DE69826569T2

DE69826569T2 - Empfangsvorrichtung, Kommunikationssystem und Kommunikationsverfahren

Info

Publication number: DE69826569T2
Application number: DE69826569T
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Shinagawa-ku Sakoda; Mitsuhiro Shinagawa-ku Suzuki
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2018-06-25
Also published as: EP0887975B1; AU7314898A; ID20501A; CN1212588A; CN1129332C; AU737719B2; JPH1117760A; US5907583A; KR19990007213A; EP0887975A2; EP0887975A3; MY117416A; DE69826569D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft eine Empfangsvorrichtung, ein Kommunikationssystem und ein Kommunikationsverfahren und wird geeigneterweise auf ein Funkkommunikationssystem wie beispielsweise ein tragbares Telefonsystem angewendet.
Beschreibung anderer Bauformen
Bei dieser Art von Funkkommunikationssystemen ist ein Bereich zum Vorsehen eines Kommunikationsdienstes in Zellen der gewünschten Größe aufgeteilt, und Basisstationen sind in jede der Zellen als feste Funkstationen gesetzt, sodass ein tragbares Telefon, welches eine bewegbare Funkstation ist, eine Funkkommunikation mit der Basisstation der Zelle, in der das Telefon existiert, durchführen kann. Auf diese Weise ist ein sogenanntes Zellensystem aufgebaut. In verschiedenen Systemen ist als Kommunikationssystem zwischen tragbaren Telefonen und Basisstationen typischerweise ein Zeitvielfachzugriffssystem (TDMA) eingeführt.
Wie zum Beispiel in 1A und 1B dargestellt, ist in einem TDMA-System ein festgelegter Frequenzkanal vorübergehend in Datenübertragungsblöcke F0, F1, ... Rahmen des festgelegten Zeitmaßes eingeteilt, jeder der Datenübertragungsblöcke ist in Zeitkanäle TS0–TS3 Schlitz des festgelegten Zeitmaßes eingeteilt, und das Übertragungssignal wird unter Verwendung des Frequenzkanals zu der Zeit des Zeitkanals TS0, welcher der Station selbst zugeordnet worden ist, übertragen, sodass eine Mehrfachkommunikation (so genannte Multiplexkommunikation) mit dem einen Frequenzkanal realisiert und die Frequenz effizient genutzt wird. In der folgenden Beschreibung wird der Zeitkanal TS0, welcher der Übertragung zugeordnet worden ist, als der Übertragungskanal TX bezeichnet, und ein Datenblock (d. h. eine Informationseinheit), der in einem Übertragungskanal TX übertragen wird, wird als ein Kanal bezeichnet.
Bezug nehmend auf 2 und 3 werden eine Sendevorrichtung und eine Empfangsvorrichtung eines Funkkommunikationssystems zum Durchführen eines Sendens/Empfangens unter Verwendung dieses TDMA-Systems erläutert. Die in 2 bzw. 3 dargestellte Sendevorrichtung und Empfangsvorrichtung sind zum Beispiel an einem tragbaren Telefon und einer Basisstation eines bewegbaren Telefonsystems montiert und werden für eine Kommunikation von einem tragbaren Telefon zu einer Basisstation (so genannte Aufwärtskommunikation) und eine Kommunikation von einer Basisstation zu einem tragbaren Telefon (so genannte Abwärtskommunikation) verwendet.
Wie in 2 dargestellt, ist eine Sendevorrichtung 1 grob aus einer Faltungscodierschaltung 2, einem Verschachtelungspufferspeicher 3, einer Kanalbildungsverarbeitungsschaltung 4, einer Modulationsschaltung 5, einer Pilotsymboladditionsschaltung 6, einer Sendeschaltung 7 und einer Antenne 8 aufgebaut und zum Eingeben einer Informationsbitfolge S1, was Übertragungsdaten sind, als erstes zu der Faltungscodierschaltung 2 ausgebildet.
Die Faltungscodierschaltung 2, welche ein Schieberegister der festgelegten Anzahl von Stufen und eine Exklusiv-Oder-Schaltung aufweist, führt eine Faltungscodierung mit der eingegebenen Informationsbitfolge S1 durch und gibt eine Codierbitfolge S2 an den Verschachtelungspufferspeicher 3 aus. Der Verschachtelungspufferspeicher 3 speichert die Codierbitfolge S2 in dem internen Speicherbereich in einer normalen Reihenfolge; wenn die Codierbitfolge S2 in dem gesamten Speicherbereich gespeichert worden ist (d. h. wenn die gewünschte Menge der Codierbitfolge S2 gespeichert worden ist), ordnet er die Reihenfolge der Codierbitfolge S2 zufällig um (nachfolgend wird dieses Umordnen der Reihenfolge als Verschachtelung bezeichnet) und gibt dann eine verarbeitete Codierbitfolge S3 an die Kanalbildungsverarbeitungsschaltung 4 aus. Außerdem besitzt der Verschachtelungspufferspeicher 3 eine Speicherkapazität, die den mehreren Kanälen entspricht, sodass die Codierbitfolge auf die mehreren Übertragungskanäle TX verteilt werden sollte.
Die Kanalbildungsverarbeitungsschaltung 4 teilt die Codierbitfolge S3 nach jeder festgelegten Anzahl von Bits, um die Codierbitfolge S3 den Übertragungskanälen TX zuzuordnen, und gibt dann nacheinander eine Codierbitgruppe S4 an die Modulationsschaltung 5 aus. Die Modulationsschaltung 5 wendet die festgelegte Modulationsverarbeitung (zum Beispiel eine Modulationsverarbeitung eines Synchrondemodulatorsystems, wie beispielsweise eine QPSK-Modulation) auf die jeweilige Codierbitgruppe S4 an und gibt die resultierende Informationssymbolgruppe S5 an die Pilotsymboladditionsschaltung 6 aus.
Wie in 4 dargestellt, fügt die Pilotsymboladditionsschaltung 6 die Pilotsymbole P als Anfangsblöcke an die vordere Position jeder Symbolgruppe (d. h. vor die Informationssymbole I) der Informationssymbolgruppe S5, welche gemäß den Übertragungskanälen TX aufgeteilt worden sind, hinzu und gibt dann eine verarbeitete Übertragungssymbolgruppe S6 an die Sendeschaltung 7 aus. Ferner ist das Pilotsymbol P, welches an diesem Punkt hinzugefügt wird, ein Symbol des Musters, welches der Empfangsvorrichtungsseite bereits bekannt gewesen ist, und die Empfangsvorrichtungsseite ist ausgebildet, um die Eigenschaften (zum Beispiel die Fading-Situation, usw.) der Übertragungsleitung unter Verwendung dieses Pilotsymbols P abzuschätzen.
Die Sendeschaltung 7 führt eine Filterverarbeitung nacheinander mit der Übertragungssymbolgruppe S6, zu welcher dieses Pilotsymbol hinzugefügt worden ist, durch und führt dann eine Digital/Analog-Umsetzungsverarbeitung mit der Übertragungssymbolgruppe S6 durch, um ein Übertragungssignal zu erzeugen. Dann führt die Sendeschaltung 7 eine Frequenzumsetzung mit dem Übertragungssignal durch, um ein Übertragungssignal S7 des festgelegten Frequenzkanals zu erzeugen, verstärkt das Übertragungssignal S7 auf die festgelegte elektrische Leistung und sendet es über die Antenne 8. Auf diese Weise wird das Übertragungssignal S7 von der Sendevorrichtung 1 synchron zu dem Takt des Übertragungskanals TX gesendet.
Andererseits ist eine Empfangsvorrichtung 10, wie in 3 dargestellt, grob aus einer Antenne 11, einer Empfangsschaltung 12, einer Übertragungsleitungsschätzschaltung 13, einer Demodulationsschaltung 14, einer Kanalverbindungsverarbeitungsschaltung 15, einem Entschachtelungspufferspeicher 16 und einer Viterbi-Decodierschaltung 17 aufgebaut und ist ausgebildet, um die Übertragungssignale S7, welche von der Sendevorrichtung 1 über die Antenne 11 übertragen worden sind, zu empfangen und das Übertragungssignal S7 der Empfangsschaltung 12 als ein Empfangssignal S11 einzugeben. Die Empfangsschaltung 12 verstärkt das eingegebene Empfangssignal S11, führt dann eine Frequenzumsetzung mit dem Empfangssignal S11 durch, entnimmt dadurch ein Basisbandsignal, führt eine Filterverarbeitung an dem Basisbandsignal durch, und führt eine Analog/Digital-Umsetzungsverarbeitung an dem Basisbandsignal durch. Auf diese Weise entnimmt die Empfangsschaltung 12 eine Empfangssymbolgruppe S12, welche der obigen Übertragungssymbolgruppe S6 entspricht, und gibt die Empfangssymbolgruppe S12 an die Übertragungsleitungsschätzschaltung 13 aus.
Die Übertragungsleitungsschätzschaltung 13, welche eine Schaltung zum Prüfen der Eigenschaften der Übertragungsleitung und zum Durchführen der Ausgleichsverarbeitung basierend auf dem Ergebnis der Prüfung ist, schätzt die Eigenschaften der Übertragungsleitung durch Bezugnahme auf das Pilotsymbol P, welches in der Empfangssymbolgruppe S12 enthalten ist, ab und berechnet die inversen Eigenschaften der Übertragungsleitung auf der Basis des Ergebnisses der Schätzung. Dann führt die Übertragungsleitungsschätzschaltung 13 die Faltungsmultiplikation des numerischen Werts, welcher die inversen Eigenschaften der Übertragungsleitung in dem Zeitbereich angibt, bezüglich jedes Informationssymbolabschnitts der Empfangssymbolgruppe S12 unter Verwendung der Ausgleichsschaltung, welche einen Equalizer aufweist, durch, sodass sie die Einflüsse wie beispielsweise Fading, usw., welche auf die Übertragungsleitung ausgeübt worden sind, beseitigt. Durch diese Verarbeitung stellt die Übertragungsleitungsschätzschaltung 13 die Informationssymbolgruppen S5, welche übertragen worden ist, wieder her und gibt diese Informationssymbolgruppe an die Demodulationsschaltung 14 als die Empfangsinformationssymbolgruppe S13 aus.
Die Demodulationsschaltung 14 führt die festgelegte Demodulationsverarbeitung mit der Empfangsinformationssymbolgruppe S13 durch, um so die Codierbitgruppe S14, welche der Codierbitgruppe S4 der Sendeseite entspricht, wieder herzustellen, und gibt dann diese an die Kanalverbindungsverarbeitungsschaltung 15 aus. Außerdem ist, da Rauschkomponenten der Codierbitgruppe S14 auf der Übertragungsleitung hinzugefügt worden sind, jedes Bit der Codierbitgruppe S14 kein Binärsignal, das einen Wert „1" oder einen Wert „0" annimmt, sondern ist ein mehrwertiges Signal. Die Kanalverbindungsverarbeitungsschaltung 15 ist eine Schaltung zum Verbinden der Codierbitgruppe S14, welche fragmentarisch in Einheiten eines Kanals erhalten wird, um ein fortlaufendes Signal zu bekommen. Sie verbindet die Codierbitgruppe S14 zusammen, wenn die Codierbitgruppe S14 in der Menge, welche der Speicherkapazität des Entschachtelungspufferspeichers 16 der nachfolgenden Stufe entspricht, gesammelt worden ist, und gibt dann eine verarbeitete Codierbitfolge S15 an den Entschachtelungspufferspeicher 16 aus.
Der Entschachtelungspufferspeicher 16, der die Speicherkapazität entsprechend den mehreren Kanälen besitzt, speichert die zugeführten Codierbitfolge S15 nacheinander in dem internen Speicherbereich und ordnet die Reihenfolge der Codierbitfolge S15 in dem umgekehrten Verfahren der in dem Verschachtelungspufferspeicher 3 der Sendevorrichtung 1 durchgeführten Umordnung um, um sie so in die ursprüngliche Reihenfolge zurück zu führen, und gibt dann eine Codierbitfolge S16 an die Viterbi-Decodierschaltung 17 aus (nachfolgend wird dieses Rückführen in die ursprüngliche Reihenfolge als Entschachtelung bezeichnet). Die Viterbi-Decodierschaltung 17, welche eine Weichentscheidungs-Viterbi-Decodierschaltung aufweist, betrachtet ein Geflecht eines Faltungscodes auf der Basis der eingegebenen Codierbitfolge S16, schätzt den wahrscheinlichsten Zustand aus allen Übertragungszuständen, welcher durch die Daten angenommen werden kann (so genannte Maximum-Likelihood-Folgenschätzung), stellte dadurch eine übertragene Informationsbitfolge S18 wieder her und gibt diese aus.
Übrigens werden in einer solchen herkömmlichen Empfangsvorrichtung 10 die Symbole vorübergehend in jedem Kanal angeordnet und gesendet, da sie zum Schätzen der Einflüsse, welche durch die Übertragungsleitung ausgeübt worden sind, durch Durchführen einer Faltungsmultiplikation des Zeitbereichs unter Verwendung der Ausgleichsschaltung, welche einen Equalizer aufweist, ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang gibt es ein derartiges Problem, dass der Aufbau der Empfangsvorrichtung kompliziert ist. Außerdem kann in dem obigen TDMA-Modus eine Kommunikationsqualität in Abhängigkeit von der Zeit des Übertragungskanals TX verschieden sein; in einer solchen herkömmlichen Empfangsvorrichtung 10 wurde die Zuverlässigkeit, welche die Kommunikationsqualität des Übertragungskanals TX angibt, nicht zum Reflektieren des Codierbits, welches durch diesen Kanal geschickt worden ist, angeordnet. Deshalb gibt es solche Nachteile, dass die Genauigkeit der Maximum-Likelihood-Folgenschätzung der Viterbi-Decodierschaltung 17 nicht verbessert werden kann, und die übertragene Informationsbitfolge kann nicht mit einer hohen Genauigkeit wiederhergestellt werden.
Ein Verfahren zum Korrigieren des Effekts eines Restphasenfehlers, der ein mit einem Mehrträgerübertragungssystem übertragenes digitales Symbol beeinflusst, bei dem in einem ersten Schritt Verzerrungen entfernt werden, ist in der FR-A-2,721,7788 beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Empfangsvorrichtung, ein Kommunikationssystem und ein Kommunikationsverfahren vorzusehen, in welchen die Genauigkeit der Maximum-Likelihood-Folgenschätzung der Viterbi-Decodierschaltung verbessert werden kann und die übertragene Informationsbitfolge mit einer hohen Genauigkeit wiederhergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Empfangsvorrichtung, ein Kommunikationssystem und ein Kommunikationsverfahren gemäß den beigeschlossenen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den entsprechenden Unteransprüchen definiert.
Als Ergebnis können durch die Verwendung eines einfachen Aufbaus auf der Übertragungsleitung verliehene Einflüsse beseitigt werden und so kann die Informationssymbolgruppe exakt wiederhergestellt werden, außerdem kann die Zuverlässigkeit der Übertragungsleitung jeder Symbolgruppe auf die Codierbitgruppe reflektiert werden, auf diese Weise kann die Maximum-Likelihood-Folgenschätzung genau angewendet werden und die gesendete Informationsbitfolge kann exakt wiederhergestellt werden.
Das Wesen, das Prinzip und die Anwendbarkeit der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen, in denen gleiche Teile durch gleiche Bezugsziffern oder -zeichen gekennzeichnet sind, besser verständlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beiliegenden Zeichnungen sind:
1A und 1B schematische Darstellungen zur Erläuterung des Prinzips eines TDMA-Systems;
2 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des Aufbaus der herkömmlichen Sendevorrichtung;
3 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des Aufbaus der herkömmlichen Empfangsvorrichtung;
4 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Anordnung der herkömmlichen Pilotsymbole;
5 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Aufbaus eines Funkkommunikationssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Aufbaus der Sendevorrichtung des Funkkommunikationssystems;
7 eine Signalpunktkonstruktion zur Erläuterung des Prinzips der QPSK-Modulation;
8 eine Signalpunktkonstruktion zur Erläuterung des Prinzips der 8PSK-Modulation;
9 eine Signalpunktkonstruktion zur Erläuterung des Prinzips einer 16QAM-Modulation;
10 eine Signalpunktkonstruktion zur Erläuterung des Prinzips einer 64QAM-Modulation;
11 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Anordnung von Pilotsymbolen;
12 eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Übertragungssymbolen, welche einer inversen Fourier-Transformation ausgesetzt worden sind;
13 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Aufbaus der Empfangsvorrichtung des Funkkommunikationssystems;
14 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Aufbaus der Übertragungsleitungsschätzschaltung;
15 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Funktionsprinzips der Multiplikationsschaltung 51, welche in der Übertragungsleitungsschätzschaltung enthalten ist;
16 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Symbolfolge S45 in der Übertragungsleitungsschätzschaltung;
17 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens der Erzeugung der Referenzsymbolfolge in der Übertragungsleitungsschätzschaltung;
18 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens der Erzeugung der Referenzsymbolfolge in der Übertragungsleitungsschätzschaltung;
19 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens der Erzeugung der Referenzsymbolfolge in der Übertragungsleitungsschätzschaltung;
20 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Aufbaus der Demodulationsschaltung, welche der QPSK-Modulation entspricht;
21 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Aufbaus der Demodulationsschaltung, welche einer 8PSK-Modulation entspricht;
22 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Aufbaus der Demodulationsschaltung, welche einer 16PSK-Modulation entspricht;
23 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Aufbaus der Demodulationsschaltung, welche einer 64PSK-Modulation entspricht; und
24 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Aufbaus der Gewichtungsschaltung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Bevorzugte Ausführungsbeispiele dieser Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
(1) Gesamtaufbau eines Funkkommunikationssystems
Bezug nehmend nun auf 5 ist ein Funkkommunikationssystem wie beispielsweise ein tragbares Telefonsystem, das allgemein mit 20 bezeichnet ist, gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und es ist aus Basisstationsvorrichtungen 21, die in jede von Zellen gesetzt sind, welche durch Aufteilung des Bereichs gebildet sind, in dem der Kommunikationsdienst angeboten wird, und tragbaren Telefonen 22 als mobile Stationen zur Kommunikation mit der Basisstation 21 aufgebaut.
Die Basisstationsvorrichtung 21 ist aus einer Sendevorrichtung 23 zum Senden der Informationsbitfolge zu dem tragbaren Telefon 22 unter Verwendung des festgelegten Frequenzkanals, einer Empfangsvorrichtung 24 zum Empfangen der Informationsbitfolge, welche von dem tragbaren Telefon 22 übertragen worden ist, unter Verwendung des festgelegten Frequenzkanals und einer Steuereinheit 25 zum Steuern der Funktionen der Sendevorrichtung 23 und der Empfangsvorrichtung 24 und zum Verwalten des Frequenzkanals, welcher zum Kommunizieren mit dem tragbaren Telefon 22 verwendet wird, aufgebaut. Analog ist das tragbare Telefon 22 aus einer Sendevorrichtung 26 zum Senden der Informationsbitfolge zu der Basisstationsvorrichtung 21 unter Verwendung des festgelegten Frequenzkanals, einer Empfangsvorrichtung 27 zum Empfangen der Informationsbitfolge, welche von der Basisstationsvorrichtung 21 unter Verwendung des festgelegten Frequenzkanals gesendet worden ist, und einer Steuereinheit 28 zum Steuern der Funktionen der Sendevorrichtung 26 und der Empfangsvorrichtung 27 und zum Verwalten des Frequenzkanals, welcher zum Kommunizieren mit der Basisstationsvorrichtung 21 verwendet wird, aufgebaut.
Im Fall dieses Funkkommunikationssystems 20 wurden mehrere Frequenzkanäle, welche zur Kommunikation zwischen der Basisstationsvorrichtung 21 und den tragbaren Telefonen 22 verwendet werden, vorgesehen und ein beliebiges Paar von Frequenzkanälen aus diesen wird zur Kommunikation von der Basisstationsvorrichtung 21 zu dem tragbaren Telefon 22 und zur Kommunikation von dem tragbaren Telefon 22 zu der Basisstationsvorrichtung 21 verwendet. In diesem Fall ist jeder Frequenzkanal aus zum Beispiel 24 Nebenträgern aufgebaut; bei der Kommunikation wird die gesendete Informationsbitfolge auf die Nebenträger verteilt und überlagert, und eine so genannte Mehrträgerkommunikation wird durchgeführt. Hierbei ist dieses Funkkommunikationssystem 20 zum Trennen der übertragenen Informationsbitfolge in Einheiten eines Kanals und zum Verteilen und Überlagern der getrennten Informationsbitfolge auf die obigen Nebenträger ausgebildet. Außerdem ist dieses Funkkommunikationssystem 20 zum Durchführen des so genannten Frequenzspringens, d. h. zum zufälligen Ändern des verwendeten Frequenzkanals für jeden Kanal auf der Basis des vorbestimmten Musters ausgebildet, um so die Einflüsse einer von der anderen Kommunikation empfangenen Interferenzwelle zu verringern.
Hier werden nun die Sendevorrichtungen 23, 26 und die Empfangsvorrichtungen 24, 27, welche an der Basisstationsvorrichtung 21 und dem tragbaren Telefon 22 eingerichtet sind, konkret beschrieben. Da die Sendevorrichtung 23 und die Sendevorrichtung 26 den gleichen Aufbau haben, und die Empfangsvorrichtung 24 und die Empfangsvorrichtung 27 ebenfalls den gleichen Aufbau haben, werden hier nur die Sendevorrichtung 23 und die Empfangsvorrichtung 27 beschrieben.
(2) Aufbau der Sendevorrichtung
Der Aufbau der Sendevorrichtung 23 wird zuerst in diesem Absatz beschrieben. Wie in 6 dargestellt, die an den entsprechenden Abschnitten die gleichen Bezugsziffern wie jene von 2 hat, weist die Sendevorrichtung 23 grob eine Faltungscodierschaltung 2, einen Verschachtelungspufferspeicher 3, eine Kanalbildungsverarbeitungsschaltung 4, eine Modulationsschaltung 5, eine Pilotsymboladditionsschaltung 31, eine inverse Fast-Fourier-Transformations (IFFT)-Schaltung 32, eine Sendeschaltung 33 und eine Antenne 8 auf. Die Sendevorrichtung 23 hat beinahe den gleichen Aufbau wie die in 2 dargestellte Sendevorrichtung, außer dass die invere Fast-Fourier-Transformationsschaltung 32 hinzugefügt worden ist und dass die Inhalte der Verarbeitung der Pilotsymboladditionsschaltung 31 und der Sendeschaltung 33 geändert worden sind.
Zuerst wird in dieser Sendevorrichtung 23 die Codierbitgruppe S4, welche durch die Kanalbildungsverarbeitungsschaltung 4 getrennt worden ist, in die Modulationsschaltung 5 eingegeben. Die Modulationsschaltung 5 führt eine Modulationsverarbeitung eines Synchrondemodulatorsystems mit der eingegebenen Codierbitgruppe S4 auch im Fall der Sendevorrichtung 23 durch. Als Modulationsverarbeitung sind verschiedene Modulationssysteme denkbar, und zum Beispiel sind eine QPSK-Modulation (Quadraturphasenumtastung), eine 8PSK-Modulation (8-Phasenumtastung), eine 16QAM-Modulation (16-Quadraturamplitudenmodulation) und eine 64QAM-Modulation (64-Quadraturamplitudenmodulation) typisch.
Als Kurzbeschreibung der jeweiligen Modulationssysteme an diesem Punkt ist die QPSK-Modulation eine Phasenmodulation, bei der, wie der Name sagt, vier Phasenzustände existieren, und sie ist ein solches Modulationssystem, dass Informationen, welche zwei Bits entsprechen, durch vier Arten von Signalpunkten (Symbolen) dargestellt werden, welche an den Phasenwerten von π/4, 3π/4, 5π/4 und 7π/4 existieren, wie in 7 dargestellt. Dagegen ist die 8PSK-Modulation eine Phasenmodulation, bei der, wie der Name sagt, acht Phasenzustände existieren, und sie ist ein solches Modulationssystem, dass 3-Bit-Informationen durch acht Arten von Signalpunkten dargestellt werden, welche auf dem Kreis der Amplitude „1" existieren und deren Phasenwerte voneinander um π/4 abweichen, wie in 8 dargestellt. Dagegen ist die 16QAM-Modulation eine solche Modulation, dass, wie ihr Name sagt, 16 Arten von Signalpunkten, deren Amplituden unterschiedlich sind, existieren, und ein solches Modulationssystem, dass 4-Bit-Informationen durch 16 Arten von Signalpunkten dargestellt werden, welche jeweils durch Teilen der Amplituden der I-Komponente und der Q-Komponente mit dem Schwellenwert von ±√2/5 erzeugt worden sind, wie in 9 dargestellt. Dagegen ist die 64QAM-Modulation eine solche Modulation, dass, wie ihr Name sagt, 64 Arten von Signalpunkten, deren Amplituden verschieden sind, existieren, und sie ist ein solches Modulationssystem, dass 6-Bit-Informationen durch 64 Arten von Signalpunkten dargestellt werden, die jeweils durch Teilen der Beträge der I-Komponente und der Q- Komponente mit den Schwellenwerten von ±√2/21, ±2 × √2/21 und ±3 × √2/21 erzeugt worden sind, wie in 10 dargestellt. In diesem Zusammenhang sind bezüglich 7–10 die numerischen Werte, die den Signalpunkten angefügt worden sind, die durch die Signalpunkte gezeigten Bitinformationen.
Die Modulationsschaltung 5 führt irgendeine Verarbeitung aus diesen Modulationsverarbeitungen mit der Codierbitgruppe S4 durch und gibt dann die resultierende Informationssymbolgruppe S5 an die anschließende Pilotsymboladditionsschaltung 31 aus. Die Pilotsymboladditionsschaltung 31 ist eine Schaltung zum Hinzufügen eines Pilotsymbols P zu jeder Symbolgruppe der Informationssymbolgruppe S5; im Fall dieser Sendevorrichtung 23 sind in einem in 11 dargestellten Beispiel die Pilotsymbole P nicht an die vorderste Position der Symbolgruppe hinzugefügt, sondern die Pilotsymbole P sind in Räume zwischen die Informationssymbole I, welche die Symbolgruppe bilden, eingefügt.
In diesem Zusammenhang weist ein Kanal, wie er hier benutzt wird, 24 Symbole auf, was die Menge der Pilotsymbole P und der Informationssymbole I ist, da die Symbole von einem Kanal auf 24 Nebenträger verteilt werden, wie oben erwähnt. Das Pilotsymbol P ist ein bekanntes Mustersymbol, welches der Empfangsvorrichtungsseite vorbekannt ist, wobei sein Amplitudenwert „1" und sein Phasenwert zufällig ist. Bezüglich des Phasenwerts unterscheidet er sich jedoch von der übrigen Kommunikation. Dies ist wegen der Tatsache, dass die Empfangsvorrichtungsseite zum Durchführen einer Schätzung der dieses Pilotsymbol P verwendenden Übertragungsleitung ausgebildet ist, und so würde, falls die übrige Kommunikation und das Pilotsymbol P gleich wären, eine Schätzung der Übertragungsleitung unvorteilhafterweise bezüglich der übrigen Kommunikation durchgeführt werden, und dies ist zu vermeiden.
Die Übertragungssymbolgruppe S20, welche auf diese Weise durch Hinzufügen des Pilotsymbols P erzeugt worden ist, wird zu der nachfolgenden inversen Fast-Fourier-Transformationsschaltung 32 ausgegeben. Um die jeweiligen Symbole, welche die Übertragungssymbolgruppe S20 aufweisen, auf die obigen 24 Nebenträger zu verteilen und zu überlagern (d. h. um die jeweiligen Symbole der Übertragungssymbolgruppe S20 auf der Frequenzachse anzuordnen und sie zu senden), führt die inverse Fast-Fourier-Transformationsschaltung 32 eine inverse Fourier-Transformation bezüglich der Übertragungssymbolgruppe S20 durch. Hierdurch wird aus der eingegebenen Symbolgruppe, welche auf der Zeitachse angeordnet gewesen ist, ein solches Signal erzeugt, dass es auf der Frequenzachse angeordnet ist. An diesem Punkt ist der Aspekt der Übertragungssymbolgruppe S21, welche durch Durchführen der inversen Fourier-Transformation erzeugt worden ist, in 12 dargestellt. Aus dieser 12, welche den Aspekt der Übertragungssymbolgruppe S21 basierend auf der Frequenz zeigt, kann man eine solche Situation erkennen, dass durch Durchführen der inversen Fourier-Transformation 24 Symbole, welche die Pilotsymbole P und die Informationssymbole I aufweisen, auf der Frequenzachse angeordnet und einzeln den 24 Nebenträgern zugeordnet worden sind.
Außerdem ist die inverse Fast-Fourier-Transformationsschaltung 32 auch zum Durchführen einer Fensterüberbrückungsverarbeitung, was als Fenstertechnikverarbeitung bezeichnet wird, mit der Übertragungssymbolgruppe S21, welche durch Durchführen der inversen Fourier-Transformation erzeugt worden ist, und zum Unterdrücken der unerwünschten Außerbandstörungen ausgebildet. Bezüglich des konkreten Verfahrens der Fenstertechnikverarbeitung kann sie durch Filtern der Übertragungssymbolgruppe S21 durch ein Cosinus-Roll-Off-Filter auf der Zeitachse realisiert sein. Die Übertragungssymbolgruppe S21 wird durch diese Verarbeitung in der inversen Fast-Fourier-Transformationsschaltung 32 erzeugt und dann der anschließenden Sendeschaltung 33 ausgegeben.
Nach Durchführung der Filterverarbeitung mit der Übertragungssymbolgruppe S21 führt die Sendeschaltung 33 eine Digital/Analog-Umsetzungsverarbeitung mit der Übertragungssymbolgruppe S21 durch, um das Übertragungssignal zu erzeugen. Durch Durchführen einer Frequenzumsetzung mit dem Übertragungssignal erzeugt die Sendeschaltung 33 ein Übertragungssignal S22 des festgelegten Frequenzkanals, verstärkt dies auf die festgelegte elektrische Leistung und überträgt diese dann über die Antenne 8. Die Sendeschaltung 33 ist zum zufälligen Ändern des verwendeten Frequenzkanals für jeden Kanal auf der Basis des Musters, welches vorbestimmt worden ist, und zum Reduzieren der Einflüsse der von der anderen Kommunikation empfangenen Interferenzwellen ausgebildet.
Auf diese Weise ist die Sendevorrichtung 23 zum Durchführen einer Mehrträgerkommunikation zum Senden einer Informationsbitfolge, was die Aufgabe der Über tragung mit mehreren Nebenträgern ist, durch Verteilen und Überlagern der Codierbitgruppe, welche in Einheiten eines Kanals getrennt worden ist, auf die mehreren Nebenträger ausgebildet.
(3) Aufbau der Empfangsvorrichtung
Dagegen weist die Empfangsvorrichtung 27, wie sie in 13 dargestellt ist, die die gleichen Bezugsziffern wie jene der 3 an den entsprechenden Abschnitten hat, grob eine Antenne 11, eine Empfangsschaltung 40, eine Fast-Fourier-Transformations (FFT)-Schaltung 41, eine Demodulationseinheit 42, eine Kanalverbindungsverarbeitungsschaltung 15, einen Entschachtelungspufferspeicher 16 und eine Viterbi-Decodierschaltung 17 auf und hat beinahe den gleichen Aufbau wie jener der in 3 dargestellten Empfangsvorrichtung 10, außer dass die Fast-Fourier-Transformationsschaltung 41 hinzugefügt worden ist und dass die Inhalte der Verarbeitung der Empfangsschaltung 40 und der Demodulationseinheit 42 geändert worden sind.
Die Antenne 11 empfängt zuerst das Übertragungssignal S22, welches von der Sendevorrichtung 23 übertragen worden ist, und gibt dann dieses der Empfangsschaltung 40 als ein Empfangssignal S30 ein. Nach dem Verstärken des eingegebenen Empfangssignals S30 führt die Empfangsschaltung 40 eine Frequenzumsetzung an dem Empfangssignal S30 durch, um so das Basisbandsignal zu entnehmen, führt eine Filterverarbeitung bezüglich des Basisbandsignals durch, übt eine Analog/Digital-Umsetzungsverarbeitung an dem Basisbandsignal aus, um so eine Empfangssymbolgruppe S31 zu entnehmen, und gibt dann die Empfangssymbolgruppe S31 an die Fast-Fourier-Transformationsschaltung 41 aus.
In diesem Zusammenhang ist die Empfangsschaltung 40 zum Ändern des Empfangsfrequenzkanals auf der Basis des Musters, welches gleich jenem der Sendeseite ist, ausgebildet und dadurch in der Lage, den Empfangsvorgang korrekt durchzuführen, indem mit der Sendeseite auch in dem Fall, dass die Sendeseite den Frequenzkanal geändert hat, Schritt gehalten wird.
Die Fast-Fourier-Transformationsschaltung 41 führt eine Fensterüberbrückungsverarbeitung, was eine Fenstertechnikverarbeitung genannt wird, mit der eingegebenen Empfangssymbolgruppe S31 durch, um so eine Signalkomponente zu entnehmen, welche einem Kanal entspricht, und führt dann eine Fourier-Transformation mit der Signalkomponente durch. Auf diese Weise kann die Symbolgruppe, welche in einer geordneten Weise auf der Frequenzachse entnommen worden ist, in einer geordneten Weise auf der Zeitachse erzeugt werden. Eine Empfangssymbolgruppe S32, welche auf diese Weise durch Durchführen der Fourier-Transformation entnommen worden ist, wird der nachfolgenden Demodulationseinheit 42 eingegeben. Außerdem ist die Fast-Fourier-Transformationsschaltung 41 zum Filtern der Empfangssymbolgruppe S31 durch ein Cosinus-Roll-Off-Filter auf der Zeitachse ausgebildet, um so eine Fensterüberbrückungsverarbeitung in der gleichen Weise wie die inverse Fast-Fourier-Transformationsschaltung 32 der Senderseite durchzuführen.
Die Demodulationseinheit 42 ist aus einer Übertragungsleitungsschätzschaltung 43, einer Demodulationsschaltung 44 und einer Gewichtungsschaltung 45 aufgebaut und zum Eingeben der zugeführten Empfangssymbolgruppe S32 zu der Übertragungsleitungsschaltung 43 und der Gewichtungsschaltung 45 ausgebildet. Die Übertragungsleitungsschätzschaltung 43 extrahiert das Pilotsymbol P, welches in der Empfangssymbolgruppe S32 enthalten ist, schätzt die Eigenschaften der Übertragungsleitung jedes Kanals auf der Basis der Amplitude und der Phase des Pilotsymbols P, multipliziert jedes Informationssymbol I der Empfangssymbolgruppe S32 mit dem Wert der Kehrzahl der Symbolfolge, welche das Ergebnis der Schätzung für jedes Symbol zeigt, um die Empfangsinformationssymbolgruppe S33 zu erzeugen, aus welcher der durch die Übertragungsleitung ausgeübte Einfluss beseitigt worden ist, und gibt dann diese der nachfolgenden Demodulationsschaltung 44 aus. Außerdem gibt die Übertragungsleitungsschätzschaltung 43 die Symbolfolge S34, welche die Eigenschaften der Übertragungsleitung zeigt, an die nachfolgende Gewichtungsschaltung 45 aus.
Die Demodulationsschaltung 44 setzt die jeweilige Empfangsinformationssymbolgruppe S33 der festen Demodulationsverarbeitung aus (d. h. einer Demodulationsverarbeitung entsprechend der Modulationstechnik, welche auf der Sendeseite durchgeführt worden ist, zum Beispiel einer Demodulationsverarbeitung entsprechend einer QPSK-Modulation, einer 8PSK-Modulation, einer 16QAM-Modulation oder einer 64QAM-Modulation), sodass sie die Codierbitgruppe S35 aus der Empfangsinformationssymbolgruppe S33 entnimmt und diese dann der Gewichtungsschaltung 45 ausgibt. Außerdem ist, da Rauschkomponenten der Codierbitgruppe S35 auf der Übertragungsleitung hinzugefügt worden sind, jedes Bit davon kein Binärsignal von „0" oder „1", sondern ein mehrwertiges Signal.
Auf der Basis der eingegebenen Empfangssymbolgruppe S32 und der Symbolfolge S34, welche die Eigenschaften der Übertragungsleitung zeigt, schätzt die Gewichtungsschaltung 45 die Zuverlässigkeit des Kanals, durch welchen die Codierbitgruppe S35 für jeden Kanal geliefert worden ist, und berechnet dann den Gewichtungsfaktor, welcher die Zuverlässigkeit des Kanals zeigt. Dann multipliziert die Gewichtungsschaltung 45 die Codierbitgruppe S35 für jeden Kanal mit dem berechneten Gewichtungsfaktor, um so jedes Bit der Codierbitgruppe S35 die Zuverlässigkeit des Kanals reflektieren zu lassen und gibt die resultierende Codierbitgruppe S36 an die nachfolgende Kanalverbindungsschaltung 15 aus.
Ferner gibt die Gewichtungsschaltung 45 gleichzeitig hierzu einen Gewichtungsfaktor S37, welcher die Zuverlässigkeit des Kanals zeigt, an die obige Steuereinheit 28 aus und so ist die Steuereinheit 28, wenn die Steuereinheit 28 den Gewichtungsfaktor S37 beobachtet, in der Lage, einfach zu beurteilen, ob der Frequenzkanal, welcher für die Kommunikation verwendet wird, günstig ist oder nicht, und falls nicht, ist sie in der Lage, den Frequenzkanal sofort zu ändern.
Die Kanalverbindungsverarbeitungsschaltung 15, welche eine Schaltung zum Verbinden der Codierbitgruppe S36, welche man fragmentarisch in Einheiten eines Kanals erhält, um eine kontinuierliches Signal zu bekommen, ist, verbindet die Codierbitgruppe S36 zusammen, wenn die Codierbitgruppe S36 in der Menge, welche der Speicherkapazität des Entschachtelungsputferspeichers 16 der nachfolgenden Stufe entspricht, gesammelt worden ist, und gibt dann die resultierende Codierbitfolge S38 an den Entschachtelungspufferspeicher 16 aus.
Der Entschachtelungspufferspeicher 16, welcher die Speicherkapazität entsprechend den mehreren Kanälen besitzt, speichert die zugeführte Codierbitfolge S38 nacheinander in dem internen Speicherbereich und ordnet die Reihenfolge der Codierbitfolge S38 in dem inversen Verfahren der in dem Verschachtelungspufferspeicher 3 der Sendevorrichtung 23 durchgeführten Umordnung um, um sie so zu der ursprüng lichen Reihenfolge zurück zu führen, und gibt dann eine resultierende Codierbitfolge S39 an die Viterbi-Decodierschaltung 17 aus.
Die Viterbi-Decodierschaltung 17, die eine Weichentscheidungs-Viterbi-Decodierschaltung aufweist, wendet eine Maximum-Likelihood-Folgenschätzung auf die eingegebene Codierbitfolge S39 an, sodass sie die übertragene Informationsbitfolge S40 wiederherstellt. In diesem Fall wurde in der Gewichtungsschaltung 45 der vorhergehenden Stufe die Zuverlässigkeit des Kanals, durch welchen die Codierbitfolge S35 übertragen worden ist, für immer berechnet und genau die Codierbitfolge S35 wurde mit dem Gewichtungsfaktor S37, der die Zuverlässigkeit des Kanals zeigt, für immer multipliziert. Deshalb wurde das Signalniveau jedes Bits der Codierbitfolge S39, die der Viterbi-Decodierschaltung 17 eingegeben wird, bereits zu dem der Zuverlässigkeit des Kanals entsprechenden Niveau, und so reflektieren die Signalniveaus auch in dem Fall, dass die Kommunikationsqualitäten der jeweiligen Kanäle unterschiedlich zueinander sind, die Kommunikationsqualitäten durch die Zuverlässigkeit. Demgemäß ist die Viterbi-Decodierschaltung 17, wenn eine solche Codierbitfolge S39 der Viterbi-Decodierschaltung 17 eingegeben worden ist, in der Lage, die die Zuverlässigkeit jedes Kanals einführende Maximum-Likelihood-Folgenschätzung anzuwenden, und so ist sie in der Lage, die Maximum-Likelihood-Folgenschätzung genauer anzuwenden und die Informationsbitfolge S40 genauer wiederherzustellen.
(4) Aufbau der Übertragungsleitungsschätzschaltung
Als nächstes wird in diesem Absatz die obige Übertragungsleitungsschätzschaltung 43 konkret beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden das Pilotsymbol P und das Informationssymbol I, welche in der empfangenen Empfangssymbolgruppe S32 enthalten sind, als Pilotsymbol P' bzw. Informationssymbol I' bezeichnet. Wie in 14 dargestellt, wird in der Übertragungsleitungsschätzschaltung 43 die Empfangssymbolgruppe S32, die von der Fast-Fourier-Transformationsschaltung 41 zugeführt wird, zuerst einem Signaltrennschalter 50 eingegeben. Dieser Signaltrennschalter 50 ist ein Schalter zum Trennen des Pilotsymbols P' und des Informationssymbols I', die in der Empfangssymbolgruppe S32 enthalten sind, voneinander und ist so ausgebildet, dass er zu der Zeit, wenn die Empfangssymbolgruppe S32 das Pilotsymbol P' ist, zu der Seite der Multiplikationsschaltung 51 schaltet und zu der Zeit, wenn die Empfangssymbolgruppe S32 das Informations symbol I' ist, zu der Seite des Pufferspeichers 52 schaltet, um so das Pilotsymbol P' und das Informationssymbol I' voneinander zu trennen.
Der Pufferspeicher 52, der eine Speicherschaltung zum Speichern der von einem Kanal erhaltenen Informationssymbole I' ist, speichert nacheinander die Informationssymbole I', welche durch die Signaltrennschaltung 50 entnommen worden sind, in den internen Speicherbereich, um so die Informationssymbole I' bis zu der Menge zu speichern, die einem Kanal entspricht. Ferner liest der Pufferspeicher 52, wenn die Informationssymbole I', die einem Kanal entsprechen, gespeichert worden sind, die Informationssymbole I' synchron zu dem Datenausgangstakt einer Kehrwertberechnungsschaltung 53, die nachfolgend beschrieben wird, in der Reihenfolge und gibt sie aus.
Andererseits wird jedes Pilotsymbol P', das durch die Signaltrennschaltung 50 entnommen worden ist, der Multiplikationsschaltung 51 eingegeben. Dieser Multiplikationsschaltung wird ein Referenzpilotsymbol P_ref, das von einer Pilotsymbolspeicherschaltung 54 gelesen worden ist, eingegeben, und die Multiplikationsschaltung 51 führt eine komplexe Multiplikation mit dem Pilotsymbol P' und dem konjugiert-komplexen Wert des Referenzpilotsymbols P_ref durch und findet dadurch den Quotienten, der durch Teilen des Pilotsymbols P' durch das Referenzpilotsymbol P_ref gegeben ist. Außerdem ist das Referenzpilotsymbol P_ref das gleiche Symbol wie das Pilotsymbol P, das durch die Senderseite übertragen worden ist, und sein Amplitudenwert ist „1" und sein Phasenwert fällt mit dem des Pilotsymbols P zusammen. Deshalb entspricht, wie in 15 dargestellt, der Teilungsvorgang in der Multiplikationsschaltung 51 prinzipiell dem Verfahren des Rückführens des Phasenwerts des empfangenen Pilotsymbols P' auf „0", und die Symbolfolge S45, die von der Multiplikationsschaltung 51 ausgegeben wird, sollte zu solchen Symbolen werden, dass ihre Amplitudenwerte „1" und alle ihre Phasenwerte „0" sind.
Wegen Einflüssen von Rauschen, Fading, Interferenzwellen, usw. oder einer Abweichung der Fenstertechnikverarbeitung in der Fast-Fourier-Transformationsschaltung 41, usw. sind jedoch tatsächlich unerwünschte Signalkomponenten in der Empfangssymbolgruppe S32 enthalten und so stimmt das empfangene Pilotsymbol P' niemals vollständig mit dem übertragenen Pilotsymbol P überein. Als Ergebnis hiervon wird, wie in 16 dargestellt, die Symbolfolge S45, die von der Multi plikationsschaltung 51 ausgegeben wird, niemals zu solchen Symbolen, dass ihre Amplitudenwerte „1" und alle ihre Phasenwerte „0" sind.
Deshalb können durch Beobachten der von der Multiplikationsschaltung 51 ausgegebenen Symbolfolge S45 die Eigenschaften der Übertragungsleitung wie beispielsweise Rauschen, Fading, usw. die Beeinflussungen von Interferenzwellen, usw. und die Abweichung der Fenstertechnikverarbeitung, usw. geschätzt werden. So ist diese Übertragungsleitungsschätzschaltung 43 zum Schätzen der Eigenschaften der Übertragungsleitung, usw. durch Analysieren der Symbolfolge S45 ausgebildet.
Die Symbolfolge S45, die man auf diese Weise erhalten hat, wird der nachfolgenden Multiplikationsschaltung 55 und der Verzögerungsschaltung 56 eingegeben. Die Verzögerungsschaltung 56 verzögert jedes der Symbole der Symbolfolge S45 in der Reihenfolge um das Maß, das einem Symbol entspricht, und gibt die resultierende verzögerte Symbolfolge S46 an die Multiplikationsschaltung 55 aus. In der Multiplikationsschaltung 55 wird das aktuelle Symbol, welches als Symbolfolge S45 gegeben worden ist, einer komplexen Multiplikation mit dem konjugiert-komplexen Wert des vorangehenden Symbols, d. h. dem letzten Symbol, das als verzögerte Symbolfolge S46 gegeben worden ist, unterzogen, ein Phasendifferenzsignal S47 wird berechnet, das die Phasendifferenz zwischen dem aktuellen Symbol und dem vorhergehenden Symbol zeigt, und dann wird das Phasendifferenzsignal S47 der nachfolgenden Phasenwertberechnungsschaltung 57 ausgegeben. Die Phasenwertberechnungsschaltung 57 berechnet die Arcustangens (arctan)-Funktion des Phasendifferenzsignals S47, um die Phasendifferenz S48 zwischen dem aktuellen Symbol und dem vorhergehenden Symbol zu erhalten, und gibt dies der folgenden Additionsschaltung 58 aus.
Die Additionsschaltung 58 ist eine Schaltung zum Berechnen des absoluten Phasenwerts des aktuellen Symbols durch Addieren der Phasendifferenz S48 zu dem absoluten Phasenwert des vorhergehenden Symbols, das man als Vorgängersymbol erhalten hat. Die Additionsschaltung 58 addiert die Phasendifferenz S48 zu dem absoluten Phasenwert S49 des Vorgängersymbols, das durch eine Verzögerungsfunktion einer Verzögerungsschaltung 59 erhalten worden ist, um so den absoluten Phasenwert S50 des aktuellen Symbols zu berechnen, und gibt dann diesen der Verzögerungsschaltung 59, einer Multiplikationsschaltung 60 und einer Summenadditionsschaltung 61 aus.
In diesem Zusammenhang kann aus dem Grund, dass der absolute Phasenwert des aktuellen Symbols durch Berechnen der Phasendifferenz zwischen dem aktuellen Symbol und dem vorhergehenden Symbol und durch Addieren der Phasendifferenz zu dem absoluten Phasenwert des vorhergehenden Symbols herausgefunden wird, obwohl 2π oder mehr Phasendrehungen der Symbolfolge S45 insgesamt existieren, die Richtung der Phasendrehung beurteilt werden, sofern die Phasendifferenz zwischen den Symbolen geringer als π ist, sodass der absolute Phasenwert jedes Symbols sicher berechnet werden kann. Hierbei bezieht sich der absolute Phasenwert auf das absolute Maß der Drehung; wenn er als Beispiel 5π/2 Drehungen beträgt, wird er nicht als π/2 behandelt, sondern als 5π/2 behandelt, was das absolute Maß der Drehung ist.
Die Summenadditionsschaltung 61 ist eine Schaltung zum Durchführen einer Summenaddition der absoluten Phasenwerte, die man aus der Symbolfolge S45 erhalten hat, in der Menge, die einem Kanal entspricht. Die Summenadditionsschaltung 61 summiert die eingegebenen absoluten Phasenwerte S50 und gibt einen Summenphasenwert S51 an eine Berechnungseinheit 62 aus. Andererseits multipliziert die Multiplikationsschaltung 60 den absoluten Phasenwert S50, der von der Additionsschaltung 58 zugeführt wird, mit der Symbolnummer S52, die von einem Symbolzähler 63 zugeführt wird, der nachfolgend beschrieben wird, um einen Wert S53 des Produkts des absoluten Phasenwerts und der Symbolnummer bezüglich jedes Symbols zu erhalten, und gibt dann diesen an die Summenadditionsschaltung 64 aus. Die Summenadditionsschaltung 64 führt eine Summenaddition mit den Produktwerten S53, die von der Symbolfolge S45 erhalten wurden, der Menge, die einem Kanal entspricht, durch und gibt das Ergebnis als Summenwert S54 an die Berechnungseinheit 62 aus.
Die obige Symbolfolge S45 wird auch einer Amplitudenberechnungsschaltung 65 eingegeben. Die Amplitudenberechnungsschaltung 65 quadriert jedes Symbol der Symbolfolge S45 und findet die Quadratwurzel des quadrierten Ergebnisses, um so die Amplitude jedes Symbols der Symbolfolge S45 zu berechnen; dann gibt sie dieses an eine Summenadditionsschaltung 66 und an eine Multiplikationsschaltung 67 als einen Amplitudenwert S55 aus.
Die Summenadditionsschaltung 66 führt eine Summenaddition mit den Amplitudenwerten S55, die aus der Symbolfolge S45 erhalten wurden, der Menge, die einem Kanal entspricht, durch, um so die Amplitudenwerte der jeweiligen Symbole zu summieren, und gibt dann das Ergebnis als Summenamplitudenwert S56 an die Berechnungseinheit 62 aus. Andererseits multipliziert die Multiplikationsschaltung 67 den Amplitudenwert S55, der von der Amplitudenberechnungsschaltung 65 zugeführt wird, mit der Symbolnummer S52, die von einem Symbolzähler 63 zugeführt wird, der nachfolgend beschrieben wird, erhält hierdurch den Wert S57 des Produkts des Amplitudenwerts und der Symbolnummer bezüglich jedes Symbols, und gibt den Wert S57 an die Summenadditionsschaltung 68 aus. Die Summenadditionsschaltung 68 führt eine Summenaddition mit den Produktwerten S57, die aus der Symbolfolge S45 erhalten wurden, der Menge, die einem Kanal entspricht, durch und gibt das Ergebnis als Summenwert S58 an die Berechnungseinheit 62 aus.
Übrigens ist diese Übertragungsleitungsschätzschaltung 43 zum Eingeben der Empfangssymbolgruppe S32 auch an den Symbolzähler 63 ausgebildet. Der Symbolzähler 63 ist eine Schaltung zum Prüfen, an welcher Symbolstelle im Kanal das Pilotsymbol P' ist, das in der Zeit eingegeben wird, in dem die Anzahl der Symbole der Empfangssymbolgruppe S32 auf der Basis des Symboltakts gezählt wird; der Symbolzähler 63 gibt das Ergebnis als Symbolnummer S52 wie oben erwähnt an die Multiplikationsschaltungen 60 und 67 aus, und gibt die Symbolnummer S52 auch an die Summenadditionsschaltung 69 und eine Quadrierungsschaltung 70 aus.
Die Summenadditionsschaltung 69 führt eine Summenaddition der Symbolnummern S52 durch, die aus den jeweiligen Pilotsymbolen P' eines Kanals erhalten worden sind, und gibt den Summenwert S59 der Symbolnummern, den man als Ergebnis erhalten hat, an die Berechnungseinheit 62 aus. Währenddessen berechnet die Quadrierungsschaltung 70 die Quadratwerte S60 der Symbolnummern S52 und gibt die Ergebnisse an die folgende Summenadditionsschaltung 71 aus. Die Summenadditionsschaltung 71 führt eine Summenaddition mit den Quadratwerten S60 der Symbolnummern mit der Menge, die einem Kanal entspricht, durch und gibt das Ergebnis als Summenwert der Quadratwerte der Symbolnummern an die Berechnungseinheit 62 aus.
Die Berechnungseinheit 62 ist eine Schaltung zum Berechnen der Symbolfolge S34, welche die obigen Eigenschaften der Übertragungsleitung zeigt, auf der Basis der jeweiligen Werte (S51, S54, S56, S58, S59 und S61), die auf diese Weise erhalten worden sind. Die Symbolfolge S34, die durch die Berechnungseinheit 62 berechnet wird, besteht aus den Symbolen zum Zeigen der Werte einer Amplitudenschwankung der Empfangssymbolgruppe S32, in der die Amplitude variiert, und zum Zeigen des Maßes der Phasendrehung, welche an der Empfangssymbolgruppe S32 bewirkt worden ist. Diese Symbolfolge S34 wird nachfolgend als Referenzsymbolfolge S34 bezeichnet.
Die Referenzsymbolfolge S34, die durch die Berechnungseinheit 62 berechnet worden ist, wird wie oben erwähnt der Gewichtungsschaltung 45 der nachfolgenden Stufe ausgegeben und auch der Kehrwertberechnungsschaltung 53 ausgegeben. Die Kehrwertberechnungsschaltung 53 findet die Kehrwerte jedes Symbols der Referenzsymbolfolge S34 und gibt diese an eine Multiplikationsschaltung 72 aus. In diesem Zusammenhang zeigen diese Kehrwerte der Referenzsymbole S34 die inversen Eigenschaften der Übertragungsleitungseigenschaften. Die Kehrwertberechnungsschaltung 53 gibt nur die Kehrwerte entsprechend den Informationssymbolen I' aus den berechneten Kehrwerten der Referenzsymbolfolge S34 aus.
In der Multiplikationsschaltung 72 werden alle Informationssymbole I', die aus dem Pufferspeicher 52 ausgegeben werden, einer komplexen Multiplikation mit den Kehrwerten der Referenzsymbolfolge S34, die über die Kehrwertberechnungsschaltung 53 zugeführt werden, unterzogen und die Phasendrehung und die Amplitudenschwankung, denen die Informationssymbole I' unterzogen worden sind, werden beseitigt. Dann gibt die Multiplikationsschaltung 72 die resultierende Empfangsinformationssymbolgruppe S33 wie oben erwähnt an die Demodulationsschaltung 44 aus.
(5) Verfahren zum Erzeugen der Referenzsymbolfolge
Das Verfahren zum Erzeugen der Referenzsymbolfolge in der Berechnungseinheit 62 wird nun beschrieben. Vor dem Beschreiben des konkreten Verfahrens zum Erzeugen der Referenzsymbolfolge wird zunächst das Prinzip des Erzeugungsverfahrens erläutert. Wie in 17 dargestellt, überlagert die Sendevorrichtung 23 die Übertragungssymbolgruppe S5 der Menge entsprechend einem Kanal auf die jeweiligen 24 Nebenträger unter einzelner Zuordnung und sendet diese. Die Nebenträger, auf welche die Übertragungssymbolgruppe S5 überlagert worden ist, werden dem festgelegten Übertragungsverfahren wie beispielsweise einem Frequenzumsetzungsverfahren ausgesetzt und dann über die Antenne 8 übertragen. Das Übertragungssignal S22, das von der Antenne 8 gesendet worden ist, unterliegt Einflüssen, wie beispielsweise einem frequenzselektiven Fading durch die Übertragungsleitung und erreicht dann die Empfangsvorrichtung 27. Die Empfangsvorrichtung 27 empfängt diese übertragene Signal S22 und entnimmt das Basisbandsignal; dann setzt die Empfangsvorrichtung 27 dieses Signal der Fourier-Transformation aus, um die Empfangssymbolgruppe S32 zu entnehmen, die der Übertragungssymbolgruppe S5 entspricht.
Übrigens variiert die Amplitude dieser Empfangssymbolgruppe S32 und ihre Phasen drehen bezüglich der Informationssymbolgruppe S5, weil sie wie oben erwähnt dem Einfluss eines frequenzselektiven Fadings durch die Übertragungsleitung unterliegen oder dem Einfluss irgendwelcher Interferenzwellen unterliegen, und außerdem gibt es einige Fehler in der Fensterüberbrückungsverarbeitung während des Durchführens der Fourier-Transformation. Bezug nehmend nun auf 18 und 19 sind ein Beispiel einer Amplitudenschwankung und ein Beispiel einer Phasendrehung dieser Empfangssymbolgruppe S32 gezeigt. Wie in 18 dargestellt, variiert der Amplitudenwert jedes Symbols der Empfangssymbolgruppe S32 wegen der Amplitudenschwankung für jedes Symbol.
Übrigens wird der Wert der Amplitude jedes Symbols, deren Amplitude geschwankt hat, im Allgemeinen durch eine Amplitudenfunktion rn dargestellt, und die Amplitudenfunktion rn wird üblicherweise durch eine Funktion des Grades m mit der Symbolnummer n als Parameter dargestellt. Wenn jedoch diese Amplitudenfunktion rn in einem für die Praxis ausreichenden Bereich angenähert wird, wird sie durch die lineare Funktion der Symbolnummer n dargestellt, was in der folgenden Gleichung gezeigt ist: rn = ϕr·n + ζr (1) wobei ϕr einen linearen Koeffizienten bezeichnet und ξr einen Koeffizienten eines Grades Null (d. h. den Anfangswert) bezeichnet. Wenn die Amplitudenfunktion rn, die in dieser Gleichung (1) gezeigt ist, aus der Empfangssymbolgruppe S32, die gerade empfangen worden ist, gefunden worden ist, ist sie deshalb in der Lage, die Referenzsymbolfolge S34, welche den Amplitudenwert jedes Symbols, deren Amplituden variieren, zeigt, unter Verwendung der Amplitudenfunktion rn zu erzeugen. Insbesondere werden die jeweiligen Werte (S56, S58, S59 und S61) aus den Pilotsymbolen P', die wie oben erwähnt in der Empfangssymbolgruppe S32 enthalten sind, gefunden und dann werden unter Verwendung dieser Werte der Linearkoeffizient ϕr und der Koeffizient des Grades Null ζr der Amplitudenfunktion rn gefunden, sodass sie Referenzsymbolfolge S34 erzeugt wird.
Bezüglich der Phasendrehung variiert das Maß der Phasendrehung für jedes Symbol der Empfangssymbolgruppe S32 in ähnlicher Weise, wie in 19 dargestellt. Das Maß der Phasendrehung, dem jedes Symbol unterliegt, wird im Allgemeinen durch eine Phasenfunktion θn dargestellt, und die Phasenfunktion θn wird üblicherweise durch eine Funktion des Grades m mit der Symbolnummer n als Parameter dargestellt. Wenn jedoch diese Phasenfunktion θn in einem für die Praxis ausreichenden Bereich angenähert wird, wird sie durch die lineare Funktion der Symbolnummer n dargestellt, was in der folgenden Gleichung gezeigt ist: θn = ϕθ·n + ξθ (2)wobei ϕθ einen Linearkoeffizienten bezeichnet und ξθ einen Koeffizienten des Grades Null (d. h. den Anfangswert) bezeichnet. Wenn die Phasenfunktion θn, die in dieser Gleichung (2) dargestellt ist, aus der Empfangssymbolgruppe S32, die aktuell empfangen worden ist, gefunden worden ist, ist sie deshalb in der Lage, die Referenzsymbolfolge S34, die den Wert der Phasendrehung, dem jedes Symbol der Empfangssymbolgruppe S32 unterliegt, zeigt, unter Verwendung der Phasenfunktion θn zu erzeugen. Insbesondere werden die jeweiligen Werte (S51, S54, S59 und S61) aus den Pilotsymbolen P', die wie oben erwähnt in der Empfangssymbolgruppe S32 enthalten sind, herausgefunden und dann werden unter Verwendung dieser Werte der Linearkoeffizient ϕθ und der Koeffizient des Grades Null ξθ der Phasenfunktion θn gefunden, sodass die Referenzsymbolfolge S34 erzeugt wird.
An diesem Punkt wird ein konkretes Verfahren zum Erzeugen der Referenzsymbolfolge S34 erläutert. Die Berechnungseinheit 62 erhält den Linearkoeffizienten ϕr und den Koeffizienten des Grades Null ξr der Amplitudenfunktion rn und erhält auch den Linearkoeffizienten ϕθ und den Koeffizienten des Grades Null ξθ der Phasenfunktion θn durch Einsetzen der jeweiligen Werte in die folgende Gleichungen, die auf der Fehlerquadratmethode basieren: ϕr = (G × D – C × E)/(G × F – E × E) (3) ξr = (C – ϕr × E)/G (4) ϕ0 = (G × B – A × E)/(G × F – E × E) (5) ξθ = (A – ϕθ × E)/G (6)wobei A einen Wert des Summenphasenwerts S51 bezeichnet, der die Summe des absoluten Phasenwerts jedes Symbols ist, B den Summenwert S54 bezeichnet, der die Summe des Produkts des absoluten Phasenwerts und der Symbolnummer ist, C den Summenamplitudenwert S56 bezeichnet, der die Summe des Amplitudenwerts jedes Symbols ist, D den Summenwert S58 bezeichnet, der die Summe des Produkts des Amplitudenwerts und der Symbolnummer ist, E den Wert S59 der Summe der Symbolnummern bezeichnet, F den Summenwert S61 bezeichnet, der die Summe des Quadratwerts der Symbolnummer ist, und G die Gesamtsumme der Anzahl der Pilotsymbole P' in einem Kanal bezeichnet.
Dann findet die Berechnungseinheit 62 die Amplitudenfunktion rn und die Phasenfunktion θn, die in Gleichung (1) bzw. Gleichung (2) dargestellt sind, unter Verwendung der gefundenen Koeffizienten ϕr, ξr, ϕθ, ξθ; die Einheit 62 findet den Amplitudenwert jedes Symbols, das einer Amplitudenschwankung unterliegt, und findet den Wert der Phasendrehung, der jedes Symbol unterliegt, durch aufeinander folgendes Einsetzen der Symbolnummer n für die Amplitudenfunktion rn und die Phasenfunktion θn; dann erzeugt sie die Referenzsymbolfolge S34, welche diesen Amplitudenschwankungswert und dieses Phasendrehungsmaß zeigt.
Auf diese Weise ist die Multiplikationsschaltung 72 durch Zuführen dieser Referenzsymbolfolge S34 zu der Multiplikationsschaltung 72 über die Kehrwertberechnungsschaltung 53 in der Lage, die Amplitudenschwankung und die Phasendrehung, die durch ein frequenzselektives Fading, usw. bewirkt worden sind, aus dem Informationssymbol I' für jedes Symbol zu beseitigen und die genaue Wiederherstellung der Informationssymbole durchzuführen. In diesem Zusammenhang tritt in einem solchen Fall, dass die Fensterüberbrückungsverarbeitung der Fast-Fourier-Transformationsschaltung 41 abweicht, üblicherweise ein solches Phänomen auf, dass die Phasen jedes der Symbole übermäßig mit den gleichen Intervallen gedreht werden, jedoch können auch diese Phasendrehungskomponenten durch die obige Verarbeitung der Multiplikationsschaltung 72 beseitigt werden.
(6) Aufbau der Demodulationsschaltung
sAls nächstes wird in diesem Abschnitt die obige Demodulationsschaltung 44 beschrieben. Der Aufbau dieser Demodulationsschaltung 44 wird entsprechend den Modulationstechniken der Senderseite verändert, und so werden hier die Aufbauten für die jeweiligen Modulationstechniken beschrieben.
(6-1) Aufbau der Demodulationsschaltung entsprechend der QPSK-Modulation
Falls die Modulationstechnik, die in der Senderseite verwendet wird, die QPSK-Modulation ist, ist die Demodulationsschaltung 44 wie in 20 dargestellt aufgebaut, und die Schaltung 44 ist so angeordnet, dass sie eine I-Komponente und eine Q-Komponente jedes Symbols, das als Empfangsinformationssymbolgruppe S33 empfangen worden ist, unverändert als erstes bzw. zweites Weichentscheidungsbit b1 und b2 entnehmen sollte und das erste und das zweite Weichentscheidungsbit b1 und b2 als wiederhergestellte Codierbitgruppe S35 ausgeben sollte.
(6-2) Aufbau der Demodulationsschaltung entsprechend der 8PSK-Modulation
Falls die Modulationstechnik, die auf der Senderseite verwendet wird, die 8PSK-Modulation ist, ist die Demodulationsschaltung 44 aufgebaut, wie in 21 dargestellt, und die Schaltung 44 ist derart angeordnet, dass sie die I-Komponente und die Q-Komponente jedes Symbols, das als die Empfangsinformationssymbolgruppe S33 empfangen worden ist, unverändert als erstes bzw. zweites Weichentscheidungsbit b1 und b2 entnehmen sollte, die festgelegte arithmetische Verarbeitung mit genau der I-Komponente und der Q-Komponente durchführen sollte, um ein drittes Weichentscheidungsbit b3 zu entnehmen, und das erste, das zweite und das dritte Weichentscheidungsbit b1, b2 und b3 als die wiederhergestellte Codierbitgruppe S35 ausgeben sollte.
In dieser Demodulationsschaltung 44 werden, wenn das dritte Weichentscheidungsbit b3 entnommen werden soll, zuerst die I-Komponente und die Q-Komponente Absolutwertschaltungen 80 bzw. 81 eingegeben. Die Absolutwertschaltungen 80 und 81 finden die Absolutwerte S70, S71 der eingegebenen I-Komponente bzw. Q-Komponente und geben dann diese an die Subtraktionsschaltung 82 aus. Die Subtraktionsschaltung 82 subtrahiert den Absolutwert S71 der Q-Komponente von dem Absolutwert S70 der I-Komponente und gibt den Differenzwert S72 an eine Rechenschaltung 83 aus. Die Rechenschaltung 83 multipliziert den Wert S72 des Unterschieds zwischen der I-Komponente und der Q-Komponente zum Beispiel mit 1/√2 und gibt dann das Ergebnis als drittes Weichentscheidungsbit b3 aus. So können in dieser Demodulationsschaltung 44 das erste, das zweite und das dritte Weichentscheidungsbit b1, b2 und b3 mit einem einfachen Aufbau durch die derartige Verarbeitung einfach erhalten werden.
(6-3) Aufbau der Demodulationsschaltung entsprechend der 16QAM-Modulation
Falls die Modulationstechnik, die auf der Senderseite verwendet wird, die 16QAM-Modulation ist, ist die Demodulationsschaltung 44 aufgebaut, wie in 22 dargestellt, und die Schaltung 44 ist so angeordnet, dass sie die I-Komponente und die Q-Komponente jedes Symbols, das als die Empfangsinformationssymbolgruppe S33 empfangen worden ist, unverändert als ein erstes bzw. ein zweites Weichentscheidungsbit b1 und b2 entnehmen sollte, die festgelegte arithmetische Verarbeitung mit genau der I-Komponente und der Q-Komponente durchführen sollte, um ein drittes und ein viertes Weichentscheidungsbit b3 und b4 zu entnehmen, und das erste, das zweite, das dritte und das vierte Weichentscheidungsbit b1, b2, b3 und b4 als die wiederhergestellte Codierbitgruppe S35 ausgeben sollte.
In dieser Demodulationsschaltung 44 werden, wenn das dritte und das vierte Weichentscheidungsbit b3 und b4 entnommen werden sollen, zuerst die I-Komponente und die Q-Komponente einer Absolutwertschaltung 85 bzw. 86 eingegeben. Die Absolutwertschaltungen 85 und 86 finden die Absolutwerte S75 und S76 der eingegebenen I-Komponente bzw. Q-Komponente und geben dann diese an die Subtraktionsschaltung 87 bzw. 88 aus. Ein Wert √2/5 als Beispiel wird immer der Subtraktionsschaltung 87 als Entscheidungsschwellenwert S77 des Signalniveaus eingegeben. Die Subtraktionsschaltung 87 subtrahiert den Entscheidungsschwellenwert S77 von dem Absolutwert S75 der I-Komponente und gibt das Ergebnis als das dritte Weichentscheidungsbit b3 aus. In ähnlicher Weise subtrahiert die Subtraktionsschaltung 88, der immer der Entscheidungsschwellenwert S77 des Signalniveaus eingegeben worden ist, den Entscheidungsschwellenwert S77 von dem Absolutwert S76 der Q-Komponente und gibt das Ergebnis als viertes Weichentscheidungsbit b4 aus.
Auf diese Weise ist diese Demodulationsschaltung 44 zum Verwenden der unberührten Werte der I-Komponente und der Q-Komponente als das erste und das zweite Weichentscheidungsbit b1 und b2 und zum Erhalten des dritten Weichentscheidungsbits b3 durch Subtrahieren des Entscheidungsschwellenwerts S77 von dem Absolutwert S75 der I-Komponenten und zum Erhalten des vierten Weichentscheidungsbits b4 durch Subtrahieren des Entscheidungsschwellenwerts S77 von dem Absolutwert S76 der Q-Komponente ausgebildet, wodurch die Demodulationsschaltung 44 in der Lage ist, mit einem einfachen Aufbau einfach das erste, das zweite, das dritte und das vierte Weichentscheidungsbit b1–b4 zu erhalten.
(6-4) Aufbau der Demodulationsschaltung entsprechend der 64-QAM-Modulation
Falls die Modulationstechnik, die auf der Senderseite verwendet wird, die 64QAM-Modulation ist, ist die Demodulationsschaltung 44 aufgebaut, wie in 23 dargestellt, und die Schaltung 44 ist so angeordnet, dass sie die unberührte I-Komponente und Q-Komponente jedes Symbols, das als die Empfangsinformationssymbolgruppe S33 empfangen worden ist, als ein erstes bzw. ein zweites Weichentscheidungsbit b1 und b2 entnehmen sollte, die festgelegte arithmetische Verarbeitung mit genau der I-Komponente und der Q-Komponente durchführen sollte, um ein drittes, ein viertes, ein fünftes und ein sechstes Weichentscheidungsbit b3–b6 zu entnehmen, und dann das erste bis sechste Weichentscheidungsbit b1–b6, die entnommen worden sind, als die wiederhergestellte Codierbitgruppe S35 ausgeben sollte.
In dieser Demodulationsschaltung 44 werden, wenn das dritte bis sechste Weichentscheidungsbit b3–b6 entnommen werden sollen, zuerst die I-Komponente und die Q-Komponente einer Absolutwertschaltung 90 bzw. 91 eingegeben. Die Absolutwertschaltungen 90 und 91 finden die Absolutwerte S80 und S81 der eingegebenen I-Komponente bzw. Q-Komponente und geben dann diese an die Subtraktionsschaltung 92 bzw. 93 aus. Ein Wert √8/21 als Beispiel wurde immer der Subtraktionsschaltung 92 als der erste Entscheidungsschwellenwert S82 des Signalniveaus eingegeben; die Subtraktionsschaltung 92 subtrahiert den ersten Entscheidungsschwellenwert S82 von dem Absolutwert S80 der I-Komponente, gibt dann das Ergebnis als das dritte Weichentscheidungsbit b3 aus und gibt das Ergebnis auch an eine Absolutwertschaltung 94 aus. In ähnlicher Weise subtrahiert die Subtraktionsschaltung 93, welcher immer der erste Entscheidungsschwellenwert S82 eingegeben worden ist, den ersten Entscheidungsschwellenwert S82 von dem Absolutwert S81 der Q-Komponente, gibt das Ergebnis als das vierte Weichentscheidungsbit b4 aus und gibt das Ergebnis auch an eines Absolutwertschaltung 95 aus.
Die Absolutwertschaltungen 94 und 95 finden jeweils Absolutwerte S83 und S84 des eingegebenen dritten Weichentscheidungsbits b3 bzw. des eingegebenen vierten Weichentscheidungsbits b4 und geben sie an eine Subtraktionsschaltung 96 bzw. 97 aus. Ein Wert √2/21 als Beispiel wurde immer der Subtraktionsschaltung 96 als der zweite Entscheidungsschwellenwert S85 des Signalniveaus eingegeben; die Subtraktionsschaltung 96 subtrahiert den zweiten Entscheidungsschwellenwert S85 von dem Absolutwert S83 des dritten Weichentscheidungsbits b3 und gibt das Ergebnis als das fünfte Weichentscheidungsbit b5 aus. In ähnlicher Weiche subtrahiert die Subtraktionsschaltung 97, welcher der zweite Entscheidungsschwellenwert S85 immer eingegeben worden ist, den zweiten Entscheidungsschwellenwert S85 von dem Absolutwert S84 des vierten Weichentscheidungsbits b4 und gibt das Ergebnis als das sechste Weichentscheidungsbit b6 aus.
Auf diese Weise ist diese Demodulationsschaltung 44 zum Benutzen der unberührten Werte der I-Komponente und der Q-Komponente als das erste bzw. das zweite Weichentscheidungsbit b1 und b2 und zum Erhalten des dritten Weichentscheidungsbits b3 durch Subtrahieren des ersten Entscheidungsschwellenwerts S82 von dem Absolutwert S80 der I-Komponente und zum Erhalten des vierten Weichentscheidungsbits b4 durch Subtrahieren des Entscheidungsschwellenwerts S82 von dem Absolutwert S81 der Q-Komponente und zum Erhalten des fünften Weichentscheidungsbits b5 durch Subtrahieren des zweiten Entscheidungsschwellenwerts S85 von dem Absolutwert S83 des dritten Weichentscheidungsbits b3 und zum Erhalten des sechsten Weichentscheidungsbits b6 durch Subtrahieren des zweiten Entscheidungsschwellenwerts S85 von dem Absolutwert S84 des vierten Weichentscheidungsbits b4 ausgebildet, wodurch die Demadulationsschaltung 44 in der Lage ist, das erste bis sechste Weichentscheidungsbit b1–b6 mit einem einfachen Aufbau einfach zu erhalten.
(7) Aufbau der Gewichtungsschaltung
Als nächstes wird in diesem Abschnitt die oben genannte Gewichtungsschaltung 45 beschrieben. Wie in 24 dargestellt, wird in der Gewichtungsschaltung 45 die Codierbitgruppe S35 mit den Weichentscheidungsbits, die durch die Demodulationsschaltung 44 entnommen worden sind, einem Pufferspeicher 100 und einer Quadrierschaltung 101 eingegeben. Der Pufferspeicher 100 ist eine Speicherschaltung zum Speichern der Codierbitgruppe S35 der Menge entsprechend einem Kanal, und er speichert nacheinander die zugeführte Codierbitgruppe S35 in dem internen Speicherbereich, um so die Codierbitgruppe S35 bis zu der Menge entsprechend einem Kanal zu speichern. Wenn die Codierbitgruppe S35 bis zu der Menge entsprechend einem Kanal gespeichert worden ist, liest der Pufferspeicher 100 die Codierbitgruppe S35 synchron zu der Datenausgabezeit einer Multiplikationsschaltung 102, die nachfolgend beschrieben wird, in der Reihenfolge und gibt sie aus.
Andererseits quadriert die Quadrierschaltung 101 die eingegebene Codierbitgruppe S35 in der Reihenfolge, um so einen elektrischen Energiewert S90 jedes Symbols zu berechnen und gibt dann diesen einer Summenadditionsschaltung 103 aus. Die Summenadditionsschaltung 103 summiert die elektrischen Energiewerte S90, die von der Codierbitgruppe S35 erhalten worden sind, der Menge entsprechend einem Kanal, um so einen Gesamtwert S91 der elektrischen Energie in einem Kanal zu berechnen, und gibt dann diesen an eine Kehrwertberechnungsschaltung 104 aus. Die Kehrwertberechnungsschaltung 104 berechnet einen Kehrwert S92 des Gesamtwerts S91 der elektrischen Energie und gibt diesen an die Multiplikationsschaltung 102 aus. Und dann wird durch Zuführen des Kehrwerts S92 des Gesamtwerts der elektrischen Energie über die Multiplikationsschaltung 102 an die Multiplikationsschaltung 105 in der Multiplikationsschaltung 105 jedes Symbol der Codierbitgruppe S35 mit dem Kehrwert S92 des Gesamtwerts der elektrischen Energie multipliziert, sodass sie in der Lage ist, die elektrische Energie der Codierbitgruppe S35 für jeden Kanal gleichmäßig zu machen (d. h. sie in der Lage ist, die elektrische Energie zu normieren).
Andererseits wird die Empfangssymbolgruppe S32, die durch die Fast-Fourier-Transformationsschaltung 41 entnommen worden ist, einem Signalextraktionsschalter 106 eingegeben. Durch Annehmen des eingeschalteten Zustands zu einer solchen Zeit, dass die Empfangssymbolgruppe S32 als Pilotsymbol P' erscheint, extrahiert der Signalextraktionsschalter 106 die Pilotsymbole P' aus der Empfangssymbolgruppe S32 und gibt die Pilotsymbole P' dann an eine Multiplikationsschaltung 107 aus.
Der Multiplikationsschaltung 107 wurde immer das Referenzpilotsymbol P_ref eingegeben, das aus einer Pilotsymbolspeicherschaltung 108 gelesen worden ist; die Multiplikationsschaltung 107 führt eine komplexe Multiplikation mit dem Pilotsymbol P' und dem konjugiert-komplexen Wert des Referenzpilotsymbols P_ref durch und findet dadurch den Quotienten, der durch Teilen des Pilotsymbols P' durch das Referenzpilotsymbol P_ref gegeben ist.
In diesem Zusammenhang ist das Referenzpilotsymbols P_ref das gleiche Symbol wie das Pilotsymbols P, das auf der Senderseite übertragen worden ist, wie bei dem Fall der Übertragungsleitungsschätzschaltung 43. Eine Symbolfolge S93, die von der Multiplikationsschaltung 107 ausgegeben wird, soll theoretisch zu einer solchen Folge werden, dass ihr Amplitudenwert „1" und ihr Phasenwert „0" ist, wie bei dem Fall der Übertragungsleitungsschätzschaltung 43; wegen Einflüssen von Rauschen oder Interferenzwellen schwanken jedoch tatsächlich ihr Amplitudenwert und Phasenwert. D. h. diese Symbolfolge S93 enthält einige Rauschkomponenten, die als Einflüsse von Rauschen oder Interferenzwellen eingebracht worden sind.
Dagegen wird die Referenzsymbolfolge S34, die durch die Übertragungsleitungsschätzschaltung 43 erzeugt worden ist, einem Signalextraktionsschalter 109 eingegeben. Indem der Signalextraktionsschalter 109 zu einer solchen Zeit in den eingeschalteten Zustand gelangt, dass die Referenzsymbolfolge S34 als ein Symbol entsprechend einem Pilotsymbol P' erscheint, extrahiert er nur Symbole, die den Pilotsymbolen P' entsprechen, aus der Referenzsymbolfolge S34 und gibt sie als eine Symbolfolge S94 aus.
Die Symbolfolge S94 und die aus der Multiplikationsschaltung 107 ausgegebene Symbolfolge S93 werden einer Gewichtungskoeffizientenberechnungsschaltung 110 eingegeben. In der Gewichtungskoeffizientenberechnungsschaltung 110 wird die Symbolfolge S94 einer Quadrierschaltung 111 und gleichzeitig einer Subtraktionsschaltung 112 eingegeben, und die Symbolfolge S93 wird der Subtraktionsschaltung 112 eingegeben. Die Quadrierschaltung 111 berechnet einen elektrischen Energiewert S95 jedes Symbols durch Quadrieren der Amplitude jedes Symbols der eingegebenen Symbolfolge S94 und gibt dann den elektrischen Energiewert S95 an eine Summenadditionsschaltung 113 aus. Die Summenadditionsschaltung 113 berechnet eine elektrische Energie S96 des Signals eines Kanals durch Durchführen einer Summenaddition der elektrischen Energiewerte S95, die aus der Symbolfolge S94 erhalten worden sind, der Menge entsprechend einem Kanal.
Andererseits wird in der Subtraktionsschaltung 112 ein Differenzwert S97 zwischen der Amplitude der Symbolfolge S93 und der Amplitude der Symbolfolge S94 berechnet. In diesem Zusammenhang weist die Symbolfolge S94 die erwünschten Komponenten auf, im Gegensatz dazu weist die Symbolfolge S93 die erwünschten Signalkomponenten und auch die unerwünschten Signalkomponenten auf. Deshalb stellt der Differenzwert S97 die unerwünschten Komponenten dar, welche die Rauschkomponenten sind. Die Rauschkomponenten S97, die auf diese Weise berechnet worden sind, werden der folgenden Quadrierschaltung 114 eingegeben; daraufhin wird eine Quadrierberechnung für jedes Symbol durchgeführt und hierdurch wird ein elektrischer Energiewert S98 der Rauschkomponenten für jedes Symbol berechnet. Der elektrische Energiewert S98 der Rauschkomponenten wird der folgenden Summenadditionsschaltung 115 eingegeben und dort aufsummiert, auf diese Weise wird eine elektrische Energie S99 des Rauschens in einem Kanal berechnet.
Nachdem der Kehrwert dieser Rauschenergie S99 in einer Kehrwertberechnungsschaltung 116 gefunden worden ist, wird das Energiesignal S96 mit dem erhaltenen Kehrwert in einer Multiplikationsschaltung 117 multipliziert, sodass das Signal-Rausch-Verhältnis S/N in einem Kanal berechnet wird. Dieses berechnete Signal-Rausch-Energieverhältnis S/N wird an die obige Steuereinheit 28 als Gewichtungsfaktor S37, der die Zuverlässigkeit des Kanals darstellt, und auch an die Multiplikationsschaltung 102 geliefert. In der Multiplikationsschaltung 102 wird der Gewichtungsfaktor S37 mit dem Kehrwert S92, der von der obigen Kehrwertberechnungsschaltung 104 gegeben wird, multipliziert und der Ergebniswert wird der Multiplikationsschaltung 105 eingegeben; daraufhin wird der Ergebniswert mit jedem der Symbole der Codierbitgruppe S35, die aus dem Pufferspeicher 100 ausgegeben werden, nacheinander multipliziert. Hierdurch ist man in der Lage, die elektrische Energie der Codierbitgruppe S35 für jeden Kanal wie oben erwähnt anzugleichen und kann auch das Signalniveau der Codierbitgruppe S35 die Zuverlässigkeit des Signals reflektieren lassen. Die Codierbitgruppe S36, die man die Zuverlässigkeit des Kanals auf diese Weise reflektieren lässt, wird über die obige Kanalverbindungsverarbeitungsschaltung 15, usw. der Viterbi-Decodierschaltung 17 zugeführt und in der Viterbi-Decodierschaltung 17 decodiert.
In diesem Zusammenhang stellt ein großer Wert des Gewichtungsfaktors S37, weil der obige Gewichtungsfaktor S37 das Signal-Rausch-Energieverhältnis S/N eines Kanals aufweist, dar, dass die Zuverlässigkeit genau des Kanals hoch ist, d. h. seine Kommunikationsqualität gut ist, und ein kleiner Wert des Gewichtungsfaktors S37 stellt im Gegensatz dazu dar, dass die Zuverlässigkeit genau des Kanals gering ist, d. h. seine Kommunikationsqualität nicht gut ist.
(8) Verwaltung des Frequenzkanals basierend auf dem Gewichtungsfaktor
Der Gewichtungsfaktor S37, der die Zuverlässigkeit (d. h. die Qualität der Kommunikation) des Kanals darstellt und der durch die Gewichtungsschaltung 45 berechnet worden ist, wird an die Steuereinheit 28 geliefert, wie oben erwähnt. Wie in 5 dargestellt, ist die Steuereinheit 28 so angeordnet, dass sie die verschiedenen Arten von Betriebsweisen der Sendevorrichtung 26 und der Empfangsvorrichtung 27, die an dem tragbaren Telefon installiert sind, steuern sollte und eine Verwaltung der Frequenzkanäle, die bei der Kommunikation mit der Basisstationsvorrichtung 21 verwendet werden, auf der Basis des Gewichtungsfaktors S37, der aus der Gewichtungsschaltung 45 erhalten wird, durchführen sollte.
An diesem Punkt wird die Verwaltung der Frequenzkanäle nun konkret beschrieben. Die Steuereinheit 28 enthält eine dynamische Zuordnungssteuerschaltung, die als eine MAC-Leitungssteuerung bezeichnet wird, und ist so angeordnet, dass sie eine Verwaltung der Frequenzkanäle unter Verwendung der dynamischen Zuordnungssteuerschaltung durchführen würde. Diese dynamische Zuordnungssteuerschaltung überwacht den Gewichtungsfaktor S37, der die Zuverlässigkeit jedes Kanals darstellt, und summiert die Werte des Gewichtungsfaktors S37 der vergangenen mehreren Kanäle auf; falls der Gesamtsummenwert niedriger als der festegelegte Schwellenwert ist, entscheidet sie, dass der Kommunikationszustand des Frequenzkanals, der derzeit verwendet wird, nicht gut sein sollte. Daraufhin steuert die dynamische Zuordnungssteuerschaltung den Betrieb der Sendevorrichtung 26 auf der Basis der Entscheidung und sendet das Kanaländerungsanforderungssignal zum Anfordern einer Änderung des Frequenzkanals über die Sendevorrichtung 26 an die Basisstationsvorrichtung 21.
Andererseits überwacht die Basisstationsvorrichtung 21 immer die Aufwärtsfrequenzkanäle und greift den Frequenzkanal, der leer ist, und greift auch aus den leeren Frequenzkanälen den Kanal, der bezüglich des Verbindungszustandes gut ist. Zusätzlich misst die Basisstationsvorrichtung 21 zur Zeit der Überwachung der leeren Kanäle die elektrische Energie jedes Kanals der Aufwärtsfrequenzkanäle; falls die elektrische Energie größer als der festgelegte Schwellenwert ist, entscheidet sie, dass die andere Kommunikation genau den Kanal daneben verwenden sollte, und falls die Energie niedriger als der Schwellenwert ist, entscheidet sie, dass der Kanal leer sein sollte. Hierbei bezieht sich ‚aufwärts' auf die Richtung von einem tragbaren Telefon 22 zu einer Basisstationsvorrichtung 21, und ‚abwärts' bezieht sich im Gegensatz dazu auf die Richtung von einer Basisstationsvorrichtung 21 zu einem tragbaren Telefon 22.
Wenn die Basisstationsvorrichtung 21 das Kanaländerungsanforderungssignal von dem tragbaren Telefon 22 empfangen hat, wählt die Basisstationsvorrichtung 21 einen Kanal, dessen Kommunikationszustand zufriedenstellend ist, aus den aufwärtsgreifenden leeren Kanälen aus und sendet ein Kanalinformationssignal, das genau den Aufwärtsfrequenzkanal anzeigt, über die Sendevorrichtung 23 zu dem tragbaren Telefon 22. Nach der Übertragung des Kanalinformationssignals ändert die Basisstationsvorrichtung 21 den Empfangskanal der Empfangsvorrichtung 24 in den Aufwärtsfrequenzkanal, der durch das Kanalinformationssignal angezeigt wird, und ändert auch den Sendekanal der Sendevorrichtung 23 in den Abwärtsfrequenzkanal, der zu genau dem Aufwärtsfrequenzkanal gehört.
Andererseits ändert das tragbare Telefon 22, das das Kanalinformationssignal empfangen hat, den Übertragungskanal der Sendevorrichtung 26 in den Aufwärtsfrequenzkanal, der durch genau das Kanalinformationssignal angezeigt wird, und ändert auch den Empfangskanal der Empfangsvorrichtung 27 in den Abwärtsfrequenzkanal, der zu genau dem Aufwärtsfrequenzkanal passt. Durch Durchführen einer solchen Reihe von Kanaländerungsprozessen ist man fähig, schnell von einem Frequenzkanal, dessen Kommunikationszustand schlecht ist, zu einem Frequenzkanal, dessen Kommunikationszustand gut ist, zu schalten.
In diesem Zusammenhang sind die Aufbauten der Basisstationsvorrichtung 21 und des tragbaren Telefons 22 grundsätzlich identisch; die Steuereinheit 25 der Basisstationsvorrichtung 21 überwacht auf der Basis des Gewichtungsfaktors, der von der Empfangsvorrichtung 24 geschickt wird, auch, ob der Aufwärtsfrequenzkanal zufriedenstellend ist oder nicht, und wählt, falls der Kommunikationszustand unzureichend geworden ist, geeignet einen Frequenzkanal aus den gegriffenen leeren Kanälen aus, sendet das Kanalinformationssignal, das genau den Frequenzkanal anzeigt, an das tragbare Telefon 22, und ändert dann den Aufwärts- und den Abwärtsfrequenzkanal wie bei der Steuereinheit 28 des tragbaren Telefons 22.
Außerdem kann die oben beschriebene Verwaltung der Frequenzkanäle in einer solchen Zeit durchgeführt werden, dass ein so genanntes Frequenzspringen durchgeführt wird, bei dem die Frequenz zufällig geändert wird, oder dass der Frequenzkanal fest ist.
(9) Funktionsweise und Wirkungen
Im Fall des Funkkommunikationssystems 20 mit dem obigen Aufbau werden zunächst die Pilotsymbole P in Zwischenräume zwischen die Informationssymbole I auf der Senderseite eingefügt, hierdurch wird die Übertragungssymbolgruppe S20 erzeugt, und die Symbole der Übertragungssymbolgruppe S20 werden einzeln auf 24 Nebenträger überlagert und dann gesendet. Andererseits wird auf der Empfängerseite die Empfangssymbolgruppe S32, die man durch die festgelegte Empfangsverarbeitung erhalten hat, der Übertragungsleitungsschätzschaltung 43 eingegeben, und die empfangenen Pilotsymbole P' werden dort aus der Empfangssymbolgruppe S32 extrahiert. Dann wird durch Durchführen der festgelegten arithmetischen Verarbeitung basierend auf den Amplituden- und den Phasen informationen der Pilotsymbole P' eine Referenzsymbolfolge S34, die die Amplitudenschwankung und die Phasendrehung zeigt, die in der Empfangssymbolgruppe S32 enthalten sind, erzeugt. Auf diese Weise ist man durch Multiplizieren der jeweiligen Symbole der Empfangssymbolgruppe S32 mit den Kehrwerten dieser Referenzsymbolfolge S34 in der Lage, die Amplitudenschwankung und die Phasendrehung, die in der Empfangssymbolgruppe S32 enthalten gewesen sind, zu beseitigen und das gesendete Informationssymbol I korrekt wiederherzustellen.
In diesem Zusammenhang ist die Empfangsseite, da die Pilotsymbole P in die Zwischenräume zwischen die Informationssymbole I auf der Senderseite eingefügt werden, in der Lage, die Einflüsse eines Fadings, usw., das während des Übertragungsprozesses über die gesamten Kanäle gebracht worden ist, zu schätzen, und ist hierdurch in der Lage, die Referenzsymbolfolge S34 exakter zu erzeugen. Außerdem ist in diesem Fall aufgrund der Tatsache, dass jedes der Symbole der Übertragungssymbolgruppe S20 auf 24 Nebenträger verteilt und darauf überlagert wird und dann diese gesendet werden (d. h. weil jedes der Symbole der Übertragungssymbolgruppe S20 auf der Frequenzachse angeordnet und dann übertragen wird) die Empfängerseite in der Lage, die Amplitudenschwankung und die Phasendrehung nur durch den Prozess des Multiplizierens der jeweiligen Symbole der Empfangssymbolgruppe S32 mit der berechneten Referenzsymbolfolge S34 zu beseitigen, und in der Lage, einen Ausgleichsprozess ohne Verwendung eines komplizierten Equalizers zum Durchführen einer Faltungsmultiplikation in dem Zeitbereich wie zuvor durchzuführen, deshalb kann der Aufbau der Empfangsvorrichtung 27 verhältnismäßig vereinfacht werden.
Die Informationssymbole I, die auf diese Weise wiederhergestellt worden sind, werden der anschließenden Demodulationsschaltung 44 eingegeben. Die Demodulationsschaltung 44 stellt die übertragene Codierbitfolge S35 wieder her und gibt diese dann an die nachfolgende Gewichtungsschaltung 45 aus. In der Gewichtungsschaltung 45 wird die elektrische Signalenergie des Kanals auf der Basis der Amplitude der Referenzsymbolfolge S34, die durch die Übertragungsleitungsschätzschaltung 43 erzeugt worden ist, berechnet und die elektrische Energie der Rauschkomponenten wird auf der Basis der Differenz zwischen der Amplitude der Referenzsymbolfolge S34 und der Amplitude der Empfangssymbolfolge S32 berechnet, und dann wird das Signal-Rausch-Energieverhältnis S/N, das die Kommunikationsqualität, d. h. die Zuverlässigkeit des Kanals zeigt, auf der Basis dieser Signalenergie und Rauschenergie berechnet. Und in der Gewichtungsschaltung 45 wird das Signal-Rausch-Energieverhältnis S/N als der Gewichtungsfaktor S37 eingestellt und die Codierbitgruppe S35 wird mit dem Gewichtungsfaktor S37 multipliziert, und hierdurch wird bewirkt, dass das Signalniveau der Codierbitgruppe S36 die Zuverlässigkeit des Kanals reflektiert.
Die Codierbitgruppe S36, die die Zuverlässigkeit des Kanals reflektiert, wird der festgelegten Verarbeitung durch die Kanalverbindungsverarbeitungsschaltung 15 und den Entschachtelungspufferspeicher 16 ausgesetzt und dann der Viterbi-Decodierschaltung 17 als die Codierbitfolge S39 eingegeben. In der Viterbi-Decodierschaltung 17 wird die Maximum-Likelihood-Folgenschätzung auf die Codierbitfolge S39 angewendet, sodass die übertragene Informationsbitfolge S40 wiederhergestellt wird. In diesem Fall ist man aufgrund der Tatsache, dass das Signalniveau der Codierbitgruppe S39 dazu gebracht worden ist, die Zuverlässigkeit eines Kanals zu reflektieren, in der Lage, die Maximum-Likelihood-Folgenschätzung anzuwenden, was die Zuverlässigkeit des Kanals einführt, und so ist man in der Lage, die Maximum-Likelihood-Folgenschätzung präziser anzuwenden und die Informationsbitfolge S40 in der Viterbi-Decodierschaltung 17 noch genauer wiederherzustellen.
Übrigens wird der die Zuverlässigkeit des Kanals darstellende Gewichtungsfaktor S37, der in dieser Gewichtungsschaltung 45 berechnet worden ist, auch an die Steuereinheit 28 geliefert. Die Steuereinheit 28 beobachtet den Gewichtungsfaktor S37, um so den Kommunikationszustand des Frequenzkanals zu beurteilen; falls der Kommunikationszustand des Frequenzkanals schlecht ist, dann überträgt sie ein Kanaländerungsanforderungssignal an die Basisstationsvorrichtung 21. Die Basisstationsvorrichtung 21 greift im Voraus einige Frequenzkanäle, die leer sind und deren Kommunikationszustände gut sind; als Reaktion auf das Kanaländerungsanforderungssignal wählt sie einen neuen Kanal aus den gegriffenen Frequenzkanälen aus, ändert den Übertragungskanal auf diesen Frequenzkanal und teilt dies dem tragbaren Telefon 22 mit. Die Steuereinheit 28 des tragbaren Telefons 22, die diese Mitteilung erhalten hat, ändert den Empfangskanal auf den mitgeteilten Frequenzkanal. Aufgrund der Tatsache, dass der Zustand der Übertragungsleitung auf der Basis des Gewichtungsfaktors S37, der die Zuverlässigkeit des Kanals dar stellt, beurteilt wird, ist man, falls der Zustand der Übertragungsleitung schlecht ist, in der Lage, schnell in eine Übertragungsleitung zu wechseln, deren Zustand gut ist.
Außerdem ist dieses Funkkommunikationssystem 20 zum Durchführen eines so genannten Frequenzspringens, d. h. zum zufälligen Ändern des verwendeten Frequenzkanals für jeden Kanal beim Senden ausgewählt. Zusätzlich hierzu ist es aufgrund der Tatsache, dass eine Verschachtelung über mehrere Kanäle durchgeführt wird, selbst wenn ein Kanal auftritt, der durch einige Interferenzwellen beeinflusst worden ist, in der Lage, die elektrische Energie der Interferenzwellen auszugleichen und den Einfluss der Interferenzwellen zu reduzieren.
In diesem Zusammenhang wird, da die elektrische Energie der Interferenzwellen als Rauschkomponenten in der Gewichtungsschaltung 45 behandelt wird, der Gewichtungsfaktor S37 im Fall des Vorhandenseins einiger Interferenzwellen vermindert, als Ergebnis wird auch das Signalniveau des Codierbits, das durch die Interferenzwellen beeinflusst ist, vermindert. Demgemäß wird, auch wenn die elektrische Energie der erwünschten Welle aufgrund der Einflüsse der Interferenzwellen im Vergleich zu der elektrischen Energie der unerwünschten Welle klein geworden ist, die elektrische Energie der unerwünschte Welle durch die Gewichtungsverarbeitung der Gewichtungsschaltung 45 vermindert, sodass die Maximum-Likelihood-Folgenschätzung mit hoher Genauigkeit angewendet werden kann.
Gemäß dem obigen Aufbau sollten die Pilotsymbole aus Empfangssymbolen extrahiert werden, die Referenzsymbole, die die Eigenschaften der Übertragungsleitung darstellen, sollten auf der Basis der Amplitude und der Phase der Pilotsymbole erzeugt werden, die Empfangssymbole sollten mit den Kehrwerten der Referenzsymbole multipliziert werden, die Gewichtungsfaktoren, die die Zuverlässigkeit der jeweiligen Kanäle darstellen, sollten auf der Basis der Referenzsymbole berechnet werden, und die Codierbits, die aus den Empfangssymbolen demoduliert worden sind, sollten mit den Gewichtungsfaktoren multipliziert werden. Im Ergebnis ist es möglich, die Einflüsse, die auf der Übertragungsleitung ausgeübt worden sind, aus dem Empfangssymbol mit einem einfachen Aufbau zu beseitigen, was die Codierbits die Zuverlässigkeit der Kanäle reflektieren lässt und die Maximum- Likelihood-Folgenschätzung mit hoher Genauigkeit anwenden lässt, sodass die übertragenen Informationsbits mit hoher Genauigkeit wiederhergestellt werden können.
(10) Weitere Aspekte der Realisierung
In den obigen Aspekten der Realisierung wurde der Fall beschrieben, bei dem die Pilotsymbole P in die Zwischenräume zwischen den Informationssymbolen I eingesetzt worden sind, sodass sie regelmäßige Abstände besitzen; jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht auf einen solchen Fall beschränkt sein. Die Pilotsymbole P können bezüglich der Abstände zufällig eingesetzt werden. Kurz gesagt können, sofern die Pilotsymbole P genügend unter die Informationssymbole I verteilt und eingesetzt werden, die gleichen Effekte wie oben erhalten werden.
Außerdem wurde in den obigen Aspekten der Realisierung der Fall beschrieben, dass ein so genanntes Frequenzspringen durchgeführt wird, bei dem der Frequenzkanal auf der Basis des bekannten Musters zufällig geändert wird; jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht auf einen solchen Fall beschränkt sein. Falls die Umgebung derart ist, dass Einflüsse irgendeiner Interferenzwelle nicht auftreten, kann der Frequenzkanal fixiert sein.
Außerdem wurde in den obigen Aspekten der Realisierung der Fall beschrieben, dass die Referenzsymbolfolge S34, die der linearen Phasendrehung und der linearen Amplitudenschwankung folgt, in der Übertragungsleitungsschätzschaltung 43 erzeugt wird; jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht auf einen solchen Fall beschränkt sein. Wenn die Kommunikation in einer solchen Umgebung durchgeführt wird, dass ein frequenzselektives Fading nicht stattfindet, wie im Innern eines Raumes, usw., kann der Mittelwert der Empfangssymbolkonstellation, die in der folgenden Weise berechnet worden ist, einheitlich als die Amplitude der Referenzsymbolfolge bestimmt werden. In diesem Fall kann der Mittelwert der Empfangssymbolkonstellation einfach durch Summenaddition der I-Komponenten und der Q-Komponenten des Signals, das aus der Multiplikationsschaltung 51 ausgegeben worden ist, und Teilen des Additionsergebnisses durch die Anzahl der Symbole gefunden werden.
Außerdem wurde in den obigen Aspekten der Realisierung der Fall beschrieben, dass eine Normierung der elektrischen Energie in der Gewichtungsschaltung 45 durch Multiplizieren der Codierbitfolge S35 mit dem Kehrwert S92, der über die Quadrierschaltung 101, die Summenadditionsschaltung 103 und die Kehrwertberechnungsschaltung 104 erhalten worden ist, durchgeführt worden ist; jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht auf einen solchen Fall beschränkt werden. Dieser Normierungsprozess kann auch nicht durchgeführt werden.
Außerdem wurde in den obigen Aspekten der Realisierung der Fall beschrieben, dass das Signal-Rausch-Energieverhältnis S/N in der Gewichtungsschaltung 45 auf der Basis der Gesamtsumme der elektrischen Energie des Rauschens eines Kanals und der Gesamtsumme der elektrischen Energie des Signals eines Kanals gefunden worden ist; jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht auf einen solchen Fall beschränkt sein. Die gleichen Effekte wie oben können auch durch Finden des Signal-Rausch-Energieverhältnisses S/N auf der Basis des Mittelwerts der elektrischen Energie des Rauschens und des Mittelwerts der elektrischen Energie des Signals in einem Kanal erzielt werden.
Außerdem ist in den obigen Aspekten der Realisierung der Fall beschrieben, dass die Steuereinheit 28 die Verwaltung der Frequenzkanäle auf der Basis des Gewichtungsfaktors S37, der durch die Gewichtungsschaltung 45 erhalten worden ist, durchgeführt hat; jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht auf einen solchen Fall beschränkt sein. Die elektrische Energie der Übertragung kann auch auf der Basis des Gewichtungsfaktors, der die Zuverlässigkeit des Kanals darstellt, gesteuert werden.
Außerdem wurde in den obigen Aspekten der Realisierung der Fall beschrieben, dass der Linearkoeffizient ϕθ der Phasenfunktion θn gefunden worden ist und dann die Referenzsymbolfolge S34 gefunden worden ist; jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht auf einen solchen Fall beschränkt sein. Der Fensterüberbrückungsprozess der Fast-Fourier-Transformationsschaltung 41 kann auch auf der Basis gerade des linearen Koeffizienten ϕθ gesteuert werden.
Außerdem wurde in den obigen Aspekten der Realisierung der Fall beschrieben, dass die Faltungscodierschaltung 2 als Codierschaltung eingesetzt worden ist und die Viterbi-Decodierschaltung 17 als die Decodierschaltung eingesetzt worden ist; jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht auf einen solchen Fall beschränkt sein. Eine Codierschaltung zum Ausführen eines anderen Codiermodus, wie beispielsweise eine Turbo-Codier/Decodier-Schaltung kann ebenso angewendet werden. Kurz gesagt können durch Verwenden eines solchen Codier/Decodier-Verfahrens, dass ein Codiermodus, der den Abstand zwischen den Folgen vergrößert, auf der Senderseite verwendet wird und die Codierbitfolge durch eine Maximum-Likelihood-Folgenschätzung auf der Empfängerseite decodiert wird, die gleichen Effekte wie oben erzielt werden.
Außerdem wurde in den obigen Aspekten der Realisierung der Fall beschrieben, dass die vorliegende Erfindung auf das Funkkommunikationssystem 20, wie beispielsweise das tragbare Telefonsystem angewendet worden ist; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf diesen Fall, sondern auch auf andere Funkkommunikationssysteme, wie beispielsweise ein schnurloses Telefonsystem anwendbar.
Außerdem wurde in den obigen Aspekten der Realisierung der Fall beschrieben, dass die Empfangsvorrichtung 27 mit der Empfangsvorrichtung, die die Empfangsschaltung 40 und die Fast-Fourier-Transformationsschaltung 41 aufweist, versehen worden ist und die Vorrichtung 27 ferner mit der Übertragungsleitungsschätzschaltung 43 zum Schätzen der Eigenschaften der Übertragungsleitung auf der Basis der Empfangssymbolgruppe S32, der Demodulationsschaltung 44 zum Wiederherstellen der Codierbitgruppe S35 aus der Empfangsinformationssymbolgruppe S33, die durch die Übertragungsleitungsschätzschaltung 43 wiederhergestellt worden ist, der Gewichtungsschaltung 45 zum Reflektierenlassen der Zuverlässigkeit der Kanäle durch die Codierbitgruppe S35 und der Viterbi-Decodierschaltung 17 zum Wiederherstellen der übertragenen Informationsbitfolge S40 aus der Codierbitfolge S39 versehen worden ist; jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht auf einen solchen Fall beschränkt sein. Die gleichen Effekte wie jene des obigen Falls können erzielt werden durch Ausstatten der Empfangsvorrichtung mit:
einer Empfangseinrichtung zum Empfangen eines Übertragungssignals und zum Ausgeben einer Empfangssymbolgruppe, wobei das Übertragungssignal in einer solchen Weise erzeugt worden ist, dass eine Codierbitfolge, die durch Codieren einer Informationsbitfolge gebildet ist, für jede festgelegte Informationseinheit getrennt wird, um eine Codierbitgruppe zu erzeugen, die Codierbitgruppe der festgelegten Modulationsverarbeitung unterzogen wird, um eine Informationssymbolgruppe zu erzeugen, dann Pilotsymbole, deren Amplitude und Phasen bekannt sind, in die Informationssymbolgruppe eingefügt werden, um eine Übertragungssymbolgruppe zu erzeugen, und dann jedes der Symbole der Übertragungssymbolgruppe auf die mehreren Nebenträger, die den Frequenzkanal bilden, verteilt und überlagert wird;
einer Übertragungsleitungsschätzeinrichtung zum Extrahieren der jeweiligen Pilotsymbole aus der Empfangssymbolgruppe zum Schätzen der Eigenschaften der Übertragungsleitung jeder Symbolgruppe auf der Basis der Amplitude und der Phasen der Pilotsymbole und zum Wiederherstellen der jeweiligen Informationssymbolgruppe aus der Empfangssymbolgruppe auf der Basis des Ergebnisses der Schätzung;
einer Demodulationseinrichtung zum Durchführen der festgelegten Demodulationsverarbeitung mit der Informationssymbolgruppe und zum Wiederherstellen der Codierbitgruppe dadurch;
einer Gewichtungseinrichtung zum Berechnen der Zuverlässigkeit der Übertragungsleitung jeder Symbolgruppe auf der Basis des Ergebnisses der Schätzung der Übertragungsleitungsschätzeinrichtung und der Empfangssymbolgruppe, zum Multiplizieren der Codierbitgruppe mit dem Gewichtungsfaktor, der die Zuverlässigkeit der Übertragungsleitung anzeigt, und um die Codierbitgruppe die Zuverlässigkeit der Übertragungsleitung reflektieren zu lassen; und
einer Decodiereinrichtung zum Anwenden einer jeweiligen Maximum-Likelihood-Folgenschätzung auf die Codierbitgruppe, die durch die Gewichtungseinrichtung erhalten worden ist, und zum Wiederherstellen der Informationsbitfolge dadurch.
Außerdem wurde in den obigen Aspekten der Realisierung der Fall beschrieben, dass die Basisstationsvorrichtung 21 und/oder das tragbare Telefon 22 mit der Sendevorrichtung ausgestattet worden ist, die die Faltungscodierschaltung 2, die Kanalbildungsverarbeitungsschaltung 4, die Modulationsschaltung 5, die Pilotsymboladditionsschaltung 31, die inverse Fast-Fourier-Transformationsschaltung 32 und die Sendeschaltung 33 aufweist, und ferner mit der Empfangsvorrichtung ausgestattet worden ist, die die Empfangsschaltung 40, die Fast-Fourier-Transformationsschaltung 41, die Übertragungsleitungsschätzschaltung 43, die Demodulationsschaltung 44, die Gewichtungsschaltung 45 und die Viterbi-Decodierschaltung 17 aufweist; jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht auf einen solchen Fall beschränkt sein. Die gleichen Effekte wie jene des obigen Falls können erzielt werden durch Ausstatten der Basisstationsvorrichtung 21 und/oder des tragbaren Telefons 22 mit:
einer Sendeeinrichtung zum Trennen einer Codierbitfolge, die durch Codieren einer Informationsbitfolge gebildet wird, für jede festgelegte Informationseinheit, um eine Codierbitgruppe zu erzeugen, zum Durchführen der festgelegten Modulationsverarbeitung mit der Codierbitgruppe, um jeweils eine Informationssymbolgruppe zu erzeugen, zum Einfügen von Pilotsymbolen, deren Amplitude und Phasen bekannt sind, in die Informationssymbolgruppe, um eine Übertragungssymbolgruppe zu erzeugen, zum Verteilen und Überlagern jedes der Symbole der Übertragungssymbolgruppe auf die mehreren Nebenträger, die den Frequenzkanal bilden, um ein Übertragungssignal zu erzeugen, und zum Senden des Übertragungssignals zu dem Partner der Kommunikation;
einer Empfangseinrichtung zum Empfangen des festgelegten Frequenzkanals, zum Empfangen des von dem Partner der Kommunikation geschickten Übertragungssignals dadurch, und zum Ausgeben der Empfangssymbolgruppe;
einer Übertragungsleitungsschätzeinrichtung zum Extrahieren der jeweiligen Pilotsymbole aus der Empfangssymbolgruppe, zum Schätzen der Eigenschaften der Übertragungsleitung jeder Symbolgruppe auf der Basis der Amplitude und der Phasen der Pilotsymbole, und zum Wiederherstellen der jeweiligen Informationssymbolgruppe aus der Empfangssymbolgruppe auf der Basis des Ergebnisses der Schätzung;
einer Demodulationseinrichtung zum Durchführen der jeweiligen festgelegten Demodulationsverarbeitung mit der Informationssymbolgruppe, die durch die Übertragungsleitungsschätzeinrichtung erhalten worden ist, und zum Wiederherstellen der Codierbitgruppe dadurch;
einer Gewichtungseinrichtung zum Berechnen der Zuverlässigkeit der Übertragungsleitung jeder Symbolgruppe auf der Basis des Ergebnisses der Schätzung der Übertragungsleitungsschätzeinrichtung und der Empfangssymbolgruppe, zum Multiplizieren der Codierbitgruppe mit dem Gewichtungstaktor, der die Zuverlässigkeit der Übertragungsleitung anzeigt, und zum Veranlassen, dass die Codierbitgruppe dadurch die Zuverlässigkeit der Übertragungsleitung reflektiert; und
einer Decodiereinrichtung zum Anwenden einer jeweiligen Maximum-Likelihood-Folgenschätzung auf die Codierbitgruppe, die durch die Gewichtungseinrichtung erhalten worden ist, und zum Wiederherstellen der Informationsbitfolge dadurch.
Außerdem wurde in den obigen Aspekten der Realisierung der Fall beschrieben, dass auf der Senderseite die Pilotsymbole P in die Räume zwischen den Informationssymbolen I eingesetzt worden sind und die Übertragungssymbolgruppe S20 unter Verwendung der mehreren Nebenträger übertragen worden ist, während auf der Empfängerseite die Pilotsymbole P' aus der Empfangssymbolgruppe S32 extrahiert worden sind und die Eigenschaften der Übertragungsleitung auf der Basis der Pilotsymbole P' geschätzt worden sind und die Zuverlässigkeit des Kanals auf der Basis des Schätzergebnisses S34 der Schätzung der Übertragungsleitung und der Empfangssymbolgruppe S32 berechnet worden ist; jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht auf einen solchen Fall beschränkt sein. Die gleichen Effekte wie jene des obigen Falls können erzielt werden durch die Schritte:
Trennen einer Codierbitfolge, die durch Codieren einer Informationsbitfolge gebildet wird, für jede festgelegte Informationseinheit, um eine Codierbitgruppe zu erzeugen;
Durchführen der festgelegten Modulationsverarbeitung mit der jeweiligen Codierbitgruppe, um eine Informationssymbolgruppe zu erzeugen;
Einfügen von Pilotsymbolen, deren Amplitude und Phasen bekannt sind, in die Informationssymbolgruppe, um eine Übertragungssymbolgruppe zu erzeugen;
Verteilen und Überlagern jedes der Symbole der Übertragungssymbolgruppe auf die mehreren Nebenträger, die den Frequenzkanal bilden, um ein Übertragungssignal zu erzeugen;
Senden des Übertragungssignals an den Partner der Kommunikation; und
auf der Empfängerseite Empfangen des Frequenzkanals, um so das von dem Partner der Kommunikation gesendete Übertragungssignal zu empfangen und dadurch eine Empfangssymbolgruppe zu erhalten;
Extrahieren der Pilotsymbole aus der Empfangssymbolgruppe;
Schätzen der Eigenschaften der Übertragungsleitung jeder Symbolgruppe auf der Basis der Amplitude und der Phasen der Pilotsymbole;
Wiederherstellen der jeweiligen Informationssymbolgruppe aus der Empfangssymbolgruppe auf der Basis des Ergebnisses der Schätzung;
Durchführen der jeweils festgelegten Demodulationsverarbeitung mit der Informationssymbolgruppe, um so die Codierbitgruppe wiederherzustellen;
Berechnen der Zuverlässigkeit der Übertragungsleitung jeder Symbolgruppe auf der Basis des Ergebnisses der Schätzung der Übertragungsleitung und der Empfangssymbolgruppe;
Multiplizieren der wiederhergestellten Codierbitgruppe mit dem Gewichtungsfaktor, der die Zuverlässigkeit der Übertragungsleitung darstellt, um so die Codierbitgruppe die Zuverlässigkeit der Übertragungsleitung dadurch reflektieren zu lassen;
Anwenden einer jeweiligen Maximum-Likelihood-Folgenschätzung mit der Codierbitgruppe, die die Zuverlässigkeit reflektiert; und
Wiederherstellen der Informationsbitfolge dadurch.
Wie oben beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Erfindung die Eigenschaften der Übertragungsleitung jeder Symbolgruppe auf der Basis der Amplitude und der Phasen der Pilotsymbole, die aus der Empfangssymbolgruppe extrahiert worden sind, geschätzt, und die Informationssymbolgruppe wird aus der Empfangssymbolgruppe auf der Basis des Ergebnisses der Schätzung wiederhergestellt, und die Codierbitgruppe, die aus der Informationssymbolgruppe wiederhergestellt worden ist, wird mit dem Gewichtungsfaktor multipliziert und dazu gebracht, die Zuverlässigkeit der Übertragungsleitung jeder Symbolgruppe zu reflektieren, und eine Maximum-Likelihood-Folgenschätzung wird auf die Codierbitgruppe, die die Zuverlässigkeit reflektiert, angewendet und dadurch wird die Informationsbitfolge wiederhergestellt; als Ergebnis können durch die Verwendung des einfachen Aufbaus durch die Übertragungsleitung gegebene Einflüsse beseitigt werden und so kann die Informationssymbolgruppe exakt wiederhergestellt werden, außerdem kann die Zuverlässigkeit der Übertragungsleitung jeder Symbolgruppe auf der Codierbitgruppe reflektiert werden, in diesem Fall kann die Maximum-Likelihood-Folgenschätzung präzise angewendet werden und die übertragene Informationsbitfolge kann exakt wiederhergestellt werden.

Claims

Empfangsvorrichtung (22), mit einer Einrichtung (40, 41) zum Empfangen (40) eines Übertragungssignals (S30) und Ausgeben (41) von Empfangssymbolgruppen (S32); einer Übertragungsleitungsschätzeinrichtung (43) zum Schätzen der Eigenschaften der Übertragungsleitung, mit einer Einrichtung (50) zum Extrahieren von Pilotsymbolen (P') bekannter Amplitude und Phase, welche in Zwischenräume zwischen Informationssymbolen (I) der Empfangssymbolgruppen (S32) eingesetzt sind, aus jeder der Empfangssymbolgruppen (S32), einer Einrichtung (51, 53, ... 71) zum Berechnen einer Symbolfolge (S34), die die Amplituden- und Phasenschwankung der Informationssymbole (I) der Empfangssymbolgruppen (S32) angibt, auf der Basis der Pilotsymbole (P') und einer Einrichtung (53, 72) zum Bearbeiten der Empfangssymbolgruppen (S32) durch Beseitigen der berechneten Amplituden- und Phasenschwankung aus den Informationssymbolen (I); einer Einrichtung (44) zum Anwenden einer vorgeschriebenen Bearbeitung auf jede der Empfangsinformationssymbolgruppen (S33), die durch die Übertragungsleitungsschätzeinrichtung (43) bearbeitet werden, um Empfangscodierbitgruppen (S35) zu erhalten, wobei die Empfangscodierbitgruppen (S35) demodulierte Phasen- und Quadraturwerte und zusätzliche Weichentscheidungsbits enthalten; einer Gewichtungseinrichtung (45) zum Reflektieren der Zuverlässigkeit der Übertragungsleitung auf die Empfangscodierbitgruppen (S35), mit einer Einrichtung (110) zum Berechnen von Gewichtungsfaktoren (S37), die den Signal-Rausch-Abstand der Übertragungsleitung für jede Symbolgruppe angeben, auf der Basis der Pilotsymbole (P') und der Symbolfolge (S34) und einer Einrichtung (101, ... 104) zum Multiplizieren jedes Symbols der Empfangscodierbitgruppen (S35) mit den Gewichtungsfaktoren (S37), um die elektrische Leistung der Empfangscodierbitgruppen (S35) zu normieren; und einer Decodiereinrichtung (17) zum Anwenden einer Maximum-Likelihood- Folgenschätzung auf jedes Ausgangssignal der Gewichtungseinrichtung (45), um eine Informationsbitfolge (S40) wiederherzustellen.
Empfangsvorrichtung (22) nach Anspruch 1, ferner mit einer Einrichtung zum Erfassen einer Veränderung des für jede der Empfangssymbolgruppen (S32) eingesetzten Frequenzkanals auf der Senderseite, wobei die Empfangseinrichtung (40, 41) mit einer Einrichtung (40) versehen ist, die ausgebildet ist, um den Frequenzkanal für den Empfang zu verändern, um ihn so auf die Senderseite abzustimmen.
Empfangsvorrichtung (22) nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer Übertragungseinrichtung (26), und einer Steuereinrichtung (28) zum Überwachen des durch die Gewichtungseinrichtung (45) berechneten Gewichtungsfaktors (S37) und Steuern der Übertragungseinrichtung (26), um ein Kanaländerungsanforderungssignal der Anforderung der Änderung des Frequenzkanals auf die Senderseite zu übertragen, falls der Gewichtungsfaktor (S37) unter einen vorgeschriebenen Schwellenwert gefallen ist.
Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher, falls die auf der Senderseite eingesetzte Modulationsbearbeitung eine 8-Phasenumtastung ist, die Bearbeitungseinrichtung (44) mit einer Einrichtung versehen ist, die zum Entnehmen einer I-Komponente und einer Q-Komponente der Informationssymbolgruppe (S33) als erstes (b1) bzw. zweites (b2) Weichentscheidungsbit, zum Subtrahieren des Absolutwerts der Q-Komponente von dem Absolutwert der I-Komponente, zum Multiplizieren des resultierenden Differenzwerts mit einer vorgeschriebenen Zahl, um so ein drittes Weichentscheidungsbit (b3) zu erhalten, und zum Ausgeben der erhaltenen ersten (b1), zweiten (b2) und dritten (b3) Weichentscheidungsbits als die Codierbitgruppe (S35) ausgebildet ist.
Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher, falls die auf der Senderseite eingesetzte Modulationsbearbeitung eine 16-wertige Quardraturamplitudenmodulation ist, die Demodulationseinrichtung (44) mit einer Einrichtung versehen ist, die zum Entnehmen einer I-Komponente und einer Q- Komponente der Informationssymbolgruppe (S33) als erstes (b1) bzw. zweites (b2) Weichentscheidungsbit, zum Subtrahieren eines vorgeschriebenen Entscheidungsschwellenwerts (S77) von den Absolutwerten der I- und der Q-Komponente, um so ein drittes (b3) bzw. viertes (b4) Weichentscheidungsbit zu erhalten, und zum Ausgeben der erhaltenen ersten (b1), zweiten (b2), dritten (b3) und vierten (b4) Weichentscheidungsbits als die Codierbitgruppe (S35) ausgebildet ist.
Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher, falls die auf der Senderseite eingesetzte Modulationsbearbeitung eine 64-wertige Quadraturamplitudenmodulation ist, die Demodulationseinrichtung (44) mit einer Einrichtung versehen ist, die zum Entnehmen einer I-Komponente und einer Q-Komponente der Informationssymbolgruppe (S33) als erstes (b1) bzw. zweites (b2) Weichentscheidungsbit, zum Subtrahieren eines ersten Entscheidungsschwellenwerts (S82) von den Absolutwerten (S80, S81) der I- und der Q-Komponente, um so ein drittes (b3) bzw. viertes (b4) Weichentscheidungsbit zu erhalten, zum Subtrahieren eines zweiten Entscheidungsschwellenwerts (S85) von den Absolutwerten (S83, S84) des dritten (b3) und des vierten (b4) Weichentscheidungsbits, um so ein fünftes (b5) bzw. sechstes (b6) Weichentscheidungsbit zu erhalten, und zum Ausgeben der erhaltenen ersten (b1), zweiten (b2), dritten (b3), vierten (b4), fünften (b5) und sechsten (b6) Weichentscheidungsbits als die Codierbitgruppe (S35) ausgebildet ist.
Kommunikationssystem, mit einer Übertragungsvorrichtung (23), welche aufweist: – eine Einrichtung zum Aufteilen einer Codierbitfolge (S3), welche durch Codieren einer Informationsbitfolge (S1) für jede vorgeschriebene Informationseinheit gebildet ist, um Übertragungscodierbitgruppen (S4) zu erzeugen, – eine Einrichtung zum Anwenden einer vorgeschriebenen Modulationsbearbeitung auf jede der Übertragungscodierbitgruppen (S4), um Informationssymbolgruppen (S5) zu erzeugen, – eine Einrichtung zum Einsetzen von Pilotsymbolen (P) bekannter Amplitude und Phasen in jede der Informationssymbolgruppen (S5), um Übertragungssymbolgruppen (S20) zu erzeugen, wobei die Pilotsymbole (P) in Zwischenräume zwischen Informationssymbolen (I) der Informationssymbolgruppen (S5) eingesetzt sind, – eine Einrichtung zum Verteilen und Überlagern der jeweiligen Symbole der Übertragungssymbolgruppe (S20) auf mehrere Nebenträger, welche einen Frequenzkanal bilden, um ein Übertragungssignal (S22) zu erzeugen, und – eine Einrichtung zum Übertragen des Übertragungssignals (S22) zu einem Kommunikationspartner (22); und einer Empfangsvorrichtung (22), welche aufweist: – eine Einrichtung (40, 41) zum Empfangen (40) des Übertragungssignals (S30) und Ausgeben (41) von Empfangssymbolgruppen (S32), – eine Übertragungsleitungsschätzeinrichtung (43) zum Schätzen der Eigenschaften der Übertragungsleitung, mit einer Einrichtung (50) zum Extrahieren der Pilotsymbole (P') aus jeder der Empfangssymbolgruppen (S32), einer Einrichtung (51, 53, ... 71) zum Berechnen einer Symbolfolge (S34), die eine Amplituden- und Phasenschwankung der Informationssymbole (I) der Empfangssymbolgruppen (S32) angibt, auf der Basis der Pilotsymbole (P') und einer Einrichtung (53, 72) zum Bearbeiten der Empfangssymbolgruppen (S32) durch Beseitigen der berechneten Amplituden- und Phasenschwankung aus den Informationssymbolen (I), – eine Einrichtung (44) zum Anwenden einer vorgeschriebenen Verarbeitung an jeder der Empfangsinformationssymbolgruppen (S33), die durch die Übertragungsleitungsschätzeinrichtung (43) bearbeitet werden, um Empfangscodierbitgruppen (S35) zu erhalten, wobei die Empfangscodierbitgruppen (S35) demodulierte Phasen- und Quadraturwerte sowie zusätzliche Weichentscheidungsbits enthalten, – eine Gewichtungseinrichtung (45) zum Reflektieren der Zuverlässigkeit der Übertragungsleitung auf die Empfangscodierbitgruppen (S35), mit einer Einrichtung (110) zum Berechnen von Gewichtungsfaktoren (S37), die den Signal-Rausch-Abstand der Übertragungsleitung für jede Symbolgruppe angeben, auf der Basis der Pilotsymbole (P') und der Symbolfolge (S34) und einer Einrichtung (101, ... 104) zum Multiplizieren jedes Symbols der Empfangscodierbitgruppen (S35) mit den Gewichtungsfaktoren (S37), um die elektrische Leistung der Empfangscodierbitgruppen (S35) zu normieren, und – eine Decodiereinrichtung (17) zum Anwenden einer Maximum-Likelihood-Folgenschätzung auf jedes Ausgangssignal der Gewichtungseinrichtung (45), um eine Informationsbitfolge (S40) wiederherzustellen.
Kommunikationssystem nach Anspruch 7, bei welchem die Empfangsvorrichtung (22) ferner eine Einrichtung zum Erfassen einer Veränderung des für jede der Empfangssymbolgruppen (S32) eingesetzten Frequenzkanals auf der Senderseite aufweist, wobei die Empfangseinrichtung (40, 41) mit einer Einrichtung (40) versehen ist, die ausgebildet ist, um den Frequenzkanal für den Empfang zu verändern, um ihn so auf die Senderseite abzustimmen.
Kommunikationssystem nach Anspruch 7 oder 8, bei welchem die Empfangsvorrichtung (22) weiter aufweist: eine Übertragungseinrichtung (26), und eine Steuereinrichtung (28) zum Überwachen des durch die Gewichtungseinrichtung (45) berechneten Gewichtungsfaktors (S37) und Steuern der Übertragungseinrichtung (26), um ein Kanaländerungsanforderungssignal der Anforderung der Änderung des Frequenzkanals auf die Senderseite zu übertragen, falls der Gewichtungsfaktor (S37) unter einen vorgeschriebenen Schwellenwert gefallen ist.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei welchem, falls die auf der Senderseite eingesetzte Modulationsbearbeitung eine 8-Phasenumtastung ist, die Bearbeitungseinrichtung (44) mit einer Einrichtung versehen ist, die zum Entnehmen einer I-Komponente und einer Q-Komponente der Informationssymbolgruppe (S33) als erstes (b1) bzw. zweites (b2) Weichentscheidungsbit, zum Subtrahieren des Absolutwerts der Q-Komponente von dem Absolutwert der I-Komponente, zum Multiplizieren des resultierenden Differenzwerts mit einer vorgeschriebenen Zahl, um so ein drittes Weichentscheidungsbit (b3) zu erhalten, und zum Ausgeben der erhaltenen ersten (b1), zweiten (b2) und dritten (b3) Weichentscheidungsbits als die Codierbitgruppe (S35) ausgebildet ist.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei welchem, falls die auf der Senderseite eingesetzte Modulationsbearbeitung eine 16-wertige Quadraturamplitudenmodulation ist, die Demodulationseinrichtung (44) mit einer Einrichtung versehen ist, die zum Entnehmen einer I-Komponente und einer Q-Komponente der Informationssymbolgruppe (S33) als erstes (b1) bzw. zweites (b2) Weichentscheidungsbit, zum Subtrahieren eines vorgeschriebenen Entscheidungsschwellenwerts (S77) von den Absolutwerten der I- und der Q-Komponente, um so ein drittes (b3) bzw. viertes (b4) Weichentscheidungsbit zu erhalten, und zum Ausgeben der erhaltenen ersten (b1), zweiten (b2), dritten (b3) und vierten (b4) Weichentscheidungsbits als die Codierbitgruppe (S35) ausgebildet ist.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei welchem, falls die auf der Senderseite eingesetzte Modulationsbearbeitung eine 64-wertige Quadraturamplitudenmodulation ist, die Demodulationseinrichtung (44) mit einer Einrichtung versehen ist, die zum Entnehmen einer I-Komponente und einer Q-Komponente der Informationssymbolgruppe (S33) als erstes (b1) bzw. zweites (b2) Weichentscheidungsbit, zum Subtrahieren eines ersten Entscheidungsschwellenwerts (S82) von den Absolutwerten (S80, S81) der I- und der Q-Komponente, um so ein drittes (b3) bzw. viertes (b4) Weichentscheidungsbit zu erhalten, zum Subtrahieren eines zweiten Entscheidungsschwellenwerts (S85) von den Absolutwerten (S83, S84) des dritten (b3) und des vierten (b4) Weichentscheidungsbits, um so ein fünftes (b5) bzw. sechstes (b6) Weichentscheidungsbit zu erhalten, und zum Ausgeben der erhaltenen ersten (b1), zweiten (b2), dritten (b3), vierten (b4), fünften (b5) und sechsten (b6) Weichentscheidungsbits als die Codierbitgruppe (S35) ausgebildet ist.
Kommunikationsverfahren, mit den Schritten auf der Senderseite: – Aufteilen einer Codierbitfolge (S3), welche durch Codieren einer Intormationsbitfolge (S1) für jede vorgeschriebene Informationseinheit gebildet ist, um Übertragungscodierbitgruppen (S4) zu erzeugen, – Anwenden einer vorgeschriebenen Modulationsbearbeitung auf jede der Übertragungscodierbitgruppen (S4), um Informationssymbolgruppen (S5) zu erzeugen, – Einsetzen von Pilotsymbolen (P) bekannter Amplitude und Phasen in jede der Informationssymbolgruppen (S5), um Übertragungssymbolgruppen (S20) zu erzeugen, wobei die Pilotsymbole (P) in Zwischenräume zwischen Informationssymbolen (I) der Informationssymbolgruppen (S5) eingesetzt werden, – Verteilen und Überlagern der jeweiligen Symbole der Übertragungssymbolgruppen (S20) auf mehrere Nebenträger, welche einen Frequenzkanal bilden, um ein Übertragungssignal (S21) zu erzeugen, und – Übertragen des Übertragungssignals (S21, S22) zu dem Kommunikationspartner (22); und auf der Empfängerseite: – Empfangen (40, 41) des Übertragungssignals (S30) und Ausgeben (41) von Empfangssymbolgruppen (S32), – Extrahieren (50) der Pilotsymbole (P') aus jeder der Empfangssymbolgruppen (S32), – Schätzen (43) der Eigenschaften der Übertragungsleitung jeder Empfangssymbolgruppe (S32) durch Berechnen (51, 53, ... 71) einer Symbolfolge (S34), die eine Amplituden- und Phasenschwankung der Informationssymbole (I) der Empfangssymbolgruppen (S32) angibt, auf der Basis der Pilotsymbole (P'), – Bearbeiten (53, 72) der Empfangssymbolgruppen (S32) durch Beseitigen der berechneten Amplituden- und Phasenschwankung aus den Informationssymbolen (I), – Anwenden (44) einer vorgeschriebenen Bearbeitung auf jede der Empfangsinformationssymbolgruppen (S33), die durch die Übertragungsleitungsschätzeinrichtung (43) bearbeitet werden, um Empfangscodierbitgruppen (S35) zu erhalten, wobei die Empfangscodierbitgruppen (S35) demodulierte Phasen- und Quadraturwerte sowie Weichentscheidungsbits enthalten, – Berechnen von Gewichtungsfaktoren (S37), die den Signal-Rausch-Abstand der Übertragungsleitung für jede Symbolgruppe angeben, auf der Basis der Pilotsymbole (P') und der Symbolfolge (S34), – Multiplizieren (101, ... 104) jedes Symbols der Empfangscodierbitgruppen (S35) mit den Gewichtungsfaktoren (S37), um die elektrische Leistung der Empfangscodierbitgruppen (S35) zu normieren, und – Anwenden einer Maximum-Likelihood-Folgenschätzung (17) auf jedes Ausgangssignal des Multiplizierungsschritts (101, ... 104), um eine Informationsbitfolge (S40) wiederherzustellen.
Kommunikationsverfahren nach Anspruch 13, bei welchem der Frequenzkanal, welcher eingesetzt wird, bei der Übertragung für jede der Übertragungssymbolgruppen geändert wird.
Kommunikationsverfahren nach Anspruch 14, bei welchem auf der Empfängerseite der zu empfangende Frequenzkanal verändert wird, um ihn so auf die Senderseite abzustimmen.
Kommunikationsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei welchem die Empfängerseite den Gewichtungsfaktor überwacht und ein Kanaländerungsanforderungssignal zum Anfordern der Änderung des Frequenzkanals an die Senderseite überträgt, wenn der Gewichtungsfaktor unter einen vorgeschriebenen Schwellenwert gefallen ist, und die Senderseite den Frequenzkanal, welcher eingesetzt ist, als Reaktion auf das Kanaländerungsanforderungssignal verändert.