen Signale. Im Juni 2011 hat Tao Wang, Hong Guo, Ou Li und Luokun Liu einen „auf Parallel-FFT basierenden Kombi-Synchronisationsalgorithmus der OFDM-Symbol-Zeitgebung mit der ganzzahlig mehrfachen Frequenzabweichung“ offengelegt (siehe „Journal of Information Industry University“ Vol. 12, No. 3, June 2011 ). Er bezieht sich konkret auf ein für das OFDM-System geeignetes Kombi-Schätzverfahren, welches auf dem zeit/frequenz-technischen zweidimensionalen symbolischen Zeitgebungsgleichlauf der parallelen FFT-Anordnung und der ganzzahlig vielfachen Trägerwellenfrequenzabweichung beruht. Dieser Algorithmus verwendet die parallele FFT-Anordnung so, dass sowohl eine komplementäre Berechnung der empfangen Pilotfrequenzcoden des OFDM-Signals mit den lokalen Pilotfrequenzcoden als auch eine ganzzahlig vielfache Frequenzabweichungskompensation erfolgen. Anhand der Zuordnung der Pilotfrequenzcodes lässt sich eine Symbol-Zeitgebung des OFDM-Signals erzielen, wobei diese Zuordnung gegen den ganzzahlig vielfachen Trägerwellenfrequenzversatz empfindlich ist. Die parallele FFT-Einheit kann deshalb die Frequenzabweichung des empfangenen Signals kompensieren, die Auswirkung der ganzzahlig vielfachen Frequenzabweichung auf das Zuordnungsverhalten beseitigen, und zugleich eine ganzzahlig vielfache Frequenzabweichungsabschätzung bereitstellen.Also known in the art is a combination synchronizing method related to OFDM timing and carrier wave frequency deviation. For most algorithms, the timing and carrier wave frequency deviation estimates result from the calculations based on the received signals. In June 2011 has Tao Wang, Hong Guo, Ou Li, and Luokun Liu disclosed a "FFT-based Multiple Frequency Multiple Deviation" OFDM symbol timing synchronous algorithm (see "Journal of Information Industry University" Vol. 12, No. 3 , June 2011 ). In particular, it relates to a combination estimation method suitable for the OFDM system, which is based on the time / frequency-technical two-dimensional symbolic timing synchronization of the parallel FFT arrangement and the integer multiple carrier wave frequency deviation. This algorithm uses the parallel FFT arrangement such that both a complementary calculation of the received pilot frequency codes of the OFDM signal with the local pilot frequency codes as well as an integer multiple frequency deviation compensation occur. Based on the assignment of the pilot frequency codes, a symbol timing of the OFDM signal can be obtained, which allocation is sensitive to the integer multiple carrier wave frequency offset. The parallel FFT unit can therefore compensate for the frequency deviation of the received signal, eliminate the effect of the integer multiple frequency deviation on the mapping behavior, and at the same time provide an integer multiple frequency deviation estimate.

Es sei doch bemerkt, dass das zuvor genannte Verfahren nicht in der Lage ist, sehr genaue Zeitgebung zu erbringen, da einerseits eine große Menge der FFT-Operation dafür erforderlich ist, weshalb sich die das Verfahren nutzenden Produkte sehr schwierig oder nur mit aufwendigen Kosten realisieren lassen, andererseits eine Zunahme der FFT-Punktzahl bzw. massive Steigerung der zu verarbeitenden Berechnungsgröße erforderlich ist, da eine hochgenaue Zeitgebung eine vielfache oder dutzendfache Signal-Probenahme in Anspruch nimmt.It should be noted that the aforementioned method is not able to provide very accurate timing because, on the one hand, a large amount of FFT operation is required, which is why the products using the method are very difficult or expensive to implement On the other hand, an increase in the FFT score or massive increase in the amount of computation to be processed is required, since a highly accurate timing requires a multiple or dozens of times signal sampling.

Inhalt der ErfindungContent of the invention

Ausgehend von den Nachteilen der herkömmlichen Ausführungsform ist ein Steuerverfahren für Signalzeitgebung und Frequenzabweichungskompensation des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems bereitgestellt, welches die Zeitgebung während der ergebenen ganzzahlig vielfachen Frequenzabweichungsabschätzung aus der Frequenzbereichsverarbeitung genau rechnen kann, so dass eine hohe Genauigkeit der Zeitgebungs- und Frequenzabweichungs-Abschätzung nur mittels einer kleinen Berechnungsgröße zur Verfügung steht und somit geringe Anwendungskosten sowie leichte Realisierungen möglich sind.Based on the disadvantages of the conventional embodiment, there is provided a control method for signal timing and frequency deviation compensation of the orthogonal frequency division multiplexing system which can accurately calculate the timing during the resulting integer multiple frequency deviation estimation from the frequency domain processing, so that high accuracy of the timing and frequency deviation estimation can be achieved only by means of one small calculation size is available and thus low application costs and easy implementations are possible.

Zum Lösen der Aufgabe wird mit der Erfindung ein Steuerverfahren für Signalzeitgebung und Frequenzabweichungskompensation des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems vorgeschlagen, bei dem vorgesehen ist,

  • - dass das Teilnehmer-Signal M- Unterträger belegt, (101) dass die Signalempfangsseite des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems das Zeitbereichssignal y(n) empfängt und anschließend ein separiertes Zeitbereichspilotfrequenzsignal yp(n) an der Empfangsseite je nach empfangenem Zeitbereichssignal y(n) erzielt, wofür die Gleichung n = 1,...,N gilt, wobei N als die Frequenzbereichspunktzahl für die Fourier-Schnelltransformation gilt, wobei der Frequenzbereich der Fourier-Schnelltransformation 1~N beträgt,
  • - (102) dass das Zeitbereichspilotfrequenzsignal yp(n) an der Empfangsseite in einen komplementären Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereich Yp(k) = FFT(yp(n)) durch die Fourier-Schnelltransformation konvertiert wird, wofür die Gleichungen n = 1,...,N und k = 1,...,N gelten,
  • - (103) dass das Frequenzbereichssignal Yp(k) an der Empfangsseite in Verbindung mit dem zu sendenden Pilotfrequenzsignal P(k) anhand der folgenden Formel gebracht wird, um entsprechenden Schätzwert H(k) nach dem Beseitigen der Pilotfrequenzauswirkung zu ermitteln: H ( k ) = Y p ( k ) × c o n j ( P ( k ) ) ,wobei  k = 1,..., N ,
    Figure DE102013222178B4_0003
  • - (104) dass eine grobe zeitgebungsbezogene Abschätzung an dem ermittelten Schätzwert H(k) je nach Einstellung der Unterträger-Schrittweite Δm vorgenommen wird, um einen entsprechenden Zeitgebungsabweichungsschätzwert Δt zu ermitteln,
  • - (105) dass eine Zeitgebungskompensation an der Pilotfrequenz in Abhängigkeit von der Größe des Zeitgebungsabweichungsschätzwerts Δt anhand der folgenden Formel vorgenommen wird, H _ c o m p ( k ) = H ( k ) × e j × 2 π × Δ t × k / N ,wobei  k =1 ,..., N ,
    Figure DE102013222178B4_0004
  • - (106) dass die Unterträger-Schrittweite Δm verlängert wird und die obigen Schritte (104) und (105) wiederholt werden, wobei die Wiederholungszahl je nach Bandbreite des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems sowie Belegungszustand der Unterträger des Teilnehmer-Signals bestimmt wird,
  • - (107) dass die Unterträger-Schrittweite Δm nach einer bestimmten Genauigkeitsanforderung verlängert wird und die obigen Schritte (104) und (105) wiederholt werden, um eine feine zeitgebungsbezogene Abschätzung an dem ermittelten Schätzwert H(k) vorzunehmen, und
  • - (108) dass eine Zeitgebungswiederherstellung an dem Zeitbereichspilotfrequenzsignal yp(n) an der Empfangsseite vorgenommen wird.
In order to achieve the object, the invention proposes a control method for signal timing and frequency deviation compensation of the orthogonal frequency division multiplex system, in which it is provided that
  • (101) that the signal receiving side of the orthogonal frequency division multiplexing system receives the time domain signal y (n) and then obtains a separated time domain pilot frequency signal y p (n) at the receiving side according to the received time domain signal y (n), for which the equation n = 1, ..., N holds, where N is the frequency domain point number for the Fourier fast transformation, the frequency range of the Fourier fast transformation being 1 ~ N,
  • (102) that the time domain pilot frequency signal y p (n) at the receiving side is converted into a complementary Fourier fast transformation frequency range Y p (k) = FFT (y p (n)) by the Fourier fast transformation, for which the equations n = 1, ..., N and k = 1, ..., N apply,
  • - (103) that the frequency domain signal Y p (k) at the receiving side in conjunction with the pilot frequency signal P (k) to be transmitted is given the following formula to obtain corresponding estimated value H (k) after elimination of the pilot frequency effect: H ( k ) = Y p ( k ) × c O n j ( P ( k ) ) ,in which k = 1,..., N .
    Figure DE102013222178B4_0003
  • (104) a coarse timing-related estimate is made on the determined estimate H (k) depending on the setting of subcarrier step size Δm to determine a corresponding timing deviation estimate Δt,
  • - (105) that timing compensation is performed on the pilot frequency depending on the magnitude of the timing deviation estimation value Δt by the following formula. H _ c O m p ( k ) = H ( k ) × e - j × 2 π × Δ t × k / N ,in which k = 1 , ..., N .
    Figure DE102013222178B4_0004
  • - (106) incrementing the sub-carrier pitch Δm and repeating the above steps (104) and (105), the repetition number being determined according to the bandwidth of the orthogonal frequency-division multiplexing system and occupancy state of the subcarriers of the subscriber signal,
  • - (107) incrementing the sub-carrier pitch Δm after a certain accuracy requirement and repeating the above steps (104) and (105) to make a fine timing-related estimate on the determined estimate H (k), and
  • - (108) that timing recovery is performed on the time domain pilot frequency signal y p (n) at the receiving side.

Zweckmäßig ist es, wenn der Schritt (104) die folgenden Sub-Schritte umfasst:

  • (104-1) Ermitteln von tg(k) laut der folgenden Formel durch die Division der Schätzwerte H der beiden Frequenzpunkte, die voneinander einen Abstand von Δm aufweisen und innerhalb des Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereichs durch das Teilnehmer-Signal belegt sind: t g ( k ) = H ( k + Δ m ) H ( k ) ,
    Figure DE102013222178B4_0005
    dabei gelten k und k + Δm jeweils als der innerhalb des Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereichs durch das Teilnehmer-Signal belegte Frequenzpunkt,
  • (104-2) Ermitteln des Mittelwertes aus allen tg(k) zum Ermitteln von tg_ave anhand der folgenden Formel: t g _ a v e = t g ( k ) ¯ ,
    Figure DE102013222178B4_0006
  • (104-3) Ermitteln des Zeitgebungsabweichungsschätzwertes Δt anhand der folgenden Formel: Δ t = atan ( t g _ a v e ) × N / ( 2 π × Δ m ) ,
    Figure DE102013222178B4_0007
    dabei gilt atan(tg_ave) für das Berechnen der Phasenlage.
It is expedient if step (104) comprises the following sub-steps:
  • (104-1) Determining tg (k) according to the following formula by dividing the estimated values H of the two frequency points spaced from each other by Δm and occupied by the subscriber signal within the Fourier fast transformation frequency range: t G ( k ) = H ( k + Δ m ) H ( k ) .
    Figure DE102013222178B4_0005
    where k and k + Δm are each considered to be the frequency point occupied by the subscriber signal within the Fourier fast transform frequency range,
  • (104-2) Find the mean of all tg (k) to find tg_ave using the following formula: t G _ a v e = t G ( k ) ¯ .
    Figure DE102013222178B4_0006
  • (104-3) determining the timing deviation estimation value Δt by the following formula: Δ t = atan ( t G _ a v e ) × N / ( 2 π × Δ m ) .
    Figure DE102013222178B4_0007
    atan (tg_ave) applies to the calculation of the phase position.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Steuerverfahrens kann vorgesehen sein, dass das erneute Einstellen der Unterträger-Schrittweite Δm bei dem Schritt (107) folgendermaßen erfolgt:

  • - erneutes Einstellen der Unterträger-Schrittweite Δm je nach Belegungszustand der Teilnehmer in dem positiven und negativen Frequenzbereich: Δ m = n n e g n p o s ,
    Figure DE102013222178B4_0008
    dabei gilt, dass npos eine Frequenzpunktnummer ist, welche in dem Nullfrequenzbereich und dem positiven Frequenzbereich innerhalb des Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereichs durch das Teilnehmer-Signal belegt ist, während nneg eine Frequenzpunktnummer ist, welche in dem negativen Frequenzbereich innerhalb des Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereichs durch das Teilnehmer-Signal belegt ist.
In a further advantageous embodiment of the control method, it can be provided that the renewed setting of the subcarrier pitch Δm in the step (107) takes place as follows:
  • - Re-setting the subcarrier step size Δm depending on the occupancy state of the participants in the positive and negative frequency range: Δ m = n n e G - n p O s .
    Figure DE102013222178B4_0008
    where n pos is a frequency point number occupied by the subscriber signal in the zero frequency range and the positive frequency range within the Fourier fast transform frequency range, while n neg is a frequency point number which is in the negative frequency range within the Fourier fast transform frequency range Subscriber signal is busy.

Bei diesem Steuerverfahren ist npos die erste Frequenzpunktnummer, die in dem Nullfrequenzbereich und dem positiven Frequenzbereich innerhalb des Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereichs durch das Teilnehmer-Signal belegt ist, während nneg die erste Frequenzpunktnummer ist, die in dem negativen Frequenzbereich innerhalb des Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereichs durch das Teilnehmer-Signal belegt ist.In this control method, n pos is the first frequency point number occupied in the zero frequency range and the positive frequency range within the Fourier fast transform frequency range by the subscriber signal, while n neg is the first frequency point number in the negative frequency range within the Fourier fast transform frequency range the subscriber signal is busy.

Der positive Frequenzbereich gilt als der positive Frequenzbereich beim Umsetzen des Teilnehmer-Signals auf das Basisband zum Verarbeiten und bezieht sich auf alle über der Mitte der Systembandbreite liegenden Frequenzpunkte im Hinblick auf die durch die Teilnehmer belegte Systembandbreite. Der negative Frequenzbereich bezieht sich auf alle unter der Mitte der Systembandbreite liegenden Frequenzpunkte. Der Systembandbreite-Mittenfrequenzpunkt gilt im Allgemeinen als der Frequenznullpunkt während der Verarbeitung des Basisband-Signals. In dem Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereich gelten die Nummer 1∼N/2+1 als der Nullfrequenzbereich bzw. die positiven Frequenzbereichspunkte und die Nummern N/2+2∼N als die negativen Frequenzbereichspunkte.The positive frequency range is considered to be the positive frequency range in translating the subscriber signal to baseband for processing, and refers to all frequency points above the center of the system bandwidth with respect to the system bandwidth occupied by the subscribers. The negative frequency range refers to all frequency points below the center of the system bandwidth. The system bandwidth center frequency point is generally considered to be the frequency zero during processing of the baseband signal. In the Fourier fast transform frequency range, the numbers 1~N / 2 + 1 as the zero frequency range and the positive frequency range points, respectively, and the numbers N / 2 + 2~N as the negative frequency range points.

Bei dem erfindungsgemäßen Steuerverfahren kann der Schritt (108) zweckmäßigerweise die folgenden Sub-Schritte umfassen:

  • (108-1) Umwandeln des Zeitbereichspilotfrequenzsignals yp(n) an der Empfangsseite in das Frequenzbereichssignal Y(k) durch die Fourier-Schnelltransformation anhand der folgenden Formel: Y ( k ) = F F T ( y ( n ) ) ,wobei  n = 1,..., N k = 1,..., N ,
    Figure DE102013222178B4_0009
  • (108-2) zeitgebungsbozogenes Kompensieren an dem Frequenzbereichssignal Y(k) anhand der folgenden Formel, Y _ c o m p ( k ) = Y ( k ) × e j × 2 π × Δ t × k / N ,wobei  k = 1,..., N ,
    Figure DE102013222178B4_0010
  • (108-3) Umwandeln des kompensierten Frequenzbereichssignals Y_comp(k) in das Zeitbereichssignal, um eine weitere Signalverarbeitung zu ermöglichen.
In the control method according to the invention, the step (108) can expediently comprise the following sub-steps:
  • (108-1) converting the time-domain pilot-frequency signal y p (n) at the receiving side into the frequency-domain signal Y (k) by the Fourier fast-transformation using the following formula: Y ( k ) = F F T ( y ( n ) ) ,in which n = 1,..., N . k = 1,..., N .
    Figure DE102013222178B4_0009
  • (108-2) timing-compensated on the frequency-domain signal Y (k) by the following formula, Y _ c O m p ( k ) = Y ( k ) × e - j × 2 π × Δ t × k / N ,in which k = 1,..., N .
    Figure DE102013222178B4_0010
  • (108-3) converting the compensated frequency domain signal Y_comp (k) into the time domain signal to enable further signal processing.

Ferner kann be idem Steuerverfahren mit Vorteil vorgesehen sein, dass der Schritt (101) die folgenden Sub-Schritte umfasst:

  • (101-1) Empfangen des Zeitbereichssignals y(n) durch die Signalempfangsseite des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems,
  • (101-2) Umsetzen des Mittenfrequenzpunktes von dem Zeitbereichssignal y(n) in den Nullfrequenzbereich, um das Signal y-shift(n) nach dem Spektralversetzen zu erfassen, falls das Zeitbereichssignal y(n) nur in dem positiven Frequenzbereich oder nur in dem negativen Frequenzbereich liegt, oder in dem positiven Frequenzbereich und dem negativen Frequenzbereich asymmetrisch verlegt ist,
  • (101-3) Ermitteln des Zeitbereichspilotfrequenzsignals yp(n) an der Empfangsseite gemäß dem spektralversetzten Signal y_shift(n).
Furthermore, it can be advantageously provided for the control method that the step (101) comprises the following sub-steps:
  • (101-1) receiving the time domain signal y (n) through the signal receiving side of the orthogonal frequency division multiplexing system,
  • (101-2) converting the center frequency point from the time domain signal y (n) to the zero frequency range to detect the signal y-shift (n) after the spectral shift if the time domain signal y (n) is only in the positive frequency range or only in the positive frequency range negative frequency range, or is asymmetrically shifted in the positive frequency range and the negative frequency range,
  • (101-3) Determining the time domain pilot frequency signal y p (n) at the receiving side in accordance with the spectrally offset signal y_shift (n).

Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn das Umsetzen des Mittenfrequenzpunktes von dem Zeitbereichssignal y(n) in den Nullfrequenzbereich zum Erfassen des spektralversetzten Signals y_shift(n) folgendermaßen erfolgt: Ermitteln des spektralversetzten Signals y_shift(n) anhand der folgenden Formel: y _ s h i f t ( n ) = y ( n ) × e j × 2 π × f _ o f f s e t × Δ f / N , n =1 , , N ,

Figure DE102013222178B4_0011
dabei gelten f_offset = round ((m1+mM)/2)-Mall/2, round ((m1+mM)/2) als die Mittenfrequenzpunkte der M- Unterträger m1∼mM, m1 als die kleinste Numerierung des in der Systembandbreite durch einen Teilnehmer belegten Frequenzpunktes, mM als größte Numerierung des in der Systembandbreite durch einen Teilnehmer belegten Frequenzpunktes, Mall als die Anzahl der verfügbaren Unterträger in der Systembandbreite, Δf als die Intervalle der Unterträger in dem orthogonalen Frequenzmultiplexsystem.Furthermore, it may be expedient if the conversion of the center frequency point from the time domain signal y (n) into the zero frequency range for detecting the spectrally offset signal y_shift (n) takes place as follows: Determining the spectrally offset signal y_shift (n) using the following formula: y _ s H i f t ( n ) = y ( n ) × e - j × 2 π × f _ O f f s e t × Δ f / N . n = 1 . . N .
Figure DE102013222178B4_0011
where f_offset = round ((m 1 + m M ) / 2) -M all / 2, round ((m 1 + m M ) / 2) as the center frequency points of the M subcarriers m 1 ~m M , m 1 as the smallest numbering of the frequency point occupied by a subscriber in the system bandwidth, m M as the largest numbering of the frequency point occupied by a subscriber in the system bandwidth, M all as the number of available subcarriers in the system bandwidth, Δf as the intervals of the subcarriers in the orthogonal frequency division multiplex system ,

In vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass das Steuerverfahren die folgenden Sub-Schritte zwischen dem Schritt (102) und dem Schritt (103) umfasst, falls das empfangene Signal eine ganzzahlig mehrfache Frequenzabweichung hat:

  • (203) Feststellen eines ganzzahlig mehrfachen Frequenzversatzes ΔF je nach Spektralschwerpunkt,
  • (204) Erneutes Berechnen der durch das Teilnehmer-Signal belegten M-Unterträger m1+ΔF'∼mM +ΔF anhand des festgestellten ganzzahlig mehrfachen Frequenzversatzes ΔF, wobei die folgenden Sub-Schritte nach dem Schritt (108) vorgegeben sind:
  • (207) Ganzzahlig mehrfaches frequenzabweichungsbezogenes Kompensieren an dem Zeitbereichspilotfrequenzsignal yp(n) an der Empfangsseite.
Advantageously, it can be provided that the control method comprises the following sub-steps between the step (102) and the step (103) if the received signal has an integer multiple frequency deviation:
  • (203) determining an integer multiple frequency offset ΔF according to the spectral centroid,
  • (204) Re-calculating the M-subcarrier m 1 + ΔF'm M + ΔF occupied by the subscriber signal on the basis of the determined integer multiple frequency offset ΔF, the following sub-steps being predefined after step (108):
  • (207) Integer multiple frequency deviation related compensation to the time domain pilot frequency signal y p (n) at the receiving side.

Bei diesem Steuerverfahren kann mit Vorteil das Feststellen eines ganzzahlig mehrfachen Frequenzversatzes ΔF je nach Spektralschwerpunkt folgende Schritte aufweisen:

  • (203-1) Berechnen der Energie jedes Frequenzpunktes des Frequenzbereichssignals und Generieren eines Energiespektrums,
  • (203-2) Rauschunterdrücken an dem generierten Energiespektrum,
  • (203-3) Berechnen des sich aus der Rauschunterdrückung ergebenden Spektralschwerpunktes,
  • (203-4) Feststellen eines ganzzahlig mehrfachen Frequenzversatzes ΔF gemäß dem sich ergebenden Spektralschwerpunkt.
In this control method, the determination of an integer multiple frequency offset ΔF can advantageously have the following steps, depending on the spectral centroid:
  • (203-1) calculating the energy of each frequency point of the frequency domain signal and generating an energy spectrum,
  • (203-2) noise suppression on the generated energy spectrum,
  • (203-3) calculating the spectral centroid resulting from the noise suppression;
  • (203-4) detecting an integer multiple frequency offset ΔF according to the resulting spectral centroid.

Das vorliegende Steuerverfahren dient zum Erfassen verschiedener Zeitgebungsschätzbereiche und Genauigkeitsabweichungsschätzwerte mithilfe der Unterträger verschiedener Schrittweiten, zum zeitgebungsbezogenen Abschätzen je nach Phasenlagenabweichung in dem positiven bzw. negativen Signalfrequenzbereich, um die zeitgebungs- und frequenzabweichungsbezogene Schätzungsgenauigkeit nur mittels einer kleinen Berechnungsgröße effektiv zu verbessern, und zum genauen Zeitgebungsabschätzen während der Erzielung einer ganzzahlig mehrfachen Frequenzabweichungsabschätzung durch das Verarbeiten des Frequenzbereichs, falls ein Signal einer ganzzahlig mehrfachen Frequenzabweichung besteht. Das so konzipierte Steuerverfahren für Signalzeitgebung und Frequenzabweichungskompensation des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems ist durch geringe Anwendungskosten und leichte Realisierungsart gekennzeichnet.The present control method is for detecting various timing estimation ranges and accuracy deviation estimates using the subcarriers of different step widths for timing-related estimation depending on the phase deviation in the positive and negative signal frequency ranges, respectively, to effectively improve the timing and frequency deviation related estimation accuracy only by a small amount of computation and accurate timing estimation while obtaining an integer multiple frequency deviation estimate by processing the frequency range if a signal of an integer multiple frequency deviation exists. The so-designed control method for signal timing and frequency deviation compensation of the orthogonal frequency division multiplexing system is characterized by low application cost and ease of implementation.

Figurenlistelist of figures

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung, die in

  • 1 ein Schrittdiagramm des erfindungsgemäßen Steuerverfahrens,
  • 2 die Ansicht des Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereichs des erfindungsgemäßen Steuerverfahrens,
  • 3 eine schematische Darstellung der auf den Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereich gemappten orthogonalen Frequenzmultiplexsystembandbreite bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform und
  • 4 ein Schrittdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerverfahrens
zeigt.Other objects, advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description of the embodiments with reference to the drawing, which
  • 1 a step diagram of the control method according to the invention,
  • 2 the view of the Fourier fast transformation frequency range of the control method according to the invention,
  • 3 a schematic representation of the mapped to the Fourier fast transformation frequency range orthogonal frequency division multiplex system bandwidth in the embodiment according to the invention and
  • 4 a step diagram of a preferred embodiment of the control method according to the invention
shows.

Beschreibung der bevorzugten AusführungsformDescription of the preferred embodiment

In 1 ist ein Schrittdiagramm des erfindungsgemäßen Steuerverfahrens dargestellt.In 1 is a step diagram of the control method according to the invention shown.

Angenommen, dass sowohl der positive Frequenzbereich als auch der negative Frequenzbereich durch die Teilnehmer-Signale belegt sind, belegen die Teilnehmer-Signale M- Unterträger m1∼mM in dem positiven/negativen Frequenzbereich sowie in dem Nullfrequenzbereich, wobei der minimale Unterträger m1 in dem negativen Frequenzbereich liegt, während sich der maximale Unterträger mM in dem positiven Frequenzbereich befindet. Komplementär mit den Unterträgern in dem negativen Frequenzbereich bleibt der Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereich n1∼N, während die Unterträger in dem Nullfrequenzbereich und dem positiven Frequenzbereich komplementär mit dem Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereich 1∼nM bleiben, so umfasst das Steuerverfahren die folgenden Schritte:

  • (101) dass die Signalempfangsseite des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems das Zeitbereichssignal y(n) empfängt und anschließend ein separiertes Zeitbereichspilotfrequenzsignal yp(n) an der Empfangsseite je nach empfangenem Zeitbereichssignal y(n) erzielt, wofür die Gleichung n=1,...,N gilt,
  • (102) dass das Zeitbereichspilotfrequenzsignal yp(n) an der Empfangsseite in einen komplementären Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereich Yp(k)=FFT(yp(n)) durch die Fourier-Schnelltransformation konvertiert wird, wofür die Gleichungen n=1,...,N und k=1,...,N gelten,
  • (103) dass das Frequenzbereichssignal Yp(k) an der Empfangsseite in Verbindung mit dem zu sendenden Pilotfrequenzsignal P(k) anhand der folgenden Formel gebracht wird, um entsprechenden Schätzwert H(k) nach dem Beseitigen der Pilotfrequenzauswirkung zu ermitteln: H ( k ) = Y p ( k ) × c o n j ( P ( k ) ) ,wobei  k =1 ,..., N
    Figure DE102013222178B4_0012
  • (104) dass eine grobe zeitgebungsbezogene Abschätzung an dem ermittelten Schätzwert H(k) je nach Einstellung der Unterträger-Schrittweite Δm vorgenommen wird, um einen entsprechenden Zeitgebungsabweichungsschätzwert Δt zu ermitteln,
  • (105) dass eine Zeitgebungskompensation an der Pilotfrequenz in Abhängigkeit von der Größe des Zeitgebungsabweichungsschätzwerts Δt anhand der folgenden Formel vorgenommen wird, H _ c o m p ( k ) = H ( k ) × e j × 2 π × Δ t × k / N ,wobei  k =1 ,..., N ,
    Figure DE102013222178B4_0013
  • (106) dass die Unterträger-Schrittweite Δm verlängert wird und die obigen Schritte (104) und (105) wiederholt werden, wobei die Wiederholungszahl je nach Bandbreite des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems sowie Belegungszustand der Unterträger des Teilnehmer-Signals bestimmt wird,
  • (107) dass die Unterträger-Schrittweite Δm nach einer bestimmten Genauigkeitsanforderung verlängert wird und die obigen Schritte (104) und (105) wiederholt werden, um eine feine zeitgebungsbezogene Abschätzung an dem ermittelten Schätzwert H(k) vorzunehmen, und
  • (108) dass eine Zeitgebungswiederherstellung an dem Zeitbereichspilotfrequenzsignal yp(n) an der Empfangsseite vorgenommen wird.
Assuming that both the positive frequency range and the negative frequency range are occupied by the subscriber signals, the subscriber signals occupy M subcarriers m 1 ~m M in the positive / negative frequency range as well as in the zero frequency range, the minimum subcarrier m 1 is in the negative frequency range while the maximum sub-carrier m M is in the positive frequency range. Complementary with the subcarriers in the negative frequency range, the Fourier fast transform frequency range n 1 ~N remains, while the subcarriers in the zero frequency range and the positive frequency range are complementary to the Fourier fast transform frequency range 1n M , so the control method comprises the following steps:
  • (101) that the signal receiving side of the orthogonal frequency division multiplexing system receives the time domain signal y (n) and then obtains a separated time domain pilot frequency signal y p (n) at the receiving side according to the received time domain signal y (n), for which the equation n = 1, ..., N is valid,
  • (102) that the time domain pilot frequency signal y p (n) at the receiving side is converted to a complementary Fourier fast transformation frequency range Y p (k) = FFT (y p (n)) by the Fourier fast transformation, for which the equations n = 1,. .., N and k = 1, ..., N apply,
  • (103) that the frequency domain signal Y p (k) at the receiving side in conjunction with the pilot frequency signal P (k) to be transmitted is expressed by the following formula to obtain corresponding estimated value H (k) after eliminating the pilot frequency impact: H ( k ) = Y p ( k ) × c O n j ( P ( k ) ) ,in which k = 1 , ..., N .
    Figure DE102013222178B4_0012
  • (104) that a rough timing related estimate is made to the determined estimate H (k) depending on the setting of the subcarrier pitch Δm to obtain a corresponding timing deviation estimation value Δt,
  • (105) that timing compensation is performed on the pilot frequency depending on the magnitude of the timing deviation estimation value Δt by the following formula. H _ c O m p ( k ) = H ( k ) × e - j × 2 π × Δ t × k / N ,in which k = 1 , ..., N .
    Figure DE102013222178B4_0013
  • (106) that the subcarrier pitch Δm is lengthened and the above steps ( 104 ) and ( 105 ), the repetition number being determined according to the bandwidth of the orthogonal frequency division multiplex system and the occupancy state of the subcarriers of the subscriber signal,
  • (107) that the subcarrier pitch Δm is extended after a certain accuracy requirement and the above steps ( 104 ) and ( 105 ) to make a fine timing-related estimate on the determined estimate H (k), and
  • (108) that timing recovery is performed on the time-domain pilot frequency signal y p (n) at the receiving side.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schritt (104) die folgenden Sub-Schritte auf:

  • (104-1) Ermitteln von tg(k) laut der folgenden Formel durch die Division der Schätzwerte H(k) der beiden Frequenzpunkte, die all im Abstand von Δm Frequenzpunkten innerhalb des Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereichs durch das Teilnehmer-Signal belegt sind: t g ( k ) = H ( k + Δ m ) H ( k ) ,
    Figure DE102013222178B4_0014
    dabei, k=1,...,nM-Δm, n1, Δm :
  • (104-2) Ermitteln des Mittelwertes aus allen tg(k) zum Ermitteln von tg_ave anhand der folgenden Formel: t g _ a v e = t g ( k ) ¯ ,
    Figure DE102013222178B4_0015
  • (104-3) Ermitteln des Zeitgebungsabweichungsschätzwertes Δt anhand der folgenden Formel: Δ t = atan ( t g _ a v e ) × N / ( 2 π × Δ m ) ,
    Figure DE102013222178B4_0016
    dabei gilt atan(tg_ave) für das Berechnen der Phasenlage.
In a preferred embodiment, the step ( 104 ) the following sub-steps:
  • (104-1) Determining tg (k) according to the following formula by dividing the estimates H (k) of the two frequency points occupied by the subscriber signal all at intervals of Δm frequency points within the Fourier fast transformation frequency range: t G ( k ) = H ( k + Δ m ) H ( k ) .
    Figure DE102013222178B4_0014
    thereby, k = 1, ..., n M -Δm, n 1 , Δm:
  • (104-2) Find the mean of all tg (k) to find tg_ave using the following formula: t G _ a v e = t G ( k ) ¯ .
    Figure DE102013222178B4_0015
  • (104-3) determining the timing deviation estimation value Δt by the following formula: Δ t = atan ( t G _ a v e ) × N / ( 2 π × Δ m ) .
    Figure DE102013222178B4_0016
    atan (tg_ave) applies to the calculation of the phase position.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, dass das erneute Einstellen der Unterträger-Schrittweite Δm bei dem Schritt (107) folgendermaßen vorgeht: Erneutes Einstellen der Unterträger-Schrittweite Δm je nach Belegungszustand der Teilnehmer in dem positiven und negativen Frequenzbereich: Δ m = n n e g n p o s ,

Figure DE102013222178B4_0017
In another preferred embodiment, resetting the subcarrier pitch Δm in the step (FIG. 107 The procedure is as follows: resetting the subcarrier increment .DELTA.m depending on the occupancy state of the subscribers in the positive and negative frequency ranges: Δ m = n n e G - n p O s .
Figure DE102013222178B4_0017

Dabei gilt npos als eine Frequenzpunktnummer, z.B. Nr. 1 für den ersten Frequenzpunkt, welche in dem Nullfrequenzbereich und dem positiven Frequenzbereich innerhalb des Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereichs durch das Teilnehmer-Signal belegt ist. nneg gilt als eine Frequenzpunktnummer, z.B. Nr. n1 für den ersten Frequenzpunkt, welche in dem negativen Frequenzbereich innerhalb des Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereichs durch das Teilnehmer-Signal belegt ist, nämlich Δm=n1-1.In this case, n pos is a frequency point number, for example No. 1 for the first frequency point, which is occupied by the subscriber signal in the zero frequency range and the positive frequency range within the Fourier fast transformation frequency range. n neg is considered a frequency point number, eg No. n1 for the first frequency point, which is occupied by the subscriber signal in the negative frequency range within the Fourier fast transformation frequency range, namely Δm = n 1 -1.

Der positive Frequenzbereich gilt als der positive Frequenzbereich beim Umsetzen des Teilnehmer-Signals auf das Basisband zum Verarbeiten und bezieht sich auf alle über der Mitte der Systembandbreite liegenden Frequenzpunkte im Hinblick auf die durch die Teilnehmer belegte Systembandbreite. Der negative Frequenzbereich bezieht sich auf alle unter der Mitte der Systembandbreite liegenden Frequenzpunkte. Der Systembandbreite-Mittenfrequenzpunkt gilt im Allgemeinen als der Frequenznullpunkt während der Verarbeitung des Basisband-Signals. In dem Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereich gelten die Nummer 1∼N/2+1 als der Nullfrequenzbereich bzw. die positiven Frequenzbereichspunkte, N/2+2∼N als die negativen Frequenzbereichspunkte.The positive frequency range is considered to be the positive frequency range in translating the subscriber signal to baseband for processing, and refers to all frequency points above the center of the system bandwidth with respect to the system bandwidth occupied by the subscribers. The negative frequency range refers to all frequency points below the center of the system bandwidth. Of the System bandwidth center frequency point is generally considered to be the frequency zero during processing of the baseband signal. In the Fourier fast transform frequency range, the number 1~N / 2 + 1 counts as the zero frequency range and the positive frequency range points, respectively, N / 2 + 2~N as the negative frequency range points.

Δm darf ein anderer Sollwert sein, vorausgesetzt, dass die beiden miteinander zu dividierenden H-Werte jeweils in dem positiven Frequenzbereich und dem negativen Frequenzbereich liegen.Δm may be a different setpoint, provided that the two H-values to be divided with one another lie in the positive frequency range and the negative frequency range, respectively.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schritt (108) die folgenden Sub-Schritte:

  • (108-1) Umwandeln des Zeitbereichspilotfrequenzsignals yp(n) an der Empfangsseite in das Frequenzbereichssignal Y(k) durch die Fourier-Schnelltransformation anhand der folgenden Formel: Y ( k ) = F F T ( y ( n ) ) ,wobei  n = 1,..., N k = 1,..., N ,
    Figure DE102013222178B4_0018
  • (108-2) Zeitgebungsbozogenes Kompensieren an dem Frequenzbereichssignal Y(k) anhand der folgenden Formel, Y _ c o m p ( k ) = Y ( k ) × e j × 2 π × Δ t × k / N ,wobei  k = 1,..., N ,
    Figure DE102013222178B4_0019
  • (108-3) Umwandeln des kompensierten Frequenzbereichssignals Y_comp(k) in das Zeitbereichssignal, um eine weitere Signalverarbeitung zu ermöglichen.
In another preferred embodiment, the step comprises 108 ) the following sub-steps:
  • (108-1) converting the time-domain pilot-frequency signal y p (n) at the receiving side into the frequency-domain signal Y (k) by the Fourier fast-transformation using the following formula: Y ( k ) = F F T ( y ( n ) ) ,in which n = 1,..., N . k = 1,..., N .
    Figure DE102013222178B4_0018
  • (108-2) Timing Boost Compensating on the frequency domain signal Y (k) by the following formula, Y _ c O m p ( k ) = Y ( k ) × e - j × 2 π × Δ t × k / N ,in which k = 1,..., N .
    Figure DE102013222178B4_0019
  • (108-3) converting the compensated frequency domain signal Y_comp (k) into the time domain signal to enable further signal processing.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schritt (101) die folgenden Sub-Schritte:

  • (101-1) Empfangen des Zeitbereichssignals y(n) durch die Signalempfangsseite des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems,
  • (101-2) Umsetzen des Mittenfrequenzpunktes von dem Zeitbereichssignal y(n) in den Nullfrequenzbereich, um das Signal y_shift(n) nach dem Spektralversetzen zu erfassen, falls das Zeitbereichssignal y(n) nur in dem positiven Frequenzbereich oder nur in dem negativen Frequenzbereich liegt, oder in dem positiven Frequenzbereich und dem negativen Frequenzbereich asymmetrisch verlegt ist,
  • (101-3) Ermitteln des Zeitbereichspilotfrequenzsignals yp(n) an der Empfangsseite je nach Signal y_shift(n) nach dem Spektralversetzen.
In a further preferred embodiment, the step comprises 101 ) the following sub-steps:
  • (101-1) receiving the time domain signal y (n) through the signal receiving side of the orthogonal frequency division multiplexing system,
  • (101-2) converting the center frequency point from the time domain signal y (n) to the zero frequency range to detect the signal y_shift (n) after the spectral shift if the time domain signal y (n) is only in the positive frequency range or only in the negative frequency range or asymmetrically in the positive frequency range and the negative frequency range,
  • (101-3) Determining the time domain pilot frequency signal y p (n) at the receiving end according to the signal y_shift (n) after the spectral shift.

Dass das Umsetzen des Mittenfrequenzpunktes von dem Zeitbereichssignal y(n) in den Nullfrequenzbereich zum Erfassen des Signals y_shift(n) nach dem Spektralversetzen folgendermaßen konkret vorgeht: Ermitteln des Signals y_shift(n) nach dem Spektralversetzen anhand der folgenden Formel: y _ s h i f t ( n ) = y ( n ) × e j × 2 π × f _ o f f s e t × Δ f / N , n = 1 , , N ,

Figure DE102013222178B4_0020
dabei gelten f_offset=round ((m1+mM)/2)-Mall/2, round ((m1+mM)/2) als die Mittenfrequenzpunkte der M- Unterträger m1∼mM, Δf als die Intervalle der Unterträger in dem orthogonalen Frequenzmultiplexsystem.That the conversion of the center frequency point from the time domain signal y (n) into the zero frequency range for detecting the signal y_shift (n) after the spectral shift is concrete as follows: Determining the signal y_shift (n) after the spectral offset using the following formula: y _ s H i f t ( n ) = y ( n ) × e - j × 2 π × f _ O f f s e t × Δ f / N . n = 1 . . N .
Figure DE102013222178B4_0020
where f_offset = round ((m 1 + m M ) / 2) -M all / 2, round ((m 1 + m M ) / 2) as the center frequency points of the M subcarriers m 1 ~m M , Δf as the Intervals of Subcarriers in the Orthogonal Frequency Division Multiplexing System.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Steuerverfahren die folgenden Sub-Schritte zwischen den Schritten (102) und (103), falls das empfangene Signal eine ganzzahlig mehrfache Frequenzabweichung hat:

  • (203) Feststellen eines ganzzahlig mehrfachen Frequenzversatzes ΔF je nach Spektralschwerpunkt,
  • (204) Erneutes Berechnen der durch das Teilnehmer-Signal belegten M-Unterträger m1+ΔF∼mM+ΔF anhand des festgestellten ganzzahlig mehrfachen Frequenzversatzes ΔF, wobei die folgenden Sub-Schritte nach dem Schritt (108) vorgesehen sind:
  • (207) Ganzzahlig mehrfaches frequenzabweichungsbezogenes Kompensieren an dem Zeitbereichspilotfrequenzsignal yp(n) an der Empfangsseite.
In a preferred embodiment, the control method comprises the following sub-steps between the steps ( 102 ) and ( 103 ), if the received signal has an integer multiple frequency deviation:
  • (203) determining an integer multiple frequency offset ΔF according to the spectral centroid,
  • (204) Re-calculating the M-subcarrier m 1 + ΔF~ m M + ΔF occupied by the subscriber signal based on the detected integer multiple frequency offset ΔF, the following sub-steps after the step ( 108 ) are provided:
  • (207) Integer multiple frequency deviation related compensation to the time domain pilot frequency signal y p (n) at the receiving side.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Feststellen eines ganzzahlig mehrfachen Frequenzversatzes ΔF je nach Spektralschwerpunkt folgende Schritte aufweist:

  • (203-1) Berechnen der Energie jedes Frequenzpunktes des Frequenzbereichssignals und Generieren eines Energiespektrums,
  • (203-2) Rauschunterdrücken an dem generierten Energiespektrum,
  • (203-3) Berechnen des aus der Rauschunterdrückung ergebenen Spektralschwerpunktes,
  • (203-4) Feststellen eines ganzzahlig mehrfachen Frequenzversatzes ΔF nach dem ergebenen Spektralschwerpunkt.
In another preferred embodiment it is provided that the determination of an integer multiple frequency offset ΔF according to the spectral center of gravity has the following steps:
  • (203-1) calculating the energy of each frequency point of the frequency domain signal and generating an energy spectrum,
  • (203-2) noise suppression on the generated energy spectrum,
  • (203-3) calculating the spectral centroid resulting from the noise suppression,
  • (203-4) Find an integer multiple frequency offset ΔF after the resulting spectral centroid.

In dem orthogonalen Frequenzmultiplexsystem erfolgt die zeitgebungsbezogene Bewertung je nach Phasenlage des Frequenzbereichs. Je nach Einstellung der Unterträger-Schrittweite lassen sich verschiedene zeitgebungsbezügliche Schätzbereiche und Genauigkeiten ermitteln. Ferner können hochgenaue Zeitgebungspositionen laut der Abschätzung der Phasenlagenabweichungen in dem positiven und negativen Signalfrequenzbereich erfasst werden. Bei dem mit einer ganzzahlig vielfachen Frequenzabweichung versehenen Signal kann nach der abgeschätzten ganzzahlig vielfachen Frequenzabweichung in dem Frequenzbereich wieder berechnet werden, auf welchem Unterträger sich das Signal befindet. Daraufhin ergibt sich die zeitgebungsbezogene Abschätzung aus der Phasenlagendifferenz zwischen diesen Unterträgern.In the orthogonal frequency multiplexing system, the timing-related evaluation is made according to the phase position of the frequency domain. Depending on the setting of the sub-carrier step size, various timing-related estimation ranges and accuracies can be determined. Further, highly accurate timing positions may be detected according to the estimation of the phase angle deviations in the positive and negative signal frequency ranges. In the case of the signal provided with an integer multiple frequency deviation, it is again possible to calculate, on the basis of the estimated integer multiple frequency deviation in the frequency range, on which subcarrier the signal is located. Thereupon, the timing related estimate results from the phase difference between these subcarriers.

Das Grundprinzip des erfindungsgemäßen Schrittweitensteuerverfahrens liegt darin, dass die sequentiellen Zeitbereichsversätze komplementär mit der Rotation der Phasenlagen in dem Frequenzbereich bleiben. Für die begrenzte Sequenz x(n),0≤n≤N-1 gilt X(k) als die auf x(n) bezogene zerstreute Fourier-Transformation: X(k) = DFT[x(n)].The basic principle of the step size control method according to the invention is that the sequential time domain offsets remain complementary to the rotation of the phase positions in the frequency range. For the limited sequence x (n), 0≤n≤N-1, X (k) is considered the scattered Fourier transform related to x (n): X (k) = DFT [x (n)].

In der Formel xm(n)=x((n+m))NRN(n) gilt x((n+m))N als die auf xn bezogene Umsetzung der Intervallfortsetzungssequenz, die Multiplikation mit RN(n) bedeutet die Auswahl der Hauptwerte-Sequenz in der Intervallsequenz nach dem Umsetzen in der Fortsetzungssequenz. Deshalb gilt xm(n) noch als eine eingeschränkte Sequenz mit N Punkten. Für xm(n) gilt die zerstreut Fourier- Transformation Xm(k), so dass X m ( k ) = D F T [ x m ( n ) ] = W N m k X ( k ) ,

Figure DE102013222178B4_0021
wobei W N m k = e j × 2 π × m × k / N .
Figure DE102013222178B4_0022
In the formula x m (n) = x ((n + m)) N R N (n), x ((n + m)) N is the conversion of the interval continuation sequence relative to x n , the multiplication by R N (n ) means the selection of the main value sequence in the interval sequence after the conversion in the continuation sequence. Therefore, x m (n) still holds as a restricted sequence with N points. For x m (n) the scattered Fourier transformation X m (k) holds, so that X m ( k ) = D F T [ x m ( n ) ] = W N - m k X ( k ) .
Figure DE102013222178B4_0021
in which W N - m k = e j × 2 π × m × k / N ,
Figure DE102013222178B4_0022

Aus der Phasenlagendifferenz zwischen den Frequenzpunkten k1 und k2 kann die Umsetzung m ermittelt werden: Δ = X m ( k 2 ) / X ( k 2 ) X m ( k 1 ) / X ( k 1 ) = W N m k 2 W N m k 1 = e j × 2 π × m × k 2 / N e j × 2 π × m × k 1 / N = e j × 2 π × m × ( k 2 k 1 )

Figure DE102013222178B4_0023
m = atan ( Δ ) / ( 2 π × ( k 2 k 1 ) / N )
Figure DE102013222178B4_0024
From the phase position difference between the frequency points k 1 and k 2 , the conversion m can be determined: Δ = X m ( k 2 ) / X ( k 2 ) X m ( k 1 ) / X ( k 1 ) = W N - m k 2 W N - m k 1 = e j × 2 π × m × k 2 / N e j × 2 π × m × k 1 / N = e j × 2 π × m × ( k 2 - k 1 )
Figure DE102013222178B4_0023
m = atan ( Δ ) / ( 2 π × ( k 2 - k 1 ) / N )
Figure DE102013222178B4_0024

Dabei gilt atan(•) für das Berechnen der Phasenlage.Atan (•) applies to the calculation of the phase position.

Angenommen, dass die Punktanzahl bei der FFT zum Signalverarbeiten als N gilt (siehe 2) und der verarbeiteten Frequenzbereich durch FFT als 1∼N gilt, wobei der Nullfrequenzbereich in 1 liegt, gilt 2∼N/2+1 als die Nummer des positiven Frequenzbereichs, während N/2+2∼N als die Nummer des negativen Frequenzbereichs gilt.Assume that the number of points in the FFT for signal processing is N (see 2 ) and the frequency range processed by FFT is 1 ~ N, where the zero frequency range is 1, 2~N / 2 + 1 is the positive frequency number, while N / 2 + 2~N is the negative frequency number ,

Wie in 3 dargestellt ist, beträgt die Anzahl der verfügbaren Unterträger innerhalb der Systembandbreite Mall (Mall<N). Die Nummern der Unterträger sind 1∼Mall, wobei 1-Mall/2-1 die Unterträger-Nummern des negativen Frequenzbereichs sind, Mall /2 die Nummer des Frequenznullpunktes ist und Mall /2+1∼Mall die Unterträger-Nummern des positiven Frequenzbereichs sind. As in 3 is shown, the number of available sub-carriers within the system bandwidth M all (M all <N). The subcarrier numbers are 1~M all , where 1-M all / 2-1 are the subcarrier numbers of the negative frequency range, M all / 2 is the frequency zero number, and M all / 2 + 1~M is all the subcarrier numbers. Numbers of the positive frequency range are.

Die Mall Unterträger werden auf den FFT-Frequenzbereich (1∼N ) zugeordnet:The M all subcarriers are assigned to the FFT frequency range (1~N):

Die Systembandbreite-Nullfrequenz Mall /2 wird auf den FFT-Frequenzbereich 1 gemappt, der negative Systembandbreite-Frequenzbereich 1∼Mall/2-1 wird auf den FFT-Frequenzbereich N-Mall/2+2∼N gemappt, der positive Systembandbreite-Frequenzbereich Mall/2+1∼Mall wird auf den FFT-Frequenzbereich 2∼Mall/2+1 gemappt.The system bandwidth null frequency M all / 2 is set to the FFT frequency range 1 mapped, the negative system bandwidth frequency range 1~M all / 2-1 is mapped to the FFT frequency range all NM / 2 + 2~N, the positive system bandwidth frequency range all M / 2 + 1~M all is applied to the FFT Frequency range 2 ~M all / 2 + 1 mapped.

Angenommen, dass ein bestimmter Unterträger i die Unterträgernummer mi innerhalb der Systembandbreite besitzt und die komplementäre FFT-Frequenzbereich-Nummer ni ist,
dann gilt n i = { N ( M a l l /2 m i + 1 ) + 2 m i M a l l /2 + 1 ,

Figure DE102013222178B4_0025
dabei liegt der obere Wert mi in dem negativen Frequenzbereich, während der untere Wert mi in dem Nullfrequenzbereich oder dem positiven Frequenzbereich liegt. Assuming that a particular subcarrier i has the subcarrier number m i within the system bandwidth and the complementary FFT frequency domain number is n i ,
then applies n i = { N - ( M a l l / 2 - m i + 1 ) + 2 m i - M a l l / 2 + 1 .
Figure DE102013222178B4_0025
In this case, the upper value m i lies in the negative frequency range, while the lower value m i lies in the zero frequency range or the positive frequency range.

Das erste KompensationsverfahrenThe first compensation procedure

Angenommen, dass das Teilnehmer-Signal M-Unterträger sowohl in dem positiven/negativen Frequenzbereich als auch in dem Nullfrequenzbereich belegt haben, und die Numerierung innerhalb der Systembandbreite m1∼mM ist, wobei m1 als die kleinste Nummer in dem negativen Frequenzbereich liegt, während mM als die größte Nummer in dem positiven Frequenzbereich liegt, dann sind die komplementären Nummern des FFT-Frequenzbereichs bezüglich des negativen Frequenzbereichs n1∼N, sowie bezüglich des Nullfrequenzbereichs und des positiven Frequenzbereichs 1∼nM.Assume that the subscriber signal has occupied M subcarriers in both the positive / negative frequency range and the zero frequency range, and the numbering within the system bandwidth is m 1 ~m M , where m 1 is the smallest number in the negative frequency range While m M is the largest number in the positive frequency range, the complementary numbers of the FFT frequency range are n 1 ~N with respect to the negative frequency range n 1 , and with respect to the zero frequency range and the positive frequency range 1~n M.

y(n) ist das empfangene Zeitbereichssignal, während P(k) das gesendete Pilotfrequenzbereichssignal ist. Das erfindungsgemäße Steuerverfahren kann folgende Schritte umfassen:

  • Schritt 101: Empfangen des Signals y(n), aus dem die Pilotfrequenz daraufhin separiert werden soll, wobei die Formel y p ( n ) y p ( n ) , n = 1 , , N
    Figure DE102013222178B4_0026
    gilt,
  • Schritt 102: Umwandeln des Zeitbereichspilotfrequenzsignals an der Empfangsseite mithilfe von FFT in den Frequenzbereich: Y p ( k ) = F F T ( y p ( n ) ) ,wobei  n = 1,..., N k = 1,..., N ,
    Figure DE102013222178B4_0027
  • Schritt 103: Zuordnen des empfangenen Frequenzbereichssignals mit dem gesendeten Pilotfrequenzsignals, und Beseitigen der Auswirkung der Pilotfrequenz: H ( k ) = Y p ( k ) × c o n j ( P ( k ) ) ,
    Figure DE102013222178B4_0028
    wobei k =1,...,N .
  • Schritt 104: Ausführen der groben zeitgebungsbezogenen Abschätzung.
y (n) is the received time domain signal, while P (k) is the transmitted pilot frequency domain signal. The control method according to the invention may comprise the following steps:
  • step 101 Receiving the signal y (n) from which the pilot frequency is to be separated thereupon, where the formula y p ( n ) : y p ( n ) . n = 1 . . N
    Figure DE102013222178B4_0026
    applies,
  • step 102 : Converting the time-domain pilot frequency signal on the receiving side to the frequency domain using FFT: Y p ( k ) = F F T ( y p ( n ) ) ,in which n = 1,..., N . k = 1,..., N .
    Figure DE102013222178B4_0027
  • step 103 Associating the received frequency domain signal with the transmitted pilot frequency signal, and eliminating the effect of the pilot frequency: H ( k ) = Y p ( k ) × c O n j ( P ( k ) ) .
    Figure DE102013222178B4_0028
    where k = 1, ..., N.
  • step 104 : Perform the rough timing estimate.

Division der H-Werte der beiden Frequenzpunkte, die im Abstand von Δm Frequenzpunkten in dem positiven und negativen Frequenzbereich liegen (die zu teilenden beiden Frequenzpunkte müssen die durch die Teilnehmer-Signale belegten Frequenzpunkte sein), nämlich: t g ( k ) = H ( k + Δ m ) H ( k ) , k = 1 , , n M Δ m , und  n 1 N Δ m

Figure DE102013222178B4_0029
Division of the H-values of the two frequency points spaced by Δm frequency points in the positive and negative frequency ranges (the two frequency points to be divided must be the frequency points occupied by the subscriber signals), namely: t G ( k ) = H ( k + Δ m ) H ( k ) . k = 1 . . n M - Δ m , and n 1 ~ N - Δ m
Figure DE102013222178B4_0029

Ermitteln des Mittelwertes aus tg(k): t g _ a v e = t g ( k ) ¯ ,

Figure DE102013222178B4_0030
Determining the mean value from tg (k): t G _ a v e = t G ( k ) ¯ .
Figure DE102013222178B4_0030

Anschließend wird der Zeitgebungsschätzwert anhand der obigen Formel 1 ermittelt: Δ t = atan ( t g _ a v e ) × N / ( 2 π × Δ m ) ,

Figure DE102013222178B4_0031
Then, the timing estimate is determined by Formula 1 above: Δ t = atan ( t G _ a v e ) × N / ( 2 π × Δ m ) .
Figure DE102013222178B4_0031

Schritt 105: Zeitgebungsbezogenes Kompensieren an der Pilotfrequenz anhand der auf Frequenzbereich bezogenen Kompensationsrechenregel, H _ c o m p ( k ) = H ( k ) × e j × 2 π × Δ t × k / N , w o b e i , k = 1, , N

Figure DE102013222178B4_0032
step 105 : Timing Compensating at the Pilot Frequency Using the Frequency Range Compensation Compensation Rule H _ c O m p ( k ) = H ( k ) × e j × 2 π × Δ t × k / N . w O b e i . k = 1, . N
Figure DE102013222178B4_0032

Schritt 106: Wiederholen der Schritte 104∼105 nach dem Vergrößern der Unterträger-Schrittweite Δm,step 106 : Repeating steps 104~105 after increasing the subcarrier pitch Δm,

Um den Schätzbereich und die Genauigkeit zu berücksichtigen, sind vielmalige Bewertungen erforderlich (dabei wird die Unterträger-Schrittweite stets vergrößert), weil die Genauigkeit der schätzbaren Zeitgebung desto höher bzw. der Schätzbereich desto kleiner ist, je größer die Unterträger-Schrittweite eingestellt ist.To account for the estimation range and the accuracy, multiple evaluations are required (the sub-carrier pitch is always increased), because the larger the sub-carrier pitch, the higher the accuracy of the estimable timing and the smaller the estimation range.

Δm und die Bewertungshäufigkeit sind je nach System-Bandbreite und Belegungszustand der Unterträger des Teilnehmer-Signals zu bestimmen.Δm and the evaluation frequency are to be determined depending on the system bandwidth and occupancy state of the subcarriers of the subscriber signal.

Schritt 107: Ausführen einer feinen Zeitgebungsabschätzung, wobei die eingesetzte Unterträger-Schrittweite in dem positiven Frequenzbereich oder negativen Frequenzbereich eingeschränkt ist und somit die Schätzgenauigkeit auch begrenzt ist. Zum weiteren Erhöhen der Schätzgenauigkeit können die Phasenlagen des positiven Frequenzbereichs und des negativen Frequenzbereichs gemeinsam überlegt werden, indem Δm=n1-1 eingestellt wird, damit die Division der H-Werte der beiden Frequenzpunkte erfolgt, die im Abstand von Δm Frequenzpunkten in dem positiven und negativen Frequenzbereich liegen: t g ( k ) = H ( k + Δ m ) H ( k ) , k = 1, ,max ( M a l l /2 m 1 , m M M a l l / 2 )

Figure DE102013222178B4_0033
step 107 Performing a fine timing estimation wherein the sub-carrier pitch used is limited in the positive frequency range or negative frequency range, and thus the estimation accuracy is also limited. To further increase the estimation accuracy, the phase positions of the positive frequency range and the negative frequency range can be considered together by setting Δm = n 1 -1 to divide the H values of the two frequency points spaced by Δm frequency points in the positive frequency and negative frequency range are: t G ( k ) = H ( k + Δ m ) H ( k ) . k = 1, ,Max ( M a l l / 2 - m 1 . m M - M a l l / 2 )
Figure DE102013222178B4_0033

Die übrigen Schritte sind gleich wie die Schritte 102∼103.The remaining steps are the same as steps 102~103.

Δm darf ein anderer Sollwert sein, vorausgesetzt, dass die beiden zu teilenden H-Werte jeweils in dem positiven Frequenzbereich und dem negativen Frequenzbereich liegen.Δm may be a different setpoint, provided that the two H-values to be divided lie in the positive frequency range and the negative frequency range, respectively.

Schritt 108: Terminierte Wiederherstellung des empfangenen Signals. Nach jeder Resultierung der zeitgebungsbezogenen Abschätzung aus den oben genannten Schritten erfolgt entweder ein Kompensieren an dem komplett empfangen Signal y(n) oder den Daten von y(n), oder lassen sich die Ergebnisse von den zeitgebungsbezogenen Abschätzungen aufrechnen und anschließend gemeinsam kompensieren, wobei sich das Kompensationsverfahren entweder in dem Zeitbereich oder in dem Frequenzbereich ausführen lässt.step 108 : Scheduled recovery of the received signal. After each result of the timing-related estimation from the above-mentioned steps, either compensation is made to the completely received signal y (n) or the data of y (n), or the results can be offset from the timing-related estimates and then jointly compensated, where Perform the compensation method either in the time domain or in the frequency domain.

Angenommen, dass die zu kompensierende Zeitgebungsabweichung bei Δt liegt, gelten die Frequenzbereichskompensationsverfahren folgendermaßen:

  • Schritt 108.1: Umwandeln des Signals y(n) an der Empfangsseite mithilfe von FFT in den Frequenzbereich: Y ( k ) = F F T ( y ( n ) ) , w o b e i n = 1, , N , k = 1, , N
    Figure DE102013222178B4_0034
  • Schritt 108.2: Zeitgebungskompensation an dem Frequenzbereich: Y _ c o m p ( k ) = Y ( k ) × e j × 2 π × Δ t × k / N , w o b e i , k =1 , , N
    Figure DE102013222178B4_0035
  • Schritt 108.3: Umwandeln des kompensierten Frequenzbereichssignals in das Zeitbereichssignal, um eine weitere Signalverarbeitung zu ermöglichen.
Assuming that the timing deviation to be compensated is Δt, the frequency domain compensation methods are as follows:
  • step 108.1 : Converting the signal y (n) on the receiving side by means of FFT in the frequency domain: Y ( k ) = F F T ( y ( n ) ) . w O b e i . n = 1, . N . k = 1, . N
    Figure DE102013222178B4_0034
  • step 108.2 : Timing compensation at the frequency range: Y _ c O m p ( k ) = Y ( k ) × e - j × 2 π × Δ t × k / N . w O b e i . k = 1 . . N
    Figure DE102013222178B4_0035
  • step 108.3 By converting the compensated frequency domain signal into the time domain signal to allow further signal processing.

Das zweite Kompensationsverfahren The second compensation procedure

Auf Grund des obigen Schritts 105 ist ersichtlich, dass einerseits Δm zum Erhöhen der Genauigkeit sehr groß eingestellt werden kann, wenn die Signale sowohl in dem positiven Frequenzbereich als auch in dem negativen Frequenzbereich bestehen, andererseits können nahezu alle H-Werte zum Berechnen der Phasenlagenabweichungen bzw. zum Verbessern der Rauschunterdrückung verwendet werden, wenn die Unterträgerzahl des positiven Frequenzbereichs im Wesentlichen gleich der des negativen Frequenzbereichs ist.Due to the above step 105 For example, it can be seen that on the one hand Δm can be made very large for increasing the accuracy when the signals are in both the positive frequency range and the negative frequency range, on the other hand, almost all the H values can be used to calculate the phase deviation and to improve the noise suppression, respectively when the subcarrier number of the positive frequency range is substantially equal to that of the negative frequency range.

In den Fällen, dass das Signal nur in dem positiven Frequenzbereich oder nur in dem negativen Frequenzbereich liegt, oder im positiven Frequenzbereich und negativen Frequenzbereich asymmetrisch verlegt ist, lässt sich die Mittenfrequenzpunkte des Signals durch die Spektralumsetzung in den Nullfrequenzbereich umsetzen, wonach eine zeitgebungsbezogene Abschätzung erfolgen soll.In cases where the signal is only in the positive frequency range or only in the negative frequency range, or asymmetrically in the positive frequency range and negative frequency range, the center frequency points of the signal can be converted into the zero frequency range by the spectral conversion, followed by a timing-related estimate should.

Bei diesem Verfahren gilt unter der Voraussetzung, dass, wie zuvor, die Teilnehmer-Signale M-Unterträger m1∼mM belegen, dass der Mittenfrequenzpunkt round ((m1+mM)/2) ist (falls (m1+mM)/2 nicht ganzzahlig ist, kann eine Aufrundung, Abrundung oder Rundung je nach Ziffer (< 5 oder ≧ 5) erfolgen, was mit round (•) bezeichnet wird) und der Nullfrequenzbereich innerhalb der Systembandbreite bei Mall/2 liegt. Um den Mittenfrequenzpunkt des Signals in den Nullfrequenzbereich umzusetzen, ist ein Frequenzversatz von
f_offset=round ((m1 +mM)/2)-Mall/2 erforderlich. Das sich aus der Spektralumsetzung ergebende Signal entspricht
y_shift(n)=y(n)×e-j×2π×f_offset×Δf/N, n=1,...,N, wobei Δf der Abstand der Unterträger in dem OFDM-System ist (z.B. Δf=15 kHZ in dem LTE-System).
In this method, provided that, as before, the subscriber signals M subcarriers m 1 ~m M prove that the center frequency point is round ((m 1 + m M ) / 2) (if (m 1 + m M ) / 2 is not an integer, a rounding, rounding or rounding can be made according to the number (<5 or ≧ 5), which is indicated by round (•)) and the zero frequency range lies within the system bandwidth at M all / 2. In order to convert the center frequency point of the signal into the zero frequency range, a frequency offset of
f_offset = round ((m 1 + m M ) / 2) -M all / 2 required. The signal resulting from the spectral conversion corresponds
y_shift (n) = y (n) × e -j × 2π × f_offset × Δf / N , n = 1, ..., N, where Δf is the pitch of the subcarriers in the OFDM system (eg, Δf = 15 kHZ) in the LTE system).

Anschließend erfolgt die zeitgebungsbezogene Abschätzung basierend auf y_shift(n) bzw. anhand des oben genannten ersten Verfahrens. Daraus kann sich die hochgenaue Zeitabweichnungsbewertung für die asymmetrischen Signal in dem Spektrum ergeben.Subsequently, the timing-related estimate is based on y_shift (n) or on the basis of the above-mentioned first method. This may result in the high accuracy timing deviation estimation for the asymmetric signals in the spectrum.

Das dritte KompensationsverfahrenThe third compensation procedure

Falls das empfangene Signal mit einer ganzzahlig vielfachen Frequenzabweichung versehen ist, erfolgt die zeitgebungsbezogene Abschätzung im Allgemeinen nur dann, wenn die ganzzahlig vielfache Frequenzabweichungsabschätzung bzw. die entsprechende Kompensation bereits stattgefunden sind. Es wird hier ein zeitgebungsbezogene Schätzverfahren vorgeschlagen, welches sich ausführen lässt, ohne die ganzzahlig vielfache Frequenzabweichung vorab zu korrigieren, bzw. mit einer reduzierten Berechnungsgröße . Dieses Verfahren (siehe 4) besteht aus den folgenden Schritten:

  • Schritt 201: gleich wie Schritt 101,
  • Schritt 202: gleich wie Schritt 102,
  • Schritt 203: Direkte Bewertung der ganzzahlig vielfachen Frequenzabweichung ΔF mithilfe des Spektrums. Es kann hier ein Schätzverfahren für die ganzzahlig vielfache Frequenzabweichung je nach Spektralschwerpunkt getroffen werden: Berechnen der Energie jedes Frequenzpunktes des Frequenzbereichssignals, Rauschunterdrücken an dem Energiespektrum, Ermitteln des Spektralschwerpunktes nach dem Rauschunterdrücken, Feststellen des ganzzahlig vielfachen Frequenzversatzes nach dem ermittelten Spektralschwerpunkt,
  • Schritt 204: Erneutes Berechnen der durch das Signal belegten Unterträger je nach der ganzzahlig vielfachen Frequenzabweichung. Angenommen ebenfalls, dass die ursprünglichen Teilnehmer-Signale M-Unterträger belegen und deren Numerierung innerhalb der Systembandbreite m1∼mM ist, wandeln sich die Unterträger, wo sich die empfangenen Signale befinden, nach dem Auftreten der ganzzahlig vielfachen Frequenzabweichung auf m1+ΔF∼mM+ΔF um,
  • Schritt 205: Ausführen der zeitgebungsbezogenen Abschätzung anhand des ersten oder des zweiten Verfahrens,
  • Schritt 206: Terminierte Wiederherstellung des empfangenen Signals y(n) oder der Daten von y(n),
  • Schritt 207: Ganzzahlig vielfache Frequenzabweichungskompensation an dem Zeitbereichssignal.
If the received signal is provided with an integer multiple frequency deviation, the timing-related estimate is generally performed only when the integer multiple frequency deviation estimate or compensation has already taken place. Here, a timing-related estimation method is proposed, which can be carried out without first correcting the integer multiple frequency deviation in advance, or with a reduced calculation quantity. This procedure (see 4 ) consists of the following steps:
  • step 201 : same as step 101 .
  • step 202 : same as step 102 .
  • step 203 : Direct evaluation of the integer multiple frequency deviation ΔF by means of the spectrum. Here, an estimation method for the integer multiple frequency deviation depending on the spectral centroid can be made: calculating the energy of each frequency point of the frequency domain signal, noise suppression on the energy spectrum, determining the spectral centroid after the noise suppression, ascertaining the integer multiple frequency offset after the determined spectral centroid,
  • step 204 Re-calculating the subcarrier occupied by the signal according to the integer multiple frequency deviation. Assuming also that the original subscriber signals occupy M subcarriers and their numbering is within the system bandwidth m 1 ~m M , the subcarriers where the received signals are located change to m 1 + ΔF after the occurrence of the integer multiple frequency deviation ~ m M + ΔF,
  • step 205 : Performing the timing estimate using the first or the second method,
  • step 206 : Scheduled recovery of the received signal y (n) or the data of y (n),
  • step 207 : Integer multiple frequency deviation compensation on the time domain signal.

Das erfindungsgemäße Steuerverfahren dient zum Erfassen verschiedener Zeitgebungsschätzbereiche und Genauigkeitsabweichungsschätzwerte mithilfe der Unterträger verschiedener Schrittweiten, zum zeitgebungsbezogenen Abschätzen je nach Phasenlagenabweichung in dem positiven bzw. negativen Signalfrequenzbereich, um die zeitgebungs- und frequenzabweichungsbezogene Schätzungsgenauigkeit nur mittels einer kleinen Berechnungsgröße effektiv zu verbessern, und zum genauen Zeitgebungsabschätzen während der Erzielung einer ganzzahlig mehrfachen Frequenzabweichungsabschätzung durch das Verarbeiten des Frequenzbereichs, selbst wenn das Signal eine ganzzahlig mehrfache Frequenzabweichung aufweist. Das so konzipierte Steuerverfahren für Signalzeitgebung und Frequenzabweichungskompensation des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems ist durch geringe Anwendungskosten und leichte Realisierungsart gekennzeichnet.The control method of the present invention is for detecting various timing estimation and accuracy deviation estimates using the subcarriers of different step widths for timing-related estimation depending on the phase deviation in the positive and negative signal frequency ranges, respectively, to effectively improve the timing and frequency deviation related estimation accuracy only by a small amount of computation, and for accurate timing estimation while obtaining an integer multiple frequency deviation estimate by processing the frequency range, even if the signal has an integer multiple frequency deviation. The so-designed control method for signal timing and frequency deviation compensation of the orthogonal frequency division multiplexing system is characterized by low application cost and ease of implementation.

In den obigen Abschnitten sind die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargestellt. Es ist jedoch zu bemerken, dass diese bevorzugten Ausführungsbeispiele den Bereich der Erfindung nicht beschränken, sondern nur zur Beschreibung der Erfindung dienen. In diesem Zusammenhang werden alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale als erfindungswesentlich angesehen.In the above sections the preferred embodiments are shown. It is to be noted, however, that these preferred embodiments do not limit the scope of the invention, but are only for the purpose of describing the invention. In this context, all new, disclosed in the description and / or drawing single and combination features are considered essential to the invention.

Claims (9)

Steuerverfahren für Signalzeitgebung und Frequenzabweichungskompensation des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems, dadurch gekennzeichnet, dass das Teilnehmer-Signal M-Unterträger belegt, und bestehend aus den folgenden Schritten: (101) dass die Signalempfangsseite des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems das Zeitbereichssignal y(n) empfängt und anschließend ein separiertes Zeitbereichspilotfrequenzsignal yp(n) an der Empfangsseite je nach empfangenem Zeitbereichssignal y(n) erzielt, wofür die Gleichung n=1,...,N gilt, wobei N als die Frequenzbereichspunktzahl für die Fourier-Schnelltransformation gilt, wobei der Frequenzbereich der Fourier-Schnelltransformation 1∼N beträgt, (102) dass das Zeitbereichspilotfrequenzsignal yp(n) an der Empfangsseite in einen komplementären Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereich Yp(k) =FFT(yp(n)) durch die Fourier-Schnelltransformation konvertiert wird, wofür die Gleichungen n=1,...,N und k=1,...,N gelten, (103) dass das Frequenzbereichssignal Yp(k) an der Empfangsseite in Verbindung mit dem zu sendenden Pilotfrequenzsignal P(k) anhand der folgenden Formel gebracht wird, um entsprechenden Schätzwert H(k) nach dem Beseitigen der Pilotfrequenzauswirkung zu ermitteln: H ( k ) = Y p ( k ) × c o n j ( P ( k ) ) , wobei  k = 1,..., N ,
Figure DE102013222178B4_0036
(104) dass eine grobe zeitgebungsbezogene Abschätzung an dem ermittelten Schätzwert H(k) je nach Einstellung der Unterträger-Schrittweite Δm vorgenommen wird, um einen entsprechenden Zeitgebungsabweichungsschätzwert Δt zu ermitteln, (105) dass eine Zeitgebungskompensation an der Pilotfrequenz in Abhängigkeit von der Größe des Zeitgebungsabweichungsschätzwerts Δt anhand der folgenden Formel vorgenommen wird, H _ c o m p ( k ) = H ( k ) × e j × 2 π × Δ t × k / N ,wobei   k =1 ,..., N ,
Figure DE102013222178B4_0037
(106) dass die Unterträger-Schrittweite Δm verlängert wird und die obigen Schritte (104) und (105) wiederholt werden, wobei die Wiederholungszahl je nach Bandbreite des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems sowie Belegungszustand der Unterträger des Teilnehmer-Signals bestimmt wird, (107) dass die Unterträger-Schrittweite Δm nach einer bestimmten Genauigkeitsanforderung verlängert wird und die obigen Schritte (104) und (105) wiederholt werden, um eine feine zeitgebungsbezogene Abschätzung an dem ermittelten Schätzwert H(k) vorzunehmen, und (108) dass eine Zeitgebungswiederherstellung an dem Zeitbereichspilotfrequenzsignal yp(n) an der Empfangsseite vorgenommen wird.
A control method for signal timing and frequency deviation compensation of the orthogonal frequency division multiplexing system, characterized in that the subscriber signal occupies M subcarriers, and comprising the following steps: (101) that the signal reception side of the orthogonal frequency division multiplexing system receives the time domain signal y (n) and then a separated time domain pilot frequency signal y p (n) is achieved at the receiving end according to the received time domain signal y (n), for which the equation n = 1, ..., N holds, where N is the frequency domain point number for the Fourier fast transformation, the frequency range of the Fourier Fast transformation 1~N, (102) that the time-domain pilot-frequency signal y p (n) at the receiving side is converted to a complementary Fourier fast transformation frequency range Y p (k) = FFT (y p (n)) by the Fourier fast transformation, for which Equations n = 1, ..., N and k = 1, ..., N hold, (103) that the freq ence range signal Y p (k) at the receiving side in conjunction with the pilot frequency signal P (k) to be transmitted is given by the following formula to obtain corresponding estimated value H (k) after elimination of the pilot frequency effect: H ( k ) = Y p ( k ) × c O n j ( P ( k ) ) , in which k = 1,..., N .
Figure DE102013222178B4_0036
(104) that a rough timing related estimate is made on the determined estimate H (k) depending on the setting of the subcarrier pitch Δm to obtain a corresponding timing deviation estimation value Δt (105) that timing compensation at the pilot frequency depending on the magnitude of the Timing deviation estimate Δt is made by the following formula H _ c O m p ( k ) = H ( k ) × e - j × 2 π × Δ t × k / N ,in which k = 1 , ..., N .
Figure DE102013222178B4_0037
(106) that the sub-carrier pitch Δm is lengthened and the above steps (104) and (105) are repeated, the repetition number being determined according to the bandwidth of the orthogonal frequency-division multiplexing system and occupancy state of the subcarriers of the subscriber signal Subcarrier step size Δm is extended after a certain accuracy requirement and the above steps (104) and (105) are repeated to make a fine timing related estimate on the determined estimate H (k), and (108) that a timing recovery on the time domain pilot frequency signal y p (n) is made at the receiving side.
Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (104) aus den folgenden Sub-Schritten besteht: (104-1) Ermitteln von tg(k) laut der folgenden Formel durch die Division der Schätzwerte H der beiden Frequenzpunkte, die voneinander einen Abstand von Δm aufweisen und innerhalb des Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereichs durch das Teilnehmer-Signal belegt sind: t g ( k ) = H ( k + Δ m ) H ( k ) ,
Figure DE102013222178B4_0038
dabei gelten k und k+Δm jeweils als der innerhalb des Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereichs durch das Teilnehmer-Signal belegte Frequenzpunkt, (104-2) Ermitteln des Mittelwertes aus allen tg(k) zum Ermitteln von tg_ave anhand der folgenden Formel: t g _ a v e = t g ( k ) ¯ ,
Figure DE102013222178B4_0039
(104-3) Ermitteln des Zeitgebungsabweichungsschätzwertes Δt anhand der folgenden Formel: Δ t = atan ( t g _ a v e ) × N / ( 2 π × Δ m ) ,
Figure DE102013222178B4_0040
dabei gilt atan(tg_ave) für das Berechnen der Phasenlage.
Control method according to Claim 1 characterized in that step (104) consists of the following sub-steps: (104-1) determining tg (k) according to the following formula by dividing the estimates H of the two frequency points spaced from each other by Δm and occupied within the Fourier fast transform frequency range by the subscriber signal: t G ( k ) = H ( k + Δ m ) H ( k ) .
Figure DE102013222178B4_0038
where k and k + Δm are each considered to be the frequency point occupied by the subscriber signal within the Fourier fast transform frequency range, (104-2) determining the average of all tg (k) to obtain tg_ave using the following formula: t G _ a v e = t G ( k ) ¯ .
Figure DE102013222178B4_0039
(104-3) determining the timing deviation estimation value Δt by the following formula: Δ t = atan ( t G _ a v e ) × N / ( 2 π × Δ m ) .
Figure DE102013222178B4_0040
atan (tg_ave) applies to the calculation of the phase position.
Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erneute Einstellen der Unterträger-Schrittweite Δm bei dem Schritt (107) folgendermaßen erfolgt: - Erneutes Einstellen der Unterträger-Schrittweite Δm je nach Belegungszustand der Teilnehmer in dem positiven und negativen Frequenzbereich: Δ m = n n e g n p o s ,
Figure DE102013222178B4_0041
dabei ist npos eine Frequenzpunktnummer, welche in dem Nullfrequenzbereich und dem positiven Frequenzbereich innerhalb des Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereichs durch das Teilnehmer-Signal belegt ist, während nneg eine Frequenzpunktnummer ist, welche in dem negativen Frequenzbereich innerhalb des Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereichs durch das Teilnehmer-Signal belegt ist.
Control method according to Claim 1 , characterized in that the renewed setting of the subcarrier step size Δm in the step (107) is carried out as follows: - re-setting the subcarrier step size Δm depending on the occupancy state of the participants in the positive and negative frequency range: Δ m = n n e G - n p O s .
Figure DE102013222178B4_0041
where n pos is a frequency point number occupied in the zero frequency range and the positive frequency range within the Fourier fast transform frequency range by the subscriber signal, while n neg is a frequency point number present in the negative frequency range within the Fourier fast transform frequency range by the subscriber signal is occupied.
Steuerverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass npos die erste Frequenzpunktnummer ist, die in dem Nullfrequenzbereich und dem positiven Frequenzbereich innerhalb des Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereichs durch das Teilnehmer-Signal belegt ist, während nneg die erste Frequenzpunktnummer ist, die in dem negativen Frequenzbereich innerhalb des Fourier-Schnelltransformationsfrequenzbereichs durch das Teilnehmer-Signal belegt ist.Control method according to Claim 3 characterized in that n pos is the first frequency point number occupied by the subscriber signal in the zero frequency range and the positive frequency range within the Fourier fast transform frequency range, while n neg is the first frequency point number present in the negative frequency range within the Fourier Fast transformation frequency range is occupied by the subscriber signal. Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (108) aus den folgenden Sub-Schritten besteht: (108-1) Umwandeln des Zeitbereichspilotfrequenzsignals yp(n) an der Empfangsseite in das Frequenzbereichssignal Y(k) durch die Fourier-Schnelltransformation anhand der folgenden Formel: Y ( k ) = F F T ( y ( n ) ) ,wobei  n = 1,..., N k = 1 ,..., N ,
Figure DE102013222178B4_0042
(108-2) zeitgebungsbezogenes Kompensieren an dem Frequenzbereichssignal Y(k) anhand der folgenden Formel, Y _ c o m p ( k ) = Y ( k ) × e j × 2 π × Δ t × k / N ,wobei  k = 1,..., N ,
Figure DE102013222178B4_0043
(108-3) Umwandeln des kompensierten Frequenzbereichssignals Y_comp(k) in das Zeitbereichssignal, um eine weitere Signalverarbeitung zu ermöglichen.
Control method according to Claim 1 characterized in that the step (108) consists of the following sub-steps: (108-1) converting the time-domain pilot-frequency signal y p (n) at the receiving side into the frequency-domain signal Y (k) by the Fourier fast-transformation using the following formula : Y ( k ) = F F T ( y ( n ) ) ,in which n = 1,..., N . k = 1 , ..., N .
Figure DE102013222178B4_0042
(108-2) timing compensation on the frequency domain signal Y (k) by the following formula, Y _ c O m p ( k ) = Y ( k ) × e - j × 2 π × Δ t × k / N ,in which k = 1,..., N .
Figure DE102013222178B4_0043
(108-3) converting the compensated frequency domain signal Y_comp (k) into the time domain signal to enable further signal processing.
Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (101) aus den folgenden Sub-Schritten besteht: (101-1) Empfangen des Zeitbereichssignals y(n) durch die Signalempfangsseite des orthogonalen Frequenzmultiplexsystems, (101-2) Umsetzen des Mittenfrequenzpunktes von dem Zeitbereichssignal y(n) in den Nullfrequenzbereich, um das Signal y_shift(n) nach dem Spektralversetzen zu erfassen, falls das Zeitbereichssignal y(n) nur in dem positiven Frequenzbereich oder nur in dem negativen Frequenzbereich liegt, oder in dem positiven Frequenzbereich und dem negativen Frequenzbereich asymmetrisch verlegt ist, (101-3) Ermitteln des Zeitbereichspilotfrequenzsignals yp(n) an der Empfangsseite gemäß dem spektralversetzten Signal y_shift(n).Control method according to Claim 1 characterized in that the step (101) consists of the following sub-steps: (101-1) receiving the time domain signal y (n) through the signal receiving side of the orthogonal frequency division multiplexing system, (101-2) converting the center frequency point from the time domain signal y ( n) in the null frequency range to detect the signal y_shift (n) after the spectral shift if the time domain signal y (n) is only in the positive frequency range or only in the negative frequency range, or asymmetrically in the positive frequency range and the negative frequency range is (101-3) Determining the time domain pilot frequency signal y p (n) at the receiving side in accordance with the spectrally offset signal y_shift (n). Steuerverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Umsetzen des Mittenfrequenzpunktes von dem Zeitbereichssignal y(n) in den Nullfrequenzbereich zum Erfassen des spektralversetzten Signals y_shift(n) folgendermaßen konkret vorgeht: Ermitteln des spektralversetzten Signals y_shift(n) anhand der folgenden Formel: y _ s h i f t ( n ) = y ( n ) × e j × 2 π × f _ o f f s e t × Δ f / N , n = 1, , N ,
Figure DE102013222178B4_0044
dabei gelten f_offset=round ((m1 +mM)/2)-Mall /2, round ((m1+mM)/2) als die Mittenfrequenzpunkte der M- Unterträger m1∼mM, m1 als die kleinste Numerierung des in der Systembandbreite durch einen Teilnehmer belegten Frequenzpunktes, mM als größte Numerierung des in der Systembandbreite durch einen Teilnehmer belegten Frequenzpunktes, Mall als die Anzahl der verfügbaren Unterträger in der Systembandbreite, Δf als die Intervalle der Unterträger in dem orthogonalen Frequenzmultiplexsystem.
Control method according to Claim 6 , characterized in that the conversion of the center frequency point of the time domain signal y (n) in the zero frequency range for detecting the spectrally offset signal y_shift (n) is concrete as follows: Determining the spectrally offset signal y_shift (n) using the following formula: y _ s H i f t ( n ) = y ( n ) × e - j × 2 π × f _ O f f s e t × Δ f / N . n = 1, . N .
Figure DE102013222178B4_0044
where f_offset = round ((m 1 + m M ) / 2) -M all / 2, round ((m 1 + m M ) / 2) as the center frequency points of the M subcarriers m 1 ~m M , m 1 as the smallest numbering of the frequency point occupied by a subscriber in the system bandwidth, m M as the largest numbering of the frequency point occupied by a subscriber in the system bandwidth, M all as the number of available subcarriers in the system bandwidth, Δf as the intervals of the subcarriers in the orthogonal frequency division multiplex system ,
Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Steuerverfahren die folgenden Sub-Schritte zwischen dem Schritt (102) und dem Schritt (103) umfasst, falls das empfangene Signal eine ganzzahlig mehrfache Frequenzabweichung hat: (203) Feststellen eines ganzzahlig mehrfachen Frequenzversatzes ΔF je nach Spektralschwerpunkt, (204) Erneutes Berechnen der durch das Teilnehmer-Signal belegten M-Unterträger m1+ΔF∼mM+ΔFanhand des festgestellten ganzzahlig mehrfachen Frequenzversatzes ΔF, wobei die folgenden Sub-Schritte nach dem Schritt (108) vorgegeben sind: (207) Ganzzahlig mehrfaches frequenzabweichungsbezogenes Kompensieren an dem Zeitbereichspilotfrequenzsignal yp(n) an der Empfangsseite.Control procedure according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that said control method comprises the following sub-steps between step (102) and step (103) if the received signal has an integer multiple frequency deviation: (203) detecting an integer multiple frequency offset ΔF according to the spectral centroid, ( 204) Re-calculating the M sub-carrier occupied by the subscriber signal m 1 + ΔF~ m M + ΔFanhand of the detected integer multiple frequency offset ΔF, the following sub-steps being given after step (108): (207) Integer multiple frequency deviation related compensation at the time domain pilot frequency signal y p (n) at the receiving side. Steuerverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Feststellen eines ganzzahlig mehrfachen Frequenzversatzes ΔF je nach Spektralschwerpunkt folgende Schritte aufweist: (203-1) Berechnen der Energie jedes Frequenzpunktes des Frequenzbereichssignals und Generieren eines Energiespektrums, (203-2) Rauschunterdrücken an dem generierten Energiespektrum, (203-3) Berechnen des sich aus der Rauschunterdrückung ergebenden Spektralschwerpunktes, (203-4) Feststellen eines ganzzahlig mehrfachen Frequenzversatzes ΔF gemäß dem sich ergebenden Spektralschwerpunkt.Control method according to Claim 8 characterized in that determining an integer multiple frequency offset ΔF according to the spectral centroid comprises the following steps: (203-1) calculating the energy of each frequency point of the frequency domain signal and generating an energy spectrum, (203-2) noise suppression on the generated energy spectrum, (203-1) 3) calculating the spectral centroid resulting from the noise suppression; (203-4) detecting an integer multiple frequency offset ΔF according to the resulting spectral centroid.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103685131B (en) * 2014-01-07 2017-02-08 上海创远仪器技术股份有限公司 Method for realizing fine frequency offset estimation of LTE (long term evolution) system
CN107819491B (en) * 2016-09-12 2021-07-02 中兴通讯股份有限公司 Method and device for positioning interference source
CN110881012B (en) * 2019-11-18 2022-05-31 展讯通信(上海)有限公司 Time estimation method and device for OFDM modulation signal
CN113595955B (en) * 2021-08-16 2024-01-26 重庆御芯微信息技术有限公司 Elastic preamble sequence structure and time domain and frequency domain synchronization method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0683576B1 (en) 1994-05-20 2003-04-09 Hitachi, Ltd. An OFDM digital broadcasting system, and a transmission system and a receiving system used for digital broadcasting
US20050036564A1 (en) 2003-08-14 2005-02-17 Stefan Peter Method for processing an OFDM signal
JP2009171266A (en) 2008-01-17 2009-07-30 Nec Corp Automatic frequency control method and apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101447970B (en) * 2008-11-14 2011-06-29 中国人民解放军理工大学 Method for conducting LOFDM system timing and carrier synchronization utilizing training sequence

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0683576B1 (en) 1994-05-20 2003-04-09 Hitachi, Ltd. An OFDM digital broadcasting system, and a transmission system and a receiving system used for digital broadcasting
US20050036564A1 (en) 2003-08-14 2005-02-17 Stefan Peter Method for processing an OFDM signal
JP2009171266A (en) 2008-01-17 2009-07-30 Nec Corp Automatic frequency control method and apparatus

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Tao Wang, Hong Guo, Ou Li und Luokun Liu einen „auf Parallel-FFT basierenden Kombi-Synchronisationsalgorithmus der OFDM-Symbol-Zeitgebung mit der ganzzahlig mehrfachen Frequenzabweichung" offengelegt (siehe „Journal of Information Industry University" Vol. 12, No. 3, June 2011
WANG, Tao; GUO, Hong; LIU Luo-kun: Novel Joint Timing Synchronization and Integer Frequency Estimation Algorithm for OFDM Systems. In: Journal of Information Engineering University, China Academic Journal Electronic Publishing House, Vol. 12, No. 3, Juni 2011. *

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CN102984114A (en) 2013-03-20

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