DE19920999A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Empfangen eines digitalen Videosignals - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Empfangen eines digitalen Videosignals

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Unterteilen von Bereichen empfangener Daten zum Rückgängigmachen einer Abbildung der empfangenen Daten offenbart. Insbesondere erfolgt das Rückgängigmachen der Abbildung durch lineares Unterteilen von Bereichen von Werten der empfangenen Daten auf einer Achse einer gleichphasigen Komponente und einer Achse einer Quadraturkomponente; durch Berechnen der mittleren quadratischen Abweichung vom Signal von der Entzerrungseinheit; durch Bilden des Kehrwerts des MSE-Werts und durch lineares Interpolieren zum Erzeugen eines CSI-Werts sowie durch Multiplizieren des CSI-Werts mit dem Bereichsunterteilungswert zur Quantisierung. Während des Rückgängigmachens der Abbildung der empfangenen Daten werden Werte der empfangenen Daten nicht zwangsweise beschnitten, um dadurch die Bereiche genauer zu unterteilen und die Zuverlässigkeit zu verbessern. Auch wird ein zuverlässiger CSI-Wert durch einfache Hardware und einfache Steuerung erzeugt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Empfangen eines digitalen Videosignals, und spezieller betrifft sie ein Verfahren und eine Vorrichtung in einem or­ thogonalen Frequenzmultiplexsystem unter Verwendung mehrerer Träger zum Unterteilen von Bereichen empfangener Daten und zum Liefern von Kanalzustandsinformation, wie sie beim Rück­ gängigmachen einer Abbildung verwendet wird.
Hintergrund gemäß der einschlägigen Technik
In digitalen Fernsehübertragungssystemen existieren Einzel­ träger-Modulationssysteme unter Verwendung eines Einzelträ­ gers sowie Mehrträger-Modulationssysteme unter Verwendung mehrerer Träger. Insbesondere können digitale Fernsehüber­ tragungssysteme in Restseitenband (VSB = Vestigal Side Band)-Sys­ teme unter Verwendung eines Einzelträgers und orthogonale Frequenzmultiplex (OFDM = orthogonal frequency division mul­ tiplexing)-systeme unter Verwendung mehrerer Träger unter­ teilt werden.
Das OFDM-System unter Verwendung mehrerer Träger erlaubt ei­ ne einfache Wiederherstellung beschädigter Signale, wie in einem Kanal mit mehreren Pfaden verursacht, und es erleich­ tert, abweichend vom Fall eines Einzelträgers, ein mit einer einzelnen Frequenz arbeitendes Netz (SFN = Single Frequency Network). Da jeder Träger eine kleine Bandbreite aufweist, kann er auf Grund von Kanalschwankungen leicht beschädigt werden. Jedoch kann die Signalbeschädigung in angemessener Weise repariert werden, da ein Mehrfach-Interferenzkanal tatsächlich nur die Amplitude jedes Sendekanals für die meh­ reren Träger verringert.
Die Amplitudengröße jedes Trägers wird im Allgemeinen als Kanalzustandsinformation (CSI = Channel State Information) bezeichnet, durch die OFDM Information erhalten kann, die die Zuverlässigkeit eines empfangenen Signals anzeigt. Bei einem erdgebundenen digitalen Videorundfunksystem (DVB-T = Digi­ tal Video Broadcasting-Terrestrial), das als europäi­ scher digitaler Fernsehstandard bestimmt ist, werden Kon­ trollsignale einer PN-Abfolge von einer Sendeendstelle da­ durch übertragen, dass die PN-Abfolge zwischen die zu sen­ denden Daten eingefügt wird. Der Kanalzustand kann dadurch erhalten werden, dass die Kontrollsignale der PN-Abfolge mit den Kontrollsignalen zum Sendezeitpunkt verglichen werden, da die ursprünglichen Kontrollsignale in einer Empfangsend­ stelle bekannt sind. Demgemäß können die Kontrollsignale auch als CSI verwendet werden.
Nach dem Abbilden auf eine Konstellation werden die Daten einer inversen schnellen Fourriertransformation (IFFT) un­ terzogen, bevor ein Übertragungsvorgang gemäß OFDM erfolgt. Auch werden in die Daten gemäß einem Modulationsverfahren vor der Übertragung Schutzintervalle eingefügt. Das auf der Sendeseite verwendete Modulationsverfahren ist typischerwei­ se Quadraturphasenumtastung (QPSK), 16-Quadraturamplituden­ modulation (QAM) oder 64-QAM. Demgemäß müssen die Daten zur Übertragung gemäß OFDM in eines der drei Modulationsverfah­ ren abgebildet werden, IFFT unterzogen werden, und dazwi­ schen müssen Schutzintervalle eingefügt werden, bevor der Sendevorgang erfolgt. Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines DFB-T-Empfangssystems.
Der Tuner 101 auf der Empfängerseite empfängt über eine An­ tenne ein OFDM-Signal und setzt das Signal unter Verwendung eines von einer automatischer Verstärkungsregelungs(AGC)ein­ heit 106 ausgegebenen Steuersignals in eine Zwischenfrequenz (ZF) um. Das ZF-Signal vom Tuner 101 wird zu einer A/D-Wand­ lereinheit 102 weitergeleitet und in dieser digitalisiert und zu einer I/Q-Erzeugungseinheit 103 weitergeleitet. Da das digitalisierte Signal von der A/D-Wandlereinheit 102 nur eine in Phase liegende Komponente aufweist, setzt die I/Q-Erzeugungsschaltung das digitalisierte Signal in ein komple­ xes Signal mit einer Quadraturkomponente um, und sie gibt es an eine Frequenzkorrektureinheit 104 aus.
Im OFDM-Empfangssystem tritt zwischen dem Sender und dem Empfänger ein Frequenzfehler auf, wie ein durch den Ortsos­ zillator des Tuners 101 erzeugter Fehler. Der Fehler bewirkt einen Frequenzversatz, der durch ein Signal korrigiert wird, das als Signal aus automatischer Frequenzregelung (AFC) be­ kannt ist. Um den Frequenzversatz zu korrigieren, entnimmt eine AFC-Einheit 110 Information zum Frequenzversatz, was unter Verwendung eines durch eine Kontrollsignal-Entnahme­ einheit 108 entnommenen Kontrollsignals erfolgt, und sie gibt die entnommene Information an die Frequenzkorrekturein­ heit 104 aus. Die Frequenzkorrektureinheit 104 multipliziert die entnommene Information mit dem Ausgangssignal der I/Q-Erzeugungseinheit 103, um den Frequenzversatz zu korrigie­ ren, und sie liefert das korrigierte Signal an eine Einheit 105 für schnelle Fourriertransformation (FFT), an die AGC-Einheit 106 und an eine Zeitpunkts-Synchronisiereinheit 107.
Die FFT-Einheit 105 unterzieht das Ausgangssignal der Fre­ quenzkorrektureinheit 104 einer FFT hinsichtlich eines durch die Zeitpunkts-Synchronisiereinheit 107 gelieferten Start­ punkts, und sie gibt das Signal an die Kontrollsignal-Ent­ nahmeeinheit 108 und an eine Entzerrungseinheit 109 aus. Die AGC-Einheit 106 erzeugt ein Signal zum Beibehalten der Am­ plitude des von der A/D-Wandlereinheit 102 gelieferten Sig­ nals auf einem geeigneten Pegel, und sie steuert den Tuner 101. Die Kontrollsignal-Entnahmeeinheit 108 entnimmt dem empfangenen Signal ein auf der Senderseite eingefügtes ver­ teiltes Kontrollsignal, und sie gibt das entnommene Kon­ trollsignal an die Entzerrungseinheit 109 und die AFC-Ein­ heit 110 aus. Die Entzerrungseinheit 109 kompensiert den durch den Kanal verzerrten Träger unter Verwendung des emp­ fangenen Signals und des entnommenen Kontrollsignals, und sie gibt das kompensierte Signal an eine Einrichtung 112 zum Rückgängigmachen der Abbildung aus. Die Einrichtung 112 zum Rückgängigmachen der Abbildung macht die Abbildung der ent­ zerrten Daten durch einen Prozess rückgängig, der umgekehrt zum Abbildungsprozess für die empfangenen Daten ist. Die Da­ ten, für die die Abbildung rückgängig gemacht wurde, werden über eine interne Entschachtelungseinrichtung 113 an einen Viterbidecodierer 114 geliefert, um Symboleentschachtelungs­ information und Bitentschachtelungsinformation zu erhalten, die zu demodulieren sind.
Die Entzerrungseinheit 109 verfügt über eine Kanalvorhersa­ geeinrichtung 109-1 und einen Dividierer 109-2. Die Kanal­ vorhersageeinrichtung 109-1 vergleicht das entnommene Kon­ trollsignal mit einem bekannten Kontrollwert und interpo­ liert das Vergleichsergebnis hinsichtlich der Zeitachse und der Frequenzachse zum Erzeugen einer Kanalimpulsantwort, aus der ein Kanal vorhergesagt werden kann. Der Dividierer 109-2 teilt das FFT-Signal durch die Kanalimpulsantwort, um den Träger zu kompensieren, der durch den Kanal verzerrt worden sein kann. Insbesondere sorgt die Kanalvorhersageeinrichtung 109-1 dafür, dass das entnommene verteilte Kontrollsignal durch einen Kontrollbezugswert geteilt wird, bei dem es sich um ein Signal handelt, das mit dem ursprünglichen Kontroll­ signal identisch ist, das auf der Senderseite eingefügt wur­ de, und er entnimmt eine Abtastfrequenzcharakteristik des Kanals. Danach interpoliert die Kanalvorhersageeinrichtung die entnommene Abtastfrequenzcharakteristik hinsichtlich der Zeitachse und der Frequenzachse, um die Frequenzcharakteris­ tik für die Träger aller Frequenzen vorherzusagen. Durch In­ terpolation unter Verwendung eines bekannten verteilen Kon­ trollsignals kann die Kanalcharakteristik eines aktiven Trä­ gers hergeleitet werden.
Fig. 2 veranschaulicht eine OFDM-Rahmenstruktur für eine DVB-T-Übertragung, wobei sie den Einfügezustand der verteil­ ten Kontrollsignale zeigt. Die schwarzen Abschnitte veran­ schaulichen Positionen der verteilten Kontrollsignale, und die weißen Abschnitte veranschaulichen die aktiven Träger, d. h. die zu übertragenden Daten. Die auf der Senderseite eingefügten verteilten Kontrollsignale werden an jedem zwölften Träger auf der Frequenzachse und auf jedem vierten Symbol auf der Zeitachse positioniert. Die Kanalvorhersage­ einrichtung 109-1 interpoliert als erstes entlang der Zeit­ achse, bevor sie entlang der Frequenzachse interpoliert. Da die Kontrollsignale auf der Zeitachse alle drei Träger statt alle zwölf Träger vorhanden sind, verringert eine Interpola­ tion in Bezug auf die Zeitachse das Intervall der Kontroll­ signalträger entlang der Frequenzachse um 1/3.
Der Dividierer 109-2 sorgt dafür, dass das FFT-Signal, das um die Zeit verzögert wurde, die dazu erforderlich ist, das verteilte Kontrollsignal zu entnehmen und zu interpolieren, durch das Ausgangssignal der Kanalvorhersageeinrichtung 109-1 geteilt wird, um eine Verzerrung durch den Kanal zu kom­ pensieren. Das kompensierte Signal wird an die Einrichtung 112 zum Rückgängigmachen der Abbildung ausgegeben. Diese Einrichtung 112 zum Rückgängigmachen der Abbildung unter­ teilt Bereiche der Daten vom Dividierer 109-2 in geeigneter Weise entsprechend einer übertragenen Konstellation.
Fig. 3 veranschaulicht ein Bereichsunterteilungsverfahren, wie es im US-Patent 5,134,635 offenbart ist. Fig. 3 veran­ schaulicht ein Bereichsunterteilungsverfahren in einem Emp­ fänger, wenn Daten mit 16-QAM übertragen werden, wobei vier Bits ein Symbol bilden. Fig. 3 zeigt ein Beispiel, bei dem die Übertragungsbits entlang einer Achse einer phasenglei­ chen Komponente und einer Achse einer Quadraturkomponente gemäß -3, -1, 1, 3, auf 10, 11, 01, 00 abgebildet sind. Das heißt, dass, da bei 16-QAM-Übertragung ein Symbol über vier Bits verfügt, ein Symbol in zwei Bits entlang der Achse für die phasengleiche Komponente und zwei Bits entlang der Achse für die Quadraturkomponente unterteilt werden kann. Daher können ein erstes Ausgangsbit b(n) auf der Achse der gleich­ phasigen Komponente und der Achse der Quadraturkomponente jeweils durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt werden:
b(1) oder b(3) = -1, wenn z(n) < 1,
= -z(n), wenn 1 < z(n) ≧ 0,
= z(n), wenn 0 < z(n) < -1, und
= 1, andernfalls.
In der Gleichung 1 erfolgt eine Bestimmung dahingehend, ob ein Ausgangssignal z(n, k), das einen Träger (k) in einem Symbol (n) repräsentiert, des Dividierers 109-2 größer als 1 oder kleiner als -1 ist. Wenn das Ausgangssignal z(n, k) größer als 1 ist, wird bestimmt, dass die ersten Bits des Bereichs als null übertragen wurden, und es wird der Wert -1 ausgegeben. Wenn das Ausgangssignal z(n, k) kleiner als -1 ist, wird bestimmt, dass die ersten Bits des Bereichs als 1 übertragen wurden, und es wird der Wert 1 ausgegeben. Wenn das Ausgangssignal z(n, k) zwischen 1 und -1 liegt, wird der entgegengesetzte Wert zum Ausgangssignal ausgegeben.
Auch können ein zweites Ausgangsbits auf der Achse der gleichphasigen Komponente und der Achse der Quadraturkompo­ nente durch die folgenden Gleichungen (2) ausgedrückt wer­ den.
b(2) oder b(4) = -1, wenn z(n) < 3,
= 2-|z(n)|, wenn |z(n)| ≧ 1, und
= 1, andernfalls.
Ausgegebene Bereichsunterteilungswerte können so mit Bitme­ trik entsprechend der folgenden Gleichung (3) berechnet wer­ den, wobei y ein empfangener Datenwert ist und b(k) ein Be­ reichsunterteilungswert ist, d. h. 1, -1, z(n), -z(n) oder 2-|z(n)|.
m(k,l) = |y-b(k)|2.CSI, wenn y = 1, und
m(k,0) = |y-b(k)|2.CSI, wenn y = -1.
Wenn die die Kanalzustandsinformation jedes der empfangenen Datensymbole repräsentierenden Werte CSI in der Kanalvorher­ sageeinrichtung 109-1 entnommen sind, ändert sich das Be­ reichsunterteilungsverfahren, wie es in der Gleichung (3) angegeben ist. Die durch die Gleichung (3) berechnete Bitme­ trik führt eine harte Entscheidung aus, bei der Größen mit­ einander verglichen werden und die Werte 1 und 0 für jedes Bit bestimmt werden.
Jedoch führt bei der Bereichsunterteilung des ersten Bits auf der Achse der gleichphasigen Komponente und der Achse der Quadraturkomponente für die empfangenen Daten das oben beschriebene Bereichsunterteilungsverfahren eine zwangsweise Unterteilung eines Ausgangswerts auf den Wert -1 oder 1 aus, wenn der empfangene Datenwert 1 oder -1 überschreitet. Ob­ wohl der Störsignalpegel bei jedem Ausgangssignal verschie­ den sein kann, wurde eine derartige Differenz nicht berück­ sichtigt. Demgemäß kann keine genaue Bereichsunterteilung ausgeführt werden. In ähnlicher Weise tritt für das zweite Bit auf der Achse der gleichphasigen Komponente und der Ach­ se der Quadraturkomponente der empfangenen Daten ein Problem auf, da ein Ausgangssignal zwangsweise auf -1 oder 1 gesetzt wird, wenn der empfangene Datenwert 3 oder -3 überschreitet oder zwischen 1 und -1 fällt.
Auch verschlechtert sich die Zuverlässigkeit während der Bitmetrikberechnung auf Grund der harten Entscheidung, bei der der Bereichsunterteilungswert mit dem von der Kanalvor­ hersageeinrichtung 109-1 gelieferten CSI-Wert multipliziert wird, um den Wert eines Bits als 1 zu bestimmen, wenn der Multiplikationswert größer als ein voreingestellter Wert ist, und um ihn andernfalls als null zu bestimmen. Der CSI-Wert wird selbst dann, wenn er zu niedrig ist, einfach mit dem Bereichsunterteilungswert multipliziert. In einem sol­ chen Fall wäre auch der Multiplikationswert zu klein, was zu geringer Zuverlässigkeit der quantisierten Werte 1 oder null führt.
Zur Berechnung und Realisierung in der Kanalvorhersageein­ richtung 109-1 wird der Wert CSI im Allgemeinen nur aus der Signalleistung, nicht dem Signal /Rauschsignal-Verhältnis (SRV) an jeder Trägerposition erhalten. Obwohl dies für gu­ tes Funktionsvermögen bei additivem, weißem, normal verteil­ tem Rauschen (AWGM = additive white Gaussian noise) führen kann, bewirkt es einen Fehler bei frequenzselektivem Rau­ schen oder eine Störung, da der Rauschsignalpegel nicht be­ rücksichtigt wurde. Daher existiert zum Kompensieren des Rauschsignalpegels ein Verfahren, bei dem eine Störsignal­ leistung für jeden Träger gesondert erhalten wird und zur Verwendung als CSI-Wert ein SRV berechnet wird. Jedoch weist selbst dieses Verfahren einen unklaren Prozess hinsichtlich der Störsignalvorhersage auf, und die Hardware zum Realisie­ ren des Prozesses, bei dem das vorhergesagte Störsignal durch die Signalleistung geteilt wird, und das SRV zu erhal­ ten, ist sehr kompliziert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, zumindest die Probleme und Nachteile der einschlägigen Technik zu überwin­ den.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Empfangen eines digitalen Videosignals zu schaffen, bei denen die empfangenen Daten in einem Bereich über einem voreingestellten Bereich nicht zwangsweise auf einen Wert definiert werden.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Empfangen eines digitalen Videosignals zu schaffen, bei denen ein Bereichsunterteilungswert mit ei­ nem CSI-Wert multipliziert wird und zum Voreinstellen von Sektionen eine weiche Entscheidung erfolgt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Empfangen eines digitalen Videosignals zu schaffen, bei denen ein Wert über einem voreingestellten Wert zwangsweise geliefert wird, wenn ein CSI-Wert empfangen wird, der kleiner als ein voreingestellter Wert ist.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfah­ ren und eine Vorrichtung zum Empfangen eines digitalen Vi­ deosignals zu schaffen, bei denen eine mittlere quadratische Abweichung (MSE = Mean Square Error) in einer Entzerrungs­ einheit zum Berechnen eines CSI-Werts durch einen Mitte­ lungsprozess entlang der Zeitachse berechnet wird.
Zusätzliche Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt, und sie werden teilweise für den Fachmann beim Studieren des Folgenden erkennbar, oder sie gehen aus dem Ausüben der Erfindung hervor. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können so realisiert und erzielt werden, wie es speziell in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.
Um die Aufgaben zu lösen, und entsprechend den Zwecken der Erfindung, wie sie hier realisiert und in breitgefasstem Um­ fang beschrieben ist, beinhaltet das Verfahren zum Empfangen eines digitalen Videosignals die folgenden Schritte: (1) li­ neares Unterteilen von Bereichen von Datenwerten auf einer Achse einer gleichphasigen Komponente und einer Achse einer Quadraturkomponente, und Abbilden der Daten auf eine Kon­ stellation vor dem Sendevorgang gemäß einem Modulationsver­ fahren, (2) Berechnen eines MSE-Werts aus den empfangenen Daten durch eine Mittelung entlang der Zeitachse zum Erzeu­ gen von Kanalzustandsinformation, und (3) Multiplizieren der Kanalzustandsinformation mit dem Bereichsunterteilungswert zur Quantisierung.
Der Schritt (2) beinhaltet ferner die Quadratbildung der Differenz zwischen den empfangenen Daten und Kontrollsignal­ information an der Position eines empfangenen Kontrollsig­ nals sowie Mittelung entlang der Zeitachse, um einen MSE-Wert für den Träger jeder Frequenz zu berechnen; Verwenden der inversen Zahl zum MSE-Wert zum Berechnen des Mittelwerts in einem Frequenzbereich; Berechnen eines Gesamt-SRV; und Normieren und lineares Interpolieren der normierten Daten zum Erzeugen eines CSI-Werts für jede Trägerposition.
Der Schritt (3) beinhaltet ferner das Einstellen des CSI-Werts auf einen voreingestellten Wert oder einen Wert über dem CSI-Wert, wenn er kleiner als ein voreingestellter Wert ist, bevor Multiplikation mit dem Bereichsunterteilungswert erfolgt. Der Schritt (3) beinhaltet es auch, eine weiche Festlegung des CSI-Werts auf einen voreingestellten Wert vorzunehmen, wenn der CSI-Wert kleiner als ein voreinge­ stellter Wert ist, bevor Multiplikation mit dem Bereichsun­ teilungswert erfolgt.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Empfangen eines digi­ talen Videosignals beinhaltet eine Entzerrungseinheit, die so ausgebildet ist, dass sie dafür sorgt, dass ein Signal, das schneller Fourriertransformation unterzogen wurde, durch eine Kanalimpulsantwort geteilt wird, die unter Verwendung eines empfangenen Kontrollsignals zum Kompensieren eines durch einen Kanal verzerrten Trägers erfasst wurde; eine Be­ reichserfassungseinheit zum linearen Unterteilen von Berei­ chen von Datenwerten entlang einer Achse einer gleichphasi­ gen Komponente und einer Achse einer Quadraturkomponente, die von der Entzerrungseinheit empfangen werden, um Ab­ standsdifferenzen widerzuspiegeln; eine Kanalzustandsinfor­ mations-Erzeugungseinheit zum Berechnen eines MSE-Werts aus den Daten von der Entzerrungseinheit durch Mittelung entlang der Zeitachse zum Erzeugen von Kanalzustandsinformation; und eine Entscheidungs- und Quantisierungseinheit zum Multipli­ zieren der Kanalzustandsinformation von der Kanalzustandsin­ formations-Erzeugungseinheit mit einem Wert, der in der Be­ reichserfassungseinheit für jeden Bereich unterteilt wurde, und zum Quantisieren der Differenz multiplizierter Werte.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die fol­ genden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente kennzeichnen, im Einzelnen beschrieben.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines DVB-T-Empfängers gemäß der einschlägigen Technik;
Fig. 2 ist eine Rahmenstruktur eines DVB-T-Standards in der einschlägigen Technik, und sie zeigt einen Sendezustand von in aktive Träger eingesetzten Kontrollsignalen;
Fig. 3 ist ein Bereichsunterteilungsverfahren bei 16-QAM ge­ mäß der einschlägigen Technik;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines DVB-T-Empfängers gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer CSI-Erzeugungseinheit in Fig. 4;
Fig. 6 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen eines Be­ reichsunterteilungsverfahrens gemäß der Erfindung für erste Bits auf jeweiligen Koordinaten, wenn in einer Empfängerend­ stelle Abbildung gemäß 16-QAM erfolgt;
Fig. 7 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen eines Be­ reichsunterteilungsverfahrens gemäß der Erfindung für zweite Bits auf jeweiligen Koordinaten, wenn in einer Empfängerend­ stelle Abbildung gemäß 16-QAM erfolgt;
Fig. 8 ist ein Kurvenbild, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Erstellen von Kanalzustandsinformation in Fig. 4 zeigt;
Fig. 9 ist ein Kurvenbild, das ein erfindungsgemäßes Daten­ bereichsunterteilungsverfahren für dritte Bits auf den je­ weiligen- Koordinaten zeigt, wenn in einer Empfängerendstelle Abbildung gemäß 64-QAM erfolgt;
Fig. 10 ist ein Kurvenbild zum Vergleichen des Falls, wenn ein Bereichsunterteilungswert und ein CSI-Wert gemäß der Er­ findung erhalten und mit drei Bits quantisiert werden, mit einem Fall gemäß der einschlägigen Technik.
Fig. 11 ist ein Kurvenbild zum Vergleichen des Falls, wenn ein Bereichsunterteilungswert und ein CSI-Wert gemäß der Er­ findung erhalten und mit vier Bits quantisiert werden, mit einem Fall gemäß der einschlägigen Technik; und
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS- BEISPIELS
Nun wird im Einzelnen auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, zu denen Beispiele in den bei­ gefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Allgemein gesagt, wird gemäß dem vorliegenden Verfahren und der Vorrichtung zum Empfangen eines digitalen Videosignals ein empfangener Datenwert nicht zwangsweise für einen Bereich über einem vorgestellten Wert während einer Bereichsunterteilung zum Rückgängigmachen einer Abbildung definiert, sondern er wird linear definiert, um eine genauere Bereichsunterteilung vor­ zunehmen. Auch wird dann, wenn der CSI-Wert zu niedrig ist, entweder ein voreingestellter Wert bereitgestellt, oder es erfolgt zwangsweise eine weiche Entscheidung zum Verhindern eines möglichen Fehlers, der durch einen niedrigen CSI-Wert hervorgerufen werden kann. Schließlich werden bei der Vor­ hersage eines CSI-Werts, d. h. eines SRV für die Trägerposi­ tion jeder Frequenz, die Signalleistung und die Störsignal­ leistung nicht gesondert vorhergesagt, sondern bei einer SRV-Vorhersage wird ein MSE-Wert verwendet, um den Steue­ rungsprozess zu vereinfachen und das Funktionsvermögen bei frequenzselektiver Störsignalumgebung im Vergleich zu demje­ nigen Fall zu verbessern, in dem nur die Signalleistung ver­ wendet wird.
Fig. 4 ist ein Teilblockdiagramm der Vorrichtung zum Empfan­ gen eines digitalen Videosignals, d. h. eines DVB-T-Empfän­ gers, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung, und es zeigt Teile in Zusammenhang mit einer Bereichs­ erfassung und einer CSI-Erzeugung zum Rückgängigmachen einer Abbildung. Gemäß der Fig. 4 beinhaltet die vorliegende Vor­ richtung zum Empfangen eines digitalen Videosignals eine Be­ reichserfassungseinheit 401 zum Unterteilen von Bitbereichen entlang einer Achse einer gleichphasigen Komponente und ei­ ner Achse einer Quadraturkomponente der durch eine Entzer­ rungseinrichtung ausgegebenen Daten; eine CSI-Erzeugungsein­ heit 402 zum Erzeugen eines CSI-Signals aus den entzerrten Daten und zum Ausgeben desselben; eine Entscheidungs- und Quantisiereinheit 403 zum Anwenden des CSI-Werts auf das Ausgangssignal der Bereichserfassungseinheit 401, um eine weiche Entscheidung und Quantisierung auszuführen; eine in­ terne Entschachtelungseinrichtung 404 zum Ausführen sowohl einer Symbolentschachtelung als auch einer Bitverschachte­ lung für die quantisierten Daten; und einen Viterbidecodie­ rer 405 zum Bestimmen von Werten 1 oder 0 für die internen entschachtelten Daten. Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm der CSI-Erzeugungseinheit in Fig. 4.
Gemäß Fig. 5 beinhaltet die CSI-Erzeugungseinheit eine Qua­ driereinheit 501 zum Quadrieren der Differenz zwischen den entzerrten Daten und der Kontrollsignalinformation aus dem verteilten Kontrollsignal; eine MSE-Berechnungseinheit 502 zum Mitteln der Ausgangssignale der Quadriereinheit 501 ent­ lang der Zeitachse zum Berechnen eines MSE-Werts für den Träger jeder Frequenz; eine Invertiereinheit 503 zum Erhal­ ten des Kehrwerts des Ausgangssignals der MSE-Berechnungs­ einheit 502; eine Normierungseinheit 504 zum Mitteln der in­ vertierten Ausgangssignale der Invertiereinheit 503 in einem Frequenzbereich zum Berechnen eines Gesamt-SRV sowie zum Normieren des SRV; und eine Interpoliereinheit 505 zum In­ terpolieren der Ausgangssignale der Normierungseinheit 504 zum Vorhersagen eines CSI-Werts für jede Trägerposition.
Bei der vorliegenden Vorrichtung zum Empfangen eines digita­ len Bilds wird jeder Trägerwert von der Entzerrungseinheit an die Bereichserfassungseinheit 401 geliefert. Die Be­ reichserfassungseinheit 401 geliefert. Die Bereichserfas­ sungseinheit 401 gibt die entzerrten Daten als Wert eines zweckdienlichen Bereichs gemäß jedem Bit aus, wobei der Wert auch der gesendeten Konstellation entspricht. Danach wird jeder Bereichswert entsprechend einer einheitlichen Glei­ chung berechnet, um als Zustandsinformation eines Bits ver­ wendet zu werden, d. h. dahingehend, ob das Bit 1 oder 0 ist.
Fig. 6 ist ein Kurvenbild, das ein Datenbereichsuntertei­ lungsverfahren durch die Bereichsunterteilungseinheit 401 für die ersten Bits zeigt. Fig. 6 ist ein Beispiel zum Ab­ bilden von Daten bei 16-QAM auf der Senderseite, wobei ein 4-Bit-Datenwert ein QAM-Symbol bildet, wobei ein erstes und ein drittes Bit einer Achse einer gleichphasigen Komponente zugeordnet werden und wobei ein zweites und ein viertes Bit einer Achse einer Quadraturkomponente zugeordnet werden. Da die Bits 10, 11, 01, 11 auf der Achse der gleichphasigen Komponente und der Achse der Quadraturkomponente vor dem Sendevorgang als -3, -1, 1, 3 abgebildet werden, unterteilt die Bereichserfassungseinheit 401 als erstes Datenbereiche entsprechend den ersten Bits auf den jeweiligen Koordinaten. Zum Beispiel kann während der Abbildung auf der Senderseite, wenn der Wert 1 zur Abbildung negativer Daten gesendet wird und 0 zur Abbildung positiver Daten gesendet wird, hinsicht­ lich der y-Achse oder x=0 als Grenzlinie, wie in Fig. 6 dar­ gestellt, die Beziehung zwischen dem Eingangs- und dem Aus­ gangssignal durch die folgende Gleichung 4 ausgedrückt wer­ den:
y = -x (4)
Demgemäß wird, wenn das Eingangssignal größer als |1| ist, dieses Eingangssignal nicht zwangsweise begrenzt, sondern es wird linear definiert. Demgemäß kann das Eingangssignal wirkungsvoller als bei der einschlägigen Technik definiert werden, bei der es zwangsweise als 1 oder -1 definiert wird, wenn es größer als |1| ist (mit der gestrichelten Linie in Fig. 6 dargestellt).
Fig. 7 ist ein Kurvenbild, das ein Datenbereichsuntertei­ lungsverfahren gemäß der Erfindung für die zweiten Bits auf der Achse der gleichphasigen Komponente und der Achse der Quadraturkomponente zeigt. Bei der Unterteilung der zweiten Bits können die gesendeten Bits 1 und 0 auf die Werte -2 und 2 unterteilt werden, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Dem­ gemäß kann die Eingangs/Ausgangs-Beziehung durch die folgen­ de Gleichung (5) ausgedrückt werden, wenn das Eingangssignal x positiv ist, sowie durch die Gleichung (6), wenn das Ein­ gangssignal x negativ ist, wobei das Ausgangssignal y der Bereichswert ist:
y = -x + 2 (5)
y = x + 2 (6).
Wenn das Eingangssignal x kleiner als |1| oder größer als |3| ist, wird das Aussignal nicht zwangsweise als 1 oder -1 definiert, sondern es wird linear definiert. Demgemäß wird der empfangene Datenwert in der Bereichserfassungseinheit 401 umgesetzt und an die Entscheidungs- und Quantisierein­ heit 403 ausgegeben.
Während die Bereichserfassungseinheit 401 die Bereiche un­ terteilt, berechnet die CSI-Erzeugungseinheit 402 aus den Eingangssignalen der Entzerrungseinheit mittels eines Mitte­ lungsprozesses entlang der Zeitachse einen MSE-Wert, um ei­ nen CSI-Wert zu erzeugen, und sie liefert den erzeugten CSI-Wert an die Entscheidungs- und Quantisiereinheit 403. Genau­ er gesagt, verfügt ein Empfänger für ein erdgebundenes Rund­ funksystem, wie DVB-T, im Allgemeinen nicht über eine schar­ fe Änderung der Kanalumgebung. Im Ergebnis erfolgt die An­ nahme, dass selbst dann kein wesentlicher Fehler erzeugt wird, wenn die Mittelung entlang der Zeitachse erfolgt, um ein SRV vorherzusagen.
Um ein SRV für jede Trägerposition vorherzusagen, berechnet die Erfindung einen MSE-Wert aus den Ausgangssignalen des Dividierers 109-2 statt aus denen der Kanalvorhersageeinheit 109-1, und zwar durch einen Mittelungsprozess entlang der Zeitachse. Wenn die Kontrollsignal-Entnahmeeinrichtung 108 das auf der Senderseite eingefügte verteilte Kontrollsignal entnimmt, empfängt die Quadriereinheit 501 das verteilte Kontrollsignal als Bezugswert, und sie empfängt das Aus­ gangssignal des Dividierers 109-2. Die Quadriereinheit 501 quadriert die Differenz zwischen den zwei Signalen und lie­ fert die Ergebnisse an die MSE-Berechnungseinheit 502. Die MSE-Berechnungseinheit 502 führt eine Mittelung entlang der Zeitachse aus, um den MSE-Wert an der Position eines ver­ teilten Kontrollsignals zu berechnen, was durch die folgende Gleichung (7) ausgedrückt werden kann:
In der Gleichung (7) bezeichnet k einen Index für den Trä­ ger einer Frequenz, ek bezeichnet das Ausgangssignal des Trägers (k) im Dividierer der Entzerrungseinheit und pk be­ zeichnet einen Bezugswert. Auch bezeichnet hk eine Impuls­ antwort eines Kanals, h'k bezeichnet einen Vorhersagewert für hk, nk bezeichnet eine Störsignalkomponente und << be­ zeichnet einen Mittelungsprozess entlang der Zeitachse. Alle obigen Variablen sind komplexe Werte. Die Gleichung (7) zeigt, dass sich der Wert MSE an das Verhältnis aus der Störsignalleistung zur Signalleistung, d. h. an den Kehrwert zum SRV, annähert, wenn sich h'k an hk annähert. Daher zeigt die MSE-Vorhersage aus den Ausgangssignalen des Dividierers 109-2 ein Ergebnis dicht bei der SRV-Vorhersage. Außerdem kann, da der Bezugswert pk nur eine gleichphasige Komponente aufweist, unter der Annahme, dass eine gleichphasige Kompo­ nente und eine Quadraturkomponente der Störsignalkomponente in nk dieselben Mittelwerte und Streuungen aufweisen, das Ergebnis der Gleichung (7) durch die folgende Gleichung (8) vereinfacht werden.
MSE(ek) = <(img[ek])2< (8)
Der Wert (img[ek])2 in der Gleichung (8) bezeichnet die Qua­ draturkomponente von ek. Wie es aus der Gleichung (8) er­ kennbar ist, ist die MSE-Berechnung vereinfacht, bei der der Berechnungsprozess nicht nur verkürzt ist sondern auch kei­ nen Bezugswert benötigt. Danach bildet die Invertiereinheit 503 den Kehrwert des Ergebnisses der MSE-Berechnungseinheit 502, und sie liefert den Kehrwert an die Normierungseinheit 504. Da der MSE-Wert ein Wert ist, der an der Trägerposition berechnet wurde, an der der Bezugswert angewandt wird (1/3) der gesamten Träger bei DVB-T-Übertragung), kann das SRV (d. h. ein CSI-Wert) unter Verwendung des Kehrwerts des Werts MSE an der Position vorhergesagt werden.
Die Normierungseinheit 504 erhält aus den SRV-Werten aller Kontrollsignalpositionen den Mittelwert im Frequenzbereich, sie speichert den Mittelwert als Gesamt-SRV, und sie teilt den SRV von der Invertiereinheit 503 durch den Gesamt-SRV, um eine Normierung auszuführen. Jedoch gilt der CSI-Wert von der Normierungseinheit 504 nur für eine Kontrollsignalposi­ tion, und es muss ein CSI-Wert für eine Datenposition erhal­ ten werden. Demgemäß unterzieht die Interpoliereinheit 505 das Ergebnis der Normierungseinheit 504 einer (0)-ten oder ersten Interpolation, um für die Gesamtträgerposition einen CSI-Wert zu erhalten, und sie gibt den CSI-Wert an die Ent­ scheidungs- und Quantisiereinheit 403 aus. Der Gesamt-SRV von der Normierungseinheit 504 repräsentiert einen mittleren SRV am Hinterende der Entzerrungseinheit 109, und er kann auf andere Teile (Verstärkungseinstellung in einem Schlei­ fenfilter, wie AFC, Einstellung der Adaptionsgeschwindigkeit bei AGC usw.) angewandt werden, um die Empfängerfunktion weiter zu verbessern.
Die Entscheidungs- und Quantisiereinheit 403 multipliziert das Ausgangssignal der Bereichserfassungseinheit 401 mit dem CSI-Wert von der CSI-Erzeugungseinheit 402, und sie quanti­ siert die Differenz der Multiplikationswerte. Wenn die Dif­ ferenz zunimmt, ermöglicht eine derartige Quantisierung der Differenz eine genauere Abbildung auf entweder 1 oder 0. Insbesondere wird der durch Multiplizieren des CSI-Werts und des Bereichsunterteilungswerts erhaltene Wert in acht Sek­ tionen oder 16 Sektionen quantisiert. Während dieser Multi­ plikation wird, wenn der CSI-Wert so niedrig ist, dass er unter einem vorbestimmten Wert c fällt, wie in Fig. 8 darge­ stellt, ein Vorgabewert oder ein Wert d über dem ursprüngli­ chen CSI-Wert zur Multiplikation mit dem Bereichsunterteil­ lungswert ausgegeben. Auch kann dann, wenn der CSI-Wert nie­ drig ist, der Kanalzustand schlecht sein. Demgemäß kann der CSI-Wert durch eine weiche Entscheidung zwangsweise auf drei oder vier gesetzt werden.
Der CSI-Wert wird eingestellt, da die Multiplikation eines im Wesentlichen großen Ausgangssignals der Bereichserfas­ sungseinheit 401 mit einem niedrigen CSI-Wert zu einem klei­ nen Multiplikationswert führt, wodurch Quantisierung in ei­ nen niedrigen Wert 0 oder 1 mit geringer Zuverlässigkeit erfolgt. Andererseits liegen die Werte umso näher an 0 oder 1, je größer der Multiplikationswert ist. Daher kann, wenn ein gewichteter Wert auf 0 oder 1 quantisiert wird, unter Verwendung jeder CSI-Information eine effektivere Viterbide­ codierung ausgeführt werden. Das heißt, dass das Ausgangssi­ gnal der Entscheidungs- und Quantisiereinheit 403 über die interen Entschachtelungseinrichtung 404 mit einer Symbolent­ schachtelungseinrichtung und einer Bitentschachtelungsein­ richtung an den Viterbidecodierer 405 geliefert wird und demoduliert wird.
Fig. 7 ist ein Kurvenbild, das ein Datenbereichsuntertei­ lungsverfahren gemäß der Erfindung für die dritten Bits auf jeweiliegen Koordinaten bei Abbildung gemäß 64-QAM in einer Empfängerendstelle zeigt. Beim Senden von Daten gemäß 64-QAM bilden sechs Bits ein Symbol, und wenn die sechs Bits in der Reihenfolge y0, y1, y2, y3, y4, y5 vorliegen, sind die Daten auf der Achse der gleichphasigen Komponente y0, y2, y4, und die Daten auf der Achse der Quadraturkomponente sind y1, y3, y5. Ähnlich wie im Fall von 16-QAM werden Bereichsuntertei­ lungen für die ersten und zweiten Daten für die gleichphasi­ ge Komponente und die Quadraturkomponente bei 64-QAM auf die Weise ausgeführt, wie sie unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 beschrieben wurde. Die ersten Bits auf der Achse der gleichphasigen Komponente und der Achse der Quadraturkompo­ nente werden gemäß der Gleichung (4) geliefert. Da jedoch die Daten in der abbildenden Endstelle von -7 bis 7 expan­ diert werden, werden die zweiten Bits durch die folgende Gleichung (9) ausgedrückt:
y = -|x| + 4 (9)
Die dritten Bits auf der Achse der gleichphasigen Komponente und der Achse der Quadraturkomponente, wie in Fig. 9 darge­ stellt, sind etwas komplizierter, jedoch können sie durch die folgende Gleichung (10) ausgedrückt werden, wenn das Eingangssignal x kleiner als |4| ist und durch die Gleichung (11), wenn x größer als |4| ist:
y = |x|-2 (10)
y = -|x| + 6 (11).
Wie bei 16-QAM wird das Ausgangssignal der Bereichserfas­ sungseinheit 401 nicht zwangsweise bei -1 oder 1 abgeschnit­ ten, sondern es wird auf solche Weise definiert, dass es ei­ ne tatsächliche Abstandsdifferenz widerspiegelt. Indessen können, wenn die Modulation in der Senderendstelle QPSK ist und -1, 0 auf der Achse der gleichphasigen Komponente und der Achse der Quadraturkomponente auf -1 und 1 abgebildet werden, die Bereichsunterteilungswerte auf jeweiligen Achsen der empfangenen Daten gemäß der Gleichung (4) ausgedrückt werden, d. h., dass -x geliefert wird, wenn der empfangene Datenwert x ist.
Die Fig. 10 und 11 sind Kurvenbilder, die Ergebnisse zu Si­ mulationen gemäß den oben genannten Verfahren zeigen, wobei Fig. 10 den Fall veranschaulicht, dass in der Entscheidungs- und Quantisiereinheit 403 3-Bit-Quantisierung ausgeführt wird, und Fig. 11 den Fall veranschaulicht, dass in der Ent­ scheidungs- und Quantisiereinheit 403 4-Bit-Quantisierung ausgeführt wird, und zwar im Vergleich zur einschlägigen Technik. In den Gleichungen 10 und 11 repräsentiert die mit Dreiecken aufgetragene Kurve die einschlägige Technik, und die mit Kreisen aufgetragene Kurve repräsentiert die Erfin­ dung.
Zum Beispiel kann gemäß Fig. 10 die Erfindung, im Vergleich mit der einschlägigen Technik, eine TRV-Verstärkung von un­ gefähr 1 dB bei 2.10-4 erzielen, was im Allgemeinen ein qua­ si fehlerfreier (QEF = Quasi Error Free) Bezugswert ist. Demgemäß kann der Datenwert selbst dann demoduliert werden, wenn er von der Senderendstelle mit niedriger Leistung von ungefähr 1 dB gesendet wird, und die Daten können selbst dann demoduliert werden, wenn die Empfangsleistung den nie­ drigen Wert von ungefährt 1 dB aufweist.
Zusammengefasst gesagt, ist die Erfindung nicht nur bei der Fernsehtechnik anwendbar, sondern auch bei allen digitalen Kommunikationssystemen, die OFDM verwenden. Darüber hinaus ist die Erfindung sowohl beim Einzelträgerverfahren als auch beim Mehrträgerverfahren anwendbar, wenn CSI-Werte bekannt sind. Wie oben erläutert, zeigen das Verfahren und die Vor­ richtung zum Empfangen eines digitalen Videosignals gemäß der Erfindung die folgenden Vorteile.
Erstens kann während des Rückgängigmachens der Abbildung empfangener Daten eine genaue Bereichsunterteilung dadurch erfolgen, dass die Daten nicht zwangsweise abgeschnitten werden, sondern sie nur zweckdienlich unterteilt werden, um eine Abstandsdifferenz als solche widerzuspiegeln. Zweitens kann die Zuverlässigkeit verbessert werden, da ein Bereichs­ unterteilungswert gemäß dem obigen Verfahren mit einem CSI-Wert multipliziert wird und einer weichen Entscheidung und Quantisierung unterzogen wird. Drittens kann ein Fehler, der aus einer Multiplikation des Bereichsunterteilungswert mit einem zu niedrigen CSI-Wert herrührt, dadurch verhindert werden, dass als CSI-Wert ein voreingestellter Wert gelie­ fert wird oder die weiche Entscheidung zwangsweise erfolgt, wenn der CSI-Wert zu klein ist. Ferner können zuverlässige CSI-Werte an allen Trägerpositionen durch einfache Hardware und Steuerung erzeugt werden, da ein CSI-Wert dadurch er­ zeugt wird, dass ein MSE-Wert aus einem Signal von der Ent­ zerrungseinheit berechnet wird, der Kehrwert zum MSE-Wert erhalten wird, und eine lineare Interpolation ausgeführt wird.
Die vorstehenden Ausführungsformen sind lediglich beispiel­ haft, und sie sollen nicht als die Erfindung beschränkend ausgelegt werden. Die vorliegenden Lehren können leicht auf andere Vorrichtungsarten angewandt werden. Die Beschreibung der Erfindung soll veranschaulichend sein und den Schutzum­ fang der Ansprüche nicht beschränken. Dem Fachmann sind vie­ le Alternativen, Modifizierungen und Variationen erkennbar.

Claims (21)

1. Verfahren zum Rückgängigmachen der Abbildung empfangener digitaler Videodaten, die vor dem Sendevorgang gemäß einem Modulationsverfahren auf eine Konstellation abgebildet wur­ den, mit:
  • (a) linearem Unterteilen von Bereichen empfangener Datenwer­ te auf einer Achse gleichphasiger Komponente und einer Achse einer Quadraturkomponente, und Ausgeben eines Bereichsunter­ teilungswerts;
  • (b) Berechnen einer mittleren quadratischen Abweichung (MSE = Mean Square Error) aus den empfangenen Daten zum Erzeugen von Kanalzustandsinformation (CSI = channel state infor­ mation); und
  • (c) Multiplizieren des erzeugten CSI-Werts mit dem Bereichs­ unterteilungswert sowie Ausgeben des Multiplikationswerts zur Quantisierung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im Schritt (a) der Bereichsunterteilungswert für Daten, die ersten Bits der empfangenen Daten entsprechen, als -x für einen empfangenen Datenwert x geliefert werden, wenn der Modulationstyp der Senderendstelle 16-QAM ist und wenn Bits 10, 11, 01, 11 auf der Achse einer gleichphasigen Komponente und der Achse ei­ ner Quadraturkomponente auf -3, -1, 1 bzw. 3 abgebildet sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im Schritt (a) der Bereichsunterteilungswert von Daten, die zweiten Bits der empfangenen Daten auf der Achse einer gleichphasigen Kompo­ nente und der Achse einer Quadraturkomponente entsprechend, als -|x|+2 für einen empfangenen Datenwert x geliefert wer­ den, wenn der Modulationstyp einer Senderendstelle 16-QAM ist und wenn Bits 10, 11, 01, 11 auf der Achse einer gleich­ phasigen Komponente und der Achse einer Quadraturkomponente auf -3, -1, 1 bzw. 3 abgebildet sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im Schritt (a) der Bereichsunterteilungswert von Daten, die ersten Bits der empfangenen Daten auf der Achse einer gleichphasigen Kompo­ nente und der Achse einer Quadraturkomponente entsprechen, als -x für einen empfangenen Datenwert x geliefert werden, wenn der Modulationstyp einer Senderendstelle 64-QAM ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im Schritt (a) der Bereichsunterteilungswert von Daten, die zweiten Bits der empfangenen Daten auf der Achse einer gleichphasigen Kompo­ nente und der Achse einer Quadraturkomponente entsprechen, als -|x| + 4 für einen empfangenen Datenwert x geliefert werden, wenn der Modulationstyp einer Senderendstelle 64-QAM ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im Schritt (a) der Bereichsunterteilungswert von Daten, die dritten Bits der empfangenen Daten auf der Achse einer gleichphasigen Kompo­ nente und der Achse einer Quadraturkomponente entsprechen, als -|x|- 4 für einen empfangenen Datenwert x geliefert wer­ den, wenn x kleiner als |4| ist und wenn der Modulationstyp einer Senderendstelle 64-QAM ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im Schritt (a) der Bereichsunterteilungswert von Daten, die dritten Bits der empfangenen Daten auf der Achse einer gleichphasigen Kompo­ nente und der Achse einer Quadraturkomponente entsprechen, als -|x| + 6 für einen empfangenen Datenwert x geliefert werden, wenn x größer als |4| ist und wenn der Modulations­ typ einer Senderendstelle 64-QAM ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im Schritt (a) der Bereichsunterteilungswert von Daten, die jeweiligen Achsen der empfangenen Daten entsprechen, als x für einen empfang­ enen Datenwert x geliefert werden, wenn der Modulationstyp einer Senderendstelle QPSK ist und wenn Bits -1, 0 auf der Achse einer gleichphasigen Komponente und der Achse einer Quadraturkomponente auf -1, 1 abgebildet sind.
9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im Schritt (b) der MSE-Wert durch Mittelung entlang der Zeitachse berechnet wird, um den CSI-Wert zu erzeugen.
10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt (b) Fol­ gendes beinhaltet:
  • - Quadrieren der Differenz zwischen einem empfangenen Daten­ wert und empfangener Kontrollsignalinformation an der Posi­ tion des empfangenen Kontrollsignals;
  • - Mittelung der quadrierten Differenz entlang der Zeitachse zum Berechnen eines MSE-Werts für den Träger jeder Frequenz;
  • - Invertieren des berechneten MSE-Werts;
  • - Mitteln des invertierten MSE-Werts in einem Frequenzbe­ reich zum Berechnen eines Gesamt-SRV, und Normieren des SRV; und
  • - lineares Interpolieren des normierten SRV zum Erzeugen ei­ nes CSI-Werts für jede Trägerposition.
11. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt (c) das Einstellen des CSI-Werts auf entweder einen ersten voreinge­ stellten Wert oder einen Wert über dem CSI-Wert beinhaltet, wenn der CSI-Wert kleiner als ein zweiter voreingestellter Wert ist, was vor dem Multiplizieren des CSI-Werts mit dem Bereichsunterteilungswert erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt (c) das Vornehmen einer weichen Entscheidung für den CSI-Wert auf einen ersten voreingestellten Wert beinhaltet, wenn der CSI-Wert kleiner als ein zweiter voreingestellter Wert ist, was vor dem Multiplizieren des CSI-Werts mit dem Bereichsunter­ teilungswert erfolgt.
13. Verfahren zum Empfangen und Rückgängigmachen der Abbi­ dung eines digitalen Videosignals von einer Entzerrungsein­ heit, mit:
  • - einer Bereichserfassungseinheit zum linearen Unterteilen von Bereichen eingegebener Datenwerte auf einer Achse einer gleichphasigen Komponente und einer Achse einer Quadratur­ komponente;
  • - einer Kanalzustandsinformations-Erzeugungseinheit zum Be­ rechnen eines MSE-Werts aus den Eingangsdaten zum Erzeugen von Kanalzustandsinformation (CSI); und
  • - einer Entscheidungs- und Quantisierungseinheit zum Multi­ plizieren des CSI-Werts von der Kanalzustandsinformations-Er­ zeugungseinheit mit einem Wert, der für jeden Bereich in der Bereichserfassungseinheit geteilt wurde, und Quantisie­ ren der Differenz der Multiplikationswerte.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Kanalzu­ standsinformations-Erzeugungseinheit den MSE-Wert durch Mit­ telung entlang der Zeitachse berechnet.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Kanalzu­ standsinformations-Erzeugungseinheit Folgendes aufweist:
  • - eine MSE-Berechnungseinheit zum Quadrieren der Differenz zwischen einem eingegebenen Datenwert und einer Kontroll­ signalinformation an der Position eines Kontrollsignals, und Mitteln der quadrierten Differenz entlang der Zeitachse zum Berechnen eines MSE-Werts für den Träger jeder Frequenz;
  • - eine Invertiereinheit zum Erhalten des Kehrwerts des Aus­ gangssignals der MSE-Berechnungseinheit;
  • - eine Normierungseinheit zum Mitteln der Ausgangssignale der Invertiereinheit im Frequenzbereich zum Berechnen eines Gesamt-SRV und zum Teilen des Ausgangssignals der Invertier­ einheit durch den Gesamt-SRV zum Normieren des Ausgangssig­ nals der Invertiereinheit; und
  • - eine Interpoliereinheit zum linearen Interpolieren der normierten Daten zum Vorhersagen eines CSI-Werts an jeder Trägerposition.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die MSE-Berech­ nungseinheit einen Berechnungsvorgang unter Verwendung der folgenden Gleichung ausführt:
wobei k einen Index für den Träger einer Frequenz bezeich­ net, ek das Ausgangssignal eines Trägers (k) in der Entzer­ rungseinheit bezeichnet, pk einen Bezugswert bezeichnet, hk eine Impulsantwort eines Kanals bezeichnet, h'k einen Vor­ hersagewert für hk bezeichnet, nk eine Störsignalkomponente bezeichnet und << einen Prozess einer Mittelung entlang der Zeitachse bezeichnet.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die MSE-Berech­ nungseinheit einen Berechnungsvorgang unter Verwendung der folgenden Gleichung ausführt:
MSE(ek) = <(img[ek])2<
wobei k einen Index für den Träger einer Frequenz bezeich­ net, ek das Ausgangssignal eines Trägers (k) in der Entzer­ rungseinheit bezeichnet, (img[ek] )2 eine Quadraturkomponente von ek bezeichnet und << einen Prozess einer Mittelung ent­ lang der Zeitachse bezeichnet.
18. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Entschei­ dungs- und Quantisiereinheit entweder einen ersten voreinge­ stellten Wert oder einen Wert über dem CSI-Wert liefert, wenn der CSI-Wert kleiner als ein zweiter voreingestellter Wert ist, bevor Multiplikation des CSI-Werts mit dem Be­ reichsunterteilungswert erfolgt.
19. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Entschei­ dungs- und Quantisiereinheit eine weiche Entscheidung für den CSI-Wert auf einen ersten voreingestellten Wert trifft, wenn der CSI-Wert kleiner als ein zweiter voreingestellter Wert ist, was vor dem Multiplizieren des CSI-Werts mit dem Bereichsunterteilungswert erfolgt.
20. DVB-T-Empfangssystem mit:
  • - einer Verarbeitungseinheit zum Digitalisieren und Umsetzen empfangener Daten in ein komplexes Signal mit einer Quadra­ turkomponente;
  • - einer Frequenzkorrektureinheit zum Korrigieren eines Fre­ quenzversatzes im komplexen Signal unter Verwendung eines Signals zur automatischen Frequenzregelung;
  • - einer FFT-Einheit, um das Ausgangssignal der Frequenzkor­ rektureinheit einer FFT in Bezug auf einen durch eine Zeit­ punkt-Synchronisiereinheit gelieferten Startpunkt zu unter­ ziehen;
  • - einer Kontrollsignal-Entnahmeeinheit zum Entnehmen eines Kontrollsignals aus dem Ausgangssignal der FFT-Einheit;
  • - einer Entzerrungseinrichtung mit einer Kanalvorhersageein­ richtung zum Vergleichen eines Kanalvorhersagewerts zum Er­ zeugen einer Kanalimpulsantwort sowie einem Dividierer zum Teilen des FFT-Signals durch die Kanalimpulsantwort;
  • - einer Einrichtung zum Rückgängigmachen einer Abbildung, die das Ausgangssignal des Dividierers empfängt und Bereiche von Eingangsdatenwerten auf einer Achse einer gleichphasigen Komponente und einer Achse einer Quadraturkomponente linear unterteilt, aus dem Ausgangssignal des Dividierers einen MSE-Wert berechnet, um unter Verwendung des Kontrollsignals Kanalzustandsinformation (CSI) zu erzeugen, und zum Multi­ plizieren des CSI-Werts von der Kanalzustandsinformations-Er­ zeugungseinheit mit einem Wert, der in der Bereichserfas­ sungseinheit für jeden Bereich geteilt wurde, und Quantisie­ ren der Differenz zwischen Multiplikationswerten; und
  • - einer Decodiereinheit zum Decodieren der quantisierten Da­ ten zum Anzeigen der Eingangsdaten.
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GB (1) GB2340353B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19948383A1 (de) * 1999-10-07 2001-04-12 Rohde & Schwarz Verfahren zum empfangsseitigen Bestimmen der Nutzdatenkonstellation eines nach dem DVB-T-Standard modulierten Multiträger-Signals für die Berechnung der Restträgerleistung bzw. Verbesserung der Demodulation
WO2001060005A1 (de) * 2000-02-07 2001-08-16 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Verfahren zum bestimmen der restträgerleistung bei einem nach dem dvb-t-standard im 8k-modus qam-modulierten multiträgersignal

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100556467B1 (ko) * 1998-12-26 2006-05-25 엘지전자 주식회사 디매핑 방법 및 장치
US7106810B2 (en) 1999-10-07 2006-09-12 Matthew James Collins Method and apparatus for a demodulator circuit
GB2355164B (en) * 1999-10-07 2004-06-09 Oak Technology Inc Demodulator circuit
DE60029488T2 (de) * 2000-12-28 2007-01-04 Conexant Systems, Inc., Newport Beach Mehrträgerdemodulator
US7564912B2 (en) 2006-02-15 2009-07-21 Mediatek Inc. Method and apparatus for channel state information generation in a DVB-T receiver
KR100888503B1 (ko) 2006-12-01 2009-03-12 한국전자통신연구원 통신 시스템의 디레이트 매칭 방법 및 장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2794964B2 (ja) * 1991-02-27 1998-09-10 日本電気株式会社 制御信号発生回路
US5640417A (en) * 1991-10-04 1997-06-17 Harris Canada, Inc. QAM detector which compensates for received symbol distortion induced by a cellular base station
GB2326070B (en) * 1997-05-02 2002-04-24 Lsi Logic Corp Demoulding digital video broadcast siginals

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19948383A1 (de) * 1999-10-07 2001-04-12 Rohde & Schwarz Verfahren zum empfangsseitigen Bestimmen der Nutzdatenkonstellation eines nach dem DVB-T-Standard modulierten Multiträger-Signals für die Berechnung der Restträgerleistung bzw. Verbesserung der Demodulation
WO2001060005A1 (de) * 2000-02-07 2001-08-16 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Verfahren zum bestimmen der restträgerleistung bei einem nach dem dvb-t-standard im 8k-modus qam-modulierten multiträgersignal

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