DE102018010285B3 - Packet detector / decoder for a radio transmission system - Google Patents

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Eberhard Gamm
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Abstract

Ausführungsbeispiele schaffen einen Datenempfänger, wobei der Datenempfänger ausgebildet ist, um ein Breitbandsignal zu empfangen, wobei das Breitbandsignal zumindest zwei Teil-Datenpakete aufweist, die in der Zeit und/oder Frequenz verteilt sind, wobei der Datenempfänger eine Filterbank aufweist, die ausgebildet ist, um das empfangene Breitbandsignal in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen für eine Detektion oder Decodierung der Teil-Datenpakete aufzuteilen, wobei die Mehrzahl von Teilbandsignalen unterschiedliche Teilbänder des Breitbandsignals aufweisen, wobei die Filterbank einen Polyphasenfilter aufweist, wobei die Filterbank eine erste Filterbank ist, die ausgebildet ist, um das empfangene Breitbandsignal in die Mehrzahl von Teilbandsignalen für die Detektion der Teil-Datenpakete aufzuteilen, wobei der Datenempfänger eine zweite Filterbank aufweist, die ausgebildet ist, um das empfangene Breitbandsignal in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen für die Decodierung der Teil-Datenpakete aufzuteilen, wobei die Mehrzahl von Teilbandsignalen unterschiedliche Teilbänder des Breitbandsignals aufweisen, wobei die zweite Filterbank einen Polyphasenfilter aufweist.

Figure DE102018010285B3_0000
Embodiments provide a data receiver, wherein the data receiver is adapted to receive a wideband signal, the wideband signal comprising at least two sub-data packets distributed in time and / or frequency, the data receiver having a filter bank configured to dividing the received wideband signal into a plurality of subband signals for detection or decoding of the sub-data packets, the plurality of subband signals having different subbands of the wideband signal, the filter bank having a polyphase filter, the filter bank being a first filter bank configured to divide the received wideband signal into the plurality of subband signals for the detection of the sub-data packets, the data receiver having a second filter bank configured to convert the received broadband signal into a plurality of subband signals for decoding the sub-data split, wherein the plurality of subband signals have different subbands of the wideband signal, wherein the second filter bank comprises a polyphase filter.
Figure DE102018010285B3_0000

Description

Ausführungsbeispiele beziehen sich auf einen Datenempfänger und, im speziellen, auf einen Datenempfänger zum Empfangen eines Breitbandsignals, das mehrere Teil-Datenpakete aufweist, die entsprechend eines Zeitfrequenzsprungmusters in der Zeit und Frequenz verteilt sind. Manche Ausführungsbeispiele beziehen sich auf einen Paket-Detektor/Decoder für ein Funkübertragungssystem.Embodiments relate to a data receiver and, more particularly, to a data receiver for receiving a wideband signal having a plurality of sub-data packets distributed in time and frequency according to a time-hopping pattern. Some embodiments relate to a packet detector / decoder for a radio transmission system.

Aus der DE 10 2011 082 098 B4 ist ein Telegram-Splitting basiertes Funkübertragungssystem bekannt, bei dem ein zu übertragendes Datenpaket (oder Telegramm) auf eine Mehrzahl von Teil-Datenpaketen aufgeteilt wird, wobei die Mehrzahl von Teil-Datenpaketen jeweils kürzer sind als das Datenpaket, und wobei die Mehrzahl von Teil-Datenpaketen entsprechend eines Zeitfrequenzsprungmusters in der Zeit und Frequenz verteilt übertragen werden.From the DE 10 2011 082 098 B4 a telegram splitting based radio transmission system is known in which a data packet (or message) to be transmitted is split into a plurality of sub-data packets, wherein the plurality of sub-data packets are each shorter than the data packet, and wherein the plurality of sub-data packets Data packets are transmitted in accordance with a time-hopping pattern in the time and frequency distributed.

Aus der EP 3 125 453 A1 ist ein Datenempfänger zum Empfangen von Nutzdaten, die von einem Datensender mittels zumindest eines Datenpakets über einen Kommunikationskanal gesendet werden, bekannt. Der Datenempfänger umfasst eine Einrichtung zum Empfangen von Datenpaketen, die ausgebildet ist, um das zumindest eine Datenpaket zu empfangen, wobei das zumindest eine Datenpaket kanalkodierte Nutzdaten und zumindest einen Indikator aufweist, wobei die Einrichtung zum Empfangen von Datenpaketen ausgebildet ist, um für das zumindest eine empfangene Datenpaket empfangene Daten, die die empfangenen kanalkodierten Nutzdaten und den zumindest einen empfangenen Indikator umfassen, auszugeben. Ferner umfass der Datenempfänger eine Einrichtung zum Weiterverarbeiten von empfangenen Daten, die ausgebildet ist, um aus den empfangenden Daten die empfangenen kanalkodierten Nutzdaten und den zumindest einen empfangenen Indikator zu ermitteln, und um den zumindest einen empfangenen Indikator des zumindest einen empfangenen Datenpakets mit zumindest einem Referenzindikator, der dem Datensender und Datenempfänger bekannt ist, zu vergleichen, und um basierend auf dem Vergleich zwischen dem zumindest einen empfangenen Indikator und dem zumindest einen Referenzindikator zumindest einen Störungsgrad der empfangenen kanalcodierten Nutzdaten des zumindest einen empfangenen Datenpaketes zu ermitteln, wobei die Einrichtung zum Weiterverarbeiten von empfangenen Daten ausgebildet ist, um die empfangenen kanalcodierten Nutzdaten des zumindest einen empfangenen Datenpakets basierend auf dem ermittelten zumindest einen Störungsgrad für eine Decodierung zu gewichten, und um eine von der Gewichtung der empfangenen kanalcodierten Nutzdaten abhängige Kanaldecodierung durchzuführen, um die Nutzdaten zu erhalten.From the EP 3 125 453 A1 For example, a data receiver for receiving payload data sent by a data transmitter by means of at least one data packet over a communication channel is known. The data receiver comprises means for receiving data packets configured to receive the at least one data packet, the at least one data packet having channel-coded user data and at least one indicator, wherein the means for receiving data packets is adapted to provide for the at least one data packet receive received data packet comprising the received channel-coded user data and the at least one received indicator. Furthermore, the data receiver comprises a device for the further processing of received data, which is designed to determine the received channel-coded user data and the at least one received indicator from the received data, and the at least one received indicator of the at least one received data packet with at least one reference indicator , which is known to the data transmitter and data receiver, and to determine based on the comparison between the at least one received indicator and the at least one reference indicator at least one degree of interference of the received channel coded user data of the at least one received data packet, wherein the means for further processing of received data is adapted to weight the received channel-coded user data of the at least one received data packet based on the determined at least one degree of interference for decoding, and one of the Gewich tion of the received channel-coded user data dependent channel decoding to perform the payload data.

Die Veröffentlichung [ JAISWAL, K.: Spectral Sensing of Adaptive Frequency Hopping Signal for Cognitive Radio. In: IEEE International Performance, Computing and Communications Conference, 7 - 9 December 2008, pp. 360 - 365 ] bezieht sich auf die Detektion eines Frequenzsprungsignals basierend auf einer Filterbank, wobei die Filterbank einen Polyphasenfilter aufweist.The publication [ JAISWAL, K .: Spectral Sensing of Adaptive Frequency Hopping Signal for Cognitive Radio. In: IEEE International Performance, Computing and Communications Conference, 7 - 9 December 2008, pp. 360 - 365 ] refers to the detection of a frequency hopping signal based on a filter bank, the filter bank having a polyphase filter.

Bei der gleichzeitigen bzw. zeitlich überlappenden Aussendung einer Vielzahl von in Teil-Datenpaketen aufgeteilten Datenpaketen durch eine Vielzahl von Datensendern, steigt die im Datenempfänger erforderliche Rechenleistung zur Detektion und Decodierung der Teil-Datenpakete erheblich.In the simultaneous or temporally overlapping transmission of a plurality of data packets divided into sub-data packets by a plurality of data transmitters, the computing power required for the data receiver to detect and decode the sub-data packets increases considerably.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Datenempfänger erforderliche Rechenleistung für die Detektion und Decodierung von Teil-Datenpaketen zu reduzieren.The object of the present invention is to reduce the computing power required for the detection and decoding of partial data packets in the data receiver.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst.This object is solved by the independent claims.

Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Patentansprüchen.Advantageous developments can be found in the dependent claims.

Ausführungsbeispiele schaffen einen Datenempfänger, wobei der Datenempfänger ausgebildet ist, um ein Breitbandsignal zu empfangen, wobei das Breitbandsignal zumindest zwei Teil-Datenpakete aufweist [z.B. wobei die zumindest zwei Teil-Datenpakete unterschiedliche Teile eines Datenpakets aufweisen], die [z.B. entsprechend eines Sprungmusters] in der Zeit und/oder Frequenz verteilt sind, wobei der Datenempfänger [z.B. einen Detektor aufweist, der] ausgebildet ist, um eine Detektion der zumindest zwei Teil-Datenpakete in dem Breitbandsignal durchzuführen, und um zumindest einen Detektionsparameter [z.B. Detektionszeitpunkt und/oder Detektionsfrequenz] für die detektierten Teil-Datenpakete bereitzustellen [beispielsweise um einen Detektionsparameter (z.B. Detektionszeitpunkt und/oder Detektionsfrequenz) für jedes der detektierten Teil-Datenpakete bereitzustellen oder beispielsweise um nur einen Detektionsparameter (z.B. (Referenz-)Detektionszeitpunkt und/oder (Referenz-)Detektionsfrequenz) für das Sprungmuster der zumindest zwei Teil-Datenpakete bereitzustellen, wobei durch die Definition des Sprungmusters Empfangszeitpunkte und/oder Empfangsfrequenzen der zumindest zwei Teil-Datenpakete implizit bekannt sind], wobei der Datenempfänger [z.B. einen Decoder aufweist, der] ausgebildet ist, um unter Verwendung des zumindest einen Detektionsparameters eine Decodierung der detektierten Teil-Datenpakete durchzuführen, wobei der Datenempfänger ausgebildet ist, um die Detektion [der zumindest zwei Teil-Datenpakete] und die Decodierung [der detektierten Teil-Datenpakete] getrennt voneinander durchzuführen oder zu verarbeiten.Embodiments provide a data receiver, wherein the data receiver is adapted to receive a wideband signal, wherein the wideband signal comprises at least two sub-data packets [eg wherein the at least two sub-data packets comprise different parts of a data packet] which corresponds, for example, to a hop pattern the time and / or frequency are distributed, wherein the data receiver [eg comprises a detector which is designed to perform a detection of the at least two partial data packets in the wideband signal, and by at least one detection parameter [eg detection time and / or detection frequency] for the detected sub-data packets [for example to provide a detection parameter (eg detection time and / or detection frequency) for each of the detected sub-data packets or, for example, only one detection parameter (eg (reference) detection time and / or (reference) detection frequency) For to provide the hopping pattern of the at least two partial data packets, wherein by the definition of the hopping pattern receiving times and / or receiving frequencies of the at least two partial data packets are implicitly known], wherein the data receiver [eg Decoder configured to perform decoding of the detected sub-data packets using the at least one detection parameter, wherein the data receiver is adapted to detect the at least two sub-data packets and the decode the detected sub-data packets ] separately from each other or process.

Bei Ausführungsbeispielen können sich die Detektionsparameter beispielsweise auf die Datenpakete in dem Sinne beziehen, dass sie einen Referenzpunkt spezifizieren, von dem aus mit Hilfe eines Sprungmusters eine Lokalisierung der Teil-Datenpakete erfolgen kann. Am Referenzpunkt selbst befindet sich in der Regel aber kein Teil-Datenpaket, da in den Sprungmustern in der Regel kein Teil-Datenpaket mit Zeitoffset = 0 und Frequenzoffset = 0 enthalten ist.In embodiments, the detection parameters may relate, for example, to the data packets in the sense that they specify a reference point from which a localization of the sub-data packets can take place with the aid of a jump pattern. As a rule, however, there is no sub-data packet at the reference point itself, since no sub-data packet with time offset = 0 and frequency offset = 0 is usually contained in the jump patterns.

Bei Ausführungsbeispielen ermöglichen die Detektionsparameter eine Lokalisierung der Teil-Datenpakete der detektierten Datenpakete, indem sie als Referenzpunkte für die Sprungmuster dienen.In embodiments, the detection parameters allow localization of the sub-data packets of the detected data packets by serving as reference points for the hopping patterns.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger [z.B. der Detektor des Datenempfängers] ausgebildet sein, um die Detektion kontinuierlich durchzuführen.In embodiments, the data receiver [e.g. the detector of the data receiver] be designed to perform the detection continuously.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger [z.B. der Decoder des Datenempfängers] ausgebildet sein, um die Decodierung in Abhängigkeit von einer zur Verfügung stehenden Rechenleistung des Datenempfängers durchzuführen [beispielsweise um die Decodierung eines der detektierten Teil-Datenpakete durchzuführen, wenn hierfür genügend Rechenleistung zur Verfügung steht].In embodiments, the data receiver [e.g. the decoder of the data receiver] may be designed to perform the decoding in dependence on an available computing power of the data receiver [for example to perform the decoding of one of the detected partial data packets if sufficient computing power is available for this purpose].

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger ausgebildet sein, um die Detektion und die Decodierung in verschiedenen [z.B. getrennten] Prozessen auszuführen oder zu verarbeitenIn embodiments, the data receiver may be configured to detect the detection and the decoding in various [e.g. separate] processes to execute or process

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger ausgebildet sein, um die Detektion und die Decodierung auf verschiedenen [z.B. getrennten] Prozessoren des Datenempfängers oder auf verschiedenen [z.B. getrennten] Prozessorkernen oder Threads eines Prozessors des Datenempfängers auszuführen oder zu verarbeiten.In embodiments, the data receiver may be configured to detect the detection and the decoding at different [e.g. separate] processors of the data receiver or at different [e.g. separate] processor cores or threads of a processor of the data receiver to execute or process.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger getrennte Signalverarbeitungseinrichtungen [z.B. Detektor im FPGA, Decoder im DSP oder GPP] aufweisen, die über eine Datenschnittstelle miteinander verbunden sind, wobei der Datenempfänger ausgebildet ist, um die Detektion und die Decodierung auf unterschiedlichen Signalverarbeitungseinrichtungen auszuführen oder zu verarbeiten.In embodiments, the data receiver may include separate signal processing devices [e.g. Detector in the FPGA, decoder in the DSP or GPP], which are connected to one another via a data interface, wherein the data receiver is designed to execute or process the detection and the decoding on different signal processing devices.

Bei Ausführungsbeispielen können die zumindest zwei Teil-Datenpakete eine erste Mehrzahl von Teil-Datenpaketen und eine zweite Mehrzahl von Teil-Datenpaketen umfassen, wobei die erste Mehrzahl von Teil-Datenpaketen erste Daten [z.B. ein erstes Telegramm oder ein erstes Teil-Datenpaket] aufweisen, die aufgeteilt auf die erste Mehrzahl von Teil-Datenpaketen [z.B. entsprechend eines Sprungmusters] auf mehreren Frequenzkanälen verteilt und zu unterschiedlichen Zeitpunkten übertragen werden, wobei die zweite Mehrzahl von Teil-Datenpaketen zweite Daten [z.B. ein zweites Telegramm oder ein zweites Teil-Datenpaket] aufweisen, die aufgeteilt auf die zweite Mehrzahl von Teil-Datenpaketen [z.B. entsprechend eines Sprungmusters] auf mehreren Frequenzkanälen verteilt und zu unterschiedlichen Zeitpunkten übertragen werden, wobei der Datenempfänger ausgebildet ist, um die Decodierung von detektierten Teil-Datenpaketen der ersten Mehrzahl von Teil-Datenpaketen und die Decodierung von detektierten Teil-Datenpaketen der zweiten Mehrzahl von Teil-Datenpaketen parallel durchzuführen [z.B. in verschiedenen (z.B. getrennten) Prozessen auszuführen].In embodiments, the at least two sub-data packets may comprise a first plurality of sub-data packets and a second plurality of sub-data packets, the first plurality of sub-data packets including first data [e.g. a first telegram or a first sub-data packet] divided into the first plurality of sub-data packets [e.g. distributed according to a jump pattern] on a plurality of frequency channels and transmitted at different timings, the second plurality of sub-data packets including second data [e.g. a second telegram or a second sub-data packet] divided into the second plurality of sub-data packets [e.g. distributed according to a jump pattern] on a plurality of frequency channels and transmitted at different times, wherein the data receiver is adapted to decode detected partial data packets of the first plurality of partial data packets and decode detected partial data packets of the second plurality of partial data packets. Perform data packets in parallel [eg in different (e.g., separate) processes].

Bei Ausführungsbeispielen können die erste Mehrzahl von Teil-Datenpaketen und die zweite Mehrzahl von Teil-Datenpaketen vom gleichen Datensender gesendet werdenIn embodiments, the first plurality of sub-data packets and the second plurality of sub-data packets may be transmitted by the same data transmitter

Bei Ausführungsbeispielen können die erste Mehrzahl von Teil-Datenpaketen und die zweite Mehrzahl von Teil-Datenpaketen von unterschiedlichen Datensendern gesendet werden.In embodiments, the first plurality of sub-data packets and the second plurality of sub-data packets may be transmitted by different data transmitters.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger ausgebildet sein, um die Decodierung der detektierten Teil-Datenpakete der ersten Mehrzahl von Teil-Datenpaketen oder der zweiten Mehrzahl von Teil-Datenpaketen unabhängig von der anderen Decodierung zu starten, wenn alle Teil-Datenpakete der jeweiligen Mehrzahl von Teil-Datenpaketen detektiert wurden oder wenn unter Berücksichtigung einer senderseitigen Redundanz einbringenden Codierung genügend Teil-Datenpakete der jeweiligen Mehrzahl von Teil-Datenpaketen für eine wahrscheinlich erfolgreiche Decodierung detektiert wurden. In embodiments, the data receiver may be configured to start the decoding of the detected sub-data packets of the first plurality of sub-data packets or the second plurality of sub-data packets independently of the other decoding, if all the sub-data packets of the respective plurality of sub-data packets Data packets were detected or if enough sub-data packets of the respective plurality of sub-data packets for a likely successful decoding were detected taking into account a sender-side redundancy-introducing coding.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger ausgebildet sein [z.B. kann der Datenempfänger einen Signalringspeicher aufweisen, der ausgebildet sein kann], um das empfangene Breitbandsignal oder eine weiterverarbeitete Version des Breitbandsignals [z.B. eine in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen aufgeteilte Version des Breitbandsignals (z.B. eine in Teilbänder zerlegte Version des Breitbandsignals)] für die Decodierung zwischen zu speichern [Beispielsweise kann ein Ringspeicher verwendet werden, der die maximale Verzögerungslänge des Signals (plus eventuelle Verarbeitungszeiten) besitzt].In embodiments, the data receiver may be formed [e.g. the data receiver may comprise a signal ring memory which may be configured to receive the received wideband signal or a further processed version of the wideband signal [e.g. For example, a version of the wideband signal (e.g., a subband-separated version of the wideband signal) divided into a plurality of subband signals [for example, a ring buffer having the maximum delay length of the signal (plus any processing times)] may be used for decoding.

Beispielsweise kann der Datenempfänger einen Ringspeicher aufweisen, wobei der Ringspeicher die maximale Verzögerungslänge des Signals (plus eventuelle Verarbeitungszeiten) aufweist.For example, the data receiver may have a ring memory, wherein the ring memory has the maximum delay length of the signal (plus any processing times).

Bei Ausführungsbeispielen kann die weiterverarbeitete Version des Breitbandsignals eine in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen aufgeteilte Version des Breitbandsignals sein.In embodiments, the further processed version of the wideband signal may be a version of the wideband signal divided into a plurality of subband signals.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger ausgebildet sein, um eine in der Zeit und/oder Frequenz unterabgetastete Version des Breitbandsignals oder der weiterverarbeiteten Version des Breitbandsignals zwischen zu speichern.In embodiments, the data receiver may be configured to temporarily store, in time and / or frequency, a subsampled version of the wideband signal or the further processed version of the wideband signal.

Beispielsweise kann nur jede zweite, dritte, vierte Frequenz-Linie und/oder Zeit-Linie gespeichert werden, um den Speicherbedarf zu reduzieren.For example, only every second, third, fourth frequency line and / or time line can be stored to reduce memory requirements.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfanger [z.B. der Signalringspeicher des Datenempfängers] ausgebildet sein, um das empfangene Breitbandsignal zwischen zu speichern, wobei der Datenempfänger [z.B. der Decoder des Datenempfängers] ausgebildet ist, um eine Unterabtastung U (=fWB/fSYNC=MWB/MSYNC) durchzuführen [z.B. so dass, eine Abtastrate fSYNC (=MSYNC·fsym) einer weiterverarbeiteten Version des empfangenen Breitbandsignals [z.B. eine in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen aufgeteilte und gefilterte Version (z.B. Kanalfilter und/oder Matched Filter) des empfangenen Breitbandsignals] geringer ist als eine Abtastrate fWB(=MWB·fsym) des empfangenen Breitbandsignals]In embodiments, the data receiver [eg, the signal ring memory of the data receiver] may be configured to store the received broadband signal between, wherein the data receiver [eg, the decoder of the data receiver] is configured to generate a subsample U (= f WB / f SYNC = M WB / M SYNC ) [eg such that a sample rate f SYNC (= M SYNC * f sym ) of a further processed version of the received wideband signal [eg a version divided into a plurality of subband signals and filtered (eg, channel filter and / or matched filter) of received wideband signal] is less than a sampling rate f W (= M WB · f sym ) of the received wideband signal]

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger ausgebildet sein [z B. kann der Detektor des Datenempfängers eine erste Filterbank aufweisen, die ausgebildet sein kann], um das Breitbandsignal für die Detektion der Mehrzahl von Teil-Datenpaketen in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen aufzuteilen, wobei die Mehrzahl von Teilbandsignalen unterschiedliche [z.B. sich teilweise überlappende] Teilbänder des Breitbandsignals aufweisen, wobei der Datenempfänger [z.B. der Detektor des Datenempfängers] ausgebildet ist, um die Detektion der zumindest zwei Teil-Datenpakete in den unterschiedlichen Teilbändern der Mehrzahl von Teilbandsignalen durchzuführen [z.B. durch Korrelation der Mehrzahl von Teilbandsignalen mit einer in den Teil-Datenpaketen enthaltenen (bekannten) Synchronisationssequenz oder Synchronisationssequenzen].In embodiments, the data receiver may be configured [eg, the detector of the data receiver may comprise a first filter bank that may be configured] to divide the wideband signal for the detection of the plurality of sub-data packets into a plurality of subband signals, wherein the plurality of Subband signals different [eg partially overlapping] subbands of the wideband signal, the data receiver [e.g. the detector of the data receiver] is adapted to perform the detection of the at least two sub-data packets in the different sub-bands of the plurality of sub-band signals [e.g. by correlating the plurality of subband signals with a (known) synchronization sequence or synchronization sequences contained in the sub-data packets.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger [z.B. die erste Filterbank des Detektors des Datenempfängers] ausgebildet sein, um das Breitbandsignal durch eine Polyphasenfilterung oder eine Polyphasen-Filterbank [z.B. und eine N-Punkt-DFT oder N-Punkt-FFT] in die Mehrzahl von Teilbandsignalen aufzuteilen.In embodiments, the data receiver [e.g. the first filter bank of the detector of the data receiver] may be configured to convert the wideband signal by a polyphase filtering or a polyphase filter bank [e.g. and dividing an N-point DFT or N-point FFT] into the plurality of subband signals.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger [z.B. die erste Filterbank des Detektors des Datenempfängers] ausgebildet sein, um beim Aufteilten des Breitbandsignals in die Mehrzahl von Teilbandsignalen eine Unterabtastung UDET(=fWB/fDET=MWB/MDET) durchzuführen [z.B. so dass eine Abtastrate fDET(=MDET·fsym) der Mehrzahl von Teilbandsignalen geringer ist als eine Abtastrate fWB(=MWB·fsym) des empfangenen Breitbandsignals].In embodiments, the data receiver [eg, the first filter bank of the detector of the data receiver] may be configured to perform a subsampling U DET (= f WB / f DET = M WB / M DET ) when dividing the wideband signal into the plurality of subband signals [eg, FIG a sampling rate f DET (= M DET * f sym ) of the plurality of subband signals is less than a sampling rate f WB (= M WB * f sym ) of the received wideband signal].

Bei Ausführungsbeispielen können die zumindest zwei Teil-Datenpakete eine erste Mehrzahl von Teil-Teil-Datenpaketen umfassen, wobei die erste Mehrzahl von Teil-Datenpaketen erste Daten [z.B. ein erstes Telegramm oder ein erstes Teil-Datenpaket] aufweisen, die aufgeteilt auf die erste Mehrzahl von Teil-Datenpaketen auf mehreren Frequenzkanälen verteilt und zu unterschiedlichen Zeitpunkten übertragen werden, wobei der Datenempfänger [z B. der Detektor des Datenempfängers] ferner ausgebildet ist, um einen [z.B. groben] Frequenz- und/oder Zeitoffset der detektierten Teil-Datenpakete der ersten Daten zu ermitteln, wobei die Detektionsparameter ferner den ermittelten [z.B. groben bzw geschätzten] Frequenz- und/oder Zeitoffset aufweisenIn embodiments, the at least two sub-data packets may comprise a first plurality of sub-sub data packets, the first plurality of sub-data packets including first data [e.g. a first telegram or a first sub-data packet] distributed on the first plurality of sub-data packets on a plurality of frequency channels and transmitted at different times, wherein the data receiver [eg the detector of the data receiver] is further configured to a [eg coarse] frequency and / or time offset of the detected partial data packets of the first data, the detection parameters also being determined by the determined [e.g. coarse or estimated] frequency and / or time offset

Bei Ausführungsbeispielen können die Mehrzahl von Teilbandsignalen, auf die das Breitbandsignal aufgeteilt ist, die weiterverarbeitete Version des Breitbandsignals sein, die [z.B. im Signal-Ringspeicher] für die Decodierung zwischengespeichert ist, wobei der Datenempfänger [z.B. der Decoder des Datenempfängers] ausgebildet ist, um die detektierten Teil-Datenpakete unter Verwendung der Detektionsparameter [z.B. Detektionszeitpunkte und/oder Detektionsfrequenzen] aus den jeweiligen [z.B. im Signal-Ringspeicher] zwischengespeicherten Teilbandsignalen zu extrahieren [z.B. durch Filterung (z.B. Kanalfilter und/oder Matched Filter) und/oder (feine) (Zeit- und/oder Frequenz-) Synchronisation] [und z.B. zu decodieren].In embodiments, the plurality of subband signals to which the wideband signal is split may be the further processed version of the wideband signal which is cached [eg in the signal ring memory] for decoding, the data receiver [eg, the data receiver decoder]. is designed to extract the detected partial data packets using the detection parameters [eg detection times and / or detection frequencies] from the respective subband signals buffered [eg in the signal ring memory] [eg by filtering (eg channel filter and / or matched filter) and / or (fine) (time and / or frequency) synchronization] [and decode, for example].

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger [z.B. der Decoder des Datenempfängers] ausgebildet sein, um eine Überabtastung M (=fSYNC/fDET=MSYNC/MDET) der Mehrzahl von zwischengespeicherten Teilbandsignalen durchzuführen [z.B. so dass eine Abtastrate fSYNC(=MSYNC·fSYM) einer weiterverarbeiteten Version [z.B. einer gefilterten Version (z.B. Interpolationsfilter) der Mehrzahl von zwischengespeicherten Teilbandsignalen] größer ist als eine Abtastrate fDET(=MDET·fSYM) der Mehrzahl von zwischengespeicherten Teilbandsignalen.In embodiments, the data receiver [eg, the data receiver decoder] may be configured to perform an oversampling M (= f SYNC / f DET = M SYNC / M DET ) of the plurality of buffered subband signals [eg, so that a sample rate f SYNC (= M SYNC · f SYM ) of a further processed version [eg, a filtered version (eg, interpolation filter) of the plurality of cached subband signals] is greater than a sampling rate f DET (= M DET * f SYM ) of the plurality of cached subband signals.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger ausgebildet sein [z.B. kann der Decoder des Datenempfängers eine zweite Filterbank aufweisen, die ausgebildet sein kann], um das Breitbandsignal für die Decodierung der detektierten Teil-Datenpakete in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen aufzuteilen, wobei die Mehrzahl von Teilbandsignalen unterschiedliche [z.B. sich teilweise überlappende] Teilbänder des Breitbandsignals aufweisen, wobei der Datenempfänger [z.B. der Decoder des Datenempfängers] ausgebildet ist, um die detektierten Teil-Datenpakete unter Verwendung der Detektionsparameter [z.B. Detektionszeitpunkte und/oder Detektionsfrequenzen] aus den jeweiligen Teilbandsignalen zu extrahieren [z.B. durch Filterung (z.B. Kanalfilter und/oder Matched Filter) und/oder (feine) (Zeit- und/oder Frequenz-) Synchronisation] [und z.B. zu decodieren].In embodiments, the data receiver may be formed [e.g. the data receiver decoder may comprise a second filter bank which may be configured to divide the wideband signal for decoding the detected sub-data packets into a plurality of subband signals, the plurality of subband signals having different [e.g. partially overlapping] subbands of the wideband signal, the data receiver [e.g. the decoder of the data receiver] is adapted to detect the detected sub-data packets using the detection parameters [e.g. Detection timings and / or detection frequencies] from the respective subband signals [e.g. by filtering (e.g., channel filters and / or matched filters) and / or (fine) (time and / or frequency) synchronization] [and e.g. to decode].

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger [z.B. der Decoder des Datenempfängers] ausgebildet sein, um für die Decodierung der detektierten Teil-Datenpakete jeweils ein geeignetes Teilbandsignal der Mehrzahl von Teilbandsignalen auszuwählen, und um die detektierten Teil-Datenpakete aus den jeweiligen Teilbandsignalen zu extrahieren [Beispielsweise kann der Datenempfänger unter Verwendung der jeweiligen Detektionsparameter (z.B. Detektionszeitpunkte und/oder Detektionsfrequenzen) geeignete (Zeit-)Abschnitte geeigneter Teilbandsignale für die Decodierung der jeweiligen detektierten Teil-Datenpakete auswählen und die jeweiligen detektierten Teil-Datenpakete aus den ausgewählten Teilbandsignalen extrahieren [z B. durch Filterung (z.B. Kanalfilter und/oder Matched Filter) und/oder (feine) (Zeit- und/oder Frequenz-) Synchronisation] [und z.B. zu decodieren].In embodiments, the data receiver [e.g. the decoder of the data receiver] to select a suitable subband signal of the plurality of subband signals for the decoding of the detected sub-data packets, and to extract the detected sub-data packets from the respective subband signals [for example, the data receiver using the respective detection parameters (eg, detection times and / or detection frequencies) select appropriate (time) portions of appropriate subband signals for decoding the respective detected sub-data packets and extract the respective detected sub-data packets from the selected subband signals [eg, by filtering (eg, channel filters and / or Matched filter) and / or (fine) (time and / or frequency) synchronization] [and eg to decode].

Bei Ausfuhrungsbeispielen kann der Datenempfänger [z.B. die zweite Filterbank des Decoders des Datenempfängers] ausgebildet sein, um das Breitbandsignal durch eine Polyphasenfilterung oder Polyphasen-Filterbank [z.B. und eine N-Punkt-DFT oder N-Punkt-FFT] in die Mehrzahl von Teilbandsignalen aufzuteilen.In embodiments, the data receiver [e.g. the second filter bank of the decoder of the data receiver] may be configured to convert the wideband signal by a polyphase filtering or polyphase filter bank [e.g. and dividing an N-point DFT or N-point FFT] into the plurality of subband signals.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger [z.B. die zweite Filterbank des Decoders des Datenempfängers] ausgebildet sein, um beim Aufteilten des Breitbandsignals in die Mehrzahl von Teilbandsignalen eine Unterabtastung UIM(=fWB/fIM=MWB/MIM) durchzuführen [z.B. so dass eine Abtastrate fIM(=MIM·fsym) der Mehrzahl von Teilbandsignalen geringer ist als eine Abtastrate fWB(=MWB·fsym) des empfangenen Breitbandsignals].In embodiments, the data receiver [eg, the second filter bank of the decoder of the data receiver] may be configured to perform a subsampling U IM (= f WB / f IM = M WB / M IM ) when dividing the wideband signal into the plurality of subband signals [eg a sampling rate f IM (= M IM * f sym ) of the plurality of subband signals is less than a sampling rate f WB (= M WB * f sym ) of the received wideband signal].

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger [z.B. die zweite Filterbank des Decoders des Datenempfängers] ausgebildet sein, um das Breitbandsignal in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen mit sich überlappenden Teilbändern aufzuteilen, wobei sich die Teilbänder [z.B. jeweils] zumindest um eine Bandbreite eines der Teil-Datenpakete überlappen [Beispielsweise können sich Durchlassbereiche benachbarter Filterkanäle der zweiten Filterbank um mindestens die Bandbreite eines der Teil-Datenpakete überlappen, damit die Teil-Datenpakete ohne nennenswerte Verzerrung aus einem von zwei sich überlappenden Filterkanäle entnommen werden können].In embodiments, the data receiver [e.g. the second filter bank of the decoder of the data receiver] to divide the wideband signal into a plurality of subband signals having overlapping subbands, the subbands [e.g. [For example, passbands of adjacent filter channels of the second filterbank may overlap by at least the bandwidth of one of the sub-data packets so that the sub-data packets are extracted without significant distortion from one of two overlapping filter channels can].

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger [z.B. die zweite Filterbank des Decoders des Datenempfängers] ausgebildet sein, um das Breitbandsignal in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen mit sich überlappenden Teilbändern aufzuteilen, wobei bei der Aufteilung [z B. Filterung (z.B. Polyphasenfilterung)] des Breitbandsignals eine Summe aus einer Bandbreite eines Durchlassbereichs für eines der Teilbandsignale und aus einer Sperrbandbreite [z.B. Breite des Übergangs von Durchlass zu Sperrbereich] eines des Teilbandsignals benachbarten Teilbandsignals nicht größer ist als eine doppelte Abtastrate fIM (=MIM·fsym) der Mehrzahl von Teilbandsignalen [z B. die Sperrbandbreite darf nicht größer als der Durchlassbereich sein].In embodiments, the data receiver [eg, the second filter bank of the decoder of the data receiver] may be configured to divide the wideband signal into a plurality of subband signals having overlapping subbands, wherein in dividing [eg, filtering (eg, polyphase filtering)] the wideband signal a sum from a bandwidth of a passband for one of the subband signals and a stopband bandwidth [eg width of the transition from passband to stopband] of a subband signal adjacent to the subband signal is not greater than a double sampling rate f IM (= M IM * f sym ) of the plurality of subband signals For example, the stopband width must not be greater than the passband].

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger [z.B. der Decoder des Datenempfängers] ausgebildet sein, um eine Umtastung U (=fIM/fSYNC = MIM/MSYNC) der Mehrzahl von Teilbandsignalen durchzuführen [z.B. so dass eine Abtastrate fSYNC einer weiterverarbeiteten Version der Mehrzahl von Teilbandsignalen [z.B. eine gefilterte Version (z.B. Kanalfilter und/oder Matched Filter) der Mehrzahl von Teilbandsignalen] höher oder niedriger ist als eine Abtastrate fIM der Mehrzahl von Teilbandsignalen].In embodiments, the data receiver [eg, the decoder of the data receiver] may be configured to provide a keying U (= f IM / f SYNC = M IM / M SYNC ) of the plurality of subband signals perform [eg, such that a sample rate f SYNC of a further processed version of the plurality of subband signals [eg a filtered version (eg channel filter and / or matched filter) of the plurality of subband signals] is higher or lower than a sample rate f IM of the plurality of subband signals].

Bei Ausführungsbeispielen kann die Umtastung eine Unterabtastung U (=fIM/fSYNC=MIM/MSYNC) sein [z.B. so dass eine Abtastrate fSYNC einer weiterverarbeiteten Version der Mehrzahl von Teilbandsignalen [z.B. einer gefilterte Version (z.B. Kanalfilter und/oder Matched Filter) der Mehrzahl von Teilbandsignalen] niedriger ist als eine Abtastrate fIM der Mehrzahl von Teilbandsignalen].In embodiments, the keying may be subsampling U (= f IM / f SYNC = M IM / M SYNC ) [eg such that a sample rate f SYNC of a further processed version of the plurality of subband signals [eg a filtered version (eg channel filter and / or matched Filter) of the plurality of subband signals] is less than a sampling rate f IM the plurality of subband signals].

Bei Ausführungsbeispielen kann eine Abtastrate fIM (=MIM·fsym) der [z.B. von der zweiten Filterbank des Decoders bereitgestellten] Mehrzahl von Teilbandsignalen für die Decodierung der detektierten Teil-Datenpakete größer sein als eine Abtastrate fDET(=MDET·fsym) der [z.B. von der ersten Filterbank des Detektors bereitgestellten] Mehrzahl von Teilbandsignalen für die Detektion der zumindest zwei Teil-Datenpakete.In embodiments, a sampling rate f IM (= M IM * f sym ) of the plurality of subband signals (eg provided by the second filter bank of the decoder) for decoding the detected sub-data packets may be greater than a sampling rate f DET (= M DET * f sym ) of the plurality of subband signals (eg provided by the first filter bank of the detector) for the detection of the at least two sub-data packets.

Bei Ausführungsbeispielen kann eine Anzahl an Teilbandsignalen NIM der [z.B. von der zweiten Filterbank des Decoders bereitgestellten] Teilbandsignale für die Decodierung der detektierten Teil-Datenpakete geringer sein als eine Anzahl an Teilbandsignalen N der [z.B. von der ersten Filterbank des Detektors bereitgestellten] Teilbandsignale für die Detektion der zumindest zwei Teil-Datenpakete.In embodiments, a number of subband signals N IM the subband signals for the decoding of the detected sub-data packets (eg provided by the second filter bank of the decoder) are less than a number of subband signals N the subband signals (for example provided by the first filter bank of the detector) for the detection of the at least two sub-data packets.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger ausgebildet sein, um das empfangene Breitbandsignal mittels unterschiedlicher Filtercharakteristiken in die Mehrzahl von Teilbandsignalen für die Detektion der zumindest zwei Teil-Datenpakete und die Mehrzahl von Teilbandsignalen für die Decodierung der detektierten Teil-Datenpakete aufzuteilen [Beispielsweise können die erste Filterbank des Detektors und die zweite Filterbank des Decoders unterschiedliche Filtercharakteristiken aufweisen].In embodiments, the data receiver may be configured to divide the received wideband signal by means of different filter characteristics into the plurality of subband signals for the detection of the at least two sub-data packets and the plurality of subband signals for the decoding of the detected sub-data packets [for example, the first filter bank of Detector and the second filter bank of the decoder have different filter characteristics].

Bei Ausführungsbeispielen können die unterschiedlichen Filter unterschiedliche Frequenzgänge aufweisen.In embodiments, the different filters may have different frequency responses.

Bei Ausführungsbeispielen kann eine Bandbreite des Breitbandsignals mindestens so groß sein, dass die zumindest zwei Teil-Datenpakete auch bei einem maximal zulässigen Frequenzversatz zwischen Datensender und Datenempfänger [z.B. durch die Ungenauigkeit der verwendeten Quarze] vom Datenempfänger empfangen werden können.In embodiments, a bandwidth of the wideband signal may be at least as large that the at least two sub-data packets may be transmitted at a maximum allowable frequency offset between data transmitter and data receiver [e.g. due to the inaccuracy of the quartz crystals used] can be received by the data receiver.

Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum empfangen eines Breitbandsignals, wobei das Breitbandsignal zumindest zwei Teil-Datenpakete aufweist, die über verschiedene Frequenzen [z.B. Frequenzkanäle] verteilt sind. Das Verfahren umfassst einen Schritt des Detektierens der zumindest zwei Teil-Datenpakete in dem Breitbandsignal, um zumindest einen Detektionsparameter für die detektierten Teil-Datenpakete bereitzustellen. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Decodierens der detektierten Teil-Datenpakete unter Verwendung der Detektionsparameter, wobei die Detektion und die Decodierung getrennt voneinander durchgeführt oder verarbeitet werden.Further embodiments provide a method of receiving a wideband signal, wherein the wideband signal comprises at least two sub-data packets transmitted over different frequencies [e.g. Frequency channels] are distributed. The method includes a step of detecting the at least two sub-data packets in the wideband signal to provide at least one detection parameter for the detected sub-data packets. Furthermore, the method comprises a step of decoding the detected sub-data packets using the detection parameters, wherein the detection and the decoding are performed or processed separately from each other.

Weitere Ausführungsbeispiele schaffen einen Datenempfänger, wobei der Datenempfänger ausgebildet ist, um ein Breitbandsignal zu empfangen, wobei das Breitbandsignal zumindest zwei Teil-Datenpakete aufweist, die [z.B. entsprechend eines Sprungmusters] in der Zeit und/oder Frequenz verteilt sind, wobei der Datenempfänger eine Filterbank aufweist, die ausgebildet ist, um das empfangene Breitbandsignal in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen für eine [z.B. nachfolgende] Detektion oder Decodierung der Teil-Datenpakete aufzuteilen, wobei die Mehrzahl von Teilbandsignalen unterschiedliche [z.B. sich teilweise überlappende] Teilbänder des Breitbandsignals aufweisen, wobei die Filterbank einen Polyphasenfilter aufweist.Further embodiments provide a data receiver, wherein the data receiver is adapted to receive a wideband signal, wherein the wideband signal comprises at least two sub-data packets which [e.g. distributed in time and / or frequency, the data receiver having a filter bank configured to convert the received wideband signal into a plurality of subband signals for a [e.g. splitting subsequent detection or decoding of the sub-data packets, the plurality of sub-band signals having different [e.g. partially overlapping] subbands of the wideband signal, wherein the filter bank comprises a polyphase filter.

Bei Ausführungsbeispielen kann die Filterbank eine N-Punkt-DFT oder N-Punkt-FFT aufweisen.In embodiments, the filter bank may include an N-point DFT or N-point FFT.

Bei Ausführungsbeispielen kann die Filterbank einen N-Kanal-Mischer aufweisen.In embodiments, the filter bank may include an N-channel mixer.

Bei Ausführungsbeispielen kann die Filterbank ausgebildet sein, um eine Unterabtastung des empfangenen Breitbandsignals durchzuführen, so dass eine Abtastrate der Mehrzahl von Teilbandsignalen geringer ist als eine Abtastrate des empfangenen Breitbandsignals.In embodiments, the filter bank may be configured to subsample the received wideband signal such that a sample rate of the plurality of subband signals is less than a sample rate of the received wideband signal.

Bei Ausführungsbeispielen kann die Filterbank eine erste Filterbank sein, die ausgebildet ist, um das empfangene Breitbandsignal in die Mehrzahl von Teilbandsignalen für die [z.B. nachfolgende] Detektion der Teil-Datenpakete aufzuteilen, wobei der Datenempfänger eine zweite Filterbank aufweist, die ausgebildet ist, um das empfangene Breitbandsignal in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen für die [z.B. nachfolgende] Decodierung der Teil-Datenpakete aufzuteilen, wobei die Mehrzahl von Teilbandsignalen unterschiedliche [z.B. sich teilweise überlappende] Teilbänder des Breitbandsignals aufweisen, wobei die zweite Filterbank einen Polyphasenfilter aufweist.In embodiments, the filter bank may be a first filter bank configured to divide the received wideband signal into the plurality of subband signals for the [eg, subsequent] detection of the sub-data packets, wherein the data receiver comprises a second filter bank configured to to divide the received wideband signal into a plurality of subband signals for the [eg, subsequent] decoding of the sub-data packets, the plurality of subband signals having different sub-bands of the broadband signal, the second filter bank having a polyphase filter.

Bei Ausführungsbeispielen kann die zweite Filterbank eine N-Punkt-DFT oder N-Punkt-FFT aufweisen.In embodiments, the second filter bank may include an N-point DFT or N-point FFT.

Bei Ausführungsbeispielen kann die zweite Filterbank ausgebildet sein, um eine Unterabtastung des empfangenen Breitbandsignals durchzuführen, so dass eine Abtastrate der Mehrzahl von Teilbandsignalen geringer ist als eine Abtastrate des empfangenen Breitbandsignals.In embodiments, the second filter bank may be configured to subsample the received wideband signal such that a sample rate of the plurality of subband signals is less than a sample rate of the received wideband signal.

Bei Ausführungsbeispielen kann die zweite Filterbank ausgebildet sein, um das Breitbandsignal in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen mit sich überlappenden Teilbändern aufzuteilen, wobei sich die Teilbänder [z.B. jeweils] zumindest um eine Bandbreite eines der Teil-Datenpakete überlappen [Beispielsweise können sich Durchlassbereiche benachbarter Filterkanäle der zweiten Filterbank um mindestens die Bandbreite eines der Teil-Datenpakete überlappen, damit die Teil-Datenpakete ohne nennenswerte Verzerrung aus einem von zwei sich überlappenden Filterkanäle entnommen werden kann].In embodiments, the second filter bank may be configured to divide the wideband signal into a plurality of subband signals having overlapping subbands, the subbands [e.g. [For example, passbands of adjacent filter channels of the second filterbank may overlap by at least the bandwidth of one of the sub-data packets so that the sub-data packets are extracted without significant distortion from one of two overlapping filter channels can].

Bei Ausführungsbeispielen kann die zweite Filterbank ausgebildet sein, um das Breitbandsignal in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen mit sich überlappenden Teilbändern aufzuteilen, wobei bei der Aufteilung [z.B. Filterung (z.B. Polyphasenfilterung)] des Breitbandsignals eine Summe aus einer Bandbreite eines Durchlassbereichs für eines der Teilbandsignale und aus einer Sperrbandbreite eines des Teilbandsignals benachbarten Teilbandsignals nicht größer ist als eine doppelte Abtastrate der Mehrzahl von Teilbandsignalen ist.In embodiments, the second filterbank may be configured to divide the wideband signal into a plurality of subband signals having overlapping subbands, wherein in the division [e.g. Filtering (e.g., polyphase filtering)] the wideband signal is a sum of a bandwidth of a passband for one of the subband signals and a stopband bandwidth of a subband signal adjacent to the subband signal is not greater than a double sample rate of the plurality of subband signals.

Bei Ausführungsbeispielen kann eine Abtastrate fIM (=MIM·fsym) der von der zweiten Filterbank bereitgestellten Mehrzahl von Teilbandsignalen für die Decodierung der Teil-Datenpakete größer sein als eine Abtastrate fDET (=MDET·fsym) der von der ersten Filterbank des Detektors bereitgestellten Mehrzahl von Teilbandsignalen für die Detektion der Teil-Datenpakete.In embodiments, a sample rate f IM (= M IM * f sym ) of the plurality of subband signals provided by the second filter bank for decoding the sub-data packets may be greater than a sample rate f DET (= M DET * f sym ) from that of the first Filterbank the detector provided plurality of subband signals for the detection of the sub-data packets.

Bei Ausführungsbeispielen kann eine Anzahl an Teilbandsignalen NIM der von der zweiten Filterbank bereitgestellten Teilbandsignale für die Decodierung der Teil-Datenpakete geringer sein als eine Anzahl an Teilbandsignalen N der von der ersten Filterbank bereitgestellten Teilbandsignale für die Detektion der Teil-Datenpakete.In embodiments, a number of subband signals N IM the sub-band signals provided by the second filter bank for the decoding of the sub-data packets are less than a number of sub-band signals N of the sub-band signals provided by the first filter bank for the detection of the sub-data packets.

Bei Ausführungsbeispielen kann die erste Filterbank und die zweite Filterbank unterschiedliche Filtercharakteristiken aufweisen.In embodiments, the first filter bank and the second filter bank may have different filter characteristics.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger einen Detektor aufweisen, der ausgebildet sein kann, um die zumindest zwei Teil-Datenpakete in den unterschiedlichen Teilbändern der Mehrzahl von Teilbandsignalen zu detektieren [z.B durch Korrelation der Mehrzahl von Teilbandsignalen mit einer in den Teil-Datenpaketen enthaltenen (bekannten) Synchronisationssequenz], um Detektionsparameter [z.B Detektionszeitpunkte und/oder Detektionsfrequenzen] für die detektierten Teil-Datenpakete bereitzustellen [beispielsweise um zumindest einen Detektionsparameter (z.B. Detektionszeitpunkt und/oder Detektionsfrequenz) für jedes der detektierten Teil-Datenpakete bereitzustellen].In embodiments, the data receiver may include a detector that may be configured to detect the at least two sub-data packets in the different subbands of the plurality of subband signals [eg, by correlating the plurality of subband signals with a (known) one contained in the sub-data packets. Synchronization sequence] to provide detection parameters [eg, detection timings and / or detection frequencies] for the detected sub-data packets [eg, to provide at least one detection parameter (eg, detection timing and / or detection frequency) for each of the detected sub-data packets].

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger einen Decoder aufweisen, der ausgebildet sein kann, um detektierte Teil-Datenpakete unter Verwendung von Detektionsparametern aus den jeweiligen Teilbandsignalen zu extrahieren [z.B. durch Filterung (z.B. Kanalfilter und/oder Matched Filter) und/oder (feine) (Zeit- und/oder Frequenz-) Synchronisation] [und z.B. zu decodieren].In embodiments, the data receiver may include a decoder, which may be configured to extract detected sub-data packets from the respective sub-band signals using detection parameters [e.g. by filtering (e.g., channel filters and / or matched filters) and / or (fine) (time and / or frequency) synchronization] [and e.g. to decode].

Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Empfangen eines Breitbandsignals, wobei das Breitbandsignal zumindest zwei Teil-Datenpakete aufweist, die über verschiedene Frequenzen [z.B. Frequenzkanäle] verteilt sind. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Filterns des empfangenen Breitbandsignals mit einer Filterbank, um das empfangene Breitbandsignal in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen für eine [z.B. nachfolgende] Detektion oder Decodierung der Teil-Datenpakete aufzuteilen, wobei die Mehrzahl von Teilbandsignalen unterschiedliche [z.B. sich teilweise überlappende] Teilbänder des Breitbandsignals aufweisen, wobei die Filterbank einen Polyphasenfilter aufweist.Further embodiments provide a method for receiving a wideband signal, wherein the wideband signal comprises at least two sub-data packets transmitted over different frequencies [e.g. Frequency channels] are distributed. The method comprises a step of filtering the received wideband signal with a filter bank to convert the received wideband signal into a plurality of subband signals for a [e.g. splitting subsequent detection or decoding of the sub-data packets, the plurality of sub-band signals having different [e.g. partially overlapping] subbands of the wideband signal, wherein the filter bank comprises a polyphase filter.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

  • 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Systems mit einem Datensender und einem Datenempfänger, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 in einem Diagramm eine Belegung des Übertragungskanals bei der Übertragung einer Mehrzahl von Teil-Datenpaketen entsprechend einem Zeitfrequenzsprungmuster;
  • 3 ein schematisches Blockschaltbild eines Datenempfängers, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 4 in einem Diagramm eine Belegung des Übertragungskanals bei der Übertragung von Datenpaketen unter Verwendung von vier unterschiedlichen Übertragungsverfahren;
  • 5 ein schematisches Blockschalbild eines einkanaligen Detektors eines Datenempfängers, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 6 ein schematisches Blockschaltbild eines Vielkanal-Detektors eines Datenempfängers, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 7 ein schematisches Blockschalbild eines Vielkanal-Detektors eines Datenempfängers, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 8 ein schematisches Blockschalbild eines Signal-Ringspeichers eines Datenempfängers, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 9 ein schematisches Blockschaltbild eines Decoders eines Datenempfängers, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 10 ein schematisches Blockschaltbild eines Datenempfängers, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 11 ein schematisches Blockschaltbild eines Datenempfängers, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
  • 12 ein schematisches Blockschaltbild eines Datenempfängers, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
  • 13 ein schematisches Blockschaltbild einer Filterbank eines Decoders eines Datenempfängers, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 14 in einem Diagramm Durchlassbereiche benachbarter Filterkanäle der in 13 gezeigten Filterbank, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 15 in einem Diagramm einen Durchlassbereich und eine Sperrbandbreite eines Filterkanals der in 13 gezeigten Filterbank, gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 16 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum empfangen eines Breitbandsignals, gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
  • 17 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum empfangen eines Breitbandsignals, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying figures. Show it:
  • 1 a schematic block diagram of a system with a data transmitter and a data receiver, according to an embodiment of the present invention;
  • 2 in a diagram an occupancy of the transmission channel in the transmission of a plurality of sub-data packets according to a time-frequency hopping pattern;
  • 3 a schematic block diagram of a data receiver, according to an embodiment of the present invention;
  • 4 in a diagram an occupancy of the transmission channel in the transmission of data packets using four different transmission methods;
  • 5 a schematic block diagram of a single-channel detector of a data receiver, according to an embodiment;
  • 6 a schematic block diagram of a multi-channel detector of a data receiver, according to an embodiment;
  • 7 a schematic block diagram of a multi-channel detector of a data receiver, according to an embodiment;
  • 8th a schematic block diagram of a signal ring memory of a data receiver, according to an embodiment;
  • 9 a schematic block diagram of a decoder of a data receiver, according to an embodiment;
  • 10 a schematic block diagram of a data receiver, according to an embodiment;
  • 11 a schematic block diagram of a data receiver, according to another embodiment;
  • 12 a schematic block diagram of a data receiver, according to another embodiment;
  • 13 a schematic block diagram of a filter bank of a decoder of a data receiver, according to an embodiment;
  • 14 in a diagram passages of adjacent filter channels of in 13 shown filter bank, according to an embodiment;
  • 15 in a diagram, a passband and a blocking bandwidth of a filter channel of in 13 shown filter bank, according to an embodiment;
  • 16 shows a flowchart of a method for receiving a wideband signal, according to an embodiment, and
  • 17 shows a flowchart of a method for receiving a wideband signal, according to another embodiment.

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen, so dass deren Beschreibung untereinander austauschbar ist.In the following description of the embodiments of the present invention, the same or equivalent elements are provided with the same reference numerals in the figures, so that their description is interchangeable.

Telegram-Splitting basiertes FunkübertragungssystemTelegram splitting based radio transmission system

1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Systems mit einem Datensender 100 und einem Datenempfänger 110. Der Datensender 100 kann ausgebildet sein, um ein Signal 120 zu senden, wobei das Signal 120 zumindest zwei separate Teil-Datenpakete 142 aufweist. Der Datenempfänger 110 kann ausgebildet sein, um das Signal 120 (oder eine durch den Übertragungskanal modifizierte Version des Signals 120)) zu empfangen, welches die zumindest zwei separaten Teil-Datenpakete 142 aufweist. 1 shows a schematic block diagram of a system with a data transmitter 100 and a data receiver 110 , The data transmitter 100 can be trained to receive a signal 120 to send, with the signal 120 at least two separate sub-data packets 142 having. The data receiver 110 can be trained to receive the signal 120 (or a version of the signal modified by the transmission channel 120 )), which contains the at least two separate sub-data packets 142 having.

Wie in 1 zu erkennen ist, sind die zumindest zwei separaten Teil-Datenpakete 142 in der Zeit und/oder in der Frequenz voneinander separiert bzw. beabstandet. Die Verteilung der zumindest zwei separaten Teil-Datenpakete 142 in der Zeit und/oder Frequenz kann entsprechend eines Sprungmusters (engl. hopping pattern) 140 erfolgen.As in 1 can be seen, are the at least two separate sub-data packets 142 separated or spaced apart in time and / or in frequency. The distribution of the at least two separate sub-data packets 142 in time and / or frequency can according to a hopping pattern (hopping pattern) 140 respectively.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datensender 100 eine Sendeeinrichtung (oder Sendemodul, oder Transmitter) 102 aufweisen, die ausgebildet ist, um das Signal 120 zu senden. Die Sendeeinrichtung 102 kann mit einer Antenne 104 des Datensenders 100 verbunden sein. Der Datensender 100 kann ferner eine Empfangseinrichtung (oder Empfangsmodul, oder Receiver) 106 aufweisen, die ausgebildet ist, um ein Signal zu empfangen. Die Empfangseinrichtung 106 kann mit der Antenne 104 oder einer weiteren (separaten) Antenne des Datensenders 100 verbunden sein. Der Datensender 100 kann auch eine kombinierte Sendeempfangseinrichtung (Transceiver) aufweisen. In embodiments, the data transmitter 100 a transmitter (or transmitter module, or transmitter) 102 which is adapted to the signal 120 to send. The transmitting device 102 can with an antenna 104 of the data transmitter 100 be connected. The data transmitter 100 Furthermore, a receiving device (or receiving module, or receiver) 106 which is configured to receive a signal. The receiving device 106 can with the antenna 104 or another (separate) antenna of the data transmitter 100 be connected. The data transmitter 100 may also have a combined transceiver.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenempfänger 110 eine Empfangseinrichtung (oder Empfangsmodul, oder Receiver) 116 aufweisen, die ausgebildet ist, um das Signal 120 zu empfangen. Die Empfangseinrichtung 116 kann mit einer Antenne 114 des Datenempfängers 110 verbunden sein. Ferner kann der Datenempfänger 110 eine Sendeeinrichtung (oder Sendemodul, oder Transmitter) 112 aufweisen, die ausgebildet ist, um ein Signal zu senden. Die Sendeeinrichtung 112 kann mit der Antenne 114 oder einer weiteren (separaten) Antenne des Datenempfängers 110 verbunden sein. Der Datenempfänger 110 kann auch eine kombinierte Sendeempfangseinrichtung (Transceiver) aufweisen.In embodiments, the data receiver 110 a receiving device (or receiving module, or receiver) 116 which is adapted to the signal 120 to recieve. The receiving device 116 can with an antenna 114 of the data receiver 110 be connected. Furthermore, the data receiver 110 a transmitter (or transmitter module, or transmitter) 112 which is configured to transmit a signal. The transmitting device 112 can with the antenna 114 or another (separate) antenna of the data receiver 110 be connected. The data receiver 110 may also have a combined transceiver.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datensender 100 ein Sensorknoten sein, während der Datenempfänger 110 eine Basisstation sein kann. Typischerweise umfasst ein Kommunikationssystem zumindest einen Datenempfänger 110 (Basisstation) und eine Vielzahl von Datensendern (Sensorknoten, wie z.B. Heizungszähler). Natürlich ist es auch möglich, dass der Datensender 100 eine Basisstation ist, während der Datenempfänger 110 ein Sensorknoten ist. Ferner ist es möglich, dass sowohl der Datensender 100 als auch der Datenempfänger 110 Sensorknoten sind. Des Weiteren ist es möglich, dass sowohl der Datensender 100 als auch der Datenempfänger 110 Basisstationen sind.In embodiments, the data transmitter 100 be a sensor node while the data receiver 110 a base station can be. Typically, a communication system comprises at least one data receiver 110 (Base station) and a variety of data transmitters (sensor nodes, such as heating meters). Of course it is also possible that the data transmitter 100 a base station while the data receiver 110 is a sensor node. Furthermore, it is possible that both the data transmitter 100 as well as the data receiver 110 Sensor nodes are. Furthermore, it is possible that both the data transmitter 100 as well as the data receiver 110 Base stations are.

Der Datensender 100 und der Datenempfänger 110 können ausgebildet sein, um Daten unter Verwendung eines Telegram-Splitting-Verfahrens (dt. Telegrammaufteilungsverfahrens) zu senden bzw. zu empfangen. Hierbei wird ein die Daten aufweisendes Datenpaket (oder Telegramm) in eine Mehrzahl von Teil-Datenpaketen (oder Sub-Datenpakte) 142 aufgeteilt und die Teil-Datenpakete 142 werden entsprechend eines Sprungmusters 140 in der Zeit verteilt und/oder in der Frequenz verteilt von dem Datensender 100 zu dem Datenempfänger 110 übertragen, wobei der Datenempfänger 110 die Teil-Datenpakete 142 wieder zusammenfügt (oder kombiniert), um das eigentliche Datenpaket zu erhalten. Jedes der Teil-Datenpakete 142 enthält dabei nur einen Teil des Datenpakets 120. Das Datenpaket kann ferner kanalcodiert sein, so dass zum fehlerfreien Decodieren des Datenpakets nicht alle Teil-Datenpakete 142, sondern nur ein Teil der Teil-Datenpakete 142 erforderlich ist.The data transmitter 100 and the data receiver 110 may be configured to send or receive data using a telegram splitting method. In this case, a data packet (or telegram) containing the data is divided into a plurality of sub-data packets (or sub-data packets). 142 split and the partial data packets 142 be according to a jump pattern 140 distributed in time and / or distributed in frequency by the data transmitter 100 to the data receiver 110 transmit, wherein the data receiver 110 the partial data packets 142 reassembles (or combines) to get the actual data packet. Each of the sub-data packets 142 contains only a part of the data package 120 , The data packet can also be channel-coded, so that not all partial data packets are used for error-free decoding of the data packet 142 but only part of the sub-data packets 142 is required.

Die zeitliche Verteilung der Mehrzahl von Teil-Datenpaketen 142 kann, wie bereits erwähnt, entsprechend eines Zeit- und/oder Frequenzsprungmusters 140 erfolgen.The temporal distribution of the majority of sub-data packets 142 can, as already mentioned, according to a time and / or frequency hopping pattern 140 respectively.

Ein Zeitsprungmuster kann eine Abfolge von Sendezeitpunkten oder Sendezeitabständen angeben, mit denen die Teil-Datenpakete gesendet werden. Beispielsweise kann ein erstes Teil-Datenpaket zu einem ersten Sendezeitpunkt (oder in einem ersten Sendezeitschlitz) und ein zweites Teil-Datenpaket zu einem zweiten Sendezeitpunkt (oder in einem zweiten Sendezeitschlitz) gesendet werden, wobei der erste Sendezeitpunkt und der zweite Sendezeitpunkt unterschiedlich sind. Das Zeitsprungmuster kann dabei den ersten Sendezeitpunkt und den zweiten Sendezeitpunkt definieren (oder vorgeben, oder angeben). Alternativ kann das Zeitsprungmuster den ersten Sendezeitpunkt und einen zeitlichen Abstand zwischen dem ersten Sendezeitpunkt und dem zweiten Sendezeitpunkt angeben. Natürlich kann das Zeitsprungmuster auch nur den zeitlichen Abstand zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Sendezeitpunkt angeben. Zwischen den Teil-Datenpaketen können Sendepausen vorhanden sein, in denen nicht gesendet wird. Die Teil-Datenpakete können sich auch zeitlich überlappen (überschneiden).A time-hopping pattern may indicate a sequence of transmission times or transmission time intervals at which the partial data packets are transmitted. For example, a first partial data packet may be transmitted at a first transmission time (or in a first transmission time slot) and a second partial data packet at a second transmission time (or in a second transmission time slot), the first transmission time and the second transmission time being different. The time jump pattern can define (or specify, or specify) the first transmission time and the second transmission time. Alternatively, the time-jump pattern may indicate the first transmission time and a time interval between the first transmission time and the second transmission time. Of course, the time jump pattern may also indicate only the time interval between the first time and the second transmission time. There may be transmission pauses between the partial data packets in which no transmission takes place. The sub-data packets may also overlap in time (overlap).

Ein Frequenzsprungmuster kann eine Abfolge von Sendefrequenzen oder Sendefrequenzsprüngen angeben, mit denen die Teil-Datenpakete gesendet werden. Beispielsweise kann ein erstes Teil-Datenpaket mit einer ersten Sendefrequenz (oder in einem ersten Frequenzkanal) und ein zweites Teil-Datenpaket mit einer zweiten Sendefrequenz (oder in einem zweiten Frequenzkanal) gesendet werden, wobei die erste Sendefrequenz und die zweite Sendefrequenz unterschiedlich sind. Das Frequenzsprungmuster kann dabei die erste Sendefrequenz und die zweite Sendefrequenz definieren (oder vorgeben, oder angeben). Alternativ kann das Frequenzsprungmuster die erste Sendefrequenz und einen Frequenzabstand (Sendefrequenzsprung) zwischen der ersten Sendefrequenz und der zweiten Sendefrequenz angeben. Natürlich kann das Frequenzsprungmuster auch nur den Frequenzabstand (Sendefrequenzsprung) zwischen der ersten Sendefrequenz und der zweiten Sendefrequenz angeben.A frequency hopping pattern may indicate a sequence of transmission frequencies or transmission frequency jumps with which the sub-data packets are sent. For example, a first partial data packet with a first transmission frequency (or in a first frequency channel) and a second partial data packet with a second transmission frequency (or in a second frequency channel) can be transmitted, wherein the first transmission frequency and the second transmission frequency are different. The frequency hopping pattern can define (or specify, or specify) the first transmission frequency and the second transmission frequency. Alternatively, the frequency hopping pattern may indicate the first transmission frequency and a frequency spacing (transmission frequency jump) between the first transmission frequency and the second transmission frequency. Of course, the frequency hopping pattern may also indicate only the frequency spacing (transmission frequency hop) between the first transmission frequency and the second transmission frequency.

Natürlich können die Mehrzahl von Teil-Datenpaketen 142 auch sowohl in der Zeit- als auch in der Frequenz verteilt von dem Datensender 100 zu dem Datenempfänger 110 übertragen werden. Die Verteilung der Mehrzahl von Teil-Datenpaketen in der Zeit und in der Frequenz kann entsprechend einem Zeitfrequenzsprungmuster erfolgen. Ein Zeitfrequenzsprungmuster kann die Kombination aus einem Zeitsprungmuster und einem Frequenzsprungmuster sein, d.h. eine Abfolge von Sendezeitpunkten oder Sendezeitabständen mit denen die Teil-Datenpakete 142 übertragen werden, wobei den Sendezeitpunkten (oder Sendezeitabständen) Sendefrequenzen (oder Sendefrequenzsprünge) zugeordnet sind. Of course, the majority of sub-data packets 142 also distributed in both time and frequency by the data transmitter 100 to the data receiver 110 be transmitted. The distribution of the plurality of sub-data packets in time and in frequency may be in accordance with a time-hopping pattern. A time-hopping pattern may be the combination of a time-hopping pattern and a frequency hopping pattern, ie a sequence of transmission times or transmission time intervals with which the sub-data packets 142 are transmitted, wherein the transmission times (or transmission time intervals) transmission frequencies (or transmission frequency jumps) are assigned.

2 zeigt in einem Diagramm eine Belegung des Übertragungskanals bei der Übertragung einer Mehrzahl von Teil-Datenpaketen 142 entsprechend einem Zeitfrequenzsprungmuster. Dabei beschreibt die Ordinate die Frequenz und die Abszisse die Zeit. 2 shows a diagram of an occupancy of the transmission channel in the transmission of a plurality of sub-data packets 142 according to a time-frequency hopping pattern. The ordinate describes the frequency and the abscissa the time.

Wie in 2 zu erkennen ist, kann das Datenpaket 120 beispielhaft auf n = 7 Teil-Datenpakete 142 aufgeteilt werden und entsprechend eines Zeitfrequenzsprungmusters verteilt in der Zeit und der Frequenz von dem Datensender 100 zu dem Datenempfänger 110 übertragen werden.As in 2 it can be seen, the data packet 120 for example on n = 7 partial data packets 142 divided and distributed according to a time-hopping pattern in the time and frequency of the data transmitter 100 to the data receiver 110 be transmitted.

Wie in 2 weiter zu erkennen ist, können die Mehrzahl von Teil-Datenpaketen 142 neben Daten (Datensymbole 146 in 2) auch Pilotsequenzen (Pilotsymbole (oder Synchronisationssymbole) 144 in 2) enthalten, basierend auf denen der Datenempfänger 110 die Teil-Datenpakete 142 in einem Empfangssignal 120 oder Empfangsdatenstrom detektieren kann. Bei manchen Ausführungsbeispielen könnte die Detektion auch ohne Nutzung der Pilotsequenzen erfolgen, wobei dieser Fall z.B. bei der Funkaufklärung auftritt, wenn die Pilotsequenzen noch nicht bekannt sind.As in 2 can be further seen, the plurality of sub-data packets 142 next to data (data symbols 146 in 2 ) also pilot sequences (pilot symbols (or synchronization symbols) 144 in 2 ) based on which the data receiver 110 the partial data packets 142 in a received signal 120 or can detect receive data stream. In some embodiments, the detection could also take place without the use of the pilot sequences, this case occurring for example in the radio reconnaissance, if the pilot sequences are not yet known.

Bei der gleichzeitigen bzw. zeitlich überlappenden Aussendung einer Vielzahl von in Teil-Datenpaketen aufgeteilten Datenpaketen durch eine Vielzahl von Datensendern steigt die im Datenempfänger erforderliche Rechenleistung zur Detektion und Decodierung der Teil-Datenpakete jedoch erheblich.In the simultaneous or temporally overlapping transmission of a plurality of data packets divided into sub-data packets by a plurality of data transmitters, however, the computing power required to detect and decode the sub-data packets in the data receiver increases considerably.

Zur Reduktion der für die Detektion und Decodierung erforderlichen Rechenleistung erfolgt bei Ausführungsbeispielen die Detektion und Decodierung der Teil-Datenpakete getrennt bzw. separat voneinander, wie dies im Folgenden erläutert wird.In order to reduce the computing power required for the detection and decoding, in embodiments the detection and decoding of the sub-data packets takes place separately or separately from one another, as will be explained below.

Ausführungsbeispiele des Datenempfängers (Systembeschreibung)Exemplary embodiments of the data receiver (system description)

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben, die sich auf die Signalverarbeitung und die Datenhaltung bei der Detektion und Decodierung von Datenpaketen im Datenempfänger 110 eines Funkübertragungssystems beziehen.Embodiments of the present invention relating to signal processing and data storage in the detection and decoding of data packets in the data receiver will now be described 110 a radio transmission system relate.

3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Datenempfängers 110, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Datenempfänger 110 ist ausgebildet, um ein Breitbandsignal 120 zu empfangen, wobei das Breitbandsignal 120 zumindest zwei Teil-Datenpakete 142 aufweist, die entsprechend eines Sprungmusters 140 über verschiedene Frequenzen (z.B. Frequenzkanäle) verteilt sind. 3 shows a schematic block diagram of a data receiver 110 , according to an embodiment of the present invention. The data receiver 110 is designed to be a broadband signal 120 to receive, with the broadband signal 120 at least two partial data packets 142 having, according to a jump pattern 140 distributed over different frequencies (eg frequency channels).

Der Datenempfänger 110 kann einen Detektor 122 aufweisen, der ausgebildet ist, um eine Detektion der zumindest zwei Teil-Datenpakete 142 in dem Breitbandsignal 120 durchzuführen, und um zumindest einen Detektionsparameter 126 (z.B. einen Detektionszeitpunkt und/oder eine Detektionsfrequenz) für die detektierten Teil-Datenpakete bereitzustellen.The data receiver 110 can be a detector 122 which is configured to detect the at least two partial data packets 142 in the broadband signal 120 perform and at least one detection parameter 126 (eg, a detection time and / or a detection frequency) for the detected sub-data packets.

Beispielsweise kann der Detektor 122 ausgebildet sein, um einen Detektionsparameter 126 (z B. einen Detektionszeitpunkt und/oder eine Detektionsfrequenz) für jedes der detektierten Teil-Datenpakete bereitzustellen. Natürlich kann der Detektor 122 auch ausgebildet sein, um nur einen Detektionsparameter (z.B. einen (Referenz-)Detektionszeitpunkt und/oder eine (Referenz-)Detektionsfrequenz) für das Sprungmuster 140 der zumindest zwei Teil-Datenpakete 142 bereitzustellen, wobei durch die Definition des Sprungmusters (z.B. Sendzeitpunkte und/oder Sendefrequenzen) die Empfangszeitpunkte und/oder Empfangsfrequenzen der zumindest zwei Teil-Datenpakete 142 implizit bekannt sind.For example, the detector 122 be formed to a detection parameter 126 (eg, a detection time and / or a detection frequency) for each of the detected sub-data packets. Of course, the detector can 122 also be designed to only one detection parameter (eg, a (reference) detection time and / or a (reference) detection frequency) for the jump pattern 140 the at least two sub-data packets 142 provide, by the definition of the jump pattern (eg, transmission times and / or transmission frequencies) the reception times and / or reception frequencies of the at least two partial data packets 142 implicitly known.

Der Datenempfänger 110 kann ferner einen Decoder 124 aufweisen, der ausgebildet ist, um unter Verwendung des zumindest einen Detektionsparameters 126 eine Decodierung der detektierten Teil-Datenpakete durchzuführen, z.B. um decodierte Pakete 149 zu erhalten.The data receiver 110 can also have a decoder 124 formed to be formed using the at least one detection parameter 126 to perform a decoding of the detected sub-data packets, for example by decoded packets 149 to obtain.

Der Detektor 122 und der Decoder 124 können dabei separat bzw. getrennt voneinander ausgeführt sein, so dass der Detektor 122 die Detektion (der zumindest zwei Teil-Datenpakete 142) und der Decoder 124 die Decodierung (der detektierten Teil-Datenpakete) getrennt voneinander durchführen oder verarbeiten können. Der Datenempfänger 110 ist also ausgebildet, um die Detektion (der zumindest zwei Teil-Datenpakete 142) und die Decodierung (der detektierten Teil-Datenpakete) getrennt voneinander durchzuführen oder zu verarbeiten. The detector 122 and the decoder 124 can be carried out separately or separately, so that the detector 122 the detection (the at least two partial data packets 142 ) and the decoder 124 the decoding (the detected sub-data packets) can perform or process separately. The data receiver 110 is thus designed to detect (the at least two partial data packets 142 ) and decoding (the detected sub-data packets) separately or to process.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Detektor 122 ausgebildet sein, um die Detektion (der Teil-Datenpakete 142) kontinuierlich durchzuführen.In embodiments, the detector 122 be formed to the detection (the partial data packets 142 ) continuously.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Decoder 124 ausgebildet sein, um die Decodierung in Abhängigkeit von einer zur Verfügung stehenden Rechenleistung des Datenempfängers 110 durchzuführen.In embodiments, the decoder 124 be formed to the decoding depending on an available computing power of the data receiver 110 perform.

Beispielsweise kann der Decoder 124 ausgebildet sein, um die Decodierung eines der detektierten Teil-Datenpakete durchzuführen, wenn für die Decodierung des jeweiligen detektierten Teil-Datenpakets genügend Rechenleistung zur Verfügung steht.For example, the decoder 124 be configured to perform the decoding of one of the detected sub-data packets when sufficient computing power is available for the decoding of the respective detected sub-data packet.

Mit anderen Worten, 3 zeigt die Komponenten, einen Paket-Detektor 122 zur Detektion der Pakete in einem Breitbandsignal 120 und einen Paket-Decoder 124 zur Auswertung der detektierten Pakete. Die detektierten Pakete stellen hierbei die Detektionszeitpunkte dar, an denen mutmaßlich ein Paket am Empfänger 110 angekommen ist.In other words, 3 shows the components, a packet detector 122 for detecting the packets in a wideband signal 120 and a packet decoder 124 for the evaluation of the detected packets. The detected packets represent the detection times at which presumably a packet at the receiver 110 has arrived.

Wie in 3 beispielhaft gezeigt ist, kann der Datenempfänger 110 einen Detektor (Paket-Detektor) 122 und einen Decoder (Paket-Decoder) 124 aufweisen. Natürlich kann der Datenempfänger 110 auch mittels eines Prozessors, Mikroprozessors oder einer anderen programmierbaren logischen Schaltung implementiert sein, wobei in diesem Fall die in 3 gezeigten Schaltungsblöcke beispielsweise durch entsprechende Algorithmen implementiert sein können.As in 3 is shown by way of example, the data receiver 110 a detector (packet detector) 122 and a decoder (packet decoder) 124 exhibit. Of course, the data receiver 110 also be implemented by means of a processor, microprocessor or other programmable logic circuit, in which case the in 3 shown circuit blocks, for example, can be implemented by appropriate algorithms.

4 zeigt in einem Diagramm eine Belegung des Übertragungskanals bei der Übertragung von Datenpaketen unter Verwendung von vier unterschiedlichen Übertragungsverfahren. Dabei beschreibt in 4 die Ordinate die Frequenz und die Abszisse die Zeit. Mit anderen Worten, 4 zeigt vier mögliche Verfahren zur Übertragung eines einzelnen Paketes. 4 shows a diagram of an occupancy of the transmission channel in the transmission of data packets using four different transmission methods. It describes in 4 the ordinate the frequency and the abscissa the time. In other words, 4 shows four possible methods for transmitting a single packet.

Ein erstes Übertragungsverfahren (Fall 1) umfasst eine kontinuierliche Übertragung eines Datenpakets bei konstanter Frequenz.A first transmission method (case 1 ) comprises a continuous transmission of a data packet at a constant frequency.

Ein zweites Übertragungsverfahren (Fall 2) umfasst eine kontinuierliche Übertragung eines Datenpakets in Verbindung mit einem Frequenzsprung-Verfahren.A second transmission method (case 2 ) comprises a continuous transmission of a data packet in connection with a frequency hopping method.

Ein drittes Übertragungsverfahren (Fall 3) umfasst eine diskontinuierliche Übertragung eines Datenpakets (Telegramm-Splitting) bei konstanter Frequenz.A third transmission method (case 3 ) comprises a discontinuous transmission of a data packet (telegram splitting) at a constant frequency.

Ein viertes Übertragungsverfahren (Fall 4) umfasst eine diskontinuierliche Übertragung eines Datenpakets (Telegramm-Splitting) in Verbindung mit einem Frequenzsprung-Verfahren.A fourth transmission method (case 4 ) comprises a discontinuous transmission of a data packet (telegram splitting) in connection with a frequency hopping method.

Ausführungsbeispiele des Datenempfängers 110 sind für alle vier Verfahren relevant, wenn eine Vielzahl von Paketen empfangen werden soll, die von verschiedenen Sendern asynchron und auf verschiedenen Frequenzen ausgesendet werden, so dass das Breitbandsignal 120 am Eingang eine wesentlich höhere Bandbreite aufweist als die (Teil-)Pakete (Im Fall 1 Pakete, in den Fällten 2 bis 4 Teil-Pakete). Besonders relevant werden Ausführungsbeispiele des Datenempfängers 110 im Fall 4, der ein besonders hohes Maß an parallelen asynchronen Paketübertragungen ermöglicht.Embodiments of the data receiver 110 are relevant to all four methods if a plurality of packets to be received by different transmitters asynchronously and at different frequencies are to be received, such that the wideband signal 120 at the input has a much higher bandwidth than the (sub) packets (in the case 1 Packages, in the fells 2 to 4 Part packages). Particularly relevant are embodiments of the data receiver 110 in the case 4 which enables a particularly high degree of parallel asynchronous packet transmissions.

Hinzu kommt, dass in den Sendern 100 aus Kostengründen Frequenzgeneratoren mit relativ hoher Toleranz verwendet werden, so dass in allen vier Fällen ein Frequenzversatz zwischen Sender 100 und Empfänger 110 auftritt, der ein Vielfaches der Symbolrate fsym der Teil-Pakete 142 betragen kann. Da dieser Effekt die Wahrscheinlichkeit für Paket-Kollisionen verringert, kann der maximale Durchsatz des Übertragungssystems erhöht werden, indem den Sendefrequenzen gezielt eine stochastische Komponente hinzufügt wird. Dadurch sind die Sendefrequenzen im Empfänger 110 prinzipiell unbekannt.On top of that, in the transmitters 100 For cost reasons frequency generators are used with relatively high tolerance, so that in all four cases a frequency offset between transmitter 100 and receiver 110 occurs, which is a multiple of the symbol rate f sym the part packages 142 can amount. Since this effect reduces the likelihood of packet collisions, the maximum throughput of the transmission system can be increased by selectively adding a stochastic component to the transmission frequencies. As a result, the transmission frequencies in the receiver 110 basically unknown.

Die Detektion und Synchronisation der Pakete im Empfänger 110 kann mit Hilfe von Synchronisationssequenzen (Pilotsequenzen mit Synchronisationssymbolen 144) in den (Teil-)Paketen erfolgen. In der Regel sind diese Sequenzen in der Mitte der Teil-Pakete 142 angeordnet (Midamble). Ausführungsbeispiele sind jedoch für alle möglichen Anordnungen der Synchronisationssequenz (Preamble, Midamble, Postamble) anwendbar. The detection and synchronization of the packets in the receiver 110 can with the help of synchronization sequences (pilot sequences with synchronization symbols 144 ) in the (sub) packages. In general, these sequences are in the middle of the sub-packages 142 arranged (midamble). However, embodiments are applicable to all possible arrangements of the synchronization sequence (preamble, midamble, postamble).

Signalverarbeitung im DetektorSignal processing in the detector

5 zeigt ein schematisches Blockschalbild eines einkanaligen Detektors 122, gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Detektor 122 kann einen DDC 150 (= digital down converter, dt. digitaler Abwärtswandler) aufweisen, der ausgebildet sein kann, um das Breitbandsignal 150 zu mischen und zu filtern. Hierfür kann der DDC 150 beispielsweise einen Mischer 152 und einen Kanalfilter 154 aufweisen. Ferner kann der Detektor 122 einen Matched-Filter 156, einen Korrelator 158 und eine Paket-Detektion 160 aufweisen. 5 shows a schematic block diagram of a single-channel detector 122 , according to an embodiment. The detector 122 can a DDC 150 (= digital down converter, dt. Digital down converter), which may be formed to the wideband signal 150 to mix and filter. For this purpose, the DDC 150 for example, a mixer 152 and a channel filter 154 exhibit. Furthermore, the detector can 122 a matched filter 156 , a correlator 158 and a packet detection 160 exhibit.

Mit anderen Worten, 5 zeigt die Signalverarbeitung in einem einkanaligen Detektor 122 bei bekannter Empfangsfrequenz fC . Dabei wird die Abtastrate des Signals im DDC 150 von der Abtastrate fWB des Breitbandsignals 120 auf die Abtastrate fDET der nachfolgenden Komponenten 156, 158 reduziert. Das Kanalfilter (CF) 154 kann als Anti-Alias-Filter für die Unterabtastung wirken und kann hierzu eine ausreichend hohe Sperrdämpfung aufweisen.In other words, 5 shows the signal processing in a single-channel detector 122 at known reception frequency f C , Thereby the sampling rate of the signal in the DDC becomes 150 from the sampling rate f WB of the broadband signal 120 on the sampling rate f DET the following components 156 . 158 reduced. The channel filter (CF) 154 can act as an anti-aliasing filter for sub-sampling and can have a sufficiently high stopband attenuation for this purpose.

Auf den DDC 150 folgen ein Matched Filter (MF) 156 zur Impulsfilterung, eine mehrstufige Korrelation (CORR) 158 für die Synchronisationssequenzen der Teil-Pakete und deren Zusammenfassung, und die eigentliche Paket-Detektion 160.On the DDC 150 follow a matched filter (MF) 156 for pulse filtering, a multi-level correlation (CORR) 158 for the synchronization sequences of the sub-packets and their summary, and the actual packet detection 160 ,

Im Folgenden werden alle Abtastraten zusätzlich in Vielfachen der Symbolrate fsym der Teil-Pakete 142 angegeben. Für den Detektor 122 gilt: f WB = M WB f sym  und f DET = M DET f sym

Figure DE102018010285B3_0001
In the following, all sampling rates are additionally in multiples of the symbol rate f sym the part packages 142 specified. For the detector 122 applies: f WB = M WB f sym and f DET = M DET f sym
Figure DE102018010285B3_0001

Werte für MDET sind beispielsweise (z B. typischerweise) 2 und 4, d.h. die Verarbeitung im Detektor 122 kann beispielsweise (z.B. in der Regel) mit der doppelten oder der vierfachen Symbolrate erfolgen. Der Wert für MWB ist in der Regel (z.B. erheblich) größer, d.h. es gilt f DET < < f WB  bzw M DET < < M WB

Figure DE102018010285B3_0002
Values for M DET are for example (typically, for example) 2 and 4, ie the processing in the detector 122 can for example (eg usually) be done with twice or four times the symbol rate. The value for M WB is usually (eg considerably) larger, ie it applies f DET < < f WB or M DET < < M WB
Figure DE102018010285B3_0002

Aufgrund des Frequenzversatzes zwischen Sender 100 und Empfänger 110 kann der Detektor 122 als Vielkanal-Detektor mit N parallelen Empfangskanälen ausgeführt werden, wie dies im Folgenden anhand von 6 erläutert wird.Due to the frequency offset between transmitters 100 and receiver 110 can the detector 122 as a multi-channel detector with N parallel receive channels are executed, as in the following with reference to 6 is explained.

6 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Vielkanal-Detektors 122, gemäß einem Ausführungsbeispiel. Mit anderen Worten, 6 zeigt einen Vielkanal-Detektor mit N Kanälen. Wie in 6 zu erkennen ist, kann der Vielkanal-Detektor 122 für jeden Kanal einen Mischer 152, einen Kanalfilter 154, einen Matched-Filter 156 und einen Korrelator 158 aufweisen. 6 shows a schematic block diagram of a multi-channel detector 122 , according to an embodiment. In other words, 6 shows a multi-channel detector with N channels. As in 6 can be seen, the multi-channel detector 122 a mixer for each channel 152 , a channel filter 154 , a matched filter 156 and a correlator 158 exhibit.

Der zulässige Kanalabstand Δ f C = f sym / M C

Figure DE102018010285B3_0003
kann von den verwendeten Synchronisationssequenzen und der Art der Korrelation abhängen und kann beispielsweise (z.B. in der Regel) 1/4...1/16 der Symbolrate fsym betragen: M C = 4 16
Figure DE102018010285B3_0004
The permissible channel distance Δ f C = f sym / M C
Figure DE102018010285B3_0003
may depend on the synchronization sequences used and the type of correlation and may, for example (eg, as a rule) 1/4 ... 1/16 of the symbol rate f sym be: M C = 4 ... 16
Figure DE102018010285B3_0004

Dadurch kann der Datenstrom am Ausgang der Matched Filter 156 sowie am Ausgang der ersten Stufe der Korrelation um den Faktor MC · MDET größer sein als der Datenstrom des Breitbandsignals 120 am Eingang. Die Anzahl der Kanäle beträgt: N = M WB M C

Figure DE102018010285B3_0005
This allows the data stream at the output of the matched filter 156 and at the output of the first stage of the correlation by the factor M C · M DET be greater than the data stream of the wideband signal 120 at the entrance. The number of channels is: N = M WB M C
Figure DE102018010285B3_0005

Die Realisierung der Mischer 152, der Kanalfilter (CF) 154 und der Matched Filter (MF) 156 kann durch eine Polyphasen-Filterbank (CMFB) erfolgen, wie dies in 7 gezeigt ist. Dabei werden die Filter CF 154 und MF 156 zu einem Polyphasenfilter (CF+MF) zusammengefasst.The realization of the mixer 152 , the channel filter (CF) 154 and the Matched Filter (MF) 156 can be done through a polyphase filter bank (CMFB) as shown in 7 is shown. The filters CF 154 and MF 156 to a polyphase filter (CF + MF) summarized.

Im Detail zeigt 7 ein schematisches Blockschalbild des Detektors 122, gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Detektor 122 umfasst eine (erste) Filterbank 162 und die Korrelatoren 158, wobei die Filterbank 162 ausgebildet sein kann, um das Breitbandsignal 120 durch eine Polyphasenfilterung (und z.B. eine N-Punkt-DFT oder N-Punkt-FFT) in N Teilbandsignale 164 aufzuteilen Die Korrelatoren 158 können ausgebildet sein, um die Detektion der Teil-Datenpakete 142 in den N Teilbandsignalen 164 durchzuführen, z.B. durch Korrelation der N Teilbandsignale 164 mit einer in den Teil-Datenpaketen 142 enthaltenen (bekannten) Synchronisationssequenz oder Synchronisationssequenzen Wie in 7 ferner zu erkennen ist, kann die Vielkanal-Filterung mit einer N-Punkt-DFT oder - falls N eine Zweierpotenz ist - mit einer N-Punkt-FFT erfolgen. Der Polyphasenfaktor P gibt das Verhältnis aus der Anzahl NP der Filterkoeffizienten und der Anzahl N der Kanäle an und hängt vom Kanalabstand - gegeben durch den Faktor Mc - und der erforderlichen Sperrdämpfung des Filters ab. Werte liegen beispielsweise (z.B. typischerweise) im Bereich P = 1...2. Für P = 1 ergibt sich eine gewöhnliche Filterbank mit NP = N.In detail shows 7 a schematic block diagram of the detector 122 , according to an embodiment. The detector 122 includes a (first) filter bank 162 and the correlators 158 , the filter bank 162 may be formed to the broadband signal 120 by polyphase filtering (and, for example, an N-point DFT or N-point FFT) in N subband signals 164 to divide the correlators 158 may be configured to detect the partial data packets 142 in the N subband signals 164 perform, for example by correlation of the N subband signals 164 with one in the sub-data packets 142 contained (known) synchronization sequence or synchronization sequences As in 7 Further, multi-channel filtering can be done with an N-point DFT or, if N is a power of two, with an N-point FFT. The polyphase factor P gives the ratio of the number N P the filter coefficients and the number N of channels and depends on the channel spacing - given by the factor Mc - and the required blocking attenuation of the filter. Values are, for example (typically, for example) in the range P = 1... 2. For P = 1 results in a common filter bank with N P = N.

Die Unterabtastung um den Faktor U DET = f WB / f DET = M WB / M DET

Figure DE102018010285B3_0006
kann durch eine entsprechende Schrittweite im Breitbandsignal realisiert werden.The subsampling by the factor U DET = f WB / f DET = M WB / M DET
Figure DE102018010285B3_0006
can be realized by a corresponding step width in the broadband signal.

Die Signale der einzelnen Kanäle können durch eine Derotation in Basisbandsignale (Teilbandsignale) ohne Frequenzversatz umgewandelt werden.The signals of the individual channels can be converted by a derotation into baseband signals (subband signals) without frequency offset.

Die nachfolgende Tabelle (Tabelle 1) fasst die Parameter des Detektors 122 zusammen und nennt Beispiele für ein System 1 mit MWB = 96 und ein System 2 mit MWB = 1024. Für beide Systeme gilt beispielhaft MDET = 2 und MC = 8. Bezeichnung des Parameters Parameter Gleichung System 1 System 2 Überabtastung des Breitbandsignals MWB 96 1024 Überabtastung in Zeitrichtung MDET 2 2 Überabtastung in Frequenzrichtung MC 8 8 Unterabtastung = Schrittweite UDET MWB/MDET 48 512 Anzahl Kanäle = Länge der OFT / FFT N MWB · MC 768 8192 Polyphasenfaktor P 1 1 Anzahl Koeffizienten des Filters NP P · N 768 8192 Zunahme des Datenstroms KDET MC · MDET 16 16 The following table (Table 1) summarizes the parameters of the detector 122 together and gives examples of a system 1 with MWB = 96 and a system 2 with MWB = 1024. For both systems, MDET = 2 and MC = 8 are examples. Name of the parameter parameter equation System 1 System 2 Oversampling of the broadband signal M WB 96 1024 Oversampling in time direction M DET 2 2 Oversampling in frequency direction M C 8th 8th Sub-scan = step size U DET M WB / M DET 48 512 Number of channels = length of OFT / FFT N M WB × M C 768 8192 Polyphasenfaktor P 1 1 Number of coefficients of the filter N P P · N 768 8192 Increase in the data stream K DET M C · M DET 16 16

Der erforderliche Rechenaufwand ist aufgrund der typischerweise hohen Kanalanzahl N sehr hoch und hängt nur geringfügig von der Anzahl der detektierten Pakete ab.The computation required is very high due to the typically high number of channels N and depends only slightly on the number of packets detected.

Verzögerung des BreitbandsignalsDelay of the broadband signal

Die Verarbeitung im Paket-Detektor 122 weist eine Verzögerung auf, die sich aus der Verzögerung der Filter und dem Abstand zwischen den Synchronisationssequenzen des ersten und des letzten Teil-Pakets 142 zusammensetzen kann. Deshalb kann das Breitbandsignal 120 mittels eines Signal-Ringspeichers 170 verzögert werden, bevor es dem Paket-Decoder 124 zugeführt werden kann, wie dies in 8 gezeigt ist.The processing in the packet detector 122 has a delay resulting from the delay of the filters and the distance between the synchronization sequences of the first and last sub-packets 142 can assemble. Therefore, the broadband signal can 120 by means of a signal ring memory 170 be delayed before it's the packet decoder 124 can be fed, as in 8th is shown.

Im Detail zeigt 8 ein schematisches Blockschalbild eines Signal-Ringspeichers 170, der ausgebildet ist, um das empfangene Breitbandsignal 120 zwischen zu speichern, um ein verzögertes Breitbandsignal 120' zu erhalten. Mit anderen Worten, 8 zeigt eine Verzögerung des Breitbandsignals 120.In detail shows 8th a schematic block diagram of a signal ring memory 170 which is adapted to receive the received wideband signal 120 between to store a delayed wideband signal 120 ' to obtain. In other words, 8th shows a delay of the wideband signal 120 ,

In einem Software-Empfänger 110 für einen massiv parallelen Empfang kann die Verzögerung zusätzlich die Zeit umfassen, die von der Detektion eines Pakets bis zur tatsächlichen Verarbeitung des Pakets verstreichen kann. In a software receiver 110 In addition, for massively parallel reception, the delay may include the time that may elapse from the detection of a packet to the actual processing of the packet.

Signalverarbeitung im DecoderSignal processing in the decoder

9 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Decoders 124, gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Decoder 124 ist ausgebildet, um basierend auf dem von dem Detektor 122 bereitgestellten Detektionsparameter 126 (z.B. Referenzzeitpunkt (grob) tPKT,C , und Frequenz (grob) fPKT,C ) ein detektiertes Teil-Datenpaket 142 zu decodieren. 9 shows a schematic block diagram of a decoder 124 , according to an embodiment. The decoder 124 is designed to be based on that of the detector 122 provided detection parameters 126 (eg reference time (coarse) t PKT, C , and frequency (coarse) f PKT, C ) a detected partial data packet 142 to decode.

Der Decoder 124 kann beispielsweise einen Extrahierer 180 aufweisen, der ausgebildet ist, um basierend auf dem von dem Detektor 122 bereitgestellten Detektionsparameter 126 (z.B. Referenzzeitpunkt (grob) tPKT,C , und Frequenz (grob) fPKT,C ) einen geeigneten Signalabschnitt (z.B. in Frequenz- und Zeitrichtung, symbolisiert durch Schalter 181 und Mischer 182) auszuwählen. Ferner kann der Decoder 124 einen Mischer 182, einen Kanalfilter 184, einen Matched-Filter 186, eine t/f Synchronisation 188 und eine Paketdecodierung 190 aufweisen.The decoder 124 for example, an extractor 180 which is configured to be based on that of the detector 122 provided detection parameters 126 (eg reference time (coarse) t PKT, C , and frequency (coarse) f PKT, C ) a suitable signal section (eg in frequency and time direction, symbolized by switches 181 and mixers 182 ). Furthermore, the decoder 124 a mixer 182 , a channel filter 184 , a matched filter 186 , a t / f synchronization 188 and a packet decoding 190 exhibit.

Wie in 9 zu erkennen ist, kann die Verarbeitung im Decoder auf der Basis der Parameter (Detektionsparameter 126) eines detektierten Pakets erfolgen. Hierbei kann der ReferenzZeitpunkt t PKT,C dem Detektionszeitpunkt im Paket-Detektor 122 mit einer zeitlichen Granularität ΔtPKT,C = 1/fDET entsprechen. Die Frequenz fPKT,C kann der Mittenfrequenz des Detektor-Kanals entsprechen, in dem das Paket detektiert wurde. Die Granularität ΔfPKT,C kann dem Kanalabstand ΔfC entsprechen.As in 9 can be seen, the processing in the decoder on the basis of the parameters (detection parameters 126 ) of a detected packet. Here, the reference time t PKT, C the detection time in the packet detector 122 with a temporal granularity Δt PKT, C = 1 / f DET . The frequency f PKT, C may correspond to the center frequency of the detector channel in which the packet was detected. The granularity Δf PKT, C may correspond to the channel spacing Δf C.

Der Schalter 180 und der Mischer 182 in 9 symbolisieren die Auswahl der Signalabschnitte der Teil-Pakete 142 in Zeit- und Frequenzrichtung anhand der Parameter (Detektionsparameter) 126. Im Kanalfilter (CF) 184 kann eine Unterabtastung auf die Abtastrate erfolgen. f SYNC = M SYNC f sym

Figure DE102018010285B3_0007
The desk 180 and the mixer 182 in 9 symbolize the selection of the signal sections of the sub-packets 142 in time and frequency direction based on the parameters (detection parameters) 126 , In the channel filter (CF) 184 a sub-sample can be sampled at the sampling rate. f SYNC = M SYNC f sym
Figure DE102018010285B3_0007

Der zugehörige Unterabtastfaktor beträgt: U SYNC = f WB / f SYNC = M WB / M SYNC

Figure DE102018010285B3_0008
The associated sub-sampling factor is: U SYNC = f WB / f SYNC = M WB / M SYNC
Figure DE102018010285B3_0008

Daraus ergibt sich für die nachfolgende t-Synchronisation tPKT,F eine Granularität ΔtPKT,F = 1/ fSYNC . Werte liegen beispielsweise (z.B. typischerweise) im Bereich MSYNC = 4...16.This results for the subsequent t-synchronization t PKT, F a granularity Δt PKT, F = 1 / f SYNC , Values are, for example (typically, for example) in the range M SYNC = 4 ... 16.

Auch im Decoder 124 können das Kanalfilter (CF) 184 und das Matched Filter (MF) 186 zu einem einzigen Filter (CF+MF) zusammengefasst werden. Hierbei kann beispielsweise das gleiche Filter wie in der Polyphasen-Filterbank (CMFB) 162 des Detektors 124 in 7 resultieren. Die Filterung kann als gewöhnliche Polyphasen-Filterung mit einer Unterabtastung um den Faktor USYNC erfolgen. Alternativ kann die Filterung mittels schneller Faltung (Fast Convolution) im Frequenzbereich erfolgen. Dies bietet sich auch deshalb an, weil die Signalabschnitte der Teil-Pakete häufig so kurz sind, dass die schnelle Faltung in einem Block erfolgen kann.Also in the decoder 124 can the channel filter (CF) 184 and the Matched Filter (MF) 186 to a single filter (CF + MF). Here, for example, the same filter as in the polyphase filter bank (CMFB) 162 of the detector 124 in 7 result. The filtering can be as ordinary polyphase filtering with a sub-sampling by the factor U SYNC respectively. Alternatively, the filtering can be done by means of fast convolution (Fast Convolution) in the frequency domain. This is also useful because the signal portions of the subpackets are often so short that the fast convolution can occur in a block.

Die f-Synchronisation fPKT,F kann durch eine entsprechende Rotation des Signals nach dem Matched Filter (MF) 186 erfolgen. Bei erhöhten Anforderungen durch ein höherstufiges Modulationsverfahren in Verbindung mit einer hohen Granularität ΔfPKT,C kann es jedoch erforderlich sein, die Mischung und Filterung mit dem genaueren Wert fPKT,F zu wiederholen, um die durch den Frequenzversatz Δ f PKT = f PKT , F f PKT , C

Figure DE102018010285B3_0009
verursachte Symbolinterferenz zu beseitigen.The f-synchronization f PKT, F can be detected by a corresponding rotation of the signal after the matched filter (MF) 186 respectively. However, in the case of increased requirements by a higher-level modulation method in conjunction with a high granularity Δf PKT, C , it may be necessary to repeat the mixing and filtering with the more precise value f PKT, F , by the frequency offset Δ f PKT = f PKT . F - f PKT . C
Figure DE102018010285B3_0009
to eliminate caused symbol interference.

Nach erfolgter t/f-Synchronisation können die Symbole mit der Symbolrate fsym entnommen und der Paket-Decodierung 190 zugeführt werdenAfter successful t / f synchronization, the symbols can be displayed with symbol rate f sym taken and the packet decoding 190 be supplied

Die nachfolgende Tabelle (Tabelle 2) fasst beispielhafte Parameter im Decoder 124 zusammen. Bezeichnung des Parameters Parameter Gleichung System 1 System 2 Überabtastung des Breitbandsignals MWB 96 1024 Überabtastung in Zeitrichtung MSYNC 12 8 Unterabtastung USYNC MWB / MSYNC 8 128 Anzahl Koeffizienten (CF+MF) NP siehe Det. 768 8192 The following table (Table 2) summarizes example parameters in the decoder 124 together. Name of the parameter parameter equation System 1 System 2 Oversampling of the broadband signal M WB 96 1024 Oversampling in time direction M SYNC 12 8th undersampling U SYNC M WB / M SYNC 8th 128 Number of coefficients (CF + MF) N P see det. 768 8192

Die in 9 gezeigte Verarbeitung ist für jedes detektierte Teil-Paket 142 durchzuführen, d.h. der erforderliche Rechenaufwand ist proportional zur Anzahl der detektierten Teil-Pakete 142. Bei massiv parallelem Empfang nimmt der Rechenaufwand stark zu und kann den Rechenaufwand im Detektor 122 überschreiten.In the 9 The processing shown is for each detected sub-packet 142 ie the required computational effort is proportional to the number of detected sub-packets 142 , With massively parallel reception of the computational effort increases sharply and can the computational effort in the detector 122 exceed.

Zusammenspiel von Paket-Detektor und Paket-DecoderInterplay of packet detector and packet decoder

10 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Datenempfängers 110, gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Datenempfänger 110 umfasst einen Detektor 122, einen Decoder 124 und einen Signal-Ringspeicher 170. 10 shows a schematic block diagram of a data receiver 110 , according to an embodiment. The data receiver 110 includes a detector 122 , a decoder 124 and a ring signal memory 170 ,

Der Detektor 122 kann eine erste Filterbank 162 umfassen, die ausgebildet sein kann, um das Breitbandsignal 120 für die Detektion der Teil-Datenpakete 142 in N Teilbandsignale 164 aufzuteilen, wobei die N Teilbandsignale unterschiedliche (z.B. sich teilweise überlappende) Teilbänder des Breitbandsignals 120 aufweisen können. Der Detektor 122 kann ausgebildet sein, um die Detektion der Teil-Datenpakete 142 in den N Teilbandsignalen 164 durchzuführen, beispielsweise durch Korrelation der N Teilbandsignale 164 mit einer in den Teil-Datenpaketen 142 enthaltenen (bekannten) Synchronisationssequenz oder Synchronisationssequenzen, um Detektionsparameter 126 (z.B. Detektionszeitpunkte und/oder Detektionsfrequenzen) für die detektierten Teil-Datenpakete 142 bereitzustellen.The detector 122 can be a first filter bank 162 which may be configured to receive the wideband signal 120 for the detection of the partial data packets 142 in N Sub-band signals 164 to divide, with the N Subband signals different (eg partially overlapping) subbands of the wideband signal 120 can have. The detector 122 may be configured to detect the partial data packets 142 in the N Sub-band signals 164 perform, for example, by correlation of N Sub-band signals 164 with one in the sub-data packets 142 contained (known) synchronization sequence or synchronization sequences to detection parameters 126 (eg detection times and / or detection frequencies) for the detected sub-data packets 142 provide.

Beispielsweise kann der Detektor 122 eine Korrelation und Paket-Detektion 166 aufweisen, die ausgebildet sein kann, um die Korrelation und Paket-Detektion durchzuführen. Hierzu kann die Korrelation und Paket-Detektion 166 z.B die in 7 gezeigten Korrelatoren 158 aufweisen.For example, the detector 122 a correlation and packet detection 166 which may be configured to perform the correlation and packet detection. This can be done by correlation and packet detection 166 eg the in 7 shown correlators 158 exhibit.

Der Signal-Ringspeicher 170 kann ausgebildet sein, um das empfangene Breitbandsignal 120 zwischen zu speichern, um ein verzögertes Breitbandsignal 120' bereitzustellen.The signal ring memory 170 may be configured to receive the received wideband signal 120 between to store a delayed wideband signal 120 ' provide.

Der Decoder 124 kann ausgebildet sein, um die detektierten Datenpakete 142 unter Verwendung der Detektionsparameter 126 aus dem empfangen Breitbandsignal 120 (bzw. aus der verzögerten Version des empfangenen Breitbandsignals 120') zu extrahieren.The decoder 124 can be configured to the detected data packets 142 using the detection parameters 126 from the received broadband signal 120 (or from the delayed version of the received wideband signal 120 ' ) to extract.

Hierzu kann der Decoder 124 beispielsweise eine Mehrzahl der in 9 gezeigten Extrahierer 180 und Filterung 183 (z.B. Kanalfilter 184 und Matched-Filter 186) aufweisen. Dabei kann eine Anzahl an Kanälen des Decoders 124 mit einer Anzahl N an Kanälen des Detektors 122 übereinstimmen. Natürlich kann der Decoder 124 auch mehr oder weniger Kanäle aufweisen als der Detektor 122.This can be done by the decoder 124 For example, a plurality of in 9 shown extractors 180 and filtering 183 (eg channel filter 184 and matched filters 186 ) exhibit. There may be a number of channels of the decoder 124 with a number N of channels of the detector 122 to match. Of course, the decoder can 124 also have more or fewer channels than the detector 122 ,

Bei einer geringen Anzahl an detektierten Paketen ist das in 9 gezeigte Ausführungsbeispiel des Datenempfängers 110 ohne Probleme verwendbar. Da hierbei die Signalabschnitte mit den Teil-Paketen 142 aus dem Breitbandsignal 120 extrahiert werden, fällt aufgrund der hohen Unterabtastung USYNC ein hoher Rechenaufwand an, der bei massiv parallelem Empfang unter gewissen Umständen problematisch werden kann.With a small number of detected packets, this is in 9 shown embodiment of the data receiver 110 usable without problems. Because here are the signal sections with the sub-packets 142 from the broadband signal 120 is extracted due to the high subsampling U SYNC a high computational effort, which can be problematic in massively parallel reception under certain circumstances.

Abhilfe kann das in 11 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Datenempfängers 110 schaffen, bei dem die Teilbandsignale 164 aus dem Paket-Detektor 122 auch im Paket-Decoder 124 verwendet werden.This can be remedied in 11 shown embodiment of a data receiver 110 create where the subband signals 164 from the packet detector 122 also in the package decoder 124 be used.

Im Detail zeigt 11 ein schematisches Blockschaltbild eines Datenempfängers 110, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Der Datenempfänger 110 umfasst einen Detektor 122, einen Decoder 124 und einen Signal-Ringspeicher 170.In detail shows 11 a schematic block diagram of a data receiver 110 , According to another embodiment. The data receiver 110 includes a detector 122 , a decoder 124 and a ring signal memory 170 ,

Der Detektor 122 kann eine erste Filterbank 162 umfassen, die ausgebildet sein kann, um das Breitbandsignal 120 für die Detektion der Teil-Datenpakete 142 in N Teilbandsignale 164 aufzuteilen, wobei die N Teilbandsignale 164 unterschiedliche (z.B sich teilweise überlappende) Teilbänder des Breitbandsignals 120 aufweisen. Der Detektor 122 kann ausgebildet sein, um die Detektion der Teil-Datenpakete 142 in den N Teilbandsignalen 164 durchzuführen, beispielsweise durch Korrelation der N Teilbandsignale 164 mit einer in den Teil-Datenpaketen 142 enthaltenen (bekannten) Synchronisationssequenz oder Synchronisationssequenzen, um Detektionsparameter 126 (z.B. Detektionszeitpunkte und/oder Detektionsfrequenzen) für die detektierten Teil-Datenpakete 142 bereitzustellen.The detector 122 can be a first filter bank 162 which may be configured to receive the wideband signal 120 for the detection of the partial data packets 142 in N Sub-band signals 164 to divide, with the N Sub-band signals 164 different (eg partially overlapping) subbands of the wideband signal 120 exhibit. The detector 122 may be configured to detect the partial data packets 142 in the N Sub-band signals 164 perform, for example, by correlation of N Sub-band signals 164 with one in the sub-data packets 142 contained (known) synchronization sequence or synchronization sequences to detection parameters 126 (eg detection times and / or detection frequencies) for the detected sub-data packets 142 provide.

Beispielsweise kann der Detektor 122 eine Korrelation und Paket-Detektion 166 aufweisen, die ausgebildet sein kann, um die Korrelation und Paket-Detektion durchzufuhren Hierzu kann die Korrelation und Paket-Detektion 166 z.B. die in 7 gezeigten Korrelatoren 158 aufweisen.For example, the detector 122 a correlation and packet detection 166 This may be configured to perform the correlation and packet detection. For this, the correlation and packet detection 166 eg the in 7 shown correlators 158 exhibit.

Der Signal-Ringspeicher 170 kann ausgebildet sein, um die von der ersten Filterbank 162 des Detektor 122 bereitgestellten N Teilbandsignale 164 zwischen zu speichern.The signal ring memory 170 may be designed to be that of the first filter bank 162 of the detector 122 provided N subband signals 164 to save between.

Der Decoder 124 kann ausgebildet sein, um die detektierten Teil-Datenpakete 142 unter Verwendung der Detektionsparameter 126 (z.B. Detektionszeitpunkte und/oder Detektionsfrequenzen) aus den jeweiligen im Signal-Ringspeicher 170 zwischengespeicherten Teilbandsignalen 164 zu extrahieren, beispielsweise durch Filterung (z.B. Kanalfilter und/oder Matched Filter) und (feine) Zeit- und/oder Frequenz-Synchronisation.The decoder 124 can be configured to the detected partial data packets 142 using the detection parameters 126 (eg detection times and / or detection frequencies) from the respective in the signal ring memory 170 cached subband signals 164 to extract, for example by filtering (eg channel filter and / or matched filter) and (fine) time and / or frequency synchronization.

Hierzu kann der Decoder 124 beispielsweise eine Mehrzahl von Extrahierern 180 und Interpolationsfiltern 185 aufweisen. Dabei kann eine Anzahl an Kanälen des Decoders 124 mit einer Anzahl N an Kanälen des Detektors 122 übereinstimmen. Natürlich kann der Decoder 124 auch mehr oder weniger Kanäle aufweisen als der Detektor 122.This can be done by the decoder 124 for example, a plurality of extractors 180 and interpolation filters 185 exhibit. There may be a number of channels of the decoder 124 with a number N at channels of the detector 122 to match. Of course, the decoder can 124 also have more or fewer channels than the detector 122 ,

In 11 symbolisieren die Selektoren (SEL) und die Schalter die Entnahme der Signalabschnitte der Teil-Pakete aus den jeweiligen Teilbandsignalen 164 des Paket-Detektors 122. Eine Mischung ist aufgrund der Derotation der Signale in der Polyphasen-Filterbank 162 des Paket-Detektors 122 nicht erforderlich.In 11 the selectors (SEL) and the switches symbolize the extraction of the signal sections of the sub-packets from the respective sub-band signals 164 of the packet detector 122 , A mixture is due to the derotation of the signals in the polyphase filterbank 162 of the packet detector 122 not mandatory.

In dieser Anordnung kann eine Überabtastung (Interpolation) um den Faktor f SYNC / f DET = M SYNC / M DET

Figure DE102018010285B3_0010
durchgeführt werden. Der dazu erforderliche Rechenaufwand ist erheblich geringer, da die selektive Filterung bereits durch das Polyphasen-Filter im Paket-Detektor 122 erfolgt und deshalb eine einfache Interpolation im Frequenzbereich verwendet werden kann. Dadurch wird der erforderliche Rechenaufwand bei massiv parallelem Empfang im Vergleich zu dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel des Datenempfängers 110 erheblich reduziertIn this arrangement, oversampling (interpolation) may be by the factor f SYNC / f DET = M SYNC / M DET
Figure DE102018010285B3_0010
be performed. The required computational effort is considerably lower, since the selective filtering already by the polyphase filter in the packet detector 122 takes place and therefore a simple interpolation in the frequency domain can be used. As a result, the required computational effort at massively parallel reception in comparison to the in 10 shown embodiment of the data receiver 110 considerably reduced

Jedoch hat auch das in 11 gezeigte Ausführungsbeispiel des Datenempfängers 110 unter gewissen Umstanden einen Nachteil, der darin bestehen kann, dass der Datenstrom der Detektorsignale (Teilbandsignale 164) um den in Tabelle 1 genannten Faktor KDET größer ist als der Datenstrom des Breitbandsignals 120 Dadurch nimmt die erforderliche Größe des Signal-Ringspeichers 170 ebenfalls um den Faktor KDET zu. Werte für KDET liegen beispielsweise (z.B. typischerweise) im Bereich 8...16. Bei Breitbandsignalen 120 mit einer hohen Bandbreite nimmt bereits der Datenstrom des Breitbandsignals hohe Werte an. Eine weitere erhebliche Zunahme ist in diesen Fällen problematisch oder sogar unmöglich. Als Beispiel seien hier die Werte des Systems 2 mit MWB = 1024 und einer Symbolrate fsym = 2 kBaud genannt. Die Abtastrate fWB des Breitbandsignals 120 beträgt in diesem Fall 2048 ksps. Nimmt man an, dass die diskontinuierliche Aussendung der Teil-Pakete 142 eines Pakets etwa 5 Sekunden in Anspruch nimmt und das komplex-wertige Breitbandsignal im Gleitkomma-Format mit 8 Bytes pro komplexem Abtastwert vorliegt, beträgt der Datenstrom des Breitbandsignals 16 MByte/s und die Speichergröße eines Signal-Ringpuffers für das Breitbandsignal 80 MByte. Daraus folgt mit KDET = 16 für einen Signal-Ringpuffer für die Detektorsignale eine Speichergröße von 1280 MByte. Durch die Verwendung anderer Datenformate kann die Speichergröße zwar reduziert werden, dabei bleibt jedoch der Faktor KDET zwischen den beiden Varianten näherungsweise erhalten.However, that too has in 11 shown embodiment of the data receiver 110 under some circumstances, a disadvantage that may be that the data stream of the detector signals (subband signals 164 ) by the factor given in Table 1 K DET is greater than the data stream of the broadband signal 120 This reduces the required size of the signal ring memory 170 also by the factor K DET to. Values for K DET are for example (eg typically) in the range 8th ... 16th For broadband signals 120 With a high bandwidth already takes the data stream of the broadband signal to high values. Another significant increase in these cases is problematic or even impossible. As an example, here are the values of the system 2 with M WB = 1024 and a symbol rate f sym = 2 kBaud. The sampling rate f WB of the broadband signal 120 is in this case 2048 ksps. Assuming that the discontinuous transmission of the partial packets 142 of a packet takes about 5 seconds and the complex-valued wideband signal is in floating-point format with 8 bytes per complex sample, the data stream of the wideband signal is 16 MByte / s and the memory size of a signal ring buffer for the wideband signal 80 Mbyte. It follows with K DET = 16 for a signal ring buffer for the detector signals a memory size of 1280 MByte. The use of other data formats can reduce the size of the memory, but the factor remains K DET approximately obtained between the two variants.

Die nachfolgende Tabelle (Tabelle 3) fasst die Eigenschaften der beiden Ausführungsbeispiele des Datenempfängers 110 aus 10 und 11 zusammen. Anordnung Rechenaufwand Speicherbedarf 10 hoch gering 11 gering hoch The following table (Table 3) summarizes the characteristics of the two embodiments of the data receiver 110 out 10 and 11 together. arrangement computational complexity memory requirements 10 high low 11 low high

Verwendung einer Vorzerlegung des Breitbandsignals Using a pre-decomposition of the wideband signal

12 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Datenempfängers 110, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Der Datenempfänger 110 umfasst einen Detektor 122, einen Decoder 124, eine zweite Filterbank 172 und einen Signal-Ringspeicher 170. 12 shows a schematic block diagram of a data receiver 110 , According to another embodiment. The data receiver 110 includes a detector 122 , a decoder 124 , a second filter bank 172 and a ring signal memory 170 ,

Der Detektor 122 kann eine erste Filterbank 162 umfassen, die ausgebildet sein kann, um das Breitbandsignal 120 für die Detektion der Teil-Datenpaketen 142 in N Teilbandsignale 164 aufzuteilen, wobei die N Teilbandsignale unterschiedliche (z.B. sich teilweise überlappende) Teilbänder des Breitbandsignals 120 aufweisen. Der Detektor 122 kann ausgebildet sein, um die Detektion der Teil-Datenpakete 142 in den N Teilbandsignalen 164 durchzuführen, beispielsweise durch Korrelation der N Teilbandsignale 164 mit einer in den Teil-Datenpaketen 142 enthaltenen (bekannten) Synchronisationssequenz oder Synchronisationssequenzen, um Detektionsparameter 126 (z.B. Detektionszeitpunkte und/oder Detektionsfrequenzen) für die detektierten Teil-Datenpakete 142 bereitzustellen.The detector 122 can be a first filter bank 162 which may be configured to receive the wideband signal 120 for the detection of the partial data packets 142 in N Sub-band signals 164 to divide, with the N Subband signals different (eg partially overlapping) subbands of the wideband signal 120 exhibit. The detector 122 may be configured to detect the partial data packets 142 in the N Sub-band signals 164 perform, for example, by correlation of N Sub-band signals 164 with one in the sub-data packets 142 contained (known) synchronization sequence or synchronization sequences to detection parameters 126 (eg detection times and / or detection frequencies) for the detected sub-data packets 142 provide.

Beispielsweise kann der Detektor 122 eine Korrelation und Paket-Detektion 166 aufweisen, die ausgebildet sein kann, um die Korrelation und Paket-Detektion durchzuführen. Hierzu kann die Korrelation und Paket-Detektion 166 z.B. die in 7 gezeigten Korrelatoren 158 aufweisen.For example, the detector 122 a correlation and packet detection 166 which may be configured to perform the correlation and packet detection. This can be done by correlation and packet detection 166 eg the in 7 shown correlators 158 exhibit.

Die zweite Filterbank 172 kann ausgebildet sein, um das Breitbandsignal 120 für die Decodierung der detektierten Teil-Datenpakete 142 in NIM Teilbandsignale 174 aufzuteilen, wobei die NIM Teilbandsignale 174 unterschiedliche (z.B. sich teilweise überlappende) Teilbänder des Breitbandsignals 120 aufweisen.The second filter bank 172 may be formed to the broadband signal 120 for the decoding of the detected sub-data packets 142 in N IM Sub-band signals 174 to divide, with the N IM Sub-band signals 174 different (eg partially overlapping) subbands of the wideband signal 120 exhibit.

Hierbei kann eine Anzahl NIM an Teilbandsignalen der von der zweiten Filterbank 172 bereitgestellten Teilbandsignale 174 für die Decodierung der detektierten Teil-Datenpakete 142 geringer sein als eine Anzahl N an Teilbandsignalen der von der ersten Filterbank 162 des Detektors 122 bereitgestellten Teilbandsignale 164 für die Detektion der zumindest zwei Teil-Datenpakete 142.This can be a number N IM at subband signals of the second filter bank 172 provided subband signals 174 for the decoding of the detected sub-data packets 142 be less than a number N at subband signals of the first filter bank 162 of the detector 122 provided subband signals 164 for the detection of the at least two partial data packets 142 ,

Der Signal-Ringspeicher 170 kann ausgebildet sein, um die von der zweiten Filterbank 172 bereitgestellten NIM Teilbandsignale 174 zwischen zu speichern.The signal ring memory 170 may be formed to that of the second filter bank 172 provided N IM Sub-band signals 174 to save between.

Der Decoder 124 kann ausgebildet sein, um die detektierten Teil-Datenpakete unter Verwendung der Detektionsparameter 126 (z.B. Detektionszeitpunkte und/oder Detektionsfrequenzen) aus den jeweiligen in dem Signal-Ringspeicher 170 zwischengespeicherten Teilbandsignalen 174 zu extrahieren, beispielsweise durch Filterung (z B. Kanalfilter und/oder Matched-Filter) und (feine) Zeit- und Frequenz-SynchronisationThe decoder 124 may be configured to detect the detected sub-data packets using the detection parameters 126 (eg detection times and / or detection frequencies) from the respective in the signal ring memory 170 cached subband signals 174 to extract, for example by filtering (eg channel filter and / or matched filter) and (fine) time and frequency synchronization

Beispielsweise kann der Decoder 124 ausgebildet sein, um für die Decodierung der detektierten Teil-Datenpakete jeweils ein geeignetes Teilbandsignal der NIM Teilbandsignale 174 auszuwählen und um die detektierten Teil-Datenpakete 142 aus den jeweiligen Teilbandsignalen zu extrahieren. Beispielsweise kann der Decoder 124 unter Verwendung der jeweiligen Detektionsparameter (z.B Detektionszeitpunkte und/oder Detektionsfrequenzen) geeignete (Zeit-)Abschnitte geeigneter Teilbandsignale für die Decodierung der jeweiligen detektierten Teil-Datenpakete auswählen und die jeweiligen detektierten Teil-Datenpakete aus den ausgewählten Teilbandsignalen extrahieren, beispielsweise durch Filterung (z.B. Kanalfilter und/oder Matched Filter) und (feine) Zeit- und Frequenz- Synchronisation.For example, the decoder 124 be formed to each for the decoding of the detected partial data packets, a suitable subband signal of the N IM Sub-band signals 174 select and the detected sub-data packets 142 to extract from the respective subband signals. For example, the decoder 124 using the respective detection parameters (eg detection times and / or detection frequencies) select appropriate (time) sections of suitable subband signals for decoding the respective detected sub-data packets and extract the respective detected sub-data packets from the selected subband signals, for example by filtering (eg channel filter and / or matched filters) and (fine) time and frequency synchronization.

Hierzu kann der Decoder 124 beispielsweise eine Mehrzahl von Extrahierern 180 und Filtern (z.B. Kanalfilter und/oder Matched-Filter) 183 aufweisen.This can be done by the decoder 124 for example, a plurality of extractors 180 and filtering (eg channel filter and / or matched filter) 183 exhibit.

Das in 12 gezeigte Ausführungsbeispiel des Datenempfängers 110 beruht auf einer Vorzerlegung des Breitbandsignals 120. Dadurch kann ein Kompromiss zwischen dem Rechenaufwand bei massiv parallelem Empfang und dem Speicherbedarf erzielt werden.This in 12 shown embodiment of the data receiver 110 is based on a pre-decomposition of the broadband signal 120 , As a result, a compromise between the computational effort in massively parallel reception and the memory requirement can be achieved.

Das Breitbandsignal 120 kann mit einer zusätzlichen Polyphasen-Filterbank (IMFB) 172 in überlappende Teilbänder vorzerlegt werden, wie dies in 13 gezeigt ist.The broadband signal 120 can with an additional polyphase filter bank (IMFB) 172 be subdivided into overlapping subbands, as in 13 is shown.

Im Detail zeigt 13 ein schematisches Blockschaltbild der zweiten Filterbank 172, gemäß einem Ausführungsbeispiel. Wie in 13 zu erkennen ist, kann die zweite Filterbank 172 ausgebildet sein, um das Breitbandsignal 120 durch eine Polyphasenfilterung und eine N-Punkt-DFT oder N-Punkt-FFT in die Mehrzahl von Teilbandsignalen 174 aufzuteilen.In detail shows 13 a schematic block diagram of the second filter bank 172 , according to an embodiment. As in 13 it can be seen, the second filter bank 172 be formed to the broadband signal 120 by polyphase filtering and N-point DFT or N-point FFT into the plurality of subband signals 174 divide.

Dabei kann die Abtastrate auf die Vorzerlegungsrate fIM reduziert werden. Der zugehörige Unterabtastfaktor beträgt: U IM = f WB / f IM = M WB / M IM

Figure DE102018010285B3_0011
The sampling rate can be based on the pre-decomposition rate f IM be reduced. The associated sub-sampling factor is: U IN THE = f WB / f IN THE = M WB / M IN THE
Figure DE102018010285B3_0011

Mit Bezug auf die Abtastrate fSYNC im Decoder 124 sind drei Fälle zu unterscheiden:

  1. 1. fIM > fSYNC: Unterabtastung in der Filterung (CF+MF) 183 erforderlich
  2. 2. fIM < fSYNC: Überabtastung in der Filterung (CF+MF) 183 erforderlich
  3. 3. fIM = fSYNC: keine Änderung der Abtastrate erforderlich
With reference to the sampling rate f SYNC in the decoder 124 There are three cases:
  1. 1. f IM > f SYNC : subsampling in the filtering (CF + MF) 183 required
  2. 2. f IM <f SYNC : oversampling in the filtering (CF + MF) 183 required
  3. 3. f IM = f SYNC : no change of the sampling rate required

Bezüglich des Rechenaufwands in der Vorzerlegung ist der Fall 1 am günstigsten und der Fall 2 am ungünstigsten. Bezüglich des Rechenaufwands im Paket-Decoder 124 liegen die Verhältnisse genau umgekehrt. Bezüglich des Speicherbedarfs ist keine Präferenz vorhanden, da bei einer Reduktion der Abtastrate fIM die Anzahl NIM der Kanäle erhöht werden muss.Regarding the computational effort in pre-decomposition is the case 1 cheapest and the case 2 most unfavorable. Regarding the computational effort in the packet decoder 124 the conditions are exactly the opposite. There is no preference for memory requirements, as the sample rate is reduced f IM the number N IM the channels must be increased.

Auch bei einer Vorzerlegung nimmt der Datenstrom zu, da die Summe der Bandbreite der Teilbänder bei einer (z.B. erforderlichen) Überlappung größer ist als die Bandbreite des Breitbandsignals 120. Der Faktor der Zunahme beträgt: K IM = N IM f IM / f WB = N IM M IM / M WB

Figure DE102018010285B3_0012
Even with a pre-decomposition, the data stream increases because the sum of the bandwidth of the subbands is greater than the bandwidth of the wideband signal given an overlap (eg required) 120 , The factor of increase is: K IN THE = N IN THE f IN THE / f WB = N IN THE M IN THE / M WB
Figure DE102018010285B3_0012

Dieser Faktor nimmt in der Praxis jedoch maximal den Wert 2 an, d.h. der Summen-Datenstrom der Teilbandsignale 174 beträgt maximal das Doppelte des Datenstroms des Breitbandsignals 120.However, this factor takes the maximum value in practice 2 on, ie the sum data stream of the subband signals 174 is at most twice the data stream of the wideband signal 120 ,

Das Polyphasenfilter (IMF) der Polyphasen-Filterbank (IMFB) 172 kann zwei Bedingungen erfüllen:

  • • Die Durchlassbereiche benachbarter Filterkanäle können sich mindestens um die Bandbreite BS eines Teil-Pakets 142 überlappen, damit ein Teil-Paket 142 in diesem Bereich ohne nennenswerte Verzerrungen entweder dem einen oder dem anderen Filterkanal entnommen werden kann, siehe 14 Beim Filterentwurf kann der zur Verfügung stehende Spielraum voll ausgenutzt werden: BS = BIM-ΔfCIM.
  • • Die Summe aus der Bandbreite BIM des Durchlassbereichs und der Sperrbandbreite BIMS kann den Wert 2·fIM nicht überschreiten, damit der Überlappungsbereich frei von Alias-Produkten bleibt, siehe 15. Auch hier kann der zur Verfügung stehende Spielraum beim Filterentwurf voll ausgenutzt werden: BIM+BIMS = 2·fIM.
The Polyphase Filter (IMF) of the Polyphase Filter Bank (IMFB) 172 can fulfill two conditions:
  • • The passbands of adjacent filter channels can be at least around the bandwidth B s a partial package 142 overlap, hence a part package 142 in this area can be removed without significant distortion either the one or the other filter channel, see 14 When designing the filter, the available latitude can be fully exploited: B S = B IM -Δf CIM .
  • • The sum of the bandwidth B IM the passband and the blocking bandwidth B IMS can not exceed 2 · f IM , so that the overlap area remains free of alias products, see 15 , Again, the available latitude in the filter design can be fully exploited: B IM + B IMS = 2 · f IM .

Es können folgende Zusammenhänge gelten:

  • • Bandbreite eines Teil-Pakets: BS = bS·fsym mit bS = 1...2
  • • Bandbreite des Durchlassbereichs: BIM = BIM·fIM mit bIM < 1
  • • Kanalabstand: ΔfCIM = fWB/NIM
The following relationships can apply:
  • • Bandwidth of a sub-packet: B S = b S · f sym with b S = 1 ... 2
  • Bandwidth of the passband: B IM = B IM * f IM with b IM <1
  • • Channel spacing: Δf CIM = f WB / N IM

Daraus folgt mit fIM = MIM·fsym und fWB = MWB·fsym die Bedingung: N IM > M WB / ( M IM b S )

Figure DE102018010285B3_0013
From this it follows with f IM = M IM * f sym and f WB = M WB * f sym the condition: N IN THE > M WB / ( M IN THE - b S )
Figure DE102018010285B3_0013

Die Werte für bS und MWB sind vorgegeben. Aus den Wertepaaren (MIM ,NIM ), die die Bedingung erfüllen, wird das Wertepaar ausgewählt, für das der Rechenaufwand bei massiv parallelem Empfang mit der maximal zu erwartenden Paketrate minimal wird. Dazu kann für jedes Wertepaar (MIM ,NIM ) das zugehörige Polyphasenfilter (IMF) mit einer normierten Bandbreite B IM / f WB = b S / M WB + 1 / N IM

Figure DE102018010285B3_0014
des Durchlassbereichs und einer normierten Sperrbandbreite B IMS / f WB = ( 2 M IM b S ) / M WB 1 / N IM
Figure DE102018010285B3_0015
entworfen werden. Die zur Erzielung einer ausreichend hohen Sperrdämpfung erforderliche Koeffizienten-Anzahl NPIM ist in der Regel deutlich größer als die Kanalanzahl NIM . Der erforderliche Polyphasenfaktor P IM = N PIM / N IM
Figure DE102018010285B3_0016
liegt beispielsweise (z.B. in der Regel) im Bereich 6...10.The values for b s and M WB are predetermined. From the value pairs ( M IM . N IM ), which fulfill the condition, the value pair is selected, for which the computational effort is minimized with massively parallel reception with the maximum expected packet rate. For each value pair ( M IM . N IM ) the associated polyphase filter (IMF) with a normalized bandwidth B IN THE / f WB = b S / M WB + 1 / N IN THE
Figure DE102018010285B3_0014
of the passband and a normalized stopband bandwidth B IMS / f WB = ( 2 M IN THE - b S ) / M WB - 1 / N IN THE
Figure DE102018010285B3_0015
be designed. The coefficient number required to achieve a sufficiently high stopband attenuation N PIM is usually much larger than the channel count N IM , The required polyphase factor P IN THE = N PIM / N IN THE
Figure DE102018010285B3_0016
is for example (eg usually) in the range 6 ... 10th

Für das als Beispiel betrachtete System 1 gilt MWB = 96 und MSYNC = 12. Für die Bandbreite der Teil-Pakete gelte bS = 2. Daraus ergibt sich die Bedingung: N IM > 96 / ( M IM 2 )

Figure DE102018010285B3_0017
For the system considered as an example 1 M WB = 96 and M SYNC = 12. For the bandwidth of the sub-packets, b S = 2. This results in the condition: N IN THE > 96 / ( M IN THE - 2 )
Figure DE102018010285B3_0017

Um den Fall 3 zu erhalten, bei dem im Decoder 124 keine Änderung der Abtastrate erforderlich ist, muss MIM = MSYNC = 12 gelten. Daraus folgt für die Anzahl der Kanäle: NIM > 9,6. Demnach könnte theoretisch eine DFT der Länge NIM = 10 verwendet werden. Dabei liegt der Faktor bIM jedoch sehr nahe bei Eins, so dass das Polyphasenfilter (IMF) eine sehr hohe Anzahl an Koeffizienten aufweisen muss. Ein guter Kompromiss wird in diesem Fall mit einer FFT der Länge NIM = 16 erzielt. In diesem Fall erhält man für die normierten Bandbreiten des Filters die Werte: B IM / f WB = 2 / 96 + 1 / 16 = 0,0833

Figure DE102018010285B3_0018
B IMS / f WB = ( 2 12 2 ) / 96 1 / 16 = 0,1667
Figure DE102018010285B3_0019
To the case 3 to receive at the decoder 124 no change in sampling rate is required, M IM = M SYNC = 12 must apply. It follows for the number of channels: N IM > 9.6. Thus theoretically a DFT of length N IM = 10 could be used. This is the factor IM but very close to unity, so that the polyphase filter (IMF) must have a very high number of coefficients. A good compromise is achieved in this case with an FFT of length N IM = 16. In this case, the values for the normalized bandwidths of the filter are: B IN THE / f WB = 2 / 96 + 1 / 16 = 0.0833
Figure DE102018010285B3_0018
B IMS / f WB = ( 2 12 - 2 ) / 96 - 1 / 16 = .1667
Figure DE102018010285B3_0019

Ein entsprechender Filterentwurf mit einer Sperrdämpfung über 80 dB führt auf ein Filter mit NPIM = 96 Koeffizienten. Der Polyphasenfaktor beträgt PIM = 6. Der Datenstrom nimmt um den Faktor K IM = N IM M IM / M WB = 16 / 96 = 2

Figure DE102018010285B3_0020
zu. Hinsichtlich des Rechenaufwands im Decoder wäre ein geringerer Wert für MIM anzustreben, z.B MIM = 6. Dies erfordert NIM > 24 In diesem Fall wäre eine FFT der Länge NIM = 32 günstig. Ob dadurch der insgesamt benotigte Rechenaufwand bei der maximal zu erwartenden Paketrate verringert werden kann, muss experimentell ermittelt werden.A corresponding filter design with a blocking attenuation above 80 dB leads to a filter N PIM = 96 coefficients. The polyphase factor is P IM = 6. The data stream decreases by the factor K IN THE = N IN THE M IN THE / M WB = 16 / 96 = 2
Figure DE102018010285B3_0020
to. With regard to the computational effort in the decoder, a lower value for M IM would be desirable, for example M IM = 6. This requires N IM > 24. In this case, an FFT of length N IM = 32 would be favorable. Whether this reduces the total computational effort required at the maximum packet rate that can be expected must be determined experimentally.

Generell gilt, dass der optimale Wert für MIM mit zunehmender Paketrate abnimmt. Dabei bewirkt der Term - bS im Nenner der oben genannten Bedingung, dass die Anzahl NIM der Kanäle bei Annäherung von MIM an bs stark zunimmt. In diesem Bereich steigt dann auch der Datenstrom stärker an. Die Anordnungen in 10 und 11 sind als Grenzfälle zu betrachten.

  • • Das in 10 gezeigte Ausführungsbeispiel des Datenempfängers 110 ist für sehr geringe Paketraten optimal. In diesem Fall kann der zusätzliche Rechenaufwand für die Vorzerlegung nicht durch einen verringerten Rechenaufwand im Paket-Decoder 124 kompensiert werden.
  • • Das in 11 gezeigte Ausführungsbeispiel des Datenempfängers 110 ist bezüglich des Rechenaufwands für sehr hohe Paketraten optimal. Es entspricht dem Grenzfall einer maximalen Vorzerlegung, bei der die Teilbänder der Vorzerlegung jeweils einen Empfangskanal bilden und die drei beteiligten Filter - das Filter in der Vorzerlegung (IMF), das Kanal (CF) und das Matched Filter (MF) zu einem Filter zusammenfallen. Der Datenstrom nimmt dabei jedoch stark zu.
Generally, the optimal value for M IM decreases with increasing packet rate. The term - b s in the denominator of the above condition that the number N IM of the channels when approaching M IM at bs increases strongly. In this area, then the data flow increases more. The arrangements in 10 and 11 are to be regarded as borderline cases.
  • • This in 10 shown embodiment of the data receiver 110 is optimal for very low packet rates. In this case, the additional computational effort for the pre-decomposition can not be reduced by a reduced amount of computation in the packet decoder 124 be compensated.
  • • This in 11 shown embodiment of the data receiver 110 is optimal in terms of computational effort for very high packet rates. It corresponds to the limiting case of a maximum pre-decomposition, in which the subbands of the predistortion each form a receiving channel and the three filters involved - the filter in the pre-decomposition (IMF), the channel (CF) and the matched filter (MF) coincide to form a filter. However, the data stream is increasing strongly.

Die Extraktion der Signalabschnitte der Teil-Pakete 124 aus den Teilbändern kann in vier Schritten erfolgen, siehe 12:

  1. 1. Bestimmung des Teilbandes, in dem der Signalabschnitt liegt (SEL)
  2. 2. Entnahme des Signalabschnitts aus dem Signal des Teilbandes (SW)
  3. 3. Mischung des Signalabschnitts auf Frequenzlage Null (M)
  4. 4. Schnelle Faltung (Fast Convolution) des Signalabschnitts mit dem Filter (CF+MF)
The extraction of the signal sections of the sub-packets 124 from the subbands can be done in four steps, see 12 :
  1. 1. Determination of the subband in which the signal section lies (SEL)
  2. 2. Removal of the signal section from the signal of the subband (SW)
  3. 3. Mixing the signal section to zero frequency position (M)
  4. 4. Fast convolution of the signal section with the filter (CF + MF)

Die schnelle Faltung kann aufgrund der Kürze der Signalabschnitte in der Regel in einem Block erfolgen. Sie umfasst die folgenden drei Schritte:

  1. 1. Transformation des Signalabschnitts mittels FFT in den Frequenzbereich
  2. 2. Multiplikation mit der Frequenzbereichsdarstellung des Filters (CF+MF)
  3. 3. Rücktransformation mittels IFFT in den Zeitbereich
The fast convolution can usually be done in a block due to the shortness of the signal sections. It includes the following three steps:
  1. 1. Transformation of the signal section by means of FFT in the frequency domain
  2. 2. Multiplication with the frequency domain representation of the filter (CF + MF)
  3. 3. Back transformation using IFFT into the time domain

In Fällen mit fIM ≠ fSYNC bzw. MIM ≠ MSYNC erfolgt die erforderliche Unter- bzw. Überabtastung durch eine Verkürzung bzw. Erweiterung (zero stuffing) des transformierten Abschnitts im Frequenzbereich. Die IFFT ist in diesem Fall kürzer bzw. länger als die FFT.In cases where f IM ≠ f SYNC or M IM ≠ M SYNC , the required under- or oversampling is done by shortening or expanding (zero stuffing) the transformed section in the frequency domain. The IFFT in this case is shorter or longer than the FFT.

Weitere AusführungsbeispieleFurther embodiments

Getrennte Verarbeitung von Detektor und DecoderSeparate processing of detector and decoder

Im Allgemeinen bestimmt in einem Empfänger der Detektor die notwendige Rechenleistung des Systems. Wird im Detektor ein Telegramm detektiert, muss es weiter verarbeitet werden, um die (mutmaßlich) übertragenen Daten zu extrahieren. Damit das System die „zusätzlichen“ Detektionen verarbeiten kann, muss hierfür eine Abschätzung getroffen werden, wie viele Telegramme im Mittel etwa an der Basisstation eintreffen. Diese Telegramme müssen mit in die Berechnung der notwendigen Rechenleistung einbezogen werden.In general, in a receiver, the detector determines the necessary processing power of the system. If a telegram is detected in the detector, it must be further processed to extract the (presumed) transmitted data. In order for the system to be able to process the "additional" detections, it is necessary to estimate how many telegrams arrive on average at the base station, for example. These telegrams must be included in the calculation of the necessary computing power.

Typischerweise werden diese Detektionen direkt nach der Detektion im gleichen Prozess verarbeitet. Dies bietet den Vorteil, dass die für die Verarbeitung notwendige Daten nicht zwischengespeichert werden müssen. Bei massiv parallelem Empfang von Telegrammen ist dieser Ansatz jedoch nicht umsetzbar, da die Rechenleistung des Detektors durch die zusätzliche Verarbeitung der Telegramme nicht mehr ausreichend ist.Typically, these detections are processed directly after detection in the same process. This offers the advantage that the data required for the processing need not be buffered. With massively parallel reception of telegrams, however, this approach can not be implemented because the computing power of the detector is no longer sufficient due to the additional processing of the telegrams.

Eine Lösung hierfür stellt die getrennte Verarbeitung von Detektor und Decoder dar (siehe 3). Der Detektor 122 gibt bei erfolgreicher Detektion die Detektionsparameter 126 an der Decoder 124 weiter, welcher sich um die folgende Verarbeitung kümmert. Hierdurch bleibt die Rechenleistung des Detektors 122 (nahezu) konstant und ist leichter abschätzbar.One solution for this is the separate processing of detector and decoder (see 3 ). The detector 122 gives the detection parameters on successful detection 126 at the decoder 124 Next, which takes care of the following processing. This leaves the computing power of the detector 122 (almost) constant and easier to estimate.

Der Decoder 124 kann bei Systemen mit mehreren Rechenkernen (CPU) auf einem/mehreren weiteren Kern(en) verarbeitet werden oder auch auf verschiedenen Prozessoren. Die Berechnung der Rechenleistung des Decoders 124 erfolgt analog wie bei einem System mit kombiniertem Detektor/Decoder.The decoder 124 can be processed on one or more additional core (s) in systems with multiple cores (CPU) or on different processors. The calculation of the computing power of the decoder 124 is analogous to a system with combined detector / decoder.

Weiterhin ist es ebenfalls möglich, den Detektor 122 und den Decoder 124 auf unterschiedlichen Signalverarbeitungseinheiten, die über eine Datenschnittstelle miteinander verbunden sind, zu betreiben, (z. B. Detektor im FPGA, Decoder im DSP oder GPP)Furthermore, it is also possible to use the detector 122 and the decoder 124 to operate on different signal processing units which are interconnected via a data interface (eg detector in the FPGA, decoder in the DSP or GPP)

Optional kann für jedes detektierte Telegramm ein eigener Decoder-Prozess gestartet werden. Dieser Prozess wartet so lange, bis die notwendigen Daten zur Decodierung zur Verfügung stehen. Ebenfalls kann er nach dem Empfang von einem Teil der Daten bereits einen ersten Decodierversuch starten und sich, falls dieser erfolgreich sein sollte, wieder beenden. Die weiteren Daten müssen somit nicht mehr decodiert werden Falls der Versuch nicht erfolgreich ist, kann der Decoder auf weitere Daten warten und später einen weiteren Decodierversuch starten.Optionally, a separate decoder process can be started for each detected telegram. This process waits until the necessary data is available for decoding. Likewise, after receiving part of the data, it can already start a first decoding attempt and, if successful, terminate again. The further data must therefore no longer be decoded. If the attempt is unsuccessful, the decoder can wait for further data and later start another decoding attempt.

Weiterhin vorteilhaft in dieser Art der Verarbeitung ist die Möglichkeit der parallelen Abarbeitung der einzelnen Detektionen. So kann ein kurzes Telegramm, welches später detektiert wurde, früher abgearbeitet werden als ein Telegramm, welches noch weitere Daten benötigt. Hierdurch kann die maximale Gedächtnislänge des Systems reduziert werden, da die Latenz des Systems minimiert wird.Another advantage in this type of processing is the possibility of processing the individual detections in parallel. Thus, a short telegram, which was detected later, can be processed earlier than a telegram, which requires even more data. This can reduce the system's maximum memory length by minimizing system latency.

Ein weiterer Vorteil dieser Methodik liegt darin, dass bei einer (kurzzeitigen) zu hohen Zahl an detektierten Telegrammen relativ einfach einzelne detektierte Telegramme verworfen werden können, ohne den Detektor aussetzen zu müssen. Hierdurch sind die nachfolgenden Telegramme von der (kurzzeitigen) Überlastung nicht betroffen. Die Auswahl, welche detektierten Telegramme verworfen werden, kann mit Hilfe eines Überlauf-Puffers oder anhand der Detektionsparameter (Zeitpunkt, Frequenzoffset, SNR) getroffen werden.Another advantage of this methodology is that with a (short-term) excessively high number of detected telegrams, it is relatively easy to discard individual detected telegrams without having to expose the detector. As a result, the subsequent telegrams are not affected by the (short-term) overload. The selection of which detected telegrams are discarded can be made by means of an overflow buffer or by means of the detection parameters (time, frequency offset, SNR).

Bei Ausführungsbeispielen können der Detektor 122 und der Decoder 124 in unterschiedlichen Modulen laufen. Bei Multi Core-Systemen kann der Detektor 122 in einem anderen Thread als der Decoder 124 laufen, bei Multi-Prozessor Systemen auf einem anderen Prozessor. Zwischen Detektor 122 und Decoder 124 werden nur die Detektionsparameter 126 ausgetauscht.In embodiments, the detector can 122 and the decoder 124 run in different modules. For multi-core systems, the detector can 122 in a different thread than the decoder 124 run, in multi-processor systems on a different processor. Between detector 122 and decoders 124 only the detection parameters 126 replaced.

Bei Ausführungsbeispielen können die Detektionszeitpunkte vom Paket-Detektor 122 in einer „Datenbank“ abgelegt und vom Paket-Decoder 124 aus dieser Datenbank entnommen werden, um eine Dekodierung durchzuführen. Bei einer (kurzzeitigen) Überlastung des Systems können einzelne detektierte Telegramme nicht sofort verarbeitet werden, sie werden erst nach und nach der Datenbank zum Abarbeiten entnommen.In embodiments, the detection timings may be from the packet detector 122 stored in a "database" and by the packet decoder 124 are taken from this database to perform a decoding. If the system is (temporarily) overloaded, individual detected telegrams can not be processed immediately; they are only taken from the database for processing.

Datenspeicher zwischen Detektor und DecoderData storage between detector and decoder

Signal-Ringspeicher für das BreitbandsignalSignal ring buffer for the broadband signal

Gemäß Kapitel 2.4 wird ein Signal-Ringspeicher 170 verwendet, welcher das Breitbandsignal 120 direkt, d.h. ohne Aufteilung in Teilbänder, zwischenspeichert. Der Decoder 124 greift bei einem detektierten Telegramm direkt auf das Breitbandsignal zu und extrahiert das notwendige Telegramm.As per chapter 2.4 becomes a signal ring buffer 170 which uses the wideband signal 120 directly, ie without division into subbands, cached. The decoder 124 When a telegram is detected, it directly accesses the wideband signal and extracts the necessary telegram.

Dieser Ansatz ist speichertechnisch die beste Lösung, da der Ringspeicher 170 nur das Datenvolumen des Breitbandsignals 120 speichert. Im Gegensatz dazu nimmt das Datenvolumen durch eine Aufteilung des Breitbandsignals in Teilbänder zu.In terms of storage technology, this approach is the best solution because the ring buffer 170 only the data volume of the broadband signal 120 stores. In contrast, the data volume increases by dividing the wideband signal into subbands.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenspeicher 170 zwischen Detektor 122 und Decoder 124 das Breitbandsignal 120 ohne spezifische weitere Verarbeitung enthalten.In embodiments, the data memory 170 between detector 122 and decoders 124 the broadband signal 120 without specific further processing included.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Decoder 124 die Symbole aus dem Breitbandsignal 120 mittels eines DDCs (engl. digital down converter) extrahieren In embodiments, the decoder 124 the symbols from the broadband signal 120 Extract using a DDC (digital down converter)

Signal-Ringspeicher für Teilband-SignaleSignal ring buffer for subband signals

Anstelle der Speicherung des Breitbandsignals 120 können wie in Kapitel 2.4 auch die Teilband-Signale 164 der Filterbank 162 gespeichert werden. Dies hat den Vorteil, dass der Decoder 124 die Teilband-Signale 164 direkt verarbeiten kann und deshalb kein DDC mehr benötigt wird. Dadurch entfällt der Rechenaufwand für den DDC. Nachteilig ist der erhöhte Speicherbedarf aufgrund des höheren Datenvolumens.Instead of storing the wideband signal 120 can as in chapter 2.4 also the subband signals 164 the filter bank 162 get saved. This has the advantage that the decoder 124 the subband signals 164 can process directly and therefore no DDC is needed anymore. This eliminates the computational effort for the DDC. The disadvantage is the increased storage requirements due to the higher data volume.

Falls der Überabtastfaktor MSYNC im Decoder 124 höher ist als der Überabtastfaktor MDET im Detektor 122, kann vor dem Decoder 124 eine Überabtastung um den Faktor MSYNC / MDET durchgeführt werden, z.B. mit einem Interpolator.If the oversampling factor M SYNC in the decoder 124 is higher than the oversampling factor M DET in the detector 122 , can in front of the decoder 124 an oversampling by the factor M SYNC / M DET be carried out, for example with an interpolator.

Anstelle der vollständigen Speicherung der Teilband-Signale 164 des Detektors 122 kann auch nur jedes zweite, dritte, vierte Teilband-Signal in den Datenspeicher 170 abgelegt werden. Beispielsweise kann der Frequenzabstand zwischen zwei benachbarten Teilbändern wird durch den zulässigen Fehler im Korrelator des Detektors bestimmt werden. Für die Verarbeitung im Decoder kann ein geringerer Frequenzabstand ausreichend sein, so dass nicht alle Teilbänder im Decoder benötigt werden, sondern nur jedes Zweite, Dritte, usw.Instead of completely storing the subband signals 164 of the detector 122 can also only every second, third, fourth subband signal in the data memory 170 be filed. For example, the frequency spacing between two adjacent subbands will be determined by the allowable error in the correlator of the detector. For processing in the decoder, a smaller frequency spacing may be sufficient, so that not all subbands are needed in the decoder, but only every second, third, etc.

Optional kann dies auch in Zeitrichtung geschehen, so dass nur jeder zweite, dritte, vierte Abtastwert der relevanten Teilband-Signale gespeichert wird. Hierdurch reduziert sich der Speicherbedarf. Beispielsweise kann die Abtastrate FDET im Detektor wird ebenfalls durch den zulässigen Fehler im Korrelator bestimmt. Es kann der Fall eintreten, dass FDET so hoch ist, dass für die Übergabe an den Decoder eine reduzierte Abtastrate ausreichend ist.Optionally, this can also be done in the time direction, so that only every second, third, fourth sample of the relevant subband signals is stored. This reduces the storage requirements. For example, the sampling rate F DET in the detector is also determined by the allowable error in the correlator. It may be the case that F DET is so high that for the transfer to the decoder a reduced sampling rate is sufficient.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Datenspeicher 170 zwischen Detektor 122 und Decoder 124 Signale enthalten, welche der Detektionsfilterbank 162 entnommen wurden.In embodiments, the data memory 170 between detector 122 and decoders 124 Contain signals which the detection filter bank 162 were removed.

Bei Ausführungsbeispielen kann im Signal-Ringspeicher nur jedes zweite, dritte, vierte Teilband-Signal und/oder nur jeder zweite, dritte, vierte Abtastwert der Teilband-Signale gespeichert werden, um den Speicherbedarf zu reduzieren.In embodiments, only every second, third, fourth subband signal and / or only every second, third, fourth sample of the subband signals can be stored in the signal ring memory in order to reduce the memory requirement.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Decoder 124 für die Decodierung die Symbole oder einen Teil der Symbole (nur jede zweite, dritte, ... Linie der FFT) aus der Filterbank entnehmen, wie der Detektor.In embodiments, the decoder 124 for decoding remove the symbols or part of the symbols (only every second, third, ... line of the FFT) from the filter bank, like the detector.

Bei Ausführungsbeispielen kann es sich bei den Teilband-Signalen um die Ausgangssignale der DFT/FFT der Filterbank handeln. In embodiments, the subband signals may be the output signals of the DFT / FFT of the filter bank.

Getrennte Filterbänke für Decoder und DetektorSeparate filter banks for decoder and detector

Dieser Ansatz ist beispielhaft in Kapitel 2.5 beschrieben. Er stellt das Optimum aus notwendiger Rechenleistung und Speicherbedarf dar.This approach is exemplary in chapter 2.5 described. It represents the optimum of necessary computing power and memory requirements.

Das System ist dabei gekennzeichnet durch:

  • • eine erste Polyphasen-Filterbank (CMFB) 162 oder andere Bandzerlegung zur Bereitstellung der Teilband-Signale 164 für den Paket-Detektor 122,
  • • eine zweite Polyphasen-Filterbank (IMFB) 172 oder andere Bandzerlegung zur Vorzerlegung des Eingangssignals in Teilband-Signale 174 zur Minimierung des Rechenaufwands im Paket-Decoder 124,
  • • optional eine Filterung der Signalabschnitte der Teil-Pakete 142 mittels schneller Faltung (Fast Convolution) in einem Block inklusive einer eventuell erforderlichen Unter- bzw. Überabtastung.
The system is characterized by:
  • A first polyphase filter bank (CMFB) 162 or other band decomposition to provide the subband signals 164 for the packet detector 122 .
  • A second polyphase filter bank (IMFB) 172 or other band decomposition for pre-dividing the input signal into subband signals 174 to minimize the computational effort in the packet decoder 124 .
  • Optionally filtering the signal sections of the sub-packets 142 Fast convolution in one block, including any required under- or oversampling.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Decoder mit Hilfe der Detektionsparameter den benötigten Signalausschnitt aus dem zugehörigen Teilband-Signal extrahieren.In embodiments, the decoder can extract the required signal detail from the associated subband signal with the aid of the detection parameters.

Synchronisation bei getrennter Verarbeitung von Detektor und DecoderSynchronization with separate processing of detector and decoder

Typischerweise laufen Detektor und Decoder in der Verarbeitung hintereinander ab.Typically, the detector and decoder terminate in processing one behind the other.

Der Detektor übernimmt die Aufgabe der Detektion der Telegramme und der Decoder die Aufgabe der Synchronisation der Telegramme.The detector assumes the task of detecting the telegrams and the decoder takes over the task of synchronizing the telegrams.

Dies führt zu der Einschränkung, dass zeitlich parallel nur ein Telegramm detektiert werden kann. Bei Systemen mit verhältnismäßig hohen Frequenzoffsets im Vergleich zur Datenrate (z.B. durch Quarztoleranzen oder systematischen Offsets) ist es jedoch möglich, dass auf mehreren Frequenzen Telegramme parallel übertragen werden.This leads to the restriction that only one telegram can be detected at the same time in parallel. However, in systems with relatively high frequency offsets compared to the data rate (e.g., by quartz tolerances or systematic offsets), it is possible for telegrams to be transmitted in parallel on multiple frequencies.

Damit diese parallele Detektion erfolgen kann, kann die Detektion mehrere Frequenzhypothesen untersuchen.For this parallel detection to take place, the detection can investigate several frequency hypotheses.

Synchronisation im DetektorSynchronization in the detector

Die Untersuchung mehrerer Frequenzhypothesen und Auswahl derjenigen über dem Schwellwert entspricht einer Frequenzsynchronisation. In ähnlicher Weise entspricht die Detektion in Zeitrichtung einer Zeitsynchronisation.The investigation of several frequency hypotheses and selection of those above the threshold corresponds to a frequency synchronization. Similarly, the detection in the time direction corresponds to a time synchronization.

Typischerweise sind die Überabtastungen in Zeit- und Frequenzrichtung im Detektor 122 geringer als diejenigen im anschließenden Decoder 124. Diese kann für die kombinierte Detektion und Synchronisation erhöht werden und/oder mit Hilfe der Nachbarkanäle/Nachbarzeitpunkte eine Interpolation durchgeführt werden, um die Auflösung der Synchronisation zu erhöhen.Typically, the oversamples in the time and frequency directions are in the detector 122 lower than those in the subsequent decoder 124 , This can be increased for the combined detection and synchronization and / or using the adjacent channels / neighboring times interpolation be performed to increase the resolution of the synchronization.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Detektor um die Fähigkeit der Synchronisation erweitert werden.In embodiments, the detector may be extended by the ability of synchronization.

Bei Ausführungsbeispielen kann bei einer erfolgten Detektion zunächst der Frequenz- und der Zeitoffset bestimmt werden, bevor das Telegramm dem Decoder übergeben wird.In embodiments, the frequency and the time offset can be determined in a successful detection before the telegram is passed to the decoder.

Zweistufige Synchronisation im Detektor und DecoderTwo-stage synchronization in the detector and decoder

Die im vorherigen Kapitel beschriebene Methode besitzt den Nachteil, dass in der Regel eine feinere Auflösung der Detektion in Frequenz- und Zeitrichtung notwendig ist und hierdurch mehr Rechenleistung im Detektor benötigt wird.The method described in the previous chapter has the disadvantage that as a rule a finer resolution of the detection in frequency and time direction is necessary and thus more computing power is required in the detector.

Um dieses Problem zu umgehen und trotzdem weiterhin eine parallele Detektion auf mehreren Frequenzen durchführen zu können, bietet sich eine zweigeteilte Synchronisation an, wie dies in 9 gezeigt ist.To avoid this problem and still be able to perform a parallel detection on several frequencies, a two-part synchronization is appropriate, as in 9 is shown.

Hierbei wird die Detektion mit den benötigten Auflösungen in Zeit- und Frequenzrichtung durchgeführt (Grob-Synchronisation tPKT,C / fPKT,C). Erfolgt eine Detektion, wird der Zeitpunkt und die Frequenz mit der gewählten Auflösung an den Decoder 124 übergeben. Dieser nutzt diese beiden Parameter und führt die Synchronisation nur noch innerhalb der verbleibenden Genauigkeiten durch (Fein-Synchronisation tPKT,F / fPKT,F). In this case, the detection is carried out with the required resolutions in the time and frequency directions (coarse synchronization t PKT, C / f PKT, C ). If a detection occurs, the time and the frequency with the selected resolution will be sent to the decoder 124 to hand over. This uses these two parameters and performs the synchronization only within the remaining accuracies (fine synchronization t PKT, F / f PKT, F ).

Ein weiterer Vorteil dieser Methode besteht darin, dass der Decoder 124 durch die grobe Synchronisation weniger Zeit- und Frequenzhypothesen testen muss und somit die benötigte Rechenleistung niedriger ist.Another advantage of this method is that the decoder 124 Due to the coarse synchronization less time and frequency hypotheses must be tested and thus the required computing power is lower.

Bei Ausführungsbeispielen kann der Detektor 122 dem Decoder 124 einen groben Zeit- und Frequenzoffset (Detektionsparameter) zur Verfügung stellen.In embodiments, the detector 122 the decoder 124 provide a coarse time and frequency offset (detection parameter).

Bei Ausführungsbeispielen kann der Decoder 124 die Fein-Synchronisation auf Basis der Genauigkeit der groben Synchronisation des Detektors 122 berechnen. Der grobe Frequenzversatz fPKT,C, der bei der Synchronisation im Detektor 122 gewonnen wird, wird vor der Fein-Synchronisation kompensiert.In embodiments, the decoder 124 the fine synchronization based on the accuracy of the coarse synchronization of the detector 122 to calculate. The coarse frequency offset f PKT, C , in the synchronization in the detector 122 is compensated before the fine synchronization.

Unterschiedliche Filter für die Detektor- und Decoder-FilterbankDifferent filters for the detector and decoder filter bank

Durch die Verwendung von zwei getrennten Filterbänken oder bei der direkten Speicherung des Breitbandsignals im Ringpuffer besteht die Möglichkeit, verschiedene Filtercharakteristiken einzusetzen.By using two separate filter banks or by directly storing the wideband signal in the ring buffer, it is possible to use different filter characteristics.

So kann anstelle des Matched-Filters (MF) bei der Detektion eine Annäherung verwendet werden, welche eine bessere Sperrdämpfung aufweist und somit bei Multikanalempfang die Selektion der einzelnen Übertragungen verbessert.Thus, instead of the matched filter (MF) in the detection, an approximation can be used which has a better stopband attenuation and thus improves the selection of the individual transmissions in the case of multichannel reception.

Im Decoder 124 kann es von Vorteil sein, eine Filtercharakteristik einzusetzen, die die Synchronisationseigenschaften verbessert (bei MSK z.B. RC bzw. RRC-Filter anstelle des MF).In the decoder 124 It may be advantageous to use a filter characteristic that improves the synchronization characteristics (eg with MSK RC or RRC filter instead of the MF).

Bei Ausführungsbeispielen können in den Filtern bzw. Filterbänken unterschiedliche Filtercharakteristiken eingesetzt werden, die die Funktionalität des Detektors/Decoders verbessern.In embodiments, different filter characteristics can be used in the filters or filter banks, which improve the functionality of the detector / decoder.

Bei Ausführungsbeispielen kann eine Filterbank IMFB eingesetzt werden, die eine FFT oder eine DFT verwendet.In embodiments, a filter bank IMFB employing an FFT or a DFT may be employed.

Bei Ausführungsbeispielen können auch andere Verfahren zur Zerlegung des Breitbandsignals in Teilbänder verwendet werden, z.B. Verfahren, die keine FFT oder DFT verwenden.In embodiments, other methods of decomposing the wideband signal into subbands may also be used, e.g. Procedures that do not use FFT or DFT.

Weitere AusführungsbeispieleFurther embodiments

16 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 200 zum empfangen eines Breitbandsignals, wobei das Breitbandsignal zumindest zwei Teil-Datenpakete aufweist, die über verschiedene Frequenzen [z.B. Frequenzkanäle] verteilt sind. Das Verfahren 200 umfasst einen Schritt 202 des Detektierens der zumindest zwei Teil-Datenpakete in dem Breitbandsignal, um zumindest einen Detektionsparameter für die detektierten Teil-Datenpakete bereitzustellen. Ferner umfasst das Verfahren 200 einen Schritt 204 des Decodierens der detektierten Teil-Datenpakete unter Verwendung der Detektionsparameter, wobei die Detektion und die Decodierung getrennt voneinander durchgeführt oder verarbeitet werden. 16 shows a flowchart of a method 200 for receiving a wideband signal, the wideband signal comprising at least two sub-data packets distributed over different frequencies [eg frequency channels]. The procedure 200 includes a step 202 detecting the at least two sub-data packets in the wideband signal to provide at least one detection parameter for the detected sub-data packets. Furthermore, the method comprises 200 one step 204 decoding the detected sub-data packets using the detection parameters, wherein the detection and the decoding are performed or processed separately from each other.

17 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 210 zum Empfangen eines Breitbandsignals, wobei das Breitbandsignal zumindest zwei Teil-Datenpakete aufweist, die über verschiedene Frequenzen [z.B. Frequenzkanäle] verteilt sind. Das Verfahren 210 umfasst einen Schritt 212 des Filterns des empfangenen Breitbandsignals mit einer Filterbank, um das empfangene Breitbandsignal in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen für eine [z.B. nachfolgende] Detektion oder Decodierung der Teil-Datenpakete aufzuteilen, wobei die Mehrzahl von Teilbandsignalen unterschiedliche [z.B. sich teilweise überlappende] Teilbänder des Breitbandsignals aufweisen, wobei die Filterbank einen Polyphasenfilter aufweist. 17 shows a flowchart of a method 210 for receiving a wideband signal, the wideband signal comprising at least two sub-data packets distributed over different frequencies [eg frequency channels]. The procedure 210 includes a step 212 filtering the received wideband signal with a filter bank to divide the received wideband signal into a plurality of subband signals for [eg, subsequent] detection or decoding of the sub-data packets, the plurality of subband signals having different sub-bands of the wideband signal; wherein the filter bank comprises a polyphase filter.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.Although some aspects have been described in the context of a device, it will be understood that these aspects also constitute a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device. Some or all of the method steps may by a hardware device (or using a hardware device), such as a microprocessor, a programmable computer, or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.

Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.Depending on particular implementation requirements, embodiments of the invention may be implemented in hardware or in software. The implementation may be performed using a digital storage medium, such as a floppy disk, a DVD, a Blu-ray Disc, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or FLASH memory, a hard disk, or other magnetic disk or optical memory are stored on the electronically readable control signals that can cooperate with a programmable computer system or cooperate such that the respective method is performed. Therefore, the digital storage medium can be computer readable.

Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.Thus, some embodiments according to the invention include a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system such that one of the methods described herein is performed.

Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft.In general, embodiments of the present invention may be implemented as a computer program product having a program code, wherein the program code is operable to perform one of the methods when the computer program product runs on a computer.

Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.The program code can also be stored, for example, on a machine-readable carrier.

Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.Other embodiments include the computer program for performing any of the methods described herein, wherein the computer program is stored on a machine-readable medium.

Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.In other words, an embodiment of the method according to the invention is thus a computer program which has a program code for performing one of the methods described herein when the computer program runs on a computer.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist. Der Datenträger, das digitale Speichermedium oder das computerlesbare Medium sind typischerweise gegenständlich und/oder nichtvergänglich bzw nichtvorübergehend.A further embodiment of the inventive method is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the computer program is recorded for carrying out one of the methods described herein. The data carrier, the digital storage medium or the computer-readable medium are typically representational and / or non-transitory or non-transitory.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.A further embodiment of the method according to the invention is thus a data stream or a sequence of signals, which represent the computer program for performing one of the methods described herein. The data stream or the sequence of signals may be configured, for example, to be transferred via a data communication connection, for example via the Internet.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.Another embodiment includes a processing device, such as a computer or a programmable logic device, that is configured or adapted to perform one of the methods described herein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.Another embodiment includes a computer on which the computer program is installed to perform one of the methods described herein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrichtung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen.Another embodiment according to the invention comprises a device or system adapted to transmit a computer program for performing at least one of the methods described herein to a receiver. The transmission can be done for example electronically or optically. The receiver may be, for example, a computer, a mobile device, a storage device or a similar device. For example, the device or system may include a file server for transmitting the computer program to the recipient.

Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.In some embodiments, a programmable logic device (eg, a field programmable gate array, an FPGA) may be used to perform some or all of the functionality of the methods described herein. In some embodiments, a field programmable gate array may cooperate with a microprocessor to perform one of the methods described herein. In general, in some embodiments, the methods are performed by any hardware device. This may be a universal hardware such as a computer processor (CPU) or hardware specific to the process, such as an ASIC.

Die hierin beschriebenen Vorrichtungen können beispielsweise unter Verwendung eines Hardware-Apparats, oder unter Verwendung eines Computers, oder unter Verwendung einer Kombination eines Hardware-Apparats und eines Computers implementiert werdenThe devices described herein may be implemented, for example, using a hardware device, or using a computer, or using a combination of a hardware device and a computer

Die hierin beschriebenen Vorrichtungen, oder jedwede Komponenten der hierin beschriebenen Vorrichtungen können zumindest teilweise in Hardware und/oder in Software (Computerprogramm) implementiert sein.The devices described herein, or any components of the devices described herein, may be implemented at least in part in hardware and / or software (computer program).

Die hierin beschriebenen Verfahren können beispielsweise unter Verwendung eines Hardware-Apparats, oder unter Verwendung eines Computers, oder unter Verwendung einer Kombination eines Hardware-Apparats und eines Computers implementiert werden.For example, the methods described herein may be implemented using a hardware device, or using a computer, or using a combination of a hardware device and a computer.

Die hierin beschriebenen Verfahren, oder jedwede Komponenten der hierin beschriebenen Verfahren können zumindest teilweise durch Hardware und/oder durch Software ausgeführt werden.The methods described herein, or any components of the methods described herein, may be performed at least in part by hardware and / or by software.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.The embodiments described above are merely illustrative of the principles of the present invention. It will be understood that modifications and variations of the arrangements and details described herein will be apparent to others of ordinary skill in the art. Therefore, it is intended that the invention be limited only by the scope of the appended claims and not by the specific details presented in the description and explanation of the embodiments herein.

Claims (15)

Datenempfänger (110), wobei der Datenempfänger (110) ausgebildet ist, um ein Breitbandsignal (120) zu empfangen, wobei das Breitbandsignal zumindest zwei Teil-Datenpakete (142) aufweist, die in der Zeit und/oder Frequenz verteilt sind, wobei der Datenempfänger (110) eine Filterbank (162,172) aufweist, die ausgebildet ist, um das empfangene Breitbandsignal in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen (164,174) für eine Detektion oder Decodierung der Teil-Datenpakete (142) aufzuteilen, wobei die Mehrzahl von Teilbandsignalen (164,174) unterschiedliche Teilbänder des Breitbandsignals (120) aufweisen, wobei die Filterbank (162,172) einen Polyphasenfilter aufweist; wobei die Filterbank eine erste Filterbank (164) ist, die ausgebildet ist, um das empfangene Breitbandsignal (120) in die Mehrzahl von Teilbandsignalen (164) für die Detektion der Teil-Datenpakete (142) aufzuteilen, wobei der Datenempfänger (110) eine zweite Filterbank (172) aufweist, die ausgebildet ist, um das empfangene Breitbandsignal (120) in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen für die Decodierung der Teil-Datenpakete (142) aufzuteilen, wobei die Mehrzahl von Teilbandsignalen (174) unterschiedliche Teilbänder des Breitbandsignals (120) aufweisen, wobei die zweite Filterbank (172) einen Polyphasenfilter aufweist.Data receiver (110), wherein the data receiver (110) is adapted to receive a wideband signal (120), the wideband signal comprising at least two sub-data packets (142) distributed in time and / or frequency, wherein the data receiver (110) comprises a filter bank (162,172) arranged to divide the received broadband signal into a plurality of subband signals (164,174) for detection or decoding of the sub-data packets (142), the plurality of subband signals (164,174 ) have different subbands of the wideband signal (120), wherein the filter bank (162, 172) comprises a polyphase filter; wherein the filter bank is a first filter bank (164) configured to divide the received wideband signal (120) into the plurality of subband signals (164) for the detection of the sub-data packets (142), wherein the data receiver (110) comprises a second filter bank (172) arranged to divide the received wideband signal (120) into a plurality of subband signals for the decoding of the sub data packets (142), the plurality of subband signals (174). have different subbands of the wideband signal (120), wherein the second filter bank (172) comprises a polyphase filter. Datenempfänger (110) nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die Filterbank (162,172) eine N-Punkt-DFT oder N-Punkt-FFT aufweist.The data receiver (110) of the preceding claim, wherein the filter bank (162, 172) comprises an N-point DFT or N-point FFT. Datenempfänger (110) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Filterbank (162,172) einen N-Kanal-Mischer aufweist.A data receiver (110) according to any one of the preceding claims, wherein the filter bank (162, 172) comprises an N-channel mixer. Datenempfänger (110) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Filterbank (162,172) ausgebildet ist, um eine Unterabtastung des empfangenen Breitbandsignals (120) durchzuführen, so dass eine Abtastrate der Mehrzahl von Teilbandsignalen (164,174) geringer ist als eine Abtastrate des empfangenen Breitbandsignals (120).A data receiver (110) according to any one of the preceding claims, wherein the filter bank (162, 172) is adapted to subsample the received wideband signal (120) so that a sample rate of the plurality of subband signals (164, 174) is less than a sample rate of the received wideband signal ( 120). Datenempfänger (110) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Filterbank (172) eine N-Punkt-DFT oder N-Punkt-FFT aufweist. The data receiver (110) of any one of the preceding claims, wherein the second filterbank (172) comprises an N-point DFT or N-point FFT. Datenempfänger (110) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Filterbank (172) ausgebildet ist, um eine Unterabtastung des empfangenen Breitbandsignals (120) durchzuführen, so dass eine Abtastrate der Mehrzahl von Teilbandsignalen (174) geringer ist als eine Abtastrate des empfangenen Breitbandsignals (120).The data receiver (110) of any one of the preceding claims, wherein the second filter bank (172) is configured to subsample the received wideband signal (120) so that a sample rate of the plurality of subband signals (174) is less than a sample rate of the received wideband signal (120). Datenempfänger (110) nach einem der der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Filterbank (172) ausgebildet ist, um das Breitbandsignal (120) in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen (174) mit sich überlappenden Teilbändern aufzuteilen, wobei sich die Teilbänder zumindest um eine Bandbreite eines der Teil-Datenpakete (142) überlappen.A data receiver (110) as claimed in any one of the preceding claims, wherein the second filter bank (172) is arranged to divide the wideband signal (120) into a plurality of subband signals (174) having overlapping subbands, the subbands being at least a bandwidth of one of the sub-data packets (142) overlap. Datenempfänger (110) nach einem der der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Filterbank (172) ausgebildet ist, um das Breitbandsignal (120) in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen (174) mit sich überlappenden Teilbändern aufzuteilen, wobei bei der Aufteilung des Breitbandsignals eine Summe aus einer Bandbreite eines Durchlassbereichs für eines der Teilbandsignale und aus einer Sperrbandbreite eines des Teilbandsignals benachbarten Teilbandsignals nicht größer ist als eine doppelte Abtastrate der Mehrzahl von Teilbandsignalen ist.A data receiver (110) as claimed in any one of the preceding claims, wherein the second filter bank (172) is arranged to divide the wideband signal (120) into a plurality of subband signals (174) having overlapping subbands, wherein in dividing the wideband signal comprises a sum a bandwidth of a passband for one of the subband signals and a stopband bandwidth of a subband signal adjacent to the subband signal is not greater than a double sample rate of the plurality of subband signals. Datenempfänger (110) nach einem der der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Abtastrate fIM (=MIM·fsym) der von der zweiten Filterbank (172) bereitgestellten Mehrzahl von Teilbandsignalen (174) für die Decodierung der Teil-Datenpakete (142) größer ist als eine Abtastrate fDET(=MDET·fsym) der von der ersten Filterbank (162) bereitgestellten Mehrzahl von Teilbandsignalen (164) für die Detektion der Teil-Datenpakete (142).A data receiver (110) according to any one of the preceding claims, wherein a sampling rate f IM (= M IM * f sym ) of the plurality of subband signals (174) provided by the second filter bank (172) for decoding the sub-data packets (142) is greater is a sample rate f DET (= M DET * f sym ) of the plurality of subband signals (164) provided by the first filter bank (162) for the detection of the sub-data packets (142). Datenempfänger (110) nach einem der der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Anzahl an Teilbandsignalen NIM der von der zweiten Filterbank (172) bereitgestellten Teilbandsignale (174) für die Decodierung der Teil-Datenpakete (142) geringer ist als eine Anzahl an Teilbandsignalen N der von der ersten Filterbank (162) bereitgestellten Teilbandsignale (164) für die Detektion der Teil-Datenpakete (142).A data receiver (110) according to any one of the preceding claims, wherein a number of subband signals N IM of the subband signals (174) provided by the second filter bank (172) for decoding the sub data packets (142) is less than a number of subband signals N of subband signals (164) provided by the first filter bank (162) for the detection of the sub-data packets (142). Datenempfänger (110) nach einem der der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Filterbank (162) und die zweite Filterbank (164) unterschiedliche Filtercharakteristiken aufweisen.The data receiver (110) of any one of the preceding claims, wherein the first filter bank (162) and the second filter bank (164) have different filter characteristics. Datenempfänger (110) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Datenempfänger (110) einen Detektor (122) aufweist, der ausgebildet ist, um die zumindest zwei Teil-Datenpakete (142) in den unterschiedlichen Teilbändern der Mehrzahl von Teilbandsignalen (164) zu detektieren, um Detektionsparameter (126) für die detektierten Teil-Datenpakete bereitzustellen.The data receiver (110) of any one of the preceding claims, wherein the data receiver (110) comprises a detector (122) arranged to detect the at least two sub-data packets (142) in the different sub-bands of the plurality of sub-band signals (164) to provide detection parameters (126) for the detected sub-data packets. Datenempfänger (110) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Datenempfänger (110) einen Decoder (124) aufweist, der ausgebildet ist, um detektierte Teil-Datenpakete (142) unter Verwendung von Detektionsparametern (126) aus den jeweiligen Teilbandsignalen (174) zu extrahieren.The data receiver (110) of any one of the preceding claims, wherein the data receiver (110) comprises a decoder (124) adapted to receive detected sub-data packets (142) using detection parameters (126) from the respective sub-band signals (174) extract. Verfahren (210) zum Empfangen eines Breitbandsignals, wobei das Breitbandsignal zumindest zwei Teil-Datenpakete aufweist, die über verschiedene Frequenzen verteilt sind, aufweisend Filtern (212) des empfangenen Breitbandsignals mit einer ersten Filterbank, um das empfangene Breitbandsignal in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen für eine Detektion der Teil-Datenpakete aufzuteilen, wobei die Mehrzahl von Teilbandsignalen unterschiedliche Teilbänder des Breitbandsignals aufweisen, wobei die erste Filterbank einen Polyphasenfilter aufweist, Filtern des empfangenen Breitbandsignals mit einer zweiten Filterbank, um das empfangene Breitbandsignal in eine Mehrzahl von Teilbandsignalen für eine Decodierung der Teil-Datenpakete aufzuteilen, wobei die Mehrzahl von Teilbandsignalen unterschiedliche Teilbänder des Breitbandsignals aufweisen, wobei die zweite Filterbank einen Polyphasenfilter aufweist.A method (210) for receiving a wideband signal, the wideband signal comprising at least two sub-data packets distributed over different frequencies Filtering (212) the received wideband signal with a first filter bank to divide the received wideband signal into a plurality of subband signals for detection of the sub data packets, the plurality of subband signals having different subbands of the wideband signal, wherein the first filter bank comprises a polyphase filter, Filtering the received wideband signal with a second filterbank to divide the received wideband signal into a plurality of subband signals for decoding the sub-data packets, the plurality of subband signals having different subbands of the wideband signal, wherein the second filter bank comprises a polyphase filter. Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens nach dem vorangehenden Anspruch, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder Mikroprozessor abläuft.Computer program for carrying out the method according to the preceding claim, when the computer program runs on a computer or microprocessor.
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DE102011082098B4 (en) 2011-09-02 2014-04-10 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Battery operated stationary sensor arrangement with unidirectional data transmission
EP3125453A1 (en) 2015-07-30 2017-02-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Wireless transmission method for simple receivers

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Title
JAISWAL, K.: Spectral Sensing of Adaptive Frequency Hopping Signal for Cognitive Radio. In: IEEE International Performance, Computing and Communications Conference, 7 - 9 December 2008, pp. 360 - 365
JAISWAL, K.: Spectral Sensing of Adaptive Frequency Hopping Signal for Cognitive Radio. In: IEEE International Performance, Computing and Communications Conference, 7 – 9 December 2008, pp. 360 – 365. *

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