DE10362081B4 - Detection and correction of a sampling error in a received signal that requires precise block or sampling synchronization, whereby a sampling error is determined from sampled first and second signal sections - Google Patents

Detection and correction of a sampling error in a received signal that requires precise block or sampling synchronization, whereby a sampling error is determined from sampled first and second signal sections Download PDF

Info

Publication number
DE10362081B4
DE10362081B4 DE10362081A DE10362081A DE10362081B4 DE 10362081 B4 DE10362081 B4 DE 10362081B4 DE 10362081 A DE10362081 A DE 10362081A DE 10362081 A DE10362081 A DE 10362081A DE 10362081 B4 DE10362081 B4 DE 10362081B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sampling
signal
sampled
error
sampling error
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10362081A
Other languages
German (de)
Inventor
Erik Oswald
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE2003124418 priority Critical patent/DE10324418B4/en
Priority claimed from DE2003124418 external-priority patent/DE10324418B4/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10362081B4 publication Critical patent/DE10362081B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0016Arrangements for synchronising receiver with transmitter correction of synchronization errors
    • H04L7/002Arrangements for synchronising receiver with transmitter correction of synchronization errors correction by interpolation
    • H04L7/0029Arrangements for synchronising receiver with transmitter correction of synchronization errors correction by interpolation interpolation of received data signal
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements
    • H04L27/2662Symbol synchronisation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements
    • H04L27/2668Details of algorithms
    • H04L27/2673Details of algorithms characterised by synchronisation parameters
    • H04L27/2676Blind, i.e. without using known symbols
    • H04L27/2679Decision-aided

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

Device for detecting a sampling error in a sampled received signal has the following characteristics: a sampling arrangement (101) for sampling a received signal that has first and second signal sections. The first and second signal sections have a similar section that is sampled. The sampled signals resulting from sampling of the first and second signal sections have a difference and the sampling error is detected based on the sampled first and second signal sections. An independent claim is made for a method for detecting a sampling error in a sampled received signal.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen eines Abtastfehlers in einem abgetasteten Empfangssignal sowie auf eine Einrichtung zum Korrigieren des Abtastfehlers.The The present invention relates to an apparatus and method for determining a sampling error in a sampled received signal and a means for correcting the sampling error.

Mit steigenden Übertragungsraten, die durch einen Einsatz moderner digitaler Übertragungstechnologien erzielt werden, werden insbesondere an die empfangsseitigen signalverarbeitenden Komponenten hohe Anforderungen bezüglich einer Signalverarbeitungsgenauigkeit gestellt. In einem digitalen Übertragungssystem wird ein über einen Übertragungskanal übertragenes Signal empfangen und nach einer Filterung abgetastet, um ein analoges, d. h. zeitkontinuierliches Empfangssignal in ein digitales, d. h. zeitdiskretes Empfangssignal zu überführen, damit eine weiterführende digitale Signalverarbeitung, wie beispielsweise digitale Filterung oder digitale Entzerrung, möglich wird.With increasing transmission rates, achieved through the use of modern digital transmission technologies are, in particular to the receiving side signal processing Components have high requirements for signal processing accuracy posed. In a digital transmission system will be over a transmission channel transmitted Received signal and scanned after filtering to an analog, d. H. continuous-time received signal into a digital, d. H. to transfer discrete-time received signal, so a continuing one digital signal processing, such as digital filtering or digital equalization, possible becomes.

Für eine korrekte Signalverarbeitung im Empfänger, beispielsweise eine Demodulation des empfangenen Signals, muß jedoch zunächst ein Abtasttakt aus dem empfangenen Signal abgeleitet werden und es muß eine Sender-/Empfängersynchronisation durchgeführt werden. Weist beispielsweise ein gesendetes Signal eine Blockstruktur auf, so muß diese Blockstruktur im Empfänger wiedergewonnen werden, d. h. es muß beispielsweise festgestellt werden, zu welchen Zeitpunkten die Abtastung des empfangenen Signals durchgeführt werden muß, so daß empfangsseitig die in einem Sender verwendeten Block- bzw. Rahmengrenzen wiedergewonnen werden können. Hierzu ist es notwendig, eine entsprechende Synchronisation eines Block- bzw. Rahmentaktes durchzuführen (Block- bzw. Rahmensynchronisation). Vorher muß jedoch das analoge Signal (Empfangssignal) mit Hilfe eines Abtastvorgangs in einen zeitdiskreten Zustand überführt werden. Dazu ist eine Ermittlung eines optimalen Abtastzeitpunktes und somit eine korrekte Einstellung des Abtasttaktes notwendig (Synchronisation des Abtasttaktes). Dabei versteht man unter einer digitalen Abtasttaktsynchronisation eine Korrektur des fehlerhaft abgetasteten Empfangssignals, um einen unter Verwendung eines korrekten Abtasttaktes erreichbaren Signalzustand zu gewinnen (digitale Synchronisation des Abtasttaktes).For a correct Signal processing in the receiver, For example, a demodulation of the received signal, but must first a sampling clock are derived from the received signal and it has to be one Transmitter / receiver synchronization carried out become. For example, a transmitted signal has a block structure this must be on Block structure in the receiver be recovered, d. H. for example, it has to be determined at which times the sampling of the received signal carried out must become, so that the receiving end recovered the frame boundaries used in a transmitter can be. For this it is necessary to have a corresponding synchronization of a Block or frame clock to perform (block or frame synchronization). But before that has to be done analog signal (received signal) by means of a scanning process in a discrete-time state are transferred. This is a determination of an optimal sampling time and thus a correct setting of the sample clock is necessary (synchronization the sampling clock). This is understood to mean a digital sampling clock synchronization Correction of the erroneously sampled received signal by one signal state achievable using a correct sampling clock to win (digital synchronization of the sampling clock).

Eine genaue Block- bzw. Abtasttaktsynchronisation ist insbesondere bei OFDM-Signalen von Bedeutung (OFDM = orthogonal frequency devision multiplexing, orthogonaler Frequenzmultiplex). Dieses Übertragungsverfahren erfreut sich aufgrund der positiven Übertragungseigenschaften eines steigenden Interesses. Diese Übertragungstechnologie ist heutzutage gut erforscht und ist darüber hinaus als ein Teil verschiedener Standards und Spezifikationen akzeptiert worden. Beispiele für Standards, in denen OFDM eingesetzt sind, sind beispielsweise der DVB-T Standard (standard for digital terrestrial television), WLAN (WLAN = wireless local area network) oder der IEEE 802.11a Standard. Darüber hinaus gilt es als sicher, daß OFDM in künftigen Übertragungstechnologien, wie beispielsweise in den Übertragungssystemen der vierten Generation (4G) eingesetzt wird, da das OFDM-Übertragungsverfahren substantielle Vorteile liefert.A accurate block or sample clock synchronization is particularly useful OFDM signals of importance (OFDM = orthogonal frequency devision multiplexing, orthogonal frequency division multiplexing). This transmission method enjoys due to the positive transmission characteristics of a increasing interest. This transmission technology is well researched these days and is also considered part of various standards and specifications have been accepted. Examples of standards, in which OFDM are used, for example, the DVB-T standard (standard for digital terrestrial television), WLAN (WLAN = wireless local area network) or the IEEE 802.11a standard. Furthermore it is considered certain that OFDM in future transmission technologies, such as in the transmission systems The fourth generation (4G) is used since the OFDM transmission method provides substantial benefits.

Bei einer OFDM-Übertragung werden sendeseitig serielle Daten in Gruppen von ld(M) Bits aufgeteilt und in komplexwertige Symbole ai(n) aus einem M-fachen Alphabet von Signalraumpunkten überführt. Diese komplexwertigen Symbole werden auf N Subträger unter Verwendung einer inversen diskreten Fourier-Transformation (IDFT) moduliert. Nach einer parallel-seriell Wandlung kann eine komplexwertige Basisbanddarstellung eines OFDM-Symbols mit einem Index i wie folgt beschrieben werden:

Figure 00030001
In an OFDM transmission, serial data is divided on the transmitting side into groups of ld (M) bits and converted into complex-valued symbols a i (n) from an M-fold alphabet of signal-space points. These complex valued symbols are modulated on N subcarriers using an Inverse Discrete Fourier Transform (IDFT). After a parallel-serial conversion, a complex-valued baseband representation of an OFDM symbol with an index i can be described as follows:
Figure 00030001

Um Intersymbolinterferenzen (ISI) zu vermeiden, wird einem jedem OFDM-Symbol eine Kopie der letzten Ng Abtastwerte vorangestellt. Aufgrund der so entstandenen zyklischen Erweiterung des OFDM-Symbols wird dieses Intervall mit dem Begriff „cyclic prefix" (CP) bezeichnet. In 10 ist diese zyklische Erweiterung an einem Beispiel eines OFDM-Symbols dargestellt, wobei eine Bildung des cyclic prefix verdeutlicht wird. Dabei werden die letzten Ng Abtastwerte, die einen Signalabschnitt 1101 bilden, an den Anfang des OFDM-Symbols kopiert, wie das durch den in 10 dargestellten Pfeil verdeutlicht ist. Die angefügten Ng Abtastwerte bilden den cyclic prefix 1103, so daß ein so resultierendes OFDM-Symbol periodische Signalabschnitte aufweist. Aufgrund der zyklischen Erweiterung beträgt die Gesamtsymboldauer TOFDM = (N+Ng)/fS, wobei fs eine Abtastfrequenz bezeichnet, so daß das entstandene Symbol N+Ng Abtastwerte mit einem Index k aufweist. Nach einer sendeseitigen digitalanalog Wandlung wird ein gewandeltes Signal in den Hochfrequenzbereich überführt (RF; RF = radio frequency). Ein Spektrum des zu übertragenden Signals wird bevor eine Übertragung über einen physikalischen Kanal stattfindet, mit Hilfe eines analogen Bandpaßfilters begrenzt. In Abhängigkeit von den Charakteristika des Übertragungskanals (RF-Kanals) ist ein empfangenes OFDM-Signal durch eine Mehrwegeausbreitung beeinflußt. Aufgrund einer maximalen Kanalverzögerung von τmax wird das OFDM-Symbol zeitlich ausgeweitet und daher durch unerwünschte Symbolüberlagerungen gestört. Wenn die Kanalimpulsantwort (CIR; CIR = channel impulse response) nicht länger als das Schutzintervall (CP) ist, können die störenden Intersymbolinterferenzen vermieden werden (τmax≤Tg). Das über den Übertragungskanal übertragene Signal wird dann in einem Empfänger-Front-End ver arbeitet. Die darauffolgende Demodulation im Empfänger wird durchgeführt, indem im Empfänger eine zum Sender inverse Signalverarbeitung durchgeführt wird.To avoid intersymbol interference (ISI), a copy of the last N g samples is prefixed to each OFDM symbol. Due to the resulting cyclic extension of the OFDM symbol, this interval is termed "cyclic prefix" (CP) 10 this cyclic extension is illustrated by an example of an OFDM symbol, whereby a formation of the cyclic prefix is illustrated. In this case, the last N g samples, which are a signal section 1101 copied to the beginning of the OFDM symbol, as indicated by the in 10 illustrated arrow is illustrated. The attached N g samples form the cyclic prefix 1103 such that a resultant OFDM symbol has periodic signal portions. Due to the cyclic expansion, the total symbol duration T OFDM = (N + N g ) / f S , where f s denotes a sampling frequency, so that the resulting symbol N + N g has samples with an index k. After a transmission-side digital-analogue conversion, a converted signal is converted into the high-frequency range (RF; RF = radio frequency). A spectrum of the signal to be transmitted is limited by means of an analog bandpass filter before transmission takes place over a physical channel. Depending on the characteristics of the transmission channel (RF channel) is a received OFDM signal influenced by a multipath propagation. Due to a maximum channel delay of τ max , the OFDM symbol is temporally expanded and therefore disturbed by unwanted symbol overlays. If the channel impulse response (CIR) is not longer than the guard interval (CP), the interfering intersymbol interference can be avoided (τ max ≦ T g ). The signal transmitted over the transmission channel is then processed in a receiver front end. The subsequent demodulation in the receiver is carried out by performing a signal processing inverse to the transmitter in the receiver.

Die Synchronisation des Abtasttaktes kann entsprechend der in einem Empfänger verwendeten Signalverarbeitung (analog oder digital) in die folgenden drei Gruppen eingeteilt werden:

  • – analoge Abtasttaktsynchronisation
  • – hybride Abtasttaktsynchronisation
  • – digitale Abtastsynchronisation.
The synchronization of the sampling clock can be divided into the following three groups according to the signal processing used in a receiver (analog or digital):
  • - analog sampling clock synchronization
  • Hybrid sample clock synchronization
  • - digital sampling synchronization.

Bei einer analogen Abtasttaktsynchronisation werden ausschließlich analoge Komponenten verwendet. Bei einer hybriden Abtasttaktsynchronisation werden neben analogen Komponenten auch digitale Verfahren eingesetzt, die beispielsweise einen Abtastvorgang steuern. Aufgrund der vielen Vorteile der digitalen Signalverarbeitung besitzt die digitale Synchronisation des Abtasttaktes als ein Bestandteil digitaler Empfängerrealisierungen eine immense Bedeutung für zukünftige Anwendungen. Digitale Synchronisation des Abtasttaktes bedeutet jedoch nicht eine direkte Steuerung der Abtastung, sondern vielmehr eine Steuerung einer Korrektur des fehlerhaft abgetasteten Signals mit Hilfe der gewonnenen Ergebnisse eines weiteren Verfahrens, das zu einer Detektion einer Abtastabweichung dient.at An analog sampling clock synchronization will be analog only Components used. For a hybrid sample clock synchronization In addition to analog components, digital methods are also used. for example, control a scan. Because of the many The advantages of digital signal processing are the digital synchronization sampling clock as part of digital receiver implementations immense importance for future Applications. Digital synchronization of the sampling clock means but not a direct control of the scan, but rather a control of a correction of the erroneously sampled signal with the help of the obtained results of another procedure, the to detect a scan deviation.

In 11 ist eine prinzipielle Struktur einer konventionellen digitalen Synchronisation eines Abtasttaktes dargestellt. Die Struktur weist einen analogen Signalverarbeitungsblock 1201 (analoge Signalverarbeitung, SV) auf, wobei der analoge Signalverarbeitungsblock 1201 einen Eingang und einen Ausgang aufweist. Mit dem Ausgang des analogen Signalverarbeitungsblocks 1201 ist eine Abtastvorrichtung 1203 verbunden. Die Abtastvorrichtung 1203 weist einen Ausgang sowie einen weiteren Eingang auf, der mit einem Ausgang eines Blocks 1205 verbunden ist. Der Block 1205 kann neben einem freilaufenden Oszillator möglicherweise weitere Komponenten, wie z.B. Frequenzteiler und Filter, aufweisen. Mit dem Ausgang der Abtastvorrichtung 1203 ist ein Korrekturblock 1207 (Korrektur durch digitale Signalverarbeitung) verbunden. Der Korrekturblock 1207 weist darüber hinaus einen Ausgang zum Liefern eines korrigierten Signals auf.In 11 a basic structure of a conventional digital synchronization of a sampling clock is shown. The structure has an analog signal processing block 1201 (analog signal processing, SV), wherein the analog signal processing block 1201 has an input and an output. With the output of the analog signal processing block 1201 is a scanning device 1203 connected. The scanning device 1203 has an output and another input connected to an output of a block 1205 connected is. The block 1205 In addition to a free-running oscillator may have other components, such as frequency divider and filter. With the output of the scanner 1203 is a correction block 1207 (Correction by digital signal processing) connected. The correction block 1207 also has an output for providing a corrected signal.

Im folgenden wird die Funktionsweise der in 11 dargestellten prinzipiellen Struktur einer digitalen Synchronisation des Abtasttaktes erläutert.The following is the operation of the in 11 illustrated basic structure of a digital synchronization of the sampling clock explained.

In dem analogen Signalverarbeitungsblock 1201 findet beispielsweise eine Bandbegrenzung eines analogen empfangenen Signals statt. Das von dem analogen Signalverarbeitungsblock 1201 ausgegebene Empfangssignal wird von der Abtastvorrichtung 1203 abgetastet. Bei der Abtastung handelt es sich um eine freilaufende Abtastung, da die Abtastvorrichtung 1203 von dem freilaufenden Oszillator 1205, der einen freilaufenden Takt liefert, angesteuert wird. Der Begriff „freilaufend" bedeutet dabei, daß der Oszillator 1205 den Takt liefert ohne dabei beispielsweise mit einem sendeseitigen Taktgeber gekoppelt oder empfangsseitig synchronisiert zu sein. Aufgrund der freilaufenden Abtastung kommt es zu einem Abtastfehler in einem abgetasteten Empfangssignal am Ausgang der Abtastvorrichtung 1203. Wird das analoge Empfangssignal x(t) abgetastet, wobei die nominelle Abtastperiode mit TS bezeichnet ist, so liefert die Abtastvorrichtung 1203 ein abgetastetes fehlerhaftes Signal x[k(TS+ΔTS)], wobei mit ΔTS die Abtastabweichung bezeichnet ist, die aufgrund der freilaufenden Abtastung entsteht. Das fehlerhaft abgetastete Empfangssignals muß daher digital korrigiert werden, was in dem nachgeschalteten Korrekturblock 1207 geschieht. Dabei wird durch eine digitale Signalverarbeitung (SV) das fehlerhaft abgetastete Empfangssignal derart korrigiert, daß in einem Idealfall die Abtastabweichung beseitigt wird, so daß am Ausgang des Kor rekturblocks 1207 ein korrigiertes Empfangssignal x(kTS) entsteht, bei dem es keine Abtastabweichung ΔTS gibt. Die bei der Abtastung des analogen Signals mit Hilfe des freilaufenden Taktes auftretenden Abweichungen zwischen Sende- und Empfangstakt und die sich daraus ergebenden Signalmodifikationen werden also durch Algorithmen der digitalen Signalverarbeitung korrigiert. Die digitale Korrektur der Effekte eines fehlerhaften Abtasttaktes kann entsprechend der zu realisierenden Aufgaben in zwei Funktionsblöcke unterteilt werden:

  • – Detektion der Abtasttaktabweichung (timing error detection, TED)
  • – Korrektur der Abtasttaktabweichung (timing error correction, TEC)
In the analog signal processing block 1201 For example, a band limit of an analog received signal takes place. That of the analog signal processing block 1201 output received signal is from the scanning device 1203 sampled. The scan is a free-running scan because the scanner 1203 from the free-running oscillator 1205 which supplies a free-running clock is driven. The term "free-running" means that the oscillator 1205 provides the clock without being coupled, for example, with a transmitter-side clock or synchronized at the receiving end. Due to the free-running sampling, a sampling error occurs in a sampled receive signal at the output of the sampling device 1203 , When the received analog signal x (t) is sampled, with the nominal sampling period designated as T S , the sampling device provides 1203 a sampled erroneous signal x [k (T s + .DELTA.T s )], where .DELTA.T S is the sampling deviation that arises due to the free-running sampling. The erroneously sampled receive signal must therefore be digitally corrected, resulting in the post-correction block 1207 happens. In this case, the erroneously sampled received signal is corrected by a digital signal processing (SV) so that in an ideal case, the sampling error is eliminated, so that at the output of the Kor thkturblocks 1207 a corrected received signal x (kT s ) is produced in which there is no sampling deviation ΔT S. The deviations between transmit and receive clock occurring during the sampling of the analog signal with the aid of the free-running clock and the resulting signal modifications are therefore corrected by algorithms of digital signal processing. The digital correction of the effects of a faulty sampling clock can be divided into two function blocks according to the tasks to be realized:
  • Detection of the sampling clock deviation (TED)
  • Correction of the sampling timing deviation (TEC)

In 12 ist ein Synchronisationsprinzip mit TED und TEC gemäß Stand der Technik dargestellt, die in OFDM-Systemen eingesetzt werden kann, wobei ein typisches Szenario für eine Anordnung der beiden oben stehend erwähnten Funktionsblöcke verdeutlich wird.In 12 A synchronization principle with TED and TEC according to the prior art is shown, which can be used in OFDM systems, a typical scenario for an arrangement of the two above-mentioned functional blocks is made clear.

Die in 12 dargestellte Struktur weist einen TEC 1301 auf, der mit dem Ausgang der Abtastvorrichtung 1203 verbunden ist. Mit einem Ausgang des TEC 1301 ist ein FFT-Block 1303 verbunden (FFT = fast fourier transform, schnelle Fourier-Transformation). Der FFT-Block 1303 weist zwei Ausgänge auf, wobei an dem einen Ausgang ein Empfangssignal x(n) ausgegeben wird, das eine Fourier-Transformierte eines TEC-Ausgangssignals ist. Der andere Ausgang ist mit einem TED 1305 verbunden, wobei der TED 1305 einen Ausgang aufweist, mit dem der TEC 1301 verbunden ist, so daß eine rückgekoppelte Struktur entsteht.In the 12 The structure shown has a TEC 1301 on that with the output of the scanner 1203 connected is. With an output of the TEC 1301 is an FFT block 1303 connected (FFT = fast Fourier transform, fast Fourier transform). The FFT block 1303 has two outputs, at which one output a receive signal x (n) is output, which is a Fourier transform of a TEC output signal. The other exit is with a TED 1305 connected, the TED 1305 has an output with which the TEC 1301 is connected, so that a feedback structure is formed.

Im folgenden wird die Funktionsweise der in 12 dargestellten Struktur erläutert.The following is the operation of the in 12 illustrated structure explained.

Das mit einem fehlerhaften Abtasttakt abgetastete Signal wird mit Hilfe des TEC 1301 (z. B. FIR-Interpolationsfilter) im digitalen Bereich korrigiert. Anschließend wird es durch den FFT-Block 1303 in den Frequenzbereich transformiert. Die spektrale Auswertung des Signals erlaubt eine Detektion der Abtastabweichung in dem TED-Block 1305, was beispielsweise durch eine Phasenauswertung des Frequenzbereichsignals x(n) bewerkstelligt werden kann. Auf der Basis der detektierten Abtastabweichung wird in dem TED-Block 1305 ein Parameter (ein Korrektursignal) e(i-1) erzeugt, der eine Signalkorrektur durch den TEC 1301 für ein folgendes Symbol steuert. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird in dem TEC-Block 1301 aufgrund der Rückkopplungsschleife nicht das Signal korrigiert, das zu einer Bestimmung der Abtastabweichung herangezogen worden ist, sondern erst ein darauf folgendes Signal. Das abgetastete Signal x[k(TS+ΔTS)] wird ferner korrigiert, bevor die Abtastabweichung in dem TED-Block 1305 durchgeführt wird. Wie es bereits erwähnt worden ist, wird der Steuerparameter e(i-1) aus dem Frequenzbereichssignal x(n) generiert. Aufgrund der gemäß Stand der Technik eingesetzten Rückkopplungstechnik entsteht daher die bereits erwähnte Symbolverzögerung zwischen TEC 1301 und TED 1305, die durch einen Symbolindex i-1 gekennzeichnet ist.The sampled with a faulty sampling clock signal is using the TEC 1301 (eg FIR interpolation filter) corrected in the digital domain. Then it gets through the FFT block 1303 transformed into the frequency domain. The spectral evaluation of the signal allows a detection of the sampling deviation in the TED block 1305 , which can be accomplished for example by a phase evaluation of the frequency domain signal x (n). On the basis of the detected sample deviation, in the TED block 1305 generates a parameter (a correction signal) e (i-1) which provides a signal correction by the TEC 1301 controls for a following icon. In other words, in the TEC block 1301 due to the feedback loop does not correct the signal used to determine the sample deviation, but rather a subsequent signal. The sampled signal x [k (T S + ΔT S )] is further corrected before the sample deviation in the TED block 1305 is carried out. As already mentioned, the control parameter e (i-1) is generated from the frequency domain signal x (n). Due to the feedback technique used according to the prior art, therefore, the already mentioned symbol delay between TEC arises 1301 and TED 1305 which is indicated by a symbol index i-1.

Die Phasenauswertung aus den Nutzdaten zur Gewinnung einer Informationen über die Abtasttaktabweichung beinhaltet üblicherweise die folgenden Schritte:

  • – Phasenberechnung über alle Träger nach der FFT 1303
  • – Entfernung des Informations-tragenden Teils der Phase
  • – Wichtung der Trägerphasen mit einem inversen Trägerindex
  • – Mittelung der Phase über alle Träger für ein jeweiliges Empfangssymbol im Frequenzbereich
  • – Ermittlung einer Differenz der Phasenmittelwerte aufeinanderfolgender Symbole zur Bestimmung der Abtastfrequenzabweichung
The phase evaluation from the payload data to obtain information about the sampling clock deviation usually involves the following steps:
  • - Phase calculation over all carriers after the FFT 1303
  • - Removal of the information-carrying part of the phase
  • Weighting of carrier phases with an inverse carrier index
  • - Averaging the phase over all carriers for a respective receive symbol in the frequency domain
  • - Determining a difference of the phase mean values of successive symbols for determining the sampling frequency deviation

Neben der beschriebenen Phasenauswertung aus Nutzdaten können ebenfalls sogenannte Pilottöne verwendet, die zu einer Taktsynchronisation mit übertragen werden.Next the described phase evaluation from user data can also used so-called pilot tones, which are transmitted to a clock synchronization with.

Ein Nachteil an dem in 12 diskutierten Stand der Technik ist, daß aufgrund der Rückkopplungsschleife eine Verzögerung entsteht. Dadurch wird die Abtasttaktabweichung in einem fehlerhaft abgetasteten Empfangssignal in Abhängigkeit von dem auf der Basis des vorhergehenden fehlerhaft abgetasteten Empfangssignals bestimmten Abtastfehlers korrigiert. Zum einen ist es so nicht möglich, einen Abtastfehler in dem momentan empfangenen fehlerhaft abgetasteten Empfangssignal genau zu kompensieren, da der Abtastfehler in aufeinanderfolgenden fehlerhaft abgetasteten Empfangssignalen aufgrund des freilaufenden Oszillators 1205 unterschiedlich sein kann, so daß der diskutierte Ansatz gemäß Stand der Technik stets zu einer ungenauen Korrektur des fehlerhaft abgetasteten Empfangssignals führt, selbst wenn sich die Abtastabweichung zwischen aufeinanderfolgenden Symbolen nur geringfügig ändert. Zum anderen kann die in 12 dargestellte rückgekoppelte Struktur nicht schnell auf schnelle Änderungen der Abtastabweichungen reagieren, so daß eine genaue Erfassung und Korrektur des Abtastfehlers nicht möglich ist.A disadvantage of the in 12 As discussed in the prior art, there is a delay due to the feedback loop. Thereby, the sampling clock deviation in an erroneously sampled reception signal is corrected depending on the sampling error determined on the basis of the previous erroneously sampled reception signal. Firstly, it is not possible to accurately compensate for a sampling error in the currently received erroneously sampled received signal, since the sampling error in successive erroneously sampled received signals due to the free running oscillator 1205 may be different, so that the discussed prior art approach always results in an inaccurate correction of the erroneously sampled received signal, even if the sampling deviation between successive symbols changes only slightly. For another, the in 12 The feedback structure shown does not react quickly to rapid changes in sampling deviations, so that accurate detection and correction of the sampling error is not possible.

Ein weiterer Nachteil an dem in 12 dargestellten Ansatz besteht darin, daß zur Erfassung der Abtasttaktabweichung Frequenzbereichssignale herangezogen werden und die Korrektur des fehlerhaft abgetasteten Empfangssignals im Zeitbereich stattfindet. Durch diese Vermischung von Zeitbereichs- und Frequenzbereichs-Signalverarbeitung steigt eine Hardwarekomplexität an, da beispielsweise der in 12 dargestellte TED-Block 1305 Frequenzbereichssignale emp fängt und darüber hinaus den TEC 1301, in dem eine Zeitbereichssignalverarbeitung stattfindet, ansteuert. Sind bei einer Hardwareimplementierung Zeitbereichssignalverarbeitungsstrukturen von den Frequenzbereichssignalverarbeitungsstrukturen örtlich getrennt, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn die Fourier-Transformation in einem zusätzlichen Prozessor implementiert ist, so müssen zusätzliche Hardwareressourcen aufgebracht werden, um dem TED 1305 die Frequenzbereichssignale zur Verfügung zu stellen, wodurch neben einer Komplexitätssteigerung ferner auch ein Steuerungsaufwand ansteigt.Another disadvantage of the in 12 The approach described is that for detecting the sampling clock deviation frequency domain signals are used and the correction of the erroneously sampled received signal takes place in the time domain. This mixing of time domain and frequency domain signal processing increases hardware complexity because, for example, the in 12 illustrated TED block 1305 Frequency domain signals receives and beyond the TEC 1301 in which time domain signal processing takes place. In a hardware implementation, if time domain signal processing structures are spatially separated from the frequency domain signal processing structures, such as when the Fourier transform is implemented in an additional processor, additional hardware resources must be applied to the TED 1305 the frequency range provide rich signals available, which in addition to an increase in complexity also increases a control effort.

Ein weiterer Nachteil an dem diskutierten Ansatz gemäß Stand der Technik ist darin zu sehen, daß bei einer fehlerhaften Blocksynchronisation bei OFDM-Signalen die nachfolgende Fourier-Transformation ein fehlerhaftes Ergebnis liefert, was dadurch begründet ist, daß eine Fourier-Transformation entweder auf unendlich lange Folgen oder auf periodische Folgen angewendet werden kann. Bei einer fehlerhaften Blocksynchronisation fehlt die Eigenschaft der Periodizität, so daß bei der nachfolgenden Fourier-Transformation ein Fehler entsteht. In diesem Fall kann die Abtastabweichung nicht genau ermittelt werden. Der Ansatz gemäß Stand der Technik ist daher mit ungenügenden Korrekturergebnissen verbunden, falls keine optimale Blocksynchronisation vorliegt.One Another disadvantage of the prior art approach discussed is therein to see that at a erroneous block synchronization in OFDM signals the following Fourier transform returns a faulty result, resulting in it justified is that one Fourier transform either on infinite episodes or on periodic episodes can be applied. In case of a faulty block synchronization lacks the property of periodicity, so that in the subsequent Fourier transform a Error arises. In this case, the sample deviation can not be accurately determined. The approach according to the prior art is therefore with insufficient Correction results associated, if no optimal block synchronization is present.

Ein weiterer Nachteil an dem in 12 diskutierten Stand der Technik ist darin zu sehen, daß die Abtasttaktabweichung prinzipiell nicht genügend genau bestimmt werden kann, da die Phase über alle Träger eines OFDM-Symbols gemittelt wird, so daß zur Erfassung der Abtasttaktabweichung, wie es bereits erwähnt worden ist, Phasenmittelwerte und nicht genaue Phasenwerte der Symbole herangezogen werden. Somit kann der Ansatz gemäß Stand der Technik nur eine mittlere Information über die Abtastabweichung nicht jedoch deren genauen Wert liefern. Wird anstatt der Phasenmittelung eine Phasenauswertung aus den bereits erwähnten Pilot tönen vorgenommen, so kann die Abtastabweichung dennoch nicht genau und schnell berechnet werden, da die Pilottöne aufgrund der hierfür benötigten Bandbreite nicht oft genug übertragen werden, um eine Änderung der Abtastabweichung, die stets mit einem freilaufenden Abtasttakt verbunden ist, genug genau zu verfolgen. Werden die Pilottöne hingegen kontinuierlich übertragen, so verringert sich dadurch die Bandbreiteneffizienz.Another disadvantage of the in 12 The prior art discussed is that the sampling clock deviation can in principle not be determined with sufficient accuracy, since the phase is averaged over all carriers of an OFDM symbol, so that phase average values are not used to detect the sampling clock deviation, as already mentioned exact phase values of the symbols are used. Thus, the prior art approach can only provide mean information about the sample deviation but not its exact value. If, instead of the phase averaging phase of the aforementioned pilot made, the sampling deviation can still not be calculated accurately and quickly, because the pilot tones are not transmitted often enough due to the bandwidth required for this, a change in the sampling, always with a free-running sampling clock is connected, enough to track closely. On the other hand, transmitting the pilot tones continuously reduces the bandwidth efficiency.

Ein weiterer Nachteil an dem rückgekoppelten Ansatz gemäß Stand der Technik besteht darin, daß eine Korrektur der Abtasttaktabweichung erst nach einer Einlaufzeit stattfinden kann, da zum Erfassen der Abtasttaktabweichung stets aufeinanderfolgende Symbole benötigt werden und die Abtasttaktabweichung aufgrund der Rückkopplung basierend auf möglicherweise fehlerhaft korrigierten Symbolen erfaßt wird, so daß sich ein stationärer Zustand, bei dem die Abtasttaktabweichung genau erfaßt und korrigiert werden kann, nicht sofort einstellt. Darüber hinaus ist ein Erreichen des stationären Zustands nicht gesichert, was beispielsweise dann gegeben ist, wenn die Rückkopplungsschleife instabil wird. In diesem Fall wird die Abtasttaktabweichung stets fehlerhaft bestimmt, so daß die fehlerhaft abgetasteten Symbole nicht richtig korrigiert werden, was wiederum zu einer fehlerhaften Bestimmung der Abtasttaktabweichung führt (hang-up-Effekt). Ferner führt der rückgekoppelte Ansatz zu einer möglichen Fehlerfortpflanzung.One Another disadvantage of the fed back Approach according to state The technique is that a Correction of the sampling clock deviation take place only after a break-in period can since, for detecting the sampling clock deviation always consecutive Symbols needed and the sampling clock deviation due to the feedback based on possibly erroneously corrected symbols is detected, so that a stationary State where the sampling clock deviation is detected and corrected accurately can not be set immediately. In addition, a reaching of the stationary State not secured, which is given, for example, if the feedback loop becomes unstable. In this case, the sampling clock deviation becomes always erroneously determined, so that the incorrectly sampled symbols can not be corrected correctly, which in turn leads to an erroneous determination of the sample clock deviation leads (hang-up effect). Further leads the feedback Approach to a possible Error propagation.

Der Artikel "OFDM timing synchronisation: Possibilities and Limits to the usage of the Cyclic Prefix for Maximum Likelihood Estimation" von D. Matic und anderen, veröffentlicht in den Proc. IEEE Vehicular Technology Conf., 1999, Vol. 2, S. 668-672, beschreibt Möglichkeiten zur Korrektur der Phase eines Abtasttaktes mit einer nicht-Daten-unterstützten Synchronisation unter Verwendung eines zyklischen Präfixes für ein OFDM-Symbol-Timing in einer volldigitalen Implementierung. Eine Redundanz des zyklischen Präfixes, die als ein Absorber für die Kanal-Multipfad-Ausbreitung eingeführt wird, kann auch für eine Schätzung eines Abtastzeit-Offsets verwendet werden. Diese Methode bildet essentiell eine Autokorrelation, was grundlegende Auswirkungen auf deren endgültige Präzision hat. Als weiterer Aspekt wurde bei der Implementierung eine Pulsformung in einem Zeitbereich berücksichtigt. Der genannte Artikel zeigt eine Studie der ursprünglichen Maximale-Wahrscheinlichkeit-Methode und deren möglicher Verbesserungen.Of the Article "OFDM timing Synchronization: Possibilities and Limits to the usage of the Cyclic Prefix for Maximum Likelihood Estimation "by D. Matic and others, published in the Proc. IEEE Vehicular Technology Conf., 1999, Vol. 2, pp. 668-672, describes possibilities for correcting the phase of a sampling clock with a non-data-assisted synchronization using a cyclic prefix for OFDM symbol timing in a fully digital implementation. A redundancy of the cyclic prefix, who as an absorber for The channel multipath propagation can also be used for an estimation of a Sample time offsets are used. This method is essential an autocorrelation, which has a fundamental impact on their final precision. As another aspect, the implementation involved pulse shaping taken into account in a time domain. This article shows a study of the original maximum-likelihood method and their possible ones Improvements.

Die Veröffentlichung "ML Estimation of Time and Frequency Offset in OFDM Systems" von J.J. Van de Beek und M. Sandell, veröffentlicht in den IEEE Transactions on Signal Processing, 1997, Vol. 45, No. 7, S. 1800-1805, beschreibt einen vereinigten Maximale-Wahrscheinlichkeit-Symbolzeit- und Trägerfrequenz-Offset-Schätzer für OFDM-Systeme. Redundante Information, die in dem zyklischen Präfix enthalten ist, ermöglicht die Schätzung ohne zusätzliche Pilottöne. Der Frequenzschätzer kann in einem Nachverfolgungs-Modus verwendet werden, und der Zeitschätzer kann in einem Akquisitions-Modus verwendet werden.The Publication "ML Estimation of Time and Frequency Offset in OFDM Systems "by J.J. Van de Beek and M. Sandell, released in the IEEE Transactions on Signal Processing, 1997, Vol. 45, no. 7, pp. 1800-1805, describes a combined maximum likelihood symbol time and carrier frequency offset estimator for OFDM systems. Redundant information contained in the cyclic prefix enables the estimate without additional Pilot tones. The frequency estimator can be used in a follow-up mode, and the time estimator can be used in an acquisition mode.

Der Artikel "Robuste Frequenz- und Timing-Synchronisation für OFDM" von T.M. Schmidl und D.C. Cox, veröffentlicht in den IEEE Transactions on Communication, 1997, Vol. 45, No. 12, S. 1613-1621, beschreibt ein Verfahren zur schnellen Synchronisation für ein OFDM-System unter Verwendung entweder einer kontinuierlichen Aussendung oder einer Burst-Operation über einen frequenzselektiven Kanal. Die Präsenz eines Signals kann ab dem Empfang lediglich einer Trainingssequenz bestehend aus zwei Symbolen detektiert werden. Der Beginn eines Rahmens und der Beginn eines Symbols kann herausgefunden werden, und Trägerfrequenz-Offsets von vielen Subkanälen können korrigiert werden. Die Algorithmen arbeiten nahe einer unteren Cramer-Rao-Grenze für die Varianz des Schätzwerts im Frequenz-Offset, und eine inhärente Mittelwertbildung über viele Unterträger erlaubt die Akquisition bei sehr niedrigen Signal-zu-Rausch-Verhältnissen.The article "Robust Frequency and Timing Synchronization for OFDM" by TM Schmidl and DC Cox, published in the IEEE Transactions on Communication, 1997, Vol. 12, pp. 1613-1621 describes a method for fast synchronization for an OFDM system using either a continuous transmission or a burst operation over a frequency-selective channel. The presence of a signal can be detected from the reception of only one training sequence consisting of two symbols. The beginning of a frame and the beginning of a symbol can be found, and carrier frequency offsets of many subchannels can be corrected. The algorithms work near an un The lower Cramer-Rao limit for the variance of the estimate in the frequency offset, and inherent averaging over many subcarriers, allows acquisition at very low signal-to-noise ratios.

Der Artikel "Low-Overhead, Low-Complexity [Burst] Synchronization for OFDM" von T.M. Schmidl und D.C. Cox, veröffentlicht in den Proceedings of the IEEE International Conference on Converging Technologies for Tomorrow's Applications, 1996, Vol. 3, S. 1301-1306, beschreibt ein weiteres Verfahren zur schnellen Synchronisation für ein OFDM-System unter Verwendung entweder einer kontinuierlichen Aussendung oder einer Burst-Operation über einen zeitvariablen Kanal. Das genannte Verfahren akquiriert das Signal und liefert eine Kanalschätzung auf den Empfang nur einer Trainingssequenz, bestehend aus zwei Symbolen, hin. Der gleiche Algorithmus kann das Signal auch verfolgen. Das Verfahren bietet die Möglichkeit, ein Symbol-Timing, ein Trägerfrequnz-Offset und einen Abtastfrequenz-Offset zu schätzen.Of the Article "Low overhead, Low-complexity [Burst] Synchronization for OFDM "by T. M. Schmidl and D. C. Cox, published in the Proceedings of the IEEE International Conference on Converging Technologies for Tomorrow's Applications, 1996, Vol. 3, pp. 1301-1306, describes another Method for fast synchronization for an OFDM system using either a continuous broadcast or a burst over one time variable channel. The named method acquires the signal and provides a channel estimate to receive only one training sequence, consisting of two symbols, out. The same algorithm can also track the signal. The Procedure offers the possibility a symbol timing, a carrier frequency offset and a Estimate sampling frequency offset.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Konzept zum effizienten Handhaben eines Abtastfehlers zu schaffen.The Object of the present invention is to provide a concept for efficient handling of a sampling error.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Abtastfehlers gemäß Anspruch 1, durch ein Verfahren zum Bestimmen eines Abtastfehlers gemäß Anspruch 6 oder durch ein Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst.These The object is achieved by a device for determining a sampling error according to claim 1, by a method for determining a sampling error according to claim 6 or by a method according to claim 11 solved.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen eines Abtastfehlers in einem abgetasteten Empfangssignal umfaßt eine Abtasteinrichtung zum Abtasten eines Empfangssignals, das einen ersten und einen zweiten Signalabschnitt aufweist, wobei der erste und der zweite Signalabschnitt zumindest einen gleichen Signalanteil aufweisen, wobei das abgetastete Empfangssignal einen abgetasteten ersten und zweiten Signalabschnitt aufweist, der jeweils aus der Abtastung des ersten und zweiten Signalabschnitts hervorgeht, wobei der abgetastete Signalanteil des ersten Signalabschnitts und der abgetastete Signalanteil des zweiten Signalabschnitts einen Unterschied aufweisen, und eine Abtastfehlererfassungseinrichtung zum Erfassen des Abtastfehlers auf der Basis des abgetasteten ersten und zweiten Signalanteils.The inventive device for determining a sampling error in a sampled received signal comprises a sampling device for sampling a received signal comprising a first and a second signal portion, wherein the first and the second signal portion at least a same signal component wherein the sampled received signal is a sampled first and second signal portion, each of the Sampling of the first and second signal section is apparent, wherein the sampled signal portion of the first signal section and the sampled Signal portion of the second signal section have a difference, and a sampling error detecting means for detecting the sampling error based on the sampled first and second signal components.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Korrigieren eines Empfangssignals eine Einrichtung zum Korrigieren des Abtastfehlers, die ausgebildet ist, um basierend auf einem von einer Abtastfehlererfassungseinrichtung erfaßten Abtastfehler und einem abgetasteten Empfangssignal ein korrigiertes Empfangssignal zu liefern.According to one Another aspect of the present invention comprises a device according to the invention for correcting a received signal, a means for correcting the sampling error, which is designed to be based on one of a Abtastfehlererfassungseinrichtung detected sampling errors and a sampled received signal to provide a corrected received signal.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Bestimmen eines Abtastfehlers in einem abgetasteten Empfangssignal, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Abtasten eines Empfangssignals, das einen ersten und einen zweiten Signalabschnitt aufweist, wobei der erste und der zweite Signalabschnitt zumindest einen gleichen Signalanteil aufweisen, wobei das abgetastete Empfangssignal einen abgetasteten ersten und zweiten Signalabschnitt aufweist, der jeweils aus der Abtastung der ersten und zweiten Signalabschnitte hervorgeht, wobei der abgetastete Signalanteil des ersten Signalabschnitts und der abgetastete Sig nalanteil des zweiten Signalabschnitts einen Unterschied aufweisen, Erfassen des Abtastfehlers auf der Basis des abgetasteten ersten und zweiten Signalabschnitts.The The present invention further provides a method of determining a sampling error in a sampled received signal, wherein the method comprises the steps of: sampling a received signal, having a first and a second signal portion, wherein the first and the second signal section at least one same Have signal component, wherein the sampled received signal a sampled first and second signal sections, respectively from the sampling of the first and second signal sections, wherein the sampled signal component of the first signal section and the sampled Sig nalanteil the second signal section a Have difference, detecting the sampling error on the basis the sampled first and second signal sections.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Korrigieren eines Abtastfehlers, wobei das Verfahren zum Korrigieren folgende Schritte aufweist: Bestimmen des Abtastfehlers, Korrigieren des Abtastfehlers basierend auf dem erfaßten Abtastfehler und dem abgetasteten Empfangssignal, Liefern eines korrigierten Empfangssignals.According to one In another aspect, the present invention provides a method for correcting a scan error, the method for correcting comprising the steps of: determining the sampling error, correcting the sampling error based on the detected sampling error and the sampled Receive signal, providing a corrected received signal.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Durchführen der erfindungsgemäßen Verfahren, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.According to one In another aspect, the present invention provides a computer program with a program code for carrying out the method according to the invention, when the computer program runs on a computer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein Abtastfehler unter Ausnutzung einer Struktur eines empfangenen Signals erfaßt werden kann. Wird beispielsweise bei einem Übertragungssystem sendeseitig ein Signal gesendet, das periodische Signalanteile aufweist, wie es beispielsweise bei einem OFDM-Übertragungssystem der Fall ist, so kann diese Periodizität empfangsseitig dazu herangezogen werden, einen Abtastfehler, der aufgrund einer Abtasttaktabweichung im Empfänger entsteht, zu erfassen. Weist das Sendesignal periodische Signalabschnitte auf, beispielsweise einen ersten und einen zweiten Signalabschnitt, und wird ein derartiges Signal über einen reellen Übertragungskanal übertragen, so weist ein empfangenes Signal ebenfalls einen ersten und einen zweiten Signalabschnitt auf, die jeweils mit den sendeseitigen periodischen Signalabschnitten korrespondieren. Ist eine zeitliche Ausdehnung einer Kanalimpulsantwort (Länge der Kanalimpulsantwort), die den Übertragungskanal charakterisiert, geringer als eine zeitliche Ausdehnung der jeweiligen gleichen Signalanteile, so weisen der erste und der zweite empfangene Signalabschnitt zumindestens einen gleichen Signalanteil auf, wobei dem Signal anteil des ersten und des zweiten Signalabschnitts möglicherweise ein unterschiedlicher Rauschprozeß additiv überlagert ist. Wird ein derartiges Empfangssignal in einem Empfänger abgetastet, so entsteht ein abgetastetes Empfangssignal, das analog einen ersten und einen zweiten Signalanteil aufweist, wobei die jeweiligen Signalanteile aus einer Abtastung der gleichen Signalanteile der Signalabschnitte des zeitkontinuierlichen empfangenen Empfangssignals hervorgehen. Wird der Abtastvorgang mit Hilfe eines freilaufenden Abtasttaktes durchgeführt, so entsteht ein Abtastfehler, der zu einer Abtasttaktabweichung führt. Aufgrund dieses Abtastfehlers (Abtasttaktabweichung) unterscheidet sich nun der abgetastete Signalanteil des ersten Signalabschnitts des Empfangssignals und der abgetastete Signalanteil des zweiten Signalabschnitts des Empfangssignals voneinander. Ist beispielsweise die Abtasttaktabweichung konstant, so werden die jeweiligen Signalanteile des ersten und zweiten Signalabschnitts des Empfangssignals zu unterschiedlichen Zeitpunkten abgetastet, wodurch ein Unterschied zwischen den abgetasteten Signalanteilen entsteht. Auf der Basis dieses Unterschieds kann nun die Taktabweichung und somit der Abtastfehler erfaßt werden. Hierzu können beispielsweise der abgetastete erste und zweite Signalabschnitt des Empfangssignals herangezogen werden. Da der abgetastete Signalanteil des ersten Signalabschnitts und der abgetastete Signalanteil des zweiten Signalabschnitts sich nun aufgrund des Abtastfehlers unterscheiden, kann der Unterschied aus beispielsweise einem Vergleich der abgetasteten Signalanteile und somit der Abtastfehler bestimmt werden. Der Abtastfehler wird somit erfindungsgemäß unter einer Ausnutzung der Struktur des empfangenen Signals erfaßt, so daß der Abtastfehler in dem abgetasteten Signal, das den Abtastfehler aufweist, sofort korrigiert werden kann. Bevorzugt wird dies mit Hilfe einer vorwärtsverarbeitenden Struktur durchgeführt, die den Abtastfehler und somit die Abtastabweichung in dem empfangenen abgetasteten Empfangssignal, auf dessen Basis der Abtastfehler bestimmt worden ist, korrigiert, wodurch eine Abtasttaktsynchronisation erzielt wird.The present invention is based on the finding that a sampling error can be detected by utilizing a structure of a received signal. If, for example, in a transmission system a signal is transmitted at the transmitting end which has periodic signal components, as is the case, for example, in an OFDM transmission system, this periodicity can be used to detect a sampling error which arises due to a sampling clock deviation in the receiver. If the transmission signal has periodic signal sections, for example a first and a second signal section, and if such a signal is transmitted via a real transmission channel, then one has Also signal genes also a first and a second signal section, which correspond respectively to the transmission-side periodic signal sections. If a temporal extent of a channel impulse response (length of the channel impulse response), which characterizes the transmission channel, less than a temporal extent of the respective same signal components, so have the first and the second received signal portion at least a same signal component, wherein the signal component of the first and second signal section may have a different noise process is additively superimposed. If such a received signal is sampled in a receiver, the result is a sampled received signal which analogously has a first and a second signal component, the respective signal components resulting from a sampling of the same signal components of the signal segments of the continuous-time received received signal. If the scanning operation is carried out with the aid of a free-running sampling clock, a sampling error results, which leads to a sampling clock deviation. Because of this sampling error (sampling clock deviation), the sampled signal component of the first signal section of the received signal and the sampled signal component of the second signal section of the received signal now differ from each other. If, for example, the sampling clock deviation is constant, the respective signal components of the first and second signal sections of the received signal are sampled at different times, whereby a difference arises between the sampled signal components. On the basis of this difference, the clock deviation and thus the sampling error can now be detected. For this example, the sampled first and second signal portion of the received signal can be used. Since the sampled signal component of the first signal section and the sampled signal component of the second signal section now differ due to the sampling error, the difference can be determined, for example, from a comparison of the sampled signal components and thus the sampling errors. The scanning error is thus detected according to the invention by utilizing the structure of the received signal, so that the sampling error in the sampled signal having the sampling error can be corrected immediately. Preferably, this is done by means of a forward processing structure which corrects the sampling error and thus the sampling error in the received sampled received signal on the basis of which the sampling error has been determined, thereby achieving sampling clock synchronization.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß der Abtastfehler und somit die Abtastabweichung, wie es bereits erwähnt worden ist, unter Ausnutzung der Signalstruktur aus dem abgetasteten Empfangssignal erfaßt wird, so daß sich eine vorwärtsverarbeitende Struktur ergibt, die keine rückgekoppelten Strukturen aufweist. Somit ergibt sich bei der Erfassung des Abtastfehlers keine Verzögerung, wie es bei bekannten Verfahren nach Stand der Technik der Fall ist.One Advantage of the present invention is the fact that the sampling error and thus the sample deviation, as already mentioned is, taking advantage of the signal structure of the sampled received signal detected will, so that a forward processing Structure yields no feedback structures having. This results in the detection of the sampling error no delay, as is the case with known prior art methods.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß der Abtastfehler genau erfaßt wird, da erfindungsgemäß zur Erfassung des Abtastfehlers der aufgrund der Abtastung herbeigeführte Unterschied zwischen den abgetasteten Signalanteilen herangezogen wird. Die Signalanteile, die bei einer idealen Abtasttaktsynchronisation gleich wären, können als Trainingssymbole verstanden werden, die neben einer statistischen auch eine deterministische Abtastfehlererfassung ermöglichen, was ferner dazu führt, daß der Abtastfehler schnell erfaßt werden kann.One Another advantage of the present invention is that the sampling error accurately detected is, since according to the invention for detection the sampling error of the difference caused by the sampling the sampled signal components is used. The signal components, which would be the same in an ideal sample clock synchronization can be considered Training symbols are understood in addition to a statistical also enable deterministic sampling error detection, which also leads to that the Sensing error quickly detected can be.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß zur Erfassung des Abtastfehlers keine Fourier-Transformation benötigt wird, da der Abtastfehler auf der Basis von Zeitbereichssignalen erfaßt werden kann. Das erfindungsgemäße Konzept führt daher zu einer Reduktion von Rechen- und Hardwarekomplexität, da keine Vermischung von Zeitbereichs- und Frequenzbereichssignalen stattfindet, wie es gemäß dem oben stehend diskutierten Stand der Technik der Fall ist.One Another advantage of the present invention is to be seen in that to Detecting the sampling error no Fourier transform is needed since the sampling error is detected on the basis of time domain signals can. The inventive concept leads therefore to a reduction of computational and hardware complexity, since none Mixing of time domain and frequency domain signals takes place as according to the above standing discussed prior art is the case.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der Abtastfehler auf der Basis von einem OFDM-Symbol bestimmt wird, falls das erfindungsgemäße Konzept zu einer Erfassung von einem Abtastfehler in einem OFDM-System eingesetzt wird. Somit kann die Abtastabweichung auf der Basis von einem Symbol bestimmt werden und nicht aus aufeinanderfolgenden Symbolen, beispielsweise auf der Basis der Differenz der Phasenmittelwerte aufeinanderfolgender Symbole bestimmt wird. Aufgrund dieser effizienten Ausnutzung der Struktur der OFDM-Symbole wird der Abtastfehler wesentlich schneller erfaßt. Dabei werden auch keine Pilottöne benötigt, so daß eine kontinuierliche Abtastfehlererfassung möglich ist. Dadurch wird ferner erzielt, daß bei einer stark veränderlichen Abtastabweichung, bei der die Abtastabweichung bei aufeinanderfolgenden Symbolen unterschiedlich ist, der Abtastfehler grundsätzlich bestimmt werden kann, da wie es bereits erwähnt worden ist, der Abtastfehler auf der Basis von nur einem Symbol erfaßt wird.One Another advantage of the present invention is that the sampling error based on an OFDM symbol is determined, if the inventive concept for a detection is used by a sampling error in an OFDM system. Consequently For example, the sample deviation may be determined based on a symbol and not from consecutive symbols, for example on the basis of the difference of the phase mean values of successive ones Symbols is determined. Due to this efficient use of the Structure of the OFDM symbols makes the sampling error much faster detected. There are also no pilot tones needed so that one continuous Abtastfehlererfassung is possible. This will further achieved that at a highly variable one Sampling deviation at which the sample deviation at successive Symbols is different, the sampling error basically determined can, as has already been mentioned, the sampling error is detected on the basis of only one symbol.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß der Abtastfehler in dem empfangenen abgetasteten Signal, auf dessen Basis der Abtastfehler bestimmt worden ist, korrigiert werden kann. Dadurch wird erreicht, daß der Abtastfehler genau und schnell korrigiert wird, weil zwischen der Abtastfehlererfassung und der Abtastfehlerkorrektur keine Verzögerung von einem oder mehreren Symbolen entsteht, wie es bei dem oben stehend diskutierten Stand der Technik der Fall ist.Another advantage of the present invention is that the sampling error in the received sampled signal on the basis of which the sampling error has been determined can be corrected. This ensures that the sampling error is corrected accurately and quickly, because between the Abtastfehlererfassung and the sample error correction does not give rise to a delay of one or more symbols, as is the case with the prior art discussed above.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß bei der Korrektur des Abtastfehlers ebenfalls eine vorwärtsverarbeitende Struktur eingesetzt werden kann, wodurch keine Rückkopplungsschleifen notwendig werden, was zu einer Erhöhung der Stabilität des Empfangssystems führt. Dadurch werden ferner die bereits erwähnten hang-up-Effekte vermieden. Darüber hinaus ist bei dem erfindungsgemäßen Konzept keine Einlaufzeit notwendig, um die empfangenen Symbole zu korrigieren, so daß die Korrektur des Abtastfehlers sofort und für jedes Symbol einzeln durchgeführt werden kann.One Another advantage of the present invention is to be seen in that at the correction of the sampling error is also a forward processing Structure can be used, eliminating the need for feedback loops become, what an increase stability of the receiving system leads. This further avoids the already mentioned hang-up effects. About that In addition, in the inventive concept no break-in time necessary to correct the received symbols, So that the Correction of the sampling error can be performed immediately and individually for each symbol can.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß aufgrund der erfindungsgemäßen vorwärtsverarbeitenden Struktur, bei der sowohl die Abtastfehlererfassung als auch die Abtastfehlerkorrektur stattfinden, der numerische Aufwand verringert wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Abtastfehlererfassung und die Abtastfehlerkorrektur beispielsweise zu einem gemeinsamen Algorithmus zusammengefaßt werden können, falls diese Funktionsblöcke in einem digitalen Signalverarbeitungsprozessor implementiert werden. Dies führt ferner zu einer Reduktion des Hardware- und Steuerungsaufwands, da sowohl die Fehlererfassung als auch die Fehlerkorrektur an einer beliebigen Stelle in dem System implementiert werden können, so daß bei einem Systemdesign diesbezüglich keine Einschränkungen entstehen.One Another advantage of the present invention is that due to the forward processing invention Structure in which both the sampling error detection and the Scanning error correction take place, which reduces numerical effort becomes. This is due to the fact that the Abtastfehlererfassung and the sample error correction, for example, to a common one Algorithm be summarized can, if these functional blocks be implemented in a digital signal processing processor. this leads to further to a reduction of the hardware and control effort, because both the error detection and the error correction on a can be implemented anywhere in the system, so that at a system design in this regard no restrictions arise.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß sowohl die Abtastfehlererfassung als auch die Abtastfehlerkorrektur generell in Systemen eingesetzt werden können, bei denen periodische Signalfolgen übertragen werden. Dies ist nicht nur bei den bereits erwähnten OFDM-Systemen der Fall, sondern grundsätzlich bei Systemen, die beispielsweise auf einer Wiederholungscodierung basieren, bei denen dieselbe Sendesequenz mehrfach gesendet wird.One Another advantage of the present invention is to be seen in that both the sample error detection as well as the sample error correction in general can be used in systems where periodic signal sequences are transmitted. This is not only in the ones already mentioned OFDM systems of Case, but basically in systems, for example, on a re-encoding based on the same send sequence being sent multiple times.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß das erfindungsgemäße Konzept beispielsweise bei einem OFDM-System unabhängig von einem dem OFDM-System zugrundeliegenden Standard und ohne dessen Verletzung eingesetzt werden kann. Dies ist ferner insbesondere dann von Vorteil, wenn beispielsweise ein OFDM-System aus Komponenten besteht, die verschiedene Hersteller produziert haben, da aufgrund der erfindungsgemäßen vorwärtsverarbeitenden Struktur keine Inkompatibilitäten entstehen können.One Another advantage of the present invention is that the inventive concept for example, in an OFDM system independent of an OFDM system underlying standard and used without its violation can be. This is also particularly advantageous if, for example An OFDM system consists of components that are different manufacturers produced because of the forward processing structure according to the invention no incompatibilities can arise.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:preferred embodiments The present invention will be described below with reference to FIG the enclosed drawings closer explained. Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erfassen und Korrigieren eines Abtastfehlers gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 a first embodiment of a device according to the invention for detecting and correcting a sampling error according to the present invention;

2 Darstellung eines Signals, das gleiche Signalanteile aufweist; 2 Representation of a signal having the same signal components;

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Erfassen und Korrigieren eines Abtastfehlers gemäß der vorliegenden Erfindung; 3 another embodiment of a device for detecting and correcting a sampling error according to the present invention;

4 ein Ausführungsbeispiel einer Signalstruktur mit einer zyklischen Wiederholung; 4 an embodiment of a signal structure with a cyclic repetition;

5 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Indizierung von identischen Signalanteilen bei einem Signal gemäß 4; 5 an example of an inventive indexing of identical signal components in a signal according to 4 ;

6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die eine Interpolationsstruktur aufweist; 6 a further embodiment of an inventive device having an interpolation structure;

7 erfindungsgemäße Darstellung von Abtastzeitdifferenzen; 7 inventive representation of sampling time differences;

8 ein Ausführungsbeispiel, das eine erfindungsgemäße Bestimmung eines Mittelwertes über einem Abschnitt, der die kleinste Standardabweichung aufweist, veranschaulicht; 8th an embodiment illustrating an inventive determination of an average over a portion having the smallest standard deviation;

9a erfindungsgemäße Bestimmung einer künstlich eingefügten Abtastfrequenzabweichung mit einem Kanalszenario; 9a inventive determination of an artificially inserted sampling frequency deviation with a channel scenario;

9b erfindungsgemäße Bestimmung einer künstlich eingefügten Abtastfrequenzabweichung mit einem anderen Kanalszenario; 9b inventive determination of an artificially inserted sampling frequency deviation with another channel scenario;

10 prinzipielle Darstellung eines OFDM-Symbols; 10 schematic representation of an OFDM symbol;

11 prinzipielle Struktur für digitale Abtastfrequenzsynchronsiation; 11 principal structure for digital sampling frequency synchronization;

12 konventionelle Struktur zum Korrigieren einer Abtasttaktabweichung. 12 conventional structure for correcting a sampling clock deviation.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Bestimmen eines Abtastfehlers und zum Korrigieren des Abtastfehlers dargestellt.In 1 A first embodiment of a device for determining a sampling error and for correcting the sampling error is shown.

Die in 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt eine Abtasteinrichtung 101, wobei die Abtasteinrichtung 101 einen Eingang und einen Ausgang aufweist. Mit dem Ausgang der Abtasteinrichtung sind eine Abtastfehlererfassungseinrichtung 103 sowie eine parallel hierzu angeordnete Einrichtung zum Korrigieren eines Abtastfehlers 105 gekoppelt. Die Einrichtung zum Korrigieren eines Abtastfehlers 105 ist ferner mit der Abtastfehlererfassungseinrichtung 103 gekoppelt und weist ferner einen Ausgang zum Liefern eines korrigierten Empfangssignals auf.In the 1 The device shown comprises a scanning device 101 , wherein the scanning device 101 has an input and an output. With the output of the scanner are a Abtastfehlererfassungseinrichtung 103 and a parallel thereto arranged means for correcting a sampling error 105 coupled. The means for correcting a sampling error 105 is further with the Abtastfehlererfassungseinrichtung 103 coupled and further comprises an output for providing a corrected received signal.

Im folgenden wird die Funktionsweise der in 1 dargestellten Vorrichtung erklärt.The following is the operation of the in 1 explained device explained.

Die Abtasteinrichtung 101 empfängt über den Eingang ein analoges, d. h. zeitkontinuierliches Empfangssignal, das möglicherweise zuvor von einer analogen Filtervorrichtung bandbegrenzt worden ist. Die Abtasteinrichtung 101 ist ausgebildet, um das zeitkontinuierliche Empfangssignal, im folgenden als Empfangssignal bezeichnet, in ein zeitdiskretes Empfangssignal, im folgenden als abgetastetes Empfangssignal, durch Abtastung zu überführen. Die Abtasteinrichtung 101 beinhaltet bevorzugt eine in 1 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellte Einrichtung zum Erzeu gen eines freilaufenden Taktes, wie beispielsweise den in 11 dargestellten freilaufenden Oszillator 1205.The scanning device 101 receives via the input an analog, ie continuous-time received signal that may have previously been band limited by an analog filter device. The scanning device 101 is designed to convert the time-continuous received signal, hereinafter referred to as receive signal, into a time-discrete receive signal, hereinafter referred to as sampled receive signal, by sampling. The scanning device 101 preferably includes an in 1 for reasons of clarity not shown device for Erzeu conditions of a free-running clock, such as the in 11 illustrated free-running oscillator 1205 ,

Im folgenden wird angenommen, daß das zeitkontinuierliche Empfangssignal, das der Abtasteinrichtung 101 zugeführt wird, einen ersten und einen zweiten Signalabschnitt aufweist, wobei der erste und der zweite Signalabschnitt zumindest einen gleichen Signalanteil aufweisen. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn das Empfangssignal ein OFDM-Empfangssignal ist und wenn die Länge der Kanalimpulsantwort, die den Übertragungskanal charakterisiert, über den das Empfangssignal übertragen worden ist, beispielsweise kürzer als ein Schutzintervall ist. Durch Abtasten des Empfangssignals entsteht das abgetastete Empfangssignal, das einen abgetasteten ersten und einen abgetasteten zweiten Signalanteil aufweist, die jeweils aus der Abtastung des ersten und zweiten Signalabschnitts des Empfangssignals hervorgehen. Aufgrund des freilaufenden Abtasttaktes in der Abtasteinrichtung 101 kommt es zu einem Abtastfehler, so daß aufeinanderfolgende Abtastwerte des abgetasteten Empfangssignals eine Abtasttaktabweichung aufweisen. Aufgrund des Abtastfehlers sind nun die abgetasteten Signalanteile des ersten Signalabschnitts und des zweiten Signalabschnitts unterschiedlich. Dieser Unterschied hängt neben der Abtasttaktabweichung davon ab, zu welchen Zeitpunkten die Signalanteile abgetastet werden, d. h. wie weit die abgetasteten Signalanteile voneinander entfernt sind.In the following it is assumed that the continuous-time received signal, that of the scanning device 101 is supplied, having a first and a second signal portion, wherein the first and the second signal portion have at least a same signal component. This is the case, for example, when the received signal is an OFDM received signal and when the length of the channel impulse response characterizing the transmission channel over which the received signal has been transmitted is, for example, shorter than a guard interval. By sampling the received signal, the sampled received signal having a sampled first and a sampled second signal component, each resulting from the sampling of the first and second signal portion of the received signal. Due to the free-running sampling clock in the scanner 101 There is a sampling error, so that successive samples of the sampled received signal have a sampling clock deviation. Due to the sampling error, the sampled signal components of the first signal section and of the second signal section are now different. This difference depends, in addition to the sampling clock deviation, on the times at which the signal components are sampled, ie how far away the sampled signal components are from one another.

Das fehlerhaft abgetastete Empfangssignal wird der Abtastfehlererfassungseinrichtung 103 und der Einrichtung 105 zum Korrigieren eines Abtastfehlers zugeführt. Die Abtastfehlererfassungseinrichtung ist ausgebildet, um auf der Basis des abgetasteten ersten und zweiten Signalabschnitts des abgetasteten Empfangssignals den Abtastfehler zu erfassen. Hier werden bevorzugt die beiden abgetasteten Signalanteile des abgetasteten Empfangssignals herangezogen, um zur Erfassung des Abtastfehlers den Unterschied zwischen den beiden abgetasteten Signalanteilen festzustellen. Auf der Basis des erfaßten Abtastfehlers erzeugt die Abtastfehlererfassungseinrichtung bevorzugt einen Parameter, der auf den Abtastfehler in dem abgetasteten Empfangssignal hinweist, und der der Einrichtung 105 zum Korrigieren eines Abtastfehlers geliefert wird. Auf der Basis dieses Parameters kann die Einrichtung 105 den Abtastfehler in dem abgetasteten Empfangssignal korrigieren, so daß das fehlerhaft abgetastete Empfangssignal in ein korrigiertes Empfangssignal überführt wird, daß am Ausgang der Einrichtung 105 ausgegeben wird. Bei dem Parameter, den die Abtastfehlererfassungseinrichtung 103 liefert, kann es sich beispielsweise um Filterkoeffizienten handeln, die die Einrichtung 105 zu einer derartigen Filterung des fehlerhaft abgetasteten Empfangssignals heranzieht, so daß nach der Filterung ein korrigiertes Empfangssignal entsteht. Bei dem von der Abtastfehlererfassungseinrichtung 103 gelieferten Parameter kann es sich darüber hinaus um Entzerrerkoeffizienten eines Entzerrers handeln, so daß die Einrichtung 105, falls als ein Entzerrer ausgeführt, das fehlerhaft abgetastete Empfangssignal durch Entzerrung korrigiert, da eine fehlerhafte Signalabtastung auch als eine Signalverzerrung interpretiert werden kann.The erroneously sampled received signal becomes the sampling error detecting means 103 and the facility 105 for correcting a sampling error. The sampling error detecting means is configured to detect the sampling error on the basis of the sampled first and second signal portions of the sampled received signal. Here, the two sampled signal components of the sampled received signal are preferably used in order to determine the difference between the two sampled signal components in order to detect the sampling error. On the basis of the detected sampling error, the sampling error detecting means preferably generates a parameter indicative of the sampling error in the sampled received signal and that of the device 105 for correcting a sampling error. On the basis of this parameter, the device can 105 correct the sampling error in the sampled received signal so that the erroneously sampled received signal is converted into a corrected received signal that is present at the output of the device 105 is issued. At the parameter that the sampling error detection means 103 can, for example, be filter coefficients that the device 105 is used to such a filtering of the erroneously sampled received signal, so that after filtering a corrected received signal is formed. In the case of the scanning error detection device 103 In addition, the parameters supplied may be equalizer coefficients of an equalizer, so that the device 105 if executed as an equalizer, corrects the erroneously sampled received signal by equalization, since erroneous signal sampling can also be interpreted as signal distortion.

In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Abtastfehlererfassungseinrichtung 103 sowie die Einrichtung 105 parallel angeordnet, um zu verdeutlichen, daß die Abtastfehlererfassungseinrichtung 103 und die Einrichtung 105 auf demselben abgetasteten Empfangssignal operieren, ungeachtet der Tatsache, daß bei einer Erfassung eines Abtastfehlers zwangsläufig eine geringfügige Zeitverzögerung entsteht, die zu einer Ausführung der notwendigen Operationen notwendig ist. Diese Zeitverzögerung kann beispielsweise dadurch kompensiert werden, daß die Einrichtung 105 beispielsweise ein Verzögerungsglied aufweist. Denkbar ist es jedoch ebenfalls, daß die Einrichtung 105 nach der Abtastfehlererfassungseinrichtung 103 angeordnet ist, so daß sich eine vorwärtsverarbeitende Struktur ergibt, bei der die von der Abtastfehlererfassungseinrichtung 103 entstandene Zeitverzögerung nicht problematisch ist.In the in 1 illustrated embodiment are the Abtastfehlererfassungseinrichtung 103 as well as the decor 105 arranged parallel to illustrate that the Abtastfehlererfassungseinrichtung 103 and the device 105 operate on the same sampled received signal, despite the fact that upon detection of a sampling error inevitably creates a slight time delay necessary to carry out the necessary operations. This time delay can be compensated for example by the fact that the device 105 for example, has a delay element. However, it is also conceivable that the device 105 after the sampling error detection means 103 is arranged, so that there is a forward processing structure in which the of the Abtastfehlererfassungseinrichtung 103 incurred time delay is not problematic.

Zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Konzeptes der Abtastfehlererfassung ist in 2 ein Empfangssignal dargestellt, das erfindungsgemäß zum Erfassen des Abtastfehlers herangezogen werden kann. Das Empfangssignal weist einen ersten Signalabschnitt 201 und einen zweiten Signalabschnitt 203 auf. Der Signalabschnitt 201 umfaßt einen Signalanteil 205, der ebenfalls in dem zweiten Signalabschnitt 203 enthalten ist. Bei einer fehlerhaften Abtastung des in 2 dargestellten Empfangssignals unterscheiden sich die beiden Signalanteile nun voneinander. Erfindungsgemäß ist zu einer Erfassung des Abtastfehlers jedoch keine genaue Kenntnis der beiden Signalanteile 205 des empfangenen Signals notwendig. Wird das in 2 dargestellte Empfangssignal „von links nach rechts" abgetastet, d. h. wird der erste Signalabschnitt 201 vor dem zweiten Signalabschnitt 203 empfangen, so ist eine Kenntnis der Abtasttaktabweichung bei dem Signalanteil 201 nicht notwendig, da, eine konstante Abtasttaktabweichung innerhalb eines Empfangssignals angenommen, der Abtastfehler ausgehend von dem zweiten Signalabschnitt 203 relativ zu dem ersten Signalabschnitt 201 bestimmt werden kann. Ein möglicher Ansatz zum Bestimmen des Abtastfehlers wird im Zusammenhang mit dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ausführlich diskutiert.To clarify the inventive concept of sampling error detection is in 2 a received signal shown, which can be used according to the invention for detecting the sampling error. The received signal has a first signal section 201 and a second signal section 203 on. The signal section 201 comprises a signal component 205 also in the second signal section 203 is included. In case of a faulty sampling of the in 2 shown received signal, the two signal components now differ from each other. According to the invention, however, a detection of the scanning error is not an exact knowledge of the two signal components 205 the received signal necessary. Will that be in 2 shown receive signal "scanned from left to right", ie, the first signal section 201 before the second signal section 203 receive a knowledge of the sample clock deviation in the signal component 201 not necessary since, assuming a constant sampling clock deviation within a received signal, the sampling error starting from the second signal portion 203 relative to the first signal section 201 can be determined. One possible approach to determining the sampling error is described in connection with FIG 3 illustrated embodiment discussed in detail.

3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen eines Abtastfehlers in einem abgetasteten Empfangssignal. 3 shows a first embodiment of an inventive device for determining a sampling error in a sampled received signal.

Die in 3 dargestellte Vorrichtung umfaßt eine Abtasteinrichtung 301, die beispielsweise wie die in 1 dargestellte Abtasteinrichtung 101 aufgebaut ist. Mit einem Ausgang der Abtasteinrichtung 301 ist eine Abtastfehlererfassungseinrichtung (TED) 303 gekoppelt. Die Abtastfehlererfassungseinrichtung 303 weist einen ersten Ausgang 305 und einen zweiten Ausgang 307 auf. Nach der Abtastfehlerer fassungseinrichtung 303 ist eine Einrichtung 309 zum Korrigieren eines Abtastfehlers (TEC) angeordnet. Die Einrichtung 309 zum Korrigieren eines Abtastfehlers ist sowohl mit dem ersten Ausgang 305 als auch mit dem zweiten Ausgang 307 der Abtastfehlererfassungseinrichtung 303 gekoppelt. Nach der Einrichtung 309 ist optional eine Einrichtung 311 zum Durchführen einer Fourier-Transformation angeordnet, die mit einem Ausgang der Einrichtung 309 zum Korrigieren eines Abtastfehlers gekoppelt ist.In the 3 The device shown comprises a scanning device 301 for example, like the ones in 1 shown scanning device 101 is constructed. With an output of the scanner 301 is a sampling error detection device (TED) 303 coupled. The scanning error detecting device 303 has a first exit 305 and a second exit 307 on. After the Abtastfehlerer detection device 303 is a facility 309 arranged to correct a sampling error (TEC). The device 309 for correcting a sampling error is with both the first output 305 as well as with the second exit 307 the sampling error detection device 303 coupled. After the setup 309 is optional a facility 311 arranged to perform a Fourier transform associated with an output of the device 309 is coupled to correct a sampling error.

Die in 3 dargestellte erfindungsgemäße Struktur weist die Einrichtung 311 zum Bestimmen der Fourier-Transformation nur deswegen auf, um das erfindungsgemäße Konzept bei einem Einsatz in einem OFDM-System, bei dem eine Fourier-Transformation durchgeführt wird, zu verdeutlichen, sowie um die prinzipiellen Unterschiede zwischen dem erfindungsgemäßen Konzept und dem in 12 dargestellten Stand der Technik zu verdeutlichen. An dieser Stelle sei jedoch darauf hingewiesen, daß der FFT-Block 311 zu einer erfindungsgemäßen Erfassung eines Abtastfehlers nicht benötigt wird.In the 3 illustrated inventive structure has the device 311 for determining the Fourier transformation only to illustrate the inventive concept when used in an OFDM system in which a Fourier transform is performed, as well as the principal differences between the inventive concept and the in 12 illustrated state of the art. It should be noted, however, that the FFT block 311 is not required for a detection of a scanning error according to the invention.

Im folgenden wird auf die Funktionsweise der in 3 dargestellten erfindungsgemäßen Struktur eingegangen.The following will focus on how the in 3 illustrated structure of the invention.

Nach einer Abtastung des Empfangssignals durch die Abtasteinrichtung 301 werden die eintreffenden Abtastwerte x[k(TS+ΔTS)] verwendet, um den Abtastfehler, der durch die Abtasttaktabweichung ΔTS charakterisiert ist und der auch als eine Abtastfrequenzabweichung ΔfS beschrieben werden kann, wobei fS die Abtastfrequenz bezeichnet, zu erfassen. Die Abtastfehlererfassungseinrichtung 303 erfaßt den Abtastfehler und erzeugt einen Steuerungsparameter e(i) der bei der Korrektur von denselben Abtastwerten verwendet wird, auf deren Basis die Einrichtung 303 den Abtastfehler erfaßt. Die Korrektur der Abtastwerte kann beispielsweise durch eine Interpolation durchgeführt werden, wenn die Einrichtung 309 zum Korrigieren als ein FIR- Interpolationsfilter realisiert wird. In diesem Fall beschreibt der Parameter e(i) beispielsweise die Koeffizienten des Interpolationsfilters in Abhängigkeit von der erfaßten Abtastfehlerabweichung (Abtastfehler).After a sample of the received signal by the scanner 301 For example, the incoming samples x [k (T S + ΔT S )] are used to detect the sampling error, which is characterized by sampling clock deviation ΔT S and which may also be described as a sampling frequency deviation Δf S , where f S denotes the sampling frequency , The scanning error detecting device 303 detects the sampling error and generates a control parameter e (i) which is used in the correction of the same samples, on the basis of which the device 303 detects the sampling error. The correction of the samples may, for example, be performed by interpolation when the device 309 for correcting as an FIR interpolation filter. In this case, the parameter e (i) describes, for example, the coefficients of the interpolation filter as a function of the detected sampling error deviation (sampling error).

Dadurch, daß erfindungsgemäß eine vorwärtsverarbeitende Struktur nun möglich ist, wird beispielsweise bei einem OFDM-Signal das Frequenzbereichssignal x(n) von einer Abtastfrequenzabweichung nicht beeinflußt, da die Einrichtung 309 bereits ein korrigiertes Empfangssignal x(kTS) liefert. Dieser Vorteil ist beispielsweise in der in 12 dargestellten Struktur gemäß Stand der Technik nicht gegeben, da der Abtastfehler erst nach der Fourier-Transformation bestimmt wird, so daß, wie es bereits erwähnt worden ist, die Frequenzbereichssignale von Abtastfehlerabweichungen betroffen sind.By virtue of the fact that, according to the invention, a forward-processing structure is now possible, the frequency domain signal x (n) is not influenced by a sampling frequency deviation in an OFDM signal, for example 309 already provides a corrected received signal x (kT S ). This advantage is included For example, in the in 12 In the prior art, the prior art structure is not shown, since the sampling error is determined only after the Fourier transform, so that, as already mentioned, the frequency domain signals are affected by sampling error deviations.

Wie es im Zusammenhang mit dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel diskutiert worden ist, wird erfindungsgemäß ein zeitdiskretes Signal, das an dem Ausgang der Abtasteinrichtung 301 entsteht, zu einer Detektion einer Abtasttaktabweichung herangezogen. Erfindungsgemäß wird die Abtasttaktabweichung (Abtastfehler) auf der Basis von in dem zeitdiskreten Signal enthaltenen zyklischen Wiederholsequenzen (erster und zweiter Signalabschnitt) durchgeführt. Diese Wiederholsequenzen resultieren aus einer Abtastung der in dem zeitkontinuierlichen Signal enthaltenen zyklischen Wiederholung, wobei ein Inhalt der zu verarbeitenden Sequenz und der entsprechenden zyklischen Wiederholung (gleicher Signalanteil) gleich sein soll, naturgemäß jedoch aus zufälligen Werten bestehen kann. Voraussetzung für eine Ausnutzung einer solchen Signalstruktur zum erfindungsgemäßen Erfassen des Abtastfehlers ist lediglich eine einmalige Wiederholung einer Sequenz, was beispielsweise bei einer OFDM-Signal der Fall ist.As related to the in 3 has been discussed, according to the invention is a discrete-time signal, which at the output of the scanning device 301 arises, used to detect a sampling clock deviation. According to the present invention, the sampling clock deviation (sampling error) is performed on the basis of cyclic repeat sequences (first and second signal portions) included in the time-discrete signal. These repetition sequences result from a sampling of the cyclic repetition contained in the continuous-time signal, wherein a content of the sequence to be processed and the corresponding cyclic repetition (same signal component) should be the same, but of course can consist of random values. The prerequisite for utilizing such a signal structure for detecting the sampling error according to the invention is merely a one-time repetition of a sequence, which is the case, for example, with an OFDM signal.

In 4 ist ein Beispiel für eine Signalstruktur mit einer zyklischen Wiederholung dargestellt. Es handelt sich dabei um mehrere OFDM-Symbole, wobei, wie es bereits beschrieben worden ist, jedem OFDM-Symbol Ng Abtastwerte als Schutzintervall vorangestellt sind, die eine Kopie der letzten Ng Abtastwerte sind, wie es durch die in 1 eingezeichneten Pfeile verdeutlicht ist. Unter der Annahme eines idealen Übertragungskanals und einer idealen Abtastung, sind die in einem jeweiligen OFDM-Symbol auftretenden ersten und zweiten Signalabschnitte identisch.In 4 an example of a signal structure with a cyclic repetition is shown. These are a plurality of OFDM symbols, where, as already described, each OFDM symbol is preceded by N g samples as a guard interval, which are a copy of the last N g samples, as represented by the in 1 illustrated arrows is illustrated. Assuming an ideal transmission channel and an ideal sample, the first and second signal portions appearing in a respective OFDM symbol are identical.

In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die ersten und zweiten Abschnitte der drei aufeinanderfolgenden OFDM-Symbole jeweils mit Sequenz 1 (Seq. 1) oder Sequenz 2 (Seq. 2), Sequenz 3 (Seq. 3) oder Sequenz 4 (Seq. 4) und Sequenz 5 (Seq. 5) oder Sequenz 6 (Seq. 6) bezeichnet. Bei einer Abtastfrequenzabweichung, d. h. ΔfS ist ungleich 0 unterscheiden sich die jeweiligen ersten und zweiten Signalabschnitte des jeweiligen abgetasteten OFDM-Symbols jedoch voneinander, so daß sie nach der Abtastung keine identischen Signalanteile mehr aufweisen. Sind die Abstände zwischen den jeweiligen korrespondierenden Abtastwerten der ursprünglich identischen Sequenzen 1 und 2 bekannt, so kann der Abtastfehler, wie es im folgenden erläutert wird, erfaßt werden.In the in 4 In the illustrated embodiment, the first and second portions of the three consecutive OFDM symbols are each sequence 1 (SEQ ID NO. 1) OR SEQUENCE 2 (SEQ ID NO. 2), SEQUENCE 3 (SEQUENCE 3) OR SEQUENCE 4 (SEQUENCE 4) AND SEQUENCE 5 (SEQ ID NO: 5) or SEQ ID NO: 6 (SEQ ID NO: 6). However, with a sampling frequency deviation, ie, Δf S is not equal to 0, the respective first and second signal portions of the respective sampled OFDM symbol are different from each other, so that they have no identical signal portions after the sampling. If the distances between the respective corresponding samples of the originally identical sequences 1 and 2 are known, then the sampling error, as will be explained below, can be detected.

In der Praxis wird dieser Abstand durch entsprechende Spezifikationen in dem dem Übertragungsverfahren zugrundeliegenden Standard festgelegt. Nimmt man für diesen Abstand einen Wert von N Abtastperioden an und bezeichnet man die Abweichung von der nominalen Abtastperiode mit ΔTS, so ergibt sich die in 5 dargestellte Indizierung der Abtastwerte beider Sequenzen. Zu einer besseren Unterscheidung der Abtastwerte beider Sequenzen werden in den weiteren Betrachtungen die Abtastwerte der jeweiligen zweiten Sequenz (Wiederholung der ersten Sequenz) mit einem Unterstrich gekennzeichnet. Es ist deutlich zu erkennen, daß ein zeitlicher Unterschied der ursprünglich identischen Abtastwerte in den jeweiligen Sequenzen durch eine zeitliche Differenz N(TS+ΔTS) gebildet wird. Das Ziel des erfindungsge mäßen Verfahrens zum Erfassen des Abtastfehlers (des Detektionsverfahrens) besteht nun darin, ΔTS zu ermitteln. Zur Verfügung stehen dafür die in einem Empfänger bekannten Funktionswerte der beiden Sequenzen. Diese sind aufgrund der Abweichung des Abtasttaktes von dem nominalen Abtasttakt nicht mehr identisch. Diese Eigenschaft (Unterschied) kann, wie es bereits erwähnt worden ist, zu einer Bestimmung der Abtasttaktabweichung ausgenutzt werden.In practice, this distance is determined by appropriate specifications in the standard underlying the transmission method. Assuming for this distance a value of N sampling periods and denoting the deviation from the nominal sampling period with ΔT S , we obtain the in 5 illustrated indexing of the samples of both sequences. For a better differentiation of the samples of both sequences, the samples of the respective second sequence (repetition of the first sequence) are marked with an underscore in the further considerations. It can be clearly seen that a time difference of the originally identical samples in the respective sequences is formed by a time difference N (T S + ΔT S ). The object of the erfindungsge MAESSEN method for detecting the Abtastfehlers (the detection method) is now to determine .DELTA.T S. Available for this are the known in a receiver function values of the two sequences. These are no longer identical due to the deviation of the sample clock from the nominal sample clock. This property (difference) may, as already mentioned, be exploited to determine the sampling clock deviation.

Der erste Schritt besteht nun darin, den in 5 dargestellten Effekt zu modellieren. Das bedeutet, es wird eine Näherungsformel bestimmt, mit deren Hilfe der dargestellte Effekt nachgebildet werden kann. Beispielsweise kann man hierzu ein Interpolationspolynom heranziehen, wobei es sich um ein eindeutig bestimmtes Polynom (n-1)-ten Grades handelt. Dieses Interpolationspolynom kann beispielsweise mit Hilfe der Lagrangschen Interpolationsformel bestimmt werden:

Figure 00270001
The first step is to change the in 5 modeled effect. This means that an approximate formula is determined with the aid of which the illustrated effect can be reproduced. For example, one can use an interpolation polynomial for this, which is a uniquely determined polynomial (n-1) -th degree. This interpolation polynomial can be determined, for example, using the Lagrangian interpolation formula:
Figure 00270001

In dieser Formel stellen die Werte x1 ... xn und y1 ... yn die Werte der zuerst abgetasteten Sequenz 1 dar (erster Signalabschnitt). Dabei charakterisieren die Werte x1 ... xn den zeitlichen Abstand der Abtastwerte der ersten Sequenz, die Werte y1 ... yn charakterisieren hingegen jeweils einen möglicherweise komplexwertigen Wert der Abtastwerte der Sequenz 1. Die Werte x und y repräsentieren dagegen analog die Werte der N Abtastperioden später abgetasteten Sequenz 2. Berücksichtig wird dabei für die Werte x bzw. y die bzw. y die zeitliche Abtasttaktabweichung (x-Achse) bzw. die daraus folgende Veränderung der Funktionswerte (y-Achse). Mit anderen Worten ausgedrückt, wird bevorzugt irgendein Abtastwert der Sequenz 2 (zweiter Signalabschnitt), der bekannt ist, anhand von einer Mehrzahl von Abtastwerten unter Berücksichtigung deren zeitlichen Auftretens geschätzt, wodurch der Effekt der Abtasttaktabweichung modelliert wird.In this formula, the values x 1 ... x n and y 1 ... y n represent the values of the first sampled sequence 1 (first signal segment). The values x 1 ... X n characterize the time interval of the samples of the first sequence, whereas the values y 1 ... Y n characterize a possibly complex-valued value of the samples of the sequence 1. The values x and y, on the other hand, represent analog The values of the N sampling periods later sampled sequence 2 are taken into account here. For the values x and y, the or y is the temporal sampling clock deviation (x-axis) or the consequent change in the function values (y-axis). In other words, preferably, any sample of the sequence 2 (second signal portion) that is known is estimated from a plurality of samples taking into account its timing, thereby modeling the effect of sampling clock deviation.

Die oben stehend dargestellte Interpolationsformel wird bevorzugt in der Abtastfehlererfassungseinrichtung, wie sie beispielsweise in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel dargestellt ist, implementiert, so daß der Abtastfehler aus einem Vergleich zwischen einem Abtastwert, den der abgetastete zweite Signalabschnitt (Sequenz 2, y) aufweist und einer Schätzung des Abtastwerts anhand einer Mehrzahl von Abtastwerten, die der abgetastete erste Signalabschnitt (Sequenz 1, y1 ... yn) aufweist, erfaßt.The above-described interpolation formula is preferably used in the sampling error detection device, as described, for example, in US Pat 3 illustrated embodiment, so that the sampling error is a comparison between a sample, the sampled second signal portion (sequence 2, y) and an estimate of the sample based on a plurality of samples, the sampled first signal portion (sequence 1, y 1 ... y n ) detected.

6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung, die eine Interpolationsstruktur aufweist, mit der der Effekt der Abtasttaktabweichung modelliert werden kann. Im unterschied zu dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt das in 6 dargestellte Ausführungsbeispiel eine Interpolationsstruktur 601, die nach der Abtasteinrichtung 301 angeordnet ist. Die Interpolationsstruktur 601 weist ferner einen Steuereingang 603 sowie einen Ausgang 604 auf. 6 shows an embodiment of an apparatus having an interpolation structure with which the effect of sampling clock deviation can be modeled. In difference to the in 3 illustrated embodiment includes in 6 illustrated embodiment, an interpolation structure 601 that after the scanning device 301 is arranged. The interpolation structure 601 also has a control input 603 as well as an exit 604 on.

Im folgenden wird die Funktionsweise der in 6 dargestellten Struktur erläutert.The following is the operation of the in 6 illustrated structure explained.

6 verdeutlich die Wirkung der Abtastabweichung auf die Sequenz 1 und Sequenz 2 (erster und zweiter Signalabschnitt). Da die entsprechenden Abtastpaare des ersten und des zweiten Signalabschnitts N Abtastwerte voneinander entfernt sind, unterscheidet sich eine Amplitude der Abtastwerte aufgrund einer Abweichung (offset) NΔTS voneinander. Dieser Effekt kann beispielsweise bei einer langsam veränderlichen oder einer konstanten Abtastfrequenzabweichung ΔfS mit einem Effekt der Interpolation verglichen werden. Hierzu wird die Abtastung, die von der Abtasteinrichtung 301 durchgeführt wird, als ideal angenommen und der Effekt der Abtastabweichung hingegen in der Interpolationsstruktur 601 berücksichtigt. Dabei bestimmt NΔTS eine zeitliche Lage von dem Abtastwert x. Unter der Annahme, daß Abtastfrequenzabweichungen durch eine Parameter-gesteuerte Interpolation korrigiert werden können, muß es also möglich sein, den Interpolationsparameter durch Berechnung einer Interpolation zwischen Eingangs- und Ausgangsabtastwerten zu bestimmen. Die oben stehend dargestellte Gleichung (Lagrange-Formel) realisiert beispielhaft eine derartige Interpolation. Wählt man beispielsweise als Grad der polynombasierten Funktion n-1, so können n Abtastwerte der Sequenz 1 zur Berechnung eines interpolierten Wertes zu jedem Zeitpunkt zwischen den n gewählten Abtastwerten herangezogen werden. Der Wert y ist dabei lediglich durch die zeitliche Lage xi des jeweiligen Abtastwertes charakterisiert. Diese Operation kann natürlich invertiert werden. Für jeden Wert y muß es daher möglich sein, n-1 Abtastzeitpunkte zu berechnen. Auf der Basis einer Verwendung eines Abtastwertes aus Sequenz 2 (zweiter Signalabschnitt) kann daher eine Information über eine Zeitdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Signalabschnitt gewonnen werden. Wie es in 6 veranschaulicht ist, ist diese Differenz nur durch NΔTS bestimmt. 6 illustrates the effect of the scan deviation on the sequence 1 and sequence 2 (first and second signal section). Since the respective sampling pairs of the first and second signal sections are N samples apart, an amplitude of the samples differs due to a deviation NΔT S from each other. This effect can be compared to an effect of interpolation, for example, with a slowly varying or a constant sampling frequency deviation Δf S. For this purpose, the sample taken by the scanner 301 is assumed to be ideal, and the effect of the sample deviation, on the other hand, in the interpolation structure 601 considered. In this case, NΔT S determines a temporal position of the sample x. Thus, assuming that sampling frequency deviations can be corrected by parameter-controlled interpolation, it must be possible to determine the interpolation parameter by calculating interpolation between input and output samples. The above equation (Lagrangian formula) exemplifies such interpolation. If one selects, for example, as the degree of the polynomial-based function n-1, then n samples of the sequence 1 can be used to calculate an interpolated value at any time between the n selected samples. The value y is characterized only by the temporal position x i of the respective sample. Of course, this operation can be inverted. For each value y, it must therefore be possible to calculate n-1 sampling times. On the basis of using a sample from sequence 2 (second signal section), information about a time difference between the first and the second signal section can therefore be obtained. As it is in 6 is illustrated, this difference is determined only by NΔT S.

Um die folgenden Berechnungen zu vereinfachen, wird NΔTS mit μ abgekürzt. Um ΔTS zu berechnen, kann vorzugsweise für die zuerst abgetastete Sequenz ein idealer Abtasttakt (z.B. TS = 1) angenommen werden. Betrachtet man nun die oben stehende Lagrange-Formel, so ist erkennbar, daß der Nenner einfach berechnet werden kann, da sich im Nenner eine Multiplikation ganzzahliger Werte ergibt. Im Zähler ergibt sich hingegen eine Differenzbildung, auf die im folgenden eingegangen wird.To simplify the following calculations, NΔT S is abbreviated to μ. In order to calculate ΔT S , an ideal sampling clock (eg T S = 1) may preferably be assumed for the sequence sampled first. Looking now at the Lagrangian formula above, it can be seen that the denominator can be simply calculated, since there is a multiplication of integer values in the denominator. In the counter, however, results in a difference, which will be discussed below.

Die Differenzbildung im Zähler veranschaulicht dabei 7, die ein Beispiel einer Darstellung von Abtastzeitdifferenzen darstellt. Dabei wird, um die weiteren Betrachtungen zu vereinfachen, von einem kubischen Polynom dritter Ordnung ausgegangen (n = 4). Diese Vorgehensweise stellt darüber hinaus einen guten Kompromiß zwischen einer Genauigkeit und einem numerischen Aufwand dar.The subtraction in the counter illustrates this 7 , which illustrates an example of a representation of sample time differences. In order to simplify the further considerations, a cubic polynomial of the third order is assumed (n = 4). This approach also provides a good compromise between accuracy and numeric effort.

Im oberen Diagramm in 7 ist eine Abtastfolge des ersten Signalabschnitts (Sequenz 1) dargestellt. Dabei ist ein normierter Zeitabstand, der jeweils durch Pfeile verdeutlicht ist, zwischen aufeinanderfolgenden Abtastwerten gleich eins. Im unteren Diagramm in 7 ist dagegen ein Abtastwert y dargestellt, der aufgrund der Abtasttaktabweichung zeitlich verschoben ist. Dabei beträgt der zeitliche Abstand zwischen dem Abtastzeitpunkt x und z.B. dem Abtastzeitpunkt x2 bei einer Übereinanderlegung beider Sequenzen μN, wie es durch die Pfeile dargestellt ist. Analog betragen die Abtasttaktabweichungen zwischen x und x1 μN+1 und so fort. Durch Einsetzen der in 7 dargestellten Verhältnisse kann die folgende Formulierung für die obenstehend dargestellte Formel erhalten werden:

Figure 00300001
In the upper diagram in 7 a scan sequence of the first signal section (sequence 1) is shown. In this case, a standardized time interval, which is illustrated by arrows in each case, is equal to one between successive sampling values. In the lower diagram in 7 on the other hand, a sample value y is shown, which is shifted in time due to the sample clock deviation. In this case, the time interval between the sampling time x and, for example, the sampling time x 2 in a superposition of the two sequences μ N , as it is by the arrows are shown. Analogously, the sampling clock deviations between x and x are 1 μ N + 1 and so forth. By inserting the in 7 The following formulation can be obtained for the formula shown above:
Figure 00300001

Nach einem Ausmultiplizieren werden die potenzierten Werte für μN 3...1 ausgeklammert. Durch eine anschließende Überführung von y auf die rechte Seite der Gleichung erhält man die folgende Formel:

Figure 00310001
After being multiplied out, the potentiated values for μ N 3 ... 1 are excluded. Subsequent conversion of y to the right side of the equation yields the following formula:
Figure 00310001

Da die Werte für y1...n sowie y bekannt sind (Sequenz 1 und Sequenz 2) können nun mit Hilfe beispielsweise einer Nullstellenberechnung drei unterschiedliche Werte für μN ermittelt werden.Since the values for y 1 ... n and y are known (sequence 1 and sequence 2), three different values for μ N can now be determined with the aid of, for example, a zero-point calculation.

Um einen numerischen Aufwand gering zu halten, kann die Nullstellenberechnung beispielsweise mit Hilfe eines effizienten Algorithmus zur Eigenwertberechnung durchgeführt werden. Aus den drei erhaltenen Nullstellen muß nun die relevante Nullstelle ermittelt werden, die auf die Abtasttaktabweichung hinweist. Dazu werden als erstes die Werte für μN durch N dividiert. Dadurch entstehen aufgrund der vorher durchgeführten Substitution (μN = NΔTS) drei unterschiedliche Werte für ΔTS. Sind die Werte y1...n sowie y komplexwertig, so sind die aufgrund der notwendigerweise komplexwertigen Operationen erhaltenen Nullstellenwerte im Normalfall komplexwertig. Eine Ausnahme muß der relevante Wert für ΔTS bilden. Aufgrund der Tatsache, daß der gesuchte Wert für ΔTS real sein muß, kann durch ein einfaches Suchkriterium, das beispielsweise den kleinsten Imaginärteil ermittelt, der relevante Wert für ΔTS ermittelt werden. Aufgrund von umfangreichen Simulationen konnte beispielsweise festgestellt werden, daß der Imaginärteil in diesem Fall nahezu 0 ist (10–4 und kleiner). Der so ermittelte Wert für die Abtasttaktabweichung ΔTS (= 1/ΔfS) kann im Anschluß zu einer Steuerung der Korrektur der Abtastwerte mit Hilfe von Interpolationsmethoden verwendet werden. Derartige Interpolationsmethoden wurden von F.M. Gardner in „Interpolation in Digital Modems – Part: Fundamentals", IEEE Transactions on Communications, vol. 41, no. 3, pp. 501-508, März 1993, und von L. Erup et. al. in „Interpolation in Digital Modems-Part 2: Implementation and Perfor mance", IEEE Transactions on Communications, vol. 41, no. 6, pp. 998-1008, Juni 1993 veröffentlicht.To keep a numerical effort low, the zero computation can be performed, for example, using an efficient eigenvalue computation algorithm. From the three obtained zeros now the relevant zero point must be determined, which indicates the sampling clock deviation. First, the values for μ N are divided by N. This results in three different values for ΔT S due to the previously performed substitution (μ N = NΔT S ). If the values y 1 ... n and y are complex-valued, then the zero values obtained on the basis of the necessarily complex-valued operations are normally complex-valued. An exception must be the relevant value for ΔT s . Due to the fact that the sought value for ΔT S must be real, the relevant value for ΔT S can be determined by a simple search criterion, which determines, for example, the smallest imaginary part. Due to extensive simulations it could be determined, for example, that the imaginary part in this case is almost 0 (10 -4 and smaller). The value thus obtained for the sampling clock deviation ΔT S (= 1 / Δf S ) can be used subsequent to a control of the correction of the sampled values by means of interpolation methods. Such interpolation methods have been described by FM Gardner in "Interpolation in Digital Modems - Part: Fundamentals," IEEE Transactions on Communications, vol. 41, no. 3, pp. 501-508, March 1993, and by L. Erup et al "Interpolation in Digital Modems Part 2: Implementation and Performance", IEEE Transactions on Communications, vol. 41, no. 6, pp. 998-1008, published June 1993.

Erfindungsgemäß wird das fehlerbehaftet abgetastete Empfangssignal, wie es bereits erwähnt worden ist, basierend auf dem in dem fehlerhaft abgetasteten Empfangssignal entstandenen Abtastfehler korrigiert, da erfindungsgemäß hierzu eine vorwärtsverarbeitende Struktur eingesetzt wird. Weist beispielsweise das fehlerbehaftete abgetastete Empfangssignal eine Folge von Abtastwerten auf, und ist die erfindungsgemäße Abtastfehlererfassungseinrichtung ausgebildet, um den Abtastfehler aus der Folge von Abtastwerten zu bestimmen, so liefert die Einrichtung zum Korrigieren eines Abtastfehlers aus der fehlerbehafteten Folge von Abtastwerten eine korrigierte Folge von Abtastwerten. Diese Korrektur wird bevorzugt für jede sukzessiv empfangene Abtastfolge durchgeführt, was zu einer Verbesserung der Korrekturgenauigkeit und somit zu einer Senkung der Bitfehlerwahrscheinlichkeit führt.According to the invention erroneous sampled received signal, as it has already been mentioned based on the in the erroneously sampled received signal resulting scanning error corrected since according to the invention for this purpose a forward processing Structure is used. For example, assigns the errored one sampled receive signal a sequence of samples, and is the Abtastfehlererfassungseinrichtung invention trained to the sampling error from the sequence of samples the means for correcting a sampling error provides from the erroneous sequence of samples a corrected Sequence of samples. This correction is preferred for each successive received sample sequence performed, resulting in an improvement of the correction accuracy and thus too lowering the bit error probability.

In den obigen Ausführungen wurde davon ausgegangen, daß die untersuchten Sequenzen (Signalabschnitte) von dem Abtastfehler (Abtasttaktabweichung) beeinflußt werden. In der Realität müssen jedoch die Eigenschaften des Übertragungskanals (Kanaleigenschaften) berücksichtigt werden. Für eine burstartige strukturierte Funkübertragung sind dabei beispielsweise zwei Effekte zu beachten:

  • – durch eine Mehrwegausbreitung kommt es zu frequenzselektiven Effekten
  • – diese Effekte sind wiederum zeitvariant
In the above embodiments, it has been assumed that the sequences examined (signal sections) are influenced by the sampling error (sampling clock deviation). In reality, however, the properties of the transmission channel (channel properties) must be taken into account. For a burst-like structured radio transmission, for example, two effects are to be considered:
  • - multipath propagation leads to frequency-selective effects
  • - These effects are again time-varying

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen des Abtastfehlers sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Korrigieren des Abtastfehlers können bevorzugt dann eingesetzt werden, wenn die Kanalecholaufzeiten nicht all zu lang sind, d. h. daß sie beispielsweise kürzer sind als die Län ge des ersten oder des zweiten Signalabschnitts, was beispielsweise bei einer Inhaus-Übertragung (indoor-Übertragung) erfüllt ist. Spät empfangene Signalanteile wirken sich dabei aufgrund der geringen Sendeleistung gar nicht oder nur unwesentlich aus. Ein Verzögerungsleistungsdichtespektrum (delay spread) weist in diesem Fall einen exponentiell abklingenden Verlauf auf. Die mittlere Impulsverbreitung Δτ eines indoor-Szenarios kann beispielsweise bis zu 250 ns betragen.The inventive device for determining the Abtastfehlers and the inventive device for correcting the Abtastfehlers can preferably be used when the Kanalecholaufzeiten are not all that long, that is, for example, are shorter than the Län ge of the first or the second signal portion, which, for example an in-home transmission (indoor transmission) met is. Late received signal components have no effect at all or only insignificantly due to the low transmission power. A delay power density spectrum (delay spread) has an exponentially decaying course in this case. The mean pulse spread Δτ of an indoor scenario, for example, can be up to 250 ns.

Das erfindungsgemäße Konzept kann prinzipiell für jeden Abtastwert der Wiederholsequenz durchgeführt werden. Hat diese Sequenz beispielsweise 16 Werte, so könnte man 16 unabhängige Werte für die Abtasttaktabweichung berechnen. Dabei muß jedoch der Kanaleinfluß berücksichtigt werden. Wird der Kanaleinfluß als eine Faltung der Sendedaten mit der Kanalimpulsantwort dargestellt, so werden die Abtastwerte der Wiederholsequenz auch durch Abtastwerte außerhalb des wiederholten Bereichs unterschiedlich beeinflußt.The inventive concept can in principle for every sample of the repeat sequence. Has this sequence for example, 16 values, so could 16 independent ones Values for calculate the sampling clock deviation. However, the channel influence must be considered become. If the channel influence as showing a convolution of the transmission data with the channel impulse response, so the samples of the repeat sequence are also sampled outside of the repeated area differently affected.

Um eine möglichst geringe Beeinflussung zu gewährleisten, soll bei einer OFDM-Übertragung für den verwendeten Kanal daher bevorzugt die folgende Bedienung eingehalten werden: τmax≤TGI In order to ensure the least possible interference, the following operation should preferably be maintained for an OFDM transmission for the channel used: τ Max ≤ T GI

Das bedeutet, daß eine maximale Impulsverbreitung durch den Kanal kleiner sein muß als die zeitliche Dauer der Wiederholsequenz (z. B. cyclic prefix beim OFDM). Da dies jedoch eine allgemeine Forderung für unterschiedliche Anwendungen (z. B. OFDM-Technik zur Vermeidung von Intersymbol-Interferenzen) ist, stellt diese Bedienung keine schwerwiegende Einschränkung dar. Ist die Kanalimpulsantwort jedoch länger als das bei OFDM verwendete Schutzintervall, so können effiziente Algorithmen eingesetzt werden, um durch eine Vorentzerrung im Zeitbereich in dem Empfänger die Kanalimpulsantwort zu verkürzen. Beispielsweise ist in der Schrift von H. Schmidt und K.D. Kammeyer, „Impulse truncation for wireless OFDM", Proceedings of 5-th International OFDM-Workshop 2000, Hamburg, September 2000, ein einfaches Verfahren vorgeschlagen, um die Kanalimpulsantwort auf der Basis des Kriteriums des minimalen mittleren quadratischen Fehlers abzuschneiden. Diese Vorentzerrung kann beispielsweise durch ein FIR-Filter realisiert werden.The means that one maximum pulse propagation through the channel must be less than that time duration of the repeat sequence (eg cyclic prefix in OFDM). However, this is a general requirement for different applications (eg, OFDM technique to avoid intersymbol interference), This operation is not a serious limitation. However, if the channel impulse response is longer than that used in OFDM Guard interval, so can efficient algorithms are used to perform a pre-equalization in the time domain in the receiver to shorten the channel impulse response. For example, in the paper by H. Schmidt and K.D. Kammeyer, "Impulse truncation for wireless OFDM ", Proceedings of 5-th International OFDM Workshop 2000, Hamburg, September 2000, a simple method proposed to the channel impulse response on the basis of the criterion of the minimum mean square To cut the error. This predistortion can, for example, by a FIR filter can be realized.

Unter Kanaleinfluß kann die Ermittlung der zur Berechnung der Taktabweichung geeigneten Werte auf zweierlei Weise erreicht werden. Ist die Länge der Kanalimpulsantwort bekannt, so kann man nach der Blocksynchronisation sofort ermitteln, welche Werte der zyklischen Wiederholung zur Berechnung der Taktabweichung geeignet sind.Under Channel influence can the determination of those suitable for calculating the clock deviation Values can be achieved in two ways. Is the length of the Channel impulse response known, so you can after the block synchronization Immediately determine which values of the cyclical repetition for the calculation the clock deviation are suitable.

Ist die Länge der Kanalimpulsantwort nicht bekannt, so muß sie jedoch vorher bestimmt werden.is the length The channel impulse response is not known, but it must be determined in advance become.

Erfindungsgemäß wird die Länge der Kanalimpulsantwort aus einer Mehrzahl von sukzessiv erfaßten Abtastfehlern bestimmt. Dabei können die sukzessiv erfaßten Abtastfehler beispielsweise von einer Einrichtung zum Empfangen einer Mehrzahl von Abtastfehlern empfangen werden, so daß die Mehrzahl der empfangenen Abtastfehler bevorzugt in einer Einrichtung zum Aufteilen der Abtastfehler in aufeinanderfolgende Gruppen von Abtastfehlern aufgeteilt wird. Für die jeweilige Gruppe von Abtastfehlern wird sodann eine Standardabweichung bestimmt. Durch Ermitteln der Gruppe von Abtastfehlern, die die geringste Standardabweichung aufweist, kann die Länge der Kanalimpulsantwort ermittelt werden.According to the invention Length of Channel impulse response from a plurality of successively detected sampling errors certainly. It can which successively recorded Sampling error, for example, from a device for receiving a plurality of sampling errors are received, so that the plurality the received sampling error preferably in a device for Dividing the sampling errors into successive groups of sampling errors is split. For the respective group of sampling errors then becomes a standard deviation certainly. By determining the group of sampling errors that the Having the lowest standard deviation, the length of the Channel impulse response can be determined.

Bevorzugt wird für alle Werte der zyklischen Wiederholung die Abtasttaktabweichung ΔTS bestimmt. Im Anschluß daran werden die Ng Werte der Taktabweichung in unterschiedliche Intervalle aufgeteilt. Das Intervall, das die geringste Standardabweichung aufweist, wird im Anschluß daran weiterverarbeitet. Durch eine Mittelung über dieses Intervall gewinnt man einen zuverlässigen Wert für Abtasttaktabweichung, wodurch ferner zusätzlich eine Unterdrückung von Rauscheffekten ermöglicht wird. Wie es oben stehend beschrieben worden ist, kann durch dieses Vorgehen erfindungsgemäß die Länge der Kanalimpulsantwort bestimmt werden.The sampling clock deviation ΔT S is preferably determined for all values of the cyclical repetition. Subsequently, the N g values of the clock deviation are divided into different intervals. The interval that has the lowest standard deviation is subsequently processed further. Averaging over this interval yields a reliable sample clock deviation value, which further allows for the suppression of noise effects. As has been described above, the length of the channel impulse response can be determined according to the invention by this procedure.

In 8 ist das oben stehend beschriebene Verfahren am Beispiel einer zyklischen Wiederholung einer Sequenz von 16 Abtastwerten, wie sie beispielsweise in der folgenden Schrift: IEEE P802, 11a, „Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: High-Speed Physical Layer in the 5 GHz Band", Juli 1999 spezifiziert ist, verdeutlicht.In 8th The method described above is exemplified by a cyclic repetition of a sequence of 16 samples, as described, for example, in the following: IEEE P802, 11a, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: High-speed physical layer in the 5 GHz band ", July 1999 specified clarifies.

Da Inhaus-Kanäle (indoor-Kanäle) sehr langsam veränderlich sind, so kann die Ermittlung der zur Mittelung relevanten Werte (Intervallänge) für ΔTS nur in sehr großen zeitlichen Abständen durchgeführt werden, z. B. alle 100 OFDM-Symbole. Mit Hilfe einer Überabtastung kann der Vorgang zur Ermittlung des relevanten Intervalls zur Mittelung von ΔTS erheblich präzisiert werden. Eine weitere Verbesserung (Unterdrückung von Rauscheffekten) des Ergebnisses für ΔTS kann bevorzugt durch eine weitere Mittelung aufeinanderfolgende Werte für ΔTS erzielt werden was z. B. durch eine Mittelung von ΔTS über mehrere OFDM-Symbole durchgeführt werden kann. Diese Mittelung kann durchgeführt werden, da die Schwankungen der Abtasttaktabweichung aufgrund der Oszillatoreigenschaften des Oszillators, der in der Abtasttakteinrichtung eingesetzt ist, wie z. B. Temperaturverhalten, langsam veränderlich sind.Since in-house channels (indoor channels) are very slowly variable, the determination of the averaging-relevant values (interval length) for ΔT S can only be carried out at very long time intervals, eg. For example, all 100 OFDM symbols. With the aid of oversampling, the process for determining the relevant interval for averaging ΔT s can be made considerably more precise. A further improvement (reduction of noise effects) of the result for S .DELTA.T can be preferably achieved by a further averaging successive values for .DELTA.T S what z. B. durchge by an average of .DELTA.T S over several OFDM symbols can be led. This averaging can be performed because the variations in the sampling clock deviation due to the oscillator characteristics of the oscillator used in the sampling clock, such as the sampling clock. B. temperature behavior, are slowly changing.

Die Funktionalität der Erfindung gemäß der Vorrichtung zum Bestimmen des Abtastfehlers bzw. der auf den Abtastfehler hinweisenden Abtastfrequenzabweichung wurde in mehreren Simulationen verifiziert. Hierbei wurde ein typisches WLAN-Szenario auf der Basis von OFDM gewählt (N = 64, Ng = 16, TOFDM = 4 μs, Tg = 0,8 μs). Um eine Qualität der Signalverarbeitung zu erhöhen, wurde in den Simulationen eine Überabtastung um Faktor 2 und 4 verwendet.The functionality of the invention according to the apparatus for determining the sampling error or sampling frequency deviation indicative of the sampling error has been verified in several simulations. In this case, a typical WLAN scenario based on OFDM was chosen (N = 64, N g = 16, T OFDM = 4 μs, T g = 0.8 μs). In order to increase the quality of the signal processing, an oversampling by a factor of 2 and 4 was used in the simulations.

In 9a und 9b sind beispielhafte Simulationsergebnisse dargestellt, wobei jeweils die Abtastfrequenzabweichung Δf [ppm] über einem Symbolindex aufgetragen sind. Wie es bereits erwähnt worden ist, ist die Detektionsqualität am meisten durch Kanaleinflüsse beeinflußt. Um diesen Einfluß zu konstruieren wurden jeweils zwei verschiedene Kanalmodelle verwendet, die einem realistischen Inhaus-Szenario entsprechen und die in der folgenden Schrift: ETSI EP BRAN, J. Medbo, P. Schramm, „Channel Models for HIPERLAN/2 in Different Indoor Scenarios", ETSI BRAN 3ERI085B, März 1998 spezifiziert worden sind.In 9a and 9b exemplary simulation results are shown, in each case the Abtastfrequenzabweichung Δ f [ppm] are plotted on a symbol index. As already mentioned, the quality of detection is most affected by channel influences. In order to construct this influence, two different channel models were used which correspond to a realistic in-house scenario and which are described in the following document: ETSI EP BRAN, J. Medbo, P. Schramm, "Channel Models for HIPERLAN / 2 in Different Indoor Scenarios". , ETSI BRAN 3ERI085B, March 1998.

Zusätzlich wurde jeweils gaussverteiltes weißes Rauschen (40 dB) überlagert (AWGN; AWGN = average white gaussion noise). Der erste Kanal entspricht einer typischen Büroumgebung. Die obere Grenze für das Verzögerungsleistungsdichtespektrum (delay spread) beträgt 390 ns. Eine Verwendung eines Schutzintervalls mit einer Länge von Tg = 800 ns resultiert in einer unkritischen Offset-Detektion, was in 9a dargestellt ist. Während der Simulation wurde die Abtastfrequenzabweichung jeweils nach einer Länge von 10 OFDM-Symbolen geändert (100, 50, 200, 100, 150 ppm). Die in 9b dargestellte Kurve beschreibt einen mehr kritischen Fall. Das verwendete Modell der Kanalimpulsantwort entspricht einer typischen großen Freiraumumgebung, bei der keine direkte Komponente (NLOS; NLOS = non line of sight) existiert. Diese Bedienungen gelten auch für eine Büroumgebung mit einem großen Verzögerungsleistungsdichtespektrum. Die obere Grenze für das Verzögerungsleistungsdichtespektrum (delay spread) beträgt 730 ns. Unter Verwendung eines Schutzintervalls mit einer Länge von Tg = 800 ns resultiert so eine kritische Offset-Detektion. Aus diesem Grund wurde in den Simulationen die Kanalimpulsantwort gemäß dem in der Schrift von Schmidt, K.D. Kammeyer, „Impulse truncation for wireless OFDM", Proceedings of 5-th International OFDM-Workshop 2000, Hamburg, September 2000 entwickelten Verfahren gekürzt. Die verbleibenden Toleranzen sind klein ver glichen mit einer Gesamtdetektionsabweichung und können daher vernachlässigt werden.Additionally, Gaussian distributed white noise (40 dB) was superimposed (AWGN = average white gauss noise). The first channel corresponds to a typical office environment. The upper limit for the delay power density spread (delay spread) is 390 ns. Use of a guard interval with a length of T g = 800 ns results in uncritical offset detection, which results in 9a is shown. During the simulation, the sampling frequency deviation was changed every 10 OFDM symbols (100, 50, 200, 100, 150 ppm). In the 9b The illustrated curve describes a more critical case. The channel impulse response model used corresponds to a typical large free space environment where there is no NLOS (NLOS). These operations also apply to an office environment with a large delay power density spectrum. The upper limit for the delay power density spectrum (delay spread) is 730 ns. Using a guard interval with a length of T g = 800 ns thus results in a critical offset detection. For this reason, in the simulations, the channel impulse response was shortened according to the method developed in the specification by Schmidt, KD Kammeyer, "Impulse truncation for wireless OFDM", Proceedings of 5-th International OFDM Workshop 2000, Hamburg, September 2000. The remaining tolerances are small compared with a total detection deviation and can therefore be neglected.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können Abtasttaktabweichungen bevorzugt rein numerisch erfaßt oder detektiert werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht auch ferner eine rein digitale Abtasttaktsynchronisation. Mögliche Abtasttaktabweichungen werden unter Ausnutzung von zyklischen Wiederholsequenzen berechnet. Hierzu wird eine Art „inverse Interpolation" durchgeführt. Der gewonnene Parameter (Abtasttaktabweichung) dient der Steuerung der Korrektur des fehlerhaft abgetasteten Signals.According to the present Invention can Abtasttaktabweichungen preferred purely numerically detected or be detected. The present invention also further allows a pure digital sample clock synchronization. Possible sampling clock deviations are calculated using cyclic repeat sequences. This is a kind of "inverse Interpolation " obtained parameters (sampling clock deviation) is used to control the Correction of the erroneously sampled signal.

Ein Hauptmerkmal des erfindungsgemäßen Detektionsverfahrens besteht in der vorwärtsverarbeitenden Struktur. Durch diese vorwärtsverarbeitende Struktur werden die Stabilitätseigenschaften der Synchronisation deutlich verbessert. Des weiteren ist keine Einlaufzeit notwendig und die bereits erwähnten hang-up-Effekte können vermieden werden. Ein wesentlicher Vorteil ist durch den geringen numerischen Aufwand gegeben. Viele Zwischenergebnisse zur Berechnung der Taktabweichung können bei der eigentlichen Korrektur des Signals durch eine Interpolation wiederverwendet werden. Es ist möglich, daß bei der erfindungsgemäßen Berechnung der Taktabweichung ebenfalls von einem Interpolationspolynom ausgegangen werden kann. Wählt man für beide Funktionsblöcke, Detektion und Korrektur (TED und TEC) denselben Interpolationsansatz, kann man den numerischen Aufwand des Detektionsverfahrens auf wenige Operationen reduzieren.One Main feature of the detection method according to the invention exists in the forward processing Structure. Through this forward processing Structure become the stability characteristics the synchronization significantly improved. Furthermore, no Warm-up time necessary and the already mentioned hang-up effects can be avoided become. A significant advantage is due to the low numerical Effort given. Many intermediate results for calculating the clock deviation can during the actual correction of the signal by interpolation be reused. It is possible, that at the calculation according to the invention the clock deviation also assumed an interpolation polynomial can be. Chooses one for one both functional blocks, Detection and correction (TED and TEC) use the same interpolation approach, one can reduce the numerical complexity of the detection process to a few Reduce operations.

Im folgenden wird der Einfluß einer nicht-idealen Abtastung diskutiert.in the following is the influence of a non-ideal sampling discussed.

Um die Vorteile eines fast vollständig digitalisierten Empfängers auszunutzen, wird die Abtastung durch Verwendung eines freilaufenden Oszillators durchgeführt. Die resultierenden Differenzen zwischen den Abtastfrequenzen in einem Sender und in einem Empfänger (ftrans + frec) hängen im we sentlichen von den Eigenschaften des Oszillators, wie es in der Schrift C. Muschallik, „Influence of RF Oscillators on an OFDM Signal", IEEE Transactions on Consumer Electronics, Bd. 41, Nr. 4, S 592-603, August 1995 beschrieben ist ab. Im folgenden wird eine langsam veränderliche Abtastfrequenzabweichung angenommen. Sie kann durch einen relativen Wert Δf beschrieben werden:

Figure 00380001
To take advantage of an almost fully digitized receiver, sampling is performed using a free running oscillator. The resulting differences between the sampling frequencies in a transmitter and in a receiver (f trans + f rec ) are essentially dependent on the characteristics of the oscillator, as described in C. Muschallik, "Influence of RF Oscillators on OFDM Signal". described IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol 41, No. 4, S 592-603, July 1995. In the following, a slowly varying Abtastfrequenzabweichung is assumed It can be described by a relative value Δ f....:
Figure 00380001

Aufgrund von zwei individuellen Abtastfrequenzen muß der oben stehende Wert für Δf verdoppelt werden, wodurch der schlechteste Fall angenommen wird (worst case). Der Effekt der Abtastfrequenzabweichung kann nur im Frequenzbereich analysiert werden. Um die Signalberechnungen zu vereinfachen, wird ein Einzelträgersignal angenommen, das durch eine Exponentialfunktion beschrieben wird. Die Signalbeschreibung im Frequenzbereich kann erhalten werden, indem eine N-Punkt diskrete Fourier-Transformation (DFT) verwendet wird. Nun kann das resultierende Spektrum Xi für jeden Subträger Index n berechnet werden, da es nur durch eine Einzelfrequenz fc geformt ist.Due to two individual sampling frequencies, the above value for Δ f must be doubled, which assumes the worst case. The effect of sampling frequency deviation can only be analyzed in the frequency domain. To simplify the signal calculations, a single carrier signal is assumed, which is described by an exponential function. The signal description in the frequency domain can be obtained by using an N-point discrete Fourier transform (DFT). Now, the resulting spectrum X i can be calculated for each subcarrier index n, since it is shaped only by a single frequency f c .

Figure 00380002
Figure 00380002

Unter Verwendung einer geometrischen Reihenentwicklung kann die Summation in der oben stehenden Gleichung vermieden werden. Nach einer Trennung von Phase und Betrag kann das Spektrum durch

Figure 00390001
berechnet werden. Um den Einfluß der Abtastfrequenzabweichung Δf zu betrachten, muß die die Abtastfrequenzabweichung Δf beschreibende Gleichung modifiziert werden. Unter Verwendung des Ausdrucks ftrans = NfC/C und der Substitution TS = Trec, folgt die Gleichung
Figure 00390002
Using a geometric series expansion, the summation can be avoided in the above equation. After a separation of phase and magnitude, the spectrum can pass through
Figure 00390001
be calculated. In order to consider the influence of the Abtastfrequenzabweichung Δ f must the Abtastfrequenzabweichung Δ f equation describing be modified. Using the expression ftrans = Nf C / C and the substitution T S = T rec , the equation follows
Figure 00390002

Um die reellen OFDM-Eigenschaften herzuleiten, muß die oben stehende Gleichung durch eine Summation vervollständig werden, die die Subträgereinflüsse beschreibt.Around To derive the real OFDM properties, the equation above must be used completed by a summation which describes the subcarrier influences.

Figure 00390003
Figure 00390003

Basierend auf der oben stehenden Gleichung können alle Effekte der nicht-idealen Abtastung berechnet werden. Durch eine Variation der Parameter n, c und Δf können zwei verschiedene Einflüsse auf das OFDM-Signal unterschieden werden. Der Einfluß von Δf auf die Phase enthaltenden Terme indizieren eine Phasendrehung, die zu dem Subträgerindex und dem Symbolindex proportional ist. Aus diesem Grund muß im folgenden nur die Phase der verwertbaren Signalkomponenten (n = c) betrachtet werden. Für einen Subträger n folgt daher

Figure 00400001
Based on the above equation, all the effects of the non-ideal sample can be calculated. By varying the parameter n, c, and Δ f can have two different effects can be distinguished in the OFDM signal. The influence of Δ f to the phase-containing terms indicate a phase rotation that is proportional to the Subträgerindex and the symbol index. For this reason, only the phase of the usable signal components (n = c) has to be considered below. Therefore, for a subcarrier n follows
Figure 00400001

Zusätzlich wird die Phase für sukzessive Symbole rotiert. Diese Rotation kann durch φi(n) = 2πni(1 + Δf)ausgedrückt werden. Der zweite Effekt kann durch den absoluten Wert von Xi (n) beschrieben werden.In addition, the phase is rotated for successive symbols. This rotation can be through φ i (n) = 2πni (1 + Δ f ) be expressed. The second effect can be described by the absolute value of X i (n).

Figure 00400002
Figure 00400002

Es müssen zwei verschiedene Fälle unterschieden werden. Für n ungleich c werden die interferierenden Signalkomponenten betrachtet. Die auftretende Interkanalinterferenz (ICI; ICI = inter-carrier interference) wächst proportional mit dem Subträgerindex. Zusätzlich zu diesem Effekt werden spektrale Nutzkomponenten (n = c) gedämpft.Two different cases have to be distinguished. For n unlike c, they will interfere considered the signal components. The occurring inter-channel interference (ICI) increases proportionally with the subcarrier index. In addition to this effect, useful spectral components (n = c) are attenuated.

Durch eine Verarbeitung von nicht-ideal abgetasteten Signalen durch die diskrete Fourier-Transformation (DFT) wird das Spektrum nicht-ideal zugeordnet. Nach einer Transformation der orthogonalen Subträger, wird das diskrete Spektrum zwischen den Maxima und den äquidistant verteilten Nulldurchgängen plaziert. Um eine signifikante Signal zu Rauschabstand (SNR; SNR = signal to noise ratio) Verschlechterung aufgrund des Verlustes der Subträgerorthogonalität zu vermeiden, sollte bevorzugt eine effiziente Abtastfrequenzsynchronisation durchgeführt werden.By a processing of non-ideally sampled signals by the Discrete Fourier Transform (DFT) makes the spectrum non-ideal assigned. After a transformation of the orthogonal subcarrier, will the discrete spectrum between the maxima and the equidistant distributed zero crossings placed. To obtain a significant signal to noise ratio (SNR; SNR = signal to noise ratio) Deterioration due to loss to avoid subcarrier orthogonality Preferably, efficient sampling frequency synchronization should be performed.

Abhängig von den Gegebenheiten kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen eines Abtastfehlers oder zum Korrigieren eines Abtastfehlers in Hardware oder in Software implementiert werden. Die Implementation kann auf einem digitalen Speichermedium, insbesondere einer Diskette oder CD mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen erfolgen, die so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, dass das entsprechende Verfahren ausgeführt wird.Depending on the circumstances, the inventive method for determining a sampling error or to correct a sampling error in Hardware or be implemented in software. The implementation can be on a digital storage medium, especially a floppy disk or CD with electronically readable control signals, the so can interact with a programmable computer system that the corresponding procedure is carried out.

Claims (11)

Vorrichtung zum Bestimmen eines Abtastfehlers in einem abgetasteten Empfangssignal, mit folgenden Merkmalen: einer Abtasteinrichtung (101; 301) zum Abtasten eines Empfangssignals, das einen ersten und einen zweiten Signalabschnitt aufweist, wobei der erste und der zweite Signalabschnitt zumindest einen gleichen Signalanteil aufweisen, wobei das abgetastete Empfangssignal einen abgetasteten ersten und zweiten Signalabschnitt aufweist, der jeweils aus der Abtastung des ersten und des zweiten Signalabschnitts hervorgeht, wobei der abgetastete Signalanteil des ersten Signalabschnitts und der abgetastete Signalanteil des zweiten Signalabschnitts einen Unterschied aufweisen; eine Abtastfehlererfassungseinrichtung (103; 303) zum Erfassen des Abtastfehlers auf der Basis des abgetasteten ersten und zweiten Signalabschnitts, wobei die Abtastfehlererfassungseinrichtung (103; 303) ausgebildet ist, um den Abtastfehler durch eine Lagrange-Interpolation zu schätzen.Device for determining a sampling error in a sampled received signal, comprising: a sampling device ( 101 ; 301 ) for sampling a receive signal having a first and a second signal portion, the first and second signal portions having at least a same signal component, the sampled receive signal having a sampled first and second signal portion, each of the first and second samples Signal portion emerges, wherein the sampled signal portion of the first signal portion and the sampled signal portion of the second signal portion have a difference; a scanning error detection device ( 103 ; 303 ) for detecting the sampling error on the basis of the sampled first and second signal sections, the sampling error detection device ( 103 ; 303 ) is adapted to estimate the sampling error by Lagrange interpolation. Vorrichtung zum Korrigieren eines Empfangssignals, die eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Abtastfehlers in einem abgetasteten Empfangssignal gemäß Anspruch 1 umfaßt, mit folgenden Merkmalen: einer Einrichtung (105; 309) zum Korrigieren des Abtastfehlers, die ausgebildet ist, um basierend auf dem erfaßten Abtastfehler und dem abgetasteten Empfangsignal ein korrigiertes Empfangssignal zu liefern.Apparatus for correcting a received signal, comprising a device for determining a sampling error in a sampled received signal according to claim 1, comprising: a device ( 105 ; 309 ) for correcting the sampling error, which is arranged to provide a corrected received signal based on the detected sampling error and the sampled received signal. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der die Abtastfehlererfassungseinrichtung (103; 303) ausgebildet ist, um der Einrichtung (105; 309) zum Korrigieren des Ab tastfehlers einen Parameter zu liefern, der auf den Abtastfehler in dem abgetasteten Empfangssignal hinweist, wobei die Einrichtung (105; 309) zum Korrigieren eines Abtastfehlers ausgebildet ist, um das abgetastete Empfangssignal basierend auf dem Parameter zu korrigieren.Apparatus according to claim 2, in which the sampling error detection means ( 103 ; 303 ) is designed to allow the device ( 105 ; 309 ) for correcting the sampling error to provide a parameter indicative of the sampling error in the sampled received signal, the device ( 105 ; 309 ) for correcting a sampling error to correct the sampled received signal based on the parameter. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der das fehlerbehaftete abgetastete Empfangssignal eine Folge von Abtastwerten aufweist, wobei die Abtastfehlererfassungseinrichtung (103; 303) ausgebildet ist, um den Abtastfehler aus der Folge von Abtastwerten zu bestimmen, und wobei die Einrichtung (105; 309) zum Korrigieren eines Abtastfehlers ausgebildet ist, um aus der fehlerbehafteten Folge von Abtastwerten eine korrigierte Folge von Abtastwerten zu liefern.Apparatus according to claim 3, wherein the erroneous sampled received signal comprises a sequence of samples, the sampling error detection means ( 103 ; 303 ) is arranged to determine the sampling error from the sequence of samples, and wherein the device ( 105 ; 309 ) for correcting a sampling error to provide a corrected sequence of samples from the errored sequence of samples. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner folgende Merkmale umfaßt: eine Einrichtung zum Empfangen von einer Mehrzahl von sukzessiv erfaßten Abtastfehlern; eine Einrichtung zum Aufteilen der Mehrzahl der empfangenen Abtastfehler in aufeinanderfolgende Gruppe von Abtastfehlern; eine Einrichtung zum Bestimmen einer Standardabweichung für die jeweilige Gruppe von Abtastfehlern; eine Einrichtung zum Bestimmen einer Länge einer Kanalimpulsantwort durch Ermitteln der Gruppe von Abtastfehlern, die die geringste Standardabweichung aufweist.Device according to a the claims 1 to 4, further comprising: a facility for Receiving a plurality of successively detected sampling errors; a Device for splitting the plurality of received sampling errors in successive group of sampling errors; An institution for determining a standard deviation for the respective group of sampling errors; means for determining a length of a Channel impulse response by determining the group of sampling errors, which has the lowest standard deviation. Verfahren zum Bestimmen eines Abtastfehlers in einem abgetasteten Empfangssignal, mit folgenden Schritten: Abtasten eines Empfangssignals, das einen ersten und einen zweiten Signalabschnitt aufweist, wobei der erste und der zweite Signalabschnitt zumindest einen gleichen Signalanteil aufweisen, wobei das abgetastete Empfangssignal einen abgetasteten ersten und zweiten Signalabschnitt aufweist, der jeweils aus der Abtastung der ersten und zweiten Signalabschnitts hervorgeht, wobei der abgetastete Signalanteil des ersten Signalabschnitts und der abgetastete Signalanteil des zweiten Signalabschnitts einen Unterschied aufweisen; Erfassen des Abtastfehlers auf der Basis des abgetasteten ersten und zweiten Signalabschnitts, wobei der Abtastfehler durch eine Lagrange-Interpolation geschätzt wird.A method for determining a sampling error in a sampled received signal, comprising the steps of: sampling a received signal having first and second signal portions, the first and second signal portions having at least a same signal component, the sampled one of the sampled signals Receive signal has a sampled first and second signal portion, each resulting from the sampling of the first and second signal portion, wherein the sampled signal portion of the first signal portion and the sampled signal portion of the second signal portion have a difference; Detecting the sampling error based on the sampled first and second signal portions, wherein the sampling error is estimated by a Lagrange interpolation. Verfahren gemäß Anspruch 6, das zum Erfassen des Abtastfehlers einen Schritt eines Vergleichens zwischen einem Abtastwert, den der abgetastete zweite Signalabschnitt aufweist, und einer Schätzung des Abtastwerts anhand einer Mehrzahl von Abtastwerten, die der abgetastete erste Signalabschnitt aufweist, aufweist.Method according to claim 6, for detecting the sampling error, a step of comparing between a sample, the sampled second signal portion and an estimate of the sample based on a plurality of samples that the sampled first signal portion has. Verfahren zum Korrigieren eines Empfangssignals, mit folgenden Schritten: Bestimmen des Abtastfehlers gemäß Anspruch 6 oder 7; Korrigieren des Abtastfehlers basierend auf dem erfaßten Abtastfehler und dem abgetasteten Empfangssignal; Liefern eines korrigierten Empfangssignals.Method for correcting a received signal, with the following steps: Determining the sampling error according to claim 6 or 7; Correct the scan error based on the detected scan error and the sampled received signal; Deliver a corrected Reception signal. Verfahren gemäß Anspruch 8, mit folgenden Schritten: Erzeugen eines Parameters, der auf den Abtastfehler in dem abgetasteten Empfangssignal hinweist; Korrigieren des abgetasteten Empfangssignals basierend auf dem Parameter.Method according to claim 8, with the following steps: Generating a parameter that indicates the sampling error in the sampled received signal; Correct the sampled received signal based on the parameter. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8-9, mit folgenden Schritten: Empfangen einer Mehrzahl von sukzessiv erfaßten Abtastfehlern; Aufteilen der Mehrzahl der empfangenen Abtastfehler in aufeinanderfolgende Gruppen von Abtastfehlern; Bestimmen einer Standardabweichung für die jeweilige Gruppe von Abtastfehlern; Bestimmen einer Länge einer Kanalimpulsantwort durch Ermitteln der Gruppe von Abtastfehlern, die die geringste Standardabweichung aufweist.Method according to one the claims 8-9, with the following steps: Receiving a plurality of successively recorded sampling errors; Splitting the plurality of received sampling errors in successive groups of sampling errors; Determine a standard deviation for the respective group of sampling errors; Determining a length of a Channel impulse response by determining the group of sampling errors, which has the lowest standard deviation. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, das als Computerprogramm realisiert ist.Method according to one the claims 6 to 10, which is realized as a computer program.
DE10362081A 2003-05-28 2003-05-28 Detection and correction of a sampling error in a received signal that requires precise block or sampling synchronization, whereby a sampling error is determined from sampled first and second signal sections Expired - Fee Related DE10362081B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003124418 DE10324418B4 (en) 2003-05-28 2003-05-28 Apparatus and method for determining a scan error and means for correcting it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003124418 DE10324418B4 (en) 2003-05-28 2003-05-28 Apparatus and method for determining a scan error and means for correcting it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10362081B4 true DE10362081B4 (en) 2006-11-23

Family

ID=37311363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10362081A Expired - Fee Related DE10362081B4 (en) 2003-05-28 2003-05-28 Detection and correction of a sampling error in a received signal that requires precise block or sampling synchronization, whereby a sampling error is determined from sampled first and second signal sections

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10362081B4 (en)

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MATIC, D. et al.: OFDM timing synchronisation: Possibilities and Limits to the usage of the Cyclic Prefix for Maximum Likelihood Estimation. In: Proc. IEEE Vehicular Technology Conf., 1999, Vol. 2, S. 668-672 *
SCHMIDL, T.M., u. COX, D.C.: Low-Overhead, Low- Complexity [Burst] Synchronization for OFDM. In: Proc. IEEE Int. Conf. on Converging Technologies for Tomorrow's Applications, 1996, Vol. 3, S. 1301-1306 *
SCHMIDL, T.M., u. COX, D.C.: Robust Frequency and Timing Synchronization for OFDM. In: IEEE Trans. Comm., 1997, Vol. 45, No. 12, S. 1613-1621 *
VAN DE BEEK, J.J., u. SANDELL, M.: ML Estimation of Time and Frequency Offset in OFDM Systems. In: IEEE Trans. Signal Processing, 1997, Vol. 45, No. 7, S. 1800-1805 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60222849T2 (en) Clock synchronization for OFDM based wireless networks
US8229011B2 (en) Fine symbol timing synchronization method and apparatus in OFDM system
DE60111444T2 (en) Simplified fine-tuning of the FFT window in orthogonal multicarrier systems
EP1002405B1 (en) Method and device for combined measurement of the beginning of a data block and carrier frequency shift in a multicarrier transmission system in f classes
DE60301270T2 (en) DEVICE AND METHOD FOR ESTIMATING A MULTIPLE OF CHANNELS
Witschnig et al. A different look on cyclic prefix for SC/FDE
DE602004006406T2 (en) FREQUENCY SYNCHRONIZATION DEVICE AND FREQUENCY SYNCHRONIZATION PROCESS
EP0412616B1 (en) Receiver for time-varying distorted data signals
DE602005003273T2 (en) A method of estimating frequency offset in a communication system over a Rayleigh fading channel
EP0898381B1 (en) Equalizing method and equalizer for ofdm receiver
JP2002518880A (en) OFDM bus, carrier frequency synchronization and repetition frequency domain frame synchronization
US8385434B2 (en) Process of synchronization in the time and frequency domain of multiple equipments in a transmission system with OFDM modulation
DE10297220A1 (en) Single-carrier / multi-carrier wireless architecture
DE69736659T2 (en) Multi-carrier receiver with compensation for frequency shifts and frequency-dependent distortions
EP1368945B1 (en) Method for the frequency and time synchronization of an ofdm receiver
EP1469647B1 (en) OFDM symbol synchronisation
EP3610617A1 (en) Transmitter and receiver and corresponding method
CN109194594A (en) A kind of phase noise inhibition method based on continuous carrier polymerization
DE602004002092T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING DETERGENT COEFFICIENTS IN AN OFDM SYSTEM
DE60311150T2 (en) DEVICE AND DEVICE FOR PROCESSING A CHANNEL IMPULSE RESPONSE
DE60219474T2 (en) FREQUENCY CORRECTION FOR A MULTI CARRIER SYSTEM
DE10324418B4 (en) Apparatus and method for determining a scan error and means for correcting it
DE10362081B4 (en) Detection and correction of a sampling error in a received signal that requires precise block or sampling synchronization, whereby a sampling error is determined from sampled first and second signal sections
EP0833470A2 (en) Method of frame synchronization
DE60317276T2 (en) Synchronization in multi-carrier receivers

Legal Events

Date Code Title Description
Q172 Divided out of (supplement):

Ref document number: 10324418

Country of ref document: DE

Kind code of ref document: P

8110 Request for examination paragraph 44
AC Divided out of

Ref document number: 10324418

Country of ref document: DE

Kind code of ref document: P

AC Divided out of

Ref document number: 10324418

Country of ref document: DE

Kind code of ref document: P

8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee