DE19920999A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Empfangen eines digitalen Videosignals - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Empfangen eines digitalen VideosignalsInfo
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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
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.
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.
= -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.
= 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.
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.
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.
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
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.
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.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR16633/98 | 1998-05-09 | ||
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Cited By (2)
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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