DE838928T1 - Entzerrung von Mehrträgersignalen - Google Patents

Entzerrung von Mehrträgersignalen

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DE838928T1
DE838928T1 DE0838928T DE97203254T DE838928T1 DE 838928 T1 DE838928 T1 DE 838928T1 DE 0838928 T DE0838928 T DE 0838928T DE 97203254 T DE97203254 T DE 97203254T DE 838928 T1 DE838928 T1 DE 838928T1
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DE
Germany
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transfer function
channel
channel transfer
digital signals
phase
Prior art date
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DE0838928T
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DE29703254U1 (de
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Vittoria Mignone
Alberto Morello
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Rai Radiotelevisione Italiana SpA
Original Assignee
Rai Radiotelevisione Italiana SpA
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Publication date
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04L25/0202—Channel estimation
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    • H04L25/0228—Channel estimation using sounding signals with direct estimation from sounding signals
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    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
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    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
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    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
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Claims (18)

lEP-80 654 RAI RADIOTELEVISIONE ITALIANA (S.p.A.) Patentansprüche 5
1. Verfahren zum Empfangen digitaler Signale in einer Mehrträgermodulation vom C-OFDM-Typ, worin binäre Signale für eine Übertragung elementaren Komponenten (x(n,k)) zugeordnet werden, die zu einer vorbestimmten Konstellation gehören, Gruppen von N elementaren Komponenten, denen jeweils ein Schutzintervall vorausgeht, auf jeweiligen Trägern von OFDM-Symbolen moduliert werden, eine Übertragung im Übertragungskanal durchgeführt wird, die Ausgangssignale vom Kanal demoduliert werden, indem die elementaren Vektoren (y.(n,k)) rekonstruiert werden, die dann entzerrt werden, indem sie
durch jeweilige komplexe Werte (H(n,k)) geteilt werden, die Schätzungen der Kanaltransferfunktion bezüglich der jeweiligen Träger bilden, bevor sie in binäre Signale rückgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet. daß die Schätzungen der Ka-
naltransferfunktion (H (&eegr;,k)) in der Frequenzdomäne gefiltert (oder interpoliert) werden mit einer äquivalenten "Bandbreite" (Tf), die größer als die Zeitdauer des Schutzintervalls (Tg), aber kleiner als die Zeitlücke zwischen den periodischen Wiederholungen der Kanalimpulsantwort infolge eines Teilabtastens in der Frequenzdomäne (Tr = ocTJ ist.
2. Verfahren zum Empfangen digitaler Signale nach Anspruch 1, worin das übertragene Signal von dem Typ ist, der ein Referenzsymbol enthält, das bei jeder vorbestimmten Gruppe von OFDM-Signalen übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schätzung der Kanaltransferfunktion
(H (&eegr;,k)) für ein aktuelles empfangenes Symbol (y(n,k)) ausgewertet wird, indem die demodulierten Komponenten eines vorher empfangenen OFDM-Symbols (y_(n-l,k)) durch die jeweiligen Schätzungen des gleichen vorher übertragenen Symbols
(x(n-l,k)) geteilt werden, wie sie durch den Empfänger nach einer Entzerrung, FEC-Korrektur, einem Neucodieren und Neu-
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abbilden erhalten werden, und dadurch, daß die Anfangsschät-
zung der Kanaltransferfunktion (H(n,k)) berechnet wird, indem die demodulierten Komponenten eines vorbestimmten OFDM-Referenzsymbols durch die jeweiligen Komponenten des gleichen übertragenen Symbols, wie sie im Empfänger gespeichert sind, geteilt werden.
3. Verfahren zum Empfangen digitaler Signale nach Anspruch 1, worin das übertragene Signal von dem Typ ist, der Pilotträger ohne ein Referenzsymbol enthält, dadurch gekennzeichnet, daß eine AnfangsSchätzung der Kanaltransferfunktion (Hp(n,k)) in einer ersten Stufe erhalten wird, indem die Pilotträger aus dem Signal extrahiert, die Kanalantwort für jeden Pilotträger abgeleitet und über den gesamten Kanal durch ein Filtern in der Frequenzdomäne mit einer "Bandbreite" (Tf) interpoliert werden, die nicht größer als die Dauer eines Wiederholungsintervalls (Tr = ctTJ der teilabgetasteten Kanalimpulsantwort ist; und dadurch, daß die Schätzungen der
Kanaltransferfunktion (H(n,k)) in einer zweiten Stufe für jedes Symbol abgeleitet werden, indem die elementaren Komponenten eines vor dem betrachteten Symbol empfangenen Symbols durch die jeweiligen Schätzungen der elementaren Komponenten des vorher übertragenen Signals geteilt werden, wie sie im Empfänger nach einer Entzerrung, FEC-Korrektur, einem Neucodieren und einem Neuabbilden rekonstruiert werden, wodurch
das Filtern von (H(n,k)) in der Frequenzdomäne mit einer
"Bandbreite" (T^) durchgeführt wird, die größer als die Zeitdauer des SchutzintervalIs (Tg) und gleich der maximalen Verzögerung der Echos ist, die man entzerren möchte.
4. Verfahren zum Empfangen digitaler Signale nach Anspruch 3, worin das empfangene, demodulierte und entzerrte Signal durch.FEC-Decodieren decodiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuverlässigkeit der AnfangsSchätzung der
Kanaltransferfunktion (Hp(n,k)) ausgewertet wird, indem die Wachstumsrate der Metriken im Viterbi-Algorithmus der Decodierung analysiert wird.
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5. Verfahren zum Empfangen digitaler Signale nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuverlässigkeit
der Anfangsschätzung der Kanaltransferfunktion (Hp(n,k)) ausgewertet wird, indem die Fehlerrate in vorbestimmten bekannten Bytes gemessen wird, die in dem übertragenen Signal enthalten sind.
6. Verfahren zum Empfangen digitaler Signale nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß, falls während der ersten Stufe die Zuverlässigkeit der AnfangsSchätzung
der Kanaltransferfunktion (Hp(n,k)) schlechter als ein vorbestimmter Wert ist, eine Nichtlinearität und ein Zeitdomänenfilter auf die Datenträger in einer parallelen Verarbeitung angewandt werden, um die Schätzung der Kanaltransferfunkt ion mit einer Phasenmehrdeutigkeit von Vielfachen von &pgr;/2 Radiant zu verbessern, und die Mehrdeutigkeit aufgelöst wird, indem als eine gültige Phase die eine angenommen wird, für die die Phasendifferenz von der Anfangsschätzung der Ka-
naltransferfunktion (Hp(n,k)) ein Minimum ist.
7. Verfahren zum Empfangen digitaler Signale nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß, falls während der ersten Stufe die Zuverlässigkeit der Anfangsschätzung
der Kanaltransferfunktion (Hp(n,k)) schlechter als ein vorbestimmter Wert ist, eine Nichtlinearität und ein Zeitdomänenfilter auf die Datenträger in einer parallelen Verarbeitung angewandt werden, um die Schätzung der Kanaltransferfunktion mit einer Phasenmehrdeutigkeit von Vielfachen von &pgr;/2 Radiant zu verbessern, und die Mehrdeutigkeit aufgelöst wird, indem als eine gültige Phase die eine angenommen wird, deren Differenz von der Phase des Pilotträgers, der in der Frequenz näher liegt, ein Minimum ist.
8. Verfahren zum Empfangen digitaler Signale nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß, falls während der ersten Stufe die Zuverlässigkeit der Anfangsschätzung
der Kanaltransferfunktion (Hp(n,k)) schlechter als ein vorbestimmter Wert ist, eine Nichtlinearität und ein Zeitdomä-
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nenfilter auf die Datenträger in einer parallelen Verarbeitung angewandt werden, um die Schätzung der Kanaltransferfunktion mit einer Phasenmehrdeutigkeit von Vielfachen von
&pgr;/2 Radiant zu verbessern, und die Mehrdeutigkeit aufgelöst wird, indem als eine gültige Phase die eine mit einer minimalen Differenz von der Phase eines Pilotträgers oder Datenträgers mit benachbarter Frequenz angenommen wird, wovon die Phasenmehrdeutigkeit schon aufgelöst worden ist.
9. Verfahren zum Empfangen digitaler Signale nach Anspruch 6 oder 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nichtlinearität ein Erhöhen des empfangenen Signals bis zur vierten Potenz ist.
10. Verfahren zum Empfangen digitaler Signale nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitdomänenfiltern nach einer vorbestimmten Zahl -von OFDM-Symbolen gestoppt und die zweite Stufe gestartet wird.
11. Gerät zum Empfangen digitaler Signale mit einer Einrichtung zum Empfangen und Demodulieren von Signalen, die über einen Übertragungskanal als eine Sequenz von OFDM-Mehrträgersymbolen übertragen werden, denen jeweils ein Schutzintervall vorausgeht, und jeweils mit einer Vielzahl elementarer Komponenten (x(n,k)), die zu einer vorbestimmten Konstellation gehören und auf OFDM-Trägern geeignet moduliert sind, und einer Einrichtung zum Entzerren der demodulierten elementaren Signale (y.(n,k)), indem sie durch jewei-
lige komplexe Werte (H(n,k)) geteilt werden, die Schätzungen der Kanaltransferfunktion bezüglich der jeweiligen Träger bilden, bevor sie in binäre Signale rückgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner ein Frequenzdomänenfilter zum Filtern der Schätzungen der Kanaltransferfunktion
(H (&eegr;,k)) mit einer äquivalenten "Bandbreite" (Tf) aufweist, die größer als die Zeitdauer des Schutzintervalls (Tg) , aber kleiner als der Zeitabstand zwischen den periodischen Wiederholungen der Kanalimpulsantwort infolge eines Teilabtastens in der Frequenzdomäne (Tr = ocTJ ist.
12. Gerät zum Empfangen digitaler Signale nach Anspruch 11, worin das übertragene Signal von dem Typ ist, der ein
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Referenzsymbol enthält, das bei jeder vorbestimmten Gruppe von OFDM-Symbolen übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Einrichtung zum Erzeugen einer Schätzung der Ka-
naltransferfunktion (H(n,k)) aufweist, indem die demodulierten elementaren Komponenten eines vorher empfangenen OFDM-Symbols durch die jeweiligen Schätzungen des gleichen vorher übertragenen Symbols geteilt werden, wie sie nach einer Entzerrung, FEC-Korrektur, einem Neucodieren und Neuabbilden erhalten werden, und dadurch, daß die Anfangsschätzung der
Kanaltransferfunktion (H(n,k)) erhalten wird, indem die demodulierten Komponenten eines vorbestimmten OFDM-Referenzsymbols durch die jeweiligen Komponenten des gleichen übertragenen Symbols geteilt werden, wie sie im Empfänger gespeichert sind.
13. Gerät zum Empfangen digitaler Signale nach Anspruch 11, worin das übertragene Signal von dem Typ ist, der Pilotträger ohne ein Referenzsymbol enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es eine erste Einrichtung zum Erhalten einer An-
fangsschätzung der Kanaltransferfunktion (Hp(n,k)) aufweist, indem die Pilotträgerfrequenzen aus dem Signal extrahiert, die Kanalantwort für jeden Pilotträger abgeleitet und über den gesamten Kanal durch Frequenzdomänenfiltern mit einer "Bandbreite" (Tf) interpoliert werden, die nicht größer als die Dauer eines Wiederholungsintervalls (Tr = ocTu) der teilabgetasteten Kanalimpulsantwort ist; einer zweiten Einrichtung zum Ableiten von Schätzungen der Kanaltransferfunktion
(H (&eegr;,k)) für jedes sukzessive Symbol, indem die elementaren Komponenten eines vor dem betrachteten Symbol empfangenen Symbols durch die jeweiligen geschätzten Komponenten des vorher übertragenen Symbols geteilt werden, wie sie im Empfänger nach einer Entzerrung, FEC-Korrektur, einem Neucodieren und Neuabbilden rekonstruiert werden, wobei das Fre-
quenzdomänenfiltern von (H(n,k)) mit einer "Bandbreite" (T^) ausgeführt wird, die größer als die Zeitdauer des Schutzintervalls (Tg) und gleich der maximalen Verzögerung der Echos
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ist, die man entzerren möchte,- und Schalteinrichtungen zum Schalten der Operation des Geräts von der ersten Einrichtung zur zweiten Einrichtung.
14. Gerät zum Empfangen digitaler Signale nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner eine dritte Einrichtung zum Anwenden einer Nichtlinearität und eines Zeitdomänenfilterns auf die Datenträger aufweist, um die Schätzung einer Kanaltransferfunktion mit einer Phasenmehrdeutigkeit von Vielfachen von &pgr;/2 Radiant zu verbessern, und eine Einrichtung zum Auflösen der Phasenmehrdeutigkeit, indem als eine gültige Phase die eine angenommen wird, für die die Phasendifferenz von der Anfangsschätzung der Kanaltransfer-
funktion (Hp(n,k)) ein Minimum ist, und dadurch, daß die Schalteinrichtungen, falls sich die Zuverlässigkeit der An-
fangsSchätzung der Kanaltransferfunktion (Hp(n,k)) in der ersten Stufe als schlechter als ein vorbestimmter Wert erweist, die Operation des Geräts von der ersten zur dritten Einrichtung schalten, bevor zur zweiten Einrichtung geschaltet wird.
15. Gerät zum Empfangen digitaler Signale nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner eine dritte Einrichtung zum Anwenden einer Nichtlinearität und eines Zeitdomänenfilterns auf die Datenträger aufweist, um die Schät-
zung der Kanaltransferfunktion (H(n,k)) mit einer Phasen-
mehrdeutigkeit von Vielfachen von &pgr;/2 Radiant zu verbessern, und eine Einrichtung zum Auflösen der Phasenmehrdeutigkeit, indem als eine gültige Phase die eine angenommen wird, für die die Phasendifferenz von der Phase des in der Frequenz nächstgelegenen Pilotträgers ein Minimum ist und dadurch, daß die Schalteinrichtungen, falls die Zuverlässigkeit der
Anfangsschätzung der Kanaltransferfunktion (Hp(n,k)) in der ersten Stufe schlechter als ein vorbestimmter Wert ist, die Operation des Geräts von der ersten zur dritten Einrichtung schalten, bevor zur zweiten Einrichtung geschaltet wird.
16. Gerät zum Empfangen digitaler Signale nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner eine dritte Ein-
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richtung zum Anwenden einer Nichtlinearität und eines Zeitdomänenfilterns auf die Datenträger aufweist, um die Schät-
zung der Kanaltransferfunktion (H(n,k)) mit einer Phasenmehrdeutigkeit von Vielfachen von &pgr;/2 Radiant zu verbessern, und eine Einrichtung zum Auflösen der Phasenmehrdeutigkeit, indem als eine gültige Phase die eine mit einer minimalen Differenz von der Phase eines Pilotträgers oder eines Datenträgers mit benachbarter Frequenz angenommen wird, wovon die Phasenmehrdeutigkeit schon aufgelöst wurde, und dadurch, daß die Schalteinrichtungen, falls die Zuverlässigkeit der An-
fangsschätzung der Kanaltransferfunktion (Hp(n,k)) in der ersten Stufe schlechter als ein vorbestimmter Wert ist, die Operation des Geräts von der ersten zur dritten Einrichtung schalten, bevor zur zweiten Einrichtung geschaltet wird.
17. Gerät zum Empfangen digitaler Signale nach einem der Ansprüche 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Anwenden einer Nichtlinearität Einrichtungen zum Erhöhen des empfangenen Signals bis zur vierten Potenz sind.
18. Gerät zum Empfangen digitaler Signale nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen nach Empfang einer vorbestimmten Zahl von OFDM-Symbolen von der dritten Stufe zur zweiten Stufe schalten.
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