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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Zuordnen von Daten und
Pilotzeichen in einem OFDM-System.
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Pilotzeichen
sind für
eine Kanalbewertumg erforderlich, um eine zusammenhängende Erfassung von
z. B. OFDM-modulierten Signalen zu bewirken. Die Benutzung von Pilotzeichen
zur Kanalbewertumg führt
indessen zu Unkosten, und es ist somit wünschenswert, die Anzahl von
Pilotzeichen auf einem Minimum zu halten. Die Anzahl von für eine gewünschte Bit-Fehlerrate
und eine Doppler-Frequenz benötigten
Pilotzeichen ist sowohl von der Vermehrung von (Kanal-)Charakteristika
als auch des Pilotmusters, das in Orthogonal-Frequenzteilungs-Multiplex-(OFDM)-Systemen
benutzt wird, äußerst abhängig.
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Ein
mobiler Kanal führt
Multipfad-Verzerrungen der Signalwellenformen ein. Sowohl die Amplitude
als auch die Phase werden verfälscht,
und die Kanal-Charakteristika ändern
sich wegen der Bewegungen der mobilen Station.
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Um
eine zusammenhängende
Erfassung durchführen
zu können,
sind zuverlässige
Kanalbewertungen erforderlich. Dies kann durch gelegentliches Übertragen
bekannter Daten oder sog. "Pilotzeichen" erreicht werden.
Der Empfänger
interpoliert die Kanalinformation, die von den Pilotzeichen abgeleitet
wird, um eine Kanalbewertung für
das Datensignal zu gewinnen. Eine zusammenhängende Modulation ergibt eine
gute Ausführung.
Sie erfordert jedoch wegen der erforderlichen Kanalbewertumg eine
höhere
Komplexität
auf der Empfängerseite.
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Das
Orthogonal-Frequenzteilungs-Multiplexen (OFDM) ist vor kurzem für verschiedene
Funksysteme vorgeschlagen worden, und es besteht ein wachsendes
Interesse an der Benutzung dieser Technik für die nächste Generation von mobilen Kommunikationssystemen.
In OFDM-Systemen kann das Informationssignal als geteilt und durch
verschiedene Schmalband-Hilfsträger übertragen
betrachtet werden. Typischerweise ist in praktischen OFDM-Systemen
der Frequenzabstand geringer als die Kohärenz-Bandbreite, und die Zeichendauer
ist geringer als die Kohärenzzeit.
Das bedeutet, dass ein Empfänger
und ein Pilot-Bewertumgsmuster, die einen Vorteil aus der relativ
großen
Kohärenz-Bandbreite
und der Kohärenzzeit
ziehen, mit weniger Pilotzeichen auskommen können, um dadurch die Unkosten
zu minimieren, die durch die Pilotzeichen verursacht werden.
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Die
Benutzung von Pilotzeichen für
eine Kanalbewertumg in OFDM-Systemen ist beispielsweise in "Pilot Assisted Channel
Estimation for OFDM in Mobile Cellular Systems" von Tufvesson und Maseng, Department
of Applied Electronics, Lund-Universität, Schweden,
VTC-97, offenbart.
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Vor
kurzem ist ein Zuordnen von OFDM-Zeichen in GSM-Zeitschlitzen vorgeschlagen
worden, um Kompatibilität
eines OFDM-Übertragungssystems
mit dem gegenwärtigen
GSM-System zu schaffen, wie dies in 1 gezeigt
ist. Wie aus 1 ersichtlich sind gemäß diesem
bekannten Vorschlag zwei OFDM-Zeichen S1, S2 mit jeweils einer Zeitdauer
von 240 μs
zusammen mit einer Schutzzeit von 48 μs zwischen zwei benachbarte
OFDM-Zeichen S1, S2 eingefügt
und haben eine Zeitdauer von jeweils 48 μs, die in einen GSM-Zeitschlitz
mit der bekannten Zeitdauer von ungefähr 576,9 μs passen.
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Die
Schutzzeit des bekannten Vorschlags mit einer Zeitdauer von 48 μs ist für einen "Worst Case"-Zustand bestimmt
worden, d. h. für
starke Multipfadeffekte, wie z. B. in dem Fall, in dem sich der Benutzer
schnell im Freien bewegt. Für
Innenanwendungen ist die Schutzzeit von 48 μs üblicherweise nicht erforderlich,
und die minimal erforderliche Schutzzeit kann bei Innenanwendungen
mit einem sich langsam bewegenden Benutzer so klein wie z. B. 5 μs sein. Daher
verringert die Schutzzeit von 48 μs
unnötigerweise
die effektive Bitrate der Übertragung.
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Es
ist jedoch nicht möglich,
nur die Schutzzeit zu minimieren und die Zeitdauer der OFDM-Zeichen
S1, S2 zu maximieren, da eine Änderung
der Zeitdauer der OFDM-Zeichen
automatisch eine Modifizierung des Hilfsträgerabstands der Hilfsträger des
OFDM-Systems mit sich bringt, die durch die bekannten Eigenschaften
eines solchen Systems verursacht wird.
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In
dem Aufsatz "Evolution
of the GSM air interface into wideband services", Gudmundson et al, IEE Colloquium an
Advanced TDMA Techniques und Applications, 1996, wird eine Breitbandentwicklung für eine Zellulartechnik
vorgeschlagen, die ein Zeitteilungs-Mehrfachzugriffsschema ist,
das mit GSM kompatibel ist. Das vorgeschlagene System basiert auf
der Basis-GSM-Schlitzstruktur mit 200 kHz Trägerabstand, 577 ms-Zeitschlitzen
und 8 Zeitschlitzen pro Rahmen. Die Zeitschlitze enthalten eine
Einlernfolge, Daten-Bursts, Kennzeichnungsbits und eine Schutzzeit.
Während
die GSM-Schlitzstruktur beibehalten wird, schlägt der Aufsatz ein Burst-Format
vor, das die folgenden Parameter zufügt: 34 Datenzeichen gefolgt
von 20 Einlernzeichen und 34 Datenzeichen, wobei zwei Schlusszeichen
an jedem Ende zugefügt
sind und nicht zwingend 6 Schutzzeitzeichen auf der rechten Seite
der Burst-Struktur zugefügt werden
können.
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In "High Bit Rate Services
for UMTS Using Wideband TDMA Carriers", (IEE International Conference an Universal
Personal Communications 29.9.1996–2.10.1996) vergleichen Nikula
und Malkamäki
die Durchführbarkeit
von vier TMDA-basierten
Funkschnittstellen für
UMTS, um einen bis zu 2 Mbit/s-Service bereitzustellen. Durch diesen
Vergleich wird gezeigt, dass GSM-kompatible Mehrträger- und
Einträgerlösungen mit
binärer
Mehrpegel-Offset-QAM-Modulation für Mikro-Zellen und Innenzellen
durchführbar
sind. Die vorgeschlagenen Burst-Strukturen
sind mit GSH identisch, die eine mit zwei Datenbitfolgen und einer
Einlernfolge, jedoch ist die Anzahl von Datenbits in einem Burst
größer als für GSM. Tatsächlich sind
die vorgeschlagenen Bursts zeitlich so lang wie die GSM-Burst, jedoch sind
die Träger-Bitraten
höher,
so dass das Ausmaß der
Unkosten verringert ist.
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Jedoch
ist die Zeitdauer der Einlernfolge gemäß den zwei zuvor beschriebenen
Aufsätzen
nicht direkt am die Zeitdauer der zwei Datenfolgen gekoppelt, so
dass es nicht möglich
ist, den Hilfsträgerabstamd
der Hilfsträger
des Systems beizubehalten.
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Die
Aufgabe der vorliegende Erfindung besteht darin, eine Technik zum
Zuordnen von Daten in einem OFDM-System mit einer verbesserten effektiven
Bit-Übertragungsrate
zu schaffen und die insbesondere in (Langsambewegungs-)Innensituationen oder
in Nahbereichs-Außensituationen
angewendet werden kann.
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Diese
Aufgabe wird mittels der Merkmale der vorliegenden unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche entwickeln
den Gedanken der Erfindung weiter.
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Der
Hauptgedanke der Erfindung ist, dadurch die Schutzzeit auf eine
minimal erforderliche Zeitdauer zu verringern und den eingesparten
Zeitschlitz dazu zu benutzen, einen Mittelsatz zwischen zwei aufeinanderfolgende
OFDM-Zeichen einzufügen.
Um den Hilfsträgerabstand
der Hilfsträger
des OFDM-Systems beizubehalten und gleichzeitig eine Mittelsatz-Zeitdauer
vorzusehen, die kürzer
als die Zeitdauer der OFDM-Zeichen (z. B. 240 μs) ist, gleicht die Zeitdauer
des Mittelsatzes MA 1/n der Zeitdauer der OFDM-Zeichen, wobei n
eine ganze Zahl größer als
1 ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist daher ein Drahtlos-Übertragungsverfahren vorgesehen, das
ein OFDM-System benutzt, das eine Vielzahl von Hilfsträgern mit gleichen
Abständen
umfasst. Die Übertragung
wird in Zeitschlitzen bewirkt. Ein Zeitschlitz umfasst zwei Zeichen,
welche die gleiche Zeitdauer haben. Zwischen zwei jeweilige OFDM-modulierte
Zeichen ist ein Mittelsatz eingefügt. Die Zeitdauer des Mittelsatzes
entspricht dabei 1/n der Zeitdauer der Zeichen, wobei n eine ganze
Zahl größer als
1 ist.
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Die Übertragung
des Mittelsatzes kann gemäß dem OFDM-System
bewirkt werden, und nur jeder n-te Hilfsträger kann moduliert werden,
wenn der Mittelsatz übertragen
wird.
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Die Übertragung
des Mittelsatzes kann gemäß einen
Einfachträger-System
bewirkt werden, das noch OFDM-modulierte Zeichen in Nachbarschaft
des Mittelsatzes beibehält.
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Der
Mittelsatz kann benutzt werden, um Pilotzeichen zu übertragen,
um auf diese Weise die Kanalbewertung für eine zusammenhängende Übertragung
zu bewirken.
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Es
kann eine bekannte Einlernfolge benutzt werden, um die Pilotzeichen
durch eine einzige Trägermodulation
zu erzeugen. Die Kanalbewertung kann durch Vergleichen der Zeit
zur Frequenztransformation der bekannten einzigen Träger-Einlernfolge
mit einer Zeit zur Frequenztransformation einer empfangenen Einlernfolge
durchgeführt
werden.
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Eine
Kanalbewertung kann auf der Grundlage eines empfangenen Pilotzeichens
nach Bewirken einer Disjret-Fourier-Transformation durch Vergleichen
der empfangenen Pilot-Hilfsträgerinformation mit
der bekannten Pilotfolge durchgeführt werden.
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Die
Kanalbewertung auf der Grundlage der Mittelsatzdaten kann für die zwei
benachbarten Zeichen gültig
sein.
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Die
zwei Zeichen können
zusammen mit dem Mittelsatz in einen Zeitschlitz des GSM-Standards passen.
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Der
Mittelsatz kann zur Frequenz- und Zeitsynchronisierung mittels einer
Korrelationstechnik benutzt werden.
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Das Übertragungsverfahren,
wie es zuvor beschrieben wurde, kann insbesondere für Innenanwendungen
oder Nahbereichsanwendungen, bei denen nur eine kleine Schutzzeit
erforderlich ist, benutzt werden.
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Die
vorliegende Erfindung sieht überdies
ein Drahtlos-Übertragungssystem
vor, das einen Sender und einen Empfänger umfasst, die ein OFDM-System
benutzen, das eine Vielzahl von Hilfsträgern mit gleichen Abständen umfasst.
Die Übertragung
wird in Zeitschlitzen bewirkt, wobei ein Zeitschlitz zwei OFDM-modulierte
Zeichen umfasst, welche die gleiche Zeitdauer haben. Zwischen die
zwei OFDM-modulierten Zeichen ist ein Mittelsatz eingefügt, wobei
die Zeitdauer des Mittelsatzes 1/n der Zeitdauer der Zeichen entspricht,
wobei n eine ganze Zahl größer als 1
ist.
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Der
Sender kann dafür
eingerichtet sein, den Mittelsatz gemäß dem OFDM-System zu übertragen, und
der Sender kann einen Modulator umfassen, der nur jeden n-ten Hilfsträger moduliert,
wenn der Mittelsatz übertragen
wird.
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Der
Sender kann dafür
eingerichtet sein, den Mittelsatz gemäß einem Einfachträgersystem
zu übertragen.
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Der
Sender kann Pilotzeichen in dem Mittelsatz übertragen, und der Empfänger kann
einen Kanalbewerter zum Bewirken einer Kanalbewertung für eine zusammenhängende Übertragung
auf der Grundlage der empfangenen Pilotzeichen umfassen.
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Die
zwei Zeichen können
zusammen mit dem Mittelsatz in einen Zeitschlitz des GSM-Standards passen.
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Der
Empfänger
kann Korrelationsmittel zur Frequenz- und Zeitsynchronisierung auf
der Grundlage einer Korrelation von Abtastproben des Mittelsatzes
umfassen. Die vorliegende Erfindung sieht überdies einen Sender zur Übertragung
von Daten gemäß einem
OFDM-System vor. Der Sender umfasst dabei einen Kollektor zum Sammeln
von Daten für ein
erstes Zeichen eines Zeitschlitzes, Daten für einen Mittelsatz und Daten
für ein
zweites Zeichen des Zeitschlitzes in dieser Reihenfolge. Die Zeitdauer
des Mittelsatzes entspricht dabei 1/n der Zeitdauer des ersten bzw.
des zweiten Zeichens, wobei n eine ganze Zahl größer als 1 ist. Der Kollektor
ist mit einem OFDM-Modulator verbunden, der zumindest die ersten
und die zweiten Zeichen auf einer Vielzahl von Hilfsträgern gemäß dem OFDM-System
moduliert.
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Der
Sender kann überdies
eine Pilotzeichen-Erzeugungseinheit umfassen, die Pilotzeichen an
eine Invers-Fourier-Transformationsschaltung ausgibt, wobei die
Pilotzeichen, die von der Pilotzeichen-Erzeugungseinheit ausgegeben
werden, dem Kollektor als Daten für den Mittelsatz zugeführt werden.
Der Modulator moduliert die Pilotzeichen in dem Mittelsatz auf jedem
n-ten Hilfsträger
eines OFDM-Systems.
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Alternativ
dazu kann der Sender ein Einlernfolge-Erzeugungsmittel umfassen,
das eine Einlernfolge direkt an den Kollektor als Daten für den Mittelsatz
ausgibt. Der Modulator moduliert in diesem Fall die Einlernfolge
in dem Mittelsatz gemäß einem
Einfachträgersystem.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist überdies
ein Empfänger
für ein
OFDM-System vorgesehen, der einen Kanalbewerter zur zusammenhängenden
Erfassung von OFDM-modulierten
Zeichen umfasst. Der Kanalbewerter ist dazu eingerichtet, eine Kanalbewertung
auf der Grundlage von Pilotzeichen eines Mittelsatzes zu bewirken,
der zwischen zwei aufeinanderfolgenden OFDM-modulierten Zeichen
eingefügt
ist. Die Zeitdauer des Mittelsatzes gleicht dabei 1/n der Zeitdauer
der Zeichen, wobei n eine ganze Zahl größer als 1 ist.
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Der
Empfänger
kann eine Korrelationseinheit zum Bewirken einer Zeit- und Frequenzsynchronisierung
des Empfängers
umfassen. Die Korrelationseinheit ist dazu eingerichtet, Abtastproben
eines Mittelsatzes zu korrelieren, der zwischen zwei aufeinanderfolgenden
OFDM-modulierten Zeichen eingefügt
ist. Die Zeitdauer des Mittelsatzes gleicht dabei 1/n der Zeitdauer
der Zeichen, wobei n eine ganze Zahl größer als 1 ist.
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Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden mittels verschiedener Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung und unter Bezugnahme auf die vorliegenden
Figuren erklärt.
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1 zeigt
einen vor kurzem gemachten Vorschlag für das Zuordnen von OFDM-Zeichen
und Schutzzeiten in einem GSM-Zeitschlitz.
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2 zeigt
das Zuordnen sowohl von zwei OFDM-Zeichen als auch eines Mittelsatzes
in einem GSM-Zeitschlitz gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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3 zeigt
allgemein ein Drahtlos-Übertragungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung, das insbesondere zur Benutzung von OFDM-modulierten Signalen
zumindest für
die Zeichen des Zeitschlitzes bestimmt ist.
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4 zeigt
Zeitparameter für
das Zuordnen von Zeichen und des Mittelsatzes, wie dies in 2 gezeigt
ist, in einem GSM-Zeitschlitz.
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5 zeigt
eine Anwendung der vorliegenden Erfindung, wobei der Mittelsatz
für die Übertragung
von Pilotzeichen gemäß einem
OFDM-System benutzt wird, wobei nur jeder n-te Hilfsträger moduliert
wird, wenn der Mittelsatz übertragen
wird.
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6 zeigt
einen Sender gemäß der vorliegenden
Erfindung, der Pilotzeichen in den Mittelsatz einfügt.
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7 zeigt
einen weiteren Sender zur drahtlosen Übertragung von OFDM-modulierten
Signalen gemäß der vorliegenden
Erfindung, der eine Einlernfolge in den Mittelsatz einfügt.
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8 zeigt
einen Teil eines Empfängers
gemäß der vorliegenden
Erfindung, der eine Kanalbewertung bewirkt.
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9 zeigt
einen Teil eines weiteren Empfängers
gemäß der vorliegenden
Erfindung, der eine Kanalbewertumg bewirkt.
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10 zeigt
einen Teil eines weiteren Empfängers
gemäß der vorliegenden
Erfindung, der eine Korrelationstechnik bewirkt.
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2 zeigt
eine Ausführung
des Hauptzwecks der vorliegenden Erfindung. Wie aus 2 ersichtlich,
umfasst ein Zeitschlitz gemäß der vorliegenden
Erfindung in der folgenden Abfolge sowohl ein erstes OFDM-moduliertes
Zeichen S1, einen Mittelsatz MA als auch ein zweites OFDM-moduliertes
Zeichen S2. Der Mittelsatz MA kann auch OFDM-moduliert oder alternativ
dazu einfachträgermoduliert
sein. Zwischen den OFDM-modulierten Zeichen S1, S2 und dem Mittelsatz
MA können
zusätzlich
kleine Zeitschlitze, wie Schutzzeiten, sog. Roll-Offs usw., vorgesehen
sein. Die Zeitdauer des Mittelsatzes MA gleicht im allgemeinen 1/n
der Zeitdauer der OFDM-Zeichen S1, S2. In dem Ausführungsbeispiel,
wie es in 2 gezeigt ist, gleicht die Zeitdauer
des Mittelsatzes MA 30 μs,
wohingegen die Zeitdauer der OFDM-modulierten Zeichen S1, S2 240 μs beträgt. Zusammen
mit der Schutzzeit, dem sog. Roll-Off usw. passen sowohl das OFDM-modulierte
Zeichen S1, der Mittelsatz MA als auch das OFDM-modulierte Zeichen S2 exakt in einen
Zeitschlitz gemäß dem GSM-Standard
(576,9 μs).
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Der
Mittelsatz MA gemäß der vorliegenden Erfindung
wird durch Verringern der Zeitdauer der Schutzzeit und Zusammenschrumpfen
der Zeit der verschiedenen Schutzzeiten, um einen Zeitschlitz für einen
Mittelsatz MA zu erzeugen, erzeugt. Der Mittelsatz MA kann für die Übertragung
jeder Art von Daten, wie z. B. Pilotzeichen für eine zusammenhängende Erfassung
oder andere Nachrichten- oder Systemdaten, benutzt werden.
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3 zeigt
allgemein den Aufbau eines drahtlosen Übertragungssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung. Das drahtlose Übertragungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst einen Sender 1 und einen Empfänger 2.
Wie wohlbekannt umfasst der Sender 1 eine Antenne 3,
und der Empfänger 2 umfasst
eine Antenne 4. In dem Beispiel gemäß 3 umfasst
der Sender 1 ein Pilotmuster-Erzeugungsmittel 5.
Das Pilotmuster (Folge), das durch das Pilot-muster-(Folge-)Erzeugungsmittel 5 erzeugt
ist, wird einem Kanalbewerter 6 des Empfängers 2 als
ein bekanntes Pilotmuster (Folge) vor der wirklichen Übertragung
von Daten zugeführt.
Das bekannte Pilot-(Folge-)Muster
wird in einem Speicher des Empfängers 2 gespeichert.
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Der
Sender 1 umfasst einen Kollektor 8, der sequentiell
Pilotmuster aus dem Pilotmuster-Erzeugungsmittel 5 und
wirkliche Daten, die zu modulieren und zu übertragen sind, ausgibt. Auf
der Empfangsseite empfängt
der Empfänger 2 sowohl
die eigentlichen Daten als auch die übertragenen Pilotmuster. Der
Kanalbewerter 6 vergleicht die tatsächlich übertragenen und empfangenen
Pilotmuster (Folgen) mit der bekannten Pilotfolge, die in einem
Speicher des Empfängers 2 gespeichert
sind, und gibt ein Kanalbewertumgssignal 20 an eine Entscheidungsschaltung 7 aus.
Auf der Grundlage der Kanalbewertung, die durch den Kanalbewerter 6 bewirkt
ist, kann daher eine zusammenhängende
Erfassung der modulierten Signale bewirkt werden. Daher können zusammenhängende modulierte
Daten 8 von der Entscheidungsschaltung 7 auf der
Grundlage des Kanalbewertumgssignals 20 des Kanalbewerters 6 ausgegeben
werden.
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4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung und im Einzelnen das Zuordnen von OFDM-modulierten
Zeichen S1, S2 und des Mittelsatzes MA, das allgemein in
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2 gezeigt
worden ist, zusammen mit bevorzugten Zeitparametern. Der Zeitschlitz
gemäß der vorliegenden
Erfindung startet mit einer sog. Roll-Off-Zeit von z. B. 6 μs gefolgt
von einer Schutzzeit von z. B. 8 μs.
Dann folgt das erste OFDM-Zeichen S1 mit einer Zeitdauer von 42 μs. Als nächstes folgen
sowohl Zeitschlitze einer kurzen Schutzzeit von 2 μs und ein
sog. Roll-Off von 6 μs
als auch ein weiteres sog. Roll-Off von 6 μs und eine weitere Schutzzeit
von 5 μs.
Dann folgt der Mittelsatz mit einer bevorzugten Zeitdauer von 30 μs. Dann folgt
wieder eine kurze Schutzzeit von 5 μs, ein sog. Roll-Off von 6 μs, ein weiteres
sog. Roll-Off von 6 μs
und eine Schutzzeit von 8 μs.
Dann folgt das zweite OFDM-modulierte Zeichen S2 mit einer Zeitdauer
von 240 μs.
Der Zeitschlitz gemäß der vorliegenden
Erfindung wird durch eine Schutzzeit von 2 μs und ein sog. Roll-Off von
6 μs ergänzt.
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Gemäß den Zeitparametern
passen, wie in 4 gezeigt, sowohl die OFDM-Zeichen
S1, S2, der Mittelsatz MA als auch die erforderlichen kurzen Schutzzeiten,
die im Vergleich zum Stand der Technik (5 bis 10 ms im Vergleich
zu ungefähr
48 μs) minimiert
sind, und auch die sog. Roll-Off-Zeiten exakt in einen GSM-Zeitschlitz
mit einer Zeitdauer von ungefähr
576 μs.
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5 zeigt
die Art und Weise, wie der Mittelsatz MA für die Übertragung von Pilotzeichen
für eine zusammenhängende Erfassung
in dem Fall benutzt werden kann, in dem auch der Mittelsatz gemäß dem OFDM-System übertragen
wird.
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Ein
Mittelsatz MA ist im Falle von 5 ein kurzes
OFDM-Zeichen und wird nur für
das/die Kanal-Ausloten/Bewertumg benutzt. Die Kanalbewertumg ist
für die
zwei benachbarten OFDM-modulierten Nachrichten-Zeichen S1, S2 gültig.
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Das
kurze Pilotzeichen wird dabei durch OFDM-Zuweisung nur eines Subsatzes
der insgesamt verfügbaren
Hilfsträger
SC erzeugt. Wenn die OFDM-Zeichendauer beispielsweise Ts ist, kann
ein kurzes OFDM-Zeichen (Pilotzeichen) durch Zuweisung nur jedes
n-ten Hilfsträgers
erzeugt werden, was zu einer neuen, verringerten Zeichendauer von
(TS/n) führt.
Der Hilfsträgerabstand
muss jedoch nicht geändert
werden.
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Alternativ
dazu kann das Pilotzeichen durch eine einzige Trägermodulation mit einer bekannten Einlernfolge
erzeugt werden, wie dies im Folgenden erklärt wird.
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Die
Kanalbewertumg kann dann auf der Grundlage des empfangenen Pilotzeichens
(in dem Mittelsatz) nach einer Diskret-Fourier-Transformation (DFT)
durch Vergleichen der empfangenen Pilot-Hilfsträgerinformation mit der bekannten
Pilotfolge durchgeführt
werden.
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Alternativ
dazu kann die Frequenzbereichs-Transformation der bekannten einzigen
Träger-Einlernfolge
mit der Frequenzbereichs-Transformation der empfangenen Einlernfolge
verglichen werden.
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In
dem Beispiel, das in 5 gezeigt ist, wird das kurze
OFDM-Pilotzeichen in dem Mittelsatz durch Modulieren jedes achten
Hilfsträgers
erzeugt, was einer Mittelsatz-Zeitdauer
von 30 μs
im Falle einer Zeichen-Zeitdauer von 240 μs entspricht.
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Wenn
die einzige Trägermodulation
für die Pilotfolge
benutzt wird, muss die Einlernfolge-Bandbreite an die Band-breite
der Daten-OFDM-Zeichen S1, S2 angepasst sein.
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Zusätzlich oder
alternativ dazu kann der Mittelsatz (Pilotzeichen) zur Zeit- u.
Frequenzsynchronisierung des Übertragungsschemas
auf der Grundlage einer Korrelationstechnik für die Abtastproben des Mittelsatzes
(Pilotzeichen) benutzt werden. Selbstverständlich kann der Mittelsatz überdies
für alle
Arten von Nachrichtendaten und/oder Systemdaten benutzt werden.
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6 zeigt
den inneren Aufbau eines Senders 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. 6 bezieht
sich auf ein Ausführungsbeispiel,
bei dem der Mittelsatz MA und die enthaltenen Pilotzeichen PS gemäß einem
OFDM-Modulationsschema übertragen
werden.
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Der
mittlere Teil ist dabei ein Kollektor 8, der eine Datenfolge
für das
erste OPDM-modulierte
Zeichen S1, Pilotzeichen für
den Mittelsatz MA und eine Datenfolge für das zweite OFDM-modulierte
Zeichen S2 in dieser Reihenfolge sammelt.
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Die
Datenfolge für
das erste OFDM-modulierte Zeichen S1 wird einem Modulator 11 für das Zeichenzuordnen
und dann einer schnellen Invers-Fourier-Transformations-(IFFT-)Schaltung 6 zugeführt. Das
Ausgangssignal der schnellen Invers-Fourier-Transformations-(IFFT-)Schaltung 6 wird
einer Schutz-Additionschaltung 7 zugeführt, welche die Schutzzeiten
addiert. Das Ausgangssignal der Schutz-Additionschaltung 7 wird
dem Kollektor 8 als Daten für das erste OFDM-modulierte
Zeichen S1 zugeführt
(Schritt 1).
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Andererseits
werden Pilotzeichen PS durch eine Pilotzeichen-Erzeugngsschaltung 5 erzeugt.
Die Pilotzeichen PS, die von der Pilotzeichen-Erzeugngsschaltung 5 ausgegeben
werden, werden einem Modulator 11 für das Zeichenzuordnen und dann
einer schnellen Invers-Fourier-Transformations-(IFFT-)Schaltung 12 zugeführt. Das
Ausgangssignal der schnellen Invers-Fourier-Transformation-(IFFT-)Schaltung 12 wird
einer Schutz-Additionsschaltung 13 zugeführt, welche
die erforderlichen Schutzzeiten addiert. Das Ausgangssignal der Schutz-Additionsschaltung 13 wird
dem Kollektor 8 als Daten für den Mittelsatz des entsprechenden
Zeitschlitzes zugeführt
(Schritt 2).
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Eine
Datenfolge für
das zweite OFDM-modulierte Zeichen S2 wird einem Modulator 11 für das Zeichenzuordnen
und dann einer schnellen Invers-Fourier-Transformations-(IFFT-)Schaltung 9 zugeführt. Das
Ausgangssignal der schnellen Invers-Fourier-Transformations-(IFFT-)Schaltung 9 wird
einer Schutz-Additionsschaltung 10 zugeführt, welche
die erforderlichen Schutzzeiten addiert. Das Ausgangssignal der
Schutz-Additionsschaltung 10 wird dann dem Kollektor 8 als
Daten für
das zweite OFDM-modulierte Zeichen S2 zugeführt (Schritt 3).
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Der
Kollektor 8 gibt die Daten eines Zeitschlitzes an einen
D/A-Wandler 21 aus, dessen Ausgangssignal einem Auf-wärts-Wandler 22 zugeführt wird.
Mittels des OFDM-Modu-lators 11, der ein Zeichenzuordnen
bewirkt, und der folgenden IFFT-Schaltungen 6, 9 werden
die Daten für
das erste und das zweite OFDM-modulierte Zeichen S1, S2 über die
volle Bandbreite, d. h. auf allen Hilfsträgern des OFDM-Systems, moduliert.
Gemäß den innewohnenden
Eigenschaften des OFDM-Systems verteilt die IFFT die Daten, die über die
Hilfsträger
zu übertragen
sind.
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Im
Falle des Mittelsatzes MA bewirkt der OFDM-Modulator 11 jedoch
ein Zeichenzuordnen derart, dass durch die folgende IFFT 12 nur
jeder n-te Hilfsträger
des OFDM-Systems moduliert wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 6 werden daher
der Mittelsatz und die enthaltenen Pilotzeichen PS gemäß einem
OFDM-Modulationsschema übertragen.
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7 zeigt
ein anderes Ausführungsbeispiel,
bei dem der Mittelsatz MA dazu benutzt wird, eine Einlernfolge auf
der Grundlage eines einzigen Träger-Modulationsschemas
zu übertragen,
wie es beispielsweise aus dem DECT- oder GSM-Standard bekannt ist.
Der Unterschied zwischen den Ausführungsbeispielen gemäß 7 und 6 besteht
darin, dass im Falle des Ausführungsbeispiels
gemäß 7 eine
Einlernfolge-Erzeugungseinheit 5' direkt eine
Einlernfolge, die durch einen Modulator 11 über die
volle Band-breite moduliert wird, dem Kollektor 8 als Daten
für den
Mittelsatz MA ohne IFFT zugeführt wird.
Da in diesem Fall keine IFFT erfolgt, werden in Schritt 2 die Daten
für den
Mittelsatz über
die volle Bandbreite eines Einträgersystems übertragen.
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8 zeigt
einen Empfänger
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Der Empfänger 2 umfasst
dabei einen Komparator 15, um ein Kanalbewertungs-Ausgangssignal
für eine
zusammenhängende
Erfassung der Modulationssignale bereitzustellen. Die Daten des
Mittelsatzes MA (Pilotzeichen) werden dabei einer schnellen Fourier-Transformationsschaltung 14 zugeführt. Das
Ausgangssignal der schnellen Fourier-Transformationsschaltung 14 wird
dem Komparator 15 zugeführt. Überdies
wird das Ergebnis der schnellen Fourier-Transformation einer bekannten Einträger-Einlernfolge
von einem Speicher 16 an den Komparator 15 ausgegeben.
Daher vergleicht der Komparator 15 im Falle einer modulierten
Einträger-Einlernfolge
das Ergebnis der schnellen Fourier-Transformation der bekannten
Einträger-Einlernfolge,
das in dem Speicher 16 gespeichert ist, mit dem Ausgangssignal
der schnellen Fourier-Transformationsschaltung 14 für die tatsächlich empfangene Einlernfolge
in dem Mittelsatz des Zeitschlitzes und gibt ein Bewertungs-Ausgangssignal 20 aus.
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9 zeigt
einen Empfänger 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei sich dieses Ausführungsbeispiel auf den Fall
bezieht, bei dem die Pilotzeichen in dem Mittelsatz des Zeitschlitzes
ebenfalls gemäß einem
OFDM-Modulati-onsschema moduliert worden sind (nur jeder n-te Hilfsträger ist
jedoch moduliert worden). In diesem Fall werden die Pilotzeichen
des Mittelsatzes MA, die auf jeden n-ten Hilfsträger des OFDM-Systems moduliert
sind, einer Diskret-Fourier-Transformations-(DFT-)Schaltung 17 eingegeben.
Der Komparator 15 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
vergleicht das Ausgangssignal der Diskret-Fourier-Transformations-(DFT-)Schaltung 17 mit
einer bekannten Pilotzeichenfolge, die vorab in einem Speicher 18 des
Empfängers 2 gespeichert
ist. Dann gibt der Komparator 15 ein Bewertungs-Ausgangssignal 20 aus,
das für
eine zusammenhängende
Erfassung der modulierten Signale benutzt wird.
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10 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem die Daten (Pilotsignale), die in dem Mittelsatz MA des Zeitschlitzes
enthalten sind, für
eine Zeit- und Frequenzsynchronisierung benutzt werden. In diesem
Fall korreliert ein Korrelator 19 in dem Empfänger 2 die
Abtastproben des Mittelsatzes (Pilotsignale) des Zeitschlitzes und
gibt ein Zeit- und Frequenzsynchronisierungssignal 21 aus.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine zusammenhängende
Modulations-OFDM-Schlitzstruktur
definiert, die mit dem GSM-Standard kompatibel ist.
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Verschiedene
Langen (Zeiten) der Daten-OFDM-Zeichen und der Pilot-OFDM-Zeichen können durch
Einstellen des Hilfsträgerabstands
für das
OFDM-System beherrscht werden. Der Mittelsatz kann überdies
zur genauen Synchronisierung der Zeit und Frequenz des Übertragungsschemas benutzt
werden.