DE4441323C2

DE4441323C2 - Method for transmitting OFDM signals and radio network system for carrying out the method

Info

Publication number: DE4441323C2
Application number: DE4441323A
Authority: DE
Inventors: Mathias Dipl Ing Pauli; Hans-Peter Prof D Kuchenbecker; Gerrit De Dipl Ing Boer
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1994-11-22
Filing date: 1994-11-22
Publication date: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2014-11-23
Also published as: DE4441323A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung von OFDM-Signalen sowie auf eine dieses Verfahren benutzende Funk netzanlage mit mehreren, insbesondere mobilen, Stationen, die für bidirektionalen Datenaustausch eingerichtet sind.The invention relates to a method for the transmission of OFDM signals and on a radio using this method network system with several, in particular mobile, stations which are set up for bidirectional data exchange.

Das Bedürfnis nach höheren Datenübertragungsraten in modernen Kommunikationssystemen macht eine größere Frequenzbandbreite er forderlich. Dies gilt besonders auch für mobile Kommunikations systeme, wobei derzeit gängige Systeme, wie zum Beispiel GSM und DCS1800, mit ihren vergleichsweise niedrigen Übertragungsraten in der Größenordnung von einigen kBit/s in erster Linie den Be darf an Sprachkommunikation abdecken, während sich im Bereich der Fertigungstechnik zunehmend ein Bedarf nach lokaler und mo biler Datenkommunikation mit höheren Übertragungsraten ergibt. Für derartige Systeme ist der Bereich hoher Frequenzen, z. B. 60 GHz interessant, da hier die nötige Bandbreite zur Verfügung steht. Dabei ist ein ökonomischer Umgang mit den verwendeten Frequenzen in solchen lokalen Funknetzwerken (RLANs = Radio Lo kal Area Networks) wünschenswert.The need for higher data transfer rates in modern Communication systems makes a larger frequency bandwidth conducive. This is especially true for mobile communication systems, with currently common systems such as GSM and DCS1800, with its comparatively low transmission rates on the order of a few kBit / s primarily the Be may cover voice communication while engaging in the area manufacturing technology is increasingly a need for local and mo biler data communication with higher transmission rates results. For such systems, the high frequency range, e.g. B. 60 GHz interesting, since the necessary bandwidth is available here stands. It is economical to use the used Frequencies in such local radio networks (RLANs = Radio Lo kal Area Networks) desirable.

Als ein mögliches Übertragungsverfahren für Kommunikationssyste me ist die Datenübertragung mittels OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)-Signalen bekannt, bei der im Gegensatz zum ebenfalls gebräuchlichen Frequenz-Multiplex-System das ge samte Übertragungsband in eine Mehrzahl (N) von überlappenden Subkanälen unterteilt wird. Die zu übertragende serielle Symbol folge wird auf die Subkanäle verteilt, so daß N Symbole gleich zeitig gesendet werden können. Durch diese parallele Übertragung wird die Symboldauer um den Faktor N größer. Bei vorausgesetzt ungestörter Übertragung ist eine Rekonstruktion der Information auf der Empfängerseite aufgrund der Orthogonalität der Subträ gerschwingungen ohne Fehler möglich. Fügt man dem Übertragungs modell noch eine Kanalcodierung hinzu, wird das Verfahren mit COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) be zeichnet. Dieses Übertragungsverfahren ist durch Verwendung von effizienten FFT (Fast Fourier Transform)-Algorithmen mit wenig Aufwand realisierbar. So kann zum Beispiel nach einer A/D- Wandlerstufe der gesamte nachfolgende Empfängerteil als inte grierter Schaltkreis aufgebaut sein. Des weiteren ist keine Ent zerrung erforderlich, da durch die relativ große Symboldauer ei ne Störung durch Intersymbolinterferenz vermindert wird. Um dem Effekt verlorengegangener Orthogonalität der einzelnen Träger an der Empfängerseite aufgrund von Mehrwegeausbreitung entgegenzu wirken, wird üblicherweise ein Schutzintervall vor jedem Symbol gesendet. Zu obigen und weiteren Eigenschaften von Übertragungs verfahren mit OFDM-Signalen wird auf die hierzu vorhandene Lite ratur Bezug genommen, siehe beispielsweise die Beiträge von J. L. Cimini, "Analysis and Simulation of a Digital Mobile Channel Using Orthogonal Frequency Division Multiplexing", IEEE Tran sactions on Communications, Bd. COM-33, Nr. 7, Seiten 665 bis 675, Juli 1985, von S. B. Weinstein, "Data Transmission by Fre quency-Division Multiplexing Using the Discrete Fourier Trans form" in IEEE-Transactions on Communication Technology Bd. COM- 19, Nr. 5, Seiten 628 bis 634, Oktober 1971, von J.C. Rault, D. Castelain und B. Le Floch, "The Coded Orthogonal Frequency Divi sion Multiplexing (COFDM) Technique, and ist Application to Di gital Radio Broadcasting Towards Mobile Receivers" in IEEE GLOBECOM, Bd. 1, S. 12.3.1-12.3.5., November 1989 von M. Alard und R. Lassalle, "Principles of modulation and channel coding for digital broadcasting for mobile receivers" in EBU Technical Review, No. 224, S. 186-191, August 1987 und von B.Le Flach et al., "Digital Sound Broadcasting to Mobile Recivers", IEEE Trans actions on Consumer Electronics, Bd. 35, Nr. 3, August 1988, Seiten 493 bis 503.As a possible transmission method for communication systems me is the data transmission using OFDM (Orthogonal Frequency Division multiplexing) signals known in contrast the ge also common frequency multiplex system entire transmission band into a plurality (N) of overlapping Subchannels is divided. The serial symbol to be transmitted sequence is distributed to the subchannels so that N symbols are the same can be sent in time. Through this parallel transmission the symbol duration increases by a factor of N. Assuming undisturbed transmission is a reconstruction of the information on the receiver side due to the orthogonality of the subtr Vibrations possible without errors. One adds to the transmission Add a channel coding to the model, the method is used COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) be draws. This method of transmission is through the use of efficient FFT (Fast Fourier Transform) algorithms with little Effort realizable. For example, after an A / D Converter stage the entire subsequent receiver part as an inte built circuit. Furthermore, there is no Ent strain necessary because of the relatively long symbol duration ei ne interference is reduced by intersymbol interference. To that Effect of lost orthogonality of the individual carriers towards the recipient side due to multipath propagation there is usually a protection interval before each symbol sent. On the above and other properties of transmission OFDM signals are processed on the existing Lite rature, see for example the contributions of J. L. Cimini, "Analysis and Simulation of a Digital Mobile Channel Using Orthogonal Frequency Division Multiplexing ", IEEE Tran sactions on Communications, Vol. COM-33, No. 7, pages 665 to 675, July 1985, by S. B. Weinstein, "Data Transmission by Fre quency division multiplexing using the Discrete Fourier Trans form "in IEEE-Transactions on Communication Technology Vol. COM- 19, No. 5, pages 628 to 634, October 1971, by J.C. Rault, D. Castelain and B. Le Floch, "The Coded Orthogonal Frequency Divi sion Multiplexing (COFDM) Technique, and is Application to Di gital Radio Broadcasting Towards Mobile Receivers "in IEEE GLOBECOM, vol. 1, pp. 12.3.1-12.3.5., November 1989 by M. Alard and R. Lassalle, "Principles of modulation and channel coding for digital broadcasting for mobile receivers "in EBU Technical Review, No. 224, pp. 186-191, August 1987 and by B.Le Flach et al., "Digital Sound Broadcasting to Mobile Recivers", IEEE Trans actions on Consumer Electronics, Vol. 35, No. 3, August 1988, Pages 493 to 503.

Für das OFDM bzw. das COFDM-Verfahren ist der nichtkonstante Verlauf des Betrags der komplexen Einhüllenden des COFDM-Signals wegen der Mehrzahl (N) von Subkanälen charakteristisch. Diese Schwankungen der Einhüllenden des Signals stellen hohe Anforde rungen an den verwendeten Sendeverstärker hinsichtlich Lineari tät über einen möglichst großen Bereich. Hier besteht die Schwierigkeit, daß derzeit jedenfalls ohne übermäßigen Aufwand keine Sendeverstärker zur Verfügung stehen, die bei ausreichen der Ausgangsleistung eine lineare Kennlinie über den geforderten Bereich bei den gewünschten hohen Übertragungsfrequenzen, zum Beispiel im Bereich von 60 GHz aufweisen. Während beim Einsatz des COFDM-Modulationsverfahren in einem digitalen Rundfunksystem (DAB) aufgrund des dort nur unidirektonalen Datenflusses diese Schwierigkeit durch höheren Aufwand bei der Realisierung des nur einen erforderlichen Sendeverstärkers etwas entschärft werden könnte, ist ein solcher Sendeverstärker-Hardwareaufwand in Fun knetzsystemen mit bidirektionalem Datenaustausch zwischen mobilen Stationen, in die jeweils ein Sendeverstärker zu integrieren ist, nicht mehr vertretbar. Wünschenswert ist in jedem Fall, den Sendeverstärker zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades bis zur Sättigung auszusteuern, ohne daß die entstehen der Außerband strahlung der OFDM-Signale den zulässigen maximalen Wert über schreitet. Zur Reduktion der Außerbandstrahlung bei der Übertra gung von OFDM-Signalen sind prinzipiell zwei Methoden bekannt. Bei der ersten Methode wird das Signal verändert, bevor es auf den Sendeverstärker gegeben wird. Bei der zweiten Methode wird direkt Einfluß auf das Verhalten des Sendeverstärkers genommen. Als Hardware-Eingriffe, die direkt das Verstärkerverhalten be einflussen, sind eine vorwärtsregelnde Technik und eine rückkop pelnde Technik bekannt, siehe z. B. R.G. Meyer, R. Eschenbach und M. W. Edgerley, "A Wide-Rand Feedforward Amplifier", IEEE Jour nal of Solid-State Circuits, Bd. sc-9, Nr. 6, Dezember 1974 so wie M. Johannson und Th. Mattson, "Transmitter Linearization using cartesian Feedback for linear TDMA Modulation", ICC 1991. Um Synchronisationsschwierigkeiten zu beheben, kann ein Pilotton verwendet werden, mit dem ein Mikroprozessor den Sendeverstärker regeln kann, so daß sich Dämpfungen der Außerbandstrahlung von über 30 dB erzielen lassen, siehe S. Narahashi und T. Nojima, "Extremely Low-Distorsion Multi-Carrier Amplifier - Self Adju sting Feed Forward (SAFF) Amplifier - "ICC 1991, pp 1485-1490. Wegen des hohen Hardwareaufwands eignen sich diese Techniken in erster Linie für stationäre Basisstationen. Als eine signalver ändernde Methode ist das Verfahren zur Linearisierung von Ver stärkern durch Vorverzerrung bekannt, siehe zum Beispiel G. Laz zarin und S. Pupolin, "Nonlinearity Compensation in Digital Ra dio Systems", IEEE Tansactions on Communications, Bd. COM-42, Nr. 2, 3, 4, S. 988-999, Feb, 1994. Diese Methode spielt jedoch bei Mehrträgerverfahren mit nichtkonstanter Einhüllenden nur ein untergeordnete Rolle, da es nur möglich ist, die Kennlinie bis zum Sättigungspunkt des Sendeverstärkers zu linearisieren, wäh rend es ohne Maßnahmen nicht zu verhindern ist, daß der Verstär ker in die Sättigung gerät.For the OFDM or the COFDM method, the is not constant Course of the amount of the complex envelope of the COFDM signal characteristic because of the majority (N) of subchannels. This Fluctuations in the envelope of the signal make high demands to the transmitters used with regard to lineari activity over the largest possible area. Here is the Difficulty that at the moment without excessive effort no transmit amplifiers are available which are sufficient for the output power a linear characteristic curve over the required Range at the desired high transmission frequencies, for Example in the range of 60 GHz. While in use the COFDM modulation method in a digital broadcasting system (DAB) due to the only unidirectional data flow there Difficulty due to greater effort in realizing the only a necessary transmit amplifier can be somewhat mitigated such a transmission amplifier hardware expenditure is fun network systems with bidirectional data exchange between mobile Stations, each integrating a transmitter amplifier is no longer justifiable. In any case, it is desirable that Transmitter amplifier to achieve high efficiency up to To control saturation without causing the out of band radiation of the OFDM signals exceeds the permissible maximum value steps. To reduce out-of-band radiation during transmission In principle, two methods are known for OFDM signals. In the first method, the signal is changed before it is on the transmit amplifier is given. The second method is directly influenced the behavior of the transmitter amplifier. As hardware interventions that directly affect the amplifier behavior influence are a feedforward technique and a feedback known technology, see e.g. B. R.G. Meyer, R. Eschenbach and M.W. Edgerley, "A Wide-Rand Feedforward Amplifier", IEEE Jour nal of Solid-State Circuits, Vol. sc-9, No. 6, December 1974 see above such as M. Johannson and Th. Mattson, "Transmitter Linearization using cartesian feedback for linear TDMA modulation ", ICC 1991. A pilot tone can be used to correct synchronization problems be used with a microprocessor the transmitter amplifier can regulate so that attenuation of the out-of-band radiation achieve over 30 dB, see S. Narahashi and T. Nojima, "Extremely Low-Distorsion Multi-Carrier Amplifier - Self Adju sting Feed Forward (SAFF) Amplifier - "ICC 1991, pp 1485-1490. Because of the high expenditure on hardware, these techniques are suitable in primarily for stationary base stations. As a signal ver changing method is the method for linearization of ver known through predistortion, see for example G. Laz zarin and S. Pupolin, "Nonlinearity Compensation in Digital Ra dio Systems ", IEEE Transactions on Communications, Vol. COM-42, No. 2, 3, 4, pp. 988-999, Feb, 1994. However, this method plays only one for multi-carrier processes with non-constant envelopes subordinate role, since it is only possible to linearize to the saturation point of the transmit amplifier, wuh rend it can not be prevented without measures that the amplifier ker saturates.

In der Offenlegungsschrift DE 36 04 832 A1 ist ein Audiosignal kompressor beschrieben, mit dem die Dynamik von zu sendenden Au diosignalen steuerbar dergestalt reduziert werden kann, daß das eingehende Signal mittels einer durch ein Steuersignal aus einer Kennlinienschar ausgewählten Kennlinien reduziert wird. Dabei kann eine Signalhöhengrenze eingestellt werden, unterhalb der die Signale proportional übertragen werden, während die diese Grenze überschreitenden Signale gemäß der gewählten stetigen Kennlinie, welche den zu einem jeweiligen Eingangssignalsprung gehörigen Ausgangssignalsprung festlegt, komprimiert werden. Diese Technik der Dynamikreduzierung durch Vorgabe einer derar tigen, stetig verlaufenden Kennlinie des Ausgangssignalhubs als Funktion des Eingangssignalshubs hat eine vergleichsweise hohe Außerbandstrahlung zur Folge, was gerade auch für die Übertra gung von OFDM-Signalen unerwünscht ist. In the published patent application DE 36 04 832 A1 there is an audio signal compressor described with which the dynamics of Au to be sent controllable diosignals so that the incoming signal by means of a control signal from a Characteristic family of selected characteristic curves is reduced. Here a signal height limit can be set below which the signals are transmitted proportionally during this Cross-border signals according to the selected continuous Characteristic curve which corresponds to a respective input signal jump associated output signal jump sets, compressed. This technique of dynamic reduction by specifying a derar term, continuously running characteristic of the output signal swing as The function of the input signal swing has a comparatively high one Out-of-band radiation results, which is especially true for transmissions OFDM signals is undesirable.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Verfahrens zur Übertragung von OFDM-Signalen, mit dem sich die OFDM-Signale auch bei höheren Trägerfrequenzen, zum Beispiel im Millimeterwellengebiet, mit ausreichender Leistung bei ver gleichsweise geringem Hardwareaufwand und möglichst geringer Si gnalverfälschung, d. h. geringer Außerbandstrahlung, übertragen lassen, sowie einer dieses Verfahren verwendenden Funknetzanlage zugrunde.The invention is a technical problem of providing a method for the transmission of OFDM signals with which the OFDM signals even at higher carrier frequencies, for example in the millimeter wave range, with sufficient power at ver equally low hardware expenditure and the lowest possible Si falsification of signals, d. H. low out-of-band radiation let, as well as a radio network system using this method underlying.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Funknetzanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Verfahrensgemäß wird die Dynamik der OFDM-Signale, d. h. deren maximale Amplitudenschwankung, vor ei nem jeweiligen Sendeverstärker durch Multiplikation mit einer Dynamikreduktionsfunktion reduziert. Diese Maßnahme generiert zwar durch die von ihr verursachte Signalveränderung eine gewis se Erhöhung der Außerbandstrahlung, sie ermöglicht es jedoch an dererseits, den Dynamikbereich der OFDM-Signale ganz oder jeden falls in einem größeren Maße als bei herkömmlichen Übertragungs verfahren dieser Art in den linearen Bereich des Sendeverstär kers zu legen, ohne an diesem beträchtlichen Hardwarezusatzauf wand vornehmen zu müssen. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Sy stemen erzeugt daher der Sendeverstärker keine oder jedenfalls nur eine vergleichsweise geringe weitere Signalveränderung. Es zeigt sich, daß bei geeigneter Wahl der Dynamikreduktionsfunkti on das erfindungsgemäße Verfahren zu einer geringeren Außerband strahlung führt als diejenige, die bei Übertragung der vollen Signaldynamik durch die Aussteuerung des Sendeverstärkers auch in seinem nichtlinearen Bereich verursacht wird. Da diese Art der Außerbandstrahlungsunterdrückung keinen hohen Hardwarezu satzaufwand am Sendeverstärker erfordert, eignet es sich das Verfahren in besonderer Weise für den Einsatz in Funknetzanlagen mit mobilen, untereinander in bidirektionalem Datenaustausch stehenden Stationen, wozu dann eine die Dynamikreduktion des OFDM-Signals durchführende Einheit, die mit relativ geringem Aufwand realisierbar ist, vor dem in jeder Station befindlichen Sendeverstärker angeordnet ist.This problem is solved by a method with the characteristics of Claim 1 and by a radio network system with the features of claim 4 solved. According to the process, the dynamics of OFDM signals, i.e. H. their maximum amplitude fluctuation, before egg nem respective transmission amplifier by multiplication by one Dynamic reduction function reduced. This measure generates through the signal change caused by it a certain se increase of out-of-band radiation, but it makes it possible on the other hand, the dynamic range of the OFDM signals entirely or each if to a greater extent than with conventional transmission process of this type in the linear range of the transmit amplifier kers without this considerable hardware add-on wall. In contrast to the conventional Sy Therefore, the transmitter amplifier does not or does not generate any signals only a comparatively small further signal change. It shows that with a suitable choice of the dynamic reduction function on the inventive method to a lower out of band radiation leads as the one that transmits the full Signal dynamics by modulating the transmitter amplifier too is caused in its nonlinear range. Since this type high out-of-band radiation suppression requires expenditure on the transmitter amplifier, it is suitable Process in a special way for use in radio network systems with mobile, with each other in bidirectional data exchange standing stations, which is why the dynamic reduction of the OFDM signal performing unit with relatively little Effort can be realized in front of the one in each station Transmitter amplifier is arranged.

Die Dynamikreduktion um ein gewünschtes Maß wird mit insgesamt relativ geringer Signalveränderung dadurch erreicht, daß ganz spezifisch die hohen, über einem vorgegebenen Schwellenwert lie genden Amplitudenbeträge der Einhüllenden des OFDM-Signals durch Multiplikation mit Funktionswerten der Dynamikreduktionsfunktion kleiner als eins reduziert werden, während in den übrigen Berei chen das OFDM-Signal aufgrund der dort höheren, bis zum Wert eins ansteigenden Funktionswerte der Dynamikreduktionsfunktion weitestgehend unverändert bleibt. Dabei weist die Dynamikreduk tionsfunktion in den Signalbereichen, in denen eine Dynamikre duktion vorzunehmen ist, einen jeweiligen inversen Gaußfunkti onsabschnitt zur Bereitstellung der Funktionswerte kleiner als eins auf, wobei jeder Gaußfunktionsabschnitt endseitig stetig auf den Wert eins geführt wird und die Dynamikreduktionsfunktion zwischen diesen Gaußfunktionsabschnitten den Wert eins annimmt. Die Verwendung der inversen Gaußfunktionsabschnitte ergibt auf grund der bekannten mathematischen Eigenschaften von Gaußfunk tionen eine besonders zufriedenstellende spektrale Beschaffen heit der Dynamikreduktionsfunktion und des resultierenden dyna mikreduzierten Signals. Zudem läßt sich eine solche Dynamikre duktionsfunktion in einfacher Weise dadurch generieren, daß beim Überschreiten des vorgegebenen Schwellenwertes durch das OFDM- Signal Impulse erzeugt und auf ein Gaußfilter gegeben werden. The dynamic reduction by a desired amount is included relatively small signal change achieved by that specifically the high, above a predetermined threshold amplitude amounts of the envelope of the OFDM signal Multiplication by function values of the dynamic reduction function be reduced to less than one, while in the remaining areas Chen the OFDM signal due to the higher there, up to the value an increasing function value of the dynamic reduction function remains largely unchanged. The dynamic reduction shows tion function in the signal areas in which a dynamic re is to make a respective inverse Gaussian function onsection for providing the function values smaller than one, with each Gaussian function section being continuous at the end is brought to the value one and the dynamic reduction function between these Gaussian function sections assumes the value one. The use of the inverse Gaussian function sections gives up due to the known mathematical properties of Gauss radio a particularly satisfactory spectral procurement of the dynamic reduction function and the resulting dyna micro-reduced signal. Such a dynamic can also be seen generate a production function in a simple manner that at The OFDM- exceeds the specified threshold Signal pulses are generated and placed on a Gaussian filter.

Eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 sieht in vor teilhafter Weise die Kombination der Dynamikreduktion mit der an sich bekannten Technik der Vorverzerrung zur Erzielung eines besser linearisierten Sendeverstärkerverhaltens vor. Durch die bessere Linearisierung des Sendeverstärkerverhaltens reduziert die Vorverzerrung zusätzlich den störenden Außerbandstrahlungs anteil.A further development of the invention according to claim 2 provides in the combination of the dynamic reduction with the at known technique of predistortion to achieve a better linearized transmit amplifier behavior. Through the better linearization of the transmitter amplifier behavior reduced the pre-distortion additionally the disturbing out-of-band radiation proportion of.

Falls die mit der Multiplikation des OFDM-Signals mit der Dyna mikreduktionsfunktion einhergehenden Signalveränderungen auf der Empfängerseite störend in Erscheinung treten, kann dem vorteil haft mit einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 ent gegengewirkt werden. Dabei werden die für eine empfängerseitige Rekonstruktion der Dynamikreduktionsfunktion nötigen Informatio nen zusätzlich zum eigentlichen OFDM-Signal von der Sender- zur Empfängerseite übertragen, so daß letztere die Dynamikredukti onsfunktion rekonstruieren und damit aus dem empfangenen OFDM- Signal das ursprüngliche OFDM-Signal vor der Dynamikreduktion zurückgewinnen kann. Mit besonderem Vorteil läßt sich diese Me thode beispielsweise in dem Fall anwenden, in dem die Dynamikre duktionsfunktion als dynamikreduzierende Funktionsbereiche die inversen Gaußfunktionabschnitte aufweist, die durch auf ein Gaußfilter gegebene Impulse generiert werden. Denn in diesem Fall genügt die Übertragung lediglich der Impulse, um auf der Empfängerseite die Rekonstruktion der Dynamikreduktionsfunktion zu ermöglichen.If the multiplication of the OFDM signal with the Dyna micreduction function accompanying signal changes on the Disruptive appearance on the receiving side can be an advantage imprisoned with a further development of the invention according to claim 3 be counteracted. In doing so, those for a recipient Reconstruction of the dynamic reduction function necessary information in addition to the actual OFDM signal from the transmitter to the Transmitted on the receiver side, so that the latter the dynamic reduction reconstruct onsfunction and thus from the received OFDM Signal the original OFDM signal before the dynamic reduction can regain. This me can be particularly advantageous Apply the method, for example, in the case where the dynamics production function as dynamic-reducing functional areas has inverse Gaussian function sections by on a Gaussian filter given pulses are generated. Because in this Just transfer the impulses to the case Reconstruction of the dynamic reduction function on the receiver side to enable.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeich nungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:A preferred embodiment of the invention is in the drawing shown and is described below. Here demonstrate:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild des erfindungswesentli chen Teils einer mobilen Station einer Millimeterwellen- Funknetzanlage, Fig. 1 is a schematic block diagram of the erfindungswesentli chen part of a mobile station of a millimeter wave radio network system,

Fig. 2 ein Kennliniendiagramm für den in Fig. 1 verwendeten Sendeverstärker zur Veranschaulichung einer Vorverzer rungsmaßnahme, Fig. 2 is a characteristic diagram for those used in Fig. 1 transmission amplifier approximate measure for illustrating a Vorverzer,

Fig. 3 ein Diagramm des Zeitverlaufs des Betrags der komplexen Einhüllenden eines in den Stationen gemäß Fig. 1 erzeug baren OFDM-Signals vor und nach einer Dynamikreduzierung mittels einer ebenfalls gezeigten Dynamikreduktionsfunk tion, 3 is a graph of the time course tion. Of the amount of the complex envelope of a erzeug in the stations of FIG. 1 cash OFDM signal before and after a reduction by means of a dynamic also shown dynamics reduction radio,

Fig. 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung der spektralen Lei stungsdichte des Betrags der komplexen Einhüllenden des OFDM-Signals gemäß Fig. 3 mit bzw. ohne Dynamikreduktion und der Dynamikreduktionsfunktion, Fig. 4 is a diagram illustrating the spectral Lei stungsdichte of the amount of the complex envelope of the OFDM signal shown in FIG. 3, with and without dynamic reduction and the dynamics reduction function,

Fig. 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung der spektralen Lei stungsdichte für das gemäß Fig. 1 gesendete OFDM-Signal mit bzw. ohne Dynamikreduktion und FIG. 5 is a diagram illustrating the spectral power density for the OFDM signal sent in accordance with FIG. 1 with or without dynamic reduction and

Fig. 6 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Bitfehlerrate des gemäß Fig. 1 gesendeten OFDM-Signals mit bzw. ohne Dyna mikreduktion. Fig. 6 is a diagram illustrating the bit error rate of the OFDM signal sent according to FIG. 1 with or without dynamic reduction.

Die Fig. 1 zeigt stark schematisiert eine (5) von mehreren mo bilen Stationen einer Millimeterwellen-Funknetzanlage, bei der die Mobilstationen untereinander durch Übertragung von OFDM- Signalen in bidirektionalem Datenaustausch stehen. Jede Mobil station (5) beinhaltet einen hier nicht weiter interessierenden Empfängerteil (6) sowie einen Senderteil (4). Die OFDM-Signale werden in dem Senderteil (4) von einer herkömmlichen OFDM- Signalerzeugungseinheit (1) generiert. Bei Hinzufügung einer Ka nalkodierung ist in gleicher Weise die Datenübertragung mittels COFDM-Signalen möglich. Typischerweise sind hierfür einige zehn bis einige hundert Nutzkanäle (N) vorgesehen, mit denen N Symbo le bei N-fach größerer Symboldauer gleichzeitig gesendet werden können. Üblicherweise erzielbare Bitraten liegen im Bereich von einigen zehn Mbit/s. Eine solche OFDE-Signalerzeugungseinheit (1) kann unter anderem einen Datencoder, eine nachgeschaltete Seriell-Parallel-Wandlereinheit und eine nachfolgende IFT- Einheit zur Durchführung einer inversen, schnellen Fourier- Transformation enthalten. An letztere kann sich eine Schutzin tervalleinheit anschließen, um vor den Daten jedes Symbols ein Schutzintervall zu senden, dessen Dauer mindestens der Länge der Kanalstoßantwort entspricht, was merkliche Nachbarkanalstörungen unterdrückt. Fig. 1 shows a highly schematic one ( 5 ) of several mo bile stations of a millimeter-wave radio network system, in which the mobile stations are in bidirectional data exchange with each other by transmitting OFDM signals. Each mobile station ( 5 ) contains a receiver part ( 6 ) of no further interest here and a transmitter part ( 4 ). The OFDM signals are generated in the transmitter part ( 4 ) by a conventional OFDM signal generation unit ( 1 ). If a channel coding is added, data transmission using COFDM signals is possible in the same way. Typically, a few tens to a few hundred user channels (N) are provided for this purpose, with which N symbols can be transmitted at the same time with an N times longer symbol duration. Bit rates that can usually be achieved are in the range of a few tens of Mbit / s. Such an OFDE signal generation unit ( 1 ) can contain, inter alia, a data encoder, a downstream serial-to-parallel converter unit and a subsequent IFT unit for carrying out an inverse, fast Fourier transformation. A protection interval unit can connect to the latter in order to send a protection interval before the data of each symbol, the duration of which corresponds at least to the length of the channel impulse response, which suppresses noticeable adjacent channel interference.

Das von der OFDM-Signalerzeugungseinheit (1) abgegebene Aus gangssignal (S_R) wird in einer nachfolgenden Dynamikreduktions einheit (2) einer Dynamikreduktion unterzogen. Das am Ausgang der Dynamikreduktionseinheit (2) abgegebene, dynamikreduzierte OFDM-Signal (S_D) wird dann einem TWT (travelling wave tube)- Sendeverstärker (3) zugeführt, der das dynamikreduzierte OFDM- Signal (S_D) verstärkt und das verstärkte, dynamikreduzierte OFDM- Signal (S_S) über die Millimeterwellenfunkstrecke abgibt, die auf einer hohen Trägerfrequenz von zum Beispiel 60 GHz arbeitet, um eine hohe Bandbreite für große Datenübertragungsraten zur Verfü gung zu haben. In Fig. 5 sind die typischen Kennlinien eines solchen TWT-Verstärkers für Betrag und Phase des übertragenen Signals mit der durchgezogenen (a) bzw. der strichpunktierten Linie (b) im Bereich bis zur Sättigung des Verstärkers wiederge geben. In diesem Bereich läßt sich das Verstärkerverhalten durch die herkömmliche Technik der Vorverzerrung linearisieren. Bei idealer Vorverzerrung ergibt dies die in Fig. 5 gestrichelt eingezeichnete, bis zur Sättigung lineare Kennlinie (c). Im nicht gezeigten, anschließenden Sättigungsbereich bei noch höhe ren Eingangssignalspannungen (Ue) flacht selbst die durch Vor verzerrung erhaltene Kennlinie für die Ausgangsspannung (Ua) in Richtung horizontalem Verlauf ab.The output signal (S _R ) emitted by the OFDM signal generation unit ( 1 ) is subjected to a dynamic reduction in a subsequent dynamic reduction unit ( 2 ). The OFDM signal (S _D ) which is output at the output of the dynamic reduction unit ( 2 ) and is reduced in dynamic range is then fed to a TWT (traveling wave tube) transmitter amplifier ( 3 ) which amplifies the reduced-dynamic OFDM signal (S _D ) and the amplified, reduced-dynamic range OFDM signal (S _S ) emits over the millimeter wave radio link, which operates on a high carrier frequency of 60 GHz, for example, in order to have a high bandwidth for high data transmission rates available. In Fig. 5, the typical characteristics of such a TWT amplifier for amount and phase of the transmitted signal with the solid (a) or the dash-dotted line (b) in the range up to the saturation of the amplifier. In this area, the amplifier behavior can be linearized using the conventional technique of predistortion. With ideal predistortion, this results in the characteristic curve (c) drawn in dashed lines in FIG. 5 up to saturation. In the subsequent saturation range (not shown) with even higher input signal voltages (Ue), even the characteristic curve obtained by pre-distortion for the output voltage (Ua) flattens in the direction of the horizontal course.

Würde das von der OFDM-Signalerzeugungseinheit (1) generierte OFDM-Signal (S_R) mit seiner vollen Dynamik, d. h. mit der vollen Amplitudenschwankung der komplexen Einhüllenden des OFDM- Signals, auf den Sendeverstärker (3) gegeben, wäre es bei der gewünschten, hohen Übertragungsfrequenz nicht möglich, letzteren nur in dem durch Vorverzerrung linearisierten Bereich zu betrei ben. Vielmehr würde der Verstärker (3) zwangsläufig auch in den Sättigungsbereich hinein angesteuert, wodurch das nichtlineare Verstärkerverhalten eine hohe Außerbandstrahlung erzeugen würde. Diesem Problem wird durch die Einfügung der Dynamikreduktions einheit (2) abgeholfen. Die Dynamikreduktionseinheit (2) verrin gert in nachfolgend beschriebener Weise die Amplitudenschwankung des generierten OFDM-Signals (S_R) gerade so weit, daß das entste hende, dynamikreduzierte OFDM-Signal (S_D) ganz im durch Vorver zerrung linearisierten Übertragungsbereich des nachfolgenden Sendeverstärkers (3) liegt. Zwar erzeugt die Dynamikreduktion zwangsläufig eine gewisse, mit der Signalveränderung einherge hende Außerbandstahlung, diese läßt sich jedoch beträchtlich kleiner halten als diejenige, die vom Sendeverstärker (3) bei Aussteuerung in seinen nichtlinearen Kennlinienbereich hinein generiert würde. Dabei ist zu beachten, daß der Sendeverstärker (3) keine zusätzliche Außerbandstrahlung bei Übertragung des in seinem linearen Übertragungsbereich liegenden, dynamikreduzier ten OFDN-Signals (S_D) erzeugt, weshalb durch die Maßnahme der Dy namikreduktion des OFDM-Signals in Kombination mit der das Ver stärkerübertragungsverhalten linearisierenden Vorverzerrung eine deutliche Reduktion der störenden Außerbandstrahlung erzielt wird.If the OFDM signal (S _R ) generated by the OFDM signal generation unit ( 1 ) with its full dynamics, ie with the full amplitude fluctuation of the complex envelope of the OFDM signal, were to be transmitted to the transmission amplifier ( 3 ), the desired, high transmission frequency not possible to operate the latter only in the area linearized by predistortion. Rather, the amplifier ( 3 ) would inevitably also be driven into the saturation range, as a result of which the non-linear amplifier behavior would generate a high out-of-band radiation. This problem is remedied by inserting the dynamic reduction unit ( 2 ). The dynamic reduction unit ( 2 ) reduces in the manner described below the amplitude fluctuation of the generated OFDM signal (S _R ) just to such an extent that the resulting, dynamically reduced OFDM signal (S _D ) is entirely in the transmission range of the subsequent transmission amplifier linearized by pre-distortion ( 3 ) lies. Although the dynamic reduction inevitably produces a certain out-of-band radiation associated with the signal change, this can be kept considerably smaller than that which would be generated by the transmitter amplifier ( 3 ) when driven into its non-linear characteristic range. It should be noted that the transmitter amplifier ( 3 ) generates no additional out-of-band radiation when transmitting the dynamically reduced OFDN signal (S _D ) lying in its linear transmission range, which is why the measure of dynamic reduction of the OFDM signal in combination with that A strong reduction in the disturbing out-of-band radiation is achieved by amplifying transmission behavior linearizing predistortion.

Die in diesem Beispiel verwendete Art der von der Dynamikreduk tionseinheit (2) durchgeführten Dynamikreduktion ist in Fig. 3 veranschaulicht. Dort ist in einem typischen Zeitausschnitt der auf den Effektivwert normierte Betrag (S_RB) der komplexen Einhül lenden des von der OFDN-Signalerzeugungseinheit (1) abgegebenen OFDM-Signals (S_R) gezeigt. In der Dynamikreduktionseinheit (2) wird dieses Betragssignal (S_RB) mit einer ebenfalls in Fig. 3 wiedergegebenen Dynamikreduktionsfunktion (d) multipliziert. Die Dynamikreduktionsfunktion (d) wird von der Dynamikreduktionsein heit (2) folgendermaßen festgelegt. Solange der Betrag (S_RB) der komplexen Einhüllenden des eingehenden OFDM-Signals (S_R) unter halb eines vorgegebenen Schwellenwertes (SW) liegt, der vorlie gend auf das Doppelte des Effektivwertes gesetzt wurde, wird der Funktionswert der Dynamikreduktionsfunktion (d) konstant auf eins gehalten. Sobald der Betrag (S_RB) der komplexen Einhüllenden des eingehenden OFDM-Signals (S_R) diesen Schwellenwert über schreitet, was in Fig. 3 an zwei Stellen (e, f) der Fall ist, erzeugt die Dynamikreduktionseinheit (2) einen zugehörigen Im puls, der auf ein Gaußfilter zur Generierung eines inversen Gaußfunktionsabschnitts (G1, G2) der Dynamikreduktionsfunktion (d) gegeben wird. Die Dynamikreduktionsfunktion (d) verläuft in folgedessen in den Bereichen, in denen der Betrag (S_RB) der kom plexen Einhüllenden des OFDM-Signals (S_R) den vorgegebenen Schwellenwert (SW) überschreitet, wie aus Fig. 3 ersichtlich, als jeweilige inverse Gaußfunktion (G1, G2) mit Funktionswerten kleiner eins, wobei die Gaußfunktionsabschnitte (G1, G2) jeweils an ihren Endbereichen stetig in den horizontalen Abschnitt der Dynamikreduktionsfunktion (d) mit dem Funktionswert eins überge hen. Die Multiplikation des Betrags (S_RB) der komplexen Einhül lenden des eingehenden OFDM-Signals (S_R) mit der so bestimmten Dynamikreduktionsfunktion (d) ergibt den in Fig. 3 gezeigten, solchermaßen dynamikreduzierten Verlauf des OFDM-Signals (S_D) Dabei ist durch passende Wahl des Minimumwertes jedes in versen Gaußfunktionsabschnitts (G1, G2) dafür gesorgt, daß der Betrag (S_DB) der dynamikreduzierten komplexen Einhüllenden unter dem vorgegebenen Schwellenwert (SW) liegt. Da die Dynamikreduk tionsfunktion in denjenigen Bereichen, in denen bereits das von der OFDM-Signalerzeugungseinheit (1) erzeugte OFDM-Signal (S_R) unterhalb des Schwellenwertes (SW) liegt, den Funktionswert eins besitzt, wird das OFDM-Signal (S_R) in diesen Bereichen nicht ver ändert. Die Veränderung bleibt vielmehr vorteilhafterweise auf die Bereiche mit für den linearen Übertragungsbereich des Sende verstärkers (3) zu hoher OFDM-Signaldynamik beschränkt.The type of dynamic reduction performed by the dynamic reduction unit ( 2 ) used in this example is illustrated in FIG. 3. There the typical magnitude (S _RB ) of the complex envelopes of the OFDM signal generation unit ( 1 ) emitted by the OFDN signal generation unit ( 1 _R ) is shown in a typical time segment. In the dynamic reduction unit ( 2 ) this magnitude signal (S _RB ) is multiplied by a dynamic reduction function (d) also shown in FIG. 3. The dynamic reduction function (d) is determined by the dynamic reduction unit ( 2 ) as follows. As long as the amount (S _RB ) of the complex envelope of the incoming OFDM signal (S _R ) is below half a predetermined threshold value (SW), which was set to twice the effective value, the functional value of the dynamic reduction function (d) will remain constant kept one. As soon as the amount (S _RB ) of the complex envelope of the incoming OFDM signal (S _R ) exceeds this threshold, which is the case in FIG. 3 at two places (e, f), the dynamic reduction unit ( 2 ) generates an associated Im pulse that is applied to a Gaussian filter to generate an inverse Gaussian function section (G1, G2) of the dynamic reduction function (d). The dynamic reduction function (d) consequently runs in the areas in which the amount (S _RB ) of the complex envelope of the OFDM signal (S _R ) exceeds the predetermined threshold value (SW), as can be seen in FIG. 3, as the respective inverse Gaussian function (G1, G2) with function values less than one, with the Gaussian function sections (G1, G2) continuously transitioning at their end regions into the horizontal section of the dynamic reduction function (d) with the function value one. The multiplication of the amount (S _RB ) of the complex envelopes of the incoming OFDM signal (S _R ) by the dynamic reduction function (d) determined in this way gives the course of the OFDM signal (S _D ) shown in FIG by appropriate selection of the minimum value of each Gaussian function section (G1, G2) ensures that the amount (S _DB ) of the dynamically reduced complex envelope is below the predetermined threshold value (SW). Since the dynamic reduction function has the function value one in those areas in which the OFDM signal (S _R ) generated by the OFDM signal generation unit ( 1 ) is below the threshold value (SW), the OFDM signal (S _R ) not changed in these areas. Rather, the change is advantageously limited to the areas with OFDM signal dynamics that are too high for the linear transmission range of the transmitting amplifier ( 3 ).

Die Multiplikation des Betrags (S_RB) der komplexen Einhüllenden des eingehenden OFDM-Signals (S_R) mit der Dynamikreduktionsfunkti on (d) entspricht einer Faltung im Frequenzbereich, weshalb durch die Dynamikreduktion das Frequenzspektrum des OFDM-Signals aufgeweitet wird. Wünschenswert ist daher eine möglichst schmal bandige Dynamikreduktionsfunktion, wie dies durch das vorliegen de Beispiel aufgrund der günstigen spektralen Eigenschaften von Gaußfunktionen der Fall ist. In Fig. 4 ist der Einfluß der Dy namikreduktion auf die Frequenzcharakteristik dargestellt. Es ist erkennbar, daß das Frequenzspektrum (h) des Betrags (S_DB) der komplexen Einhüllenden des dynamikreduzierten OFDM-Signals (S_D) gegenüber demjenigen (g) des Betrags (S_RB) der komplexen Einhül lenden des eingehenden OFDM-Signals (S_R) vor der Dynamikreduktion eine etwas erhöhte Außerbandstrahlung aufweist, die von der Dy namikreduktion verursacht wird. Zusätzlich ist in Fig. 4 das Frequenzspektrum (i) der Dynamikreduktionsfunktion (d) ohne Gleichanteil wiedergegeben. Im Vergleich zu den OFDM-Signalen besitzt die Dynamikreduktionsfunktion (d) erkennbar ein schmal bandiges Frequenzspektrum mit geringer Leistung, wobei die Fre quenzspektren der OFDM-Signale und der Dynamikreduktionsfunktion (d) merklich von der Wahl des Schwellenwertes (SW) abhängig sind. Je niedriger der Schwellenwert (SW) gelegt wird, desto mehr inverse Gaußfunktionsabschnitte und mit um so kleinerem Mini mumwert entstehen, wodurch die Dynamikreduktionsfunktion breit bandiger wird und sich der Außerbandstrahlungsanteil wegen der stärkeren Veränderung des OFDM-Signals aufgrund der Dynamikre duktion etwas erhöht. Je höher die Dynamikreduktion, um so grö ßer ist zwar einerseits der zusätzlich entstehende Außerband strahlungsanteil, jedoch werden die Anforderungen an die Linea rität des Verstärkerverhaltens geringer, wobei je nach Anwendungsfall der geeignete, optimale Kompromiß aufzusuchen ist. Eine stärkere Dynamikreduzierung ermöglicht es, die Sende leistung für das OFDM-Signal bei gleicher Außerbandstrahlung er höhen zu können. Durch die Dynamikreduzierung reicht zur Signal verstärkung und -übertragung die Aussteuerung des Sendeverstär kers (3) in seinem durch Vorverzerrung linearisierten Bereich aus, ohne daß hierdurch zusätzliche Außerbandstrahlung entsteht.The multiplication of the amount (S _RB ) of the complex envelope of the incoming OFDM signal (S _R ) by the dynamic reduction function (d) corresponds to a convolution in the frequency domain, which is why the frequency spectrum of the OFDM signal is expanded by the dynamic reduction. It is therefore desirable to have a dynamic reduction function that is as narrow as possible, as is the case in the present example due to the favorable spectral properties of Gaussian functions. In FIG. 4, the influence of the Dy namikreduktion on the frequency characteristic shown. It can be seen that the frequency spectrum (h) of the amount (S _DB ) of the complex envelope of the dynamically reduced OFDM signal (S _D ) compared to that (g) of the amount (S _RB ) of the complex envelope of the incoming OFDM signal (S _R ) has a slightly increased out-of-band radiation caused by the dynamic reduction before the dynamic reduction. In addition, the frequency spectrum (i) of the dynamic reduction function (d) is shown in FIG. 4 without a constant component. Compared to the OFDM signals, the dynamic reduction function (d) clearly has a narrow-band frequency spectrum with low power, the frequency spectra of the OFDM signals and the dynamic reduction function (d) being significantly dependent on the choice of the threshold value (SW). The lower the threshold value (SW) is set, the more inverse Gaussian function sections and the smaller the minimum value, whereby the dynamic reduction function becomes broadband and the out-of-band radiation component increases somewhat due to the greater change in the OFDM signal due to the dynamic reduction. The higher the dynamic reduction, the greater the additional out-of-band radiation component on the one hand, but the requirements for the linearity of the amplifier behavior become lower, depending on the application, the suitable, optimal compromise must be sought. A stronger dynamic reduction enables the transmission power for the OFDM signal to be increased with the same out-of-band radiation. By reducing the dynamic range is sufficient for signal amplification and transmission, the modulation of the transmit amplifier ( 3 ) in its linearized range by predistortion, without this resulting in additional out-of-band radiation.

Fig. 5 zeigt anschaulich die deutliche Verbesserung der Si gnalübertragungsqualität durch die kombinierte Maßnahme von Dy namikreduktion und Vorverzerrung im Vergleich zu einer direkten Verstärkung und Übertragung des OFDM-Signals (S_R) aus der OFDM- Signalerzeugungseinheit (1) mit der vollen Dynamik. In letzterem Fall ergibt sich typischerweise ein Frequenzspektrum (k) des vom Sendeverstärker (3) abgegebenen OFDM-Signals (S_S), das aufgrund der Aussteuerung des Verstärkers (3) in seinem nichtlinearen Sättigungsbereich einen vergleichsweise hohen Außerbandstrah lungsanteil aufweist. Wird hingegen das von der OFDM- Signaleinheit (1) generierte OFDM-Signal (S_R) der Dynamikredukti on unterzogen und nur in dem durch Vorverzerrung linearisierten Kennlinienbereich des Verstärkers (3) von letzterem verstärkt, so zeigt das Frequenzspektrum (1) dieses gesendeten OFDM-Signals (S_S) zwar ebenfalls einen gewissen Außerbandstrahlungsanteil auf grund der Dynamikreduktion, dieser ist jedoch deutlich geringer als derjenige, der durch eine Aussteuerung des Sendeverstärkers (3) in seinen nichtlinearen Sättigungsbereich erzeugt wird, so daß sich insgesamt ein deutlich verbessertes Übertragungsverhal ten ergibt. Zwar stellt die Dynamikreduktion aufgrund der Verän derung des OFDM-Signals eine Quelle möglicher zusätzlicher Über tragungsfehler dar, eine Simulation des in Fig. 1 gezeigten OFDM-Signalsenderteils (4) ergibt jedoch das in Fig. 6 veran schaulichte Ergebnis, daß die Bitfehlerrate (BER) nach Dyna mikreduktion des OFDM-Signals (Kurve m) nur geringfügig höher liegt als ohne Dynamikreduktion (Kurve n). Wenn diese Erhöhung der Bitfehlerrate stört, kann vorgesehen werden, die zur Rekon struktion der Dynamikreduktionsfunktion (d) auf der Empfänger seite benötigte Information zusammen mit dem OFDM-Signal (S_S) zu übertragen. Durch Rekonstruktion der Dynamikeduktionsfunktion (d) im Empfängerteil (6) der Zielstation kann dieser eine Kor rektur des dynamikreduzierten OFDM-Signals (S_D) vornehmen und da mit die darauf zurückzuführenden Übertragungsfehler verhindern. Vorteilhaft einfach läßt sich dies für die Dynamikreduktions funktion (d) nach Fig. 3 erreichen, die aus den einzelnen in versen Gaußfunktionsabschnitten (G1, G2) an den Stellen zu hoher OFDM-Signaldynamik und ansonsten aus dem Funktionswert eins be steht. Denn zur Rekonstruktion dieser Dynamikreduktionsfunktion (d) genügt die Übertragung der Impulse für das die inversen Gaußfunktionsabschnitte (G1, G2) generierende Gaußfilter von der Sender- zur Empfängerseite, was mit vergleichsweise geringem Zu satzübertragungsaufwand möglich ist. Fig. 5 shows clearly the significant improvement in the signal transmission quality by the combined measure of dynamic reduction and predistortion compared to a direct amplification and transmission of the OFDM signal (S _R ) from the OFDM signal generation unit ( 1 ) with the full dynamic range. In the latter case, there is typically a frequency spectrum (k) of the OFDM signal (S _S ) emitted by the transmission amplifier ( 3 ), which has a comparatively high out-of-band radiation component due to the modulation of the amplifier ( 3 ) in its non-linear saturation range. If, however, the OFDM signal (S _R ) generated by the OFDM signal unit ( 1 ) undergoes the dynamic reduction and is only amplified by the latter in the characteristic range of the amplifier ( 3 ) linearized by predistortion, the frequency spectrum ( 1 ) shows this transmitted OFDM -Signal (S _S ) also has a certain out-of-band radiation due to the dynamic reduction, but this is significantly less than that which is generated by modulating the transmitter amplifier ( 3 ) in its non-linear saturation range, so that overall a significantly improved transmission behavior results . Although the dynamic reduction due to the change in the OFDM signal represents a source of possible additional transmission errors, a simulation of the OFDM signal transmitter part ( 4 ) shown in FIG. 1 gives the result illustrated in FIG. 6 that the bit error rate (BER ) after dynamic reduction of the OFDM signal (curve m) is only slightly higher than without dynamic reduction (curve n). If this increase in the bit error rate interferes, it can be provided to transmit the information required for the reconstruction of the dynamic reduction function (d) on the receiver side together with the OFDM signal (S _S ). By reconstructing the dynamic reduction function (d) in the receiver part ( 6 ) of the target station, the latter can correct the dynamically reduced OFDM signal (S _D ) and thus prevent the transmission errors attributable to it. This can be achieved in an advantageously simple manner for the dynamic reduction function (d) according to FIG. 3, which consists of the individual in verse Gaussian function sections (G1, G2) at the points of high OFDM signal dynamics and otherwise from the function value one. For the reconstruction of this dynamic reduction function (d), the transmission of the pulses for the Gaussian filter generating the inverse Gaussian function sections (G1, G2) from the transmitter to the receiver side is sufficient, which is possible with comparatively little additional transmission effort.

Eine nach diesem Verfahren arbeitende Funknetzanlage läßt sich beispielsweise in Form eines lokalen Funknetzwerkes auf Millime terwellenbasis mit einem ausreichend geringen Hardwareaufwand realisieren, der die Verwendung des Systems in Anlagen mit ein zelnen, in bidirektionalem Datenaustausch stehenden Mobilstatio nen praktikabel macht. Die Realisierbarkeit der OFDM- Signalübertragung mittels leistungsfähiger FFT-Algorithmen ohne eine notwendige Entzerrung auf der Empfängerseite wirkt sich weiter vorteilhaft vereinfachend auf den Hardwareaufwand aus. Es versteht sich, daß das oben beschriebene Verfahren der OFDM- Signalübertragung mit Signaldynamikreduzierung auch für andere Systeme mit OFDM-Signalübertragung nutzbringend einsetzbar ist, z. B. für digitale Rundfunksysteme. Auch bei Wahl eines UHF- Verstärkers als Sendeverstärker wirkt sich die erfindungsgemäße, der Verstärkung vorausgehende Dynamikreduktion vorteilhaft aus, indem die Außerbandstrahlung des verstärkten OFDM-Signals gegen über einer Übertragung ohne Dynamikreduktion deutlich reduziert wird, selbst wenn das Verstärkerverhalten in der Praxis auch im Bereich unterhalb der Sättigung nicht genau linear verlaufen sollte und daher eine gewisse verstärkungsbedingte Außerband strahlung erzeugt wird.A radio network system operating according to this method can be for example in the form of a local radio network on millime base shaft base with a sufficiently low hardware expenditure Realize the use of the system in plants individual mobile station in bidirectional data exchange makes it practicable. The feasibility of OFDM Signal transmission using powerful FFT algorithms without a necessary equalization on the receiving side has an effect further advantageously simplifying the hardware effort. It it is understood that the OFDM method described above Signal transmission with signal dynamics reduction also for others Systems with OFDM signal transmission is useful, e.g. B. for digital broadcasting systems. Even when choosing a UHF Amplifier as a transmission amplifier, the inventive dynamic reduction preceding the amplification advantageously, by counteracting the out-of-band radiation of the amplified OFDM signal significantly reduced over a transmission without dynamic reduction will, even if the amplifier behavior in practice also in Area below saturation is not exactly linear should and therefore a certain gain-related out of band radiation is generated.

Claims

1. A method for the transmission of OFDM signals, characterized in that the dynamics of the OFDM signals (S _R ) in front of a transmission amplifier ( 3 ) are reduced by their multiplication with a dynamic reduction function (d), which is chosen to be continuously running. that in those areas (e, f) in which the amount (S _RB ) of the complex envelope of the OFDM signal (S _R ) exceeds a predetermined threshold value (SW), each with an inverse Gaussian function section (G1, G2) Values less than one exist and assume the value one in the intermediate areas, the inverse Gaussian function sections being continuously guided to the value one at the ends.

2. The method according to claim 1, characterized in that the reduced-dynamic OFDM signal (S _D ) lies in a linearization by Vorverzer tion of the transmitter amplifier ( 3 ).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in addition to the OFDM signals (S _S ) information on the dynamic reduction function (d), which allow their reconstruction, are transmitted to the receiver side.

4. Radio network system for performing the method according to claim 1, with a plurality of stations, in particular mobile stations, which are set up for bidirectional data exchange and each have a transmitter part ( 4 ) and a receiver part ( 6 ) for OFDM signals, the transmitter part having a unit ( 1 ) for generating OFDM signals, a unit ( 2 ) for dynamic reduction of the OFDM signal (S _R ) and a transmission amplifier ( 3 ), characterized in that the unit ( 2 ) for dynamic reduction the dynamics of the incoming OFDM Signals (S _R ) reduced by multiplication with a dynamic reduction function (d), which is chosen to run continuously so that it is in those areas (e, f) in which the amount (S _RB ) of the complex envelope of the OFDM signal ( S _R ) exceeds a given threshold value (SW), each consists of an inverse Gaussian function section (G1, G2) with values less than one and in the intermediate areas Assumes a value of one, the inverse Gaussian function sections being continuously brought to a value of one end.