DE102021114327B3 - Method of transmitting signals between multiple transmitters and multiple receivers in a wireless communications network - Google Patents

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Andrea Munari
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Abstract

Bei dem Verfahren zur Übertragung von einzelne Datenpakete aufweisenden Signalen mit einer Trägerfrequenz wird ein potentiell ein Datenpaket enthaltenes Empfangssignal bzgl. seiner Frequenz um mehrere Frequenzversatze verschoben, um jedes dementsprechend verschobene Empfangssignal einer Kennungsbestimmungseinheit zuzuführen, die ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Betrag den Grad der Erkennung der Kennung des Datenpakets repräsentiert. Die Ausgangssignale der Kennungsbestimmungseinheiten werden auf das betragsmäßig größte Ausgangssignal hin untersucht, um dann dieses Ausgangssignal zur Decodierung des Datenpakets weiterzuverarbeiten, sofern der Betrag des Ausgangssignals einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Die Kennungsbestimmungseinheiten sind beispielsweise jeweils Swiveled Korrelatoren, wodurch eine Bank von Swiveled Korrelatoren entsteht und erfindungsgemäß genutzt wird.In the method for transmitting signals with a carrier frequency that contain individual data packets, a received signal potentially containing a data packet is shifted in terms of its frequency by a number of frequency offsets in order to feed each correspondingly shifted received signal to an identifier determination unit, which generates an output signal whose magnitude reflects the degree of recognition of the Identifier of the data packet represented. The output signals of the identifier determination units are examined for the output signal with the greatest absolute value, in order then to further process this output signal for decoding the data packet if the absolute value of the output signal exceeds a predetermined threshold value. The identifier determination units are, for example, each swiveled correlators, as a result of which a bank of swiveled correlators is created and used according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Signalen mit einer Trägerfrequenz zwischen mehreren Sendern und mehreren Empfängern eines drahtlosen Kommunikationsnetzes, innerhalb dessen einzelne Datenpakete aufweisende Signale in zeitlich nicht-koordinierter Weise von den Sendern zu den Empfängern gesendet werden, wobei jedes Datenpaket eine den Empfängern bekannte Kennung aufweist und die Signale den Empfängern nicht bekannte Trägerfrequenzen aufweisen können.The invention relates to a method for transmitting signals with a carrier frequency between a plurality of transmitters and a plurality of receivers in a wireless communication network, within which signals containing individual data packets are sent from the transmitters to the receivers in a time-uncoordinated manner, with each data packet being known to the receivers Has identifier and the signals may not have carrier frequencies known to the receivers.

Es sei eine Situation betrachtet, in der mehrere Terminals unkoordiniert auf einen gemeinsamen drahtlosen Kommunikationskanal zugreifen, was zu möglichen Kollisionen der von den verschiedenen Terminals übertragenen Signale führt. Die Terminals senden Datenpakete von möglicherweise von beliebiger Länge. Jedes Paket enthält an einer vorbestimmten Position eine bekannte Sequenz oder einen Synchronisationsmarker (nachfolgend auch als Kennung bezeichnet). Diese Sequenz ist den Terminals und den Empfängern bekannt, d. h. sie ist Teil des Datenübertragungsprotokolls. Wenn diese Sequenz am Anfang des Pakets platziert ist, wird sie üblicherweise als Präambelsequenz bezeichnet, obwohl sie auch z.B. an einer anderen vordefinierten Position am Ende des Pakets platziert sein kann; in diesem Fall wird sie manchmal als Postambel bezeichnet.Consider a situation where multiple terminals are accessing a common wireless communication channel in an uncoordinated manner, leading to possible collisions of the signals transmitted by the different terminals. The terminals send packets of data, possibly of any length. Each packet contains a known sequence or synchronization marker (hereinafter also referred to as an identifier) at a predetermined position. This sequence is known to the terminals and the receivers, i. H. it is part of the data transmission protocol. When this sequence is placed at the beginning of the packet, it is usually referred to as a preamble sequence, although it can also be placed at another predefined position at the end of the packet, for example; in this case it is sometimes referred to as a postamble.

Die von den mehreren Terminals (nachfolgend auch als Sender bezeichnet) gesendeten Signale werden von einem oder mehreren Empfängern empfangen. Da die Übertragungen der Terminals nicht koordiniert sind, weiß der Empfänger (oder die Empfänger) a priori nicht, ob das Empfangssignal die Datenübertragung eines der Benutzer enthält. Um festzustellen, ob Übertragungen vorhanden sind, verwendet der Empfänger den Synchronisationsmarker, der, wie bereits erwähnt, a priori bekannt ist.The signals sent from the multiple terminals (hereinafter also referred to as transmitters) are received by one or more receivers. Since the terminals' transmissions are not coordinated, the receiver (or receivers) does not know a priori whether the received signal contains the data transmission of one of the users. In order to determine whether transmissions are present, the receiver uses the synchronization marker, which, as already mentioned, is known a priori.

Dieses Problem wird manchmal auch als Rahmensynchronisationsproblem, Benutzererkennungsproblem oder Paketsuchproblem bezeichnet.This problem is also sometimes referred to as a frame synchronization problem, user detection problem, or packet search problem.

Eine häufig verwendete Technik zur Handhabung dieses Problems ist der Einsatz eines Korrelators am Empfänger, um das Vorhandensein der Synchronisationsmarker im Empfangssignal zu erkennen.A commonly used technique to deal with this problem is to use a correlator at the receiver to detect the presence of the synchronization markers in the received signal.

US 2019/0268036 A1 beschreibt einen Empfänger mit einer Reihe paralleler Korrelatoren zur schnellen und effizienten Synchronization eines Empfangssignals, welches senderseitig einer Kodespreizung und/oder einem Frequenzsprungverfahren unterzogen wurde und einen unbekannten Frequenzversatz enthalten kann. U.S. 2019/0268036 A1 describes a receiver with a series of parallel correlators for fast and efficient synchronization of a received signal which has been subjected to code spreading and/or frequency hopping at the transmitter end and may contain an unknown frequency offset.

Das Blockdiagramm eines Korrelators ist in 1 dargestellt. Mit y(t) wird das zeitkontinuierliche Empfangssignal bezeichnet. Der Empfänger arbeitet normalerweise wie folgt. Zunächst tastet der Empfänger das Empfangssignal ab und quantisiert es, um ein diskretes Signal yk zu erhalten (der Einfachheit halber wird keine Filterung von y(t) betrachtet, aber es ist für den Fachmann offensichtlich, dass dies in einem realen Empfänger der Fall ist). Dieses Signal wird dann unter Verwendung eines angepassten Empfangsfilters (Matched Filter) gk gefiltert, um Folgendes zu erhalten z k = y k g k

Figure DE102021114327B3_0001
wobei der Operator * die (diskrete) Faltung bezeichnet. Das Filter gk wird typischerweise so gewählt, dass es mit dem Sendefilter der Terminals pk übereinstimmt, d. h. gk = p*-k , wobei der Operator ()* die komplex Konjugierte bezeichnet (diese Wahl maximiert das Signal-Rausch-Verhältnis am Empfänger). In der 1 sei das Sendefilter als analog mit einer Impulsantwort p(t) angenommen, wobei pk das äquivalente digitale Filter ist.The block diagram of a correlator is in 1 shown. The time-continuous received signal is denoted by y(t). The receiver normally works as follows. First, the receiver samples the received signal and quantizes it to obtain a discrete signal y k (for the sake of simplicity, no filtering of y(t) is considered, but it is obvious to a person skilled in the art that this is the case in a real receiver ). This signal is then filtered using a receive matched filter g k to obtain the following e.g k = y k G k
Figure DE102021114327B3_0001
where the * operator denotes the (discrete) convolution. The filter g k is typically chosen to match the transmit filter of the terminals p k , i.e. g k = p* -k , where the operator ()* denotes the complex conjugate (this choice maximizes the signal-to-noise ratio am Recipient). In the 1 assume the transmit filter is analog with an impulse response p(t), where pk is the equivalent digital filter.

Hier sei angenommen, dass ein digitales Filter gk nach Abtastung und Quantisierung verwendet wird. Für den Fachmann auf dem Gebiet der Signalverarbeitung ist jedoch offensichtlich, dass das Empfangsfilter auch im Analogen implementiert werden kann.Here it is assumed that a digital filter g k is used after sampling and quantization. However, it is obvious to a person skilled in the field of signal processing that the receive filter can also be implemented in analog.

Danach berechnet der Empfänger eine (Kreuz)-Korrelation von zk mit dem Synchronisationsmarker ck, mit k = 1,2, ...,L. Dies reduziert sich auf die Filterung von zk mit einem Filter mit endlicher Impulsantwort (FIR), dessen Impulsantwort durch hk = c*{-k} gegeben ist, um ein Signal zu erhalten, das mit wk bezeichnet sei, w k = z k c k

Figure DE102021114327B3_0002
Schließlich wird das Signal wk mit einer sogenannten Erkennungsschwelle λ verglichen. Liegt das Signal unterhalb der Schwelle, wird angenommen, dass der Synchronisationsmarker im Empfangssignal bei Abtastung k nicht vorhanden ist. Andernfalls wird angenommen, dass der Synchronisationsmarker im Empfangssignal vorhanden ist. Im letzteren Fall, in dem das Vorhandensein eines Pakets erkannt wurde, versucht der Empfänger als nächstes das Paket zu dekodieren. Dazu muss der Empfänger das Signal zk gespeichert haben, das dann weiterverarbeitet wird, um das Paket zu dekodieren (z. B. wird zuerst das Timing geschätzt, dann der Fading-Koeffizient und schließlich werden Demodulation und Kanaldekodierung durchgeführt).Then the receiver calculates a (cross)-correlation of z k with the synchronization marker c k , with k=1,2,...,L. This reduces to filtering z k with a finite impulse response (FIR) filter whose impulse response is given by h k = c* {-k} to obtain a signal denoted w k , w k = e.g k c k
Figure DE102021114327B3_0002
Finally, the signal w k is compared with a so-called detection threshold λ. If the signal is below the threshold, it is assumed that the synchronization marker is not present in the received signal at sample k. Otherwise it is assumed that the synchronization marker is present in the received signal. In the latter case, once the presence of a packet has been detected, the receiver next attempts to decode the packet. To do this, the receiver must have stored the signal z k , which is then further processed to decode the packet (e.g., timing is estimated first, then fading coefficient, and finally demodulation and channel decoding are performed).

Dieser Ansatz ist zwar nicht optimal (siehe [5]), hat aber eine geringe Komplexität und liefert in der Praxis gute Ergebnisse. Aus diesem Grund wird dieser Ansatz in der überwiegenden Mehrheit der kommerziellen drahtlosen Kommunikationssysteme eingesetzt. Allerdings verschlechtert sich die Leistung schnell, wenn ein Trägerfrequenz-Offset vorhanden ist. Dieser Trägerfrequenz-Offset kann entweder durch Doppler-Verschiebung verursacht werden, wenn sich Sender und Empfänger relativ zueinander bewegen, durch die Instabilität von Oszillatoren am Sender oder Empfänger oder möglicherweise auch durch die Tatsache, dass die Sender ihre Sendefrequenz randomisieren.Although this approach is not optimal (see [5]), it is not very complex and delivers good results in practice. For this reason, this approach is used in the vast majority of commercial wireless communication systems. However, performance degrades quickly when a carrier frequency offset is present. This carrier frequency offset can be caused either by Doppler shift when the transmitter and receiver move relative to each other, by the instability of oscillators at the transmitter or receiver, or possibly by the fact that the transmitters randomize their transmit frequency.

Anstelle eines Korrelators können auch andere Metriken verwendet werden, wie in 2 dargestellt. Zum Beispiel können die in [3] und [4] beschriebenen Metriken eingesetzt werden, die sich insbesondere für den Fall eignen, dass ein relativ kleiner Träger-Offset vorhanden ist. Es sei erwähnt, dass dies, d.h. ein Frequenz-Offset aufgrund von Doppler-Verschiebungen, im Rückkanal von erdnahen (Low Earth Orbit) Satellitensystemen nicht der Fall sein muss.Other metrics can also be used instead of a correlator, as in 2 shown. For example, the metrics described in [3] and [4] can be used, which are particularly suitable when there is a relatively small carrier offset. It should be mentioned that this, ie a frequency offset due to Doppler shifts, does not have to be the case in the return channel of low earth orbit satellite systems.

Bei Vorhandensein eines großen Frequenz-Offsets ist stattdessen eine robustere Alternative die Verwendung einer Bank von Korrelatoren, die um verschiedene Frequenzen zentriert sind (siehe 3). Dies ist jedoch mit einer hohen Komplexität am Empfänger verbunden.Instead, in the presence of a large frequency offset, a more robust alternative is to use a bank of correlators centered around different frequencies (see 3 ). However, this is associated with a high level of complexity at the receiver.

Eine zweite Alternative ist die Verwendung eines sogenannten „Swiveled“ Korrelators [siehe 1] und [2], der eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) nutzt und eine geringere Komplexität aufweist. Um das Funktionsprinzip dieses Ansatzes zu veranschaulichen, sei daran erinnert, dass das Synchronisationswort (z. B. Präambel oder Postambel) mit ck bezeichnet wird, mit k = 1,2, ...,L. Das Synchronisationswort wird in M Segmente der Länge L/M aufgeteilt, wobei der Einfachheit halber angenommen wird, dass L durch M geteilt wird, und das i-te Synchronisationswortfragment mit ci,k bezeichnet wird, mit k = 1,2, ...,L/M und i = 1,2, ...,M. Dieser Vorgang ist in 4 dargestellt.A second alternative is the use of a so-called “swiveled” correlator [see 1] and [2], which uses a fast Fourier transform (FFT) and is less complex. To illustrate the working principle of this approach, recall that the synchronization word (e.g. preamble or postamble) is denoted c k , with k=1,2,...,L. The sync word is divided into M segments of length L/M, for simplicity it is assumed that L is divided by M, and the ith sync word fragment is denoted by c i,k , with k = 1,2, .. .,L/M and i = 1,2,...,M. This process is in 4 shown.

Der Swiveled Korrelator arbeitet dergestalt, dass er zunächst das Empfangssignal y(t) abtastet, um yk zu erhalten. Anschließend wird dieses Signal mit einem angepassten Empfangsfilter (Matched Filter oder Optimalfilter) gk gefiltert, um ein digitales Signal zk zu erhalten, z k = y k g k

Figure DE102021114327B3_0003
wobei der Operator * die diskrete Faltung bezeichnet. Das Filter gk wird üblicherweise so gewählt, dass es mit dem Sendefilter der Terminals pk übereinstimmt, d. h. gk = p*-k , wobei der Operator ()* die komplex Konjugierte bezeichnet.The swiveled correlator works in such a way that it first samples the received signal y(t) in order to obtain y k . This signal is then filtered with a matched reception filter (matched filter or optimal filter) g k to obtain a digital signal z k , e.g k = y k G k
Figure DE102021114327B3_0003
where the * operator denotes discrete convolution. The filter g k is usually chosen to match the transmit filter of the terminals p k , ie g k = p* -k , where the operator ()* denotes the complex conjugate.

Hierbei sei angenommen, dass ein digitales Empfangsfilter verwendet wird. Für den Fachmann auf dem Gebiet der Signalverarbeitung ist jedoch offensichtlich, dass die Filterung auch im Analogen mit anschließender Abtastung und Quantisierung durchgeführt werden kann.It is assumed here that a digital reception filter is used. However, it is obvious to a person skilled in the field of signal processing that the filtering can also be carried out in analog with subsequent sampling and quantization.

Als nächstes wird das Signal zk mit allen Synchronisationswortsegmenten (z. B. Präambel) korreliert. Mit wi,k wird das Ergebnis der Korrelation von zk mit dem i-ten Synchronisationswortsegment bezeichnet w i , k = z k c i , k

Figure DE102021114327B3_0004
wobei i = 1,2, ...,M ist, da M Segmente vorliegen.Next, the signal z k is correlated with all synchronization word segments (e.g. preamble). The result of the correlation of z k with the i-th synchronization word segment is denoted by w i,k w i , k = e.g k c i , k
Figure DE102021114327B3_0004
where i = 1,2,...,M since there are M segments.

Danach wendet der Empfänger eine Verzögerung von ( M i ) L M

Figure DE102021114327B3_0005
Abtastungen auf wi,k an. Somit berechnet der Empfänger a i , k = w i , k ( M i ) L M
Figure DE102021114327B3_0006
After that, the receiver applies a delay of ( M i ) L M
Figure DE102021114327B3_0005
samples on w i,k on. Thus, the receiver calculates a i , k = w i , k ( M i ) L M
Figure DE102021114327B3_0006

Als nächstes berechnet der Empfänger eine P-Punkt-FFT von ai,k über den Index i. Somit berechnet der Empfänger s n , k = i = 1 P a i , k e j 2 π P n ( i 1 )

Figure DE102021114327B3_0007
mit n = 1,2, ...P. Normalerweise wird P > M gewählt, daher wird die FFT mit Zero-Padding berechnet, d. h. man nimmt ai,k = 0 für i > M an.Next, the receiver computes a P-point FFT of a i,k over index i. Thus, the receiver calculates s n , k = i = 1 P a i , k e j 2 π P n ( i 1 )
Figure DE102021114327B3_0007
with n = 1.2,...P. Usually P > M is chosen, so the FFT is calculated with zero-padding, ie one assumes a i,k = 0 for i > M.

Als nächstes berechnet der Empfänger v k = max n s n , k .

Figure DE102021114327B3_0008
Schließlich wird vk mit einem Schwellwert λ verglichen. Liegt vk unterhalb des Schwellwerts, wird angenommen, dass im Empfangssignal bei Abtastung k kein Synchronisationswort und somit auch keine Paketübertragung vorhanden ist. Liegt vk dagegen über dem Schwellwert, so wird angenommen, dass bei Abtastung k ein Synchronisationswort und damit eine Paketübertragung im Empfangssignal vorhanden ist. In diesem Fall geht der Empfänger zurück zu zk (das gespeichert sein muss) und versucht, das Paket zu dekodieren, wie zuvor erläutert. Es sei darauf hingewiesen, dass der Empfänger durch Anwendung dieses Verfahrens auch eine Schätzung des Frequenz-Offsets erhält, der das eingehende Paket beeinflusst hat, gegeben durch das Frequenz-Bin, bei dem der Peak vk, der die Erkennung ausgelöst hat, gefunden wurde. Insbesondere bei der Berechnung von v k = max n s n , k
Figure DE102021114327B3_0009
liefert der Index n eine Schätzung des Frequenz-Offsets.Next, the receiver calculates v k = Max n s n , k .
Figure DE102021114327B3_0008
Finally, v k is compared to a threshold λ. If v k is below the threshold value, it is assumed that there is no synchronization word and therefore no packet transmission in the received signal during sampling k. On the other hand, if vk is above the threshold value, it is assumed that a synchronization word and thus a packet transmission is present in the received signal during sampling k . In this case, the receiver goes back to z k (which must be stored) and tries to decode the packet, as explained before. It should be noted that by applying this method the receiver also gets an estimate of the frequency offset that affected the incoming packet, given the frequency bin at which the peak vk that triggered detection was found . Especially when calculating v k = Max n s n , k
Figure DE102021114327B3_0009
love the index n provides an estimate of the frequency offset.

Der Swiveled Korrelator zeigt eine gute Leistung, wenn der Frequenz-Offset klein ist; bei einem großen Frequenz-Offset nimmt seine Leistung jedoch ab.The Swiveled Correlator performs well when the frequency offset is small; however, with a large frequency offset, its performance decreases.

Das Gleiche ist bei den in [3] und [4] vorgeschlagenen Techniken zu beobachten, da sie auf der Annahme basieren, dass der Kanal nur Gaußsches Rauschen hinzufügt.The same can be observed with the techniques proposed in [3] and [4] since they are based on the assumption that the channel only adds Gaussian noise.

Nach einer detaillierten Analyse wurde herausgefunden, dass der Grund für diesen Leistungsabfall nichts anderes als die Intersymbolinterferenz (ISI) ist, die durch das angepasste Empfangsfilter gk eingeführt wird.After a detailed analysis, it was found that the reason for this drop in performance is none other than the inter-symbol interference (ISI) introduced by the matched receive filter gk .

In [1] bis [4] wird davon ausgegangen, dass keine ISI vorhanden ist, aber in der Praxis ist immer ein bestimmter Anteil an ISI vorhanden, da das Empfangsfilter nicht an das Sendefilter angepasst ist, wenn ein unbekannter Frequenz-Offset vorliegt.In [1] to [4] it is assumed that there is no ISI, but in practice there is always a certain amount of ISI, since the receive filter is not matched to the transmit filter when there is an unknown frequency offset.

Es sei anzumerken, dass Situationen, in denen ein großer Frequenz-Offset (im Vergleich zur mittleren Trägerfrequenz) vorhanden ist, d. h. wenn bestehende Schemata stark unterdurchschnittlich abschneiden, in der Praxis häufig anzutreffen sind und in vielen Anwendungen an Bedeutung gewinnen. Dies ist zum Beispiel der Fall beim Empfang von Signalen, die von Bodenterminals an LEO-Satelliten gesendet werden. In solche Situationen führt die hohe Geschwindigkeit des Satelliten in Bezug auf ein (festes oder bewegliches) Bodenterminal zu sehr hohen Doppler-Verschiebungen.It should be noted that situations where there is a large frequency offset (compared to the mean carrier frequency), i. H. when existing schemes severely underperform, are common in practice, and gain importance in many applications. This is the case, for example, when receiving signals sent from ground terminals to LEO satellites. In such situations, the high speed of the satellite with respect to a ground terminal (fixed or mobile) results in very high Doppler shifts.

Aufgabe der Erfindung ist es, auch für den Fall, dass die Trägerfrequenzen der Signale in einem größeren Maße abweichen, immer noch eine zuverlässige Kennungsbestimmung, also eine Erkennung der Synchronisationsmarker, möglich ist.It is the object of the invention, even if the carrier frequencies of the signals deviate to a greater extent, to still be able to reliably determine the identifier, ie to identify the synchronization marker.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß einer ersten Variante der Erfindung ein Verfahren zur Übertragung von Signalen mit einer Trägerfrequenz zwischen mehreren Sendern und mehreren Empfängern eines drahtlosen Kommunikationsnetzes vorgeschlagen, innerhalb dessen einzelne Datenpakete aufweisende Signale in zeitlich nicht-koordinierter Weise von den Sendern zu den Empfängern gesendet werden, wobei jedes Datenpaket eine den Empfängern bekannte Kennung aufweist und die Signale den Empfängern nicht bekannte nicht bekannte Trägerfrequenzen aufweisen können, wobei bei dem Verfahren

  • - empfängerseitig ein potenziell ein Datenpaket enthaltenes Empfangssignal gespeichert wird,
  • - das Empfangssignal mit einem ersten Filter gefiltert wird, das einen größeren Frequenzgang als ein auf die Trägerfrequenz abgestimmtes Matched Filter oder Optimalfilter aufweist,
  • - dass mittels einer Kennungsbestimmungseinheit des ersten Filters gefilterte Empfangssignal auf die Existenz einer Kennung eines Datenpakets hin untersucht wird,
  • - bei erkannter Kennung ein möglicher Offset der Frequenz des Empfangssignals gegenüber der Trägerfrequenz ermittelt wird, und zwar z.B. anhand der Schätzung der Frequenz des gefilterten Empfangssignals mittels eines bekannten Verfahrens aus z.B. der Gruppe der Data-Added-Frequency Schätzverfahren oder durch Verwendung eines Swiveled Korrelators oder einer Korrelatorbank,
  • - bei ermitteltem Frequenz-Offset das gespeicherte Empfangssignal hinsichtlich des Frequenz-Offset kompensiert wird und
  • - das dergestalt frequenzkompensierte Empfangssignal zum Decodieren des Datenpakets einem zweiten auf die Trägerfrequenz abgestimmten Matched Filter oder Optimalfilter mit sich an dieses anschließender Signalverarbeitungseinheit zugeführt wird.
To solve this problem, according to a first variant of the invention, a method for transmitting signals with a carrier frequency between a plurality of transmitters and a plurality of receivers of a wireless communication network is proposed, within which signals containing individual data packets are sent from the transmitters to the receivers in a non-chronologically coordinated manner be, wherein each data packet has an identifier known to the recipients and the signals may have carrier frequencies that are not known to the recipients, wherein in the method
  • - a received signal potentially containing a data packet is stored at the receiver end,
  • - the received signal is filtered with a first filter that has a greater frequency response than a matched filter or optimal filter tuned to the carrier frequency,
  • - that a received signal filtered by an identifier determination unit of the first filter is examined for the existence of an identifier of a data packet,
  • - If the identifier is detected, a possible offset of the frequency of the received signal compared to the carrier frequency is determined, for example by estimating the frequency of the filtered received signal using a known method from, for example, the group of data-added-frequency estimation methods or by using a swiveled correlator or a correlator bank,
  • - When the frequency offset is determined, the stored received signal is compensated with regard to the frequency offset and
  • - The such frequency-compensated received signal for decoding the data packet is fed to a second matched filter or optimal filter tuned to the carrier frequency with a signal processing unit connected to this.

Bei dieser ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird neben einem Matched Filter (nachfolgend mitunter auch mit Optimalfilter bezeichnet) zusätzlich ein Filter eingesetzt, das einen größeren Frequenzgang aufweist als das auf die Trägerfrequenz abgestimmte Matched Filter. Der Vorteil der Verwendung eines derartigen Filters zur Filterung des Empfangssignals besteht darin, dass die Verzerrungen im gefilterten Empfangssignal auch bei einer größeren Abweichung der Trägerfrequenz des Empfangssignals von der „erwarteten“ Trägerfrequenz, auf die das Matched Filter abgestimmt ist, nicht allzu groß sind, was bedeutet, dass dann immer noch eine Untersuchung auf die Existenz einer Kennung eines Datenpakets im Empfangssignal möglich ist. Bei erkannter Kennung kann dann ein möglicherweise gegebener Offset der Trägerfrequenz des Empfangssignals gegenüber der „erwarteten“ Trägerfrequenz ermittelt werden, und zwar beispielsweise anhand der Schätzung der Frequenz des gefilterten Empfangssignals mittels an sich bekannter Verfahren aus beispielsweise der Gruppe der Data-Added-Frequency Schätzverfahren (beschrieben z.B. in [6]) oder durch Verwendung eines Swiveled Korrelators oder einer Korrelatorbank mit verschiedenen Frequenz-Verschiebungen zugeordneten Korrelatoren.In this first variant of the method according to the invention, a filter is used in addition to a matched filter (hereinafter sometimes also referred to as optimal filter), which has a greater frequency response than the matched filter tuned to the carrier frequency. The advantage of using such a filter to filter the received signal is that the distortions in the filtered received signal are not too great, even if the carrier frequency of the received signal deviates significantly from the "expected" carrier frequency to which the matched filter is tuned, what means that an examination for the existence of an identifier of a data packet in the received signal is still possible. If the identifier is recognized, a possibly given offset of the carrier frequency of the received signal compared to the "expected" carrier frequency can then be determined, for example based on the estimation of the frequency of the filtered received signal using methods known per se from, for example, the group of data-added-frequency estimation methods ( described e.g. in [6]) or by using a swiveled correlator or a correlator bank with correlators assigned to different frequency shifts.

Mit Hilfe des ermittelten Frequenz-Offsets kann dann das zuvor gespeicherte Empfangssignal entsprechend kompensiert werden und das derart frequenzkompensierte Empfangssignal anschließend zur Decodierung des Datenpakets mittels des Matched Filters und einer sich an dieses anschließenden Signalverarbeitungseinheit weiterverarbeitet werden.With the help of the determined frequency offset, the previously stored received signal can then be compensated accordingly and in such a way frequency-compensated received signal are then further processed for decoding the data packet by means of the matched filter and a signal processing unit connected to this.

Die Abweichungen der Frequenz der empfangenen Signale von der „erwarteten“ Trägerfrequenz können verschiedene Ursachen haben. So kann sich beispielsweise aufgrund einer Dopplerverschiebung die Frequenz des empfangenen Signals verschieben. Auch ist es möglich, dass aus welchen Gründen auch immer die Sender mit unterschiedlichen Frequenzen senden.The deviations in the frequency of the received signals from the "expected" carrier frequency can have various causes. For example, due to a Doppler shift, the frequency of the received signal can shift. It is also possible that, for whatever reason, the transmitters transmit with different frequencies.

Hinsichtlich der Randbedingungen, was die Frequenzgänge des Matched Filters (bzw. des Optimalfilters) und des erfindungsgemäß eingesetzten breitbandigeren Filters betrifft, gelten ganz grundsätzlich folgende Überlegungen.With regard to the boundary conditions as far as the frequency responses of the matched filter (or the optimal filter) and the broadband filter used according to the invention are concerned, the following considerations apply quite fundamentally.

Das Matched Filter sollte exakt auf die Sendefrequenz abgestimmt sein, da man ansonsten Inter-Symbol-Interferenzen (ISI) zu erwarten hat. Das Matched Filter muss aber nicht zwingend schmalbandig sein. Die Brandbreite des Matched Filters hängt von der Symbolrate Bs, d.h. von der Anzahl gesendeter Symbole pro Zeiteinheit, und auch von einem Parameter Beta ab, der herkömmlicherweise auch als Low-Off bezeichnet wird und Werte zwischen 0 und 1 annehmen kann. Die Brandbreite B des Matched Filters ist dann B = Bs ( 1 + Beta ) .

Figure DE102021114327B3_0010
The matched filter should be tuned exactly to the transmission frequency, otherwise inter-symbol interference (ISI) is to be expected. However, the matched filter does not necessarily have to be narrow-band. The bandwidth of the matched filter depends on the symbol rate Bs, ie on the number of transmitted symbols per time unit, and also on a parameter beta, which is also conventionally referred to as low-off and can assume values between 0 and 1. The bandwidth B of the matched filter is then B = Bs ( 1 + beta ) .
Figure DE102021114327B3_0010

Zur Vermeidung von zu großen Inter-Symbol-Interferenzen betrachtet man als einen wesentlichen Faktor die sogenannte normalisierte Frequenzverschiebung Fd = Fd / Bs ,

Figure DE102021114327B3_0011
wobei Fd die Frequenzverschiebung oder die mögliche Frequenzabweichung (z.B. durch Doppler-Effekt) in Hz und Bs die Symbolrate ist.In order to avoid excessive inter-symbol interference, the so-called normalized frequency shift is considered to be an essential factor Fd = Fd / Bs ,
Figure DE102021114327B3_0011
where Fd is the frequency shift or the possible frequency deviation (e.g. due to the Doppler effect) in Hz and Bs is the symbol rate.

Wenn fd < Beta ist, sind keine oder nur geringe Inter-Symbol-Interferenzen zu erwarten. Wenn hingegen fd > Beta ist, muss mit ausgeprägten Inter-Symbol-Interferenzen gerechnet werden.If fd < beta, little or no inter-symbol interference can be expected. On the other hand, if fd > beta, pronounced inter-symbol interference must be expected.

Hinsichtlich des Frequenzgangs des erfindungsgemäß eingesetzten „breiteren“ ersten Filters gilt nun zweckmäßigerweise, dass dessen Frequenzgang um Fd breiter ist, also ungefähr um die aufgrund beispielsweise von Doppler-Effekten oder anderen Einflüssen maximale zu erwartende Frequenzverschiebung breiter ist (d.h. etwa +/- bis zu 5% oder bis zu 10% oder bis zu 20%), als der Frequenzgang des Matched Filters.With regard to the frequency response of the "broader" first filter used according to the invention, it is expedient that its frequency response is wider by Fd, i.e. wider by approximately the maximum frequency shift to be expected due to Doppler effects or other influences (i.e. approximately +/- up to 5% or up to 10% or up to 20%) than the matched filter frequency response.

Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung wird mit dieser ein Verfahren zur Übertragung von Signalen mit einer Trägerfrequenz zwischen mehreren Sendern und mehreren Empfängern eines drahtlosen Kommunikationsnetzes vorgeschlagen, innerhalb dessen einzelne Datenpakete aufweisende Signale in zeitlich nicht-koordinierter Weise von den Sendern zu den Empfängern gesendet werden, wobei jedes Datenpaket eine den Empfängern bekannte Kennung aufweist und die Signale den Empfängern nicht bekannte Trägerfrequenzen aufweisen können, wobei bei dem Verfahren

  • - ein potenziell ein Datenpaket enthaltendes Empfangssignal durch einen Empfänger empfangen wird,
  • - das Empfangssignal bezüglich seiner Frequenz um mehrere Frequenzversatze verschoben wird,
  • - jedes um einen Frequenzversatz verschobene Empfangssignal in einem Swiveled Korrelator mit einem auf ein gegenüber der Trägerfrequenz um den Frequenzversatz abgestimmten Matched Filter oder Optimalfilter verarbeitet wird, wobei jeder Swiveled Korrelator ein aus Einzelsignalen zusammengesetztes Ausgangssignal erzeugt,
  • - die Ausgangssignale der Swiveled Korrelatoren auf das betragsmäßig größte Ausgangssignal hin untersucht werden und
  • - das betragsmäßig größte Ausgangssignal zur Decodierung des Datenpakets weiterverarbeitet wird, wenn der Betrag dieses Ausgangssignal einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
According to a second variant of the invention, this proposes a method for transmitting signals with a carrier frequency between a plurality of transmitters and a plurality of receivers in a wireless communication network, within which signals containing individual data packets are sent from the transmitters to the receivers in a non-chronologically coordinated manner. wherein each data packet has an identifier known to the recipients and the signals can have carrier frequencies that are not known to the recipients, wherein in the method
  • - a received signal potentially containing a data packet is received by a receiver,
  • - the frequency of the received signal is shifted by several frequency offsets,
  • - each received signal shifted by a frequency offset is processed in a swiveled correlator with a matched filter or optimum filter tuned to the carrier frequency by the frequency offset, with each swiveled correlator generating an output signal composed of individual signals,
  • - the output signals of the swiveled correlators are examined for the output signal with the greatest absolute value and
  • - the output signal with the greatest absolute value is processed further for decoding the data packet if the amount of this output signal exceeds a predetermined threshold value.

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird mit einer Bank von Swiveled Korrelatoren gearbeitet. Derartige Korrelatoren sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Die Ausgangssignale der Swiveled Korrelatoren, bei denen es sich um komplexe Signale handelt, werden hinsichtlich ihrer Beträge auf das betragsmäßig größte Ausgangssignal hin untersucht. Das betragsmäßig größte Ausgangssignal wird dann zur Decodierung des Datenpakets weiterverarbeitet, wobei dieses betragsmäßig größte Ausgangssignal zumindest größer sein sollte als ein vorgegebener Schwellwert.In this method according to the invention, a bank of swiveled correlators is used. Such correlators are known in principle in the prior art. The output signals of the swiveled correlators, which are complex signals, are examined with regard to their magnitudes for the output signal with the greatest magnitude. The output signal with the highest absolute value is then processed further for decoding the data packet, with this output signal with the highest absolute value being at least greater than a predetermined threshold value.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass einander entsprechende Einzelsignale verschiedener Swiveled Korrelatoren zunächst zu Zwischensignalen zusammengefasst und/oder miteinander kombiniert werden, z.B. gewichtet addiert werden und/oder einer Mittelwertbildung unterzogen werden, und dass die Zwischensignale auf das betragsmäßig größte Zwischensignal hin untersucht werden, das somit das betragsmäßig größte Ausgangssignal bildet.In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that corresponding individual signals from different swiveled correlators are first combined to form intermediate signals and/or combined with one another, e.g. are added in a weighted manner and/or are subjected to an averaging, and that the intermediate signals are based on the intermediate signal with the greatest absolute value are examined, which thus forms the output signal with the greatest magnitude.

Ferner kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass pro Swiveled Korrelator anstelle des Matched Filters oder des Optimalfilters ein Filter verwendet wird, das einen größeren Frequenzgang als das Matched Filter oder das Optimalfilter aufweist. Bei dieser Weiterbildung der Erfindung handelt es sich um eine Kombination beider bisher diskutierter Varianten der Erfindung. Die Vorteile der Verwendung eines Filters mit größerem Frequenzgang als das Matched Filter pro Swiveled Korrelator sind die gleichen, wie weiter oben im Zusammenhang mit der ersten Variante der Erfindung beschrieben. Auch die Bestimmung des Frequenzgangs dieses anstelle der Matched Filter verwendeten Filter ist so, wie weiter oben beschrieben.Furthermore, it can advantageously be provided that, instead of the matched filter or the optimum filter, a filter is used per swiveled correlator that has a greater frequency response than the matched filter or the optimum filter. This development of the invention is a combination of the two previously discussed variants of the invention. The advantages of using a filter with a larger frequency response than the matched filter per swiveled correlator are the same as described above in connection with the first variant of the invention. The determination of the frequency response of this filter used instead of the matched filter is also the same as described above.

Mit der Erfindung wird schließlich auch noch eine weitere Variante vorgeschlagen, bei der es sich um ein Verfahren zur Übertragung von Signalen mit einer Trägerfrequenz zwischen mehreren Sendern und mehreren Empfängern eines drahtlosen Kommunikationsnetzes handelt, innerhalb dessen einzelne Datenpakete aufweisende Signale in zeitlich nicht-koordinierter Weise von den Sendern zu den Empfängern gesendet werden, wobei jedes Datenpaket eine den Empfängern bekannte Kennung aufweist und die Signale den Empfängern nicht bekannte Trägerfrequenzen aufweisen können, wobei bei dem Verfahren

  • - ein potenziell ein Datenpaket enthaltendes Empfangssignal durch einen Empfänger empfangen wird,
  • - das Empfangssignal bezüglich seiner Frequenz um mehrere Frequenzversatze verschoben wird,
  • - jedes um einen Frequenzversatz verschobene Empfangssignal einer Kennungsbestimmungseinheit zugeführt wird, die ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Betrag den Grad der Erkennung der Kennung des Empfangssignals repräsentiert, wobei es sich bei der Gesamtheit der Kennungsbestimmungseinheiten nicht um die Einheiten einer Korrelationsbank handelt,
  • - die Ausgangssignale der Kennungsbestimmungseinheiten auf das betragsmäßig größte Ausgangssignal hin untersucht werden und
  • - das betragsmäßig größte Ausgangssignal zur Decodierung des Datenpakets weiterverarbeitet wird, wenn der Betrag dieses Ausgangssignals einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Finally, the invention also proposes another variant, which is a method for transmitting signals with a carrier frequency between a plurality of transmitters and a plurality of receivers of a wireless communication network, within which signals containing individual data packets are transmitted in a non-chronologically uncoordinated manner by the transmitters are sent to the receivers, with each data packet having an identifier known to the receivers and the signals being able to have carrier frequencies which are not known to the receivers, with the method
  • - a received signal potentially containing a data packet is received by a receiver,
  • - the frequency of the received signal is shifted by several frequency offsets,
  • - each received signal shifted by a frequency offset is fed to an identifier determination unit, which generates an output signal whose amount represents the degree of recognition of the identifier of the received signal, the totality of the identifier determination units not being the units of a correlation bank,
  • - the output signals of the identifier determination units are examined for the largest output signal in terms of absolute value and
  • - The output signal with the highest absolute value is processed further for decoding the data packet if the absolute value of this output signal exceeds a predetermined threshold value.

Es werden also mit der Erfindung verschiedene Lösungen vorgeschlagen, um die Leistung des Synchronisationswort-Suchblocks (oder Rahmensynchronisationsblocks) zu verbessern. Die Lösungen schließen einander nicht aus und können kombiniert werden.Various solutions are therefore proposed with the invention in order to improve the performance of the sync word search block (or frame sync block). The solutions are not mutually exclusive and can be combined.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:

  • 1 ein Blockdiagramm einer Synchronisationssuche mittels eines Korrelators,
  • 2 ein Blockdiagramm eines generischen Synchronisationswort-Suchalgorithmus (Rahmensychronisationsalgorithmus),
  • 3 ein Blockdiagramm einer Synchronisationssuche mittels einer Bank von Korrelatoren, die um verschiedene Frequenzen zentriert sind,
  • 4 eine Veranschaulichung, wie das Synchronisationswort in M Fragmente aufgeteilt wird, die der Einfachheit halber als gleich lang angenommen werden,
  • 5 ein Blockdiagramm einer Synchronisationswortsuche mit einem Swiveled Korrelator,
  • 6 eine Bank von N Swiveled Korrelatoren, kombiniert mit einem maximalen Betrieb,
  • 7 eine Bank von N Swiveled Korrelatoren, unter Verwendung von Clustering und Kombination,
  • 8 eine Bank von N generischen Synchronisationswort-Suchblöcken und
  • 9 Empfängerbetriebskennlinien, 1 - PCD (Wahrscheinlichkeit für eine korrekte Erkennung) in Abhängigkeit von PFA (Wahrscheinlichkeit für einen falschen Alarm) für das System mit einer Präambellänge von 16384 Symbolen, E s N 0 = 19.3 d B ,
    Figure DE102021114327B3_0012
    einer Symbolfrequenz von 240 ksymb/s und einer Worst-Case-Doppler-Verschiebung von 50 kHz, wobei mehrere Kurven gezeigt sind, und zwar zwei für die parallele Suche mit 5000 und 3000 Zweigen und drei für eine weitere Suche für den Swiveled Korrelator und wobei die ersten Kurven für einen einzelnen Swiveled Korrelator repräsentativ sind und die letzten beiden Kurven bei vier Swiveled Korrelatoren, parallel gefaltet, gedacht sind, und zwar mit einer Segmentlänge von 1 Symbol (M = L) und einer FFT von 16384 Punkten.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. In detail show:
  • 1 a block diagram of a synchronization search using a correlator,
  • 2 a block diagram of a generic synchronization word search algorithm (frame synchronization algorithm),
  • 3 a block diagram of a synchronization search using a bank of correlators centered around different frequencies,
  • 4 an illustration of how the synchronization word is divided into M fragments, which for the sake of simplicity are assumed to be of equal length,
  • 5 a block diagram of a synchronization word search with a swiveled correlator,
  • 6 a bank of N Swiveled Correlators combined with a maximum operation,
  • 7 a bank of N swiveled correlators, using clustering and combination,
  • 8th a bank of N generic sync word search blocks and
  • 9 Receiver operating characteristics, 1 - P CD (probability of correct detection) versus P FA (probability of false alarm) for the system with a preamble length of 16384 symbols, E s N 0 = 19.3 i.e B ,
    Figure DE102021114327B3_0012
    a symbol frequency of 240 ksymb/s and a worst case Doppler shift of 50 kHz, several curves are shown, two for the parallel search with 5000 and 3000 branches and three for a further search for the swiveled correlator and where the first curves are representative of a single swiveled correlator and the last two curves are intended for four swiveled correlators folded in parallel, with a segment length of 1 symbol (M=L) and an FFT of 16384 points.

Die erste Lösung (Anspruch 1), betrifft die Verwendung eines beliebigen generischen Rahmensynchronisationsalgorithmus während gemäß der zweiten Lösung (Anspruch 2) eine Erweiterung des Swiveled Korrelators vorgeschlagen wird.The first solution (claim 1) relates to the use of any generic frame synchronization algorithm, while according to the second solution (claim 2) an extension of the swiveled correlator is proposed.

Erste LösungFirst solution

Die erste Lösung besteht in der Verwendung eines anderen Empfangsfilters gk. Die oben erwähnte Wahl gk = p*-k ist gerechtfertigt, wenn kein Frequenz-Offset vorhanden ist, da sie in diesem Fall optimal ist. Wenn ein (großer) Frequenz-Offset vorhanden ist, ist die Wahl nicht mehr gerechtfertigt. Wenn der Frequenz-Offset groß ist, ist diese Wahl sogar weit davon entfernt, optimal zu sein.The first solution is to use a different receive filter g k . The choice g k = p* -k mentioned above is justified when there is no frequency offset, since in this case it is optimal. If there is a (large) frequency offset, the choice is no longer justified. If the frequency offset is large, this choice is even far from optimal.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wendet der Empfänger einen beliebigen Rahmensynchronisationsalgorithmus an, jedoch mit einem Empfangsfilter, das nicht an das Sendefilter angepasst ist. Für den Fall, dass das Vorhandensein des Synchronisationswortes erkannt wird, geht der Empfänger zurück zur Sequenz yk und nicht zu zk, wie es bei einem Standard-Synchronisationswort-Suchalgorithmus der Fall ist.According to the present invention, the receiver applies any frame synchronization algorithm, but with a receive filter that is not matched to the transmit filter. In the event that the presence of the sync word is detected, the receiver goes back to the sequence y k and not to z k as is the case with a standard sync word search algorithm.

Sobald das Vorhandensein eines Synchronisationsworts erkannt wurde, wird der Frequenz-Offset in yk geschätzt und kompensiert. Im Falle des Swiveled Korrelators oder der Korrelatorbank kann eine Schätzung des Frequenz-Offsets direkt als Nebenprodukt erhalten werden und ein extra Frequenzschätzungsblock ist möglicherweise nicht erforderlich. Als nächstes wendet der Empfänger ein angepasstes Empfangsfilter (Matched Filter oder Optimalfilter) g k = p k

Figure DE102021114327B3_0013
an und versucht danach, das Paket zu dekodieren. Zwei Merkmale der vorliegenden Erfindung sind also

  1. a) dass der Synchronisationswort-Suchblock (Rahmensynchronisation) ein anderes Empfangsfilter verwendet als der Rest der Empfängerverarbeitungskette und
  2. b) dass das Empfangssignal vor der Empfangsfilterung gespeichert wird.
Once the presence of a sync word has been detected, the frequency offset in y k is estimated and compensated for. In the case of the Swiveled Correlator or Correlator Bank, an estimate of the frequency offset can be obtained directly as a by-product and an extra frequency estimation block may not be required. Next, the receiver applies a matched reception filter (matched filter or optimal filter) G k = p k
Figure DE102021114327B3_0013
and then tries to decode the packet. Two features of the present invention are thus
  1. a) that the synchronization word search block (frame synchronization) uses a different receive filter than the rest of the receiver processing chain and
  2. b) that the reception signal is stored before reception filtering.

Im Allgemeinen hilft die Verwendung eines Filters gk mit einem breiteren Frequenzgang als p*-k dabei, den Effekt der ISI bei großen Frequenz-Offsets abzuschwächen. Eine Möglichkeit besteht darin, gk durch Ausführen eines Optimierungsalgorithmus so zu gestalten, dass der Pegel der ISI innerhalb des Bereichs möglicher Frequenz-Offsets im System möglichst konstant gehalten wird.In general, using a filter gk with a wider frequency response than p* -k helps to mitigate the effect of ISI at large frequency offsets. One possibility is to design g k by running an optimization algorithm in such a way that the level of the ISI is kept as constant as possible within the range of possible frequency offsets in the system.

Es sei angenommen, dass pk ein Root-Raised-Cosine-Filter ist, wie es in den meisten Kommunikationssystemen der Fall ist. Mit β wird der Roll-off-Faktor (oder die Überschussbandbreite) von pk bezeichnet. Mit fd wird der normalisierte maximale Trägerfrequenz-Offset bezeichnet, der sich wie folgt ergibt f d = F d F s

Figure DE102021114327B3_0014
wobei Fd der maximale Trägeroffset in Hz und Fs die Symbolrate in Hz ist.Assume that pk is a root raised cosine filter, as is the case in most communication systems. The roll-off factor (or the excess bandwidth) of p k is denoted by β. f d denotes the normalized maximum carrier frequency offset, which results as follows f i.e = f i.e f s
Figure DE102021114327B3_0014
where F d is the maximum carrier offset in Hz and F s is the symbol rate in Hz.

Eine sinnvolle Wahl für gk ist die Wahl eines Root-Raised-Cosine-Filters mit einem Roll-off-Faktor β' > β. Eine Option ist die Wahl von β' als (ungefähr) β' ≈ β + ƒd. β' dass man etwas größer als zuvor definiert zu wählen, scheint in der Praxis eine gute Option zu sein. Es ist zu beachten, dass dies nur eine Möglichkeit ist und die vorliegende Erfindung jede Ausgestaltung des Filters abdeckt.A sensible choice for g k is to choose a root-raised cosine filter with a roll-off factor β'> β. One option is to choose β' as (approximately) β' ≈ β + ƒ d . β' Choosing something larger than previously defined seems to be a good option in practice. It should be noted that this is only one possibility and the present invention covers any embodiment of the filter.

Zweite LösungSecond solution

Die zweite Lösung besteht in der Verwendung einer Bank von Synchronisationswort-Suchblöcken. Diese Synchronisations-Suchblöcke können, müssen aber nicht, Swiveled Korrelatoren sein. Ein Beispiel für die Verwendung einer Bank von Swiveled Korrelatoren ist in 6 dargestellt.The second solution is to use a bank of sync word search blocks. These synchronization search blocks can, but do not have to, be swiveled correlators. An example of using a bank of swiveled correlators is in 6 shown.

Eine Bank von N Swiveled Korrelatoren funktioniert wie folgt:

  • - Für jeden der N Swiveled Korrelatoren:
    • - Bevor das Empfangssignal yk dem i-ten Swiveled Korrelator zugeführt wird, wird das Signal um eine Frequenz ƒi frequenzverschoben.
    • - Anschließend wird ein Empfangsfilter angewendet, das an das Sendefilter angepasst sein kann, g k = p k .
      Figure DE102021114327B3_0015
      Alternativ kann auch ein Filter mit einer anderen Impulsantwort verwendet werden, entsprechend der oben beschriebenen ersten Lösung. Das Ergebnis des Filters ergibt zk.
    • - Anschließend werden Korrelationen mit den M Synchronisationswortfragmenten berechnet, die wi,k ergeben und das Signal entsprechend verzögern, um ai,k zu erhalten.
    • - Als nächstes wird eine P-Punkt-FFT von ai,k berechnet, die sn,k, n = 1,2, ...P ergibt. Diese Signale werden als die Ausgangssignale des i-ten Korrelators betrachtet.
    • - Als nächstes werden die Ausgangssignale der mehreren Swiveled Korrelatoren miteinander kombiniert, um eine kombinierte Metrik zu erhalten.
    • - Schließlich wird durch den Vergleich der kombinierten Metrik entschieden, ob das Synchronisationswort im Empfangssignal bei Abtastung k vorhanden war oder nicht.
A bank of N Swiveled Correlators works as follows:
  • - For each of the N Swiveled Correlators:
    • - Before the received signal y k is fed to the i-th swiveled correlator, the signal is frequency-shifted by a frequency ƒ i .
    • - A reception filter is then applied, which can be adapted to the transmission filter, G k = p k .
      Figure DE102021114327B3_0015
      Alternatively, a filter with a different impulse response can also be used, corresponding to the first solution described above. The result of the filter is z k .
    • - Correlations are then calculated with the M synchronization word fragments that give w i,k and delay the signal accordingly to obtain a i,k .
    • - Next, a P-point FFT of a i,k is computed that gives s n,k , n = 1,2,...P. These signals are considered to be the output signals of the i-th correlator.
    • - Next, the outputs of the multiple Swiveled Correlators are combined together to obtain a combined metric.
    • - Finally, by comparing the combined metric, it is decided whether or not the synchronization word was present in the received signal at sampling k.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Ausgangssignale der einzelnen Swiveled Korrelatoren zu kombinieren. Davon werden im Folgenden zwei Möglichkeiten beschrieben.There are different ways to combine the output signals of the individual swiveled correlators. Two options are described below.

Eine erste Möglichkeit ist die Bildung eines Maximums, wie in 6 dargestellt. Insbesondere werden die Ausgangssignale jedes einzelnen Swiveled Korrelators sn,k verwendet, um eine Metrik v k = max n s n , k

Figure DE102021114327B3_0016
für jeden Swiveled Korrelator zu berechnen. Es wird nun einen Index i eingeführt, um die Ausgangssignale der verschiedenen Swiveled Korrelatoren zu unterscheiden. Somit bezeichnet vi,k das Ausgangssignal des i-ten Swiveled Korrelators für die k -te Empfangsabtastung. Die Metriken vi,k werden miteinander kombiniert, indem das Maximum x k = max i v i , k
Figure DE102021114327B3_0017
genommen wird. Schließlich wird xk mit einem Schwellwert verglichen, um festzustellen, ob das Synchronisationswort vorhanden war oder nicht.A first possibility is the formation of a maximum, as in 6 shown. In particular, the output signals of each individual swiveled correlator s n,k are used to calculate a metric v k = Max n s n , k
Figure DE102021114327B3_0016
for each Swiveled Correlator to calculate. An index i is now introduced to distinguish the output signals of the different swiveled correlators. Thus v i,k denotes the output of the i th swiveled correlator for the k th receive sample. The metrics v i , k are combined by the maximum x k = Max i v i , k
Figure DE102021114327B3_0017
is taken. Finally, x k is compared to a threshold to determine whether the sync word was present or not.

Dies ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit, die Ausgangssignale der einzelnen Swiveled Korrelatoren zu kombinieren. Eine andere, allgemeinere Möglichkeit ist die Verwendung eines Clustering- und Kombinationsansatzes.However, this is not the only way to combine the output signals of the individual swiveled correlators. Another, more general possibility is to use a clustering and combining approach.

Mit si,n,k, n = 1,2, ...P, i = 1,2, ...,N wird das n-te Ausgangssignal des i-ten Swiveled Korrelators für die Abtastung k bezeichnet. Man kann diese Signale in mehreren Schritten kombinieren:

  1. 1) Clustern der Ausgangssignale si,n,k, die zu ähnlichen Frequenzen (oder der gleichen Frequenz) gehören. Es ist zu beachten, dass si,n,k der Frequenz f i + n P
    Figure DE102021114327B3_0018
     
    Figure DE102021114327B3_0019
    zugeordnet ist. Diese Cluster werden als Frequenz-Cluster bezeichnet.
  2. 2) Kombinieren der verschiedenen Ausgangssignale, die zu demselben Cluster gehören. Dies kann z. B. durch die Verwendung einer gewichteten Summe erreicht werden, was im Folgenden erläutert wird. Es wird angenommen, dass es l Signale gibt, die dem i-ten Frequenz-Cluster zugeordnet sind, und dass mit ri,b,k, b = 1, 2, ... l das b-te Signal des i-ten Frequenz-Clusters für die k-te Abtastung bezeichnet ist. Man kann die Signale kombinieren, indem eine gewichtete Summe berechnet wird u i , k = b = 1 l a i , b r i , b , k
    Figure DE102021114327B3_0020
    wobei das Signal ui,k das Ausgangssignal des i-ten Frequenz-Clusters für die k-te Abtastung darstellt.
  3. 3) Schließlich wird eine kombinierte Metrik für die k-te Abtastung berechnet, indem das Maximum unter den Ausgangssignalen der l Frequenz-Cluster genommen wird, q k = max i u i , k .
    Figure DE102021114327B3_0021
The n-th output signal of the i-th swiveled correlator for sampling k is denoted by s i,n,k , n=1,2,...P, i=1,2,...,N. One can combine these signals in several steps:
  1. 1) Clustering the output signals s i,n,k belonging to similar frequencies (or the same frequency). Note that s i,n,k is the frequency f i + n P
    Figure DE102021114327B3_0018
    Figure DE102021114327B3_0019
    assigned. These clusters are called frequency clusters.
  2. 2) Combining the different outputs belonging to the same cluster. This can e.g. B. be achieved by using a weighted sum, which is explained below. It is assumed that there are l signals associated with the i-th frequency cluster and that with r i,b,k , b=1,2,...l the b-th signal of the i-th frequency clusters for the kth sample. One can combine the signals by calculating a weighted sum and i , k = b = 1 l a i , b right i , b , k
    Figure DE102021114327B3_0020
    where the signal u i,k represents the output signal of the i th frequency cluster for the k th sample.
  3. 3) Finally, a combined metric for the kth sample is calculated by taking the maximum among the outputs of the l frequency clusters, q k = Max i and i , k .
    Figure DE102021114327B3_0021

Schließlich wird qk mit einem Schwellwert verglichen, um festzustellen, ob das Synchronisationswort vorhanden war oder nicht.Finally, q k is compared to a threshold to determine whether the sync word was present or not.

Es ist zu beachten, dass die Präambel-Suchblöcke keine Swiveled Korrelatoren sein müssen, sondern auch Algorithmen sein können, wie die in [3] und [4] beschriebenen. Diese Algorithmen liefern, wenn sie isoliert verwendet werden, nur Informationen über das Vorhandensein eines Synchronisationsworts, aber keine Schätzung der Frequenzverschiebung. 8 zeigt ein Blockdiagramm eines Blocks von N (generischen) Synchronisationswort-Algorithmen. Insbesondere gilt Folgendes:

  • - Für jeden der N Synchronisationswort-Suchblöcke:
  • - Bevor das Empfangssignal yk dem i-ten Präambel-Suchblock-Korrelator zugeführt wird, wird das Signal um eine Frequenz ƒi frequenzverschoben.
  • - Anschließend wird ein Empfangsfilter angewendet, das an das Sendefilter angepasst sein kann, g k = p k .
    Figure DE102021114327B3_0022
    Alternativ kann auch ein Filter mit einer anderen Impulsantwort verwendet werden, entsprechend der oben beschriebenen ersten Lösung. Das Ergebnis des Filters ergibt zi,k.
  • - Anschließend wird eine Synchronisationswort-Suchmatrix wi,k berechnet z. B. unter Verwendung der in [3] und [4] beschriebenen Algorithmen.
Note that the preamble search blocks need not be swiveled correlators but can also be algorithms like those described in [3] and [4]. These algorithms, when used in isolation, only provide information about the presence of a sync word, but no estimate of the frequency shift. 8th Figure 12 shows a block diagram of a block of N (generic) sync word algorithms. In particular, the following applies:
  • - For each of the N sync word search blocks:
  • - Before the received signal y k is fed to the i-th preamble search block correlator, the signal is frequency-shifted by a frequency ƒ i .
  • - A reception filter is then applied, which can be adapted to the transmission filter, G k = p k .
    Figure DE102021114327B3_0022
    Alternatively, a filter with a different impulse response can also be used, corresponding to the first solution described above. The result of the filter is z i,k .
  • - A synchronization word search matrix w i,k is then calculated z. B. using the algorithms described in [3] and [4].

Insbesondere ist wi,k das Ausgangssignal des i-ten Sychronisationssuchblocks für die k-te Abtastung.In particular, w i,k is the output of the i th synchronization search block for the k th sample.

Als nächstes werden die Ausgangssignale jedes einzelnen Synchronisationssuchblocks wi,k verwendet, um eine Metrik w k = max i w i , k

Figure DE102021114327B3_0023
zu berechnen. Schließlich wird wk mit einem Schwellwert verglichen, um festzustellen, ob ein Synchronisationswort im Empfangssignal bei Abtastung k vorhanden war. Es ist zu beachten, dass der Empfänger durch Anwendung dieses Verfahrens auch eine Schätzung des Frequenz-Offsets erhält, der das eingehende Paket beeinflusst hat. Insbesondere sei i = i0 der Index, der wi,k maximiert. Die Schätzung der Empfangsfrequenz ist dann ƒi0 , die Frequenzverschiebung, die auf den i0-ten Zweig der Bank von Synchronisationssuchblöcken angewendet wurde.Next, the output signals of each individual synchronization search block w i,k are used to calculate a metric w k = Max i w i , k
Figure DE102021114327B3_0023
to calculate. Finally, w k is compared to a threshold to determine if a sync word was present in the received signal at sample k. Note that by using this method, the receiver also gets an estimate of the frequency offset that affected the incoming packet. In particular, let i = i 0 be the index that maximizes w i , k . The estimate of the reception frequency is then ƒ i 0 , the frequency shift applied to the i 0 th branch of the bank of synchronization search blocks.

Es ist zu beachten, dass, wenn der Synchronisationssuchblock ein einfacher Korrelator ist, man eine Bank von Korrelatoren erhält, was bekannt ist. Nach der Erfindung sind hier also andere Metriken zu verwenden, wie die in [3] und [4] beschriebenen, so dass man einen anderen Algorithmus erhält.Note that if the sync search block is a simple correlator, one obtains a bank of correlators, which is known. According to the invention, other metrics are to be used here than those described in [3] and [4], so that a different algorithm is obtained.

9 zeigt die Empfängerbetriebskennlinie für ein System mit einer Präambellänge von 16384 Symbolen, E s N 0 = 19.3 dB ,

Figure DE102021114327B3_0024
einer Symbolfrequenz von 240 Ksps und einer Worst-Case-Doppler-Verschiebung von 50 kHz. Es sind mehrere Kurven gezeigt, zwei für die parallele Suche mit 5000 und 3000 Zweigen (siehe die Kurven mit der Liniensymbolik in den ersten beiden Zeilen des in dem Diagramm der 9 eingeblendeten Legendenblocks) und drei für Lösungen mit einem Swiveled Korrelator (siehe die Kurven mit der Symbolik der letzten beiden Zeilen des Legendenblocks der 9). Die erste dieser drei Kurven steht für einen einzelnen Swiveled Korrelator mit einer Segmentlänge von 1 Symbol (M = L) und einer FFT von 16384 Punkten, während die beiden anderen dieser drei Kurven von 4 parallelen Swiveled Korrelatoren ausgehen, mit einer Segmentlänge M L = 4  Symbole
Figure DE102021114327B3_0025
und 4096 bzw. 2048 FFT-Punkten. 9 shows the receiver operating characteristics for a system with a preamble length of 16384 symbols, E s N 0 = 19.3 dB ,
Figure DE102021114327B3_0024
a symbol rate of 240 Ksps and a worst case Doppler ver shift of 50 kHz. Several curves are shown, two for the parallel search with 5000 and 3000 branches (see the curves with the line symbology in the first two rows of the diagram in the 9 superimposed legend block) and three for solutions with a swiveled correlator (see the curves with the symbolism of the last two lines of the legend block of the 9 ). The first of these three curves represents a single swiveled correlator with a segment length of 1 symbol (M=L) and an FFT of 16384 points, while the other two of these three curves assume 4 parallel swiveled correlators with a segment length M L = 4 symbols
Figure DE102021114327B3_0025
and 4096 or 2048 FFT points.

Die untersten beiden Kurven des Diagramms der 9 zeigen die Ergebnisse des erfindungsgemäßen Konzepts (nämlich desjenigen der 6 mit vier Swiveled Korrelatoren), während die drei oberen Kurven des Diagramms der 9 Ergebnisse von Konzepten nach dem Stand der Technik sind.The bottom two curves of the diagram of 9 show the results of the concept according to the invention (namely that of 6 with four Swiveled Correlators), while the top three curves of the diagram of the 9 are results of prior art concepts.

Wie zu sehen ist, ist die Leistung des Standard-Swiveled Korrelators (cyanfarbene Kurve) etwas schlechter als die der parallelen Suche mit 3000 Zweigen. Dennoch ist die Komplexität des Standard-Swiveled Korrelators etwa 90-mal geringer als die der parallelen Suche mit 5000 Zweigen. Die geringere Leistung wird also durch eine deutlich reduzierte Komplexität kompensiert.As can be seen, the performance of the standard Swiveled Correlator (cyan curve) is slightly worse than that of the 3000-branch parallel search. Nevertheless, the complexity of the standard swiveled correlator is about 90 times lower than that of the 5000-branch parallel search. The lower performance is thus compensated by a significantly reduced complexity.

Es sei ferner angemerkt, dass die mit dieser Erfindung erzielte Leistung diejenige des Standard-Swiveled Korrelator übertrifft und nahe an der mit dem parallelen Suchalgorithmus erzielten Leistung liegt. Darüber hinaus ist die Komplexität des in dieser Erfindung beschriebenen Schemas zwischen 100- und 200-mal niedriger. Daher zeigt der in dieser Erfindung beschriebene Algorithmus eine gute Komplexität-Leistung-Trade-off.It should also be noted that the performance obtained with this invention exceeds that of the standard swiveled correlator and is close to the performance obtained with the parallel search algorithm. In addition, the complexity of the scheme described in this invention is between 100 and 200 times lower. Therefore, the algorithm described in this invention shows a good complexity-performance trade-off.

Die vorliegende Erfindung gilt für jedes drahtlose Kommunikationssystem, in dem eine Paketerfassung erforderlich ist. Besonders vorteilhaft ist sie immer dann, wenn Frequenz-Offsets, die nicht vorkompensiert werden können (z. B. aufgrund der Komplexität), das Empfangssignal beeinflussen. Ein Beispiel für Anwendungen mit praktischer und kommerzieller Relevanz ist die maschinelle Kommunikation über Low-Earth-Orbit-Satelliten. In dieser Situation sendet eine möglicherweise große Anzahl von Bodenterminals Datenpakete, die von einem Satelliten gesammelt werden sollen, was häufig auf Random-Access-Protokolle beruht. Eine effiziente Paketerfassung am Empfänger spielt in solchen Systemen eine Schlüsselrolle, um eine gute Leistung zu erreichen, kann aber durch den sehr großen Frequenz-Offset, der durch die Dopplerverschiebung, die durch die Hochgeschwindigkeitsbewegung des Satelliten relativ zu den Sendern verursacht wird, stark behindert werden. Die Erfindung kann jedoch auch auf terrestrische Funksysteme angewendet werden.The present invention applies to any wireless communication system in which packet capture is required. It is particularly advantageous whenever frequency offsets that cannot be pre-compensated (e.g. due to the complexity) affect the received signal. An example of applications with practical and commercial relevance is machine communication via low-earth orbiting satellites. In this situation, a potentially large number of ground terminals send data packets to be collected by a satellite, often relying on random access protocols. Efficient packet detection at the receiver plays a key role in such systems to achieve good performance, but can be severely hampered by the very large frequency offset caused by the Doppler shift caused by the high-speed motion of the satellite relative to the transmitters . However, the invention can also be applied to terrestrial radio systems.

  1. [1] M. Sust, R. Kaufmann, F. Molitor and G. A. Björnström Rapid acquisition concept for voice activated CDMA communication, Proc. of IEEE Globecom 1990.[1] M Sust, R Kaufmann, F Molitor and GA Björnström Rapid acquisition concept for voice activated CDMA communication, Proc. of IEEE Globecom 1990.
  2. [2] S. M. Spangenberg, I. Scott, S. Mclaughlin, G. J. R. Povey, D. G. M. Cruickshank, P. M. Grant, An FFT-Based Approach for Fast Acquisition in Spread Spectrum Communication Systems, Wireless Personal Communications Vol. 13, pp 27-56, 2000, Wiley[2] Spangenberg SM, Scott I, Mclaughlin S, Povey GJR, Cruickshank GM, Grant PM, An FFT-Based Approach for Fast Acquisition in Spread Spectrum Communication Systems, Wireless Personal Communications Vol. 13, pp 27-56, 2000 , Wiley
  3. [3] Choi, Z. Y. and Lee, Y. H.. Frame synchronization in the presence of frequency offset. IEEE Transactions on Communications, Vol. 50, Issue 7, Nov, 2002[3] Choi, Z.Y. and Lee, Y.H.. Frame synchronization in the presence of frequency offset. IEEE Transactions on Communications, Vol. 50, Issue 7, Nov, 2002
  4. [4] Wuerll, R., Robert, J., Kilian, G., and Heuberger, G, Optimal One-Shot Detection of Preambles with Frequency Offset. Proceedings of the International Symposium on Advanced Networks and Telecommunication Systems (ANTS), Dec. 2018[4] Wuerll, R., Robert, J., Kilian, G., and Heuberger, G, Optimal One-Shot Detection of Preambles with Frequency Offset. Proceedings of the International Symposium on Advanced Networks and Telecommunication Systems (ANTS), Dec. 2018
  5. [5] J. Massey, „Optimum Frame Synchronization,“ in IEEE Transactions on Communications, vol. 20, no. 2, pp. 115-119, April 1972.[5] J. Massey, "Optimum Frame Synchronization," in IEEE Transactions on Communications, vol. 20, no. 2, pp. 115-119, April 1972.
  6. [6] U. Mengali and M. Morelli, „Data-aided frequency estimation for burst digital transmission,“ in IEEE Transactions on Communications, vol. 45, no. 1, pp. 23-25, Jan. 1997.[6] U Mengali and M Morelli, "Data-aided frequency estimation for burst digital transmission," in IEEE Transactions on Communications, vol. 45, no. 1, pp. 23-25, Jan. 1997.

Claims (5)

Verfahren zur Übertragung von Signalen mit einer Trägerfrequenz zwischen mehreren Sendern und mehreren Empfängern eines drahtlosen Kommunikationsnetzes, innerhalb dessen einzelne Datenpakete aufweisende Signale in zeitlich nicht-koordinierter Weise von den Sendern zu den Empfängern gesendet werden, wobei jedes Datenpaket eine den Empfängern bekannte Kennung aufweist und die Signale den Empfängern nicht bekannte Trägerfrequenzen aufweisen können, wobei bei dem Verfahren - empfängerseitig ein potenziell ein Datenpaket enthaltenes Empfangssignal gespeichert wird, - das Empfangssignal mit einem ersten Filter gefiltert wird, das einen größeren Frequenzgang als ein auf die Trägerfrequenz abgestimmtes Matched Filter oder Optimalfilter aufweist, - dass mittels einer Kennungsbestimmungseinheit des ersten Filters gefilterte Empfangssignal auf die Existenz einer Kennung eines Datenpakets hin untersucht wird, - bei erkannter Kennung ein möglicher Offset der Frequenz des Empfangssignals gegenüber der Trägerfrequenz ermittelt wird, und zwar z.B. anhand der Schätzung der Frequenz des gefilterten Empfangssignals mittels eines bekannten Verfahrens aus z.B. der Gruppe der Data-Added-Frequency Schätzverfahren oder durch Verwendung eines Swiveled Korrelators oder einer Korrelatorbank, - bei ermitteltem Frequenz-Offset das gespeicherte Empfangssignal hinsichtlich des Frequenz-Offset kompensiert wird und - das dergestalt frequenzkompensierte Empfangssignal zum Decodieren des Datenpakets einem zweiten auf die Trägerfrequenz abgestimmten Matched Filter oder Optimalfilter mit sich an dieses anschließender Signalverarbeitungseinheit zugeführt wird. Method for transmitting signals with a carrier frequency between a plurality of transmitters and a plurality of receivers in a wireless communication network, within which signals containing individual data packets are sent from the transmitters to the receivers in a non-chronologically coordinated manner, each data packet having an identifier known to the receivers and the Signals may have carrier frequencies unknown to the receivers, with the method - a received signal potentially containing a data packet being stored at the receiver end, - the received signal being filtered with a first filter which has a greater frequency response than a matched filter or optimum filter tuned to the carrier frequency, - that by means of an identification determination unit of the first filter, the filtered received signal is examined for the existence of an identification of a data packet, - if the identification is recognized, a possible offset of the Frequency of the received signal is determined in relation to the carrier frequency, for example based on the estimation of the frequency of the filtered received signal using a known method from, for example, the group of data-added-frequency estimation methods or by using a swiveled correlator or a correlator bank, - with a determined frequency - Offset the stored received signal is compensated with regard to the frequency offset and - the such frequency-compensated received signal for decoding the data packet is fed to a second matched filter or optimum filter tuned to the carrier frequency with a signal processing unit connected to this. Verfahren zur Übertragung von Signalen mit einer Trägerfrequenz zwischen mehreren Sendern und mehreren Empfängern eines drahtlosen Kommunikationsnetzes, innerhalb dessen einzelne Datenpakete aufweisende Signale in zeitlich nicht-koordinierter Weise von den Sendern zu den Empfängern gesendet werden, wobei jedes Datenpaket eine den Empfängern bekannte Kennung aufweist und die Signale den Empfängern nicht bekannte Trägerfrequenzen aufweisen können, wobei bei dem Verfahren - ein potenziell ein Datenpaket enthaltendes Empfangssignal durch einen Empfänger empfangen wird, - das Empfangssignal bezüglich seiner Frequenz um mehrere Frequenzversatze verschoben wird, - jedes um einen Frequenzversatz verschobene Empfangssignal in einem Swiveled Korrelator mit einem auf ein gegenüber der Trägerfrequenz um den Frequenzversatz abgestimmten Matched Filter oder Optimalfilter verarbeitet wird, wobei jeder Swiveled Korrelator ein aus Einzelsignalen zusammengesetztes Ausgangssignal erzeugt, - die Ausgangssignale der Swiveled Korrelatoren auf das betragsmäßig größte Ausgangssignal hin untersucht werden und - das betragsmäßig größte Ausgangssignal zur Decodierung des Datenpakets weiterverarbeitet wird, wenn der Betrag dieses Ausgangssignal einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.Method for transmitting signals with a carrier frequency between a plurality of transmitters and a plurality of receivers in a wireless communication network, within which signals containing individual data packets are sent from the transmitters to the receivers in a non-chronologically coordinated manner, each data packet having an identifier known to the receivers and the Signals the receivers may not have known carrier frequencies, with the method - a received signal potentially containing a data packet is received by a receiver, - the frequency of the received signal is shifted by several frequency offsets, - each received signal shifted by a frequency offset is processed in a swiveled correlator with a matched filter or optimum filter tuned to the carrier frequency by the frequency offset, with each swiveled correlator generating an output signal composed of individual signals, - the output signals of the swiveled correlators are examined for the output signal with the greatest absolute value and - the output signal with the greatest absolute value is processed further for decoding the data packet if the amount of this output signal exceeds a predetermined threshold value. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass einander entsprechende Einzelsignale verschiedener Swiveled Korrelatoren zunächst zu Zwischensignalen zusammengefasst und/oder miteinander kombiniert werden, z.B. gewichtet addiert werden und/oder einer Mittelwertbildung unterzogen werden, und dass die Zwischensignale auf das betragsmäßig größte Zwischensignal hin untersucht werden, das somit das betragsmäßig größte Ausgangssignal bildet.procedure after claim 2 , characterized in that corresponding individual signals from different swiveled correlators are first combined to form intermediate signals and/or combined with one another, e.g. weighted and added and/or subjected to averaging, and in that the intermediate signals are examined for the intermediate signal with the greatest absolute value, which is thus the forms the largest output signal in terms of absolute value. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass pro Swiveled-Korrelator anstelle des Matched Filters oder des Optimalfilters ein Filter verwendet wird, das einen größeren Frequenzgang als das Matched Filter oder das Optimalfilter aufweist.procedure after claim 2 or 3 , characterized in that instead of the matched filter or the optimum filter, a filter is used per swiveled correlator which has a greater frequency response than the matched filter or the optimum filter. Verfahren zur Übertragung von Signalen mit einer Trägerfrequenz zwischen mehreren Sendern und mehreren Empfängern eines drahtlosen Kommunikationsnetzes, innerhalb dessen einzelne Datenpakete aufweisende Signale in zeitlich nicht-koordinierter Weise von den Sendern zu den Empfängern gesendet werden, wobei jedes Datenpaket eine den Empfängern bekannte Kennung aufweist und die Signale den Empfängern nicht bekannte Trägerfrequenzen aufweisen können, wobei bei dem Verfahren - ein potenziell ein Datenpaket enthaltendes Empfangssignal durch einen Empfänger empfangen wird, - das Empfangssignal bezüglich seiner Frequenz um mehrere Frequenzversatze verschoben wird, - jedes um einen Frequenzversatz verschobene Empfangssignal einer Kennungsbestimmungseinheit zugeführt wird, die ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Betrag den Grad der Erkennung der Kennung des Empfangssignals repräsentiert, wobei es sich bei der Gesamtheit der Kennungsbestimmungseinheiten nicht um die Einheiten einer Korrelationsbank handelt, - die Ausgangssignale der Kennungsbestimmungseinheiten auf das betragsmäßig größte Ausgangssignal hin untersucht werden und - das betragsmäßig größte Ausgangssignal zur Decodierung des Datenpakets weiterverarbeitet wird, wenn der Betrag dieses Ausgangssignals einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.Method for transmitting signals with a carrier frequency between a plurality of transmitters and a plurality of receivers in a wireless communication network, within which signals containing individual data packets are sent from the transmitters to the receivers in a non-chronologically coordinated manner, each data packet having an identifier known to the receivers and the Signals the receivers may not have known carrier frequencies, with the method - a received signal potentially containing a data packet is received by a receiver, - the frequency of the received signal is shifted by several frequency offsets, - each received signal shifted by a frequency offset is fed to an identifier determination unit, which generates an output signal whose amount represents the degree of recognition of the identifier of the received signal, the totality of the identifier determination units not being the units of a correlation bank, - the output signals of the identifier determination units are examined for the largest output signal in terms of absolute value and - The output signal with the highest absolute value is processed further for decoding the data packet if the absolute value of this output signal exceeds a predetermined threshold value.
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