DE69631985T2

DE69631985T2 - Verfahren zur Übertragung von orthogonalen Frequenzmultiplexsignalen (OFDM) und Empfänger dafür

Info

Publication number: DE69631985T2
Application number: DE69631985T
Authority: DE
Inventors: Yasuo Kobe-shi Harada; Tomohiro Kawachinagano-shi Kimura; Hiroshi Neyagawa-shi Oue; Yasuo Ikoma-shi Nagaishi; Hiroshi Takarazuka-shi Hyogo-ken Hayashino; Yasuhiro Katano-shi Uno
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-01-10
Filing date: 1996-01-03
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2016-01-04
Also published as: DE69636683T2; EP1848170B1; EP0722235A3; DE69637259D1; US5774450A; EP1617613A3; DE69637259T2; DE69636683D1; DE69631985D1; EP1429509B1; EP1617613B8; EP1617613A2; CA2166599C; EP1429509A2; EP1429509A3; EP1848170A3; EP1848170A2; EP0722235A2; EP1617613B1; JP2009071883A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Verfahren zur Übertragung eines Orthogonal-Frequenz-Divisions-gemultiplexten Signals und eines Empfänger dazu, und spezifischer auf ein Verfahren zur Übertragung eines Orthogonal-Frequenz-Divisions-gemultiplexten Signals für jedes Zeichen, welches eine vorherbestimmte Länge hat, von dem Übertragungsende zu dem empfangenden Ende durch eine vorherbestimmte Übertragungslinie, und eines Empfängers dazu.
Beschreibung des Standes der Technik
In den vergangenen Jahren wurde der Kommunikation, welche ein Orthogonal-Frequenz-Divisions-gemultiplextes (hiernach bezeichnet als OFDM) Signal verwendet, Aufmerksamkeit geschenkt in mobiler digitaler Lautübertragung, erdgebundener digitaler Fernsehübertragung oder Ähnlichem. Der Grund dafür ist, dass das OFDM-Signal eine hohe Effizienz der Frequenznutzung hat, und es erlaubt, eine große Menge an Daten mit hoher Geschwindigkeit zu übertragen, so dass seine Charakteristiken kaum verschlechtert werden durch eine reflektierte Welle, sogar wenn es keinen Wellenform-Equalizer gibt. Zusätzlich ist seine Signalwellenform in einer Form, welche nahe an Zufallsrauschen ist, wodurch ein anderer Service nicht einfach einer Funkinterferenz unterworfen wird. Ein Übertragungssystem, welches ein OFDM-Signal nutzt, welches solche Eigenschaften hat, ist offenbart in dem japanischen Patent, Veröffentlichungs-Nr. 167633/1993 (hiernach bezeichnet als erster Stand der Technik), "Next generation home service exceeds television", beschrieben auf Seiten 101 bis 124 in Nikkei Electronics (Nr. 574), veröffentlicht am 15. Februar 1993 (hiernach bezeichnet als zweiter Stand der Technik), und "OFDM system and its development", verfasst von Masanori Saito bei NHK Science and Technical Research Laboratories, Tokyo, auf Seiten 1 bis 15 in Materialien des EIAJ Technischen Seminars vom 14. September 1994 (hiernach bezeichnet als dritter Stand der Technik).
11 ist ein Diagramm, welches die Struktur eines konventionellen OFDM-Signals zeigt, wo 11(a) jeweilige Zeichen eines OFDM-Signals entlang der Zeitachse zeigt, und 11(b) einen in 11(a) gezeigten Teil α in einer vergrößerten Weise zeigt. Wie in 11(a) gezeigt, ist ein OFDM-Signal S konstruiert durch Anordnung von Zeichen Sm (m = 1, 2, ...) entlang der Zeitachse. Jedes der Zeichen Sm ist konstruiert durch jeweils Unterwerfen einer Vielzahl von (zehn bis Tausende davon, z. B. 512) Trägern, welche orthogonal in der Zeichenzeitdauer ts sind, wo jeder der Träger moduliert ist durch Verwendung einer digitalen Modulation (z. B. QPS-(Quadrature Phase Shift Keying)-Modulation oder 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation)), welche durch zu übertragende Daten moduliert wird, und OFDM-Zeichen werden erzeugt durch Multiplexierung der modulierten Träger auf der Frequenzachse durch Verwendung einer inversen FFT-(Fast Fourier Transform)-Operation. Deshalb weist jedes der Zeichen Sm eine zufällige Amplitudenverteilung auf, wie in 11(b) gezeigt. Das OFDM-Signal S nimmt die Form eines komplexen Signals an, in welchem ein Realteil und ein imaginärer Teil überlagert sind hinsichtlich jedes der Zeichen Sm auf einer Übertagungslinie.
Solch ein OFDM-Signal wird von dem übertragenden Ende zu dem empfangenden Ende durch Kabel- oder Funkübertragungslinie gesendet. In der Kabelübertragungslinie ist ihr besetztes Frequenzband begrenzt von ihren Übertragungscharakteristiken. Andererseits, in der Funkübertragungslinie, ist ihr besetztes Frequenzband begrenzt durch Gesetz und Regulierung. Deshalb wird auf dem übertragenden Ende das OFDM-Signal konvertiert in ein OFDM-Signal in dem belegten Frequenzband der Übertragungslinie von einem OFDM-Signal in einem Zwischenfrequenzband. Andererseits wird auf dem empfangenden Ende das empfangene OFDM-Signal konvertiert in ein OFDM-Signal in einem Zwischenfrequenzband zur Demodulationsoperation von einem OFDM-Signal in dem belegten Frequenzband von der Übertragungslinie in Demodulierungsdaten.
Der oben erwähnte erste Stand der Technik offenbart einen Empfänger, welcher aufweist einen Bandpassfilter, Frequenzwandler und einen Tiefpassfilter zur Konvertierung eines OFDM-Signals, welches von dem übertragenden Ende übertragen wird, in ein OFDM-Signal in einem Basisband, einen Analog-zu-Digital-(A/D)-Konverter zum Abtasten des OFDM-Signals in dem Basisband und Konvertieren des abgetasteten OFDM-Signals in ein Digitalsignal, einen FFT-Demodulator, um Zeitachsendaten einer Fourier-Transformation zu unterwerfen, um Daten auf der Frequenzachse zu erhalten für jeden Träger, eine Signalpunktkoordinaten-Beurteilungsschaltung zur Beurteilung der Amplitude und der Phase auf einer komplexen Ebene für jeden Träger, um komplexe Daten zu erhalten, eine Kopplungsschaltung für empfangene Daten zur Konvertierung der komplexen Daten in digitale Daten und Kopplung der Daten abhängig von der Anzahl der übertragenen Bits durch jeden Träger, um einen Bit-Stream zu produzieren, und eine Deinterleave-Matrix und fehlerkorrigierende Codeschaltung zum Erhalten von empfangenen Daten durch Unterwerfung des Bit-Streams einem Deinterleave und Fehlerkorrektur.
Der oben erwähnte dritte Stand der Technik offenbart einen Empfänger, welcher aufweist einen Bandpassfilter, einen Quadraturdetektor und einen Tiefpassfilter zum Konvertieren eines OFDM-Signals, welches von dem übertragenden Ende übertragen wird, in ein OFDM-Signal in einem Basisband, einen A/D-Konverter zum Abtasten des OFDM-Signals in dem Basisband und zum Konvertieren des abgetasteten OFDM-Signals in ein digitales Signal, einen FFT-Demodulator, um Zeitachsendaten einer Fourier-Transformation zu unterwerfen zum Erhalten von Daten auf der Frequenzachse für jeden Träger, und eine Parallel-Seriell- Konvertierungsschaltung zum Konvertieren paralleler Daten auf der Frequenzachse in serielle Daten, um empfangene Daten zu erhalten.
12 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Empfänger eines OFDM-Signals zeigt, welches einfach vom ersten Stand der Technik und dem dritten Stand der Technik analogisiert werden kann. In 12 weist der Empfänger einen Eingangsanschluss I auf, an welchem ein empfangenes OFDM-Signal eingegeben wird, einen Frequenzwandler 100, einen Quadraturdetektor 300, einen Fourier-Transformator 400 und einen Detektor 500 für demodulierte Daten. Der Quadraturdetektor 300 weist ein Verzweigungsfilter 301, Detektoren 302 und 303 und eine Trägerrückgewinnungsvorrichtung 304 auf.
Das OFDM-Signal in einem belegten Frequenzband (seine Mittenfrequenz fr) einer Übertragungslinie, gezeigt in 11, welche von dem Empfänger empfangen wird, wird eingegeben zu dem Frequenzwandler 100 durch den Eingangsanschluss I. Der Frequenzwandler 100 verschiebt nur eine vorherbestimmte feste Frequenz, um das OFDM-Signal in dem belegten Frequenzband der Übertragungslinie in ein OFDM-Signal zu konvertieren in einem Zwischenfrequenzband (seine Mittenfrequenz fc).
Das Verzweigungsfilter 301 in dem Quadraturdetektor 300 teilt das OFDM-Signal, welches von dem Frequenzwandler 100 ausgegeben wird, in zwei Signale und gibt jedes der durch die Teilung des OFDM-Signals erhaltenen Signale aus an die Detektoren 302 und 303. Die Trägerrückgewinnungsvorrichtung 304 gibt einen In-Phasen-Träger, welcher eine Mittenfrequenz fc hat, an den Detektor aus und gibt einen Quadraturträger, welcher eine Mittenfrequenz fc hat, an den Detektor 303 aus. Der Detektor 302 multipliziert dann das OFDM-Signal, welches von dem Verzweigungsfilter 301 ausgegeben wird, mit dem In-Phasen-Träger, um einen Realteil des OFDM-Signals auszugeben. Der Detektor 303 multipliziert das OFDM-Signal, welches von dem Verzweigungsfilter 301 ausgegeben wird, mit dem Quadraturträger, um einen Imaginärteil des OFDM-Signals auszugeben. Das heißt, der Quadraturdetektor 300 konvertiert das OFDM-Signal in dem Zwischenfrequenzband in ein OFDM-Signal in einem Basisband.
Der Fourier-Transformator 400 unterwirft gemeinschaftlich den Realteil des OFDM-Signals, welches von dem Detektor 302 ausgegeben wird, und den Imaginärrteil des OFDM-Signals, welcher von dem Detektor 303 ausgegeben wird, einer Fourier-Transformationsoperation, um jeweils einen Realteil und einen imaginären Teil von jeder der auf der Frequenzachse gemultiplexten modulierten Wellen zu trennen. Der Detektor 500 für demodulierte Daten bildet auf einer komplexen Ebene den Realteil und den Imaginärteil von jeder der digitalen modulierten Wellen ab, und demoduliert Daten, welche erhalten werden durch Modulation jedes der Träger von seiner abgebildeten Position gemäß einem innerhalb davon gesetzten Schwellenwert, um demodulierten Daten von einem Ausgangsanschluss O auszugeben.
Obwohl das oben erwähnte OFDM-Signal übertragen wird von einem Sender zu einem Empfänger über eine Kabel- oder Funkübertragungslinie, wird das OFDM-Signal in beiden Übertragungslinien gedämpft. Der Umfang der Dämpfung des OFDM-Signals variiert, abhängig von der Veränderung in dem Abstand der Funkübertragungslinie, während er variiert, abhängig von z. B. der Anzahl der Gabelungen der Kabelübertragungslinie. Wenn der Betrag der Dämpfung des OFDM-Signals variiert, dann variiert der Empfangspegel des OFDM-Signals in dem Empfänger. Jedoch führt der in 12 gezeigte Empfänger Daten-Demodulationsverarbeitung aus, sogar wenn der Empfangspegel des OFDM-Signals variiert, ohne jegliche Korrektur der Variation. In dem Detektor 500 für demodulierte Daten werden daher die demodulierten Daten häufig fehlerhaft beurteilt.
In einem FM-(Frequenz-Modulation)-Empfänger oder Ähnlichem wird ein Verstärker mit automatischer Verstärkungssteuerung bereitgestellt, derart angepasst, um die Variation in dem Empfangspegel zu korrigieren auf der Basis der Variati on in einer Hülle eines empfangenen Signals. Es wurde berücksichtigt, dass solch ein Korrekturverfahren auf den in 12 gezeigten Empfänger angewendet wird. In dem OFDM-Signal wird jedoch eine Anzahl von modulierten Trägern auf der Frequenzachse gemultiplext, wodurch die Muster der Amplitude und der Phase des OFDM-Signals in jeder der Zeichensektionen zufällig wechseln, im Gegensatz zu dem in einem FM-Signal, welches einen einzelnen Träger beinhaltet. Deshalb wechselt die Einhüllenden-Wellenform des OFDM-Signals häufig auf der Zeitachse. Wenn der Verstärker mit automatischer Verstärkungssteuerung gesteuert wird auf der Basis solch einer Einhüllenden-Wellenform, wird die Verstärkung des Verstärkers mit automatischer Verstärkungssteuerung instabil, wodurch stabile Steuerung nicht ausgeführt werden kann. Weiter, in dem OFDM-Signal, unterscheiden sich Daten, welche durch Modulieren jeder der Träger erhalten werden, voneinander, wodurch die Variation in der Einhüllenden-Wellenform und die Variation in dem Empfangspegel nicht immer korreliert sind. Sogar wenn die Pegel-Korrekturmethode in dem FM-Empfänger angewandt wird auf den Empfänger des OFDM-Signals, kann daher die Variation in dem Empfangspegel nicht mit hoher Präzision korrigiert werden.
Darüber hinaus ist in dem in 12 gezeigten Empfänger der Betrag der Frequenzverschiebung in dem Frequenzwandler 100 festgesetzt. Sogar wenn das Frequenzband verschoben wird, d. h., das Frequenzband variiert, kann die Variation in dem Frequenzband nicht korrigiert werden. Deshalb werden die demodulierten Daten häufig fehlerhaft beurteilt.
In einem AM-(Amplituden-Modulation)-Empfänger oder Ähnlichem wird ein Frequenzwandler bereitgestellt, derart angepasst, um die Variation in dem Frequenzband zu korrigieren auf der Basis der Variation in Frequenzdiskrimination eines empfangenen Signals. Es wurde auch in Erwägung gezogen, dass solch ein Korrekturverfahren auf den in 12 gezeigten Empfänger angewandt wird. In dem OFDM-Signal werden jedoch eine Anzahl von modulierten Trägern gemultiplext auf der Frequenzachse, wodurch die Muster der Amplitude und der Phase des OFDM-Signals in jeder der Zeichensektionen zufällig wechseln, im Gegensatz zu dem in einem AM-Signal, welches einen einzelnen Träger beinhaltet. Deshalb wechselt eine Wellenform in Frequenzdiskrimination des OFDM-Signals häufig auf der Frequenzachse. Wenn der Frequenzwandler auf der Basis von solch einer Wellenform in Frequenzdiskrimination gesteuert wird, wird der Betrag der Frequenzverschiebung des Frequenzkonverters instabil, wodurch stabile Steuerung nicht ausgeführt werden kann. Weiterhin, in dem OFDM-Signal, unterscheiden sich Daten, welche durch Modulation jeder der Träger erhalten werden, voneinander, wodurch die Variation in der Wellenform in Frequenzdiskrimination und die Variation in dem Betrag der Frequenzverschiebung nicht immer korreliert sind. Sogar wenn das Verfahren zur Korrektur des Betrags der Frequenzverschiebung in dem AM-Empfänger angewandt wird auf den Empfänger des OFDM-Signals, kann daher die Variation in dem Frequenzband nicht mit hoher Präzision korrigiert werden.
Der Stand der Technik gibt vielfache Beispiele von OFDM-Übertragungs- und Empfangssystemen, in welchen automatische Verstärkungssteuerung und automatische Frequenzsteuerung auf der Empfangsseite vorgesehen sind.
Der Artikel von B. Le Floch et al. "Digital Sound Broadcasting to Mobile Receivers" in "IEEE Transactions on Consumer Electronics", Bd. 35, Nr. 3, August 1989, beschreibt ein OFDM-Modulations- und Kanalkodierungssystem, geeignet für digitale Übertragung über den besonders feindlichen städtischen Radiokanal. Der Artikel offenbart weiterhin einen Empfänger zur Verwendung mit dem System, in welchem AGC- und AFC-Signale erhalten werden auf der Basis des Pegels und der Frequenz des empfangenen Signals.
Die internationale veröffentlichte Anmeldung Nr. WO 92/16063 A1 (N. V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKEN et al.) beschreibt ein System zum Übertragen und Empfangen von digitalen Daten innerhalb von Time-Divisional-gemultiplexten Kanälen, gruppiert in Rahmen, welche Multi-Carrier-Zeichen aufweisen. Um die Möglichkeit zur Synchronisation des lokalen Oszillators des Empfängers mit dem des Senders bereitzustellen, beinhalten die Rahmen Frequenzreferenzzeichen, wobei jedes Information trägt zur Erzeugung eines Spitzenwerts, wenigstens eine Referenzspitzenposition innerhalb des Frequenzrasters getrennt ist durch wenigstens eine Trägerposition von jeder der Kanten des Frequenzrasters und durch wenigstens zwei Trägerpositionen von einer eventuellen nachfolgenden Referenzspitzenposition.
Die europäische Patentanmeldung Nr. 580 216 A1 (LABORATOIRES D'ELECTRONIQUE PHILIPS) beschreibt einen OFDM-Empfänger, in welchem eine Vielzahl von gemultiplexten orthogonalen Frequenzen symmetrisch um eine Zentralfrequenz verteilt sind, wobei einige der Träger, welche symmetrisch an beiden Enden des übertragenen Frequenzbands gelegen sind, nicht übertragen werden. Für Synchronisationszwecke wird ein Vergleich gemacht zwischen dem empfangenen Leistungspegel an einem Ende des Frequenzbands mit dem Leistungspegel an dem anderen Ende des Frequenzbands.
Die europäische Patentanmeldung Nr. 441 731 A1 (ETAT FRACAIS et al.) beschreibt ein OFDM-Übertragungssystem, in welchem DatenZeichen hin zu mobilen Empfängern übertragen werden; Referenzelemente werden eingefügt innerhalb der Zeichen.
Die europäische Patentanmeldung Nr. 673 131 A2 (KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA), veröffentlicht am 20. September 1995, beschreibt ein OFDM-Übertragungs- und Empfangssystem; die empfangenen Signale werden an einen Einhüllendenerkenner eingegeben, um als ein Steuersignal für eine automatische Verstärkungssteuerung verwendet zu werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Übertragung eines Orthogonal-Fregeuncy-gemultiplexten Signals und einen Empfänger dazu bereitzustellen, in welchen unterschiedliche Variationen in dem empfangenen Signal aufgrund des Übertragungswegs korrigiert werden mit hoher Präzision, und infolgedessen demodulierte Daten nicht fehlerhaft beurteilt werden.
Diese Aufgabe wird erreicht durch das Verfahren nach Anspruch 1 und den Empfänger nach Anspruch 22. Einzelne Ausführungsformen der Erfindung sind weiter beschrieben in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 21 und 23 bis 41.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Übertragung eines Orthogonal-Frequency-gemultiplexten Signals und einen Empfänger dazu bereitzustellen, in welchen die Variation in dem Empfangspegel mit hoher Präzision korrigiert werden kann und infolgedessen demodulierte Daten nicht fehlerhaft beurteilt werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Übertragung eines Orthogonal-Frequency-gemultiplexten Signals und einen Empfänger dazu bereitzustellen, in welchen die Variation in dem Frequenzband mit hoher Präzision korrigiert werden kann und infolgedessen demodulierte Daten nicht fehlerhaft beurteilt werden.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist gerichtet auf ein Verfahren zur Übertragung eines Orthogonal-Frequency-Division-gemultiplexten Signals für jedes Zeichen, welches eine vorbestimmte Länge hat, von dem übertragenden Ende zu dem empfangenden Ende über eine Kabel- oder Funkübertragungslinie, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass
das übertragende Ende
kontinuierlich ein erstes Zeichen überträgt, welches zu übertragende Daten beinhaltet, wobei ein Multiplexing-Signal der Daten zufällig wechselt, und
periodisch ein zweites Zeichen überträgt, welches ein vorherbestimmtes spezielles Muster hat, jedes Mal, wenn eine vorherbestimmte Anzahl von ersten Zeichen übertragen ist, und
das empfangende Ende
Daten demoduliert auf der Basis des empfangenen ersten Zeichens, und
die Variation in dem Empfangspegel korrigiert auf der Basis des empfangenen zweiten Zeichens.
Wie im Vorhergehenden beschrieben, in dem ersten Aspekt, wird das zweite Zeichen, welches ein vorherbestimmtes spezielles Muster hat, regelmäßig eingefügt in die ersten Zeichen, welche zu übertragende Daten beinhalten, und wird übertragen. An dem empfangenden Ende wird die Variation in dem empfangenden Pegel erkannt und korrigiert auf der Basis des empfangenen zweiten Zeichens. Da das zweite Zeichen ein spezielles Muster hat, ist der Wechsel in dem Pegel des Zeichens stark korreliert mit der Variation in dem Empfangspegel. Infolgedessen kann die Variation in dem Empfangspegel genau erkannt werden von dem zweiten Zeichen, wodurch eine Hochpräzisionskorrektur gemacht werden kann.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist gerichtet auf einen Empfänger zum Empfangen eines Orthognal-Frequency-Division-gemultiplexten Signals, welches für jedes Zeichen, welches eine vorherbestimmte Länge hat, übertragen wird, von dem übertragenden Ende durch eine Kabel- oder Funkübertragungslinie und zur Demodulierung von Daten von dem empfangenen Orthogonal-Frequency-Division-gemultiplexten Signal, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass
ein spezielles Zeichen, welches ein vorherbestimmtes spezielles Muster hat, periodisch eingefügt wird in das Orthogonal-Frequency-Division-gemultiplexte Signal, und aufweisend
einen Verstärkungsabschnitt mit automatischer Verstärkungssteuerung, welcher einen Steueranschluss hat und dessen Verstärkung variiert abhängig von einem Steuersignal, welches dem Steueranschluss eingegeben wird, um den Pegel des empfangenen Orthogonal-Frequency-Division-gemultiplexten Signals zu ändern, und
einen Steuersignal-Ausgabeabschnitt zum Erkennen des speziellen Zeichens von dem Orthogonal-Frequency-Division-gemultiplexten Signal, dessen Pegel geändert wurde durch den Verstärkungsabschnitt mit automatischer Verstärkungssteuerung, und zum Erzeugen eines Signals, welches korrespondiert mit der Änderung in dem Pegel des speziellen Zeichens,
wobei das Signal, welches durch den Steuersignal-Ausgabeabschnitt erzeugt wird, zurückgeführt wird als das Steuersignal an den Verstärkungsabschnitt mit automatischer Verstärkungssteuerung, um die Variation in dem empfangenen Pegel des Orthogonal-Frequency-Division-gemultiplexten Signals zu korrigieren.
Wie in dem Vorhergehenden beschrieben, in dem zweiten Aspekt, erkennt der Steuersignal-Ausgabeabschnitt das spezielle Zeichen von dem Orthogonal-Frequency-Division-gemultiplexten Signal, um ein Signal zu erzeugen, welches korrespondiert mit der Änderung in dem Pegel des Zeichens. Das erzeugte Signal wird zurückgeführt als ein Steuersignal zu dem Verstärkungsabschnitt mit automatischer Verstärkungssteuerung. Als ein Ergebnis wird die Variation in dem empfangenen Pegel des Orthogonal-Frequency-Division-gemultiplexten Signals automatisch korrigiert. Sogar wenn der Empfangspegel eines OFDM-Signals variiert, wurde herkömmlicherweise Datendemodulierungsverarbeitung ausgeführt ohne jegliche Korrektur der Variation. Andererseits wird in der vorliegenden Erfindung die Variation in dem Empfangspegel korrigiert, wodurch die demodulierten Daten davor geschützt werden, fehlerhaft beurteilt zu werden.
In dem oben genannten zweiten Aspekt, in einer bevorzugten Ausführungsform, wird das Einhüllenden-Signal des speziellen Zeichens als ein Steuersignal an den Verstärkungsabschnitt mit automatischer Verstärkungssteuerung eingegeben. Sogar wenn Synchronisation mit jedem der Zeichen in dem Empfänger nicht erzielt wird, kann daher die Variation in dem Empfangspegel korrigiert werden.
In dem oben aufgeführten zweiten Aspekt, in einer anderen bevorzugten Ausführungsform, wird die Zeichensignalenergie des speziellen Zeichens als ein Steuersignal an den Verstärkungsabschnitt mit automatischer Verstärkungssteuerung eingegeben. Daher kann die Variation in dem Empfangspegel genauer erkannt werden. In diesem Fall wird die Energie des speziellen Zeichens vorzugsweise durch eine digitale Operation erhalten. Infolgedessen kann die Variation in dem Empfangspegel genauer erkannt werden.
In dem oben aufgeführten zweiten Aspekt, in noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, wenn das Empfangen gestartet ist oder nachdem die Operation der Fourier-Transformationssektion stabilisiert ist, wird das Einhüllenden-Signal des speziellen Zeichens oder das Zeichenenergiesignal des speziellen Zeichens jeweils als ein Steuersignal an den Verstärkungsabschnitt mit automatischer Verstärkungssteuerung eingegeben. Daher kann, über die gesamte Periode von der Zeit, wenn das Empfangen gestartet ist, die Variation in dem Empfangspegel korrigiert werden.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist gerichtet auf ein Verfahren zur Übertragung eines Orthogonal-Frequency-Division-gemultiplexten Signals für jedes Zeichen, welches eine vorherbestimmte Länge hat, von dem übertragenden Ende zu dem empfangenden Ende durch eine Kabel- oder Funkübertragungslinie, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass
das übertragende Ende
es kontinuierlich ein erstes Zeichen überträgt, welches zu übertragende Daten beinhaltet, wobei ein Multiplexing-Signal der Daten sich zufällig ändert, und
periodisch ein zweites Zeichen überträgt, welches ein vorherbestimmtes spezielles Muster hat, jedes Mal, wenn eine vorherbestimmte Anzahl von ersten Zeichen übertragen ist, und
das empfangende Ende
Daten demoduliert auf der Basis des empfangenen ersten Zeichens, und
es die Variation in dem Frequenzband auf der Basis des empfangenen zweiten Zeichens korrigiert.
Wie im Vorhergehenden beschrieben, in dem dritten Aspekt, wird das zweite Zeichen, welches ein vorherbestimmtes spezielles Muster hat, periodisch eingefügt in das erste Zeichen, welches zu übertragende Daten beinhaltet, und wird übertragen. An dem empfangenden Ende wird die Variation in dem Frequenzband erkannt und korrigiert auf der Basis des empfangenen zweiten Zeichens. Da das zweite Zeichen ein spezielles Muster hat, ist die Änderung in der Frequenz des Zeichens stark korreliert mit der Variation in der Änderung in dem Frequenzband. Infolgedessen kann die Variation in dem Frequenzband genau erkannt werden von dem zweiten Zeichen, wodurch Hochpräzisionskorrektur gemacht werde kann.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist gerichtet auf einen Empfänger zum Empfangen eines Orthogonal-Frequency-Division-gemultiplexten Signals, welches für jedes Zeichen, welches eine vorherbestimmte Länge hat, von dem übertragenden Ende durch eine Kabel- oder Funkübertragungslinie übertragen wird, und zum Demodulieren von Daten von dem empfangenen Orthogonal-Frequency-Division-gemultiplexten Signal, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass ein spezielles Zeichen, welches ein vorherbestimmtes spezielles Muster hat, periodisch eingefügt wird in das Orthogonal-Frequency-Division-gemultiplexte Signal, und dass es einen Frequenzkonvertierungsabschnitt aufweist, welcher einen Steueranschluss hat und dessen Betrag von Frequenzverschiebung variiert abhängig von einem Steuersignal, welches an den Steueranschluss eingegeben wird, um das Frequenzband des Orthogonal-Frequency-Division-gemultiplexten Signals zu ändern, und
einen Steuersignal-Ausgabeabschnitt zum Erkennen des speziellen Zeichens von dem Orthogonal-Frequency-Division-gemultiplexten Signal, dessen Frequenzband geändert wurde durch den Frequenzkonvertierungsabschnitt, und zum Erzeugen eines Signals, welches mit der Änderung in dem Frequenzband des speziellen Zeichens korrespondiert,
wobei das Signal, welches durch den Steuersignal-Ausgabeabschnitt erzeugt wird, zurückgeführt wird als das Steuersignal, um die Variation in dem Frequenzband des Orthogonal-Frequency-gemultiplexten Signals zu korrigieren.
Wie in dem Vorhergehenden beschrieben, in dem vierten Aspekt, erkennt der Steuersignal-Ausgabeabschnitt das spezielle Zeichen von dem Orthogonal-Frequency-Division-gemultiplexten Signal, um ein Signal zu erzeugen, welches mit der Änderung in dem Frequenzband korrespondiert. Das erzeugte Signal wird als ein Steuersignal zu dem Frequenzkonvertierungsabschnitt zurückgeführt. Als ein Ergebnis wird die Variation in dem Frequenzband des Orthogonal-Frequency-Division-gemultiplexten Signals automatisch korrigiert. Sogar wenn das Frequenzband eines OFDM-Signals variiert, wurde herkömmlicherweise Datendemodulierungsverarbeitung ausgeführt ohne jegliche Korrektur der Variation. Andererseits wird in der vorliegenden Erfindung die Variation in dem Frequenzband korrigiert, wodurch die demodulierten Daten davor geschützt werden können, fehlerhaft beurteilt zu werden.
In dem oben genannten vierten Aspekt, in einer bevorzugten Ausführungsform, wird ein Frequenzdiskriminierungssignal, ein Frequenzbereichs-Energiesignal oder ein Spitzenwert-Frequenzsignal des speziellen Zeichens als ein Steuersignal in den Frequenzkonvertierungsabschnitt eingegeben. Daher kann die Variation in dem Frequenzband genau erkannt werden, wodurch Hochpräzisionskorrektur gemacht werden kann.
In jedem der oben aufgeführten Aspekte der vorliegenden Erfindung werden verschiedene Strukturen als die Struktur des speziellen Zeichens betrachtet. Zum Beispiel kann ein Signal, in welchem nur ein Träger als ein nicht-moduliertes einzelnes Tonsignal gelassen wird und die anderen Träger unterdrückt sind, beinhaltet sein. Darüber hinaus kann ein Signal, in welchem nur ein Träger durch vorherbestimmte Daten moduliert wird und die anderen Träger unterdrückt sind, beinhaltet sein. In diesem Fall wird als Datum, welches für die Demodulation benutzt wird, vorzugsweise ein Pseudo-Zufallscode verwendet. Wenn der Pseudo-Zufallscode verwendet wird, wird die Korrelation an dem empfangenden Ende einfach erzielt. Zusätzlich wird die Datenrate des Pseudo-Zufallscodes vorzugsweise ausgewählt als ganze Vielfache der Zeichenrate des Orthogonal-Frequency-Divison-gemultiplexten Signals. Infolgedessen wird Synchronisation an dem empfangenden Ende einfach erzielt.
Die vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlicher werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung, wenn sie in Zusammenhang mit den beigleitenden Zeichnungen genommen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel der Struktur eines OFDM-Signals, welches von dem übertragenden Ende der vorliegenden Erfindung übertragen wird, zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Empfängers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist ein Wellenformdiagramm, welches Signale in jedem der Abschnitte des in 2 gezeigten Empfängers zeigt;
4 ist ein Diagramm, welches ein anderes Beispiel der Struktur eines OFDM-Signals, welches von dem übertragenden Ende übertragen wird, zeigt;
5 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Empfängers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist ein Wellenformdiagramm, welches Signale in jedem der in 5 gezeigten Abschnitte des Empfängers zeigt;
7 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Empfängers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ist ein Wellenformdiagramm zum Erklären eines in 7 gezeigten Frequenzbereichs-Energiedetektors 71;
9 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Empfängers gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist ein Wellenformdiagramm, welches Signale in jedem Abschnitt einer in 9 gezeigten Steuersignal-Ausgabevorrichtung 80 zeigt;
11 ist ein Diagramm, welches die Struktur eines herkömmlichen OFDM-Signals, welches von dem übertragenden Ende übertragen wird, zeigt; und
12 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Empfängers eines OFDM-Signals zeigt, welches von dem ersten Stand der Technik zu dem dritten Stand der Technik analogisiert ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es werden jetzt Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben auf der Basis von Zeichnungen. 1 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel der Struktur eines OFDM-Signals, welches von dem übertragenden Ende zu dem empfangenden Ende in der vorliegenden Erfindung übertragen wird, zeigt. Insbesondere zeigt 1(a) jeweilige Zeichen eines OFDM-Signals entlang der Zeitachse und 1(b) zeigt einen Abschnitt α, welcher in 1(a) gezeigt ist, in einer vergrößerten Weise.
Wie in 1(a) gezeigt, wird ein OFDM-Signal S konstruiert durch Anordnen eines speziellen Zeichens S0 zur automatischen Verstärkungssteuerung, gekennzeichnet durch Schraffierung, und Zeichen Sm (m = 1, 2, ...) zur Demodulation, gekennzeichnet ohne Schraffierung entlang der Zeitachse. Das Zeichen S0 wird eingefügt für jedes vorherbestimmte Zeichenintervall (z. B. für jedes Intervall von 15 Zeichen). Das OFDM-Signal S nimmt die Form eines analogen, komplexen Signals, in welchem ein Realteil und ein Imaginärteil überlagert sind im Verhältnis zu jedem der Zeichen S0 und Sm auf einer Übertragungslinie.
Jedes der Zeichen Sm ist konstruiert durch Multiplexierung (Ausführung einer inversen Fast-Fourier-Operation von) einer Vielzahl von (zehn bis Tausende von, z. B. 512) Trägern, welche sich in Frequenz unterscheiden (welche orthogonal sind in Zeichenzeit ts) auf der Frequenzachse. Jeder der Träger ist digitaler Modulation (z. B. QPSK-Modulation oder 16QAM) unterworfen durch Daten, welche an dem empfangenden Ende zu demodulieren sind. Daher weist jedes der Zeichen Sm eine zufällige Amplitudenverteilung vor, wie in 1(b) gezeigt.
Jedes der Zeichen S0 wird konstruiert durch Ausführen einer inversen Fast-Fourier-Operation von z. B. einem Signal, in welchem einer der Vielzahl der Träger (z. B. seine Frequenz fc) gelassen wird als ein nicht-moduliertes, einzelnes Tonsignal und die anderen Träger unterdrückt sind. Daher weist jedes der Zeichen S0 eine Amplitudenverteilung von einem speziellen Muster auf, wie in 1(b) gezeigt. In solch einem Zeichen S0 sind eine Zeitachsenkomponente sowie eine Frequenzachsenkomponente bekannt. Das OFDM-Signal S wird übertragen von dem übertragenden Ende zu dem empfangenden Ende durch eine Kabel- oder Funkübertragungslinie (nicht gezeigt). Daher wird das OFDM-Signal S auf der Übertragungslinie gedämpft. Um die Dämpfung auf der Übertragungslinie zu kompensieren bei der Demodulierung von Daten an dem empfangenden Ende, muss daher der Pegel des empfangenen OFDM-Signals S korrigiert werden. Solch eine Operation zur Korrektur des Empfangspegels des OFDM-Signals S wird mit Verwendung des Zeichens S0 ausgeführt. Der Grund dafür ist, dass das Zeichen S0 immer ein Signal von demselben Muster beinhaltet, wodurch die Änderung in dem Empfangspegel von der Wellenform des Zeichens S0 genau gemessen werden kann.
2 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Empfängers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 2 weist der Empfänger einen Eingangsanschluss I auf, zu welchem ein empfangenes OFDM-Signal eingegeben wird, einen Bandpassfilter 1, einen Verstärker 2 mit automatischer Verstärkungssteuerung, einen Quadraturdetektor 3, A/D-Konverter 7 und 8, einen Fourier-Transformator 4, einen Detektor 5 für demodulierte Daten, eine Steuersignal-Ausgabevorrichtung 6 und einen Ausgabeanschluss O. Der Quadraturdetektor 3 weist ein Verzweigungsfilter 31, Detektoren 32 und 33 und eine Trägerrückgewinnungsvorrichtung 34 auf. Die Steuersignal-Ausgabevorrichtung 6 weist einen Einhüllendenerkenner 61, einen Referenztiminggenerator 62, eine Zeichentiming-Synchronisierungsschaltung 64, einen Zeichenenergiedetektor 64, eine Steuersignal-Schaltvorrichtung 65, eine Sample- und Haltevorrichtung 66 und ein Tiefpassfilter 67 auf.
3 ist ein Wellenformdiagramm, welches Signale in den jeweiligen Abschnitten des in 2 gezeigten Empfängers zeigt. Mit Bezug nun auf 3 werden die Operationen des in 2 gezeigten Empfängers beschrieben.
Das von dem Empfänger empfangene OFDM-Signal (siehe 1) wird konvertiert von einem OFDM-Signal in einem belegten Frequenzband der Übertragungslinie in ein OFDM-Signal in einem Zwischenfrequenzband (seine Mittenfrequenz fc) durch einen Frequenzwandler (nicht gezeigt), nach welchem das OFDM-Signal in dem Zwischenfrequenzband eingegeben wird in das Bandpassfilter 1 durch den Eingangsanschluss I. Das Bandpassfilter 1 entfernt eine Signalkomponente in einem nicht notwendigen Band von dem OFDM-Signal in dem Zwischenfrequenzband und nimmt nur ein OFDM-Signal in einem notwendigen Band heraus. Das von dem Bandpassfilter 1 ausgegebene OFDM-Signal wird zu dem Quadraturdetektor 3 geführt durch den Verstärker 2 mit automatischer Verstärkungssteuerung.
Das Verzweigungsfilter 31 in dem Quadraturdetektor 3 teilt das von dem Verstärker 2 mit automatischer Verstärkungssteuerung ausgegebene OFDM-Signal in zwei Signale und gibt jedes der Signale, welches durch Teilung des OFDM-Signals erhalten wird, an die Detektoren 32 und 33 aus. Die Trägerrückgewinnungsvorrichtung 34 gibt einen In-Phasen-Träger, welcher eine Mittenfrequenz fc hat, an den Detektor 32 aus und gibt einen Quadraturträger, welcher eine Mittenfrequenz fc hat, an den Detektor 33 aus. Der Detektor 32 multipliziert das von dem Verzweigungsfilter 31 ausgegebene OFDM-Signal mit dem In-Phasen-Träger, um einen Realteil des OFDM-Signals auszugeben. Der Detektor 33 multipliziert das von dem Verzweigungsfilter 31 ausgegebene OFDM-Signal mit dem Quadraturträger, um einen Imaginärteil des OFDM-Signals auszugeben. Das heißt, der Quadraturdetektor 3 konvertiert das OFDM-Signal in dem Zwischenfrequenzband in ein OFDM-Signal in einem Basisband. Der A/D-Konverter 7 konvertiert den Realteil des von dem Detektor 32 ausgegebenen OFDM-Signals von einem analogen Signal in ein digitales Signal. Der A/D-Konverter 8 konver tiert den Imaginärteil des von dem Detektor 33 ausgegebenen OFDM-Signals von einem Analogsignal in ein Digitalsignal.
Der Fourier-Transformator 4 unterwirft gemeinschaftlich den Realteil des von dem A/D-Konverter 7 ausgegebenen OFDM-Signals und den Imaginärteil des von dem A/D-Konverter 8 ausgegebenen OFDM-Signals einer Fourier-Transformation, um dadurch einen Realteil und einen Imaginärteil von jeder von digital modulierten Wellen auf der Frequenzachse zu trennen. Der Fourier-Transformator 4 hat einen Taktanschluss 4c und beginnt die Einstellung der Zeitachse eines Zeitfensters, welches für Fourier-Transformation verwendet wird, auf der Basis eines Zeichensynchronisierungssignals, welches von der Zeichentiming-Synchronisierungsschaltung 63 ausgegeben wird, und beginnt Fourier-Transformation von jedem der Zeichen. Der Detektor 5 für demodulierte Daten bildet den Realteil und den Imaginärteil von jeder der digital modulierten Wellen auf eine komplexe Ebene ab und demoduliert Daten, welche durch Modulierung jeder der Träger erhalten wird, von ihrer abgebildeten Position gemäß einem Schwellenwert, welcher innerhalb desselben gesetzt ist.
Der Operationsmodus der Steuersignal-Ausgabevorrichtung 6 beinhaltet einen ersten Modus, in welchem ein Steuersignal des Verstärkers 2 mit automatischer Verstärkungssteuerung erzeugt wird auf der Basis einer Einhüllenden-Wellenform eines Ausgangssignals des Quadraturdetektors 3 und einen zweiten Modus, in welchem ein Steuersignal des Verstärkers 2 mit automatischer Verstärkungssteuerung erzeugt wird auf der Basis der Zeichenenergie eines Ausgangssignals des Fourier-Transformators 4. Die Steuersignal-Ausgabevorrichtung 6 wird betrieben in dem ersten Modus, wenn das Empfangen des OFDM-Signals gestartet ist, während sie betrieben wird in dem zweiten Modus, nachdem der Betrieb des Fourier-Transformators 4 stabilisiert ist (d. h., nachdem er synchronisiert ist mit einem empfangenen Signal). Der Betrieb der Steuersignal-Ausgabevorrichtung 6 wird in größerem Detail beschrieben.
Der Einhüllendenerkenner 61 einhüllend-erkennt jedes der von den Detektoren 32 und 33 ausgegebenen OFDM-Signale, um ein Einhüllenden-Signal auszugeben, welches eine Einhüllende des Signals darstellt. Das von dem Einhüllendenerkenner 61 ausgegebene Einhüllenden-Signal wird geführt an den Referenztiminggenerator 62, und wird geführt zu einem Steuersignal-Eingangsanschluss 65a der Steuersignal-Schaltvorrichtung 65 durch das Tiefpassfilter 67 zur Glättung der Variation.
Der Referenztiminggenerator 62 speichert vorher Einzeltondaten, welche mit einem speziellen Muster des Zeichens S0 innerhalb desselben korrespondieren. Der Referenztiminggenerator 62 findet die Korrelation zwischen dem Einhüllenden-Signal, welches von dem Einhüllendenerkenner 61 ausgegeben wird, und den gespeicherten Einzeltondaten entlang der Zeitachse für jedes Zeichen, um ein Referenztimingsignal auszugeben, welches anzeigt, ob das Zeichen S0 erkannt ist oder nicht. Speziell gibt der Referenztiminggenerator 62 ein Referenztimingsignal zu einem hohen Pegel (zu einer Spannung Vhigh) aus, wenn das Zeichen S0 erkannt ist, während er ein Referenztimingsignal zu einem niedrigen Pegel ausgibt (zu einer Spannung Vlow), wenn das Zeichen Sm, welches kein spezielles Muster enthält, erkannt wird, wie gezeigt in 3(a) und 3(b). Der Referenztiminggenerator 62 gibt das Referenztimingsignal zu einem niedrigen Pegel (zu einer Spannung Vlow) aus, sogar wenn das Zeichen S0 empfangen wird, bis sein Erkennungsbetrieb stabilisiert ist (synchronisiert) hinsichtlich eines empfangenen Signals (d. h., während einer asynchronen Periode). Das von dem Referenztiminggenerator 62 ausgegebene Referenztimingsignal wird jeweils eingegeben an die Zeichentiming-Synchronisierungsschaltung 63 und einen Taktanschluss 66c der Sample- und Haltevorrichtung 66.
Die Zeichentiming-Synchronisierungsschaltung 63 gibt ein Zeichensynchronisierungssignal (siehe 3(c)) aus, welches synchronisiert ist mit jedem der Zeichen auf der Basis des Referenz-Timing-Signals, welches von dem Referenztiminggenerator 62 zugeführt wird. Speziell weist die Zeichentiming- Synchronisierungsschaltung 63 eine Taktschaltung innerhalb derselben auf, und gibt einen Taktpuls (einen Taktpuls, welcher die Zeichenzeit ts als eine Periode verwendet) aus, welcher synchronisiert ist mit dem Kopfende von jedem der Zeichen, d. h. ein Zeichensynchronisierungssignal von der Taktschaltung jedes Mal, wenn die führende Flanke des Referenz-Timing-Signals erkannt wird. Das Zeichensynchronisierungssignal wird jeweils eingegeben zu dem Taktanschluss 4c des Fourier-Transformators 4 und einem Taktanschluss 64c des Zeichenenergiedetektors 64.
Darüber hinaus gibt die Zeichentiming-Synchronisierungsschaltung 63 ein eingerastet/nicht-eingerastet Signal (siehe 3(d)) auf der Basis des Referenz-Timing-Signals, welches von dem Referenztiminggenerator 62 zugeführt wird, aus. Das eingerastet/nicht-eingerastet Signal nimmt seinen nicht-eingerasteten Zustand zu einem niedrigen Pegel an, während es seinen eingerasteten Zustand zu einem hohen Pegel annimmt. Zu Beginn des Starts des Empfangens ist das eingerastet/nicht-eingerastet Signal in dem nicht-eingerasteten Zustand. Die Zeichentiming-Synchronisierungsschaltung 63 umfasst einen Zähler zum Zählen der Taktpulse innerhalb derselben und setzt den Zähler zurück jedes Mal, wenn sie die führende Flanke des Referenz-Timing-Signals erkennt. Die Zeichentiming-Synchronisierungsschaltung 63 bewertet, dass die Anpassung des Zeitfensters in dem Fourier-Transformator 4 beendet ist einen Zustand, wo der interne Zähler zurückgesetzt wird zu dem Zeitpunkt, wo er einen vorherbestimmten gezählten Wert (ein Zeichenintervall, zu welchem das Zeichen S0 eingefügt ist, 15 in diesem Fall) erreicht ist, wiederholt wird eine vorherbestimmte Anzahl von Malen (d. h., wenn das Zeichen S0 eine vorherbestimmte Anzahl von Malen stabil eingegeben wurde), um das Eingerastet/nicht-eingerastet Signal von dem nicht-eingerasteten Zustand in den eingerasteten Zustand umzuschalten. Das Eingerastet/nicht-eingerastet Signal wird in einen Taktanschluss 65c der Steuersignal-Umschaltvorrichtung 65 eingegeben.
Der Zeichenenergiedetektor 64 umfasst innerhalb desselben einen Digital-nach-Analog-(D/A)-Wandler (nicht gezeigt). Der Zeichenenergiedetektor 64 quadriert und integriert (integriert das Quadrat von) eine Signalkomponente von jedem der Träger auf der Sequenzachse in jedem der Zeichen, welches von dem Fourier-Transformator 4 ausgegeben wird in der Zeichenperiode ts, durch eine digitale Operation synchron mit dem Zeichensynchronisierungssignal, welches von der Zeichentiming-Synchronisierungsschaltung 63 zugeführt wird, um die Energie des Zeichens zu finden, sobald es als digitaler Wert vorliegt. Der gefundene digitale Energiewert wird durch den D/A-Konverter in einen analogen Wert konvertiert, um ein analoges Zeichenenergiesignal auszugeben, welches die Energie des Zeichens repräsentiert. Diese Energie ist direkt proportional zu dem durchschnittlichen Pegel jedes der Zeichen. Die Signalkomponente von jedem Träger wird quadriert, um, da die Amplitude der Träger auf die positiven und negativen Seiten entlang der Zeitachse variiert, den Absolutwert desselben zu finden. Zusätzlich wird die Signalkomponente von jedem der Träger integriert, um den Mittelwert desselben zu finden. Das von dem Zeichenenergiedetektor 64 ausgegebene Zeichenenergiesignal wird an einem Steuersignal-Eingangsanschluss 65b der Steuersignal-Umschaltvorrichtung eingegeben.
Die Steuersignal-Umschaltvorrichtung 65 wählt das von dem Einhüllendenerkenner 61 ausgegebene Einhüllenden-Signal, wenn das Eingerastet/Nicht-eingerastet-Signal, welches zu dem Taktanschluss 65c eingegeben wird, in dem eingerasteten Zustand ist, während sie das von dem Zeichenenergiedetektor 64 ausgegebene Zeichenenergiesignal auswählt, wenn sie in dem nicht-eingerasteten Zustand ist, und gibt das ausgewählte Signal als ein Steuersignal des Steuerverstärkers mit automatischer Verstärkung 2 aus.
Die Sample- und Haltevorrichtung 66 tastet ab und hält das von der Steuersignal-Umschaltvorrichtung 65 ausgewählte Steuersignal, wenn das Referenztimingsignal zu einer Spannung Vhigh von dem Referenztiminggenerator 62 zu dem Taktanschluss 66c eingegeben wird, d. h., wenn das spezielle Zeichen S0 von dem Steuerverstärker mit automatischer Verstärkung 2 ausgegeben wird. Das von der Sample- und Haltevorrichtung 66 gehaltene Steuersignal wird einem Steueranschluss 2c des Steuerverstärkers mit automatischer Verstärkung 2 zugeführt. Die Verstärkung A des Steuerverstärkers mit automatischer Verstärkung 2 variiert abhängig von dem Spannungspegel des Steuersignals, welches von der Sample- und Haltevorrichtung 66 zugeführt wird.
Wenn der Empfangspegel des OFDM-Signals erhöht wird, wird der Pegel des Einhüllenden-Signals oder das Zeichenenergiesignal des Zeichens S0 auch in Proportion zu dem erhöhten Empfangspegel erhöht, wodurch der Spannungspegel des Steuersignals, welches dem Steuerverstärker mit automatischer Verstärkung 2 zugeführt wird, erhöht wird. Zu dieser Zeit senkt der Steuerverstärker mit automatischer Verstärkung 2 die Verstärkung A, um so den Pegel des empfangenen OFDM-Signals zu senken. Andererseits, wenn der Empfangspegel des OFDM-Signals gesenkt wird, wird der Pegel des Einhüllenden-Signals oder das Zeichenenergiesignal des Zeichens S0 auch in Proportion zu dem gesenkten Empfangspegel gesenkt, wodurch der Spannungspegel des Steuersignals, welches dem Steuerverstärker 2 mit automatischer Verstärkung zugeführt, gesenkt wird. Zu dieser Zeit erhöht der Steuerverstärker mit automatischer Verstärkung 2 die Verstärkung A, um so den Pegel des empfangenen OFDM-Signals zu erhöhen. Als ein Ergebnis kann der Steuerverstärker mit automatischer Verstärkung 2 die Variation in dem Empfangspegel des OFDM-Signals auf einen geeigneten Pegel korrigieren.
Das Zeichenenergiesignal ist die Energie jedes der Zeichen S0 und wird durch eine digitale Operation gefunden, wobei das Zeichenenergiesignal wenige Fehler beinhaltet. Andererseits ist das Einhüllenden-Signal eine Einhüllende, welche die Spitzenwerte der Wellenform jedes der Zeichen S0 verbindet, wobei das Einhüllenden-Signal die Differenz zwischen der Wellenform und der Einhüllenden des Zeichens S0 als einen Fehler beinhaltet. Darüber hinaus benötigt das Einhüllenden-Signal Filterverarbeitung (durchgeführt durch den Tiefpassfilter 67), da es als ein Steuersignal des Steuerverstärkers mit automatischer Verstärkung 2 benutzt wird, wobei ein Fehler auch in der Filterverarbeitung auftritt. Daher kann die Steuerpräzision des Steuerverstärkers mit automatischer Verstärkung 2 in einem Fall, in dem das Zeichenenergiesignal verwendet wird, besser verbessert werden als in einem Fall, in dem das Einhüllenden-Signal verwendet wird.
Der Fourier-Transformator 4 startet die Anpassung der Zeitachse zu dem für die Fourier-Transformation verwendeten Zeitfenster, wenn das Zeichensynchronisierungssignal von der Zeichentiming-Synchronisierungsschaltung 63 ausgegeben wird. Es dauert jedoch lang, die Zeitachse des Zeitfensters anzupassen. Wenn das Empfangen des OFDM-Signals gestartet wird, kann daher ein Zustand, in dem das Zeitfenster und das empfangene Zeichen nicht synchronisiert sind (d. h. ein Zustand, in dem das Zeitfenster über eine Vielzahl von Zeichen, welche aneinander angrenzen, gesetzt ist), auftreten. In solch einem Zustand sind der normale Betrieb des Fourier-Transformators und des Zeichenenergiedetektors 64 nicht sichergestellt.
Daher steuert die Steuersignal-Ausgabevorrichtung 6 die Verstärkung des Steuerverstärkers mit automatischer Verstärkung 2 in dem ersten Betriebsmodus, d. h. auf der Basis des Einhüllenden-Signals des Zeichens S0 für einige Zeit nach dem Beginnen des Empfanges des OFDM-Signals (bis die Anpassung der Zeitachse des Zeitfensters des Fourier-Transformators 4 vollkommen abgeschlossen ist). Danach steuert die Steuersignal-Ausgabevorrichtung 6 die Verstärkung des Steuerverstärkers mit automatischer Verstärkung in dem zweiten Betriebsmodus, d. h. auf der Basis des Zeichenenergiesignals des Zeichens S0.
Wie im Vorhergehenden beschrieben, gemäß der in 2 gezeigten Ausführungsform, wird das spezielle Zeichen S0 periodisch durch den Referenztiminggenerator 62 erkannt, und das Einhüllenden-Signal oder das Zeichenenergiesignal des Zeichens S0 wird durch die Sample- und Haltevorrichtung 66 abgetastet und gehalten und wird zu dem Steueranschluss 2c des Steuerverstärkers mit automati scher Verstärkung 2 zurückgeführt, wodurch die Präzision der Verstärkungssteuerung des Verstärkers mit automatischer Verstärkungssteuerung 2 verbessert werden kann. Zusätzlich wird die Dämpfung der Übertragungslinie durch die Verstärkungssteuerung kompensiert, d. h. der Empfangspegel wird korrigiert, wodurch demodulierte Daten davor bewahrt werden können, falsch bewertet zu werden.
Obwohl in der oben angeführten Ausführungsform das Zeichen S0 in Intervallen von 15 Zeichen eingefügt wird, kann das Zeichen S0 zu anderen Zeichenintervallen eingefügt werden. Ferner, obwohl in der oben angeführten Ausführungsform das Zeichen S0 konstruiert wird unter Verwendung nur eines Trägers als ein nicht-moduliertes einzelnes Tonsignal und Unterdrückung der anderen Träger, kann das Zeichen durch andere Verfahren konstruiert werden, vorausgesetzt, dass es ein Signal ist, dessen Zeitachsenkomponenten und Frequenzachsenkomponenten bekannt sind, und dessen Amplitude und Phase entlang der Zeitachse in vorherbestimmten speziellen Mustern geändert werden. Zum Beispiel kann die Amplitude eines Trägers durch eine Vielzahl von bekannten Daten moduliert werden (z. B. Daten von "1" und Daten von "2"). In diesem Fall treten kleine Unregelmäßigkeiten auf in der Einhüllenden des von dem Einhüllenden-Detektors 61 ausgegeben Einhüllenden-Signals. Da die Unregelmäßigkeiten jedoch durch den Tiefpassfilter 67 geglättet werden, kann das Einhüllenden-Signal als ein Steuersignal verwendet werden.
Darüber hinaus, obwohl in der oben erwähnte Ausführungsform das von dem Quadratur-Detektor ausgegebene OFDM-Signal in dem Basisband dem Einhüllendenerkenner 61 eingegeben wird, kann eine Ausgabe jeder der Verstärker mit automatischer Verstärkungssteuerung 2 und der nachfolgenden Sektionen, d. h. der Verstärker mit automatischer Verstärkungssteuerung 2, die A/D-Konverter 7 und 8 und der Fourier-Transformator 4, dem Einhüllendenerkenner 61 eingegeben werden.
Obwohl in der oben aufgeführten Ausführungsform die Ausgabe des Fourier-Transformators 4 dem Zeichenenergiedetektor 64 eingegeben wird, kann eine Ausgabe jedes der Verstärker mit automatischer Verstärkung 2 und der nachfolgenden Sektionen, d. h. des Verstärkers mit automatischer Verstärkungssteuerung 2, des Quadraturdetektors 3 und des A/D-Konverters 7 und 8, dem Zeichenenergiedetektor 64 eingegeben werden.
Obwohl in der oben aufgeführten Ausführungsform die A/D-Konverter 7 und 8 vorgesehen sind, können diese entfernt werden, um Fourier-Transformation und Zeichenenergieerkennung durchzuführen, wenn das OFDM-Signal analog ist.
Weiterhin, obwohl in der oben aufgeführten Ausführungsform die Steuersignal-Ausgabevorrichtung 6 derart beschaffen ist, dass sie in zwei Betriebsmodi betrieben wird, kann sie auch so beschaffen sein, nur in dem ersten Betriebsmodus betrieben zu werden. In diesem Fall umfasst die Steuersignal-Ausgabevorrichtung nur den Einhüllendenerkenner 61, den Referenztiminggenerator 62 und die Sample- und Haltevorrichtung 66.
Zusätzlich kann die Steuersignal-Ausgabevorrichtung 6 so beschaffen sein, nur in dem zweiten Betriebsmodus betrieben zu werden. In diesem Fall umfasst die Steuersignal-Ausgabevorrichtung nur den Einhüllendenerkenner 61, den Referenztiminggenerator 62, die Zeichentiming-Synchronisierungsschaltung 63, den Zeichenenergiedetektor 64 und die Sample- und Haltevorrichtung 66.
4 ist ein Diagramm, welches ein anderes Beispiel der Struktur des von dem übertragenden Ende zu dem empfangenden Ende übertragenen OFDM-Signals der vorliegenden Erfindung zeigt. Insbesondere zeigt 4(a) jeweilige Zeichen des OFDM-Signals entlang der Zeitachse, und 4(b) zeigt einen in 4(a) gezeigten Teil α in einer vergrößerten Weise.
Wie in 4(a) gezeigt, wird ein OFDM-Signal S gebildet durch Anordnen eines speziellen Zeichens S0 zum Steuern der Frequenzwandlung, gekennzeichnet durch Schraffierung und Zeichen Sm (m = 1, 2, ...) zur Demodulation, gekennzeichnet ohne Schraffierung entlang der Zeitachse. Das Zeichen S0 wird für jedes vorherbestimmte Zeichenintervall eingefügt (z. B. zu Intervallen von 15 Zeichen). Das OFDM-Signal S nimmt die Form eines komplexen Signals an, in welchem ein Realteil und ein Imaginärteil überlagert sind im Verhältnis zu jedem der Zeichen S0 und Sm auf der Übertragungslinie.
Jedes der Zeichen Sm wird geschaffen durch Multiplexierung (Ausführung einer inversen Fast-Fourier-Operation von) einer Vielzahl von (zehn bis Tausende von, z. B. 512) Trägern, welche sich in der Frequenz unterscheiden (welche in Zeichenzeit ts orthogonal sind) auf der Frequenzachse. Jeder der Träger ist digitaler Modulation (z. B. QPSK-Modulation oder 16QAM) durch Daten unterworfen, welche an dem empfangenden Ende zu demodulieren sind. Daher weist jedes der Zeichen Sm eine zufällige Amplitudenverteilung auf, wie in 4(b) gezeigt.
Jedes der Zeichen S0 wird geschaffen durch Ausführung einer inversen Fast-Fourier-Operation eines Signals, in welchem einer der Vielzahl von Trägern (seine Frequenz fc, z. B.) als ein Pseudo-Zufallsignal belassen wird durch Amplitudenmodulation unter Verwendung eines binären (z. B. "1" und "2") Pseudo-Zufallscodes und die anderen Träger unterdrückt sind. Daher weist jedes der Zeichen S0 eine Amplitudenverteilung eines speziellen Musters auf, wie in 4(b) gezeigt. In solch einem Zeichen S0 sind sowohl eine Zeitachsenkomponente als auch eine Frequenzachsenkomponente bekannt.
Die Datengeschwindigkeit des Pseudo-Zufallscodes wird vorzugsweise als ganzzahlige Vielfache der OFDM-Zeichenrate gewählt. Als Folge davon ist eine ganzzahlige Anzahl von Pseudo-Zufallscodeinformation in einem Zeichen S0 enthalten, wodurch Synchronisation an dem empfangenden Ende einfach erreicht wird. Weiter wird die Wiederholungsperiode des Musters des Pseudo-Zufallscodes vor zugsweise identisch zu der Zeichenperiode gewählt. In diesem Fall ist die Anzahl von Malen des Auftretens eines Codes (z. B. "1") und die Anzahl von Malen des Auftretens des anderen Codes (z. B. "2") identisch, wodurch die Korrelation an dem empfangenden Ende einfach erreicht wird.
Das OFDM-Signal S, das in 4 gezeigt ist, wird von dem übertragenden Ende zu dem empfangenden Ende durch eine Kabel- oder Funkübertragungslinie (nicht gezeigt) gesendet. Daher wird an dem übertragenden Ende (nicht gezeigt) das OFDM-Signal S in ein OFDM-Signal in einem belegten Frequenzband (mit Mittenfrequenz fr) der Übertragungslinie von einem OFDM-Signal in einem Zwischenfrequenzband (mit Mittenfrequenz fc) gewandelt. Andererseits wird an dem empfangenden Ende das empfangene OFDM-Signal S von einem OFDM-Signal in dem belegten Frequenzband der Übertragungslinie in ein OFDM-Signal in einem Zwischenfrequenzband gewandelt zur Demodulierungsarbeit (mit Mittenfrequenz fc) in demodulierenden Daten. In einer wie unten beschriebenen Ausführungsform wird eine Operation der Frequenzwandlung des OFDM-Signals S von dem belegten Frequenzband in das Zwischenfrequenzband durchgeführt unter Verwendung des Zeichens S0. Der Grund dafür ist, dass das Zeichen S0 immer ein Signal des gleichen Musters beinhaltet, wodurch die Umwandlung in dem Frequenzband von der Wellenform des Zeichens S0 genau gemessen werden kann.
5 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Empfängers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 5 umfasst der Empfänger einen Eingangsanschluss I, zu welchem ein empfangendes OFDM-Signal eingegeben wird, einen Frequenzwandler 10, einen Quadraturdetektor 3, einen Fourier-Transformator 4, einen Detektor für demodulierte Daten 5, eine Steuersignal-Ausgabevorrichtung 60 und einen Ausgabeanschluss O. Der Quadraturdetektor 3 umfasst ein Verzweigungsfilter 31, Detektoren 32 und 33 und eine Trägerrückgewinnungsvorrichtung 34. Die Steuersignal-Ausgabevorrichtung 60 umfasst einen Einhüllendenerkenner 61, einen Referenztiminggenerator 62, eine Zeichentiming-Synchronisierungsschaltung 63, eine Sample- und Haltevorrichtung 66 und einen Frequenzdiskriminator 68. Um die Entsprechungen zu verdeutlichen, sind den gleichen Sektionen wie jene in der Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, die gleichen Bezugszeichen in der Ausführungsform, welche in 5 gezeigt ist, zugeordnet.
6 ist ein Wellenformdiagramm, welches Signale in den jeweiligen Abschnitten des in 5 gezeigten Empfängers zeigt. Mit Bezug nun auf 6 werden die Operationen des in 5 gezeigten Empfängers beschrieben werden.
Ein OFDM-Signal (siehe 6(a)) in einem belegten Frequenzband (mit Mittenfrequenz fr) einer Übertragungslinie, welches von dem Empfänger empfangen wird, wird zu dem Eingangsanschluss I eingegeben und wird in ein OFDM-Signal in einem Zwischenfrequenzband (mit Mittenfrequenz fc) durch den Frequenzwandler 10 umgewandelt, wonach das OFDM-Signal in dem Zwischenfrequenzband dem Quadraturdetektor 3 eingegeben wird.
Das Verzweigungsfilter 31 in dem Quadraturdetektor 3 teilt das von dem Frequenzwandler 10 ausgegeben OFDM-Signal in zwei Signale und gibt jedes der Signale, welche erhalten werden durch teilen des OFDM-Signals, zu den Detektoren 32 und 33. Die Trägerrückgewinnungsvorrichtung 34 gibt einen In-Phasen-Träger aus, welcher eine Mittenfrequenz fc hat, an den Detektor 32, und gibt einen Quadraturträger, welcher eine Mittenfrequenz fc hat, an den Detektor 33 aus. Der Detektor 32 multipliziert das von dem Verzweigungsfilter 31 ausgegebene OFDM-Signal mit dem In-Phasen-Träger, um einen Realteil des OFDM-Signals auszugeben. Der Detektor 33 multipliziert das von dem Verzweigungsfilter 31 ausgegebene OFDM-Signal mit dem Quadraturträger, um einen Imaginärteil des OFDM-Signals auszugeben. Das heißt, der Quadraturdetektor 3 konvertiert das OFDM-Signal in dem Zwischenfrequenzband in ein OFDM-Signal in einem Basisband.
Der Fourier-Transformator 4 unterwirft den von dem Detektor 32 ausgegebenen Realteil des OFDM-Signals und den von dem Detektor 33 ausgegebenen Imaginärteil des OFDM-Signals gemeinsam einer Fourier-Transformationsoperation, um dadurch einen Realteil und einen Imaginärteil jeder der digitalen modulierten Wellen auf der Frequenzachse zu separieren. Der Detektor für demodulierte Daten 5 bildet den Realteil und den Imaginärteil jeder der digitalen modulierten Wellen auf eine komplexe Ebene ab und demoduliert Daten, welche erhalten werden durch Modulieren von jedem der Träger von seiner abgebildeten Position gemäß einem innerhalb desselben gesetzten Schwellenwerts.
Die Operation der Steuersignal-Ausgabevorrichtung 60 wird in größerem Detail beschrieben werden. Der Einhüllendenerkenner 61 einhüllend-erkennt jedes der Zeichen des OFDM-Signals, welches von dem Frequenzwandler 10 ausgegeben wird, um ein Einhüllenden-Signal auszugeben, welches eine Einhüllende des Zeichens repräsentiert. Das Einhüllenden-Signal, welches von dem Einhüllendenerkenner 61 ausgegeben wird, wird dem Referenztiminggenerator 62 zugeführt.
Der Referenztiminggenerator 62 speichert vorher binäre Pseudo-Zufallsdaten, welche einem speziellen Muster eines Zeichens S0 entsprechen, innerhalb desselben. Der Referenztiminggenerator 62 findet für jedes der Zeichen die Korrelation zwischen dem Einhüllenden-Signal, welches von dem Einhüllendenerkenner 61 ausgegeben wird, und den gespeicherten binären Pseudo-Zufallsdaten entlang der Zeitachse, um ein Referenztimingsignal auszugeben, welches anzeigt, ob das Zeichen S0 erkannt ist oder nicht. Genauer gibt der Referenztiminggenerator 62 ein Referenztimingsignal zu einem hohen Pegel (zu einer Spannung V1) aus, wenn das Zeichen S0, welches ein besonderes Muster enthält, erkannt wird, während er ein Referenztimingsignal zu einem niedrigen Pegel (zu einer Spannung V2) ausgibt, wenn ein Zeichen Sm, welches kein besonderes Muster enthält, erkannt wird, wie in 6(a) und 6(b) gezeigt. Das von dem Referenztiminggenerator 62 ausgegebene Referenztimingsignal wird zu einem Taktanschluss 66c der Sample- und Haltevorrichtung 66 und der Zeichentiming-Synchronisierungsschaltung 63 eingegeben.
Die Zeichentiming-Synchronisierungsschaltung 63 gibt ein Zeichensynchronisierungssignal aus, welches synchronisiert ist mit jedem der Zeichen auf der Basis des Referenz-Timing-Signals, welches von dem Referenztiminggenerator 62 zugeführt wird. Genauer umfasst die Zeichentiming-Synchronisierungsschaltung 63 eine Taktschaltung innerhalb derselben und gibt einen Taktpuls (ein Taktpuls, welcher die Zeichenzeit ts als eine Periode verwendet) aus, welche synchronisiert ist mit dem Kopfende jedes der Zeichen, d. h., ein Zeichensynchronisierungssignal von der Taktschaltung jedes Mal, wenn die führende Flanke des Referenz-Timing-Signals erkannt wird. Das Zeichensynchronisierungssignal wird in einen Taktanschluss 4c des Fourier-Transformators 4 eingegeben.
Der Fourier-Transformator 4 unterwirft den von dem Detektor 32 ausgegebenen Realteil des digitalen OFDM-Signals und von dem Detektor 33 ausgegebenen Imaginärteil des digitalen OFDM-Signals gemeinsam einer Fourier-Transformationsoperation, um dadurch den Realteil und den Imaginärteil jeder der digitalen modulierten Wellen auf der Frequenzachse zu separieren. Der Fourier-Transformator 4 hat den Taktanschluss 4c und startet die Anpassung auf der Zeitachse eines Zeitfensters, welches für die Fourier-Transformation verwendet wird, auf der Basis des Zeichensynchronisierungssignals, welches von der Zeichentiming-Synchronisierungsschaltung 63 ausgegeben wird, und startet die Fourier-Transformation jedes der Zeichen. Der Detektor für demodulierte Daten 5 bildet den Realteil und den Imaginärteil jeder der digitalen modulierten Wellen auf eine komplexe Ebene ab und demoduliert Daten, welche erhalten werden durch Modulieren jeder der Träger von seiner abgebildeten Position gemäß einem innerhalb desselben gespeicherten Schwellenwerts.
Der Frequenzdiskriminator 68 frequenz-diskriminiert jedes der Zeichen, um eine Spannung zu erzeugen, welche der Frequenz des Zeichens entspricht. Die Sample- und Haltevorrichtung 66 tastet ab und hält ein Frequenzdiskriminierungssignal, welches von dem Frequenzdiskriminator 68 ausgegeben wird, wenn das Referenztimingsignal zu einer Spannung V1 von dem Referenztiminggenerator 62 zu dem Taktanschluss 66c eingegeben wird, d. h., wenn das besondere Zeichen S0 von dem Frequenzwandler 10 ausgegeben wird. Das in der Sample- und Haltevorrichtung 66 gehaltene Frequenzdiskriminierungssignal wird als ein Steuersignal zu einem Steueranschluss 10c des Frequenzwandlers 10 eingegeben. Der Betrag der Frequenzverschiebung des Frequenzwandlers 10 variiert abhängig von dem Spannungspegel des Steuersignals, welches von der Sample- und Haltevorrichtung 66 zugeführt wird.
Wenn das Frequenzband des von dem Frequenzwandler 10 ausgegebenen OFDM-Signals erhöht wird, wird auch Pegel des Frequenzdiskriminierungssignals des von dem Frequenzdiskriminator 68 ausgegebenen Zeichens S0 erhöht in Proportion zu dem erhöhten Frequenzband, wodurch der Spannungspegel des zu dem Frequenzwandler 10 zugeführten Steuersignals erhöht wird. Zu dieser Zeit erhöht der Frequenzwandler 10 den Betrag der Frequenzverschiebung, um so das Frequenzband des ausgegebenen OFDM-Signals zu erniedrigen. Andererseits, wenn die Frequenz des OFDM-Signals erniedrigt wird, wird auch der Pegel des Frequenzdiskriminierungssignals des Zeichens S0 erniedrigt in Proportion zu der erniedrigten Frequenz, wodurch der Spannungspegel des dem Frequenzwandler 10 zugeführten Steuersignals erniedrigt wird. Zu dieser Zeit erniedrigt der Frequenzwandler 10 den Betrag der Frequenzverschiebung, um so das Frequenzband des ausgegebenen OFDM-Signals zu erhöhen. Als ein Ergebnis kann der Frequenzwandler 10 die Variation in dem Frequenzband des OFDM-Signals auf ein geeignetes Zwischenfrequenzband (mit Mittenfrequenz fc) korrigieren.
Wie im Vorhergehenden beschrieben, gemäß der in 5 gezeigten zweiten Ausführungsform, wird das besondere Zeichen S0 periodisch erkannt durch den Referenztiminggenerator 62, und das Frequenzdiskriminierungssignal des Zeichens S0 wird abgetastet und gehalten als ein Steuersignal, und das Steuersignal wird dem Steueranschluss 10c des Frequenzwandlers 10 zurückgeführt, wodurch die Präzision der Steuerung des Betrags der Frequenzverschiebung des Frequenzwandlers 10 verbessert werden kann. Zusätzlich wird die Variation in dem Frequenzband korrigiert durch die Steuerung des Betrags der Frequenzverschiebung. Dementsprechend gibt es keine Verschiebung von dem Zwischenfrequenzband, wodurch demodulierte Daten davor geschützt werden, falsch bewertet zu werden.
7 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Empfängers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Sektionen, welche den Sektionen in dem in 5 gezeigten Empfänger entsprechen, sind die gleichen Bezugszeichen zugewiesen und daher wird die Beschreibung derselben nicht wiederholt. Es sollte in der dritten Ausführungsform angemerkt werden, dass ein Frequenzbereichsenergiedetektor 71 anstelle des in 5 gezeigten Frequenzdiskriminators 68 verwendet wird, um eine Steuersignal-Ausgabevorrichtung 70 zu bilden.
8 ist ein Wellenformdiagramm zum Erklären des Betriebs des Frequenzbereichsenergiedetektors 71, welcher in 7 gezeigt ist. Insbesondere zeigt 8(a) das Leistungsspektrum eines Zeichens S0 entlang der Frequenzachse, 8(b) zeigt einen integrierten Wert des in 8(a) gezeigten Leistungsspektrums und 8(c) zeigt ein Frequenzbereichsenergiesignal. Mit Bezug auf 8 werden die Operationen des in 7 gezeigten Empfängers beschrieben werden.
Der Frequenzbereichsenergiedetektor 71 führt eine Sequenz von Operationen, wie unten beschrieben, für jedes Zeichen in Synchronisation mit einem Zeichensynchronisierungssignals durch, welches von einer Zeichentiming-Synchronisierungsschaltung 63 zu einem Taktanschluss 71c zugeführt wird. Zuerst teilt der Frequenzbereichsenergiedetektor 71 Träger (welche mit einem binären Pseudo-Zufallssignal amplitudenmoduliert sind), welche in einem Frequenzbereich von 0 bis fs in einer Ausgabe eines Fourier-Transformators 4 verteilt sind, in zwei Bereiche α1 und α2, wobei (1/2)fs als seine Grenze verwendet wird, wie in 8(a) gezeigt, wobei fs die Frequenz eines in dem Fourier-Transformator 4 verwendeten Abtasttakts ist. Weiter wird das Spektrum jedes der Zeichen gefaltet, wobei (1/2)fs als Grenze verwendet wird, wodurch eine Hochfrequenzkomponente und Niederfrequenzkomponente jeweils in dem Bereich α1, dessen Frequenz niedriger ist als (1/2)fs, und dem Bereich α2, dessen Frequenz höher ist als (1/2)fs, erscheinen.
Der Frequenzbereichsenergiedetektor 71 quadriert und integriert dann jeweils eine Leistungsspektrumkomponente in dem Bereich α1 und eine Leistungsspektrumkomponente in dem Bereich α2, um Energie E1 in dem Bereich α1 und Energie E2 in dem Bereich α2 zu finden, wie in 8(b) gezeigt. Die Energie E1 und die Energie E2 sind proportional zu dem durchschnittlichen Pegel jedes der Zeichen. Die Leistungsspektrumskomponente wird quadriert, um, da die Amplitude jedes der Träger auf der positiven und negativen Seite entlang der Zeitachse variiert, den Absolutwert derselben zu finden. Zusätzlich wird die Leistungsspektrumskomponente integriert, um den Mittelwert derselben in jedem der Zeichen zu finden.
Der Frequenzbereichsenergiedetektor 71 vergleicht dann die Energie E1 in dem Bereich α1 und die Energie E2 in dem Bereich α2, um ein Frequenzbereichsenergiesignal zu erzeugen, welches einen Spannungswert hat, welcher der Differenz der Energie (E1 – E2) entspricht, wie in 8(c) gezeigt. Das Frequenzbereichsenergiesignal nimmt einen positiven Spannungswert VHIGH an, wenn die Energie E1 in dem Bereich α1 größer ist, während es einen negativen Wert VLOW annimmt, wenn die Energie in dem Bereich α2 größer ist. In dem Zeichen S0 sind, wenn es keine Verschiebung in dem Frequenzband gibt, Leistungsverteilung in den Bereichen αa und α2 identisch zueinander, wodurch der Spannungswert des Frequenzbereichsenergiesignals null wird. Demzufolge werden die Verschiebungsrichtung und der Betrag der Verschiebung von der Mittenfrequenz fc auf der Basis der Polarität und des Spannungswerts des Frequenzbereichsenergiesignals des Zeichens S0 gefunden.
Eine Sample- und Haltevorrichtung 66 tastet ab und hält das Frequenzbereichsenergiesignal, welches von dem Frequenzbereichsenergiedetektor 71 ausgegeben wird, wenn ein Referenztimingsignal mit einer Spannung V1 von einem Referenztiminggenerator 62 zu einem Taktanschluss 66c eingegeben wird, d. h., wenn das besondere Zeichen S0 von einem Frequenzwandler 10 ausgegeben wird. Das in der Sample- und Haltevorrichtung 66 gehaltene Frequenzbereichsenergiesignal wird als ein Steuersignal zu einem Steueranschluss 10c des Frequenzwandlers 10 zugeführt. Der Betrag der Frequenzverschiebung des Frequenzwandlers 10 variiert abhängig von dem Spannungspegel des von der Sample- und Haltevorrichtung 66 zugeführten Steuersignals.
Wenn das Frequenzband des von dem Frequenzwandler 10 ausgegebenen OFDM-Signals erhöht wird, wird der Spannungswert VHIGH des von dem Frequenzbereichsenergiedetektor 71 ausgegebenen Frequenzbereichsenergiesignals des Zeichens S0 in die positive Richtung erhöht, wodurch die Spannung des dem Frequenzwandler 10 zugeführten Steuersignals auch in die positive Richtung erhöht wird. Zu dieser Zeit erhöht der Frequenzwandler 10 den Betrag der Frequenzverschiebung, um so das Frequenzband des ausgegebenen OFDM-Signals zu erniedrigen. Andererseits, wenn das Frequenzband des OFDM-Signals erniedrigt wird, wird der Spannungswert VLOW des Frequenzbereichsenergiesignals des Zeichens S0 in die negative Richtung erhöht, wodurch die Spannung des dem Frequenzwandler 10 zugeführten Steuersignals auch in die negative Richtung erhöht wird. Zu dieser Zeit erniedrigt der Frequenzwandler 10 den Betrag der Frequenzverschiebung, um so die Frequenz des ausgegebenen OFDM-Signals zu erhöhen. Als ein Ergebnis kann der Frequenzwandler 10 die Variation in dem Frequenzband des OFDM-Signals in ein geeignetes Zwischenfrequenzband (mit Mittenfrequenz fc) korrigieren. Das von der Sample- und Haltevorrichtung 66 abgetastete und gehaltene Steuersignal kann über eine Vielzahl von Perioden des Zeichens S0 gemittelt werden.
Wie in dem Vorhergehenden beschrieben, gemäß der in 7 gezeigten dritten Ausführungsform, wird das besondere Zeichen S0 periodisch erkannt durch den Referenztiminggenerator 62, und das Frequenzbereichsenergiesignal des Zeichens S0 wird abgetastet und gehalten als ein Steuersignal und wird zu dem Steueranschluss 10c des Frequenzwandlers 10 zurückgeführt, wodurch die Präzision der Steuerung des Betrags der Frequenzverschiebung des Frequenzwandlers 10 verbessert werden kann. Zusätzlich wird die Variation in dem Frequenzband korrigiert durch die Steuerung des Betrags der Frequenzverschiebung. Dementsprechend gibt es keine Verschiebung von dem Zwischenfrequenzband, wodurch demodulierte Daten davor bewahrt werden können, fehlerhaft beurteilt zu werden.
9 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Empfängers gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Sektionen, welche den Sektionen in dem in 5 gezeigten Empfänger entsprechen, sind die gleichen Bezugszeichen zugewiesen und daher wird die Beschreibung derselben nicht wiederholt. Es sollte in der vorliegenden Ausführungsform angemerkt werden, dass ein Korrelationsdetektor 81 und ein Spitzenwertfrequenzdetektor 82 anstelle des in 5 gezeigten Frequenzdiskriminators 68 verwendet werden, um eine Steuersignalausgabevorrichtung 80 zu bilden.
10 ist ein Wellenformdiagramm, welches Signale in jeder Sektion der in 9 gezeigten Steuersignalausgabevorrichtung 80 zeigt. Speziell zeigt 10(a) ein Korrelationssignal entlang der Frequenzachse, 10(b) ein Spitzenwertfrequenzsignal. Bezugnehmend nun auf 10 werden die Operationen des in 9 gezeigten Empfängers beschrieben werden.
Der Korrelationsdetektor 81 speichert vorher Information einer idealen Frequenzkomponente mit Bezug zu einem besonderen Zeichen S0 als Referenzinformation.
Der Korrelationsdetektor 81 findet die Korrelation zwischen der Referenzinformation und Daten auf der Frequenzachse, welche von einem Fourier-Transformator 4 ausgegeben werden, um ein Korrelationssignal auszugeben, wie in 10(a) gezeigt. Obwohl eine Korrelationserkennungsoperation in dem Korrelationsdetektor 81 für jedes Zeichen in Synchronisation mit einem Zeichensynchronisierungssignal, welches von einer Zeichentiming-Synchronisierungsschaltung 63 zu einem Taktanschluss 81c zugeführt wird, durchgeführt wird, hat es Bedeutung insbesondere wenn das besondere Zeichen S0 von dem Fourier-Transformator 4 ausgegeben wird. Daher wird ein Fall beschrieben werden, in dem das besondere Zeichen S0 von dem Fourier-Transformator 4 ausgegeben wird. In diesem Fall speichert der Korrelationsdetektor 81 Information mit Bezug zu dem Zeichen S0 als zu erkennende Information in einem internen Speicher (nicht gezeigt). Sowohl die Referenzinformation, die zuvor in dem Korrelationsdetektor 81 gespeichert wurde, als auch die in dem internen Speicher gespeicherte zu erkennende Information sind digitale Pseudo-Zufallssignale, welche in einer verteilten Weise auf der Frequenzachse existieren. Der Korrelationsdetektor 81 überlagert die zu erkennende Information und die Referenzinformation auf der Frequenzachse, multipliziert in den jeweiligen Informationen enthaltene Codeinformation und findet die Summe der Information. Zu dieser Zeit findet der Korrelationsdetektor 81 die Summe der Ergebnisse der Multiplikation zwischen der zu erkennenden Information und der Referenzinformation, während er die Position der zu erkennenden Information auf der Frequenzachse für jeden Code verschiebt. Die Menge der Summen wird ein Korrelationssignal. Das Korrelationssignal weist eine Spitze auf, wenn jeweilige Entsprechungen zwischen Codeinformation, welche in der zu erkennenden Information enthalten sind, und Codeinformation, welche in der Referenzinformation enthalten ist, miteinander auf der Frequenzachse übereinstimmen.
In einem Fall, wo das Zeichen S0 von dem Fourier-Transformator 4 ausgegeben wird, wenn die Verschiebung in Frequenz Δf z. B. "0" ist, gibt der Korrelationsdetektor 81 ein Korrelationssignal aus, welches einen Spitzenwert in der Position der Mittenfrequenz fc hat, wie angezeigt durch β1, wie in 10(a) gezeigt. Weiter, in einem Fall, wo das Zeichen S0 ausgegeben wird, wenn die Verschiebung in Frequenz Δf z. B. auf der Seite der höheren Frequenz auftritt, gibt der Korrelationsdetektor 81 ein Korrelationssignal aus, dessen Spitzenwert verschoben und auf der Seite der höheren Frequenz auf der Frequenzachse erzeugt wird, wie angezeigt durch β2, wie in 10(a) gezeigt. Infolgedessen können die Verschiebungsrichtung und der Betrag der Verschiebungsrichtung der Frequenz von dem Korrelationssignal erkannt werden.
Der Spitzenwertfrequenzdetektor 82 vergleicht die Stelle, wo der Spitzenwert des von dem Korrelationsdetektor 81 erzeugten Korrelationssignals existiert, und die Mittenfrequenz fc, um ein Spitzenwertfrequenzsignal auszugeben (siehe 10(b)), welches einen Spannungswert ΔV hat, der mit der Differenz Δf-korrespondiert.
Eine Sample- und Haltevorrichtung 66 tastet ab und hält das Spitzenwertfrequenzsignal, welches von dem Spitzenwertfrequenzdetektor 82 ausgegeben wird, wenn ein Referenztimingsignal zu einer Spannung V1 von einem Referenztiminggenerator 62 zu einem Taktanschluss 66c eingegeben wird, d. h., wenn das besondere Zeichen S0 von einem Frequenzwandler 10 ausgegeben wird. Das Spitzenwertfrequenzsignal, welches in der Sample- und Haltevorrichtung 66 gehalten wird, wird als Steuersignal zu einem Steueranschluss 10c des Frequenzwandlers 10 zugeführt. Der Betrag der Frequenzverschiebung des Frequenzwandlers 10 variiert abhängig von dem Spannungspegel des Steuersignals, welches von der Sample- und Haltevorrichtung 66 zugeführt wird.
Wenn das Frequenzband des von dem Frequenzwandler 10 ausgegebenen OFDM-Signals erhöht wird, wird auch der Pegel ΔV des Spitzenwert-Frequenzsignals des Zeichens S0, welches von dem Spitzenwert-Frequenzdetektor 82 ausgegeben wird, in positiver Richtung erhöht, wodurch der Spannungspegel des Steuersignals, welches dem Frequenzwandler 10 zugeführt wird, erhöht wird. Zu dieser Zeit erhöht der Frequenzwandler 10 den Betrag der Frequenzverschiebung, um so das Frequenzband des ausgegebenen OFDM-Signals zu erniedrigen. Andererseits, wenn die Frequenz des OFDM-Signals erniedrigt wird, wird der Pegel ΔV des Spitzenwert-Frequenzsignals des Zeichens S0 in negative Richtung erhöht, wodurch der Spannungspegel des dem Frequenzwandler 10 zugeführten Steuersignals erhöht wird in negative Richtung. Zu dieser Zeit erniedrigt der Frequenzwandler 10 den Betrag der Frequenzverschiebung, um so das Frequenzband des ausgegebenen OFDM-Signals zu erhöhen. Als ein Ergebnis kann der Frequenzwandler 10 die Variation in dem Frequenzband des OFDM-Signals in ein geeignetes Mittenfrequenzband (mit Mittenfrequenz fc) korrigieren.
Wie in dem Vorhergehenden beschrieben, gemäß der in 9 gezeigten vierten Ausführungsform, wird das besondere Zeichen S0 periodisch durch den Referenztiminggenerator 62 erkannt, und das Spitzenwert-Frequenzsignal des Zeichens S0 wird abgetastet und gehalten als ein Steuersignal und wird zu dem Steueranschluss 10c des Frequenzwandlers 10 zurückgeführt, wodurch die Präzision der Steuerung des Betrags der Frequenzverschiebung des Frequenzwandlers 10 verbessert werden kann. Zusätzlich wird die Variation in dem Frequenzband durch die Steuerung des Betrags der Frequenzverschiebung korrigiert. Dementsprechend gibt es keine Verschiebung von einem Zwischenfrequenzband, wodurch demodulierte Daten davor bewahrt werden, falsch bewertet zu werden.
Obwohl in den oben erwähnten zweiten bis vierten Ausführungsformen das Zeichen S0 in Intervallen von 15 Zeichen eingefügt wird, kann es zu anderen Intervallen von Zeichen eingefügt werden. Weiter kann, obwohl in den oben erwähnten zweiten bis vierten Ausführungsformen jedes der Zeichen S0 gebildet wird durch Amplitudenmodulation nur eines Trägers durch einen binären Pseudo-Zufallscode und Unterdrücken der anderen Träger, das Zeichen S0 durch eine andere Methode gebildet werden, vorausgesetzt, dass es ein Signal ist, dessen Zeitachsenkomponenten und Frequenzachsenkomponenten bekannt sind und dessen Amplitude und Phase entlang der Zeitachse in vorherbestimmten besonderen Mustern geändert werden. Zum Beispiel kann das Zeichen S0 gebildet werden durch ein Signal, in welchem nur ein Träger als ein nicht-moduliertes einzelnes Tonsignal verwendet wird und die anderen Träger unterdrückt sind (siehe 1).
Obwohl in den oben erwähnten zweiten bis vierten Ausführungsformen das OFDM-Signal in dem Zwischenfrequenzband, welches von dem Frequenzwandler 10 ausgegeben wird, dem Einhüllendenerkenner 61 (weiter den Frequenzdiskriminator 68 in der zweiten Ausführungsform) eingegeben wird, kann die Ausgabe jedes des Frequenzwandlers 10 und der nachfolgenden Sektionen, d. h. der Frequenzwandler 10, der Quadraturdetektor 3 und der Fourier-Transformator 4, dem Einhüllendenerkenner 61 (und dem Frequenzdiskriminator 68) eingegeben werden.
Weiterhin, obwohl in den dritten und vierten Ausführungsformen die Ausgabe des Fourier-Transformators 4 jeweils dem Frequenzbereichsenergiedetektor 71 und dem Korrelationsdetektor 81 eingegeben wird, kann eine Ausgabe entweder des Frequenzkonverters 10 oder der folgenden Sektion, d. h. der Frequenzwandler 10 und der Quadraturdetektor 3, in den Frequenzbereichsenergiedetektor 71 und den Korrelationsdetektor 81 eingegeben werden.
Zusätzlich kann, obwohl die erste Ausführungsform so gebildet ist, dass sie die Variation in dem Empfangspegel korrigiert, und die zweiten bis vierten Ausführungsformen so gebildet sind, dass sie die Variation in dem Frequenzband korrigieren, eine derartige Empfangsschaltung, welche sowohl die Variation in dem Empfangspegel als auch die Variation in dem Frequenzband korrigiert, gebildet werden durch Kombinieren einer der zweiten bis vierten Ausführungsformen mit der ersten Ausführungsform.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben und veranschaulicht wurde, ist es eindeutig zu verstehen, dass dies nur dem Weg der Veranschaulichung und Beispielgebung dient und nicht als eine Beschränkung verstanden wer den darf, da der Bereich der vorliegenden Erfindung allein durch die Bestimmungen der angefügten Ansprüche beschränkt ist.

Claims

Verfahren zum Übertragen eines Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexten Signals für jedes Zeichen mit einer vorherbestimmten Länge (ts) von der Übertragungsseite zu der Empfangsseite durch eine Kabel- oder Funkübertragung, worin die Übertragungsseite kontinuierlich ein erstes Zeichen (Sm) überträgt, welches eine Vielzahl von Trägern beinhaltet, welche durch zu übertragende Daten moduliert sind und auch orthogonal zueinander sind; und die Empfangsseite Daten demoduliert auf der Basis des empfangenen ersten Zeichens; wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass die Übertragungsseite weiter dazwischen ein zweites Zeichen überträgt, welches ein vorherbestimmtes spezielles Muster hat, jedes Mal, wenn eine vorherbestimmte Anzahl der ersten Zeichen übertragen werden; und die Empfangsseite das empfangene Orthogonal Frequency Division gemultiplexte Signal steuert durch Zurückführung eines Steuersignals basierend auf dem empfangenen zweiten Zeichen.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 1, worin die Empfangsseite die Variation in dem Empfangspegel des empfangenen Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexten Signals steuert auf der Basis des empfangenen zweiten Zeichens.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 2, worin das zweite Zeichen ein Signal beinhaltet, in welchem einer der Vielzahl der Träger als ein nicht moduliertes, einzelnes Tonsignal belassen wird und andere Träger unterdrückt werden.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 2, worin das zweite Zeichen ein Signal beinhaltet, in welchem einer der Vielzahl der Träger durch vorherbestimmte Daten moduliert wird.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 2, worin das zweite Zeichen ein Signal beinhaltet, in welchem mindestens einer der Vielzahl der Träger durch vorherbestimmte Daten moduliert wird und übrige Träger unterdrückt werden.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 5, worin die vorherbestimmten Daten ein Pseudo-Zufallscode sind.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 2, worin die Empfangsseite weiter eine Variation in dem Frequenzband des empfangenen Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexten Signals steuert auf der Basis des empfangenen zweiten Zeichens.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 7, worin das zweite Zeichen beinhaltet ein Signal, in welchem einer der Vielzahl der Träger als ein nicht-moduliertes, Signal Tonsignal belassen wird und andere Träger unterdrückt werden.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 7, worin das zweite Zeichen ein Signal beinhaltet, in welchem einer der Vielzahl der Träger durch vorherbestimmte Daten moduliert wird.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 7, worin das zweite Zeichen ein Signal beinhaltet, in welchem wenigstens einer der Vielzahl der Träger durch vorherbestimmte Daten moduliert wird und übrige Träger unterdrückt werden.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 7 oder 8, worin die vorherbestimmten Daten ein Pseudo-Zufallscode sind.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 2, worin die Übertragungsseite weiter dazwischen ein drittes Zeichen überträgt, welches ein vorherbestimmtes, spezielles Muster hat, jedes Mal, wenn eine vorherbestimmte Anzahl von den ersten Zeichen übertragen werden; und die Empfangsseite weiter die Variation in einem Frequenzband des empfangenen Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexten Signals steuert auf der Basis des empfangenen dritten Zeichens.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 12, worin das zweite Zeichen und/oder das dritte Zeichen ein Signal beinhaltet, in welchem einer der Vielzahl von Trägern als ein nicht-moduliertes, einzelnes Tonsignal belassen wird und andere Träger unterdrückt werden.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 12, worin das zweite Zeichen und/oder das dritte Zeichen ein Signal beinhaltet, in welchem einer der Vielzahl der Träger durch vorherbestimmte Daten moduliert wird.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 12, worin das zweite Zeichen und/oder das dritte Zeichen ein Signal beinhaltet, in welchem wenigstens einer der Vielzahl von Trägern durch vorherbestimmte Daten moduliert wird und übrige Träger unterdrückt werden.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 14 oder 15, worin die vorherbestimmten Daten ein Pseudo-Zufallscode sind.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 1, worin die Empfangsseite die Variation in einem Frequenzband des empfangenen Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexten Signals steuert auf der Basis des empfangenen zweiten Zeichens.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 17, worin das zweite Zeichen ein Signal beinhaltet, in welchem einer der Vielzahl von Trägern als ein nicht-moduliertes, einzelnes Tonsignal belassen wird und andere Träger unterdrückt werden.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 17, worin das zweite Zeichen ein Signal beinhaltet, in welchem einer der Vielzahl von Trägern durch vorherbestimmte Daten moduliert wird.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 17, worin das zweite Zeichen ein Signal beinhaltet, in welchem wenigstens einer der Vielzahl von Trägern durch vorherbestimmte Daten moduliert wird und übrige Träger unterdrückt werden.
Übertragungsverfahren nach Anspruch 19 oder 20, worin die vorherbestimmten Daten ein Pseudo-Zufallscode sind.
Empfänger zum Empfangen eines Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexten Signals, welches übertragen wird für jedes Zeichen mit einer vorherbestimmten Länge (ts) von der Übertragungsseite durch eine Kabel- oder Funkübertragung und zum Demodulieren von Daten von dem empfangenen Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexten Signal, und zum weiteren Empfangen eines speziellen Zeichens, welches ein vorherbestimmtes spezielles Muster hat und dazwischen eingefügt in das Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexte Signal ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger aufweist: Steuermittel (2, 10), welches einen Steuersignal-Eingangsanschluss hat und das Orthogonal Frequency Division gemultiplexte Signal steuert, basierend auf dem Steuersignal, welches in den Steuersignal-Eingangsanschluss eingegeben wird; und wobei das Steuersignalausgabemittel (6, 60, 70, 80) zur Erkennung des speziellen Zeichens von dem Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexten Signal, welches korrigiert wurde durch die Steuermittel, und zur Erzeugung eines Steuersignals, korrespondierend mit dem speziellen Zeichen, worin das Steuersignal, welches durch die Steuersignalausgabemittel erzeugt wird, zurückgeführt wird zu dem Steuermittel, um das Orthogonal Frequency Division gemultiplexte Signal zu steuern.
Empfänger nach Anspruch 22, worin das Steuermittel ein Verstärkungsmittel (2) mit automatischer Verstärkungssteuerung ist, welches einen Steuersignal-Eingangsanschluss (2c) hat und dessen Verstärkung variiert abhängig von dem Steuersignal, welche zu dem Steuersignal-Eingangsanschluss eingegeben wird, um den Pegel des empfangenen Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexten Signal zu ändern; und das Steuersignal-Ausgabemittel (60) das spezielle Zeichen von dem Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexten Signal erkennt, dessen Pegel geändert wurde durch die Verstärkungsmittel mit automatischer Verstärkungssteuerung, und ein Signal erzeugt korrespondierend mit der Änderung in dem Pegel des speziellen Zeichens.
Empfänger nach Anspruch 23, worin das Steuersignal-Ausgabemittel aufweist: Einhüllenden-Erkennungsmittel (61) zur Einhüllenden-Erkennung jedes der Zeichen, um ein Einhüllenden-Signal auszugeben, welche eine Einhüllende des Zeichens repräsentiert; Referenztiming-Erzeugungsmittel (62) zum Vergleichen für jedes Zeichen das Muster des Einhüllenden-Signals mit einem vorher gespeicherten speziellen Muster, um ein Referenztimingsignal zu erzeugen, welches anzeigt, ob das spezielle Zeichen erkannt ist oder nicht; und Sample und Haltemittel (66) zum Sampeln und Halten als das Steuersignal, das von den Einhüllenden-Erkennungsmitteln ausgegebene Einhüllenden-Signal, wenn das Referenztimingsignal den erkannten Zustand des speziellen Zeichens repräsentiert.
Empfänger nach Anspruch 23, worin das Steuersignal-Ausgabemittel aufweist: Grenzerkennungsmittel (63) zur Erkennung einer Grenze zwischen den Zeichen und zum Ausgeben eines Zeichensynchronisierungssignals, welches die Grenze repräsentiert; Zeichenenergie-Erkennungsmittel (64) zum Quadrieren und Integrieren einer Signalkomponente jedes der Zeichen in einer Zeichenperiode in Synchronisation mit dem Zeichensynchronisierungssignal, um ein die Energie des Zeichens repräsentierendes Zeichen-Energiesignal auszugeben; Spezielles-Zeichen-Erkennungsmittel (65) zur Erkennung, ob das spezielle Zeichen in dem empfangenen Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexten Signal beinhaltet ist oder nicht; und Sample und Haltemittel (66) zum Sampeln und Halten als das Steuersignal das Zeichenenergiesignal, welches von dem Zeichenenergie-Erkennungsmittel ausgegeben wird, wenn das Spezielles-Zeichen-Erkennungsmittel das spezielle Zeichen erkennt.
Empfänger nach Anspruch 23, weiterhin aufweisend Fourier-Transformationsmittel (4) zum Unterwerfen des Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexten Signals, dessen Pegel geändert wurde durch das Verstärkungsmittel mit automatischer Verstärkungssteuerung, einer Fourier-Transformationsoperation für jedes Zeichen, welches ein Zeitfenster verwendet, um eine Vielzahl von Trägern auf der Frequenzachse zu trennen, wobei das Steuersignal-Ausgabemittel aufweist: Einhüllenden-Erkennungsmittel (61) zur Einhüllenden-Erkennung jedes der Zeichen, um ein Einhüllenden-Signal auszugeben, welches eine Einhüllende des Zeichens repräsentiert; Referenztiming-Erzeugungsmittel (62) zum Vergleichen für jedes Zeichen das Muster des Einhüllenden-Signals mit einem vorher gespeicherten speziellen Muster, um ein Referenztimingsignal zu erzeugen, welches anzeigt, ob das spezielle Zeichen erkannt ist oder nicht; und Zeichentiming-Synchronisierungsmittel (63) zum Ausgeben eines Zeichensynchronisierungssignals, welches eine Grenze zwischen den Zeichen repräsentiert auf der Basis des Referenztimingsignals und weiter Erzeugung eines eingerastet/nicht-eingerastet-Signals, welches einen nicht-eingerasteten Zustand repräsentiert, wenn der Empfang begonnen wird, während es einen eingerasteten Zustand repräsentiert, nachdem der Betrieb der Fourier-Transformationsmittel stabilisiert ist; Zeichenenergie-Erkennungsmittel (64) zum Quadrieren und Integrieren einer Signalkomponente jedes der Träger auf der Frequenzachse in jedem der von dem Fourier-Transformationsmittel ausgegebenen Zeichen in einer Zeichenperiode in Synchronisation mit dem Zeichensynchronisierungssignal, um ein die Energie des Zeichens repräsentierendes Zeichen-Energiesignal auszugeben; Steuersignalschaltmittel (65) zum Auswählen des Einhüllenden-Signals, wenn das eingerastet/nicht-eingerastet-Signal in dem nicht-eingerasteten Zustand ist, während das Zeichenenergiesignal ausgewählt wird, wenn es in dem eingerasteten Zustand ist; und Sample und Haltemittel (66) zum Sampeln und Halten als das Steuersignal das Einhüllenden-Signal oder das Zeichenenergiesignal, welches durch das Steuersignalschaltmittel ausgewählt ist, wenn das Referenztimingsignal den erkannten Zustand des speziellen Zeichens repräsentiert.
Empfänger nach Anspruch 26, worin das Zeichenenergie-Erkennungsmittel die Energie von jedem der Zeichen durch eine digitale Operation erhält.
Empfänger nach Anspruch 23, worin das dazwischen in das Orthogonal Frequency Division gemultiplexte Signal eingefügte spezielle Zeichen ein Signal beinhaltet, in welchem einer der Vielzahl von Trägern als ein nicht-moduliertes einzelnes Tonsignal belassen wird und andere Träger unterdrückt werden.
Empfänger nach Anspruch 23, worin das dazwischen in das Orthogonal Frequency Division gemultiplexte Signal eingefügte spezielle Zeichen ein Signal beinhaltet, in welchem einer der Vielzahl von Trägern durch vorherbestimmte Daten moduliert wird.
Empfänger nach Anspruch 23, worin das dazwischen in das Orthogonal Frequency Division gemultiplexte Signal eingefügte spezielle Zeichen ein Signal beinhaltet, in welchem wenigstens einer der Vielzahl von Trägern durch vorherbestimmte Daten moduliert wird und übrige Träger unterdrückt werden.
Empfänger nach Anspruch 29 oder 30, worin die vorherbestimmten Daten ein Pseudo-Zufallscode sind.
Empfänger nach Anspruch 31, worin die Datenrate des Pseudozufallscodes als ein ganzzahliges Vielfaches der Zeichenrate des Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexten Signals gewählt ist.
Empfänger nach Anspruch 22, worin das Steuermittel ein Frequenzkonvertierungsmittel (10) ist, welches einen Steuersignaleingangsanschluss hat und dessen Betrag der Frequenzverschiebung variiert, abhängig von einem Steuersignal, welches zu dem Steuersignal-Eingangsanschluss eingegeben wird, um das Frequenzband des Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexten Signals zu ändern, wobei das Steuersignal-Ausgabemittel (60, 70, 80) das spezielle Zeichen erkennt von dem Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexten Signal, dessen Frequenzband durch das Frequenzkonvertierungsmittel geändert wurde, und zum Erzeugen eines Steuersignals, welches mit der Änderung in dem Frequenzband des speziellen Zeichens korrespondiert, und wobei das Steuersignal, welches durch das Steuersignal-Ausgabemittel erzeugt wird, zurückgeführt wird zu dem Frequenzkonvertierungsmittel, um die Variation in dem Frequenzband des Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexten Signals zu korrigieren.
Empfänger nach Anspruch 33, worin das Steuersignal-Ausgabemittel aufweist: Einhüllenden-Erkennungsmittel (61) zur Einhüllenden-Erkennung jedes der Zeichen, um ein Einhüllenden-Signal auszugeben, welche eine Einhüllende des Zeichens repräsentiert; Referenztiming-Erzeugungsmittel (62) zum Vergleichen für jedes Zeichen das Muster des Einhüllenden-Signals mit einem vorher gespeicherten speziellen Muster, um ein Referenztimingsignal zu erzeugen, welches anzeigt, ob das spezielle Zeichen erkannt ist oder nicht; Frequenz-Diskriminierungsmittel (68) zum Frequenzdiskriminieren jedes der Zeichen, um ein Frequenzdiskriminierungssignal zu erzeugen, welches mit der Frequenz des Zeichens korrespondiert; und Sample und Haltemittel (66) zum Sampeln und Halten als das Steuersignal, das Frequenzdiskriminierungssignal, welches von dem Frequenzdiskriminierungsmittel ausgegeben wird, wenn das Referenztimingsignal den erkannten Zustand des speziellen Zeichens repräsentiert.
Empfänger nach Anspruch 33, worin das Steuersignal-Ausgabemittel (70) aufweist: Einhüllenden-Erkennungsmittel (61) zur Einhüllenden-Erkennung jedes der Zeichen, um ein Einhüllenden-Signal auszugeben, welche eine Einhüllende des Zeichens repräsentiert; Referenztiming-Erzeugungsmittel (62) zum Vergleichen für jedes Zeichen das Muster des Einhüllenden-Signals mit einem vorher gespeicherten speziellen Muster, um ein Referenztimingsignal zu erzeugen, welches anzeigt, ob das spezielle Zeichen erkannt ist oder nicht; Frequenzbereichs-Energieerkennungsmittel (71) zur Teilung einer Signalkomponente auf der Frequenzachse von jedem der Zeichen in zwei Bereiche, welche eine vorherbestimmte Mittenfrequenz als ihre Grenze haben, wobei die Energie in dem Bereich, welcher eine Frequenz niedriger als die Mittenfrequenz hat, verglichen wird mit Energie in dem Bereich, welcher eine Frequenz höher als die Mittenfrequenz hat, um ein Frequenzbereich-Energiesignal zu erzeugen, welches mit dem Unterschied in Energie zwischen den beiden Bereichen korrespondiert; und Sample und Haltemittel (66) zum Sampeln und Halten als das Steuersignal das Frequenzbereich-Energiesignal, welches von dem Frequenzbereich-Energieerkennungsmittel ausgegeben wird, wenn das Referenztimingsignal den erkannten Zustand des speziellen Zeichens repräsentiert.
Empfänger nach Anspruch 33, worin das Steuersignal-Ausgabemittel (80) aufweist: Einhüllenden-Erkennungsmittel (61) zur Einhüllenden-Erkennung jedes der Zeichen, um ein Einhüllenden-Signal auszugeben, welche eine Einhüllende des Zeichens repräsentiert; Referenztiming-Erzeugungsmittel (62) zum Vergleichen für jedes Zeichen das Muster des Einhüllenden-Signals mit einem vorher gespeicherten speziellen Muster, um ein Referenztimingsignal zu erzeugen, welches anzeigt, ob das spezielle Zeichen erkannt ist oder nicht; Korrelationserkennungsmittel (81) zum Ausgeben eines Korrelationssignals, repräsentierend die Korrelationsintensität zwischen einer Frequenzkomponente von jedem der Zeichen und einer Frequenzkomponente des vorher gespeicherten speziellen Zeichens und der Verschiebung von der vorherbestimmten Mittenfrequenz; Spitzenwert-Frequenzerkennungsmittel (82) zum Erkennen der Frequenz, bei welcher ein Spitzenwert der Korrelationsintensität existiert von dem Korrelationssignal, welches von dem Korrelationserkennungsmittel ausgegeben wird, und zum Ausgeben eines Spitzenwert-Frequenzsignals, korrespondierend mit dem Unterschied zwischen der erkannten Frequenz und der vorherbestimmten Mittenfrequenz; und Sample und Haltemittel (66) zum Sampeln und Halten als das Steuersignal das Spitzenwert-Frequenzsignal, welches von dem Spitzenwert-Frequenzerkennungsmittel ausgegeben wird, wenn das Referenztimingsignal den erkannten Zustand des speziellen Zeichens repräsentiert.
Empfänger nach Anspruch 33, worin das dazwischen in das Orthogonal Frequency Division gemultiplexte Signal eingefügte spezielle Zeichen ein Signal beinhaltet, in welchem wenigstens einer der Vielzahl von Trägern als ein nicht moduliertes einzelnes Tonsignal belassen wird und andere Träger unterdrückt werden.
Empfänger nach Anspruch 33, worin das dazwischen in das Orthogonal Frequency Division gemultiplexte Signal eingefügte spezielle Zeichen ein Signal beinhaltet, in welchem einer der Vielzahl von Trägern mit vorherbestimmten Daten moduliert wird.
Empfänger nach Anspruch 33, worin das dazwischen in das Orthogonal Frequency Division gemultiplexte Signal eingefügte spezielle Zeichen ein Signal beinhaltet, in welchem wenigstens einer der Vielzahl von Trägern durch vorbestimmte Daten moduliert wird und andere Träger unterdrückt werden.
Empfänger nach Anspruch 38 oder 39, worin die vorherbestimmten Daten ein Pseudo-Zufallscode sind.
Empfänger nach Anspruch 40, worin die Datenrate des Pseudozufallscodes als ganzzahliges Vielfaches der Zeichenrate des Orthogonal Frequenz-Divisions gemultiplexten Signals gewählt ist.