DE602004011577T2

DE602004011577T2 - Verfahren und vorrichtung zur trägerrückgewinnung in einem kommunikationssystem

Info

Publication number: DE602004011577T2
Application number: DE602004011577T
Authority: DE
Inventors: Joshua Hopewell NJ KOSLOV
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2024-02-20
Also published as: CN1918873A; JP4567008B2; BRPI0418534A; EP1716682A1; KR101028271B1; DE602004011577D1; CN1918873B; JP2007527168A; KR20070005598A; MY138597A; ES2300748T3; BRPI0418534B1; US20080212708A1; EP1716682B1; WO2005086444A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Kommunikationssysteme und insbesondere auf satellitengestützte Kommunikationssysteme.
In einem geschichteten modulationsgestützten Kommunikationssystem moduliert ein Sender wenigstens zwei datentragende Signale, z. B. ein Signal einer oberen Schicht (OS-Signal) und ein Signal einer unteren Schicht (US-Signal), auf den gleichen Träger oder auf verschiedene (möglichst zueinander asynchrone) Träger und sendet das OS-Signal und das US-Signal derart getrennt über zwei Transponder, dass das US-Signal mit einem sehr viel niedrigeren Leistungspegel als das OS-Signal übertragen wird. Diese Übertragung kann in Form einer Aufwärtsübertragung zu einem Satelliten erfolgen, welcher dann eine Abwärtsübertragung (die typischerweise mit einer anderen Frequenz stattfindet als die Aufwärtsübertragung) zu einem Empfänger bereitstellt. Letzterer verarbeitet die Abwärtsübertragung – das Empfangssignal – zur Rückgewinnung der dabei transportierten Daten, um beispielsweise einen ausgewählten Film bereitzustellen, der in einem damit gekoppelten Fernsehgerät (TV-Gerät) angeschaut werden soll.
Am Empfänger besitzt das Empfangssignal eine OS-Signalkomponente und US-Signalkomponente, d. h. das Empfangssignal ist eine Kombination aus der oberen und der unteren Schicht, und der Empfänger verarbeitet das Empfangssignal, um daraus die Daten der oberen Schicht (in der OS-Signalkomponente weitergeleitet) und die Daten der unteren Schicht (in der US-Signalkomponente weitergeleitet) rückzugewinnen. Da der Leistungspegel des OS-Signals sehr viel höher als der des US-Signals ist, moduliert und verarbeitet der Empfänger in Bezug auf die Rückgewinnung der Daten der oberen Schicht das Empfangssignal einfach so, als bestünde es nur aus der OS-Signalkomponente plus Kanalrauschen, und behandelt somit die US-Signalkomponente des Empfangssignals praktisch als Rauschen. Da der Leistungspegel des US-Signals niedriger ist, verarbeitet der Empfänger im Vergleich dazu das Empfangssignal so, dass er zunächst die US-Signalkomponente daraus extrahiert. Danach verarbeitet der Empfänger die extrahierte US-Signalkomponente, um die Daten der unteren Schicht rückzugewinnen.
Um die US-Signalkomponente zu extrahieren, regeneriert der Empfänger das OS-Signal und subtrahiert das regenerierte OS-Signal von dem Empfangssignal. Diesbezüglich nutzt der Empfänger verschiedene Signale, die bereits durch die Verarbeitung der oberen Schicht verfügbar sind, wie beispielsweise einen rückgewonnenen OS-Träger sowie die rückgewonnenen Daten der oberen Schicht. Letztere werden neu codiert und erneut auf Symbole abgebildet, um das regenerierte OS-Signal beim Basisband zu bilden, d. h. den Symbolen des regenerierten OS-Signals sind keine Phasen- oder Frequenzverschiebungen zugeordnet. Als solcher wird der rückgewonnene OS-Träger verwendet, um zunächst das Empfangssignal zu derotieren und so den OS-Träger daraus zu entfernen. Danach wird die extrahierte US-Signalkomponente gebildet, indem das regenerierte OS-Signal von der derotierten Version des Empfangssignals subtrahiert wird. Der rückgewonnene OS-Träger wird über einen Trägerrückgewinnungsprozess entwickelt, welcher auf Hard-Entscheidungen basiert, beispielsweise Phasenfehlern zwischen den jeweiligen Empfangssignalpunkten und aus der OS- Signalkonstellation entnommenen von einem Slicer bestimmten Symbolen (nächstgelegenen Symbolen).
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wie oben erwähnt, wird der rückgewonnene Träger über einen auf Hard-Entscheidungen basierenden Trägerrückgewinnungsprozess entwickelt. Jedoch habe ich beobachtet, dass sich durch die Erzeugung einer derotierten Version des Empfangssignals unter Verwendung eines derartigen rückgewonnenen Trägers die Signalkomponente der unteren Schicht zusätzlich verschlechtern kann und somit die exakte Rückgewinnung der Daten der unteren Schicht weiter behindert wird. Daher empfängt nach den Grundsätzen der Erfindung ein Empfänger ein Schicht-Modulationssignal mit mindestens zwei Signalschichten und gewinnt daraus in Abhängigkeit von Soft-Entscheidungen in Bezug auf eine der mindestens zwei Schichten einen Träger zurück.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung enthält ein Satellitenkommunikationssystem einen Sender, einen Satellitentransponder und einen Empfänger. Der Sender überträgt aufwärts ein Schicht-Modulationssignal mit einer oberen Schicht und einer unteren Schicht zu dem Satellitentransponder, welcher das Schicht-Modulationssignal abwärts zu einem oder mehreren Empfängern sendet. Der Empfänger empfängt das Schicht-Modulationssignal (das Empfangssignal) und führt die Demodulierung und Decodierung seiner Signalkomponente der unteren Schicht durch, indem er einen rückgewonnenen Träger zum Derotieren des Empfangssignals verwendet, wobei der rückgewonnene Träger über einen Trägerrückgewinnungsprozess entwickelt wird, der auf Soft-Ent scheidungen in Bezug auf die aus der oberen Schicht gebildete Signalkomponente des Empfangssignals basiert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein beispielhaftes Satellitenkommunikationssystem, welches die Grundsätze der Erfindung verkörpert.
2 zeigt einen Schicht-Modulator nach dem Stand der Technik zur Verwendung in dem Sender 5 von 1.
3 zeigt eine Trägerrückgewinnungsschaltung nach dem Stand der Technik.
4 zeigt ein Schleifenfilter nach dem Stand der Technik.
5 veranschaulicht einen Hard-Entscheidungsprozess nach dem Stand der Technik, in Bezug auf einen Empfangssignalpunkt und einen Konstellationsraum mit vier Symbolen.
6 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm eines Empfängers nach den Grundsätzen der Erfindung.
7 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm des Demodulators/Decodierers 320 von 5 nach den Grundsätzen der Erfindung.
8 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm des Demodulators 330 von 6.
9 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm einer Schaltung für die Rückgewinnung eines auf einer Soft-Entscheidung basierenden Trägers nach den Grundsätzen der Erfindung.
10 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm des Demodulators 375 von 6.
11 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm nach den Grundsätzen der Erfindung.
12 zeigt eine weitere beispielhafte Ausgestaltung nach den Grundsätzen der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Abgesehen von dem erfinderischen Konzept sind die in den Figuren gezeigten Elemente bekannt und werden nicht im Detail beschrieben. Ebenso wird davon ausgegangen, dass satellitengestützte Systeme bekannt sind, so dass diese im vorliegenden Dokument nicht im Detail beschrieben werden. Beispielsweise sind, abgesehen von dem erfinderischen Konzept, Satellitentransponder, Abwärtssignale, Symbolkonstellationen, PLL-Schaltungen (PLL = phase-locked loop), ein Hochfrequenz-(HF-)Frontend-Gerät oder Empfängerabschnitt, wie beispielsweise ein rauscharmer Block-Abwärtsumsetzer, Formatierungs- und Codierungsverfahren (beispielsweise der MPEG-2-Systemstandard (Moving Picture Expert Group) nach ISO/IEC 13818-1) für die Erzeugung von Transportbitströmen und Decodierungsverfahren, wie beispielsweise Log-Likelihood-Verhältnisse, SISO-Decodierer (SISO = Soft Input Soft Output), und Viterbi-Decodierer bekannt und werden im vorliegenden Dokument nicht beschrieben. Darüber hinaus kann das erfinderische Konzept unter Verwendung herkömmlicher Programmiertechniken umgesetzt werden, die als solche im vorliegenden Dokument nicht beschrieben werden. Schließlich stellen gleiche Zahlen in den Figuren ähnliche Elemente dar.
Ein beispielhaftes Kommunikationssystem 50 nach den Grundsätzen der Erfindung ist in 1 gezeigt. Das Kommunikationssystem 50 enthält einen Sender 5, einen Satellitenkanal 25, einen Empfänger 30 und ein Fernsehgerät (TV-Gerät) 35. Es folgt jetzt ein kurzer Überblick und weiter unten eine detailliertere Beschreibung des Kommunikationssystems 50. Der Sender 5 empfängt eine Reihe von Datenströmen, die durch die Signale 4-1 bis 4-K dargestellt sind, und stellt ein Schicht-Modulationssignal 6 für den Satellitenübertragungskanal 25 bereit. Beispielsweise stellen diese Datenströme die Steuersignalgabe, den Inhalt (z. B. Video) usw. einer Satelliten-TV-Anlage dar; sie können unabhängig voneinander sein oder in Beziehung zueinander stehen oder beides in Kombination sein. Das Schicht-Modulationssignal 6 besitzt K Schichten, wobei K ≥ 2 ist. Es ist anzumerken, dass die Begriffe „Schicht" und „Pegel" im vorliegenden Dokument austauschbar verwendet werden. Der Satellitenkanal 25 enthält eine Sendeantenne 10, einen Satelliten 15 und eine Empfangsantenne 20. Die Sendeantenne 10 (die für eine Bodensendestation steht) stellt ein Schicht-Modulationssignal 6 als Aufwärtssignal 11 für den Satelliten 15 bereit, welcher für die Weiterleitung des empfangenen Aufwärtssignals über ein Abwärtssignal 16 (wel ches typischerweise mit einer anderen Frequenz als das Aufwärtssignal erfolgt) zu einem Sendebereich sorgt. Dieser Sendebereich überdeckt typischerweise ein vorgegebenes geographisches Gebiet, z. B. einen Abschnitt der kontinentalen Vereinigten Staaten. Das Abwärtssignal 16 wird von der Empfangsantenne 20 empfangen, die ein empfangenes Signal 29 für den Empfänger 30 bereitstellt, welcher das Empfangssignal 29 nach den Grundsätzen der Erfindung demoduliert und decodiert, um z. B. über das Signal 31 den Inhalt für ein TV-Gerät 35 zum Anschauen in demselben bereitzustellen. Obwohl dies im vorliegenden Dokument nicht beschrieben wird, ist anzumerken, dass der Sender 5 das Signal vor der Übertragung weiter vorverzerren kann, um Linearitätsabweichungen in dem Kanal auszugleichen. In der restlichen Beschreibung wird beispielhaft davon ausgegangen, dass es zwei Datenströme gibt, d. h. K = 2. Es ist anzumerken, dass die Erfindung nicht auf K = 2 beschränkt ist und dass ein entsprechender Datenstrom, wie beispielsweise Signal 4-1, bereits eine Aggregation anderer Datenströme (ohne Abbildung) darstellen kann.
Ein beispielhaftes Blockdiagramm eines zur Verwendung in dem Sender 5 von 1 bestimmten Schicht-Modulators nach dem Stand der Technik ist in 2 gezeigt. Hier umfasst der Sender 5 zwei getrennte Senderstrecken. Die Strecke der oberen Schicht (OS) enthält den OS-Codierer 105, den OS-Modulator 115 und den Aufwärtsumsetzer 125. Die Strecke der unteren Schicht (US) enthält den US-Codierer 110, den US-Modulator 120 und den Aufwärtsumsetzer 130. In der Verwendung im vorliegenden Dokument bezieht sich der Begriff „OS-Signal" auf jedes beliebige Signal auf der OS-Strecke und wird aus dem Zusammenhang ersichtlich. Beispielsweise handelt es sich in Verbindung mit 2 um eines oder mehrere der Signale 4-1, 106 und 116. Ebenso bezieht sich der Begriff „US-Signal" auf jedes beliebige Signal auf der US-Strecke. Wieder handelt es sich hierbei in Verbindung mit 2 um eines oder mehrere der Signale 4-2, 111 und 121. Ferner implementieren die Codierer jeweils bekannte Fehlererkennungs- und Fehlerkorrekturcodes (z. B. Faltungs- oder Trellis-Codes, verkettete Vorwärtsfehlerkorrekturverfahren (FEC = forward error correction), bei denen als innerer Code ein Faltungscode mit der Rate 1/2, 2/3, 4/5 oder 6/7 und als äußerer Code ein Reed-Solomon-Code verwendet wird, LDPC-Codes (low density parity check) usw.)). Beispielsweise kann der OS-Codierer 105 einen Faltungscode oder einen kurzen Blockcode verwenden, während der US-Codierer 110 einen Turbocode oder LDPC-Code verwenden kann. Für die vorliegende Beschreibung wird davon ausgegangen, dass sowohl der OS-Codierer 105 als auch der US-Codierer 110 einen LDPC-Code verwenden. Darüber hinaus kann auch ein Interleaved-Faltungscode (ohne Abbildung) verwendet werden.
Wie aus 2 ersichtlich ist, wird das Signal 4-2 an den US-Codierer 110 angelegt, welcher ein codiertes Signal 111 bereitstellt. Ebenso wird das Signal 4-1 an den OS-Codierer 105 angelegt, welcher ein codiertes Signal 106 bereitstellt. Das codierte Signal 106 stellt N Bits pro Symbolintervall der oberen Schicht T_OS dar, während das codierte Signal 111 M Bits pro Symbolintervall der unteren Schicht T_US darstellt, wobei N gleich oder ungleich M und T_OS gleich oder ungleich T_US sein kann. Typischerweise stellt bei der LDPC-Codierung jedes codierte Signal den angelegten Datenstrom und die Paritätsbits dar. Die Modulatoren 115 und 120 bilden die jeweils daran angelegten Signale ab und modulieren diese, um die modulierten Signale 116 bezie hungsweise 121 bereitzustellen. Beispielsweise führen die Modulatoren 115 und 120 eine Vierphasen-Modulation (QPSK-Modulation) durch. Da zwei Modulatoren 115 und 120 vorhanden sind, ist anzumerken, dass die Modulationen auf der OS-Strecke und der US-Strecke und die Trägerfrequenzen für die obere Schicht und die untere Schicht unterschiedlich sein können. Die modulierten Signale 116 und 121 werden anschließend einer Aufwärtsumsetzung auf das richtige Frequenzband durch die Aufwärtsumsetzer 125 beziehungsweise 130 unterzogen. Aus 2 ist ersichtlich, dass der Sender 5 zwei Signale überträgt, d. h. das Schicht-Modulationssignal 6 enthält das OS-Signal 6-1 und das US-Signal 6-2. Typischerweise wird das US-Signal 6-2 mit einem niedrigeren Leistungspegel als das OS-Signal 6-1 übertragen. Ein Verfahren für die Übertragung geschichteter Signale und für den Empfang, die Demodulation und die Decodierung geschichteter übertragener Signale nach einem Mehrpegelübertragungsprinzip ist in der internationalen Anmeldung WO 02/089371 A1 (HUGHES ELECTRONICS CORPORATION) vom 7. November 2002 (07.11.2002) offenbart.
Da der Leistungspegel des US-Signals niedriger ist, wird dadurch auch das Signal-Rausch-Verhältnis für die US-Strecke wirkungsvoll gesenkt. In dieser Hinsicht habe ich beobachtet, dass das mit dem US-Signal zusammenhängende niedrigere Signal-Rausch-Verhältnis während der Verarbeitung des Empfangssignals durch den Empfänger weiter reduziert werden kann. Insbesondere kann bei der Verarbeitung der US-Signalkomponente des Empfangssignals, z. B. wenn dieses durch einen rückgewonnenen Träger, der von einer mit dem kombinierten Signal betriebenen Schaltung zur Rückgewinnung eines auf Hard-Entscheidungen basierenden Trägers abgeleitet wurde, derotiert wird, zu der US-Signalkompo nente ein zusätzliches unerwünschtes Phasenrauschen hinzukommen.
Betrachte man beispielsweise die Trägerrückgewinnungsschaltung 200 von 3, die zur Verwendung in einem Empfänger für ein beispielhaftes bei einer Trägerfrequenz f_T moduliertes Empfangssignal 206 bestimmt ist. Es ist anzumerken, dass das Empfangssignal 206 das Ergebnis einer anderen Verarbeitung (ohne Abbildung) in dem Empfänger sein kann, z. B. Abwärtsumsetzung, Bandpassfilterung usw. Ferner wird davon ausgegangen, dass sich das Empfangssignal 206 und die in 3 veranschaulichte Verarbeitung im digitalen Bereich befinden (auch wenn dies nicht erforderlich ist), d. h. die Trägerrückgewinnungsschaltung 200 enthält einen auf Hard-Entscheidungen basierenden digitalen Phasenregelkreis (DPLL). Die Trägerrückgewinnungsschaltung 200 enthält einen komplexen Vervielfacher 210, einen Phasenfehlerdetektor 215, ein Schleifenfilter 230, einen Phasenintegrator 235 und eine Sinus-Cosinus-Tabelle (Sin-Cos-Tabelle) 240. Bei dem Empfangssignal 206 handelt es sich um einen komplexen phasengleiche (PG) und um 90 Grad phasenverschobene (PV) Komponenten enthaltenden Sample-Strom. Es ist anzumerken, dass die komplexen Signalstrecken in 3 durch doppelte Linien besonders hervorgehoben sind. Der komplexe Vervielfacher 210 empfängt den komplexen Sample-Strom des Empfangssignals 206 und führt eine Derotation des komplexen Sample-Stroms durch das rückgewonnene Trägersignal 241 durch. Insbesondere werden die phasengleichen und die um 90 Grad phasenverschobenen Komponenten des Empfangssignals 206 durch eine Phase des rückgewonnenen Trägersignals 241 rotiert, welches die jeweiligen durch die Sin-Cos-Tabelle 240 bereitgestellten Sinus- und Cosinuswerte darstellt (im Folgenden beschrieben). Bei dem von dem komple xen Vervielfacher 210 kommenden Ausgangssignal handelt es sich um ein abwärts umgesetztes Empfangssignal 211, z. B. bei Basisbandfrequenz, welches einen derotierten komplexen Sample-Strom aus Empfangssignalpunkten darstellt. Wie aus 3 ersichtlich ist, wird das abwärts umgesetzte Empfangssignal 211 auch an den Phasendetektor 215 angelegt, welcher jegliche noch in dem abwärts umgesetzten Signal 211 vorhandene Phasenverschiebung berechnet und ein dafür als Indikator dienendes Phasenfehler-Schätzsignal 226 bereitstellt. Das Phasenfehler-Schätzsignal 226 wird an das Schleifenfilter 230 angelegt, welches das Phasenfehler-Schätzsignal 226 weiter filtert, um ein gefiltertes Signal 231 bereitzustellen, welches an den Phasenintegrator 235 angelegt wird. Ein Blockdiagramm des Schleifenfilters 230 ist in 4 gezeigt. Das Schleifenfilter 230 enthält ein Verstärkungselement erster Ordnung 255, ein Verstärkungselement zweiter Ordnung 260, einen Integrator zweiter Ordnung 265 und eine Kombiniereinrichtung 280. Der Integrator zweiter Ordnung 265 enthält eine Kombiniereinrichtung 270 und ein Register 275. Das Phasenfehler-Schätzsignal 226 wird sowohl an das Verstärkungselement erster Ordnung 255 als auch an das Verstärkungselement zweiter Ordnung 260 angelegt. Das von dem Verstärkungselement erster Ordnung 255 kommende Ausgangssignal 256 wird an die Kombiniereinrichtung 280 angelegt. Das von dem Verstärkungselement zweiter Ordnung 260 kommende Ausgangssignal 261 wird an den Integrator zweiter Ordnung 265 angelegt, welcher das an ihn (über die Kombiniereinrichtung 270 und das Register 275) angelegte Signal integriert, um das Ausgangssignal 266 bereitzustellen. Die Kombiniereinrichtung 280 fügt das Ausgangssignal 256 und das Ausgangssignal 266 zusammen, um das gefilterte Signal 231 bereitzustellen. Unter erneuter Bezugnahme auf 3 integriert der Phasenintegrator 235 das gefilterte Signal 231 weiter und stellt für die Sin-Cos-Tabelle 240 ein Phasenwinkel-Ausgangssignal 236 bereit, und die Sin-Cos-Tabelle 240 stellt für den komplexen Vervielfacher 210 die zugeordneten Sinus- und Cosinuswerte zur Derotation des Empfangssignals 206 und somit das abwärts umgesetzte Empfangssignal 211 bereit. Eine aus Vereinfachungsgründen nicht gezeigte Frequenzverschiebung F_VERSCHIEBUNG kann dem Schleifenfilter 230 oder dem Phasenintegrator 235 zugeführt werden, um die Akquisitionsgeschwindigkeit zu erhöhen. Es ist außerdem anzumerken, dass die Trägerrückgewinnungsschaltung 200 mit Vielfachen (z. B. dem Doppelten) der Symbolrate des Empfangssignals 206 arbeiten kann. Als solcher fährt der Phasenintegrator 235 mit der Integration zu allen Samplezeiten fort.
Es ist anzumerken, dass der Phasendetektor 215 zwei Elemente enthält: die Phasenfehler-Schätzeinrichtung 225 und den Slicer 220. Wie nach dem Stand der Technik bekannt, fällt letzterer eine Hard-Entscheidung bezüglich des möglichen Symbols (Zielsymbol), welches durch die phasengleichen und um 90 Grad phasenverschobenen Komponenten jedes Empfangssignalpunktes des abwärts umgesetzten Signals 211 dargestellt ist. Insbesondere wählt der Slicer 220 für jeden Empfangssignalpunkt des abwärts umgesetzten Signals 211 das nächstgelegene Symbol (Zielsymbol) aus einer vorgegebenen Symbolkonstellation aus. Als solches stellt das von der Phasenfehler-Schätzeinrichtung 225 bereitgestellte Phasenfehler-Schätzsignal 226 den Phasenunterschied zwischen jedem Empfangssignalpunkt und dem entsprechenden Zielsymbol dar. Insbesondere stellt das Phasenfehler-Schätzsignal 226 eine Folge von Phasenfehlerschätzungen Φ_{Fehlerschätzung} dar, wobei jede entsprechende Φ_{Fehlerschätzung} bestimmt wird, indem der Imaginärteil des Empfangssignalpunkts mit dem konju gierten Teil des zugeordneten von dem Slicer bestimmten Symbols (sliced) multipliziert wird, d. h.: ΦFehlerschätzung ≅ Imag(z·z* sliced) = |z|·|zsliced|sin(⦟z – ⦟zsliced) (1)
In der obigen Gleichung steht z für den komplexen Vektor des Empfangssignalpunkts, z_sliced für den komplexen Vektor des zugeordneten von dem Slicer bestimmten Signalpunkts und z*_sliced für den konjugierten Teil des komplexen Vektors des zugeordneten von dem Slicer bestimmten Signalpunkts. Jedoch können diese von dem Phasendetektor 215 bereitgestellten Phasenfehlerschätzungen bei niedrigen Signal-Rausch-Verhältnissen falsch sein, weil die von dem Slicer aus den Empfangssignalpunkten bestimmten Zielsymbole falsch sind.
Man betrachte beispielsweise die in 5 gezeigte Vierphasen-Modulationskonstellation 89. Die Vierphasen-Modulationskonstellation 89 verfügt über vier Symbole: (1, 1), (1, –1), (–1, –1) und (–1, 1). Zu einem übertragenen Symbol mit dem Wert (1, 1) kann durch den Kanal derart zusätzliches Rauschen hinzukommen, dass der am Empfänger empfangene Wert z. B. (0,8, –0,1) beträgt, wie durch den Empfangssignalpunkt 81 dargestellt. Als solcher würde der Slicer 220 das Symbol (1, –1) als Zielsymbol (durch den gestrichelten Pfeil 82 angezeigt) anstelle des richtigen Symbols (1, 1) (durch den gepunkteten Pfeil 83 angezeigt) auswählen. Demzufolge wäre die Schätzung des Phasenfehlers zwischen dem Empfangssignalpunkt und dem Zielsymbol falsch. Dies wiederum führt unerwünschtes Phasenrauschen in das rückgewonnene Trägersignal 241 ein, so dass das abwärts umgesetzte Empfangssignal 211 durch die in der Trägerrückgewinnungsschaltung 200 getroffenen falschen Entscheidungen verschlechtert wird. Da bei der Schichtmodulation die obere Schicht einen höheren Leistungspegel aufweist, können die Fehlerkorrekturschaltkreise der oberen Schicht (ohne Abbildung) sehr gut in der Lage sein, dieses Rauschsignal abhängig von dem Grad der Signalverschlechterung fehlerfrei zu decodieren. Dagegen weist das Signal der unteren Schicht eine sehr viel geringere Leistung als das Signal der oberen Schicht auf und jegliche Fehlerhaftigkeit in dem rückgewonnenen Träger der oberen Schicht kann in das extrahierte Signal der unteren Schicht Fehler einführen, die zu Schwierigkeiten bei der Demodulation oder Decodierung des Signals der unteren Schicht führen können.
Daher empfängt nach den Grundsätzen der Erfindung ein Empfänger ein Schicht-Modulationssignal mit mindestens zwei Signalschichten und gewinnt daraus in Abhängigkeit von Soft-Entscheidungen in Bezug auf eine der mindestens zwei Schichten einen Träger zurück.
Ein beispielhafter Abschnitt des Empfängers 30 nach den Grundsätzen der Erfindung ist in 6 gezeigt. Der Empfänger 30 enthält ein Frontend-Filter 305, einen Analog-Digital-Umsetzer 310 und einen Demodulator/Decodierer 320. Letzterer enthält nach den Grundsätzen der Erfindung wenigstens ein Element (Schaltung und/oder Prozess) zur Rückgewinnung eines auf einer Soft-Entscheidung basierenden Trägers. Das Frontend-Filter 305 ist für die Abwärtsumsetzung (z. B. ab den Satellitenübertragungsbändern) zuständig und filtert das Empfangssignal 29, um ein basisbandnahes Signal für den ADU 310 bereitzustellen, welcher das abwärts umgesetzte Signal abtastet, um das Signal in den digitalen Bereich umzusetzen und eine Folge von Samples 311 (auch als Mehrpegelsignal 311 oder Empfangssignal 311 bezeichnet) für den Demodulator/Decodierer 320 bereitzu stellen. Letzterer führt eine Schicht-Demodulation des Mehrpegelsignals 311 durch und stellt eine Reihe von Ausgangssignalen, 321-1 bis 321-K, bereit, welche die von dem Mehrpegelsignal 311 auf den K-Schichten weitergeleiteten Daten darstellen. Daten aus einem oder mehreren dieser Ausgangssignale werden über das Signal 31 für das TV-Gerät 35 bereitgestellt. (Diesbezüglich kann der Empfänger 30 die Daten vor dem Anlegen an das TV-Gerät 35 zusätzlich verarbeiten und/oder direkt für das TV-Gerät 35 bereitstellen.) Im folgenden Beispiel beträgt die Anzahl der Schichten zwei, d. h. K = 2, wobei das erfinderische Konzept nicht darauf beschränkt ist.
7 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung des Demodulators/Decodierers 320. Der Demodulator/Decodierer 320 enthält einen OS-Demodulator 330, einen OS-Decodierer 335, eine Abbildungseinrichtung 340, ein Element zur Rückgewinnung eines auf einer Soft-Entscheidung basierenden Trägers 345, ein Verzögerungselement 350, ein Verzögerungselement 355, einen Vervielfacher 360, ein Verzögerungselement 365, eine Kombiniereinrichtung 370, einen US-Demodulator 375, einen US-Decodierer 380, ein Filter 385 und ein Filter 390. Das Mehrpegelsignal 311 wird an den OS-Demodulator 330 angelegt, welcher dieses Signal demoduliert und ein neu abgetastetes Mehrpegelsignal 316 sowie ein demoduliertes OS-Signal bereitstellt, das durch den demodulierten OS-Signalpunktstrom 333 dargestellt ist. Die verschiedenen in 7 gezeigten Verzögerungselemente dienen zur zeitlichen Synchronisierung der Verarbeitung, d. h. die verschiedenen Verarbeitungsverzögerungen werden berücksichtigt. Beispielsweise stellt das Verzögerungselement 350 für das neu abgetastete Mehrpegelsignal 316 eine Zeitverzögerung derart bereit, dass Empfangssignalpunkte (Signal 391) ord nungsgemäß mit den entsprechenden Symbolen (Signal 341) verglichen werden (im Folgenden beschrieben).
Unter vorübergehender Bezugnahme auf 8 wird ein beispielhaftes Blockdiagramm des OS-Demodulators 330 gezeigt. Der OS-Demodulator 330 enthält einen digitalen Resampler 405, ein Filter 410, eine Derotationseinrichtung 415, ein Taktrückgewinnungselement 420 und ein Trägerrückgewinnungselement 425. Das Mehrpegelsignal 311 wird an den digitalen Resampler 405 angelegt, welcher das Mehrpegelsignal 311 mit Hilfe des von dem Taktrückgewinnungselement 420 bereitgestellten OS-Taktsignals 421 neu abtastet, um das neu abgetastete Mehrpegelsignal 316 bereitzustellen. Das neu abgetastete Mehrpegelsignal 316 wird an das Filter 410 angelegt und wird außerdem für das Verzögerungselement 350 von 7 bereitgestellt. Bei dem Filter 410 handelt es sich um ein Bandpassfilter zum Filtern des neu abgetasteten Mehrpegelsignals 316 um die OS-Trägerfrequenz, um ein gefiltertes Signal 411 sowohl für die Derotationseinrichtung 415 als auch für das oben erwähnte Taktrückgewinnungselement 420 bereitzustellen, welches daraus das OS-Taktsignal 421 erzeugt. Die Derotationseinrichtung 415 derotiert das gefilterte Signal 411, d. h. sie entfernt den Träger aus demselben, um einen demodulierten OS-Signalpunktstrom 333 bereitzustellen. Das Trägerrückgewinnungselement 425 verwendet den demodulierten OS-Signalpunktstrom 333, um das OS-Trägersignal 426 zurückzugewinnen, welches an die Derotationseinrichtung 415 angelegt wird. Es ist anzumerken, dass die Kombination aus Derotationseinrichtung 415 und Trägerrückgewinnungselement 425 zwar in anderer Form gezeigt ist, in ihrer Funktion jedoch der Trägerrückgewinnungsschaltung 200 von 3 entspricht.
Unter erneuter Bezugnahme auf 7 führt der OS-Decodierer 335 eine Soft-Decodierung des demodulierten OS-Signalpunktstroms 333 durch, um das OS-Signal 321-1 bereitzustellen, bei dem es sich um einen Bitstrom von N Bits pro Symbolintervall der oberen Schicht T_OS handelt. Das OS-Signal 321-1 stellt die auf der oberen Schicht weitergeleiteten rückgewonnenen codierten Daten dar, die z. B. rückgewonnene Benutzerdaten plus Parität enthalten, was durch das Signal 106 von 2 dargestellt ist. Wie oben angemerkt, gewinnt der OS-Decodierer 335 die in der oberen Schicht weitergeleiteten Daten praktisch dadurch zurück, dass er das US-Signal als Rauschen auf dem OS-Signal behandelt. Der Datenanteil des OS-Signals 321-1 steht für andere Abschnitte des Empfängers 30 zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung (falls erforderlich).
Das OS-Signal 321-1 (Daten plus Parität) wird außerdem an die Abbildungseinrichtung 340 angelegt, welche das OS-Signal 321-1 neu auf Symbole abbildet, die aus einer Symbolkonstellation (oder einem Symbolraum) der oberen Schicht ausgewählt werden (ohne Abbildung). Mit anderen Worten arbeitet die Abbildungseinrichtung 340 auf ähnliche Weise wie der Abschnitt des Modulators 115 von 2, welcher Bits auf Symbole abbildet, und bildet das OS-Signal 321-1 erneut ab, um den Symbolstrom 341 bereitzustellen. Da der Symbolstrom 341 auf dem OS-Signal 321-1 basiert und nach der Soft-Decodierung entsteht, wird der Symbolstrom 341 im vorliegenden Dokument als auf "Soft-Entscheidungen" basierend bezeichnet. Nach den Grundsätzen der Erfindung empfängt das Element 345 zur Rückgewinnung eines auf einer Soft-Entscheidung basierenden Trägers diesbezüglich den Symbolstrom 341 und das neu abgetastete Mehrpegelsignal 316 (über das Verzögerungselement 350 und das Filter 390), um ein auf Soft-Entscheidungen basierendes rückgewonnenes Trägersignal 346 bereitzustellen. Während das Filter 390 dem oben beschriebenen Filter 410 von 8 ähnlich ist, eliminiert das Filter 390 vorzugsweise Intersymbol-Interferenzen (ISI) auf der OS-Komponente des kombinierten Signals.
Unter Bezugnahme auf 9 wird ein beispielhaftes Blockdiagramm des den Grundsätzen der Erfindung entsprechenden Elements 345 zur Rückgewinnung eines auf einer Soft-Entscheidung basierenden Trägers gezeigt. Die in 9 veranschaulichten Elemente stellen eine Form eines Elements zur Rückgewinnung eines auf einer Soft-Entscheidung basierenden Trägers dar, welches entweder über Hardware und/oder Software implementiert sein kann. Das Element 345 zur Rückgewinnung eines auf einer Soft-Entscheidung basierenden Trägers enthält einen komplexen Vervielfacher 210, eine Phasenfehler-Schätzeinrichtung 525, ein Schleifenfilter 230, einen Phasenintegrator 235 und eine Sinus-Cosinus-Tabelle (Sin-Cos-Tabelle) 240.
Eine verzögerte und gefilterte Version des neu abgetasteten Mehrpegelsignals 316 (Signal 391) wird an den komplexen Vervielfacher 210 angelegt. Wie aus 9 ersichtlich ist, wird davon ausgegangen, dass das neu abgetastete Mehrpegelsignal 316 als komplexer phasengleiche (PG) und um 90 Grad phasenverschobene (PV) Komponenten enthaltender Sample-Strom bereitgestellt wird. Es ist anzumerken, dass komplexe Signalstrecken in 9 durch doppelte Linien besonders hervorgehoben sind. Der komplexe Vervielfacher 210 führt eine Derotation des Signals 391 durch das rückgewonnene Trägersignal 346 durch. Insbesondere werden die phasengleichen und die um 90 Grad phasenverschobenen Komponenten des Signals 391 durch eine Phase des rückgewon nenen Trägersignals 346 rotiert, welches entsprechende durch die Sin-Cos-Tabelle 240 bereitgestellte Sinus- und Cosinuswerte darstellt. Bei dem von dem komplexen Vervielfacher 210 kommenden Ausgangssignal handelt es sich um das abwärts umgesetzte Empfangssignal 511, welches einen derotierten komplexen Sample-Strom aus Empfangssignalpunkten darstellt. Wie aus 9 ersichtlich ist, wird das abwärts umgesetzte Empfangssignal 511 ebenfalls an die Phasenfehler-Schätzeinrichtung 525 angelegt, die nach einer Eigenschaft der Erfindung jegliche noch in dem abwärts umgesetzten Signal 511 vorhandene Phasenverschiebung berechnet und ein dafür als Indikator dienendes Phasenfehler-Schätzsignal 526 bereitstellt. Das Phasenfehler-Schätzsignal 526 wird an das Schleifenfilter 230 angelegt, welches das Phasenfehler-Schätzsignal 526 weiter filtert, um ein gefiltertes Signal 531 bereitzustellen, welches an den Phasenintegrator 235 angelegt wird. Letzterer stellt für die Sin-Cos-Tabelle 240 ein Phasenwinkel-Ausgangssignal 536 bereit, und die Sin-Cos-Tabelle 240 stellt für den komplexen Vervielfacher 210 die zugeordneten Sinus- und Cosinuswerte zur Derotation des Signals 391 und somit das abwärts umgesetzte Empfangssignal 511 bereit.
Wie aus 9 ersichtlich ist, empfängt die Phasenfehler-Schätzeinrichtung 525 nach den Grundsätzen der Erfindung den Symbolstrom 341, welcher idealerweise die tatsächlichen von dem Sender 5 von 1 übertragenen Symbole darstellt. Als solche werden die Signalpunkte des abwärts umgesetzten Empfangssignals 511 im Betrieb mit den entsprechenden tatsächlichen übertragenen Symbolen verglichen, um bessere Phasenfehlerschätzungen und eine Verringerung des Rauschens in dem rückgewonnenen Trägersignal 346 bereitzustellen. Somit sorgt das erfinderische Konzept für eine Verbesserung des Subtraktionsprozesses, was zu besseren Demodulations- und Bitfehlerraten für das Signal der unteren Schicht führt. Insbesondere stellt das Phasenfehler-Schätzsignal 526 eine Folge von Phasenfehlerschätzungen Φ_{Fehlerschätzung} dar, wobei jede entsprechende Φ_{Fehlerschätzung} bestimmt wird, indem der Imaginärteil des Empfangssignalpunkts mit dem konjugierten Teil des zugeordneten auf einer Soft-Entscheidung basierenden Symbols multipliziert wird, d. h.: ΦFehlerschätzung ≅ Imag(z·z* Soft) = |z|·|zSoft|sin(⦟z – ⦟zSoft) (2)
In der obigen Gleichung steht z für den komplexen Vektor des Empfangssignalpunkts, z_Soft für den komplexen Vektor des zugeordneten auf einer Soft-Entscheidung basierenden Symbols und z^* _Soft für den konjugierten Teil des komplexen Vektors des zugeordneten auf einer Soft-Entscheidung basierenden Symbols. Es ist anzumerken, dass das Element 345 zur Rückgewinnung eines auf einer Soft-Entscheidung basierenden Trägers mit Vielfachen (z. B. dem Doppelten) der Symbolrate des Symbolstroms 341 arbeiten kann. Als solcher fährt der Phasenintegrator 235 mit der Integration zu allen Samplezeiten fort.
Wie oben beschrieben, bildet der Empfänger die decodierten Bits der oberen Schicht erneut auf Symbole ab, um die beste Schätzung des übertragenen Symbols der oberen Schicht zu bilden. Diese Schätzung wird dann für die Erzeugung eines für die Verwendung bei der Verarbeitung von Signalen der unteren Schicht bestimmten rückgewonnenen Trägers verwendet. Folglich wird die Auswirkung falscher Entscheidungen auf die Trägerrückgewinnung reduziert oder eliminiert, indem – im Gegensatz zu von einem Slicer bestimmten Empfangssymbolen – rekonstruierte Symbole in einer Trägerrückgewinnungsschaltung und/oder einem Trägerrückgewinnungsprozess verwendet werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 7 gestaltet sich die restliche Verarbeitung relativ unkompliziert. Der Vervielfacher 360 derotiert eine verzögerte Version des Mehrpegelsignals 316 mit Hilfe des von dem auf Basis einer Soft-Entscheidung rückgewonnenen Träger kommenden Signals 346, um das derotierte Signal 361 bereitzustellen. Beispielsweise ist die von dem Verzögerungselement 355 bereitgestellte Verzögerung auf die Verarbeitungsverzögerung abgestimmt, die das Filter 390 und das Element 345 zur Rückgewinnung des auf einer Soft-Entscheidung basierenden Trägers erfahren. Ebenso wird das derotierte Signal 361 vor Anlegen an die Kombiniereinrichtung 370 auf passende Weise durch das Element 365 verzögert. Die Kombiniereinrichtung 370 extrahiert daraus durch Subtrahieren einer gefilterten Version des Symbolstroms 341 das US-Komponentensignal 371. Die gefilterte Version des Symbolstroms 341 wird von dem Filter 385 bereitgestellt, welches die Impulsformung des Symbolstroms 341 vornimmt. Das US-Komponentensignal 371 wird an den US-Demodulator 375 angelegt, welcher daraus ein demoduliertes durch den demodulierten US-Signalpunktstrom 376 dargestelltes US-Signal rückgewinnt. Ein beispielhaftes Blockdiagramm des US-Demodulators 375 ist in 10 gezeigt. Der US-Demodulator 375 enthält einen digitalen Resampler 605, ein Filter 610, ein Taktrückgewinnungselement 620, eine Derotationseinrichtung 615 und ein Trägerrückgewinnungselement 625. Das US-modulierte Signal 371 wird an den digitalen Resampler 605 angelegt, welcher das US-modulierte Signal 371 mit Hilfe des US-Taktsignals 621 neu abtastet, um das US-Signal auf die ursprüngliche US-Verarbei tungsrate zu setzen, bei der es sich typischerweise um ein ganzzahliges Vielfaches der Symbolrate der unteren Schicht handelt. Der digitale Resampler 605 arbeitet zusammen mit dem Taktrückgewinnungselement 620. Das neu abgetastete US-modulierte Signal 606 wird an das Filter 610 angelegt, bei dem es sich um ein Bandpassfilter zum Filtern und Formen des neu abgetasteten US-modulierten Signals 606 um die US-Trägerfrequenz handelt, um ein gefiltertes Signal sowohl für die Derotationseinrichtung 615 als auch für das oben erwähnte Taktrückgewinnungselement 620 bereitzustellen, welches daraus das US-Taktsignal 621 erzeugt. Die Derotationseinrichtung 615 derotiert das gefilterte Signal, um einen demodulierten US-Signalpunktstrom 376 bereitzustellen, welcher ebenfalls an das Trägerrückgewinnungselement 625 angelegt wird. Letzteres verwendet den demodulierten US-Signalpunktstrom 376, um für die Derotationseinrichtung 615 ein rückgewonnenes US-Trägersignal bereitzustellen. Es ist anzumerken, dass die Kombination aus Derotationseinrichtung 615 und Trägerrückgewinnungselement 625 zwar in anderer Form gezeigt ist, in ihrer Funktion jedoch der Trägerrückgewinnungsschaltung 200 von 3 entspricht.
Es ist anzumerken, dass abhängig von den relativen Symbolraten der oberen und unteren Schicht das erneute Abtasten des Signals aus der Kombiniereinrichtung 370 von 7 eine Upsampling-Stufe und zugehörige Filterung erfordern kann. Außerdem können abhängig von linearen Verzerrungen in dem Übertragungskanal in einem konkreten Beispiel eine oder mehrere Entzerrereinrichtungen (ohne Abbildung) in dem Empfänger 30 vorgesehen werden, um lineare Verzerrungen, wie beispielsweise Schrägen auf der Signalstrecke im Tuner, zu beseitigen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 7 führt der US-Decodierer 380 eine Soft-Decodierung des demodulierten US-Signalpunktstroms 376 durch, um das US-Signal 321-2 bereitzustellen, welches die auf der unteren Schicht weitergeleiteten Daten enthält, wie z. B. durch das Signal 4-2 von 2 dargestellt.
Die Aufmerksamkeit sollte nun 11 gelten, welche ein beispielhaftes Ablaufdiagramm zur Verwendung in dem Empfänger 30 von 1 zeigt. Bei Schritt 605 demoduliert und decodiert der Empfänger 30 das Empfangssignal, um die darin weitergeleiteten Daten (die OS-Daten) rückzugewinnen. Bei Schritt 610 führt der Empfänger 30 nach den Grundsätzen der Erfindung eine auf einer Soft-Entscheidung basierende Trägererzeugung durch. Insbesondere codiert der Empfänger 30 die rückgewonnenen OS-Daten (neu codierte OS-Daten) erneut und gewinnt mit Hilfe der neu codierten OS-Daten aus dem Empfangssignal einen Träger zurück. Bei Schritt 615 demoduliert der Empfänger 30 das Empfangssignal, um ein US-Komponentensignal bereitzustellen, wobei eine Derotation des Empfangssignals mit Hilfe des auf Grundlage einer Soft-Entscheidung rückgewonnenen Trägers enthalten ist.
Eine weitere beispielhafte Ausgestaltung nach den Grundsätzen der Erfindung ist in 12 gezeigt. Diese Ausgestaltung entspricht der in 7 gezeigten Ausgestaltung mit Ausnahme des OS-Decodierers 335, der einen Bitstrom erzeugt, welcher lediglich den Eingangsdatenstrom 4-1 von 2 darstellt. Als solcher enthält der OS-Decodierer 335 einen Decodierer, der Funktionen ausführt, die eine Ergänzung zu den Funktionen des OS-Codierers 105 von 2 darstellen. Folglich codiert der Codierer/die Abbildungs einrichtung 395 den Bitstrom neu und bildet diesen ab, um den oben beschriebenen Symbolstrom 341 bereitzustellen.
Angesichts des oben Gesagten ist anzumerken, dass trotz der Beschreibung in Verbindung mit einem Satellitenkommunikationssystem das erfinderische Konzept nicht darauf beschränkt ist und auch für terrestrische Übertragungen usw. geeignet ist. Außerdem ist das erfinderische Konzept für andere Arten der Mehrpegelmodulation geeignet, z. B. wenn eine oder mehrere Schichten einer Mehrpegelmodulation hierarchisch moduliert werden. Ebenso ist trotz der Beschreibung des erfinderischen Konzepts in Verbindung mit der Verarbeitung der unteren Schicht, bei der eine Schaltung zur Trägerrückgewinnung auf Basis von Soft-Entscheidungen verwendet wird, das erfinderische Konzept nicht darauf beschränkt und ist auch für die Verarbeitung einer beliebigen Schicht eines Mehrschichten-Modulationssystems geeignet. Beispielsweise können mehr als zwei Schichten vorhanden sein, wobei eine oder mehrere dieser Schichten mit Hilfe einer Schaltung zur Trägerrückgewinnung auf Basis von Soft-Entscheidungen in Bezug auf eine vorgegebene Symbolkonstellation verarbeitet werden können. Darüber hinaus kann trotz der Beschreibung in Verbindung mit der Verwendung eines auf Grundlage von Soft-Entscheidungen rückgewonnenen Trägers für die Derotation eines Empfangssignals ein auf Grundlage von Soft-Entscheidungen rückgewonnener Träger auch für eine erneute Rotation eines Signals verwendet werden. Beispielsweise regeneriert der Empfänger, um die US-Signalkomponente zu extrahieren, das OS-Signal und rotiert das regenerierte OS-Signal mit Hilfe des auf Grundlage von Soft-Entscheidungen rückgewonnenen Trägers erneut. Das erneut rotierte regenerierte OS-Signal wird dann von dem Empfangssignal subtrahiert, um die US-Signalkomponente zu ext rahieren. Tatsächlich ist das erfinderische Konzept auch für sequentielle oder simultane Empfängerarchitekturen, wie sie in der internationalen Anmeldung WO 2004/100479 A1 (THOMSON LICENSING S. A.) vom 18. November 2004 (18.11.2004) beschrieben sind, und für Einheitsempfängerarchitekturen, wie sie in der internationalen Anmeldung WO 2004 105302 A1 (THOMSON LICENSING S. A.) vom 2. Dezember 2004 (02.12.2004) beschrieben sind, geeignet.
Als solches veranschaulicht das vorstehend Gesagte lediglich die Grundsätze der Erfindung, so dass es offensichtlich ist, dass Fachleute in der Lage sein werden, zahlreiche Alternativanordnungen zu erfinden. Beispielsweise können trotz der Veranschaulichung in Verbindung mit separaten Funktionselementen diese Funktionselemente in einer oder mehreren integrierten Schaltungen (IC) ausgestaltet sein. Ebenso können trotz der Abbildung als separate Elemente jedes beliebige oder alle dieser Elemente in einem Prozessor mit speicherprogrammierbarer Steuerung implementiert sein, z. B. in einem digitalen Signalprozessor (DSP) oder einem Mikroprozessor, der die zugeordnete Software ausführt, z. B. entsprechend einem oder mehreren der in 11 gezeigten Schritte. Ferner können trotz der Abbildung als separate Elemente die darin enthaltenen Elemente in verschiedenen Einheiten mit jeder beliebigen Kombination daraus verteilt sein. Beispielsweise kann der Empfänger 30 ein Teil des TV-Geräts 35 sein oder der Empfänger 30 kann in einem Verteilungssystem noch weiter vorgeschaltet sein, z. B. an einer Eingangsstufe, die dann den Inhalt zu anderen Knoten und/oder Empfängern eines Netzwerks weiterleitet. Ähnlich können entweder der OS-Decodierer 335 oder der US-Decodierer 380 oder auch beide außerhalb des Elements 320 vorgesehen sein, bei dem es sich dann im Wesentlichen um einen Demodulator handelt, welcher wenigstens ein demoduliertes Signal der oberen Schicht und ein demoduliertes Signal der unteren Schicht bereitstellt. Es versteht sich daher, dass zahlreiche Änderungen an den beispielhaften Ausgestaltungen vorgenommen werden können und dass andere Anordnungen denkbar sind, ohne dass der in den im Anhang aufgeführten Ansprüchen definierte Umfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Claims

Verfahren für die Verwendung in einem Empfänger, wobei das Verfahren enthält: Demodulieren (330) und Soft-Decodieren (335) einer Signalkomponente einer ersten Schicht eines empfangenen Mehrpegel-Modulationssignals, um ein decodiertes Signal der ersten Schicht bereitzustellen; erneutes Abbilden (340, 395) des decodierten Signals der ersten Schicht, um ein neu abgebildetes Signal der ersten Schicht bereitzustellen; Erzeugen (345) eines auf einer Soft-Entscheidung basierenden Trägers aus dem empfangenen Mehrpegel-Modulationssignal unter Verwendung des neu abgebildeten Signals der ersten Schicht; und Derotieren (360) des empfangenen Mehrpegel-Modulationssignals mit dem auf einer Soft-Entscheidung basierenden Träger, um eine derotierte Version des Empfangssignals bereitzustellen, und Verwenden der derotierten Version des Empfangssignals und des neu abgebildeten Signals der ersten Schicht, um aus dem empfangenen Mehrpegel-Modulationssignal eine Signalkomponente einer zweiten Schicht zu extrahieren (385, 370).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das empfangene Mehrpegel-Modulationssignal ein empfangenes Schicht-Modulationssignal ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalkomponente der ersten Schicht eine Komponente der oberen Schicht ist und die Signalkomponente der zweiten Schicht eine Komponente der unteren Schicht ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Demodulationsschritt den Schritt des Derotierens des empfangenen Mehrpegel-Modulationssignals unter Verwendung des auf einer Soft-Entscheidung basierenden Trägers enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erzeugungsschritt den Schritt des Filterns des empfangenen Mehrpegel-Modulationssignals enthält, um eine Intersymbol-Interferenz, die der Signalkomponente der ersten Schicht zugeordnet ist, zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Neuabbildungsschritt den Schritt enthält, bei dem zunächst das decodierte Signal der ersten Schicht neu codiert wird.
Vorrichtung für die Verwendung in einem Empfänger, wobei die Vorrichtung enthält: einen ersten Demodulator (330) zum Demodulieren eines Empfangssignals, um ein demoduliertes Signal einer ersten Schicht bereitzustellen; einen ersten Decodierer (335) zum Soft-Decodieren des demodulierten Signals der ersten Schicht, um ein decodiertes Signal der ersten Schicht bereitzustellen; eine Neuabbildungseinrichtung (340, 395) zum erneuten Abbilden des decodierten Signals der ersten Schicht, um ein neu abgebildetes Signal der ersten Schicht bereitzustellen; ein Trägerrückgewinnungselement (345), um in Reaktion auf das neu abgebildete Signal der ersten Schicht und auf das Empfangssignal einen auf einer Soft-Entscheidung basierenden Träger bereitzustellen; eine Derotationseinrichtung (360) zum Derotieren des Empfangssignals mit dem auf der Soft-Entscheidung basierenden Träger, um eine derotierte Version des empfangenen Signals bereitzustellen; und eine Extraktionseinrichtung (385, 370), um in Reaktion auf das derotierte Empfangssignal und das neu abgebildete Signal der ersten Schicht eine die zweite Schicht bildende Signalkomponente des Empfangssignals bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktionseinrichtung ein Filter (385) zum Filtern des neu abgebildeten Signals der ersten Schicht und ein Subtraktionselement (370) zum Subtrahieren des gefilterten neu abgebildeten Signals der ersten Schicht von der derotierten Version des Empfangssignals enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 7, die ferner einen zweiten Demodulator (375) zum Demodulieren der Signalkomponente der zweiten Schicht des Empfangssignals enthält, um ein demoduliertes Signal der zweiten Schicht bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, die ferner einen zweiten Decodierer (380) zum Decodieren des demodulierten Signals der zweiten Schicht enthält, um ein decodiertes Signal der zweiten Schicht bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine integrierte Schaltung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerrückgewinnungselement eine Phasenfehler-Schätzeinrichtung enthält, um in Reaktion auf das Empfangssignal und das neu abgebildete Signal der ersten Schicht Phasenfehler zwischen ihnen zu schätzen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Neuabbildungseinrichtung einen Codierer (395) zum erneuten Codieren des decodierten Signals der ersten Schicht enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangssignal ein Schicht-Modulationssignal ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerrückgewinnungselement ferner ein Filter zum Entfernen einer der Signalkomponente der ersten Schicht zugeordneten Intersymbol-Interferenz aus dem Empfangssignal enthält.