DE60021880T2 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der kanal- und baudfrequenzoffsetschätzung mittels einer präambel mit einer wiederholenden sequenz - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der kanal- und baudfrequenzoffsetschätzung mittels einer präambel mit einer wiederholenden sequenz Download PDF

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Kommunikationssysteme im Allgemeinen und im Besonderen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum effizienten Ermitteln einer Kanalschätzung und einer Baud-Frequenzversatzschätzung für einen Kommunikationskanal zwischen einem Sender und einem Empfänger.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die 1 bzw. 2 zeigen Modelle eines typischen Quadraturmodulations-(QAM)-Sender-Empfängers 10 und eines typischen trägerfreien Amplituden-/Phasen-(CAP-/Carrierless Amplitude-Phase)Sender-Empfängers 12 an einem Kommunikationskanal. Geht man von einer perfekten Synchronisierung des Senders und des Empfängers aus, kann ein System anhand der Gleichung v = u·h + n entwickelt werden (schematisch in 3 gezeigt), wobei v das komplexe empfangene Signal, u eine gesendete komplexe Symbolsequenz, h ein komplexes Kanalmodell und n ein komplexes Rauschsignal ist. Es wird davon ausgegangen, dass das komplexe Rauschsignal kein weißes Rauschsignal ist.
  • Ein Ziel der Charakterisierung eines Kanals besteht darin, eine Kanalschätzung ĥ zu finden, die den Erwartungswert (EV) des Unterschieds zwischen einem beliebigen gegebenen empfangenen Signal und dem erwarteten Signal minimiert. Eine Formel für EV ist als Gleichung 1 dargestellt. EV = E{|v – u·ĥ|2} (Gleichg. 1)
  • Sobald sie bekannt ist, kann die Kanalschätzung ĥ von einer Decodiereinrichtung zur Ermittlung der geeigneten Decodiereinrichtungsparameter, wie etwa der Entzerrerkoeffizienten, verwendet werden.
  • Des Weiteren sind in einem realen System die Takte am Sender und Empfänger nicht perfekt synchronisiert. Der Unterschied zwischen der Frequenz des Taktgebers des Senders und des Taktgebers des Empfängers wird als Baud-Frequenzversatz bezeichnet. Typischerweise würde der Empfänger eine Art von Taktwiedergewinnungsschleife verwenden, um die Unterschiede in den Taktraten aufzuspüren. Zur Optimierung der Leistung eines paketbasierten Demodulators ist es wertvoll, auch eine Schätzung des Baud-Frequenzversatzes zu haben, um die Taktwiedergewinnungsschleife vor dem Start der Demodulation des Pakets zu initialisieren.
  • Optimale Sequenzen zum Erhalten von Kanalschätzungen sind längst bekannt. Siehe beispielsweise J. Letaief und R. D. Murch's "Complex Optimal Sequences with Constant Magnitude for Fast Channel Estimation Initialization", IEEE Trans. Comm., Band 46, Nr. 3, Seiten 305–308 vom März 1998 und Simon Haykin's "Adaptive Filter Theory, 3. Edition", Prentice-Hall, Inc., 1996, Seite 498.
  • WO 98 10531 A beschreibt ein Verfahren zum Ermitteln eines Frequenzversatzes in einem digitalen Signalübertragungssystem unter Verwendung einer Präambel. M Sequenzen mit einer gewissen Länge werden angewandt und dreimal wiederholt. Daher kann der Frequenzversatz auf Basis von zwei Sequenzen ermittelt werden, die innerhalb einer spezifischen Zeitspanne aufgefangen werden.
  • Viele Verfahren zur Kanalschätzung benötigen jedoch eine hohe rechnerische Komplexität oder eine lange Präambel oder sie bieten keine zweckmäßigen Mittel, auch eine Schätzung des Baud-Frequenzversatzes zu erhalten.
  • Daher besteht Bedarf an einem effizienten Verfahren und einer effizienten Vorrichtung zum Ermitteln sowohl der Kanalschätzung als auch der Baud-Frequenzversatzschätzung. Die vorliegende Erfindung sieht ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung vor, wobei eine Präambelsequenzart und eine rechnerische Struktur bei Verwendung einer minimalen Anzahl von Präambelsymbolen und einer äußerst geringen rechnerischen Komplexität sowohl eine Kanalschätzung als auch eine Baud-Frequenzversatzschätzung erzielen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Das vorstehende und andere Ziele werden durch eine Vorrichtung und ein Verfahren erreicht, wie jeweils durch den Gegenstand der Ansprüche 1 und 6 definiert, wobei weitere vorteilhafte Merkmale in den Unteransprüchen definiert sind.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein typisches CAP-Sender-Empfängersystem, in dem die vorliegende Erfindung implementiert werden kann, in Form eines Blockdiagramms.
  • 2 zeigt ein typisches QAM-Sender-Empfängersystem, in dem die vorliegende Erfindung implementiert werden kann, in Form eines Blockdiagramms.
  • 3 zeigt ein gleichwertiges Modell eines CAP- oder QAM-Sender-Empfängersystems gemäß den 1 oder 2 in Form eines Blockdiagramms.
  • 4a, 4b und 4c zeigen jeweils die erfindungsgemäßen Signale u, h und v, wobei die Präambel drei periodische Kopien von b umfasst.
  • 5a, 5b und 5c zeigen jeweils die erfindungsgemäßen Signale u, h und v, wobei die Präambel vier periodische Kopien von b umfasst.
  • 6 zeigt einen erfindungsgemäßen CAP- oder QAM-Sender-Empfänger in Form eines Blockdiagramms.
  • 7 zeigt eine erfindungsgemäße Kanalschätzungseinrichtung in Form eines Blockdiagramms.
  • 8 zeigt eine erfindungsgemäße Baud-Frequenzversatzschätzungseinrichtung in Form eines Blockdiagramms.
  • GENAUE BESCHREIBUNG
  • Hierin sind mehrere Ausführungsformen zum Implementieren einer Kanalcharakterisierung, insbesondere in einer Paketprotokollumgebung, beschrieben. Wie aus einem Studium dieser Beschreibung hervorgeht, kann die hierin beschriebene Kanalcharakterisierung zur schnellen Charakterisierung eines Kanals, sogar auf einer Paket-für-Paket-Basis, bei einem Kommunikationskanal verwendet werden, dessen Eigenschaften alles andere als optimal sein können, wie etwa große Kerben in seiner Frequenzantwort und seinem Rauschen innerhalb und außerhalb des Kommunikationsbandes. Nur ein spezifisches Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Kanalcharakterisierung ist beispielsweise ein Netzwerk mit hoher Bandbreite, das über Telefonleitungen oder Stromleitungen implementiert wird, die auch für den analogen Telefondienst oder zur Wechselstromverteilung verwendet werden.
  • Eine zur Kanalschätzung und Baud-Frequenzversatzschätzung verwendbare Präambelsequenz ist durch die Sequenz b definiert, die sechzehn Symbole umfasst und in Gleichung 2 dargestellt ist.
  • Figure 00040001
  • Die Sequenz b hat die wichtige Eigenschaft, die durch die Gleichung 3 dargestellt ist:
  • Figure 00040002
  • Alle Symbole in der Sequenz b gehören zu einer 4-QAM-(oder QPSK-)Konstellation. Bei einer Ausführungsform umfasst die Präambelsequenz drei Kopien der Sequenz mit 16 Symbolen, welche hierin als erste, zweite bzw. dritte Kopie bezeichnet werden. Bei einer Variation wird der Präambel eine zusätzliche Kopie der Sequenz mit 16 Symbolen vorangestellt, um eine Einschwingzeit für eine adaptive Verstärkungssteuerung vorzusehen. Diese zusätzliche Kopie wird als nullte Kopie bezeichnet. Die An- oder Abwesenheit der nullten Kopie beeinträchtigt die Arbeitsgänge der Kanalschätzung und Baud-Frequenzversatzschätzung nicht. Bei mehreren Kopien kann eine Kopie mit einer anderen Kopie verglichen werden, um den Kanal weiter zu charakterisieren.
  • Die zweite und dritte Kopie der Präambel in dem empfangenen Signal bilden ein "Charakterisierungssignal". Das Charakterisierungssignal ist der Teil des empfangenen Signals, der zur Kanalschätzung und Baud-Frequenzversatzschätzung verwendet wird, wie in den 4 und 5 gezeigt. Der Start des Charakterisierungssignals könnte bestimmt werden, indem man eine festgelegte Zeitspanne nach dem Ermit teln des Starts des Signals wartet. Der Start des Signals kann auf verschiedene Art und Weise ermittelt werden. Der einfachste Weg besteht darin, die Größe des Eingangssignals mit einem vorab festgelegten Schwellenwert zu vergleichen und den Start des Signals zu erklären, wenn der Schwellenwert überschritten wird. Damit dies bei niedrigeren Rauschabständen funktioniert, könnte ein angepasster Filter am Eingang eines Vergleichers verwendet werden, wo der Filter an die bekannten Präambelsymbole angepasst wird. Dies würde nur dann hohe Größenausgänge erzeugen, wenn das Eingangssignal der bekannten Präambelsequenz ähnelt, wobei die Anfälligkeit gegenüber Fehlauslöseimpulsen unter Hochrauschbedingungen reduziert wird. Obgleich solche Techniken dazu verwendet werden können, den Bereich der Betriebsbedingungen zu erweitern, sind sie bei der Umsetzung der hierin beschriebenen Erfindung in die Praxis nicht erforderlich.
  • Es wird nun ein Verfahren zur Kanalschätzung beschrieben. Das Ergebnis dieses Verfahrens ist eine komplexe Kanalschätzung. Bei einem Beispiel werden die komplexe Kanalschätzung mit der vierfachen Baud-Frequenz des Präambelsignals und das komplexe Eingangssignal ebenfalls mit der vierfachen Baud-Frequenz des Präambelsignals abgetastet.
  • In der folgenden Beschreibung stellt das Symbol B eine Matrix von Präambelsymbolwerten dar, die 4-fach konvertiert (upsampled) und zero-filled sind, wie nachfolgend gezeigt:
    Figure 00060001
    wobei ()H die hermitische Transponierte oder konjugierte Transponierte darstellt. Das Konvertieren (Upsampling) könnte auch mit einem anderen Faktor als vier durchgeführt werden, wobei die Anpassung der hierin dargelegten Gleichungen aus der Beschreibung hervorgehen sollte. Beispielsweise bei einer Abtastrate (Sampling-Rate) von sechs, gäbe es fünf Nullen zwischen jedem bi-Wert in B.
  • Nehmen wir an, y1, y2 und y sind Spaltenvektoren empfangener Abtastwerte im Charakterisierungssignal, wie folgt:
    Figure 00060002
    nehmen wir an, h ist ein Kanal mit 64 Abtastwerten, der wie folgt ausgedrückt wird:
    Figure 00070001
    und definieren wir die Matrix A wie folgt:
  • Figure 00070002
  • In Anbetracht der obigen Gleichungen wird das empfangene Signal y durch y = Ah + n angegeben, wobei n ein Vektor weißer Rauschwerte ist. Ein Ziel der Kanalschätzung ist es, eine Kanalschätzung ĥ zu finden, die e2 = ||Aĥ – y||2 minimiert. Haykin hat gezeigt, dass die optimale Kanalschätzung charakterisiert werden kann durch: ĥ = (AHA)–1AHy.
  • Die Präambelsequenz b hat die Eigenschaft, dass AHA = 64I64,wobei IN eine N-für-N-Identitätsmatrix darstellt. Daher
  • Figure 00070003
  • Dementsprechend gilt
  • Figure 00080001
  • Bezug nehmend auf 6 ist ein erfindungsgemäßer Sender-Empfänger dargestellt. Ein Datenerzeuger 20 liefert einen seriell modulierten Datenstrom in Übereinstimmung mit üblichen Datenerzeugungstechniken. Ein Präambelerzeuger 22 sendet die b-Symbolpräambeln wie vorstehend beschrieben und ist mit einem seriellen Switch 24 verbunden, um einen seriellen Strom u zu bilden, der in Sendefilter(-mischer) 26 eingegeben wird. Die CAP-Sender-Empfänger-Implementierung weist keine Mischer auf, während die QAM-Sender-Empfänger-Implementierung Mischer umfasst, wie aus den jeweiligen in den 1–2 dargestellten Systemen ersichtlich ist. Das gefilterte (gemischte) Signal wird dann über den Kanal 28 gesendet, wobei ein Rauschen hinzukommen kann, wie unter 30 dargestellt, und wobei das rauschende Signal an dem Empfangsfiltern(-mischern) empfangen wird, wodurch, wie vorstehend beschrieben, das Signal y bereitgestellt wird. Ein Trägersensor 34 erfasst das Signal y und erzeugt ein jeweiliges Startsignal für die Kanalschätzungseinrichtung 36 und die Baud-Frequenzversatzschätzungseinrichtung 38. Die Kanalschätzungseinrichtung 36 und die Baud-Frequenzschätzungseinrichtung 38 führen dann wie vorstehend beschrieben die Berechnungen durch, welche die Signale ĥ und S zur Verwendung durch die Decodiereinrichtung 40 erzeugen, die ebenfalls auf die Signale y von den Empfangsfiltern(-mischern) 32 anspricht.
  • Die in 7 gezeigte Schaltung implementiert die Kanalschätzungsgleichung wie sie durch die Kanalschätzungseinrichtung 36 durchgeführt wird. Die Kanalschätzung ĥ wird anhand eines Eingangsdatenstroms y berechnet. Der Beitrag des aktuellen Datenabtastwerts zu jedem der vierundsechzig Einträge der Kanalschätzung wird berechnet, wenn jeder Wert yi ankommt. Dies entspricht der Durchführung einer komplexen Multiplikation des Eingangsabtastwerts yi und einer Spalte der obigen B-Matrix und das Addieren seines Beitrags zu einem Vektor von Teilsummen, die die berechnete Kanalschätzung enthalten. Beispielsweise wird der Datenabtastwert y0 mit den 64 Einträgen von Spalte 0 der Matrix B multipliziert und zu einem Vektor von 64 komplexen Akkumulatoren summiert. In ähnlicher Weise wird y1 mit der Spalte 1 von B multipliziert und zu dem Ergebnis aus dem vorherigen Schritt summiert. Sobald die Ergebnisse von 64 Abtastwerten zu den Teilergebnissen akkumuliert worden sind, interagieren die verbleibenden 64 Abtastwerte (y64 bis y127) mit den Spalten 0 bis 63, um der Kanalschätzung ihren Beitrag hinzuzufügen.
  • Der 64-Einträge-pro-32-Bit-Speicher (Kanalschätzungsregisterdatei) 42 enthält die vierundsechzig realen und imaginären 16-Bit-Komponenten der Kanalschätzung, hi = (hiR + jhi1), wobei j die Quadratwurzel von minus Eins ist. Ein 16-Einträge-pro-2-Bit-Festspeicher (ROM) 44 wird dazu verwendet, die Training-Sequenz darzustellen, wobei die 2-Bit bi codiert werden als 00: +1, 01: +j, 10: –j, 11: –1. Aufgrund der für bi zulässigen eingeschränkten Werte wird der komplexe Multiplizierer, der zum Erzeugen von zi = yi·bi verwendet wird, mit einem einfachen Datenaustausch (Daten-Swapping) der realen/imaginären Komponenten von yi = (yiR + jyi1) implementiert, gefolgt von einer bedingten Negation gemäß der nachfolgenden Tabelle:
  • Figure 00090001
  • Diese Tabelle umfasst außerdem den zusätzlichen Schritt, der mit dem Konjugieren von bi in Verbindung gebracht wird, um die Elemente der Matrix B zu bilden. Zwei 16-Bit-Addiereinrichtungen 46 werden verwendet, um die jeweiligen realen und imaginären Komponenten von zi mit den aktuellen Inhalten der hi-Akkumulatoren zu summieren. Die aktualisierten Akkumulatorausgänge werden in den Kanalschätzungsspeicher 42 zurückgeschrieben, der die Teilakkumulatoren enthält. Während einer Initialisierungsphase (die ersten 16 Datenabtastwerte nachdem eine neue Kanalschätzung angefordert wurde) werden die Ausgänge der Addiereinrichtungen weitergeleitet und hi auf zi gesetzt.
  • Die Steuereinheit 47 generiert Adressen für den Kanalschätzungsspeicher 42 und den Training-Sequenz-ROM 44 sowie verschiedene Steuersignale (Initialisierung, etc.). Ein 10-Bit-Zähler 45 erzeugt eine Eingabe an die Steuereinheit 47 mit der 16fachen Abtastrate. Der Training-Sequenz-ROM 44 wird durch Implementieren einer einfachen Gleichung in der Hardware indiziert, vorausgesetzt CNT [9:0] (wobei CNT [3:0] einen einzelnen Eingangsabtastwert und CNT [5:0] eine Symboldauer kennzeichnet). Der Training-Sequenz-ROM 44 wird indiziert durch: Index = CNT [9:6] – CNT [3:0]wobei die gesamte Arithmetik Modulo-16 ist. Daher generiert der Index die Adressensequenz 0, 15, 14, 13 ... 1 für den anfänglichen Eingangsabtastwert CNT [9:4] = 0. Nach 4 Eingangsabtastwerten CNT [9:6] = 1 lautet die Adressensequenz: 1, 0, 15, 14 ... 2. Die Kanalschätzungsakkumulatorregisterdatei 42 wird durch Permutieren von CNT [9:0] adressiert (Adr. [5:0]), wie folgt:
    Adr [5] = CNT [3]
    Adr [4] = CNT [2]
    Adr [3] = CNT [1]
    Adr [2] = CNT [0]
    Adr [1] = CNT [5]
    Adr [0] = CNT [4]
  • Die Steuereinheit 47 als solche generiert die Adressen, um die folgende Gleichung zu implementieren:
  • Figure 00110001
  • Die Adressensequenzierung der Kanalschätzungsregister nutzt die Kenntnis der Struktur von Matrix B, um das Ausmaß der Berechnungen zu minimieren, die zwischen der Ankunft jedes Datenabtastwerts erforderlich sind. Die Spalten der Matrix B sind aus den sechzehn Training-Sequenz-Elementen aufgebaut, die jeweils mit drei Nullen verschachtelt sind, um eine Spalte mit 64 Elementen zu bilden. Jeder Wert yi, wenn er mit seiner jeweiligen Spalte multipliziert wird, leistet nur zu sechzehn von den vierundsechzig Kanalschätzungsakkumulatoren einen Beitrag. Somit wird y0 mit b0* multipliziert und zu h0 akkumuliert, mit b15* multipliziert und zu h4 akkumuliert, mit b14* multipliziert und zu h8 akkumuliert, etc.
  • Dieses Verfahren zum Berechnen einer Kanalschätzung stützt sich darauf, dass der zugrunde liegende Berechnungstakt wenigstens das 16-Fache der Abtasttaktfrequenz beträgt. Dies folgt aus der Erkenntnis, dass jeder Datenabtastwert nur zu sechzehn der hi-Akkumulatoren einen Beitrag leistet. Dies ermöglicht auch die Handhabung des Falles, in dem der Berechnungstakt weniger als das 16X des Datentakts beträgt. Durch Demultiplexen des Eingangsdatenstromes durch einen Faktor von bis zu vier und Duplizieren der komplexen Multiplizier-/Addiereinheiten können die höheren Datenraten vorgesehen werden.
  • Der Baud-Frequenzversatz wird unter Verwendung desselben Charakterisierungssignals geschätzt, das auch zu Kanalschätzung verwendet wurde. Der Baud-Frequenzversatz Δfb kann anhand der folgenden Gleichung geschätzt werden:
    Figure 00120001
    wobei fb die Baud-Frequenz und fc die Mittenfrequenz des gesendeten Signals ist. Eine Implementierung dieser Berechnung von S ist in 8 gezeigt, die die Baud-Frequenzversatzschätzungseinrichtung 38 zeigt. Die Verzögerung 48 spricht auf das Signal y an und führt eine Verzögerung von 64 Abtastwerten durch und wird der komplexen Konjugiereinrichtung 50 zugeführt. Der Ausgang der komplexen Konjugiereinrichtung 50 wird mit dem Signal y multipliziert und mit einer Abtastweitverzögerung kombiniert, die durch die Verzögerung 52 vorgesehen wird. Die Summe mit der verzögerten Rückkopplung umfasst den Akkumulator 54, was zu dem Signal S führt.
  • Die Baud-Ratenschätzungseinrichtung 38 arbeitetet mit denselben y-Abtastwerten wie die Kanalschätzungseinrichtung 36. Der Akkumulator 54 als solcher würde durch ein Startsignal vom Trägersensor 34 direkt vor dem ersten Abtastwert der letzten Kopie der Präambel (d.h. Abtastwert y64 in den Kanalschätzungsgleichungen) auf null initialisiert werden. Das Ergebnis wird aus dem Akkumulator ausgelesen, nachdem der Abtastwert y127 angekommen ist.
  • Die vorstehende Beschreibung dient der Veranschaulichung und nicht der Einschränkung. Viele Variationen der Erfindung gehen für Fachleute auf dem Gebiet aus einem Studium dieser Offenbarung hervor. Beispielsweise könnten die verschiedenen Oversampling-Raten mit einfachen Änderungen der gezeigten Schaltungen verwendet oder die Reihenfolge der Arbeitsgänge in trivialer Art und Weise abgeändert werden, um gleichwertige Ergebnisse zu erzeugen.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Erhalten einer Kanalschätzung ĥ für einen Kommunikationskanal (28) in einem Kommunikationssystem, wobei das Kommunikationssystem einen Sender (26) zum Senden von Signalen, die an ein Präambelsignal angehängte Daten darstellen, über den Kommunikationskanal (28) an einen Empfänger (32) aufweist, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch: das Vorsehen einer periodischen Mehrzahl von Präambelsequenzen als Präambelsignal, wobei jede Präambelsequenz b 16 Symbole enthält, die gemäß:
    Figure 00130001
    generiert werden, das Senden eines Übertragungssignals, das die periodische Mehrzahl an Präambelsequenzen darstellt, welche den Daten vorangestellt wurden, über den Kommunikationskanal (28) an den Empfänger (32), das Empfangen des Übertragungssignals am Empfänger (32) als empfangenes Signal, und das Verarbeiten des empfangenen Signals, um aufgrund des empfangenen Signals eine Kanalschätzung ĥ gemäß:
    Figure 00130002
    zu bestimmen, wobei B eine Matrix von Präambelsymbolwerten darstellt, die 4-fach konvertiert (upsampled) und zero-filled sind, und wobei y1 und y2 Spaltenvektoren empfangener Abtastwerte sind, die die letzten zwei Kopien einer empfangenen Präambelsequenz darstellen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch das Erhalten einer Baud-Frequenzversatzschätzung für den Kommunikationskanal (28) im Kommunikationssystem durch Verarbeiten des empfangenen Signals, um aufgrund des empfangenen Signals eine Baud-Frequenzversatzschätzung Δfb gemäß:
    Figure 00130003
    Figure 00140001
    zu bestimmen, wobei fb eine Baud-Frequenz und fc eine Mittenfrequenz des Übertragungssignals ist, wobei yk Komponenten des Spaltenvektors y1 und yk+64 Komponenten des Spaltenvektors y2 sind und sich die Spaltenvektoren y1 und y2 wie folgt definieren:
    Figure 00140002
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Präambelsignal eine periodische Mehrzahl von drei Präambelsequenzen oder eine periodische Mehrzahl von vier Präambelsequenzen aufweist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei der Kommunikationskanal (28) eine Telefonleitung, die für den analogen Telefondienst verwendet wird, oder eine Stromleitung ist, die zur Wechselstromverteilung genutzt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, wobei der Sender (26) und der Empfänger (32) jeweils Quadraturmodulations-Sende-/Empfangseinrichtungen oder trägerfreie Amplituden-/Phasen-Sende-/Empfangseinrichtungen sind.
  6. Vorrichtung zum Erhalten einer Kanalschätzung ĥ für einen Kommunikationskanal (28) in einem Kommunikationssystem, wobei das Kommunikationssystem einen Sender (26) zum Senden von Signalen, die an ein Präambelsignal angehängte Daten darstellen, über den Kommunikationskanal (28) an einen Empfänger (32) aufweist, gekennzeichnet durch: einen Präambelgenerator (22), der das Präambelsignal vorsieht, das eine periodische Mehrzahl an Präambelsequenzen umfasst, wobei jede Präambelsequenz b 16 Symbole enthält, die gemäß:
    Figure 00150001
    generiert werden, den Empfänger (32), der einen Trägersensor (34) zum Ermitteln des Starts der letzten zwei Kopien einer empfangenen Präambelsequenz aufweist, einen Kanalschätzungsprozessor (36) zum Verarbeiten des empfangenen Signals, um aufgrund des empfangenen Signals die Kanalschätzung ĥ gemäß:
    Figure 00150002
    zu bestimmen, wobei B eine Matrix von Präambelsymbolwerten darstellt, die 4-fach konvertiert (upsampled) und zero-filled sind, und wobei y1 und y2 Spaltenvektoren empfangener Abtastwerte sind, die die letzten zwei Kopien einer empfangenen Präambelsequenz darstellen, und wobei der Kanalschätzungsprozessor (36) auf den Trägersensor anspricht, um den Start der letzten zwei Kopien der empfangenen Präambelsequenz zum Starten der Verarbeitung des empfangenen Signals zu bestimmen, um die Kanalschätzung ĥ zu bestimmen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, die ferner gekennzeichnet ist durch eine Einrichtung zur Baud-Frequenzversatzschätzung Δfb für den Kommunikationskanal im Kommunikationssystem und umfasst: einen Baud-Frequenzversatzprozessor (38) zum Verarbeiten des empfangenen Signals, um aufgrund des empfangenen Signals die Baud-Frequenzversatzschätzung Δfb gemäß:
    Figure 00150003
    zu bestimmen, wobei fb eine Baud-Frequenz und fc eine Mittenfrequenz des Übertragungssignals ist, wobei der Baud-Frequenzversatzprozessor (38) auf den Trägersensor (34) anspricht, um den Start der letzten zwei Kopien der empfangenen Präambelsequenz zum Starten der Verarbeitung des empfangenen Signals zu bestimmen, um die Baud-Frequenzversatzschätzung Δfb zu bestimmen, wobei yk Komponenten des Spaltenvektors y1 und yk+64 Komponenten des Spaltenvektors y2 sind und sich die Spaltenvektoren y1 und y2 wie folgt definieren:
    Figure 00160001
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Präambelsignal eine periodische Mehrzahl von drei Präambelsequenzen oder eine periodische Mehrzahl von vier Präambelsequenzen aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, wobei der Kommunikationskanal (28) eine Telefonleitung, die für den analogen Telefondienst verwendet wird, oder eine Stromleitung ist, die zur Wechselstromverteilung genutzt wird.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7, 8 oder 9, wobei der Sender (26) und der Empfänger (32) jeweils Quadraturmodulations-Sende-/Empfangseinrichtungen oder trägerfreie Amplituden-/Phasen-Sende-/Empfangseinrichtungen sind.
DE60021880T 1999-06-04 2000-06-02 Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der kanal- und baudfrequenzoffsetschätzung mittels einer präambel mit einer wiederholenden sequenz Expired - Lifetime DE60021880T2 (de)

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