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TECHNISCHES ERFINDUNGSGEBIET
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, ein System und einen Empfänger zum
Empfang von Daten über
eine Kommunikationsverbindung.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Die
neuesten Umgebungen und Situationen im Rundfunkwesen, das selbst
auf eine lange Geschichte im Fernsehen und Radio – sogar
schon digitalisiert – zurückblickt,
haben es offensichtlich notwendig gemacht, eine Auswertung der Rundfunk-Technologie
durchzuführen
für eine
Situation, für
die nicht das Konzept erstellt wurde. Zum Beispiel wurde das digitale
Rundfunksystem, wie zum Beispiel das DVB System, in Situationen wie
zum Beispiel im Mobilfunkempfang ausgewertet, für die es nicht ursprünglich konzipiert
war. Auch auf einigen anderen Gebieten, wie der OFDM Radio-Technik
(Orthogonal Frequency Division Multiplex – orthogonales frequenz-aufteilendes Multiplex),
die zum Beispiel in DVB-T eingesetzt wird, sieht man sich vor ähnliche, aus
dem Mobilitäts-Thema
erwachsende Schwierigkeiten gestellt.
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Auch
bei einigen neuen Anwendungen in der Rundfunk-Technologie, wie zum Beispiel IPDC (IP
Data Casting) sind die Einsatz-Szenarien unterschiedlich, und somit
treten unterschiedliche Anforderungen und Probleme auf.
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Aus
diesen Problemen sind wiederum weitere Anforderungen, wie zum Beispiel
Stromverbrauchsüberlegungen,
erwachsen. Eine Lösung
für diese
Probleme gibt es, nämlich
die sogenannte Zeitscheibentechnologie. In den Beispielen des Rundfunkwesens
bzw. OFDM, bei denen Stromverbrauch eine Rolle spielt, wie bei tragbarem
IPDC-Einsatz, ist aufgrund der stromeinsparenden Aspekte, wie burst-basiertem Senden
und Empfangen, eine sehr schnelle Startzeit erforderlich. Das Zeitscheibenverfahren
dient zum Einsparen von Strom, und die Synchronisierung in Bursts
muss sehr schnell erfolgen.
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Aktuelle
Ansätze
machen sich Grob-Symboltiming zunutze, welches auf Schutzintervall
(Guard Interval) Korrelation beruht. Ein Beispiel für Schutz
Intervall (Guard Interval) Korrelation ist in 1 dargestellt,
wobei Nu ein Symbol bezeichnet (auch manchmal mit nützlichem
Symbolintervall bezeichnet), das vorzugsweise im OFDM Signal eingesetzt
wird. Ein OFDM Symbol kann N Abtastungen enthalten. Ng bezeichnet
die Schutzintervall-Teillänge. Aktuelle
Lösungen
benutzen auch Feintiming (FT), welches auf dem Schätzen der
Position der Kanalimpulsantwort (CIR) basiert. Die Grobtiming-Genauigkeit ist jedoch
nicht ausreichend, so dass die bestmögliche FFT Fensterplatzierung
(FFT = Fast Fourier Transform) immer mit FT gefunden wird.
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Ein
Ansatz besteht im Einsatz des sogenannten Fallback-Verfahrens, mit dem
die Ungenauigkeit des Grobtiming behandelt werden kann. Eine grundlegende
Annahme besteht darin, dass Grobtiming die erste Spitze der CIR
(das heißt
den Anfang des Schutzintervalls) erkennt. Jedoch mischen die starken
Vor-Echos zum Beispiel diese Annahme, und die FFT-Fensterplatzierung
ist fehlerhaft. Das FT kann die Fehler bis zu ½·(1/3·Nu – Ng) handhaben, wobei Nu die
Symbol Teillänge
und Ng die Schutzintervall Teillänge
ist. Die Genauigkeit ist anhand von Abtastungen in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1. Benötigte Grob-Timing Genauigkeit
in Abtastungen
Maximale
Anzahl Fehler mit verschiedenen Moden (Schutzintervallgröße in Klammern) |
Schutzintervall | 2k | 4k | 8k |
1/32 | 309
(64) | 618
(128) | 1237
(256) |
1/16 | 277
(128) | 554
(256) | 1109
(512) |
1/8 | 213
(256) | 426
(512) | 853
(1024) |
1/4 | 85
(512) | 170
(1024) | 841
(2048) |
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Leider
ist die benötigte
Genauigkeit umso höher,
je länger
das Schutzintervall ist. Aufgrund dieser Tatsache werden weitere
Anpassungen für
die beiden längsten
Schutzintervalle benötigt.
Dieses Fallback-Verfahren erkennt das Versagen der Zeitsynchronisierung
mit Hilfe von Vorwärtsfehlerkorrektur
(FEC) BER/RS-Lock) Ausfallerkennung. Folglich, wenn Grobtiming,
TPS (Übertragungsparameter
Signalisierung) und Frequenz verriegelt sind (in Lock) und FEC fehlschlägt, ist
das Signal-zu-Geräusch-Verhältnis (SNR)
zu niedrig, oder Feintiming Erfassung ist fehlgeschlagen. Um das
Problem der Fein-Synchronisierung festzustellen, muss die Vor-FFt
Position des Schutzintervalls nach hinten verschoben werden, und
eine neue Erfassung muss gestartet werden. Die Größe der Verschiebung
hängt vielleicht
davon ab, wieviel Fehler akzeptiert werden können. Der empfohlene Wert kann
1,7 × ½·(1/3·Nu – Ng) sein.
Hierfür
würden
vier Fallback-Schleifen benötigt,
bis der Bereich des Schutzintervalls versucht wird (der allerschlimmste
Fall wäre,
wenn das Grobtiming die letzte Spitze der Kanalimpulsantwort erkennen
würde).
Dies ist im Beispiel von 2 dargestellt. Das FT-Fenster
(200) gemäß des Grobtiming
ist in 2 dargestellt. Ferner sind vier Versuchspositionen
(201) dargestellt. Die oberste Position ist als erste Versuchsposition
zu erkennen. Die nächste
Versuchsposition ist unterhalb der ersten dargestellt, wobei in
dem Beispiel die Versuchsposition nach links verschoben ist. Ferner
ist ein Suchfenster (202) dargestellt, das in der Größe gleich
der Schutzintervalllänge
ist.
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Da
das Feintiming (FT) zeit-interpolierte gestreute Piloten verwendet,
wird für
vier Fallback Schleifen ziemlich viel Zeit benötigt. Bei der derzeitigen 8-Tap
Zeitinterpolation sind dies 4 × 32
Symbole, und die benötigte
Zeit für
verschiedene Betriebsarten der DVB-T Übertragung ist:
8k: ~140
ms (4-Tap 70 ms)
4k: ~70 ms (4-Tap 35 ms)
2k: ~35 ms (4-Tap
18 ms)
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Ein
Verbesserungsvorschlag besteht darin, während der Erfassungsphase lineare
(das heißt
2-Tap) Zeitinterpolation zu verwenden. Bei linearer Interpolation
werden 4 × 4
Symbole benötigt,
wie folgt:
8k: ~20 ms
4k: ~10 ms
2k: ~5 ms
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Wenn
jedoch bei der Erfassung lineare Interpolation verwendet wird, ergeben
sich wiederum andere Probleme.
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Zum
Beispiel könnte
die Erkennung von FEC Ausfall unzuverlässig sein, weil die Zeitinterpolation
ungenügend
ist. In Anwesenheit von vielleicht hohem Doppler könnte FEC
Ausfall eintreten, auch wenn die FFT-Fensterposition korrekt ist.
Dies bewirkt, dass bei der Feinsynchronisierung alle Versuchspositionen
benutzt werden, und da FEC Ausfall immer anwesend ist, wird der
Schluß gezogen,
dass das Signal zu schwach ist, obwohl bei 8-Tap/4-Tap Interpolation
kein FEC Ausfall eintreten würde.
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In
einem anderen Beispiel könnte
die 2-Tap (das heißt
lineare) Interpolation sogenannte Geisterspitzen (ghost peaks) in
der Kanalimpulsantwort verursachen. Die Geisterspitzen (das heißt 302),
die im Beispiel von 3 zu sehen sind, könnten durch
hohen Doppler und ungenügende
Zeitinterpolation (zeit-interpolierte Piloten decken sich nicht
mit der Frequenz) verursacht werden. Diese Geisterspitzen verschleiern
die Suche nach der Schutzintervallposition, wie im Beispiel mit
dem 4k System in 3 veranschaulicht. Ein Diagramm (300)
zeigt IFFT mit 4-Tap-Zeitinterpolation. Die von der Geisterspitze
(echte Spitze/Geisterspitze) verursachte Störung beträgt 30 dB im Diagramm (300).
In dem Beispiel von 3 wird Invertiertes FFT (IFFT)
mit 4-k Modus und Doppler 120 Hz angelegt.
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Die
Veröffentlichung
EP 0 837 582 A2 offenbart
eine bekannte Lösung,
bei der Trägerenergie
zum Einsatz kommt. Ein DFT Fenstergenerator verschiebt sequentiell
die Position eines Fensters mit einer Schutzintervallbreite DELTA
und berechnet die Energie einer Impulsantwort in einem Fenster an
entsprechenden Positionen, um eine Fensterposition zu erhalten,
an der die maximale Energie erhalten werden kann, wobei die Fensterposition,
an der die maximale Energie erhalten werden kann, als Startkantenposition
des DFT Fensters gesetzt wird.
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Die
Veröffentlichung
WO 2001/69878A1 misst
die Leistung in einigen oder allen der nicht benutzten Träger, um
die optimale FFT Fensterposition zu bestimmen.
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Angesichts
der verschiedenen Begrenzungen von Rundfunksystemen oder Mehrträger-Radiotechniken
ist es wünschenswert,
diese und andere mit dem Stand der Technik verbundenen Probleme
zu vermeiden oder zu mildern. Benötigt wird daher eine schnellere
Symboltiming Operation in Mehrträgersystemen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Ein
Verfahren, ein System und ein Empfänger Arrangement wurden erfunden,
um die Symboltiming Operation in Mehrträgersystemen zu beschleunigen
und zu vereinfachen.
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Entsprechend
den Aspekten der Erfindung sind ein Verfahren, ein System und ein
Empfänger
zum Empfang eines Mehrträgersignals
vorgesehen, umfassend:
Definiert ist eine Energie in Übereinstimmung
mit gestreuten Pilotträgern
im Signal mit Bezug auf eine geschätzte Schutzintervallposition
des Signals, und
Basierend auf der Energie wird eine Position
für ein
Zeitbereich-zu-Frequenzbereich-Transformier-Fenster ausgewählt.
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In
verschiedenen Ausführungsformen
könnte
eine vorherbestimmte Menge Versuchspositionen für das FFT-Fenster (FFT = Fast Fourier Transform)
gemäß eines
vordefinierten Systems definiert werden. Die Energie für jede Versuchsperiode
könnte
mit Bezug auf die geschätzte
Schutzintervallposition definiert werden. Die Position der Versuchsposition
für das
FFT-Fenster könnte
derart ausgewählt
werden, dass für
ein gewünschtes
Signal die kleinste Interferenzmenge gebildet wird.
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In
einigen Ausführungsformen
wird eine Energieschätzung
angewendet, wobei die Energie innerhalb und/oder außerhalb
der geschätzten
Schutzintervallposition definiert wird. Ein bestimmter Feintiming
Block (FT), der manchmal zum Zwecke von Langecho Schätzung benutzt
wird, könnte
mit einigen geringfügigen
Modifikationen für
verschiedene Ausführungsformen
verwendet werden. Ein beispielhafter theoretischer grundlegender
Erfindungsgedanke könnte
darin bestehen, dass die Energie außerhalb des Schutzintervalls
an der FFT Position (Fast Fourier Transform) am kleinsten ist, woraus
sich die kleinstmögliche
Menge an Zwischensymbolinterferenz (ISI) ergibt.
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Vorzugsweise
wird bei einigen Ausführungsformen
das Fallback Verfahren während
des Empfangsprozesses oder im Empfänger beschleunigt. Verschiedene
Ausführungsformen
der Erfindung könnten
bei relativ kleiner wirtschaftlicher Anstrengung leicht zu implementieren
sein. Die Implementierung in einigen vorhandenen Chips ist relativ
einfach, weil die Energie innerhalb und außerhalb der geschätzten Schutzintervallposition
bereits durch die Feintiming Operation (FT) berechnet werden kann.
Obwohl diese Berechnung zum Zwecke der Langecho Schätzung erfolgt,
kann sie bei Anpassung vorteilhaft zum Schätzen der Energie mit Beug auf
das geschätzten
Schutzintervall eingesetzt werden. Zum Beispiel kann bei verschiedenen
Ausführungsformen
die Steuerung entsprechend des geschätzten Wertes auf diese Weise
angepasst werden. Ferner ist in verschiedenen Ausführungsformen
die maximale Zeit für
Feintiming (FT) immer dieselbe, was zum Beispiel bei der IPDC Technik
(IP Data Cast) hilft.
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Vorteilhafterweise
ermöglichen
verschiedene Ausführungsformen
den Einsatz linearer Zeitinterpolation, die sehr viel schneller
als 8-Tap Interpolation ist. Die korrekte Fallback Position kann
ohne Erkennung des FEC ausgewählt
werden, was außerdem
einige Einsparungen in der kritischen Zeit bedeutet, weil die Erkennung
von FEC bei Kurzzeitinterpolation und dynamischem Kanal unzuverlässig ist,
bei verschiedenen Ausführungsformen
können
diese Fallbacks ebenfalls vermieden werden. Ferner ist das Timing
festgelegt, wohingegen bei den bekannten Verfahren das Timing auf
den Kanalmerkmalen basiert und somit die maximale Zeit (die lang
ist) auf jeden Fall bekannt ist.
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Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit anderen und weiteren
diesbezüglichen
Zielen wird in der folgenden Beschreibung auf die beigefügten Zeichnungen
verwiesen, und der Geltungsbereich der Erfindung ist in den beigefügten Ansprüchen definiert.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Im
Folgenden soll die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
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1 ein
Beispiel einer grundlegenden Timing Position eines bekannten Korrelationsverfahrens
veranschaulicht,
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2 ein
Beispiel einer Feintiming Operation (FT) in einem Fallback-Verfahren
veranschaulicht,
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3 Beispiele
nachteiliger Geisterspitzen darstellt,
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4 in
Form eines Ablaufdiagramms ein Verfahren zum Empfang eines Signals
gemäß erfindungsgemäßer Ausführungsformen
veranschaulicht,
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5 ein
funktionelles Blockdiagramm für
ein Empfangsverfahren gemäß erfindungsgemäßer Ausführungsformen
veranschaulicht,
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6 in
Form eines Zustandsdiagramms ein Verfahren zum Empfang eines Signals
gemäß erfindungsgemäßer Ausführungsformen
veranschaulicht,
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7 Simulationsergebnisse über die
außen
liegende Energie für
verschiedene Versuchspositionen gemäß erfindungsgemäßer Ausführungsformen
veranschaulicht,
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8 in
Form eines Ablaufdiagramms ein Verfahren zum Empfang eines Signals
gemäß erfindungsgemäßer Ausführungsformen
veranschaulicht,
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9 eine
Kanalimpulsantwort (CIR) mit keinen oder wenigen Zwischensymbolinterferenzen
(ISI) in erfindungsgemäßen Ausführungsformen
veranschaulicht,
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10 eine
Kanalimpulsantwort (CIR) mit einigen Zwischensymbolinterferenzen
(ISI) in erfindungsgemäßen Ausführungsformen
veranschaulicht,
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11 ein
funktionelles Blockdiagramm eines Empfängers zum Empfang eines Signals
gemäß erfindungsgemäßer Ausführungsformen
veranschaulicht,
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12 eine
allgemeine Architektur des Systems veranschaulicht, bei der einige
Prinzipien der erfindungsgemäßen Ausführungsformen
zum Einsatz kommen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
der folgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen
wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die Teil derselben
bilden, und in denen anhand von Veranschaulichungen verschiedene
Ausführungsformen
dargestellt sind, die zeigen, wie die Erfindung praktiziert werden
kann. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen verwendet werden
und strukturelle und funktionelle Modifikationen vorgenommen werden
können,
ohne vom Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Einige
Ausführungsformen
der Erfindung verwenden ein Verfahren zum Empfang eines Mehrträgersignals
wie eines OFDM Signals. Vorzugsweise kann das OFDM Signal im DVB
System verwendet werden. In einigen Fällen wird OFDM in einer Mobilfunk
DVB oder einer IP-über-Mobilfunk-DVB-T
Umgebung eingesetzt. Mobilfunk IP über DVB wird auch manchmal
mit DVB-X Technologie bezeichnet. Das Mehrträgersignal wird am Empfänger empfangen.
Aufgrund der energiesparenden Aspekte wird Zeitscheibentechnik oder
dergleichen im System eingesetzt, um Empfängerenergie einzusparen, wobei
der Empfänger
vorzugsweise ein Mobilfunkempfänger
ist. Beim Zeitscheibenverfahren findet die Übertragung von Diensten im
Grunde genommen in Form von Bursts statt. Dementsprechend kann der
Empfänger
bestimmte burst-bezogene
Dienste empfangen und sich an sie anpassen. Die Synchronisation
von Bursts sollte schnell oder schnell genug sein.
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Einige
Ausführungsformen
der Erfindung verwenden das Schutzintervall (Guard Interval). Im
Folgenden werden einige theoretischen Details der Anwendung des
Schutzintervalls für
verschiedene Ausführungsformen
beschrieben. Um die Immunität
eines OFDM Systems gegenüber
einem Mehrpfad zu erhöhen,
könnte ein
Schutzintervall zu den übertragenen
Symbolen hinzugefügt
werden. Das Schutzintervall erstreckt sich über die Länge des übertragenen Symbols. Manchmal
könnte
die im Demodulator zum Decodieren des Symbols verwendete Fensterlänge gleich
der aktiven Symbollänge
sein, wobei in diesem Fall die Schutzintervallperiode ausgeschlossen
ist. Wenn im Fortpflanzungspfad viele Reflexionen vorhanden sind,
so dass es mehr als einen Pfad zwischen dem Sender und dem Empfänger gibt,
und diese Pfade eine unterschiedliche Länge aufweisen, kommt das Symbol
mit der gleichen Nummer zu etwas verschiedenen Zeiten am Empfänger an.
Symbole, die aufgrund der Reflexionspfade verschiedener Länge später als
das angekommene Symbol ankommen, die aber dennoch nicht später als
die Schutzintervallperiode ankommen, können als Symbole mit dem gleichen Wert
innerhalb des Demodulatorfensters betrachtet werden. Das Ergebnis
könnte
sein, dass die später
ankommenden Symbole, vorausgesetzt dass sie nicht mehr als das Schutzintervall
verzögert
sind, die empfangene Energie konstruktiv erhöhen, wohingegen Symbole, die
mehr als das Schutzintervall verzögert sind, eine destruktive
Wirkung haben. Der Grad des destruktiven Effekts kann sich zum Beispiel
proportional zu dem Betrag erhöhen,
um den die Verzögerung
bei Ankunftszeit der zusätzlichen
reflektierten Symbole das Schutzintervall überschreitet.
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In
verschiedenen Ausführungsformen
könnte
bei Verarbeitung des Signals im Endgerät, wenn beim Empfang die anfängliche
FFT durchgeführt
wird, Folgendes stattfinden. Zum Beispiel dann, wenn die geschätzte Position
des Schutzintervalls auf Basis der CIR verarbeitet wird, und wenn
die Energie außerhalb/innerhalb
des Schutzintervalls verarbeitet wird. Einige Fälle könnten sich daher nicht sofort
auf das Signal vor der anfänglichen
FFT beziehen. Vorzugsweise ändert
sich die Energie mit Bezug auf die geschützte Schutzintervallposition
dementsprechend. Vorteilhafterweise kann in verschiedenen Ausführungsformen
die Position, die die kleinste Menge an Zwischensymbolinterferenz
aufweist, auf Basis der erkannten Energiepositions-Abtastungen entdeckt
werden. Zum Beispiel ist die Energie außerhalb des geschätzten Schutzintervalls
am kleinsten an der Position der FFT, die die kleinste Menge ISI
bildet. In einem anderen Beispiel kann die maximale Energie innerhalb
des geschätzten
Schutzintervalls invertiert die Position des FFT anzeigen, die die kleinste
Menge ISI bildet. In einem anderen Beispiel kann das Energie-Verhältnis zwischen
der Energie innerhalb des geschätzten
Schutzintervalls und außerhalb
des geschätzten
Schutzintervalls die entsprechende FFT Position anzeigen. In einem
anderen Beispiel ist das Schutzintervall derart positioniert, dass
die Energie der CIR innerhalb des geschätzten Schutzintervalls maximiert
ist. Beim Positionieren der Versuchsposition wird eine FFT-Fensterposition
durchsucht und vielleicht ausgewählt,
wobei die Energie außerhalb
des geschätzten Schutzintervalls
minimiert ist.
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Einige
Verfahren in den Ausführungsformen
basieren auf dem gleichen oder einem ähnlichen Prinzip, wie zum Beispiel
in der Ausführungsform
von 4. Das Verfahren könnte mit dem 2-Tap Interpolationsverfahren
für das
anfänglich
empfangene Signal (Schritt 400 und 401) beginnen.
Die Energie außerhalb
des geschätzten
Schutzintervalls wird definiert (Schritt 402). Es wird
geprüft,
ob die aktuell verwendete Versuchsposition die endgültige Versuchsposition
ist oder nicht (Schritt 403). Wenn nicht, wird die nächste Versuchsposition
genommen (Schritt 404), und der Prozess kann zu Schritt 402 gehen.
Die Versuchsposition mit der kleinsten Menge Energie außerhalb
des geschätzten
Schutzintervalls wird ausgewählt
(Schritt 405). Die 4(8)-Tap-Interpolation mit der ausgewählten Versuchsposition
wird initialisiert (406). Das FFT-Fenster könnte einer
Feinabstimmung unterzogen werden (Schritt 407), und der
Signalempfang, wie zum Beispiel der Datenempfang, kann in Schritt 408 beginnen.
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In 5 ist
ein funktionelles Blockdiagramm für ein Empfangsverfahren gemäß verschiedener
erfindungsgemäßer Ausführungsformen
dargestellt. 5 zeigt einige Operationen und
Funktionalitäten
der verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen.
Das empfangene Signal (501) wird in eine FFT (Fast Fourier
Transform) Einheit (507) oder dergleichen eingespeist.
Die FFT-Einheit
(507) wählt
die Position, an der die FFT für
das Signal genommen wird. Die Position, an der die FFT genommen
wird, könnte
auf einer Fenster-Steuerung (505, 506) oder dergleichen
basieren, die durch das Grobtiming (503, 504)
oder dergleichen gebildet ist. Vorzugsweise bildet das Grobtiming
(503, 504) die Position das erste Mal aus der
Information des empfangenen Signals (502). In einigen späteren Schritten
des Prozesses kann die Position, an der die FFT genommen wird, auf
der Steuerung durch die Steuereinheit (520) oder dergleichen
basieren. Somit kann, wenn das Signal zum ersten Mal in verschiedenen
Ausführungsformen
verarbeitet wird, die Position von der Fenstersteuerung (507)
kommen oder von ihr gesetzt werden. Beim zweiten Mal und irgendwelchen
folgenden Malen kommt die Position von der Steuereinheit (521)
oder wird von der Steuereinheit (520) gesetzt.
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Bezugnehmend
auf 5 werden die gestreuten Piloten dem FFT Ausgang
(508) entnommen (Block 509). Die gestreuten Piloten
(510) werden gemäß eines
Auswahlsignals (522) oder dergleichen zeit-interpoliert.
Die Zeitinterpolation (511) kann zu Anfang zum Beispiel
die lineare Interpolation sein. In verschiedenen Ausführungsformen
im weiteren Verlauf des Prozesses, vielleicht manchmal mit der Schleife,
kann anstelle von linearer Interpolation 4(8)-Tap Interpolation
verwendet werden. Die IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) (IFFT
Block 513 oder dergleichen) wird den zeit-interpolierten
gestreuten Piloten (512) entnommen. Der Ausgang, der vorzugsweise
eine Kanalimpulsantwort (CIR) (514) oder dergleichen ist,
wird in die Feintiming-Einheit (FT) (515) eingespeist.
In der FT-Einheit (515) oder dergleichen wird die Energieschätzung vorgenommen. Wenn
die FFT-Fensterposition
nicht stimmt, bilden sich Zwischensymbolinterferenzen (ISI). In
einigen Ausführungsformen,
wenn die Position sofort „richtig" ist, kann trotzdem
der Rest der vorherbestimmten Versuchspositionen verarbeitet werden,
eventuell gemäß des vordefinierten
Systems. Einige Ausführungsformen, 8 vielleicht,
könnten
dies in größerem Detail
veranschaulichen. Das Auftauchen der Interferenz könnte den
Anstieg des sogenannten „Noise
Floor" (Geräuschboden)
oder dergleichen verursachen. Das Ergebnis ist, dass die außenliegende
Energie jetzt höher
ist als sie wäre
in dem Fall, in dem es keine oder weniger ISI gibt. Die Energie
(516) wird einem Fallback Block (517) oder dergleichen
gemeldet. Der Fallback Block (517) kann vorteilhafterweise
die benutzten Versuchspositionen verfolgen. Der Fallback Block (517)
meldet (518) der Steuereinheit (520) die Änderung
in der FFT-Fensterposition.
Wenn die Änderung
in der FFT-Fensterposition
nicht die ausgewählte
Position ist, ändert
die Steuereinheit (520) die FFT-Fensterposition gemäß eines
vordefinierten Schemas oder dergleichen. Die Steuereinheit (520)
kann auch die gleiche Zeitinterpolation beibehalten. Nachdem alle
Versuchspositionen ausprobiert wurden, meldet die Fallback-Einheit
(517) der Steuereinheit (520) die ausgewählte Position.
Dieser Versuch kann in der FFT eingesetzt werden, und die Zeitinterpolation (durch
Block 511) kann entsprechend geändert werden. Der Ausgang des
Feintiming Blocks (519) kann von der Steuereinheit (520)
dazu verwendet werden, eine weitere Feinabstimmung der FFT-Fensterposition
vorzunehmen. Vorzugsweise wird die korrekte Versuchsposition dadurch
ermittelt, dass diejenige Versuchsposition verwendet wird, die die
kleinste außenliegende
Energie aufweist.
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In 6 ist
in Form eines Zustandsdiagramms ein Verfahren zum Empfang eines
Signals gemäß erfindungsgemäßer Ausführungsformen
dargestellt. Ein Zustandsdiagramm der verschiedenen dargestellten Prozesse
kann veranschaulicht werden. Der Empfangsprozess kann starten, und
in Schritt 600 wird das Grobtiming (CT) oder dergleichen
durchgeführt.
Das FFT-Fenster kann gemäß des Grobtiming
(CT) oder dergleichen in Schritt 601 durchgeführt werden.
Die FFT-Versuchsposition kann in Schritt 602 durchgeführt werden. Die
Energieschätzung
wird mit einer vorherbestimmten Menge von Versuchspositionen in
den Schritten 602, 603, 604 und 605 durchgeführt. Zum
Beispiel könnten
vier Versuchspositionen eingesetzt werden. In Schritt 602 könnten FFT
und möglicherweise
IFFT für
das Signal stattfinden. In Schritt 603 wird die Kanalimpulsantwort
(CIR) oder dergleichen erzeugt und eingesetzt. Die Energie wird
in Schritt 604 geschätzt.
In Schritt 605 findet die Änderung der möglichen
FFT Fensterposition statt. Zum Beispiel gemäß eines vordefinierten Schemas,
vielleicht aufgrund von vier Versuchspositionen. Die Position mit
der kleinsten Energie außerhalb der
geschätzten
Schutzintervallposition wird in Schritt 606 ausgewählt. Das
Feintiming (FT) (einschließlich
der längeren
Zeitinterpolation) und die Verfolgung mit der ausgewählten Versuchsposition
wird in Schritt 607 durchgeführt. In diesem letzten Zustand
kann die FFT-Fensterposition
noch geändert
werden, jetzt jedoch aufgrund der Feintiming-Schätzung. Es wird darauf hingewiesen,
dass bei jedem Empfang das gleiche Verfahren durchgeführt wird,
so dass typisch die vorherbestimmte Menge von Versuchspositionen
benutzt wird, zum Beispiel vier Versuchspositionen.
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7 zeigt
Simulationsergebnisse über
die außenliegende
Energie mit verschiedenen Versuchspositionen für einen Signalempfang gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform.
In 7 wird die Simulation mit 2k Modus, Schutzintervall
von 512 Abtastungen, Doppler 200 Hz, SNR 10 dB, 3-Tap SFN Rayleigh Kanälen eingesetzt.
Die X-Achse (702) bezeichnet eine Anzahl von IFFTs. Die
Y-Achse bezeichnet die außenliegende
Energie. Eine Kurve (703) im Diagramm (700) weist
Fehler auf, die 369 Abtastungen gleichkommen, und Kurve (704)
weist Fehler auf, die 83 Abtastungen gleichkommen. Somit ist die
kleinste außenliegende
Energie in Kurve (706) mit dem kleinsten FFT-Fenster-Fehler zu finden,
der vorteilhafterweise die korrekte zu verwendende Fallback-Schleife
identifiziert.
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Einige
erfindungsgemäße Ausführungsformen
können
den folgenden oder ähnlichen
Prozess verwenden, der zum Beispiel in 8 darstellt
ist. Das Verfahren könnte
mit der 2-Tap-Interpolation oder dergleichen beginnen (Schritte 800 und 801).
Bei Schritt 802 wird geprüft, ob ein RS Lock (RS Verriegelung)
erzielt wurde. Falls ja, geht der Prozess vorzugsweise zu Schritt 807 weiter.
Die Energie außerhalb
der geschätzten
Schutzintervallposition wird in Schritt 803 bestimmt. In
Schritt 804 wird geprüft,
ob die aktuelle Versuchsposition oder dergleichen die endgültige Position
ist. Wenn die aktuelle Versuchsposition nicht die endgültige Position
ist, wird die nächste
Versuchsposition oder dergleichen in Schritt 805 verwendet,
und der Prozess geht bei Schritt 803 weiter. Eine Versuchsposition
mit der niedrigsten Energie außerhalb
der geschätzten
Schutzintervallposition wird in Schritt 806 ausgewählt. Die
4(8)-Tap-Zeitinterpolation oder dergleichen wird in Schritt 807 initialisiert.
In Schritt 808 wird das FFT-Fenster feinabgestimmt, und der Empfang
kann bei Schritt 809 beginnen.
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In
den Ausführungsformen
unter Einsatz des RS-Lock (RS Verriegelung), zum Beispiel mit der
Set-Top Box, kann das RS-Lock typisch in Schritt 802 von 8 erzielt werden.
Das Fallback-Verfahren würde
vielleicht in diesem Fall nicht benutzt. Wenn jedoch das FFT-Fenster
in Schritt 802 des obigen beispielhaften Verfahrens fehlerhaft
ist (zum Beispiel aufgrund von Doppler, „Ghost Peaks" oder Einfrequenznetzwerk-Echos (SFN)),
ist es vorteilhaft, die Energieschätzung durchzuführen. Es
könnte
sein, dass das erste FFT-Fenster korrekt ist, aber wegen Doppler
oder „Ghost
Peaks" usw. zum
Beispiel ist das FFT-Fenster falsch angepasst, was ISI verursacht.
In diesem Fall müsste
die Energie-Erkennung fähig
sein, dies zu erkennen. Wenn beschlossen wird, dass das erste Fenster
korrekt ist, wird die volle Zeitinterpolation gestartet. Das RS-Lock
wird mit der vollen Zeitinterpolation erzielt. Ohne dieses Verfahren
könnte
der Empfang vielleicht nicht gestartet werden, weil das System glaubt,
ein „schlechtes
Signal" zu sehen.
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Vorzugsweise
stellen die verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung eine Reduktion in der Synchronisierungszeit beim Empfang
bereit. Die für
dieses Verfahren benötigte
Zeit könnte
zum Beispiel sein (zum Beispiel mit 8-Tap Zeitfilterierung):
8k:
4 × 4
+ 1 × 32
Symbole (~53 ms) (4-Tap ~35 ms)
4k ~27 ms (4-Tap ~18 ms)
2k
~13 ms (4-Tap ~9 ms)
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Das
Beispiel von 9 veranschaulicht eine Kanalimpulsantwort
(CIR), die keine oder nur wenige Zwischensymbolinterferenzen (ISI)
in den verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung aufweist. Desgleichen veranschaulicht das Beispiel
in 10 eine Kanalimpulsantwort (CIR), die einige Zwischensymbolinterferenzen
(ISI) in den verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung aufweist. Bei Betrachten der in 9 und 10 veranschaulichten
Beispiele ist zu sehen, dass der Geräuschboden im Beispiel von 10 im
Vergleich zum Beispiel von 9 gestiegen
ist. Vorteilhafterweise ist daran zu erkennen, dass die außenliegende Energie
höher im
Beispiel von 10 als im Beispiel von 9 ist.
Ferner ist die tatsächliche
CIR gedämpft, welches
zeigt, dass auch das Verhältnis
von innenliegender zu außenliegender
Energie kleiner in 10 ist.
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In 11 ist
ein beispielhaftes funktionelles Blockdiagramm eines Empfängers dargestellt.
Der Empfänger
könnte
in beliebigen/allen verschiedenen Ausführungsformen benutzt werden.
Der Empfänger
umfasst eine Verarbeitungseinheit (1103), ein Mehrträgersignal-Empfängerteil
(1101), wie zum Beispiel einen OFDM Signalempfänger, und
eine Benutzeroberfläche.
Die Benutzeroberfläche
umfasst eine Anzeige (1104) und eine Tastatur (1105).
Zusätzlich
umfasst die Benutzeroberfläche
(UI) einen Audio-Eingang (1106) und einen Audio-Ausgang
(1106). Die Verarbeitungseinheit (1103) umfasst
einen (nicht dargestellten) Mikroprozessor, möglicherweise einen (nicht dargestellten)
Speicher und vielleicht (nicht dargestellte) Software. Die Verarbeitungseinheit
(1103) steuert auf der Basis der Software die Operationen
des Empfängers,
wie das Empfangen eines Signals, das Empfangen des Datenstroms,
die Zeitinterpolation des Signals, das Schätzen der Energie innerhalb
und/oder außerhalb
des geschätzten
Schutzintervalls, die FFT-Fensterversuchspositionierung,
die Auswahl der Versuchsposition, die Feinabstimmung des FFT-Fensters.
Verschiedene Operationen sind in den Beispielen von 4–10 beschrieben.
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Bezugnehmend
auf 11 kann auch Middleware- oder Software-Implementierung
vorgenommen werden ((nicht dargestellt). Der Empfänger könnte ein
handgehaltenes Gerät
sein, das der Benutzer bequem tragen kann. Vorteilhafterweise könnte der
Empfänger
ein Mobiltelefon sein, welches das Mehrträgersignal-Empfängerteil
(1101), wie den OFDM Empfänger, zum Empfangen des OFDM
Signals aufweist. Der Empfänger
könnte
mit den Dienstprovidern zusammenwirken.
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Verschiedene
Ausführungsformen
der Erfindung könnten
auf das System von 12 angewendet werden. Der Empfänger funktioniert
vorzugsweise in einem digitalen Rundfunknetzwerk (DBN), in dem zum Beispiel
OFDM Funksignal-basierte Übertragung
verwendet wird. Der Empfänger
ist fähig
die Übertragung
zu empfangen, die das DBN bereitstellt, und empfängt das OFDM-basierte Signal.
Der Empfänger
kann das Signal zeit-interpolieren, die Energie innerhalb und/oder
außerhalb
des geschätzten
Schutzintervalls definieren, die FFT-Fensterversuchspositionierung, die Auswahl
der Versuchsposition und die Feinabstimmung des FFT-Fensters durchführen. Verschiedene
Operationen sind in den Beispielen von 4–10 beschrieben.
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In
verschiedenen Ausführungsformen
kann Information über
die Energieschätzung
verwendet werden. In wiederum anderen Ausführungsformen kann Information über die
Energieschätzung
entweder innerhalb und/oder außerhalb
des geschätzten
Schutzintervalls verwendet werden. Des weiteren kann vorteilhafterweise
auf Basis der Kenntnis, dass die Interferenz den Anstieg der Energie
verursacht, die geeignete Position für das FFT-Fenster gefunden
werden.
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Es
gibt noch viele andere Möglichkeiten
zum Auswählen
der korrekten Versuchsposition. Im Folgenden sollen einige beispielhaften
grundlegenden Möglichkeiten
beschrieben werden.
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In
verschiedenen Ausführungsformen
könnte
für die
Auswahl der Versuchsposition AFC (Automatische Frequenzsteuerung),
SCS (Sampling Clock Synchronisierung) oder TPS (Transmission Parameter
Signalling) Lock verwendet werden. Zum Beispiel wird die Position
nur dann gewählt
(oder die Energie in einigen Ausführungsformen geschätzt), wenn
AFC und/oder SCS und/oder TPS verriegelt (in Lock) sind.
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In
weiteren Ausführungsformen
könnte
die Versuchsposition auf dem FFT-Fenster basiert werden, welches
von der ersten Feintiming-Operation ausgewählt wird.
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In
wiederum anderen Ausführungsformen
könnte
die Energieschätzung
auf dem Energieverhältnis zwischen
der Energie innerhalb des geschätzten
Schutzintervalls und der Energie außerhalb des geschätzten Schutzintervalls
basieren.
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In
wiederum anderen Ausführungsformen
könnte
die Energieschätzung
auf der maximalen Energie innerhalb des geschätzten Schutzintervalls basieren.
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Obwohl
die als bevorzugt betrachteten Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben wurden, wird ein in der Technik bewanderter Fachmann
erkennen, dass auch andere und weitere Änderungen und Modifizierungen
vorgenommen werden können,
ohne vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen, und es ist beabsichtigt,
alle solchen Änderungen
und Modifizierungen zu beanspruchen, die in den wahren Geltungsbereich
der Erfindung fallen.