DE69929113T2

DE69929113T2 - Verfahren und System zur Demodulation eines Pilotsignal enthaltendes Empfangssignals

Info

Publication number: DE69929113T2
Application number: DE1999629113
Authority: DE
Inventors: Naohiko Sugita
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-05-28
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2019-05-29
Also published as: AU762146B2; JP3289676B2; US6570935B1; EP0961427B1; DE69929113D1; EP0961427A2; EP0961427A3; JPH11341094A; AU3226999A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, und insbesondere ein Verfahren und ein System zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, wobei die BER (Bit-Fehlerrate) auf der Grundlage eines eindeutigen Worts, wie zum Beispiel ein Pilotsignal, bei mobiler Satellitenkommunikation unterdrückt wird, die einem schnellen Fading auf dem Übertragungsweg ausgesetzt ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1 zeigt ein mobiles Endgerät zur mobilen Satellitenkommunikation. Dieses mobile Endgerät, zum Beispiel ein tragbares Telefon, besteht aus einer Antenne 81, um ein Übertragungssignal mit einem Pilotsignal in mehreren Blöcken über einen Satelliten zu empfangen, einem Signalwandler 82, um das empfangene Signal von analog in digital umzuwandeln, einem Demodulationsschaltkreis 10, um das umgewandelte Signal zu demodulieren, einem Sprachsignalgenerator, um das demodulierte Signal von digital in analog umzuwandeln, und einem Lautsprecher 84, um ein Sprachsignal auszugeben.
In 1 wird ein ein Pilotsignal aufweisendes Empfangssignal, das von der Antenne 81 empfangen wird, in ein digitales Signal umgewandelt. Das umgewandelte digitale Signal wird von dem Demodulationsschaltkreis 10 demoduliert und dann von dem Sprachsignalgenerator 83 in ein analoges Sprachsignal umgewandelt. Das von dem Sprachsignalgenerator 83 umgewandelte, analoge Sprachsignal wird als Sprachklang von dem Lautsprecher 84 ausgegeben.
Um die benötigte Leistung zu reduzieren oder die Antenne zu miniturisieren, um ferner die BER auch unter der Bedingung eines niedrigen Signal-Rausch-Leistungsverhältnisses niedrig zu halten, wird bei dem obigen Satellitenkommunikationssystem ein Fehlerkorrekturcode mit hoher Kodierverstärkung oder eine hochwirksame Kodiertechnik verwendet.
2 zeigt ein Demodulationssystem für eine kontinuierliche Welle, das in Meyr "Digital Communication Receiver", John Wiley & Sons, S. 774–747, 1997 beschrieben ist, das als der Demodulationsschaltkreis 10 in 1 verwendet werden kann. Bei diesem System werden für ein Mehrfachweg-Fading mit frequenzselektivem Fading und flaches Fading ohne Frequenzcharakteristik Empfangssignale demoduliert, wobei eine Verzerrung in einem Empfangssignal hinsichtlich flachen Fading kompensiert wird (im Folgenden einfach als "Fading-Verzerrung" bezeichnet).
In 2 wird ein Empfangssignal einer kontinuierlichen Welle mit eindeutigen Worten, die als Pilotsignal in vorgegebenen Intervallen eingefügt sind, in einen Eingangsanschluss IN eingegeben und dann einem Verzögerungsschaltkreis 91 und einem Demodulator 93 für eindeutige Worte zugeführt. Ein eindeutiges Wort in dem Empfangssignal wird von dem Demodulator 93 für eindeutige Worte demoduliert, in eine Abschätzeinrichtung 94 für Datenverzerrungen eingegeben, die aus einem Wiener-Filter besteht. Die Abschätzeinrichtung 94 für Datenverzerrungen schätzt die Fading-Verzerrung von Daten in dem Empfangssignal auf der Grundlage der Fading-Verzerrung eines eindeutigen Worts ab, die aus bekannten Werten (z. B. 0, dass +1 phasenmoduliert ist, und π, dass –1 Phasen-moduliert ist) und dem Wert des demodulierten eindeutigen Worts berechnet wird, wobei sie dann an einen Datendemodulator 92 ausgegeben wird. Der Datendemodulator 92 demoduliert die von dem Verzögerungsschaltkreis 91 um eine vorgegebene Zeitdauer verzögerten Daten, während sie mit der Schätzgröße der Fading-Verzerrung kompensiert werden, wobei dann ausgehend von einem Ausgangsanschluss OUT ein demoduliertes Signal ausgegeben wird. Somit können auf einer kontinuierlichen Welle übertragene Daten mit der kompensierten Fading-Verzerrung demoduliert werden.
3 zeigt ein anderes Demodulationssystem, das in M. Sanpei "16QAM Fading Distortion Compensation Method for Land Mobile communication", IEICE Paper Publication B-11, Band J72-B-11, Nr. 1, Seiten 7–15, 1989 beschrieben ist, das als der Demodulationsschaltkreis 10 in 1 verwendet werden kann. Dieses System demoduliert, wobei die Fading-Verzerrung eines kontinuierlichen Empfangssignals mit einem eindeutigen Wortsymbol kompensiert wird, das für alle (N – 1) Informationssymbole eingefügt wird. Wenn ein Empfangssignal in einen Eingangsanschluss IN eingegeben wird, berechnen in 3 Abschätzeinrichtungen 111, 112 und 113 für Fading-Verzerrungen die Fading-Verzerrungsschätzwerte c(k – 1), c(k) und c(k + 1) der in Folge verzerrten (k – 1)-ten, k-ten und (k + 1)-ten eindeutigen Worte in dem Empfangssignal. Die Schätzwerte werden mit Interpolationskoeffizienten der 0-ten Ordnung oder der 1-ten Ordnung von Multiplizierern 114, 115 und 116 multipliziert und von einem Addierer 117 addiert. Der Addierer 117 gibt als Additionsergebnis c{k + (m/N)} als die Fading-Verzerrung des m-ten Informationssymbols in der k-ten Informationssymbolfolge aus. Die Fading-Verzerrung dieses Informationssymbols wird von einem reziproken Transformator 118 in 1/c{k + (m/N)} umgewandelt, dann an einen Multiplizierer 120 ausgegeben. Der Multiplizierer 120 multipliziert ein Informationssymbol in dem von einem Verzögerungsschaltkreis 119 verzögerten Empfangssignal mit dem von dem reziproken Transformator 118 ausgegebenen 1/c{k + (m/N)}, um dessen Information zu demodulieren, die ausgehend von einem Ausgangsanschluss OUT ausgegeben wird. Somit wird das Empfangssignal demoduliert, wobei die Hüllkurve und die Phase des durch Fading-Verzerrung verzerrten Empfangssignals kompensiert werden.
Das Demodulationssystem in 2 weist jedoch ein unten beschriebenes Problem auf. Es kann ein Empfangssignal bei einer gewünschten BER für eine kontinuierliche Welle demodulieren, indem hinsichtlich kontinuierlicher Daten in vorgegebenen Intervallen eindeutige Worte eingefügt werden. Wenn aber zum Beispiel ein Burst-Signal mit einem Frame-Format empfangen wird, in das einseitige Worte hinsichtlich der verschiedenen Teile einer Datenfolge mit 100 bis 150 Symbolen eingefügt sind, wird, weil die Fading-Verzerrung einer Datenfolge an beiden Enden ausgehend von der Fading-Verzerrung eines eindeutigen Worts an einer Seite abgeschätzt wird, die Schätzgenauigkeit der Fading-Verzerrung von Daten reduziert, die an der gegenüberliegenden Seite des eindeutigen Worts angeordnet sind. Daher kann in dem Zustand mit schnellem Fading oder niedrigem C/N-Verhältnis eine gewünschte BER, wie z. B. eine BER, die ausgehend von einem theoretischen Wert einer Verschlechterung um 0,5 dB entspricht, wenn die Rician-Fading-Intensität 0 dB beträgt und die Doppler-Frequenz 0,1% beträgt, nicht erreicht werden. Wenn statt des Wiener-Filters ein Kalman-Filter oder eine MAP-Abschätzung mit höherer Schätzgenauigkeit verwendet wird, steigt, weil es eine derartige Matrix-ähnliche Technik ist, die einen großen Umfang an Operationen erfordert, der Umfang der Operationen an.
Für das Demodulationssystem in 3 wird, wenn es einen Interpolationskoeffizienten der 0-ten Ordnung verwendet, ein Wert eines eindeutigen Worts über die entsprechenden (N – 1) Informationssymbole erhalten. Auch wenn es einen Interpolationskoeffizient der 1-ten Ordnung verwendet, wird die Fading-Verzerrung eines Informationssymbols abgeschätzt, indem zwischen benachbarten eindeutigen Worten eine Verbindung mit einer geraden Linie hergestellt wird. Daher kann in dem Zustand mit schnellem Fading oder niedrigem C/N-Verhältnis eine gewünschte BER nicht erreicht werden.
EP 0 715 440 A1 offenbart ferner ein Verfahren zum Demodulieren eines Empfangssignals mit einem Pilotsignal dahingehend, dass ein Empfangssignal demoduliert wird, wobei die Fading-Verzerrung von Daten abgeschätzt wird, indem die Fading-Verzerrung eines eindeutigen Worts, wie z. B. ein Pilotsignal, das in mehrere Abschnitte des Empfangssignals eingesetzt ist, detektiert wird, welches die Schritte aufweist: Vergleichen eines eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten des Empfangssignals und eines bekannten eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten, Durchführen einer Interpolation auf der Grundlage der Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten, Abschätzen der Fading-Verzerrung von Daten in dem Empfangssignal auf der Grundlage der Interpolation und Demodulieren der Daten in dem Empfangssignal auf der Grundlage der Fading-Verzerrung der Daten.
GB 2 276 064 A offenbart die Bereitstellung eines Wiener-Filters zum Abschätzen der Fading-Signalcharakteristika aus verrauschten Messungen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Demodulieren des Empfangssignal mit einem Pilotsignal gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 bereitgestellt. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein System zum Demodulieren des Empfangssignals mit einem Pilotsignal gemäß dem unabhängigen Anspruch 9 bereitgestellt.
Weitere Aspekte sind in den abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen ausgeführt.
Dementsprechend stellt die Erfindung ein Verfahren und ein System zum Demodulieren eines Empfangssignals mit einem Pilotsignal bereit, so dass, auch wenn auf dem Kanal schnelles Fading auftritt, die Fading-Verzerrung mit hoher Genauigkeit abgeschätzt werden kann und eine niedrige BER ohne Erhöhung des Umfangs an Operationen erreicht werden kann.
Dementsprechend stellt die Erfindung ein Verfahren und ein System zum Demodulieren eines Empfangssignals mit einem Pilotsignal bereit, so dass beim Empfang eines Burst-Signals eine niedrige BER erreicht werden kann, wobei das schnelle Fading kompensiert wird.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Demodulieren eines Empfangssignals mit einem Pilotsignal, dahingehend, dass ein Empfangssignal demoduliert wird, wobei die Fading-Verzerrung von Daten abgeschätzt wird, indem die Fading-Verzerrung eines eindeutigen Worts, wie z. B. ein Pilotsignal, detektiert wird, das in mehrere Abschnitte des Empfangssignal eingefügt ist, die Schritte:
Vergleichen eines eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten des Empfangssignals und eines bekannten eindeutigen Worts und dadurch Detektieren der Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten;
Berechnen einer Spline-Interpolationskurve auf der Grundlage der Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten;
Abschätzen der Fading-Verzerrung von Daten in dem Empfangssignal ausgehend von der Spline-Interpolationskurve; und
Demodulieren der Daten in dem Empfangssignal auf der Grundlage der Fading-Verzerrung der Daten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Demodulieren eines Empfangssignals mit einem Pilotsignal dahingehend, dass ein Empfangssignal demoduliert wird, wobei eine Fading-Verzerrung von Daten abgeschätzt wird, indem die Fading-Verzerrung eines eindeutigen Worts, wie z. B. ein Pilotsignal, abgeschätzt wird, das in mehrere Abschnitte des Empfangssignals eingefügt ist, die Schritte:
Vergleichen eines eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten eines Empfangssignals und eines bekannten eindeutigen Worts und dadurch Detektieren der Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten;
Berechnen einer Spline-Interpolationskurve auf der Grundlage der Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten;
Abschätzen einer ersten Fading-Verzerrung von Daten in dem Empfangssignal ausgehend von der Spline-Interpolationskurve;
Abschätzen der zweiten Fading-Verzerrung von Daten in dem Empfangssignal, indem die Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten in ein Wiener-Filter eingegeben wird; und
Demodulieren der Daten in dem Empfangssignal auf der Grundlage der ersten und zweiten Fading-Verzerrungen der Daten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst ein System zum Demodulieren eines Empfangssignal mit einem Pilotsignal, dahingehend, dass ein Empfangssignal demoduliert wird, wobei die Fading-Verzerrung von Daten abgeschätzt wird, indem die Fading-Verzerrung eines eindeutigen Worts, wie z. B. ein Pilotsignal, detektiert wird, das in mehrere Abschnitte des Empfangssignals eingefügt ist:
eine Detektionseinrichtung, um ein eindeutiges Wort in den mehreren Abschnitten des Empfangssignals und eines bekannten Worts zu vergleichen und dadurch die Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten zu detektieren;
einer Einrichtung für eine Spline-Interpolationsabschätzung, um auf der Grundlage der Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten eine Spline-Interpolationskurve zu berechnen und ausgehend von der Spline-Interpolationskurve die Fading-Verzerrung der Daten in dem Empfangssignal abzuschätzen; und
eine Demodulationseinrichtung, um die Daten in dem Empfangssignal auf der Grundlage der Fading-Verzerrung der Daten zu demodulieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst ein System zum Demodulieren eines Empfangssignal mit einem Pilotsignal dahingehend, dass ein Empfangssignal demoduliert wird, wobei die Fading-Verzerrung von Daten abgeschätzt wird, indem die Fading-Verzerrung eines eindeutigen Worts, wie z. B. ein Pilotsignal, detektiert wird, das in mehrere Abschnitte des Empfangssignal eingefügt ist:
eine Detektionseinrichtung, um ein eindeutiges Wort in den mehreren Abschnitten des Empfangssignals und ein bekanntes eindeutiges Wort zu vergleichen und dadurch die Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten zu detektieren;
eine Einrichtung für eine Spline-Interpolationsabschätzung, um eine Spline-Interpolationskurve auf der Grundlage der Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten zu berechnen und die erste Fading-Verzerrung von Daten in dem Empfangssignal ausgehend von der Spline-Interpolationskurve abzuschätzen;
eine Wiener-Filtereinrichtung, um die zweite Fading-Verzerrung von Daten in dem Empfangssignal ausgehend von der Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten abzuschätzen; und
eine Demodulationseinrichtung, um die Daten in dem Empfangssignal auf der Grundlage der ersten und zweiten Fading-Verzerrungen der Daten zu demodulieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst ein System zum Demodulieren eines Empfangssignals mit einem Pilotsignal dahingehend, dass ein Empfangssignal demoduliert wird, wobei die Fading-Verzerrung von Daten abgeschätzt wird, indem die Fading-Verzerrung eines eindeutigen Worts, wie z. B. ein Pilotsignal, detektiert wird, das in mehrere Abschnitte des Empfangssignals eingefügt ist:
eine erste Detektionseinrichtung, um ein eindeutiges Wort in den mehreren Abschnitten des Empfangssignals und ein bekanntes eindeutiges Wort zu vergleichen und dadurch die Fa ding-Verzerrung erster Stufe des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten zu detektieren;
eine Einrichtung für eine Spline-Interpolationsabschätzung, um eine Spline-Interpolationskurve erster Stufe auf der Grundlage der Fading-Verzerrung erster Stufe des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten zu berechnen, wobei ausgehend von der Spline-Interpolationskurve erster Stufe die Fading-Verzerrung von Daten erster Stufe in dem Empfangssignal abgeschätzt wird;
eine erste Demodulationseinrichtung, um das Empfangssignal auf der Grundlage der Fading-Verzerrung erster Stufe von Daten in dem Empfangssignal zu demodulieren und dann ein demoduliertes Signal auszugeben;
eine Entscheidungseinrichtung, um das demodulierte Signal mit einem vorbestimmten Grenzwert zu vergleichen und dadurch ein binäres Signal auszugeben;
eine zweite Detektionseinrichtung, um ein eindeutiges Wort in den mehreren Abschnitten des Empfangssignals und ein bekanntes eindeutiges Wort zu vergleichen und dadurch die Fading-Verzerrung zweiter Stufe des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten zu detektieren, wobei Daten benachbart zu dem eindeutigen Wort in den mehreren Abschnitten mit dem binären Signal verglichen werden und dadurch die Fading-Verzerrung der benachbarten Daten detektiert wird, wobei der Mittelwert der Fading-Verzerrung zweiter Stufe und der Fading-Verzerrung der benachbarten Daten für jeden der mehreren Abschnitte ausgegeben wird;
eine zweite Einrichtung für eine Spline-Interpolationsabschätzung, um eine Spline-Interpolationskurve zweiter Stufe auf der Grundlage der Mittelwerte in den mehreren Abschnitten zu berechnen, wobei die erste Fading-Verzerrung zweiter Stufe der Daten in dem Empfangssignal ausgehend von der Spline-Interpolationskurve zweiter Stufe abgeschätzt wird;
eine Wiener-Filtereinrichtung, um die zweite Fading-Verzerrung zweiter Stufe der Daten in dem Empfangssignal ausgehend von den Mittelwerten in den mehreren Abschnitten abzuschätzen; und
eine zweite Demodulationseinrichtung, um die Daten in dem Empfangssignal auf der Grundlage der ersten und zweiten Fading-Verzerrungen zweiter Stufe der Daten zu demodulieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nun in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen detaillierter erläutert, in denen:
1 ein Blockdiagramm ist, das das herkömmliche mobile Endgerät zur mobile Satellitenkommunikation zeigt,
2 ein Blockdiagramm ist, das das herkömmliche Demodulationssystem zeigt,
3 ein Blockdiagramm ist, das das andere herkömmliche Demodulationssystem zeigt,
4 ein Blockdiagramm ist, das ein System zum Demodulieren eines Empfangssignals mit einem Pilotsignal in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt,
5 eine Veranschaulichung ist, die ein Format eines von dem System in 4 zu modulierenden Empfangssignals zeigt;
6 eine Veranschaulichung ist, die ein Format eines Burst-Signals mit einem erweiterten eindeutigen Wort zeigt,
7 ein detailliertes Blockdiagramm ist, das eine Spline-Interpolationsabschätzeinrichtung 1 in 4 zeigt,
8 ein detailliertes Blockdiagramm ist, das ein Wiener-Filter 3 in 4 zeigt,
9 Veranschaulichungen sind, die Spline-Interpolationskurven für einen realzahligen Teil und einen imaginären Teil zeigen, die durch einen Darstellungspunkt einer Fading-Verzerrung für jedes eindeutiges Wort UW eines Empfangssignals hindurchgehen,
10 eine Veranschaulichung ist, die eine Spline-Interpolationskurve zeigt, die durch einen Darstellungspunkt einer Fading-Verzerrung für jedes eindeutige Wort UW eines Empfangssignals hindurchgeht,
11 eine Veranschaulichung ist, die eine Funktion zum Berechnen eines Abgriffskoeffizienten eines Wiener-Filters zeigt, und
12 eine graphische Darstellung ist, die eine BER-Charakteristik bei der Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es wird nun ein Verfahren und ein System zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, gemäß der Erfindung erläutert.
4 zeigt ein System zum Demodulieren eines ein Pilotsignal aufweisenden Empfangssignals in der bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung. Dieses System ist ein Beispiel dafür, dass diese Erfindung für ein mobiles Endgerät zur Satellitenkommunikation dahingehend angewendet wird, dass ein Burst-Signal übertragen wird. Dieses System ist aus einer Einrichtung 1 für eine Spline-Interpolationsabschätzung, die das eindeutige Wort eines Burst-Signals als Empfangssignal, wie später beschrieben, mit einem bekannten eindeutigen Wort vergleicht, wobei dann die Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts zur Spline-Interpolatinsabschätzung ausgegeben wird, einem Demodulator 8, der das Empfangssignal auf der Grundlage der Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts von der Einrichtung 1 zur Spline-Interpolationsabschätzung demoduliert, einem Schaltkreis 2 für eine provisorische feste Entscheidung, der provisorisch fest über Daten in dem von dem Demodulator 8 demodulierten Empfangssignal entscheidet, wobei 1 und –1 ausgegeben werden, einem Rückwärtsmodulator 7, der die Fading-Verzerrung der Daten in dem Empfangssignal auf der Grundlage der Ausgabe 1 und –1 von dem Schaltkreis 2 für eine provisorische harte Entscheidung detektiert, wobei die Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in dem Empfangssignal auf der Grundlage eines bekannten eindeutigen Worts detektiert wird, wobei die Fading-Verzerrung eines expandierten eindeutigen Worts aus beiden Fading-Verzerrungen berechnet wird, einem Wiener-Filter 3, der die Fading-Verzerrung von dazwischen angeordneten Daten auf der Grundlage der Fading-Verzerrung des expandierten eindeutigen Worts von dem Rückwärtsmodulator 7 abschätzt, einer Einrichtung 4 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten, die die Fading-Verzerrung von Daten an beiden Enden auf der Grundlage der Fading-Verzerrung des expandierten eindeutigen Worts von dem Rückwärtsmodulator 7 abschätzt, einem Signalmultiplexer (MUX) 5, der die Fading-Verzerrung von Daten von dem Wiener-Filter 3 und der Vorrichtung 4 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten multiplext, einem Demodulator 9, der das Empfangssignal auf der Grundlage der Fading-Verzerrung von Daten von dem Signalmultiplexer 5 demoduliert, und einem Gewichtungsschaltkreis 6 aufgebaut, der, wenn die kodierten Daten der demodulierten Daten dekodiert werden, die Zeitvariationskomponente der Fading-Verzerrung entfernt, um so den Fehler zu verringern. Um die Einrichtung 1 für eine Spline-Interpolationsabschätzung, den Schaltkreis 2 für eine provisorische harte Entscheidung, das Wiener-Filter 3 und die Einrichtung 4 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten sind auch Verzögerungsschaltkreise 11, 12 und 13 parallel angeordnet.
5 zeigt ein Format eines Sende/Empfangssignals vom Burst-Typ und ist zum Beispiel aus 100 bis 150 Symbolen zusammengesetzt, wobei eindeutige Worte UWm (m = 1 bis 4) als Pilotsignale an vier Stellen in Daten D1 bis D5 eingesetzt sind. Jedes eindeutige Wort UWm weist gemäß einer Ziel-BER ein einzelnes oder mehrere Symbole auf, wobei der Phasendemodulationswert jedes Symbols bekannt ist. Dieses Format wird mittels TDMA (Zeitmultiplex mit Vielfachzugriff) gesendet/empfangen, indem zum Beispiel die Trägerwelle mit Phasen von 0 und π gemäß binären Daten 1 von 1 und –1, so wie jedes Symbol festgelegt ist, phasenmoduliert (BPSK, binäre Phasenumtastung) wird.
7 zeigt expandierte eindeutige Worte UWm', deren Fading-Verzerrung von dem Rückwärtsmodulator 7 detektiert wird. Einige Symboldaten in den Daten D1 bis D5 benachbart zu eindeutigen Worten UW1 bis UW4, die in 5 gezeigt sind, sind als D1' bis D5' und D2'' bis D4'' dargestellt. Diese Daten D1' bis D5' und D2'' bis D4'', die über die Verzögerungsschaltkreise 11, 12 in den Rückwärtsmodulator 7 eingegeben werden, werden mit dem Wert (1 oder –1) von entsprechenden Daten verglichen, die von dem Schaltkreis 2 für eine provisorische harte Entscheidung ausgegeben werden, um die Fading-Verzerrung zu detektieren. Auf vergleichbare Weise werden die eindeutigen Worte UW1 bis UW4 mit einem bekannten eindeutigen Wort mittels des Rückwärtsmodulators 7 verglichen, um die Fading-Verzerrung zu detektieren. Die Fading-Verzerrung der eindeutigen Worte UW1 bis UW4 und die Fading-Verzerrung der Daten D1' bis D5' und D2'' bis D4'', die auf diese Weise detektiert werden, werden an den vier Abschnitten gemittelt und die Mittelwerte werden als die Fading-Verzerrung der expandierten eindeutigen Worte UW1' bis UW4' an das Wiener-Filter 3 und die Einrichtung 4 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten ausgegeben.
7 zeigt die Einrichtung 1 für eine Spline-Interpolationsabschätzung, den Verzögerungsschaltkreis 11 und den Demodulator 8. Die Einrichtung 1 für eine Spline-Interpolationsabschätzung ist zusammengesetzt aus einem Rückwärtsmodulator 21, der hinsichtlich eines Empfangssignals mit einem realzahligen Teil I und einem imaginären Teil Q eine Rückwärtsmodulation durchführt, wobei die Fading-Verzerrung eines eindeutigen Worts UWm durch den Vergleich mit einem bekannten eindeutigen Wortwert detektiert wird, und eine Einrichtung 22 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten, die auf der Grundlage der Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts UWm die Fading-Verzerrung der Daten D1 bis D5 abschätzt. Hier demoduliert der Demodulator 8 die Daten D1 bis D5 in dem Empfangssignal auf der Grundlage des Schätzgrößensignals der Fading-Verzerrung von der Einrichtung 22 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten.
8 zeigt das Wiener-Filter 3 und weist (m – 1) Verzögerungsschaltkreise 41, Multiplizierer 42 und Addierer 43 auf, um die Multiplikationsergebnisse der Multiplizierer 42 aufzuaddieren. m entspricht hier m = 4 der in 5 gezeigten, eindeutigen Worte UW1 bis UW4 und gibt die Anzahl mehrerer Abschnitte an, in die eindeutige Worte UWm eingesetzt sind. In das Wiener-Filter 3 werden die Fading-Verzerrungen expandierter eindeutiger Worte UWm', die von dem Rückwärtsmodulator 7 detektiert werden, in Folge durch die Verzögerungsschaltkreise 41 verzögert, wobei dann die Fading-Verzerrungen der expandierten eindeutigen Worte UWm' an mehreren Abschnitten, multipliziert mit entsprechenden Abgriffskoeffizienten α₁, α₂, ... α_m, gleichzeitig in die Multiplizierer 42 eingegeben werden. Die Berechnungsmethode der Abgriffskoeffizienten α₁, α₂, ... α_m ist später in 10 beschrieben.
Bei der Demodulation werden der realzahlige Teil I und der imaginäre Teil Q des Empfangssignals getrennt demoduliert. In 4 werden die Daten D1 bis D5 in dem Empfangssignal von dem Verzögerungsschaltkreis 11 verzögert, dann auf der Grundlage des Schätzgrößensignals der Fading-Verzerrung von der Einrichtung 22 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten der Einrichtung 1 für eine Spline-Interpolationsabschnätzung von dem Demodulator 8 demoduliert. Die demodulierten Daten D1 bis D5 werden in den Schaltkreis 2 für eine provisorische harte Entscheidung eingegeben. Der Schaltkreis 2 für eine provisorische harte Entscheidung vergleicht die demodulierten Daten D1 bis D5 mit einem Grenzwert "0", um diese als 1 oder –1 festzulegen, wobei die Ergebnisse der Festlegung an den Rückwärtsmodulator 7 ausgegeben werden. Der Rückwärtsmodulator 7 vergleicht D1' bis D5' und D2'' bis D4'' in dem Empfangssignal von dem Verzögerungsschaltkreis 12 mit dem entsprechenden Ausgangssignal von 1 oder –1 von dem Schaltkreis 2 für eine provisorische harte Entscheidung und vergleicht ferner die eindeutigen Worte UW1 bis UW4 mit einem bekannten eindeutigen Wortwert, um die entsprechenden Fading-Verzerrungen zu detektieren, wodurch die Fading-Verzerrungen der expandierten eindeutigen Worte UWm' detektiert werden, indem die zuvor beschriebenen Mittelwerte berechnet werden, wobei diese dann an das Wiener-Filter 3 und die Einrichtung 4 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten ausgegeben werden. Die Einrichtung 4 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten gibt die Fading-Verzerrungen von Daten an beiden Enden (D1 und D5 in 5) aus und das Wiener-Filter 3 gibt die Fading-Verzerrungen von dazwischen liegenden Daten (D2 bis D4 in 5) aus. Der MUX 5 multiplext die Ausgangssignale des Wiener-Filters 3 und der Einrichtung 4 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten, und das multiplexte Signal wird an den Demodulator 9 ausgegeben.
Wie zuvor beschrieben moduliert der Rückwärtsmodulator 21 in der Einrichtung 1 für eine Spline-Interpolationsabschätzung auch die eindeutigen Worte UWm in umgekehrter Richtung, und dann berechnet die Einrichtung 22 zur Berechnung von Spline-Interpolationskoeffizienten die Schätzgröße der Fading-Verzerrung von D1 bis D5 auf der Grundlage der Fading- Verzerrungen der eindeutigen Worte UWm von dem Rückwärtsmodulator 21, wobei die Ergebnisse an den Demodulator 8 ausgegeben werden.
9 und 10 zeigen den Prozess, eine Spline-Interpolationskurve in der Einrichtung 22 zur Berechnung von Spline-Interpolationskoeffizienten zu berechnen. Zuerst werden, wie in 9 gezeigt, die Symbolnummen der eindeutigen Worte UW1 bis UW4 als X1 bis X4 angegeben und die Funktionswerte, die auf der Grundlage der von dem Rückwärtsmodulator 21 detektierten Fading-Verzerrungen der eindeutigen Worte UWm dem jeweiligen Xi(i = 1, 2, 3 und 4) entsprechen, als Yi = F(Xi) angegeben. Wenn jedes UWm mehrere Symbole aufweist, kann es als eine Stelle betrachtet werden, indem die mehreren Symbole gemittelt werden. Die Näherungsfunktion, die durch die vier Stellen hindurchgeht, ist als f(x) angegeben. Diese Funktion wird so gebildet, dass sie in diesem Abschnitt eine stetige Ableitung erster Ordnung (in der Gleichung mit (') angegeben und eine stetige Ableitung zweiter Ordnung (in der Gleichung mit ('') angegeben) aufweist, und, wie später beschrieben, f(x) = F(Xi) erfüllt. Der Funktionswert F(Xi) ist mit Re für den realzahligen Teil und Im für den imaginären Teil angegeben.
Zum Beispiel ist in einem Abschnitt {Xi, X(i + 1)} mit zwei benachbarten Endstellen die Spline-Interpolationsfunktion Pi(x), wenn f(x) einem polynomialen Ausdruck Pi(x) dritter Ordnung entspricht und hi = X(i + 1) – Xi gegeben ist, angegeben als: Pi(x) = P''i(Xi)·(X(i + 1) – x)^3/6hi + P''i(X(i + 1))·(x – Xi)^3/6hi + (Y(i + 1)/hi – hi·P''i(Xi + 1)/6)·(x – Xi) + (Yi/hi – ·P''i(Xi)/6)·(X(i + 1) – x),wobei "^3" die dritte Potenz angibt. Diese Spline-Interpolationsfunktion Pi(x) ist z. B. in "ACOS Software Numerical Calculation Library Manual", 7te Ausgabe, von der NEC Corp., S. 78, 1985, beschrieben. Um, wie zuvor beschrieben, f(x) = F(Xi) zu erfüllen, wobei angenommen wird, dass polynomiale Ausdrücke dritter Ordnung an beiden Seiten einer Stelle X₂ eines realzahligen Teils Re f(x) = a₁x³ + b₁x² + c₁x + d₁ und f(x) = a₂x³ + b₂x² + c₂x + d₂ sind, werden auf der Grundlage der oben beschriebenen ACOS-Software die Koeffizienten a₁, b₁, c₁, d₁, a₂, b₂, c₂ und d₂ so berechnet, dass die Werte von zweiten Ableitungen beider f(x) gleich werden, wodurch f(x) für jeden Abschnitt Ii bestimmt wird. Natürlich ist die Spline-Interpolationsfunktion nicht auf polynomiale Ausdrücke dritter Ordnung beschränkt und kann vierter Ordnung oder höher sein. Wenn die Ordnung ansteigt, verbessert sich die Schätzgenauigkeit.
10 zeigt den Prozess, die Spline-Interpolationsfunktion Pi(x) aus den zwei Gleichungen f(x) für den realzahligen Teil Re und den imaginären Teil Im in 9 zu berechnen. Indem Spline-Interpolationskurven C1 bis C5 durch Stellen X1 bis X4, an denen die Fading- Verzerrungen der eindeutigen Worte UWm gedruckt sind, hindurchgeführt werden, werden die Fading-Verzerrungen entsprechender Daten D1 bis D5 abgeschätzt. Die Einrichtung 4 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten schätzt ebenfalls, wie es die Einrichtung 22 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten macht, die Fading-Verzerrung von Daten ab.
Wie in 8 gezeigt, ist das Wiener-Filter 3 andererseits ein Transversal-Filter. Hierbei ist, wenn die Doppler-Frequenz der Fading-Verzerrung als λ angegeben ist, der Abgriffskoeffizient α₁ des i-ten Multiplizierers 42 für das k-ten Symbol gegeben durch: αi = sin(x)/x, x = 2πλ(i – k).
11 zeigt den Prozess, die Abgriffskoeffizienten α₁ bis α₄ des Wiener-Filters 3 für ein Symbol S der Daten D2 auf der Grundlage der Kurve F von sin(x)/x zu berechnen. Hierbei gibt die laterale Achse x, wenn die Position des Symbols S zur Berechnung des Abgriffskoeffizienten 0 ist, einen Abstand gemäß der Symbolnummer von der Position an. Indem man den maximalen Wert der Kurve F hinsichtlich der Position von 0 ausrichtet, sind die Werte auf der Kurve S, die den Positionen von eindeutigen Worten UWm auf der x-Achse entsprechen, die Abgriffskoeffizienten und werden an die Multiplizierer 42 des Wiener-Filters 3 gegeben.
Wie zuvor beschrieben detektiert der Rückwärtsmodulator 7 die Fading-Verzerrung eines expandierten eindeutigen Worts UWm', wobei sie an das Wiener-Filter 3 und die Einrichtung 4 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten ausgegeben wird. Die Einrichtung 4 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten detektiert die Fading-Verzerrungen der Daten D1 und D5 und gibt diese dann an den Demodulator 9 aus, und das Wiener-Filter 3 detektiert die Fading-Verzerrungen der Daten D2, D3 und D4 und gibt diese dann an den Demodulator 9 aus.
Der Demodulator 9 demoduliert das Empfangssignal auf der Grundlage der von der Einrichtung 4 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten eingegebenen Fading-Verzerrungen der Daten D1 und D5 und der von dem Wiener-Filter 3 eingegebenen Fading-Verzerrungen der Daten D2, D3 und D4, wobei es dann an den Gewichtungsschaltkreis 6 ausgegeben wird.
Der Gewichtungsschaltkreis 6 ist vor einem Dekodierer (nicht gezeigt) angeordnet, der kodierte Daten in dekodierte Daten von 1 oder –1 basierend auf einem Viterbi-Dekodier-Algorithmus dekodiert. Unter der Voraussetzung, dass die Abschätzungsgröße der Fading-Verzerrung für das k-te Symbol c(k) ist, entfernt der Gewichtungsschaltkreis 6 die zeitvariable Komponente der Fading-Verzerrung, indem das dekodierte Signal mit |c(k)| multipliziert wird. Dadurch kann der Fehler beim Dekodieren der kodierten Daten minimiert werden.
Die oben beschriebene Abschätzung einer Fading-Verzerrung von Daten wird im Einzelnen weiter erläutert. Hierbei ist das Empfangssignal r(k), wenn das Empfangssignal und das Sendesignal für das k-te Symbol als r(k) und s(k) angegeben sind, unter Verwendung einer Fading-Verzerrung f(k) und einer Rauschkomponente n(k) angegeben durch: r(k) = f(k)·s(k) + n(k).
Für eindeutige Worte UWm wird, weil s(k) auf der Empfangsseite bekannt ist, zuerst die Fading-Verzerrung von UWm aus dem Verhältnis des Empfangssignals r(k) und des Sendesignals s(k) berechnet, dessen Demodulationskomponente von dem Rückwärtsmodulator 21 durch Modulation in Rückwärtsrichtung entfernt ist. Es wird nämlich r(k)/s(k) = f(k) + n(k)/s(k) berechnet. Hierbei umfasst die Fading-Verzerrung r(k)/s(k)n(k)/s(k) als Rauschen. Wenn jedoch jedes eindeutige Wort UWm mehrere Symbole aufweist, entspricht durch Mitteln des Rauschens unter den mehreren Symbolen das Rauschen einer Gauss-Verteilung mit einem Mittelwert von 0. Daher kann der Einfluss verkleinert werden, wobei verhindert wird, dass sich die Detektionsgenauigkeit reduziert. Wenn das eindeutige Wort UWm mehrere Symbole aufweist, wird dessen Mittelwert berechnet und an die Einrichtung 22 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten ausgegeben. Die Einrichtung 22 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten berechnet, wie in 9 und 10 gezeigt, die Schätzgröße c1(k) der Fading-Verzerrung der Daten D1 bis D5 auf der Grundlage der Fading-Verzerrung der eindeutigen Worte UWm, wobei sie dann an den Demodulator 8 ausgegeben wird. Eine weitere Ausgabe θ₁(k) ist gegeben durch Arctan {Im(c1(k))/Re(c1(k))}. Der Demodulator 8 dividiert das Empfangssignal r(k) durch die Schätzgröße c1(k) der Fading-Verzerrung, wodurch eine Eingabe a(k) für den Schaltkreis 2 für eine provisorische harte Entscheidung berechnet wird durch: a(k) = r(k)/c1(k) = f(k)·s(k)/c1(k) + n(k)/c1(k).
Die Ausgabe a'(k) des Schaltkreises 2 für eine provisorische harte Entscheidung ist verglichen mit einem Grenzwert "0" als 1 oder –1 angegeben durch: a'(k) = [1:Re{a(k)} > 0, –1:Re{a(k)} < 0].
Andererseits wird in dem Wiener-Filter 3 für den dazwischen liegenden Teil (D2 bis D4 in 5) eines Burst-Signals der Schätzwert c2(k) des k-ten Symbols aus dem Abgriffskoeffizienten α_i berechnet durch: c2(k) = Σ αi·r(i)/a'(i), i = 1 to N,wobei N die Symbolnummer des Burst-Signals ist.
Dementsprechend ist die Ausgabe θ₂(k) gegeben durch: θ2(k) = Arctan{Im(c2(k))/Re(c2(k))}.
Als nächstes wird für beide Enden (D1, D5 in 5) eines Burst-Signals die Abschätzung einer Fading-Verzerrung in der Einrichtung 4 zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten erläutert.
In 6 ist das ursprüngliche eindeutige Wort UWm in ein eindeutiges Wort UWm' expandiert, indem die Symbole der Datenteile an beiden Seiten als eindeutige Worte berücksichtigt werden. Für das ursprüngliche eindeutige Wort UWm wird die Fading-Verzerrung durch r(k)/a(k) berechnet. Für den übrigen Teil des expandierten eindeutigen Worts UWm' wird die Fading-Verzerrung durch r(k)/a'(k) berechnet. Diese berechneten Werte werden gemittelt, wobei das expandierte eindeutige Wort UWm' als eine Stelle betrachtet wird, die wie in 9 und 10 gezeigt, gedruckt wird, wobei die Schätzgröße c2(k) der Fading-Verzerrung der Daten D1 und D5 berechnet wird.
Daher ist der Ausgabewert in vergleichbarer Weise gegeben durch: θ2(k) = Arctan{Im(c2(k))/Re(c2(k))}.
Ausgehend von diesen Ergebnissen werden die empfangenen Daten von dem Demodulator 8 als r(k)·exp{–jθ₂(k)} demoduliert. Ferner ist das Ausgangssignal des Gewichtungsschaltkreises 6 als r(k)·|c(k)|·exp{–jθ₂(k)} angegeben.
12 zeigt eine von der Erfinder ermittelte BER-Charakteristik. Die Markierung ⧠ gibt das Ergebnis an, dass die Fading-Verzerrungen der Daten D1 und D5 durch die Spline-Interpolation abgeschätzt sind und die Fading-Verzerrungen der Daten D2, D3 und D4 durch das Wiener-Filter abgeschätzt sind, gibt die Markierung X das Ergebnis an, dass die Fading-Verzerrung von Daten nur durch die Spline-Interpolation abgeschätzt ist, und gibt die Markie rung O das Ergebnis an, dass die Fading-Verzerrung von Daten nur durch das Wiener-Filter abgeschätzt ist. Es ist nachgewiesen, dass das Verfahren, beide Enden von Daten durch die Schätzgröße der Spline-Interpolation zu demodulieren und die dazwischen liegenden Teile von Daten durch die Schätzgröße des Wiener-Filters abzuschätzen, die BER liefert, die dem theoretischen Wert am nächsten kommt.
Wie oben beschrieben wird bei der Ausführungsform der Erfindung ein über einen Satelliten empfangenes Empfangssignal (kodierte Daten) mit einem realzahligen Teil I und einem imaginären Teil Q ausgehend von einem analogen Wert in einen digitalen Wert umgewandelt, wobei ein in vorgegebenen Intervallen in das Empfangssignal eingesetztes eindeutiges Wort UWm in umgekehrter Richtung moduliert wird, das in umgekehrter Richtung modulierte UWm mit einem bekannten eindeutigen Wort verglichen wird, um die Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts UWm zu berechnen, die Fading-Verzerrung von Daten aus der Spline-Interpolationskurve, die auf der Grundlage der Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts UWm berechnet wird, abgeschätzt wird, das Empfangssignal auf der Grundlage der Fading-Verzerrung der Daten demoduliert wird, das demodulierte (Signal) auf der Grundlage eines vorgegebenen Grenzwerts durch provisorisches hartes Entscheiden in binäre Werte umgewandelt wird, das Empfangssignal auf der Grundlage des Binärergebnisses in umgekehrter Richtung moduliert wird, um die Fading-Verzerrung von Daten benachbart zu dem eindeutigen Wort UWm zu detektieren. Die Fading-Verzerrung eines expandierten eindeutigen Worts UWm' wird aus der Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts UWm und der Fading-Verzerrung benachbarter Daten berechnet. Die Fading-Verzerrung des expandierten eindeutigen Worts UWm', die auf diese Weise erhalten wird, wird dem Wiener-Filter und der Einrichtung zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten zugeführt. Das Wiener-Filter schätzt auf der Grundlage der Fading-Verzerrung und eines Abgriffskoeffizienten des expandierten eindeutigen Wort UWm' die Fading-Verzerrung der Daten ab. Andererseits schätzt die Einrichtung zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten die Fading-Verzerrung von Daten aus der Spline-Interpolationskurve ab, die auf der Grundlage der Fading-Verzerrung des expandierten eindeutigen Worts UWm' definiert wird. Das Empfangssignal ist zum Beispiel ein mittels BPSK phasenmoduliertes Burst-Signal, das unter Verwendung von TDMA übertragen wird. Die dazwischen liegenden Teile des Burst-Signals werden auf der Grundlage der durch das Wiener-Filter abgeschätzten Fading-Verzerrung von Daten demoduliert und beide Ende des Burst-Signals werden auf der Grundlage der von der Einrichtung zum Berechnen von Spline-Interpolationskoeffizienten abgeschätzten Fading-Verzerrung von Daten demoduliert.
Bei einer anderen Ausführungsform kann die Phasenmodulation QPSK sein, um eine Trägerwelle mit einem Vierfachwert zu modulieren, wobei die Kommunikationsweise CDMA (Vielfachzugriff im Codemultiplex) sein kann. CDMA ist die Weise, bei der mehrere Signale eine gemeinsame Frequenz nutzen, wobei sie spezifische verschlüsselte Codes aufweisen. Durch ein Signalformat, das Pilotsignale intermittierend einführt, können das Modulationsverfahren und -system dieser Erfindung angewendet werden. Das zu übertragende Signal ist auch nicht immer vom Burst-Typ und kann eine kontinuierliche Welle sein. Ferner können das Wiener-Filter und die Einrichtung einer Spline-Interpolationsabschätzung unabhängig verwendet werden und auch, wenn in Kombination verwendet, sind die Rollen für den dazwischen liegenden Teil und beide Seiten nicht auf die oben beschriebenen eingeschränkt.
Vorteile der Erfindung:
Wie oben beschrieben wird bei dem Verfahren und System zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal ausweist, gemäß der Erfindung die Spline-Interpolationskurve zum Abschätzen der Fading-Verzerrung von Daten auf der Grundlage der Fading-Verzerrung eines eindeutigen Worts berechnet. Daher kann ein geringes BER erreicht werden, ohne dabei die Anzahl an Operationen zu erhöhen. Insbesondere weist die Einrichtung für eine Spline-Interpolationsabschätzung eine hohe Schätzgenauigkeit einer Fading-Verzerrung an beiden Enden eines Burst-Signals auf und das Wiener-Filter weist eine hohe Schätzgenauigkeit einer Fading-Verzerrung an einem dazwischenliegenden Teil des Burst-Signals auf. Indem das Wiener-Filter und die Einrichtung für eine Spline-Interpolationsabschätzung kombiniert wird, wie bei der obigen Ausführungsform, kann daher auch bei schnellem Fading und geringem C/N eine mobile Satellitenkommunikation hoher Qualität durchgeführt werden.
Indem das Wiener-Filter und die Einrichtung für eine Spline-Interpolationsabschätzung mit einer relativ geringen Anzahl an Operationen verwendet wird, kann auch eine gewünschte Charakteristik ohne eine Operation in großem Umfang, die für ein matrixähnliches Verfahren erforderlich ist, erhalten werden. Indem die Fading-Verzerrung eines expandierten eindeutigen Worts aus der Fading-Verzerrung eines eindeutigen Worts und der Fading-Verzerrung benachbarter Daten berechnet wird, kann ferner die Fading-Verzerrung von Daten mit hoher Genauigkeit abgeschätzt werden.
Auch wenn die Erfindung hinsichtlich einer speziellen Ausführungsform zur vollständigen und klaren Offenbarung beschrieben worden ist, sind die beigefügten Ansprüche nicht auf diese Weise eingeschränkt, sondern sind so auszulegen, dass sie alle Modifikationen und alternativen Konstruktionen verkörpern, die einem Fachmann auf dem Gebiet in den Sinn kommen können, die klar in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.
FIGURENLEGENDE
1:
STAND DER TECHNIK – PRIOR ART

ANTENNE – ANTENNA
SIGNAL-WANDLER – SIGNAL CONVERTER
DEMODULATIONS-SCHALTKREIS – DEMODULATION CIRCUIT
SPRACH-SIGNAL-GENERATOR – VOICE SIGNAL GENERATOR
LAUTSPRECHER – SPEAKER

2
STAND DER TECHNIK – PRIOR ART

EMPFANGS-SIGNAL – RECEIVE SIGNAL
VERZÖGERUNGS-SCHALTKREIS – DELAY CIRCUIT
DATEN-DEMODULATOR – DATA DEMODULATOR
DEMODULIERTES SIGNAL – DEMODULATED SIGNAL
DEMODULATOR FÜR EINDEUTIGES WORT – UNIQUE WORD DEMODULATOR
EINRICHTUNG FÜR DATENVERZERRUNGS-ABSCHÄTZUNG – DATA DISTORTION ESTIMATOR

3
STAND DER TECHNIK – PRIOR ART

EMPFANGS-SIGNAL – RECEIVE SIGNAL
REZIPROKER TRANSFORMATOR – RECIPROCAL TRANSFORMATOR
VERZÖGERUNGS-SCHALTKREIS – DELAY CIRCUIT
DEMODULIERTES SIGNAL – DEMODULATED SIGNAL

4

EMPFANGS-SIGNAL – RECEIVE SIGNAL
VERZÖGERUNGS-SCHALTKREIS – DELAY CIRCUIT
VERZÖGERUNGS-SCHALTKREIS – DELAY CIRCUIT
VERZÖGERUNGS-SCHALTKREIS – DELAY CIRCUIT
RÜCKWÄRTS-MODULATOR – REVERSE MODULATOR
WICHTUNGS-SCHALTKREIS – WEIGHTING CIRCUIT
SCHALTKREIS FÜR PROVISORISCHE HARTE ENTSCHEIDUNG – PROVISONAL HARD DECISION CIRCUIT
BEKANNTER EINDEUTIGER WORTWERT – KNOWN UNIQUE WORD VALUE
SPLINE-INTERPOLATIONS-ABSCHÄTZ-EINRICHTUNG – SPLINE INTERPOLATION ESTIMATOR
FADING-SCHÄTZ-GRÖSSE – FADING ESTIMATION QUANTITY
FADING-SCHÄTZ-GRÖSSE – FADING ESTIMATION QUANTITY
SPLINE-INTERPOLATIONS-KOEFFIZIENTEN-BERECHNUNGS-EINRICHTUNG – SPLINE INTERPOLATION COEFFICIENT CALCULATOR

7

EMPFANGS-SIGNAL – RECEIVE SIGNAL
VERZÖGERUNGS-SCHALTKREIS – DELAY CIRCUIT
RÜCKWÄRTS-MODULATOR – REVERSE MODULATOR
EINRICHTUNG ZUM BERECHNEN VON SPLINE-INTERPOLATIONS-KOEFFIZIENTEN – SPLINE INTERPOLATION COEFFICIENT CALCULATOR
BEKANNTER NDEUTIGER WORTWERT – KNOWN UNIQUE WORD VALUE

8

RÜCKWÄRTS MODULIERTES SIGNAL – REVERSE-MODULATED SIGNAL
VERZÖGERUNGSSCHALTKREIS – DELAY CIRCUIT
MULTIPLIZIERER – MULTIPLIER
ADDIERER – ADDER

12

BITFEHLERRATE (BER) –BIT ERR OR RATE (BER)
KOMBINIERTE VERWENDUNG VON SPLINE-NTERPOLATION UND WIENER-FILTER –COMSINED USE OF SPLINE INTERPOLAION AND WIENER FILTER
FADINGVERZERRUNG = 100% – FADING DISTORTION = 100%
SPLINE-INTERPOLATION – SPLINE INTERPOLAION
THEORETISCHER WERT – THEORETICAL VALUE

Claims

Verfahren zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, dahingehend, dass ein Empfangssignal demoduliert wird, wobei eine Fading-Verzerrung von Daten abgeschätzt wird, indem eine Fading-Verzerrung eines in mehrere Abschnitte des Empfangssignals eingefügten, eindeutigen Wort, wie ein Pilotsignal, detektiert wird, mit den Schritten: Vergleichen des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten des Empfangssignals und eines bekannten eindeutigen Worts und dadurch Detektieren der Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten; Berechnen einer Spline-Interpolationskurve auf der Grundlage der Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten; Abschätzen einer ersten Fading-Verzerrung von Daten in dem Empfangssignal ausgehend von der Spline-Interpolationskurve; Abschätzen einer zweiten Fading-Verzerrung von Daten in dem Empfangssignal, indem die Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten in ein Wiener-Filter eingegeben wird; und Demodulieren der Daten in dem Empfangssignal auf der Grundlage der ersten und zweiten Fading-Verzerrungen der Daten.
Verfahren zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 1, bei dem: der Schritt, die Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten zu detektieren, die Schritte umfasst: Empfangen eines Burst-Signals mit einer vorbestimmten Anzahl an Symbolen als das Empfangssignal; Extrahieren des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten aus dem Burst-Signal; und Detektieren der Fading-Verzerrung des in dem Extraktionsschritt extrahierten, eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten; der Schritt, die erste Fading-Verzerrung von Daten in dem Empfangssignal abzuschätzen, den Schritt umfasst, die Fading-Verzerrung von Daten an beiden Enden des Burst-Signals abzuschätzen; und der Schritt, die zweite Fading-Verzerrung von Daten in dem Empfangssignal abzuschätzen, den Schritt umfasst, die Fading-Verzerrung von Daten in einem mittleren Bereich ausschließlich der beiden Enden des Burst-Signals abzuschätzen.
Verfahren zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 2, bei dem: der Schritt, ein Burst-Signal mit einer vorbestimmten Anzahl an Symbolen zu empfangen, den Schritt umfasst: Empfangen eines Burst-Signals mit der vorbestimmten Anzahl an Symbolen, das durch BPSK, binäre Phasenumtastung, in einer TDMA-Weise, Vielfachzugriffsweise im Zeitmultiplex, phasenmoduliert ist.
Verfahren zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 2, bei dem: der Schritt, ein Burst-Signal mit einer vorbestimmten Anzahl an Symbolen zu empfangen, den Schritt umfasst: Empfangen eines Burst-Signals mit der vorbestimmten Anzahl an Symbolen, das durch BPSK in einer CDMA-Weise, Vielfachzugriffsweise im Codemultiplex, phasenmoduliert ist.
Verfahren zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 2, bei dem: der Schritt, ein Burst-Signal mit einer vorbestimmten Anzahl an Symbolen zu empfangen, den Schritt umfasst: Empfangen eines Burst-Signals mit der vorbestimmten Anzahl an Symbolen, das durch QPSK, Quadraturphasenumtastung, in einer TDMA-Weise phasenmoduliert ist.
Verfahren zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 2, bei dem: der Schritt, ein Burst-Signal mit einer vorbestimmten Anzahl an Symbolen zu empfangen, den Schritt umfasst: Empfangen eines Burst-Signals mit der vorbestimmten Anzahl an Symbolen, das durch QPSK in einer CDMA-Weise phasenmoduliert ist.
Verfahren zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 1, bei dem: der Schritt, eine Spline-Interpolationskurve zu berechnen, so durchgeführt, dass: wenn die Anzahl an Symbolen des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten als Xi(i = 1, 2, 3 und 4) angegeben ist, der Funktionswert, der dem jeweiligen Xi entspricht, als Yi = F(Xi) angegeben ist, die Näherungsfunktion, um das eindeutige Wort durchzulassen, als f(x) angegeben ist, die eine stetige erste Ableitung aufweist, die in der Gleichung unten mit (') angeben ist, und eine stetige zweite Ableitung aufweist, die in der Gleichung unten mit ('') an geben ist, und in einem Abschnitt Ii = (Xi, X(i + 1)) mit zwei benachbarten Endpunkten erfüllt f(x) = F(Xi), f(x) dem polynomialen Ausdruck dritter Ordnung Pi(x) entspricht und hi = X(i + 1) – Xi gegeben ist, die Spline-Interpolationskurve als Pi(x) berechnet wird, der gegeben ist durch: Pi(x) = P''i(Xi)·(X(i + 1) – x)^3/6hi + P''i(X(i + 1))·(x – Xi)^3/6hi + (Y(i + 1)/hi – hi·P''i(Xi + 1)/6)·(x – Xi) + (Yi/hi – hi·P''i(Xi)/6)·(X(i + 1) – x), wobei ^3 die dritte Potenz angibt.
Verfahren zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 1, bei dem: der Schritt, eine Spline-Interpolationskurve zu berechnen, darin besteht, die Spline-Interpolationskurve auf der Grundlage eines Polynoms dritter oder einer höheren Ordnung zu berechnen.
System zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, dahingehend dass ein Empfangssignal demoduliert wird, wobei eine Fading-Verzerrung abgeschätzt von Daten wird, indem eine Fading-Verzerrung eines in mehrere Abschnitte des Empfangssignals eingefügten, eindeutigen Wort, wie ein Pilotsignal, detektiert wird, mit: einer Einrichtung, um ein eindeutiges Wort in den mehreren Abschnitten des Empfangssignals und ein bekanntes eindeutiges Wort zu vergleichen und dadurch die Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten zu detektieren; einer Einrichtung (1) für eine Spline-Interpolationsabschätzung, um eine Spline-Interpolationskurve auf der Grundlage der Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten zu berechnen und eine erste Fading-Verzerrung von Daten in dem Empfangssignal ausgehend von der Spline-Interpolationskurve abzuschätzen; einer Wiener-Filtereinrichtung (3) zum Abschätzen einer zweiten Fading-Verzerrung von Daten in dem Empfangssignal aus der Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten; und einer Demodulationseinrichtung (9) zum Demodulieren der Daten in dem Empfangssignal auf der Grundlage der ersten und zweiten Fading-Verzerrungen der Daten.
System zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 9, bei dem: die Detektionseinrichtung das eindeutige Wort in den mehreren Abschnitten, das in ein Burst-Signal mit einer vorbestimmten Anzahl an Symbolen als das Empfangsignal eingefügt ist, mit einem bekannten Wort vergleicht.
System zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 10, bei dem: die Detektionseinrichtung das eindeutige Wort in den mehreren Abschnitten, das in ein Burst-Signal, das durch BPSK, binäre Phasenumtastung, phasenmoduliert ist und in einer TDMA-Weise, Vielfachzugriffsweise im Zeitmultiplex, empfangen wird, mit einer vorbestimmten Anzahl an Symbolen als das Empfangsignal eingefügt ist, mit einem bekannten Wort vergleicht.
System zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 10, bei dem: die Detektionseinrichtung das eindeutige Wort in den mehreren Abschnitten, das in ein Burst-Signal, das durch BPSK phasenmoduliert ist und in einer CDMA-Weise, Vielfachzugriffsweise im Codemultiplex, empfangen wird, mit einer vorbestimmten Anzahl an Symbolen als das Empfangsignal eingefügt ist, mit einem bekannten Wort vergleicht.
System zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 10, bei dem: die Detektionseinrichtung das eindeutige Wort in den mehreren Abschnitten, das in ein Burst-Signal, das durch QPSK, Quadraturphasenumtastung, phasenmoduliert ist und in einer TDMA-Weise empfangen wird, mit einer vorbestimmten Anzahl an Symbolen als das Empfangsignal eingefügt ist, mit einem bekannten Wort vergleicht.
System zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 10, bei dem: die Detektionseinrichtung das eindeutige Wort in den mehreren Abschnitten, das in ein Burst-Signal, das durch QPSK phasenmoduliert ist und in einer CDMA-Weise empfangen wird, mit einer vorbestimmten Anzahl an Symbolen als das Empfangsignal eingefügt ist, mit einem bekannten Wort vergleicht.
System zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 9, bei dem: die Einrichtung (1) für eine Spline-Interpolationsabschätzung eine solche Berechnung durchführt, dass: wenn die Anzahl an Symbolen des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten als Xi(i = 1, 2, 3 und 4) angegeben ist, der Funktionswert, der dem jeweiligen Xi entspricht, als Yi = F(Xi) angegeben ist, die Näherungsfunktion, um das eindeutige Wort durchzulassen, als f(x) angegeben ist, die eine stetige erste Ableitung aufweist, die in der Gleichung unten mit (') angeben ist, und eine stetige zweite Ableitung aufweist, die in der Gleichung unten mit ('') angeben ist, und in einem Abschnitt Ii = (Xi, X(i + 1)) mit zwei benachbarten Endpunkten erfüllt f(x) = F(Xi), f(x) dem polynomialen Ausdruck dritter Ordnung Pi(x) entspricht und hi = X(i + 1) – Xi gegeben ist, die Spline-Interpolationskurve als Pi(x) berechnet wird, der gegeben ist durch: Pi(x) = P''i(Xi)·(X(i + 1) – x)^3/6hi + P''i(X(i + 1))·(x – Xi)^3/6hi + (Y(i + 1)/hi – hi·P''i(Xi + 1)/6)·(x – Xi) + (Yi/hi – hi·P''i(Xi)/6)·(X(i + 1) – x), wobei ^3 die dritte Potenz angibt.
System zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 9, bei dem: die Einrichtung (1) für eine Spline-Interpolationsabschätzung die Spline-Interpolationskurve auf der Grundlage eines Polynoms dritter oder einer höheren Ordnung berechnet.
System zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 9, bei dem: die Detektionseinrichtung einen Empfangsblock, um ein Burst-Signal mit einer vorbestimmten Anzahl an Symbolen als das Empfangssignal zu empfangen, einen Extraktionsblock, um ein eindeutiges Wort in den mehreren Abschnitten aus dem Burst-Signal zu extrahieren, und einen Detektionsblock umfasst, um die Fading-Verzerrung des in dem Extraktionsblock extrahierten, eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten zu detektieren; die Einrichtung (1) für eine Spline-Interpolationsabschätzung eine Fading-Verzerrung von Daten an beiden Enden des Burst-Signals abschätzt; und die Wiener-Filtereinrichtung (3) die Fading-Verzerrung von Daten in einem mittleren Bereich ausschließlich der beiden Enden des Burst-Signals abschätzt.
System zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 9, bei dem: die Wiener-Filtereinrichtung (3) mehrere Verzögerungsschaltkreise (41) umfasst, die die Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten um die entsprechende Anzahl an Eingabefolgen zu verzögern; mehrere Multiplizierer (42), von denen jeder an einer Verzweigungsleitung angeordnet ist, die ausgehend von einer Eingangsleitung für jeden der mehreren Verzögerungsschaltkreise (41) abgezweigt ist, die die Fading-Verzerrung des eindeutigen Worts in den mehreren Abschnitten mit einem vorbestimmten Abgriffskoeffizienten multiplizieren; und ein Addierer (43), der die Multiplikationsergebnisse der mehreren Multiplizierer (42) addiert und dann eine abgeschätzte Größe einer Fading-Verzerrung von Daten in dem Empfangssignal ausgibt.
System zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 18, bei dem: die mehreren Multiplizierer (42) eine Funktion festlegen, die wenn die Positionsunterschied (k – i) zwischen einem k-ten Symbol und einem i-ten Symbol in dem Burst-Signal mit der vorbestimmen Anzahl an Symbolen als ein Abstand zwischen dem k-ten Symbol und dem i-ten Symbol definiert ist, einen Funktionswert gemäß dem Abstand zwischen einem entsprechenden eindeutigen Wort der eindeutigen Worte in den mehreren Abschnitten und Zieldaten in dem Empfangssignal, dass die Fading-Verzerrung abzuschätzen ist, ausgibt und den gemäß dem Abstand abgeschätzten Funktionswert als den Abgriffskoeffizienten verwendet.
System zum Demodulieren eines Empfangssignals, das ein Pilotsignal enthält, nach Anspruch 19, bei dem: die mehreren Multiplizierer (42) als die Funktion sin(x)/x festlegen, wobei x den Abstand ausgehend von einem Ursprung angibt, der definiert wird, indem der maximale Funktionswert der Funktion mit der Position der Zieldaten ausgerichtet wird.