EP1685668A1 - Method and device for monitoring carrier frequency stability of transmitters in a common wave network - Google Patents

Method and device for monitoring carrier frequency stability of transmitters in a common wave network

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EP1685668A1
EP1685668A1 EP04790677A EP04790677A EP1685668A1 EP 1685668 A1 EP1685668 A1 EP 1685668A1 EP 04790677 A EP04790677 A EP 04790677A EP 04790677 A EP04790677 A EP 04790677A EP 1685668 A1 EP1685668 A1 EP 1685668A1
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transmitter
carrier frequency
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impulse response
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    • H04H20/67—Common-wave systems, i.e. using separate transmitters operating on substantially the same frequency

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Abstract

The method for monitoring the stability of the carrier frequency (ωi) of identical transmitted signals (si(t)) of several transmitters Si of a single-frequency network is based upon a calculation of a carrier-frequency displacement Δωi of a carrier frequency ωi of a transmitter Si relative to a carrier frequency ω0 of a reference transmitter S0. For this purpose, the phase-displacement difference (ΔΔΘi(tB2−tB1)) caused by the carrier-frequency displacement Δωi between a phase displacement ΔΘi(tB1) at a first observation time tB1 and a phase displacement ΔΘi(tB2) at a second observation time tB2 of a received signal (ei(t)) of the transmitter Si associated with the respective transmitted signal (si(t)) is determined relative to a received signal e0(t) of the reference transmitter S0 associated with the reference transmitted signal s0(t).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Trägerfrequenzstabilität von Sendern in einem Gleichwellennetz Method and device for monitoring the carrier frequency stability of transmitters in a single-frequency network
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Stabilität der Trägerfrequenz von mehreren Sendern in einem Gleichwellennetz .The invention relates to a method for monitoring the stability of the carrier frequency of several transmitters in a single-frequency network.
Der terrestrische digitale Hör- und TV-Rundfunk (DAB und DVB-T) wird mittels digitalen Mehrträgerverfahren (z. B. OFDM = orthogonal frequency division multiplexing) über ein Netz von Sendern übertragen, die phasen- und frequenz- synchrron über ein Gleichwellennetz im Sendegebiet ausstrahlen.The terrestrial digital radio and TV broadcasting (DAB and DVB-T) is transmitted by means of digital multicarrier methods (e.g. OFDM = orthogonal frequency division multiplexing) over a network of transmitters that are phase and frequency synchronous over a single-frequency network in the Broadcast area.
Zur effizienten Nutzung der vorhandenen Frequenzressourcen strahlen alle Sender eines Gleichwellennetzes zeitgleich ein Identisches Sendesignal aus. Neben der Phasensyn- chronität muß in einem Gleichwellennetz deshalb auch die Identxtät der auszustrahlenden Trägerfrequenz bei den einzelnen Sendern gewährleistet sein.In order to use the available frequency resources efficiently, all transmitters in a single-frequency network emit an identical transmission signal at the same time. In addition to the phase synchronicity in a single-wave network, the identity of the carrier frequency to be broadcast must therefore also be guaranteed for the individual transmitters.
In deir DE 199 37 457 AI wird ein Verfahren zur Überwachung der Phasensynchronität der einzelnen Sender eines Gleich- wellennetzes vorgestellt. Eine auftretende Phasenasyn- chron tät zweier Sender wird über eine Laufzeitdifferenz- messung durch Ermittlung der Kanalimpulsantworten der beiden Sender erfasst. Liegt eine Abweichung zwischen der gemessenen Laufzeitdifferenz der beiden Sender und einer Referenzlaufzeitdifferenz für den synchronen Betriebsfall der beiden Sender in größerem Umfang vor, so strahlen die beiden Sender asynchron aus. Diese Abweichung der Lauf- zeitdifferenz wird von einer Empfangsstation im Sendegebiet des Gleichwellennetzes durch Auswertung der Kanalimpulsantworten ermittelt und den beiden phasenasynchronen Sendern für eine nachträgliche Synchronisierung übermittelt. Ein Verfahren zur Überwachung identischer Trägerfrequenzen bei zwei Sendern in einem Gleichwellennetz kann der DE 199 37 457 AI nicht entnommen werden.A method for monitoring the phase synchronism of the individual transmitters of a single-wave network is presented in DE 199 37 457 AI. Any phase asynchrony that occurs between two transmitters is recorded via a transit time difference measurement by determining the channel impulse responses of the two transmitters. If there is a large difference between the measured transit time difference of the two transmitters and a reference transit time difference for the synchronous operation of the two transmitters, the two transmitters emit asynchronously. This deviation in the transit time difference is determined by a receiving station in the transmission area of the single-frequency network by evaluating the channel impulse responses and transmitted to the two phase-asynchronous transmitters for subsequent synchronization. A method for monitoring identical carrier frequencies for two transmitters in one Commonwave network cannot be found in DE 199 37 457 AI.
Die Synchronisierung von Sendern in einem Gleichwel lennetz hinsichtlich identischer Trägerfrequenz ist in derr DE 43 41 211 Cl beschrieben. Hierbei überträgt eine Zentrale den einzelnen Sendern des Gleichwellennetzes neben den Übertragungsdaten auch ein Frequenzreferenzsymbol . Dieses Frequenzreferenzsymbol wird von jedem Sender des Gleich- wellennetzes ausgewertet und für eine Synchronisie αing der Trägerfrequenz an die Frequenzreferenz herangezogen .The synchronization of transmitters in a synchronous network with regard to identical carrier frequency is described in DE 43 41 211 Cl. In this case, a control center transmits a frequency reference symbol to the individual transmitters of the single-frequency network in addition to the transmission data. This frequency reference symbol is evaluated by each transmitter in the single-wave network and used to synchronize the carrier frequency with the frequency reference.
Nachteilig an diesem Verfahren ist die Tatsache, dass die Auswertung der Synchronität der Trägerfrequenz von. jedem Sender einzeln durchgeführt wird. Diese senderspezifische Auswertung der Frequenzsynchronität der Trägerfrequenz kann folglich mit einem gewissen senderspezifischen Vermessungs- und Auswertungsfehler behaftet sein, der zu einer uneinheitlichen Überwachung der Trägerfrequenz aller im Gleichwellennetz beteiligten Sender führen kann. Hinzukommt, dass die Überwachung der Trägerfrequenz bei jedem einzelnen Sender eine Synchronisierung der einzelnen Sender mittels einer Zeit-Referenz erforderlich macht, die vom einzelnen Sender beispielsweise über GPS empfangen wird. Schließlich findet die Frequenzsynchronisie.rung in der Schaltungsanordnung der DE 43 41 211 Cl vor der Modulation statt, so dass eine nachträgliche Frequenz- verschiebung der Trägerfrequenz durch nachfolgende Funktionseinheiten des Senders nicht ausgeschlossen is . Alle diese Schwachpunkte können zu einem unerwünschten Empfang unterschiedlicher Trägerfrequenzen der einzelnen Sender in einem an einem beliebigen Ort im Sendegebiet des Gleichwellennetzes positionierten Empfänger führen.A disadvantage of this method is the fact that the evaluation of the synchronicity of the carrier frequency of. each transmitter is carried out individually. This transmitter-specific evaluation of the frequency synchronism of the carrier frequency can consequently involve a certain transmitter-specific measurement and evaluation error, which can lead to inconsistent monitoring of the carrier frequency of all transmitters involved in the single-frequency network. In addition, the monitoring of the carrier frequency at each individual transmitter requires synchronization of the individual transmitters by means of a time reference, which is received by the individual transmitter, for example via GPS. Finally, the frequency synchronization takes place in the circuit arrangement of DE 43 41 211 Cl before the modulation, so that a subsequent frequency shift of the carrier frequency by subsequent functional units of the transmitter is not excluded. All these weak points can lead to undesired reception of different carrier frequencies of the individual transmitters in a receiver positioned at any location in the transmission area of the single-frequency network.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugruncle, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung der Trägerfrequenzstabilität von Sendern in einem Gleichwellennetz anzugeben, bei dem die Synchronität der Trägerfrequenzen der einzelnen Sender einheitlich durch eine einzige Meßanordnung, die an einer beliebigen Stelle im Sendegebiet des Gleichwellennetzes positioniert sein kann, ohne Synchronisierung der Meßanordnung mittels einer Zeit-Referenz überwacht wird.The invention is therefore based on the object of specifying a method and a device for monitoring the carrier frequency stability of transmitters in a single-frequency network in which the synchronism of the carrier frequencies of the individual transmitters is uniformly ensured a single measuring arrangement, which can be positioned anywhere in the transmission area of the single-frequency network, is monitored without synchronization of the measuring arrangement by means of a time reference.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zur Überwachung der Trägerfrequenzstabilität von Sendern in einem Gleichwellennetz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 oder 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object of the invention is achieved by a method for monitoring the carrier frequency stability of transmitters in a single-frequency network with the features of claim 1 and a device with the features of claim 12 or 13. Advantageous embodiments of the inventions are specified in the dependent claims.
Die Überwachung der Trägerfrequenzstabilität der zu einem Gleichwellennetz gehörigen Sender erfolgt über eine einzige Empfangseinrichtung, die im Sendegebiet des Gleichwellennetzes an einem beliebigen Ort positioniert ist. Die Empfangseinrichtung ermittelt aus der Übertragungsfunktion des Übertragungskanals vorzugsweise mittels der inversen komplexen Fourier-Transforma-tion den Verlauf der Summenimpulsantwort sämtlicher Sender zu zwei verschiedenen Zeitpunkten. Die zum jeweiligem Sender gehörigen Impulsantworten werden aus den beiden Summenimpulsantworten ausgeblendet, nachdem deren Phasenlage zur Phasenlage der beiden Impulsantworten eines Bezugssenders des Gleichwellennetzes in Relation gesetzt wurden. Anschließend werden die Phasenverläufe der beiden zum jeweiligen Sender gehörigen Impulsantworten ermittelt, aus denen wiederum für jeden Sender die Phasenverschiebungsdifferenz der Impulsantwort des jeweiligen Senders zur Phasenlage der Impulsantwort des Bezugssenders zwischen zwei BeobachtungsZeitpunkten abgeleitet wird. Aus dem Verlauf der Phasenverschiebungsdifferenz kann, wie weiter unten noch im Detail gezeigt wird, die Trägerfrequenzverschiebung jedes Senders zur Träger- frequenz eines Bezugssenders des Gleichwellennetzes berechnet werden.The monitoring of the carrier frequency stability of the transmitters belonging to a single-frequency network is carried out via a single receiving device, which is positioned at any location in the transmission area of the single-frequency network. From the transmission function of the transmission channel, the receiving device preferably determines the course of the sum impulse response of all transmitters at two different times by means of the inverse complex Fourier transformation. The impulse responses belonging to the respective transmitter are masked out from the two sum impulse responses after their phase relationship has been set in relation to the phase position of the two impulse responses of a reference transmitter of the single-frequency network. The phase profiles of the two impulse responses belonging to the respective transmitter are then determined, from which in turn the phase shift difference of the impulse response of the respective transmitter to the phase position of the impulse response of the reference transmitter between two observation times is derived for each transmitter. As will be shown in more detail below, the carrier frequency shift of each transmitter relative to the carrier frequency of a reference transmitter of the single-frequency network can be calculated from the course of the phase shift difference.
Zur eindeutigen Identifizierung einer dauerhaften Trägerfrequenzverschiebung bei einem Sender des Gleichwellen- netzes werden die Summenimpulsantworten sämtlicher Sender aus der Übertragungsfunktion des Übertragungskanals durch Anwendung der inversen komplexen Fourier-Transformation zu mehreren verschiedenen Zeitpunkten wiederholt durchgeführt und darauf aufbauend die Trägerfrequenzverschiebung jedes Senders zur Trägerfrequenz eines Bezugssenders des Gleichwellennetzes wiederholt berechnet und einer anschließenden Mittelung zugeführt.For the unique identification of a permanent carrier frequency shift in a transmitter of the single-wave network, the sum impulse responses of all transmitters from the transmission function of the transmission channel are carried out repeatedly using the inverse complex Fourier transformation at several different times and, based on this, the carrier frequency shift of each transmitter to the carrier frequency of a reference transmitter of the single-frequency network is repeatedly calculated and fed to a subsequent averaging.
Sinkt die Phasenverschiebungsdifferenz eines Senders zwischen zwei Zeitpunkten auf einen Wert kleiner -π bzw. übersteigt die Phasenverschiebungsdifferenz eines Senders zwischen zwei Zeitpunkten auf einen Wert größer +π, so wird der Wert der Phasenverschiebungsdifferenz des jeweiligen Senders zwischen zwei Zeitpunkten in diesem Zeitabschnitt um den Wert +2*π erhöht bzw. um 2*π reduziert. Auf diese Weise wird die Phasenverschiebungsdifferenz auf Werte zwischen -π und +π begrenzt.If the phase shift difference of a transmitter falls between two times to a value less than -π or if the phase shift difference of a transmitter between two times increases to a value greater than + π, the value of the phase shift difference of the respective transmitter between two times in this time period becomes + 2 * π increased or reduced by 2 * π. In this way, the phase shift difference is limited to values between -π and + π.
Die Gewinnung der Impulsantwort jedes Senders des Gleichwellennetzes erfolgt durch Ermittlung der Koe fizienten der Übertragungsfunktion des Übertragungskanals aus den Koeffizienten des an den Übertragungskanal angepaßten Entzerrers in der Empfangseinrichtung und anschließende Berechnung der inversen Fourier-Transformation. Beim digitalen terrestrischen TV-Rundfunk (DVB-T) kann die Impulsantwort für jeden Sender alternativ aus der inversen Fourier-Transformation der Übertragungsfunktion des Übertragungskanals durch Auswertung der zu den verstreuten Pilotträgern gehörigen OFDM-modulierten Übertragungssignale abgeleitet werden.The impulse response of each transmitter of the single-frequency network is obtained by determining the coefficients of the transmission function of the transmission channel from the coefficients of the equalizer in the receiving device, which is matched to the transmission channel, and then calculating the inverse Fourier transform. In digital terrestrial TV broadcasting (DVB-T), the impulse response for each transmitter can alternatively be derived from the inverse Fourier transform of the transmission function of the transmission channel by evaluating the OFDM-modulated transmission signals belonging to the scattered pilot carriers.
Zwei Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:Two embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. Show it:
Fig. 1 eine funktionale Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung der Trägerfrequenzstabilität von Sendern in einem. Gleichwellennetz ;Fig. 1 is a functional representation of an inventive device for monitoring the Carrier frequency stability of transmitters in one. Single wave network;
Fig. 2 ein Beispiel für eine grafische Darstellung der zeitdiskreten Summenimpulsantwort;2 shows an example of a graphic representation of the time-discrete sum impulse response;
Fig. 3 ein Beispiel für eine grafische Darstellung für eine Verlaufsanderung der Übertragungsfunktion des Übertragungskanals;3 shows an example of a graphical representation for a change in the course of the transfer function of the transfer channel;
Fig. 4A ein Flußdiagramm zur Erläuterung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung der Trägerfrequenzstabilität von Sendern in einem Gleichwellennetz;4A is a flowchart to explain the first embodiment of the method according to the invention for monitoring the carrier frequency stability of transmitters in a single-frequency network;
Fig. 4B ein Flußdiagramm zur Erläuterung der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung der Trägerfrequenzstabilität von Sendern in einem Gleichwellennetz;4B is a flow chart to explain the second embodiment of the method according to the invention for monitoring the carrier frequency stability of transmitters in a single-frequency network;
Fig. 5A eine beispielhafte Ergebnisdarstellung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen. Verfahrens zur Überwachung der Trägerfrequenz- Stabilität von Sendern in einem Gleichwellen— netz;5A shows an exemplary representation of the results of the first embodiment of the invention. Method for monitoring the carrier frequency stability of transmitters in a single-wave network;
Fig. 5B eine beispielhafte Ergebnisdarstellung der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung der Trägerfrequenz— Stabilität von Sendern in einem Gleichwellen— netz ;5B shows an exemplary representation of the results of the second embodiment of the method according to the invention for monitoring the carrier frequency — stability of transmitters in a single-wave network;
Fig. 6A eine beispielhafte dreidimensionale grafische Darstellung der Amplituden- und Trägerfrequenz— abweichung und6A shows an exemplary three-dimensional graphic representation of the amplitude and carrier frequency deviation and
Fig. 6B eine beispielhafte zweidimensionale grafische Darstellung der Amplituden- und Trägerfrequenz— abweichung. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung der Trägerfrequenzstabilität von Sendern in einem Gleichwellennetz wird in seinen beiden Ausführungsformen nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 5 beschrieben.6B shows an exemplary two-dimensional graphical representation of the amplitude and carrier frequency deviation. The method according to the invention for monitoring the carrier frequency stability of transmitters in a single-frequency network is described in its two embodiments below with reference to FIGS. 1 to 5.
Die in einem Gleichwellennetz positionierten Sender S0, ... , S^, . . . , Sn, beispielsweise gemäß Fig. 1 die Sender S1 , S2, S3, S4 und S5, strahlen z.B. im Rahmen des digitalen Hör- und TV-Rundfunks jeweils ein identisches phasen- und frequenzsynchrones Signal s(t) aus. Eine Empfangseinrichtung E, die im Sendegebiet des Gleichwellennetzes positioniert ist, empfängt ein Empfangssignal e(t) als Überlagerung sämtlicher zu den einzelnen Sendern S0, ... , Sl7... , Sn gehörigen Empfangssignale ex(t) . Dieses überlagerte Empfangssignal e(t) weist gemäß Gleichung (1) folgenden Zeitverlauf auf: e(t) = ∑e,(t) = s(t) + ∑v, * ejAω*' * s(t -τ,) (1) 1=0 1=1The transmitters S 0 , ..., S ^ ,. Positioned in a single-wave network. , , 1, S n , for example according to FIG. 1, the transmitters S 1 , S 2 , S 3 , S 4 and S 5 , each radiate an identical phase and frequency-synchronous signal s (t) in the context of digital radio and TV broadcasting. out. A receiving device E, which is positioned in the transmission area of the single-wave network, receives a reception signal e (t) as a superimposition of all reception signals e x (t) belonging to the individual transmitters S 0 , ..., S 17 ..., S n . This superimposed received signal e (t) has the following time profile according to equation (1): e (t) = ∑e, (t) = s (t) + ∑v, * e jAω * '* s (t -τ,) (1) 1 = 0 1 = 1
Im Rahmen der folgenden Betrachtungen wird beispielsweise der Sender S0 zum Bezugssender des Gleichwellennetzes definiert. Die Dämpfungs- und Phasenverzerrungen sowie die Laufzeiten, die die Sendesignale s(t) der einzelnen Sender S0, ... , S1# ... , Sn im Übertragungskanal zur Empfangseinrichtung E erfahren, werden jeweils in Relation zur Dämpfungs- und Phasenverzerrung sowie zur Laufzeit des Bezugssenders S0 gesetzt. Das in der Empfangseinrichtung E empfangene Signal e0(t) des Bezugssenders S0 in Gleichung (1) entspricht deshalb seinem Sendesignal s(t) .Within the scope of the following considerations, transmitter S 0 is defined, for example, as the reference transmitter of the single-frequency network. The attenuation and phase distortions as well as the transit times that the transmit signals s (t) of the individual transmitters S 0 , ..., S 1 # ..., S n experience in the transmission channel to the receiving device E are in relation to the attenuation and Phase distortion and set at runtime of the reference transmitter S 0 . The signal e 0 (t) of the reference transmitter S 0 in equation (1) received in the receiving device E therefore corresponds to its transmission signal s (t).
Die Amplitude vx des Empfangssignals e [ t ) der übrigen Sender Sj^ bis Sn ergibt sich gemäß Gleichung (2) aus der Dämpfungsnormierung als Quotient zwischen der Amplitude des Empfangssignals eι(t) des jeweiligen Senders Sι zur Amplitude des Empfangssignals e0(t) des Bezugssenders S0: v. = | βi / e0 | ( 2 )The amplitude v x of the received signal e [t) of the other transmitters S j ^ to S n results from equation (2) from the attenuation normalization as a quotient between the amplitude of the received signal e ι (t) of the respective transmitter S ι and the amplitude of the received signal e 0 (t) of the reference transmitter S 0 : v. = | βi / e 0 | (2)
Die Laufzeitdifferenz τi. der Sender Si, bis Sn läßt sich gemäß Gleichung (3) aus der Differenz zwischen der Laufzeit t des Senders S£ und der Laufzeit t0 des Bezugssenders S0 ermitteln: τ± = - t0 (3)The transit time difference τi. the transmitter Si to Sn can be determined according to equation (3) from the difference between the transit time t of the transmitter S £ and the transit time t 0 of the reference transmitter S 0 : τ ± = - t 0 (3)
Die Laufzeitdifferenzen τ. der einzelnen Sender S Ό„ bis S„ beruhen auf folgenden Effekten:The transit time differences τ. of the individual transmitters S Ό "to S" are based on the following effects:
• unterschiedliche Laufzeiten aufgrund unterschiedlicher Wegstrecken zwischen den jeweiligen Sendern S£ und der Empfangseinrichtung E und • unterschiedliche Phasenverzerrungen der Sendesignale s(t) der jeweiligen Sender S. in den unterschiedlichen Übertragungsstrecken zur Empfangseinrichtung E.• different transit times due to different distances between the respective transmitters S £ and the receiving device E and • different phase distortions of the transmission signals s (t) of the respective transmitters S in the different transmission links to the receiving device E.
Eine zusätzliche Phasenverschiebung AΘ zwischen einem Sender Si und dem Bezugssender S0 kann bei der Phasennormierung des EmpfangsSignals e(t) auftreten, wenn gemäß Gleichung (4) ein Unterschied in der Trägerfrequenz ω. des jeweiligen Senders SL zur Trägerfrequenz ω0 des Bezugssenders S0 auftritt:An additional phase shift AΘ between a transmitter S i and the reference transmitter S 0 can occur in the phase normalization of the received signal e (t) if, according to equation (4), there is a difference in the carrier frequency ω. of the respective transmitter S L to the carrier frequency ω 0 of the reference transmitter S 0 occurs:
ΔΘ. = ΘL - Θ0 = ω.*t - ω0*t = (Δω. + ω0)*t - ω0*t = Δω *t (4)ΔΘ. = Θ L - Θ 0 = ω. * T - ω 0 * t = (Δω. + Ω 0 ) * t - ω 0 * t = Δω * t (4)
Die Trägerfrequenzabweichung Δ(ü. des jeweiligen Senders S zur Trägerfrequenz ω0 des Bezugssenders S0 führt gemäß Gleichung (4) zu einer Phasenverschiebung ΔΘ£(t) des zum jeweiligen Sender S. gehörigen EmpfangsSignals e. (t)The carrier frequency deviation Δ (ü. Of the respective transmitter S to the carrier frequency ω 0 of the reference transmitter S 0 leads according to equation (4) to a phase shift Δ Empfangs £ (t) of the received signal e. (T) belonging to the respective transmitter S.
Unter Berücksichtigung der Beziehung in Gleichung (4) wird Gleichung (1) für den Zeitverlauf des Empfangssignals e(t) nach Gleichung (5) übergeführt. e ( t) = s ( t) + 2v. *e/ΔΘ,(') * J(f _ 'r« ( 5 ) Taking into account the relationship in equation (4), equation (1) for the time course of the received signal e (t) is converted to equation (5). e ( t ) = s ( t ) + 2 v . * e / ΔΘ, ( ' ) * J ( f _' r « (5)
Setzt man gemäß Gleichung (6) voraus, daß die Zeitdauer ΔtB für die Beobachtung des Empfangssignals eι(t) wesent- lieh kleiner ist als die Periodendauern aller Phasenrotationen ΔΘ^t) der Empfangssignale eι(t) aufgrund einer Trägerfrequenzverschiebung Δωx des jeweiligen Senders SlΛ so kann davon ausgegangen werden, dass die Phasenverschiebung ΔΘ1 des Empfangssignals eι(t) innerhalb dieses Zeitschlitzes ΔtB näherungsweise konstant ist.Assuming according to equation (6) that the time period Δt B for observing the received signal e ι (t) is substantially smaller than the period of all phase rotations ΔΘ ^ t) of the received signals e ι (t) due to a carrier frequency shift Δω x of the respective transmitter S lΛ it can be assumed that the phase shift ΔΘ 1 of the received signal e ι (t) is approximately constant within this time slot Δt B.
ΔtB « 2 *π I max{ΔωJ ( 6)Δt B «2 * π I max {ΔωJ (6)
Gleichung (5) für den Zeitverlauf des Empfangssignals e(t) geht für den Zeitbereich des Zeitschlitzes ΔtB in Gleichung (7) über. n e(t) = s(t) + ∑v, *ejΔΘ, *s(t-τ,) (7) ι=lEquation (5) for the time profile of the received signal e (t) merges into equation (7) for the time range of the time slot Δt B. ne (t) = s (t) + ∑v, * e jΔΘ, * s (t-τ,) (7) ι = l
In Fig. 2 ist der Zusammenhang der Normierung des Empfangssignals e1 ( t ) eines Senders Sx zum Empfangssignal e0(t) eines Bezugssenders S0 hinsichtlich der Dämpfung und der Laufzeit dargestellt.2 shows the relationship between the normalization of the received signal e 1 (t) from a transmitter S x to the received signal e 0 (t) from a reference transmitter S 0 with regard to the attenuation and the transit time.
Bei bekannter Übertragungsfunktion des Übertragungskanals des aus den Sendern S0 bis Sn bestehenden Gleichwellennetzes (single frequency network) kann das Empfangssignal e(t) durch die jeweiligen Impulsantworten hSFNι(t) der Sender S0, ... , S1, ... , Sn zusammengesetzte Summenimpuls- antwort hSFN(t) des Übertragungskanals des Gleichwellennetzes (single frequency network) gemäß der Gleichung n h_N(t) = ∑'W - δ(t) + ∑v, *ejΛβ- *δ(t-τ,) (8) ι=lWith a known transmission function of the transmission channel of the single-frequency network consisting of the transmitters S 0 to S n , the received signal e (t) can be given by the respective impulse responses h SFNι (t) of the transmitters S 0 , ..., S 1 ,. .., S n composite impulse response h SFN (t) of the transmission channel of the single frequency network according to the equation n h _ N (t) = ∑'W - δ (t) + ∑v, * e jΛβ - * δ (t-τ,) (8) ι = l
aufgefaßt werden. Das Frequenzspektrum E(ω) des Empfangssignals e(t) in Gleichung (9) ergibt sich aus der Fourier-Transformation des Empfangssignals hSFW(t) gemäß Gleichung (8) multipliziert mit der Übertragungsfunktion S(ω) des Übertragungs- kanals des Gleichwellenetzes:be understood. The frequency spectrum E (ω) of the received signal e (t) in equation (9) results from the Fourier transform of the received signal h SFW (t) according to equation (8) multiplied by the transfer function S (ω) of the transmission channel of the single-frequency network :
E(ω) = s (ω) * ( l+ ^v,. *eiΔΘ' *e- ^) = S(ω)*HSFN(ω) (9) i=lE (ω) = s (ω) * (l + ^ v ,. * e iΔΘ '* e- ^) = S (ω) * H SFN (ω) (9) i = l
Der Klammerterm des FrequenzSpektrums E(ω) des E pfangs- Signals e(t) in Gleichung (9) entspricht der Übertragungsfunktion HSFN(ω) des Übertragungskanals des Gleichwellennetzes. Er besteht aus einer Summe von Zeigern, deren Phase sich mit dem Ter ändern und für einen bestimmten Zeitpunkt t eine konstante Phasenverschiebung ΔΘ^Δω^t aufweisen.The bracketed term of the frequency spectrum E (ω) of the E pfangs- signal e (t) in equation (9) corresponds to the transfer function H SFN (ω) of the transmission channel of the single-frequency network. It consists of a sum of hands, the phase of which coincides with the ter change and have a constant phase shift ΔΘ ^ Δω ^ t for a specific time t.
Der Betrag der Übertragungsfunktion |HSFN(f) | für ein Gleichwellennetz mit einem Bezugssender S0 und einem zweiten Sender Sx ist über der Frequenz f in Fig. 3 dargestellt. Der Betrag der Übertragungsfunktion |HSPN(f)| weist einen periodischen Kurvenverlauf mit einer Periodendauer von l/τx auf. Der Verlauf des Betrags der Übertragungsfunktion |HSPN(f) | verschiebt sich von einem periodischen Kurvenverlauf zum Zeitpunkt t=t1 (durchge- zogene Linie) zu einem ebenfalls periodischen Kurvenverlauf gleicher Periodendauer zum späteren Zeitpunkt t=t2>t1 (gestrichelte Linie) aufgrund des Einflusses der Phasenverschiebung AΘ des Empfangssignals ex(t) des Senders S1 zum Empfangssignal e0(t) des Bezugssenders S0 aufgrund einer Trägerfrequenzverschiebung Δωx des Senders S^^ zur Trägerfrequenz u)0 des Senders S0.The amount of the transfer function | H SFN (f) | for a single-wave network with a reference transmitter S 0 and a second transmitter S x is shown above the frequency f in FIG. 3. The amount of the transfer function | H SPN (f) | has a periodic curve with a period of l / τ x . The course of the amount of the transfer function | H SPN (f) | shifts from a periodic curve shape at time t = t 1 (solid line) to a likewise periodic curve shape of the same period at later time t = t 2 > t 1 (dashed line) due to the influence of the phase shift AΘ of the received signal e x ( t) of the transmitter S 1 to the received signal e 0 (t) of the reference transmitter S 0 due to a carrier frequency shift Δω x of the transmitter S ^ ^ to the carrier frequency u) 0 of the transmitter S 0 .
Die Geschwindigkeit der Verschiebung des Verlaufs des Betrags der Übertragungsfunktion |HSFN(f)| wird bestimmt durch die Trägerfrequenzverschiebung Δωx des Senders Sx zur Trägerfrequenz ü)0 des Bezugsenders S0. Die benötigte Zeit tPer zur Verschiebung des Verlaufs des Betrags der Übertragungsfunktion |HSFN(f) | um genau eine Periode des Betragsverlaufs der Übertragungsfunktion |HSFN(f)| ergibt sich gemäß Gleichung (10) mit Hilfe von Gleichung (4) unter der Annahme einer Phasenverschiebung AΘ1 von 2*π bei einer vollen Rotation der Phasenverschiebung ΔΘ^ tper = 2*π / Δωx = 1 / Δf, (10)The speed of the shift in the amount of the transfer function | H SFN (f) | is determined by the carrier frequency shift Δω x of the transmitter S x to the carrier frequency ü) 0 of the reference transmitter S 0 . The time t Per required to shift the course of the amount of the transfer function | H SFN (f) | by exactly one period of Amount curve of the transfer function | H SFN (f) | results from equation (10) using equation (4) assuming a phase shift A Phasen 1 of 2 * π with a full rotation of the phase shift ΔΘ ^ t per = 2 * π / Δω x = 1 / Δf, (10)
Wird die Übertragungsfunktion HSFN(f) zu zwei verschiedenen Zeitschlitzen ΔtB1 und ΔtB2 betrachtet, so ändert sich gemäß Gleichung (4) die aus einer Trägerfrequenzverschiebung Δαy des Senders S. zur Trägerfrequenz ω0 des Bezugssenders S0 resultierende Phasenverschiebung ΔΘ. in der Übertragungsfunktion HSPN(f) über der Zeit t zwischen dem Zeitschlitz ΔtB1 und dem Zeitschlitz ΔtB2 und damit auch sein Verlauf über der Frequenz f. Analog ändert sich auch der Verlauf der zur Übertragungsfunktion HSFN(f) korrespondierenden Summenimpulsantwort hSPN(t) gemäß Gleichung (8) .If the transfer function H SFN (f) is considered for two different time slots Δt B1 and Δt B2 , then the phase shift ΔΘ resulting from a carrier frequency shift Δαy of the transmitter S. to the carrier frequency ω 0 of the reference transmitter S 0 changes according to equation (4). in the transfer function H SPN (f) over time t between time slot Δt B1 and time slot Δt B2 and thus also its course over frequency f. The course of the sum impulse response h SPN (t) corresponding to the transfer function H SFN (f) changes analogously in accordance with equation (8).
Mit der Änderung des Verlaufs der Summenimpulsantwort hSPN(t) bei rotierender Phasenverschiebung ΔΘi(t) des Senders Si vom Zeitschlitz ΔtB1 zum Zeitschlitz ΔtB2 ändert sich auch der Verlauf der Impulsantwort hSFNi (t) des Senders Si, deren Trägerfrequenz ω£ sich zur Trägerfrequenz ωo des Bezugssenders S0 verschoben hat. Die PhasenwinkelverSchiebung ΔΘ^t) der zum Sender Si gehörigen Impulsantwort hSFNi(t) vom Zeitpunkt tB1 des Zeitschlitzes ΔtB1 zum Zeitpunkt tB2 des Zeitschlitzes ΔtB2 ist folglich gemäß Gleichung (11) proportional zum Verlauf der Trägerfrequenzverschiebung Δω. (t) des Senders S zur Trägerfrequenz ω0 des Bezugssenders S0.With the change in the course of the sum impulse response h SPN (t) with a rotating phase shift ΔΘ i (t) of the transmitter S i from the time slot Δt B1 to the time slot Δt B2 , the course of the impulse response h SFNi (t) of the transmitter S i also changes Carrier frequency ω £ has shifted to the carrier frequency ω o of the reference transmitter S 0 . The phase angle shift ΔΘ ^ t) of the impulse response h SFNi (t) belonging to the transmitter Si from the time t B1 of the time slot Δt B1 to the time t B2 of the time slot Δt B2 is consequently proportional to the course of the carrier frequency shift Δω according to equation (11). (t) of the transmitter S at the carrier frequency ω 0 of the reference transmitter S 0 .
AΘ ( tB2 ) - ΔΘ^ = Δω£(t) * (tB2 - tB1) (11)AΘ (t B2 ) - ΔΘ ^ = Δω £ (t) * (t B2 - t B1 ) (11)
Aus Vereinfachungsgründen wird davon ausgegangen, daß sich die Trägerfrequenzverschiebung Δω£(t) zwischen den beidenFor reasons of simplification, it is assumed that the carrier frequency shift Δω £ (t) between the two
BeobachtungsZeitpunkten tB1 und tB2 nicht ändert. GleichungObservation times t B1 and t B2 did not change. equation
(11) geht unter dieser sinnvollen Voraussetzung über in(11) passes under this sensible assumption
Gleichung (12) . ΔΘ^t,,) - AΘ ( tB1) = Δω£ * (tB2 - tB1) (12)Equation (12). ΔΘ ^ t ,,) - AΘ (t B1 ) = Δω £ * (t B2 - t B1 ) (12)
Die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung der Trägerfrequenzstabilität von Sendern in einem Gleichwellennetz ergibt sich folglich gemäß Fig. 4A aus den nachfolgenden dargestellten Verfahrensschritten:The first embodiment of the method according to the invention for monitoring the carrier frequency stability of transmitters in a single-frequency network consequently results from the following method steps, as shown in FIG. 4A:
In Verfahrensschritt SlO wird die Übertragungsfunktion HSFN(f) des Übertragungskanals von den einzelnen Sendern S0, ... ,S.; ... , Sn des Gleichwellennetzes zur Empfangseinrichtung E ermittelt. Hierzu können der Verlauf der Übertragungsfunktion HSPH(f) aus den Koeffizienten des in der Empfangseinric tung E integrierten Entzerrers, die bei an den Übertragungskanal angepaßtem Entzerrer den Koeffizienten der Übertragungsfunktion HSPN(f) entsprechen, ermittelt werden.In step S1, the transfer function H SFN (f) of the transfer channel from the individual transmitters S 0 , ..., S. ; ..., S n of the single-wave network to the receiving device E is determined. For this purpose, the course of the transfer function H SPH (f) can be determined from the coefficients of the equalizer integrated in the receiving device E, which correspond to the coefficients of the transfer function H SPN (f) when the equalizer is adapted to the transmission channel.
In Verfahrensschritt S20 werden aus der Übertragungsfunktion HSFN(f) des Übertragungskanals mittels diskreter inverser Fourier-Transformation die Verläufe der zugehörigen komplexen Summenimpulsantworten hSFN1(t) und hSFN2(t) zu den beiden Zeitpunkten tB1 des Zeitschlitzes ΔtB1 und tB2 des Zeitschlitzes ΔtB2 berechnet. Hierbei handelt es sich um zeitdiskrete komplexe Summenimpulsantworten hSFN1(t) und hSPN2(t) zu einzelnen Abtastzeitpunkten t.In method step S20, the curves of the associated complex sum impulse responses h SFN1 (t) and h SFN2 (t) at the two times t B1 of the time slot Δt B1 and t B2 become from the transfer function H SFN (f) of the transmission channel by means of discrete inverse Fourier transformation of the time slot Δt B2 is calculated. These are time-discrete complex sum impulse responses h SFN1 (t) and h SPN2 (t) at individual sampling times t.
Aus den beiden zeitdiskreten Verläufen der komplexen Summenimpulsantworten hSFN1(t) und hSPN2(t) werden im Verfahrenschritt S30 die zu den im Gleichwellennetz beteiligten Sendern Si jeweils gehörigen Verläufe der komplexen Impulsantworten hSFNli(t) und zu den Zeitpunkten tB1 und tB2 herausgefiltert.In method step S30, the two time-discrete courses of the complex sum impulse responses h SFN1 (t) and h SPN2 (t) are used to convert the complex impulse responses h SFNli (t) and to the transmitters Si involved in the single-frequency network filtered out at times t B1 and t B2 .
Alternativ zur obig dargestellten Ermittlung der Übertragungsfunktion HSFN(f) des Übertragungskanals aus den Koeffizienten des in der Empfangseinrichtung integrierten Entzerrers ist beim digitalen terrestrischen TV-Rundfunk eine Ermittlung der Übertragungsfunktion HSFN(f) des Übertragungskanals aus den DVB-T-Symbolen der verstreuten Trägerpiloten möglich.As an alternative to determining the transmission function H SFN (f) of the transmission channel shown above from the coefficients of the equalizer integrated in the receiving device, digital terrestrial TV broadcasting is used the transmission function H SFN (f) of the transmission channel can be determined from the DVB-T symbols of the scattered carrier pilots.
Diese zeitdiskreten Verläufe der Impulsantworten hSFNli(t) und hSFN2i(t) des jeweiligen Senders S. zu den Zeitpunkten tB1 und tB2 sind jeweils komplexe Zahlenfolgen. Aus diesen komplexen Verläufen der Impulsantworten hSPNli(t) und hSFN2i(t) werden im Verfahrensschritt S40 die zugehörigen zeitdiskreten Phasenverläufe arg (hSFN1. (t) ) und arg(hSPN2. (t) ) des jeweiligen Senders S£ zu den Zeitpunkten tB1 und tB2 ermittelt. Alternativ kann zu diesem Zeitpunkt auch noch keine Zuordnung der Impulsantwort zu den Sendern erfolgen und vorerst können nur Gesamt-Impulsantworten hSFN1(t) und hSFN2 (t) verrechnet werden .These time-discrete courses of the impulse responses h SFNli (t) and h SFN2i (t) of the respective transmitter S. at times t B1 and t B2 are respectively complex sequences of numbers. From these complex courses of the impulse responses h SPNli (t) and h SFN2i (t), the associated time-discrete phase courses arg (h SFN1 . (T)) and arg (h SPN2 . (T)) of the respective transmitter S £ become in step S40 the times t B1 and t B2 determined. Alternatively, the impulse response cannot be assigned to the transmitters at this point in time, and for the time being only total impulse responses h SFN1 (t) and h SFN2 (t) can be calculated.
Durch Subtraktion der zeitdiskreten Phasenverläufe arg (hSFN1. ( t) ) und arg (hSFN2i (t) ) der Impulsantworten hSFN1. ( t) und hSFN2i(t) des jeweiligen Senders S. zu den Zeitpunkten tB1 und tB2 erhält man eine Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘ. (tB2-tB1) der Phasenverschiebung des jeweiligen Senders S£ zum Bezugssender S0 zwischen den Zeitpunkten tB2 und tB1, die über der Zeit konstant ist und der Differenz der Phasenverschiebung ΔΘi(tB2) zum Zeitpunkt tB2 und der Phasenverschiebung ΔΘ^t^) zum Zeitpunkt tB1 des Senders S£ zum Bezugssender S0 entspricht. Diese wird im Verfahrensschritt S50 gemäß Gleichung (13) resultierend aus Gleichung (8) berechnet: ΔΔ (tB2-tB1) = arg(hSFN2i(t)) - arg(hSFNli(t) ) = ΔΘ£(tB2) - AΘL ( t (13)By subtracting the time-discrete phase curves arg (h SFN1 . (T)) and arg (h SFN2i (t)) from the impulse responses h SFN1 . (t) and h SFN2i (t) of the respective transmitter S. at times t B1 and t B2 , a phase shift difference ΔΔΘ is obtained. (t B2 -t B1 ) of the phase shift of the respective transmitter S £ to the reference transmitter S 0 between times t B2 and t B1 , which is constant over time and the difference in phase shift ΔΘ i (t B2 ) at time t B2 and Phase shift ΔΘ ^ t ^) at the time t B1 of the transmitter S £ corresponds to the reference transmitter S 0 . This is calculated in method step S50 according to equation (13) as a result of equation (8): ΔΔ (t B2 -t B1 ) = arg (h SFN2i (t)) - arg (h SFNli (t)) = ΔΘ £ (t B2 ) - AΘ L (t (13)
Die Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘ£ (tB2-tE1) der Phasenverschiebung des Senders Sj^ zum Bezugssender S0 zwischen den Zeitpunkten tB1 und tB2 kann u.U. Werte kleiner -π annehmen, die außerhalb des zulässigen Wertebereiches liegen. Von daher wird im Verfahrensschritt S60 in Zeitbereichen, in denen die Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘ^t^-t^) der Phasenverschiebung des Senders SL zum Bezugssender S0 zwischen den Zeitpunkten tBX und tB2 Werte kleiner -π annimmt, die Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘ. (tB2-tB1) der Phasenverschiebung gemäß Gleichung (14) um den Wert 2*π erhöht .The phase shift difference ΔΔΘ £ (t B2 -t E1 ) of the phase shift of the transmitter S j ^ to the reference transmitter S 0 between the times t B1 and t B2 can under certain circumstances take on values smaller than -π, which lie outside the permissible value range. Therefore, in step S60 in time periods in which the phase shift difference ΔΔΘ ^ t ^ -t ^) the phase shift of the transmitter S L to Reference transmitter S 0 between the times t BX and t B2 assumes values smaller than -π, the phase shift difference ΔΔΘ. (t B2 -t B1 ) of the phase shift according to equation (14) increased by the value 2 * π.
ΔΔ (tB2-tB1) = ΔΔΘ^t^-t^) + 2*π für ΔΔΘ.(tB2-tB1) <= -π (14)ΔΔ (t B2 -t B1 ) = ΔΔΘ ^ t ^ -t ^) + 2 * π for ΔΔΘ. (T B2 -t B1 ) <= -π (14)
Nimmt die Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘ. (tB2-tB1) der Phasenverschiebung des Senders S£ zum Bezugssender S0 zwischen den Zeitpunkten tB1 und tB2 Werte größer +π an, die außerhalb des zulässigen Wertebereiches liegen, so wird die Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘA (tB2-tB1) der Phasenverschiebung in Verfahrensschritt S65 gemäß Gleichung (15) um den Wert 2*π reduziert.Takes the phase shift difference ΔΔΘ. (t B2 -t B1 ) of the phase shift of the transmitter S £ to the reference transmitter S 0 between times t B1 and t B2 values greater than + π, which lie outside the permissible value range, the phase shift difference ΔΔΘ A (t B2 -t B1 ) the phase shift in method step S65 is reduced according to equation (15) by the value 2 * π.
ΔΔ (tB2-tB1) = ΔΔΘ^-t - 2*π für ΔΔΘ^t^-t^) > π (15)ΔΔ (t B2 -t B1 ) = ΔΔΘ ^ -t - 2 * π for ΔΔΘ ^ t ^ -t ^)> π (15)
Die in den Verfahrensschritten S60 und S65 durchgeführten Begrenzungen der Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘi (tB2-tB1) der Phasenverschiebung des Senders S, zum Bezugssender S0 zwischen den Zeitpunkten tB1 und tB2 gemäß der Gleichungen (13) und (14) gewährleisten einen eindeutigen Phasenwert im Bereich von -π bis +π.The limitations of the phase shift difference ΔΔΘ i (t B2 -t B1 ) of the phase shift of the transmitter S carried out in the method steps S60 and S65 to the reference transmitter S 0 between the times t B1 and t B2 according to equations (13) and (14) ensure one unique phase value in the range from -π to + π.
In Verfahrensschritt S70 wird gemäß Gleichung (16) der Verlauf der Trägerfrequenzverschiebung Δω. des Senders S£ zur Trägerfrequenz ω0 des Bezugssenders S0 zwischen den Zeitpunkten tB1 und tB2 resultierend aus Gleichung (12) und (13) aus der Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘi(tB2-tB1) der Phasenverschiebung des Senders S. zum Bezugssender S0 zwischen den Zeitpunkten tB1 und tB2 berechnet. Δω, = [ΔΘ^t - ΔΘ^t ] / (tB2 - tB1) = ΔΔΘ^-t^) / (tB2 - tB1) (16)In method step S70, the course of the carrier frequency shift Δω is calculated according to equation (16). of the transmitter S £ to the carrier frequency ω 0 of the reference transmitter S 0 between the times t B1 and t B2 resulting from equations (12) and (13) from the phase shift difference ΔΔΘ i (t B2 -t B1 ) of the phase shift of the transmitter S. to the reference transmitter S 0 is calculated between times t B1 and t B2 . Δω, = [ΔΘ ^ t - ΔΘ ^ t] / (t B2 - t B1 ) = ΔΔΘ ^ -t ^) / (t B2 - t B1 ) (16)
Da sich über der Zeit t zur Phasenverschiebung ΔΘ£(t) des Empfangssignals e. (t) des Senders S, aufgrund einer Träger- frequenzverschiebung Δotl des Senders SL zum Bezugssender S0 zusätzliche Phasenänderungen, beispielsweise aufgrund von Phasenrauschen, überlagern können, wie dies in Fig. 5A dargestellt ist, ist eine entsprechende Bereinigung der Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘ. ( tE2-tB1) der Phasenverschiebung des Senders S zum Bezugssender S0 zwischen zwei Beobachtungszeitpunkten tE1 und tB2 von derartigen Phasenstörungen durchzuführen. Diese Bereinigung erfolgt in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung der Trägerfrequenzstabilität von Sendern in einem Gleichwellennetz gemäß Fig. 4B.Since the phase shift Δ Phasen £ (t) of the received signal e. (t) of the transmitter S, due to a carrier frequency shift Δotl of the transmitter S L to the reference transmitter S 0 can superimpose additional phase changes, for example due to phase noise, as shown in FIG. 5A, is a corresponding adjustment of the phase shift difference ΔΔΘ. (t E2 -t B1 ) of the phase shift of the transmitter S to the reference transmitter S 0 between two observation times t E1 and t B2 of such phase disturbances. This cleanup takes place in the second embodiment of the method according to the invention for monitoring the carrier frequency stability of transmitters in a single-frequency network according to FIG. 4B.
Im Unterschied zur ersten Ausführungsform in Fig. 4A werden in der zweiten Ausführungsform in Fig. 4B in Verfahrensschritt S50 die Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘ. (ΔtB) der Phasenverschiebung des Senders S£ zum Bezugssender S0 innerhalb eines Zeitintervalls ΔtB nicht nur zwischen den BeobachtungsZeitpunkten tB1 und tB2 ermittelt, sondern zu mehreren anderen Beobachtungszeit- punkten tB und tB(d+1)ι die gemäß Gleichung (17) durch ein Zeitintervall ΔtB voneinander getrennt sind.In contrast to the first embodiment in FIG. 4A, in the second embodiment in FIG. 4B, the phase shift difference ΔΔd in method step S50. (Δt B ) of the phase shift of the transmitter S £ to the reference transmitter S 0 within a time interval Δt B not only determined between the observation times t B1 and t B2 , but also at several other observation times t B and t B (d + 1) ι die are separated from one another by a time interval Δt B in accordance with equation (17).
ΔtB = tB(.+1) - tB. für j = 1,2,3,.. (17)Δt B = t B ( . +1) - t B. for j = 1,2,3, .. (17)
Hierzu wird in Verfahrensschritt S20 der zeitdiskrete Verlauf der komplexen Summenimpulsantwort hSPN..(t) und hSFN(;i+1) (t) jeweils zu den BeobachtungsZeitpunkten t.. und tj+1 ermittelt .For this purpose, the time-discrete course of the complex sum impulse response h SPN .. (t) and h SFN (; i + 1) (t) is determined in each of the observation times t .. and t j + 1 in method step S20.
Analog wird in Verfahrenschritt S30 aus den zeitdiskreten Verläufen der komplexen Summenimpulsantworten hSPN..(t) und ilsFn +D (t) die zeitdiskreten Verläufe der komplexen Impulsantworten hSFN;ii(t) und hSFN(;i+1)i (t) des jeweiligen Senders S. zu den Zeitpunkten td und t.+1 ausgeblendet.Analogously, in step S30, the time-discrete courses of the complex sum impulse responses h SPN .. (t) and il sFn + D (t) become the time-discrete courses of the complex impulse responses h SFN; ii (t) and h SFN (; i + 1) i (t) of the respective transmitter S. at times t d and t. +1 hidden.
Schließlich werden in Verfahrensschritt S40 aus den zeitdiskreten Verläufen der komplexen Impulsantworten ilSPNji(t) und hSPN(:i+ (t) die Phasenverläufe arg(hSFN.. (t) ) und arg (hSFN(.+1)i ( t) ) des Senders S, zu den Zeitpunkten td und td+1 ermittelt.Finally, in method step S40, the phase profiles are arg (h SFN .. (t)) and. From the time-discrete courses of the complex impulse responses il SPNji (t) and h SPN (: i + (t) arg (h SFN ( . +1) i (t)) of transmitter S, determined at times t d and t d + 1 .
Die Subtraktion des Phasenverlaufs arg(h_PN:|. (t) ) vom Phasenverlauf arg (hSFN(d+1). (t) ) in Verfahrensschritt S50 führt zur Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘ. (tB(d+1)-tBd) der Phasenverschiebung des jeweiligen Senders S, zum Bezugssender S0 zwischen den Zeitpunkten tB(d+1) und tBd_ die der Differenz der Phasenverschiebung ΔΘ, (tB(d+1)) zum Zeitpunkt tB(d+1) und der Phasenverschiebung ΔΘ. (tBd) zum Zeitpunkt tBd des Senders S. zum Bezugssender S0 entspricht.The subtraction of the phase curve arg (h_ PN: | . (T)) from the phase curve arg (h SFN (d + 1) . (T)) in method step S50 leads to the phase shift difference ΔΔΘ. (t B (d + 1) -t Bd ) of the phase shift of the respective transmitter S, to the reference transmitter S 0 between the times t B (d + 1) and t Bd _ that of the difference in the phase shift ΔΘ, (t B (d + 1) ) at time t B (d + 1) and the phase shift ΔΘ. (t Bd ) at the time t Bd of the transmitter S. corresponds to the reference transmitter S 0 .
Die Begrenzung der Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘ, ( tB(:j+1)- tBd) der Phasenverschiebung des jeweiligen Senders S, zum Bezugssender S0 zwischen den Zeitpunkten tB(d+1) und tBd auf den zulässigen Wertebereich zwischen -π und +π erfolgt in den Verfahrensschritten S60 und S65.Limiting the phase shift difference ΔΔΘ, (t B (: j + 1) - t Bd ) of the phase shift of the respective transmitter S, to the reference transmitter S 0 between the times t B (d + 1) and t Bd to the permissible value range between -π and + π takes place in method steps S60 and S65.
Im Verfahrensschritt S70 wird aus der Phasenverschiebungs- differenz ΔΔΘ, (tB(d+1)-tB. ) der Phasenverschiebung des jeweiligen Senders S, zum Bezugssender S0 zwischen den Zeitpunkten tB(.+1) und tB die Trägerfrequenzverschiebung Δωid des Senders S. basierend auf der Phasenverschiebungs- differenz ΔΔΘ. (tB(d+1)-tBd) der Phasenverschiebung zu den BeobachtungsZeitpunkten td und t.+1 berechnet.In method step S70, the phase shift difference ΔΔΘ, (t B (d + 1) -t B. ) The phase shift of the respective transmitter S, becomes the reference transmitter S 0 between the times t B ( . +1) and t B the carrier frequency shift Δω id of the transmitter S. based on the phase shift difference ΔΔΘ. (t B (d + 1) -t Bd ) of the phase shift at the observation times t d and t. +1 calculated.
Die Trägerfrequenzverschiebung Δωid des Senders S. zum Bezugssender S0 auf der Basis der Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘ. (tB(d+1)-tB.) der Phasenverschiebung zu den Beobachtungszeitpunkten td und td+1 wird zu unterschiedlichen Beobachtungszeitpunkten td und td+1 insgesamt jmax-mal wiederholt ermittelt und berechnet.The carrier frequency shift Δω id of the transmitter S. to the reference transmitter S 0 on the basis of the phase shift difference ΔΔΘ. (t B (d + 1) -t B.) of the phase shift to the observation times t d and t d + 1 is at different observation times t d and t d + 1 j max total times repeatedly determined and calculated.
Die insgesamt jmax berechneten Trägerfrequenzverschiebungen Δωid des Senders S, zum Bezugssender S0 werden anschließend im Verfahrensschritt S80 einer Mittelung zugeführt, um den Einfluß der obengenannten Phasenstörungen, beispielsweise aufgrund von Phasenrauschen, auf die Trägerfrequenzverschiebung Δω, zu beseitigen bzw. zu minimieren.The total j max calculated carrier frequency shifts Δω id of the transmitter S to the reference transmitter S 0 are then averaged in method step S80 in order to determine the influence of the above-mentioned phase interference, for example due to phase noise Carrier frequency shift Δω to eliminate or minimize.
Die Mittelung kann auch in Form einer Pipeline-Struktur erfolgen, bei der der jeweils älteste Wert verworfen wird. Eine Speicher-sparende Variante ist eine rekursive Mittelung.The averaging can also take the form of a pipeline structure in which the oldest value is rejected. A memory-saving variant is a recursive averaging.
Ein beispielhafter Verlauf einer derart von Phasenstörungen bereinigten Trägerfrequenzverschiebung Δω, eines Senders S, zu einem Bezugssender S0 ist in Fig. 5B dargestellt .An exemplary course of a carrier frequency shift .DELTA..omega., Of a transmitter S, which has been cleaned of phase interference to a reference transmitter S 0 is shown in FIG. 5B.
Eine Vorrichtung zur Überwachung der Trägerfrequenz- Stabilität von mehreren Sendern in einem Gleichwellennetz ist in Fig. 1 dargestellt.A device for monitoring the carrier frequency stability of several transmitters in a single-frequency network is shown in FIG. 1.
Das Gleichwellennetz in Fig. 1 besteht beispielsweise aus den fünf Sendern S1, S2, S3, S4 und S5. Die Sendesignale der Sender S, bis S5 werden von einer Empfangseinrichtung E empfangen. Die Empfangseinrichtung E ist mit einer elektronischen Datenverarbeitungseinheit 1 verbunden. In einer Einheit 11 zur Ermittlung der Übertragungsfunktion des Übertragungskanals wird auf der Basis der von der Empfangseinrichtung E empfangenen Sendesignale der Sender Sj^ bis S5 die Übertragungsfunktion HSFN(f) des Übertragungskanals von den Sendern S bis S5 zur Empfangseinrichtung E ermittelt. Hierbei bedient man sich der Koeffizienten des in der Empfangseinrichtung E integrier- ten Entzerrers, die bei einem an den Übertragungskanal abgeglichenen Entzerrer den Koeffizienten der Übertragungsfunktion des Übertragungskanals entsprechen.1 consists for example of the five transmitters S 1 , S 2 , S 3 , S 4 and S 5 . The transmission signals from the transmitters S to S 5 are received by a receiving device E. The receiving device E is connected to an electronic data processing unit 1. In a unit 11 for determining the transmission function of the transmission channel, the transmission function H SFN (f) of the transmission channel from the transmitters S to S 5 to the receiving device E is determined on the basis of the transmission signals of the transmitters S j ^ to S 5 received by the receiving device E. In this case, the coefficients of the equalizer integrated in the receiving device E are used, which correspond to the coefficients of the transfer function of the transmission channel in the case of an equalizer adjusted to the transmission channel.
Alternativ kann die Übertragungsfunktion HSFN(f) des Übertragungskanals von den Sendern S, bis S5 zur Empfangseinrichtung E aus den verstreuten Pilotenträgern eines DVB-T-Signals beim digitalen terrestrischen TV- Rundfunks unter Umgehung der Einheit 11 ermittelt werden. In einer sich anschließenden Einheit 12 zur Durchführung der inversen Fourier-Transformation werden aus der Übertragungsfunktion HSFN(f) des Übertragungskanals die zeitdiskreten Verläufe der komplexen Summenimpulsantworten hSFNd(t) und hSFN(d+1) ( t) zu den Beobachtungszeitpunkten tBd und tE(d+1) berechnet.Alternatively, the transmission function H SFN (f) of the transmission channel from the transmitters S, to S 5 to the receiving device E can be determined from the scattered pilot carriers of a DVB-T signal in digital terrestrial TV broadcasting, bypassing the unit 11. In a subsequent unit 12 for carrying out the inverse Fourier transformation, the time-discrete courses of the complex sum impulse responses h SFNd (t) and h SFN (d + 1) (t) at the observation times t are converted from the transfer function H SFN (f) of the transfer channel Bd and t E (d + 1) calculated.
In einer sich anschließenden Einheit 13 zur Ausblendung der Impulsantwort für jeden Sender aus der Su menimpuls- antwort werden aus den zeitdiskreten Verläufen der komplexen Summenimpulsantworten hSPNj(t) und hSFN(d+1) (t) die zeitdiskreten Verläufe der komplexen Impulsantworten und für eden Sender S, des Gleichwellennetzes zu den Zeitpunkten tBd und tB(d+1) ausgeblendet.In a subsequent unit 13 for masking out the impulse response for each transmitter from the sum impulse response, the time-discrete profiles of the complex sum impulse responses h SPNj (t) and h SFN (d + 1) (t) are used to discrete time as the complex impulse responses and faded out for each transmitter S, the single-frequency network at times t Bd and t B (d + 1) .
In einer sich anschließenden Einheit 14 zur Ermittlung des Phasenverlaufs der Impulsantwort werden aus den zeitdiskreten Verläufen der komplexen Impulsantworten hSFNdi(t) und hSPH(d+1)i (t) die zeitdiskreten Phasenverläufe arg(hSFNd, (t) ) und arg(hSPM(.+1),(t) ) der Impulsantworten hSFN.,(t) und hSFN(.+1), (t) zu den Zeitpunkten tBd und tB(d+1) berechnet.In a subsequent unit 14 for determining the phase profile of the impulse response, the discrete-time profiles of the complex impulse responses h SFNdi (t) and h SPH (d + 1) i (t) become the time-discrete phase profiles arg (h SFNd , (t)) and arg (h SPM ( . +1) , (t)) of the impulse responses h SFN ., (t) and h SFN ( . +1) , (t) at times t Bd and t B (d + 1) .
In einer sich anschließenden Einheit 15 zur Berechnung der Differenz der Phasenverschiebungen und der Trägerfrequenz- Verschiebung jedes Senders zur Trägerfrequenz eines Bezugssenders werden aus den zeitdiskreten Phasenverläufen arg(hSFN.,(t) ) und arg (hSPN(.+1), (t) ) der Impulsantworten hSFN., (t) und t-sFNij+ui (t) zu den Zeitpunkten td und tj+1 die Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘ, (tB(d+1)-tB;.) der Phasenverschiebungen eines Senders S, zu einem Bezugssender S0 zu den Beobachtungszeitpunkten tBd und tB(d+1) berechnet, die der Differenz der Phasenverschiebung ΔΘ, (tBd) und ΔΘ, (tB(d+1)) des Senders S, zum Bezugssender S0 zu den Zeitpunkten tBd und tB(d+1) entspricht, und darauf aufbauend die Trägefrequenzverschiebung Δω,. für jeden Sender S, zu einem Bezugssender S0 auf der Basis einer ermittelten Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘ, (tB(d+1)-tBd) der Phasenverschiebungen zu BeobachtungsZeitpunkten tBd und tB(d+1) abgeleitet.In a subsequent unit 15 for calculating the difference between the phase shifts and the carrier frequency shift of each transmitter to the carrier frequency of a reference transmitter, arg (h SFN ., (T)) and arg (h SPN ( . +1) , ( t)) of the impulse responses h SFN ., (t) and t- sFNij + ui (t) at times t d and t j + 1 the phase shift difference ΔΔΘ, (t B (d + 1) -t B ;.) of the phase shifts of a transmitter S, to a reference transmitter S 0 at the observation times t Bd and t B (d + 1) , which is the difference in the phase shift ΔΘ, (t Bd ) and ΔΘ, (t B (d + 1) ) of the transmitter S corresponds to the reference transmitter S 0 at the times t Bd and t B (d + 1) , and based on this the carrier frequency shift Δω ,. for each transmitter S, to a reference transmitter S 0 on the basis of a determined phase shift difference ΔΔΘ, (t B (d + 1) -t Bd ) Phase shifts at observation times t Bd and t B (d + 1) are derived.
In einer Einheit 2 der tabellarischen und/oder grafischen Darstellung der Trägerfrequenzverschiebung Δω, aller Sender S,, die an die elektronische Datenverarbeitungs- einheit 1 angeschlossen ist, werden die Trägerfrequenzverschiebungen Δω, jedes Senders S. zu einem Bezugssender S0 des Gleichwellennetzes entweder tabellarisch oder grafisch dargestellt.In a unit 2 of the tabular and / or graphic representation of the carrier frequency shift Δω, of all transmitters S ,, which is connected to the electronic data processing unit 1, the carrier frequency shifts Δω, of each transmitter S. become a reference transmitter S 0 of the single-frequency network either in tabular form or represented graphically.
Hinsichtlich der gleichzeitigen Darstellung der Amplitudenabweichung und der Trägerfrequenzabweichung eines Senders S, zu einem Bezugssender S0 zu einem bestimmten BeobachtungsZeitpunkt tB. in einer Grafik bietet sich einerseits eine dreidimensionale Darstellung mit der Zeit t als erste Dimension, der Frequenzabweichng Δω, des jeweiligen Senders S, zur Trägerfrequenz ω0 des Bezugssenders S0 als zweite Dimension und schließlich der Amplitudenabweichung ΔA, des jeweiligen Senders S, zur Amplitude A0 des Bezugssenders S0 als dritte Dimension an. Wird der Bezugssender SO normiert auf seine Amplitude A0 zum Zeitpunkt t=0 in die dreidimensionale Grafik gesetzt, so wird entsprechend Fig. 6A jeder Sender S, entsprechend der jeweiligen Amplituden- und Trägerfrequenzabweichung ΔA. und Δω, durch einen Punkt in der Grafik repräsentiert . Andererseits wird bei einer zweidimensionalen Darstellung gemäß Fig. 6B die Zeit t in der Abszisse und die Amplitudenabweichung ΔA, des jeweiligen Senders S, zur Amplitude A0 des Bezugssenders S0 auf der Ordinate aufgetragen, während die Trägerfrequenzabweichung Δω, des jeweiligen Senders S, zur Trägerfrequenz ωo des Bezugssenders S0 durch einen zur Trägerfrequenzabweichnung Δω, korrespondierendes Symbol des zum jeweiligen Sender S, gehörigen Punktes charakterisiert wird. Wiederum wird die Amplitude A0 des Bezugssenders S0 zum Zeitpunkt t=0 in die Grafik eingetragen. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere sind alle beschriebenen Merkmale beliebig miteinander kombinierbar. Auch eignet sich das beschriebene Verfahren nicht nur für Signale des DAB- oder DVB-T-Standards, sondern für alle Standards, die SFN ermöglichen, insbesondere auch für Signale des amerikanischen ATSC- Standards . With regard to the simultaneous representation of the amplitude deviation and the carrier frequency deviation of a transmitter S, to a reference transmitter S 0 at a specific observation time t B. On the one hand, a graphic offers a three-dimensional representation with the time t as the first dimension, the frequency deviation Δω of the respective transmitter S, with the carrier frequency ω 0 of the reference transmitter S 0 as the second dimension and finally with the amplitude deviation ΔA, the respective transmitter S, with the amplitude A 0 of the reference transmitter S 0 as a third dimension. If the reference transmitter SO is normalized to its amplitude A 0 at the time t = 0 in the three-dimensional graphic, then each transmitter S becomes corresponding to the respective amplitude and carrier frequency deviation ΔA in accordance with FIG. 6A. and Δω, represented by a point in the graph. On the other hand, in a two-dimensional representation according to FIG. 6B, the time t in the abscissa and the amplitude deviation ΔA, of the respective transmitter S, for the amplitude A 0 of the reference transmitter S 0 are plotted on the ordinate, while the carrier frequency deviation Δω, of the respective transmitter S, for Carrier frequency ω o of the reference transmitter S 0 is characterized by a symbol corresponding to the carrier frequency deviation Δω of the point belonging to the respective transmitter S. Again, the amplitude A 0 of the reference transmitter S 0 at time t = 0 is entered in the graphic. The invention is not restricted to the exemplary embodiments shown and described. In particular, all of the described features can be combined with one another as desired. The method described is also suitable not only for signals of the DAB or DVB-T standard, but also for all standards which enable SFN, in particular also for signals of the American ATSC standard.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Überwachung der Stabilität der Trägerfrequenz (ω,) von identischen Sendesignalen (s,(t)) mehrerer Sender (S1, .. ,S,, .. , Sn) eines Gleichwellennetzes durch Auswerten der Phasenlage eines zu einem Sendesignal (s,(t)) eines Senders (S,) gehörigen Empfangssignals (e,(t)) in Bezug zu einem Empfangssignal (e0(t)) eines Bezugssenders (S0) , die beide von einer im Sendegebiet des Gleichwellennetzes positionierten Empfangseinrichtung (E) empfangen werden.1. Method for monitoring the stability of the carrier frequency (ω,) of identical transmission signals (s, (t)) of several transmitters (S 1 , .., S ,, .., S n ) of a single-frequency network by evaluating the phase position of one Transmit signal (s, (t)) of a transmitter (S,) belonging receive signal (e, (t)) in relation to a receive signal (e 0 (t)) of a reference transmitter (S 0 ), both of which are in the transmission area of the single-frequency network positioned receiving device (E) can be received.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch Berechnung (S70) einer Trägerfrequenzverschiebung (Δω,) einer Trägerfrequenz (ω,) eines Senders (S,) bezüglich einer Referenz-Trägerfrequenz (ωo) des Bezugssenders (S0) aus einer durch die Trägerfrequenzverschiebung (Δω,) dieses Senders hervorgerufenen Phasenverschiebungs- differenz (ΔΔΘ, (tB2-tB1) ) zwischen einer Phasenverschiebung (ΔΘ, (tB2) ) zu zumindest einem zweiten BeobachtungsZeitpunkt (tB2) und einer Phasenverschiebung (ΔΘ, (tB1) ) zu einem ersten Beobachtungszeitpunkt (tB1) eines zum Sendesignal (s. (t) ) gehörigen Empfangssignals (e,(t)) dieses Senders (S,) in Bezug zu einem zum Sendesignal (s0(t)) gehörigen Empfangssignal (e0(t)) des Bezugssenders (S0) .2. The method according to claim 1, characterized by calculation (S70) of a carrier frequency shift (Δω,) of a carrier frequency (ω,) of a transmitter (S,) with respect to a reference carrier frequency (ω o ) of the reference transmitter (S 0 ) from one by Carrier frequency shift (Δω,) caused by this transmitter phase shift difference (ΔΔΘ, (t B2 -t B1 )) between a phase shift (ΔΘ, (t B2 )) at least a second observation time (t B2 ) and a phase shift (ΔΘ, (t B1 )) at a first observation time (t B1 ) of a reception signal (e, (t)) belonging to the transmission signal (s. (T)) of this transmitter (S,) in relation to one belonging to the transmission signal (s 0 (t)) Receive signal (e 0 (t)) of the reference transmitter (S 0 ).
3. Verfahren zur Überwachung der Stabilität der Trägerfrequenz nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der Berechnung (S70) der Trägerfrequenzverschiebung (Δω,) der Trägerfrequenz (ω,) des Senders (S,) zur Trägerfrequenz (ω0) des Bezugssenders (S0) aus der Phasenverschiebungsdifferenz (ΔΔΘ, (tB2-tB1) ) die folgenden Ver- fahrensschritte vorausgehen:3. A method for monitoring the stability of the carrier frequency according to claim 2, characterized in that the calculation (S70) of the carrier frequency shift (Δω,) of the carrier frequency (ω,) of the transmitter (S,) to the carrier frequency (ω 0 ) of the reference transmitter (S 0 ) the following procedural steps precede the phase shift difference (ΔΔΘ, (t B2 -t B1 )):
• Ermittlung (SlO) einer Übertragungsfunktion (HSFN(f)) des Übertragungskanals von den Sendern (Sx, .. , S,, .. , Sn) zur Empfangseinrichtung (E) , • Berechnung (S20) eines Verlaufs einer komplexen zeitdiskreten Summenimpulsantwort (hSFN1(t)) zum ersten BeobachtungsZeitpunkt (tB1) und eines Verlaufs einer komplexen zeitdiskreten Summenimpulsantwort (hSFN2(t)) zum zweiten BeobachtungsZeitpunkt (tB2) des Übertragungskanals jeweils aus der Übertragungsfunktion (HSPN(f)) des Übertragungskanals ,Determination (SlO) of a transmission function (H SFN (f)) of the transmission channel from the transmitters (S x , .., S ,, .., S n ) to the receiving device (E), • Calculation (S20) of a course of a complex time-discrete sum impulse response (h SFN1 (t)) at the first observation time (t B1 ) and of a course of a complex time-discrete sum impulse response (h SFN2 (t)) at the second observation time (t B2 ) of the transmission channel the transfer function (H SPN (f)) of the transfer channel,
• Ausblendung (S30) eines Verlaufs einer komplexen Impulsantwort (hSFN1. (t)) zum ersten Beobachtungszeitpunkt (tB1) und eines Verlaufs einer komplexen Impulsantwort (hSFN2, (t) ) zum zweiten Beobachtungszeitpunkt (tB2) für jeden Sender (S,) des Gleichwellennetzes jeweils aus dem Verlauf der komplexen Summenimpulsantwort (hSFN1(t)) zum ersten BeobachtungsZeitpunkt (tB1) und aus dem Verlauf der komplexen Summenimpulsantwort (hSPN2(t)) zum zweiten Beobachtungszeitpunkt (tB2) ,Suppression (S30) of a course of a complex impulse response (h SFN1 . (T)) at the first observation time (t B1 ) and of a course of a complex impulse response (h SFN2 , (t)) at the second observation time (t B2 ) for each transmitter ( S,) of the single-wave network each from the course of the complex sum impulse response (h SFN1 (t)) at the first observation time (t B1 ) and from the course of the complex sum impulse response (h SPN2 (t)) at the second observation time (t B2 ),
• Ermittlung (S40) eines Phasenverlaufs (arg (hSFN1, ( t) ) ) der komplexen Impulsantwort (hSFN1. (t)) zum ersten Beobachtungszeitpunkt (tB1) und eines Phasenverlaufs (arg(hSFM2, (t) ) ) der komplexen Impulsantwort (hSFN2(t)) zum zweiten BeobachtungsZeitpunkt (tB2) für jeden Sender (S,) des Gleichwellennetzes,• Determination (S40) of a phase curve (arg (h SFN1 , (t))) of the complex impulse response (h SFN1 . (T)) at the first observation time (t B1 ) and a phase curve (arg (h SFM2 , (t))) the complex impulse response (h SFN2 (t)) at the second observation time (t B2 ) for each transmitter (S,) of the single-frequency network,
• Berechnung (S50) der Phasenverschiebungsdifferenz (ΔΔΘ, (tB2-tB1) ) zwischen einer Phasenverschiebung (ΔΘ, (tB2) ) zum zweiten BeobachtungsZeitpunkt (tB2) und einer• Calculation (S50) of the phase shift difference (ΔΔΘ, (t B2 -t B1 )) between a phase shift (ΔΘ, (t B2 )) at the second observation time (t B2 ) and one
Phasenverschiebung (ΔΘ, (tB1) ) zum erstenPhase shift (ΔΘ, (t B1 )) to the first
BeobachtungsZeitpunkt (tB1) durch Subtraktion einesObservation time (t B1 ) by subtracting one
Phasenverlaufs (arg (hSFN1, ( t) ) ) der komplexen ImpulsantwortPhase curve (arg (h SFN1 , (t))) of the complex impulse response
(hSFNli (t) ) zum ersten BeobachtungsZeitpunkt (tB1) von einem Phasenverlauf (arg (hSPN2, (t) ) ) der komplexen Impulsantwort (hSPN2,(t)) zum zweiten Beobachtungszeitpunkt (tE2) des jeweiligen Senders (S,) .(h SFNli (t)) at the first observation time (t B1 ) from a phase profile (arg (h SPN2 , (t))) of the complex impulse response (h SPN2 , (t)) at the second observation time (t E2 ) of the respective transmitter ( S,).
4. Verfahren zur Überwachung der Stabilität der Trägerfrequenz nach Anspruch 3 , gekennzeichnet durch4. A method for monitoring the stability of the carrier frequency according to claim 3, characterized by
• Erhöhen (S60) der Phasenverschiebungsdifferenz (ΔΔΘ, (tB2-tB1) ) um den Faktor 2*π im Falle eines Absinkens der Phasenverschiebungsdifferenz (ΔΔΘ, ( tB2-tB1) ) auf oder unter den Wert -π und• Increase (S60) the phase shift difference (ΔΔΘ, (t B2 -t B1 )) by a factor of 2 * π in the event of a decrease the phase shift difference (ΔΔΘ, (t B2 -t B1 )) at or below the value -π and
• Reduzieren (S65) der Phasenverschiebungsdifferenz (ΔΔΘ, (tE2-tE1) ) um den Faktor -2*π im Falle einer Erhöhung der Phasenverschiebungsdifferenz (ΔΔΘ, ( tE2-tB1) ) über den Wert π.• Reduce (S65) the phase shift difference (ΔΔΘ, (t E2 -t E1 )) by the factor -2 * π in the event of an increase in the phase shift difference (ΔΔΘ, (t E2 -t B1 )) above the value π.
5. Verfahren zur Überwachung der Stabilität der Trägerfrequenz nach Anspruch 3 oder 4 , dadurch gekennzeichnet, daß beim digitalen terrestrischen TV-Rundfunk die Übertragungsfunktion des Übertragungskanals von den Sendern (S1, .. , S,, .. , Sn) zur Empfangseinrichtung (E) aus den DVB-T-Symbolen von verstreuten Pilotträgern der nach dem orthogonal-frequency-division-multiplexing- (OFDM) -Verfahren modulierten Empfangssignale (e,(t)) der Sender (S1, .. , S,, .. , Sn) ermittelt wird.5. A method for monitoring the stability of the carrier frequency according to claim 3 or 4, characterized in that in digital terrestrial TV broadcasting, the transmission function of the transmission channel from the transmitters (S 1 , .., S ,, .., S n ) to the receiving device (E) from the DVB-T symbols of scattered pilot carriers of the received signals (e, (t)) of the transmitters (S 1 , .., S ,, which are modulated according to the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) method) .., S n ) is determined.
6. Verfahren zur Überwachung der Stabilität der Träger- frequenz nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , daß sich die Berechnung (S20) eines Verlaufs einer komplexen zeitdiskreten Summenimpulsantwort hSFN1/2(t) zum diskreten ersten BeobachtungsZeitpunkt tB1 des Übertragungskanals aus der Übertragungsfunktion HSPN(f) des Übertragungskanals mit Hilfe der Fourier-Transformation entsprechend der Formel ϊ ( ) = ∑Hsm(k)*eJ2MN 6. A method for monitoring the stability of the carrier frequency according to claim 3, characterized in that the calculation (S20) of a course of a complex time-discrete sum impulse response h SFN1 / 2 (t) at the discrete first observation time t B1 of the transmission channel from the transmission function H SPN (f) of the transmission channel using the Fourier transform according to the formula ϊ () = ∑H sm (k) * e J2MN
ergibt, wobei HSFN(f) die Übertragungsfunktion bzw. der Frequenzgang des Übertragungskanals, Np die Anzahl der Abtastwerte für die diskrete Fourier-Transformation, k die diskreten Frequenzwerte, t die Abtastzeitpunkte der zeitdiskreten Summenimpulsantwort des Übertragungs- kanals und 1/2 der Index für den Beobachtungszeit- punkt tB1 bzw. tB2 bedeuten .where H SFN (f) is the transfer function or frequency response of the transmission channel, N p is the number of samples for the discrete Fourier transform, k is the discrete frequency values, t are the sampling times of the time-discrete sum impulse response of the transmission channel and 1/2 the index for the observation time t B1 or t B2 .
7. Verfahren zur Überwachung der Stabilität der Trägerfrequenz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Berechnung (S50) der Phasenverschiebungs- differenz ΔΔΘ, ( tB2-tB1) für jeden Sender S, des Gleichwellennetzes entsprechend der Formel ΔΔΘ,(tB2-tB1) = arg (hSFN2,(t)) - arg(hSFN1,(t) ) ergibt, wobei i der Index für den Sender S. arg (hSFH2, (t)) der Phasenverlauf der komplexen Impulsantwort hSFN2, (t) zum Be- obachtungszeitpunkt tB2 des Senders S, und arg (hSPN1, (t) ) der Phasenverlauf der komplexen Impulsantwort hSFN1, (t) zum Beobachtungszeitpunkt tB1 des Senders S, bedeuten .7. A method for monitoring the stability of the carrier frequency according to claim 6, characterized in that the calculation (S50) of the phase shift difference ΔΔΘ, (t B2 -t B1 ) for each transmitter S, the single-wave network according to the formula ΔΔΘ, (t B2 -t B1 ) = arg (h SFN2 , (t)) - arg (h SFN1 , (t)), where i is the index for the transmitter S. arg (h SFH2 , (t)) the phase curve of the complex impulse response h SFN2 , (t) at the time of observation t B2 of the transmitter S, and arg (h SPN1 , (t)) mean the phase profile of the complex impulse response h SFN1 , (t) at the time of observation t B1 of the transmitter S ,.
8. Verfahren zur Überwachung der Stabilität der Trägerfrequenz nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, daß sich die Berechnung (S70) der Trägerfrequenzverschiebung Δω, des Senders S, zur Trägerfrequenz (υ0 des Bezugssenders des Gleichwellennetzes entsprechend der Formel Δω, = ΔΔΘ,(tB2-tB1)/(tB2-tE1) ergibt, wobei i der Index für den Sender S,, ΔΔΘ. (tB2-tB1) die Phasenlagendifferenz ΔΔΘ. (tB2-tB1) für den Sender S, des Gleichwellennetzes und tB1, tB2 die Beobachtungszeitpunkte bedeuten .8. A method for monitoring the stability of the carrier frequency according to claim 7, characterized in that the calculation (S70) of the carrier frequency shift Δω, the transmitter S, to the carrier frequency (υ 0 of the reference transmitter of the single frequency network according to the formula Δω, = ΔΔΘ, (t B2 -t B1 ) / (t B2 -t E1 ) results, where i is the index for the transmitter S ,, ΔΔΘ. (t B2 -t B1 ) the phase difference ΔΔΘ. (t B2 -t B1 ) for the transmitter S, the single-frequency network and t B1 , t B2 mean the time of observation.
9. Verfahren zur Überwachung der Stabilität der Trägerfrequenz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß zur eindeutigen Identifizierung der dauerhaften Trägerfrequenzverschiebung Δω, des Senders S, im Gleichwellennetz zu der Trägerfrequenz ω0 des Bezugssenders S0 zu mehreren BeobachtungsZeitpunkten tBd die Verfahrensschritte9. A method for monitoring the stability of the carrier frequency according to claim 8, characterized in that for unambiguous identification of the permanent carrier frequency shift Δω, the transmitter S, in the single-frequency network to the carrier frequency ω 0 of the reference transmitter S 0 at several observation times t Bd, the method steps
• Berechnung (S20) des Verlaufs der komplexen zeit- diskreten Summenimpulsantwort hSFNd(t) und hSFN(d+1) (t) zu den• Calculation (S20) of the course of the complex time-discrete sum impulse response h SFNd (t) and h SFN (d + 1) (t) to the
Beobachtungszeitpunkten tBd und tB(d+1) ,Observation times t Bd and t B (d + 1) ,
• Ausblendung (S30) des Verlaufs der komplexen Impulsantwort hSFNd, (t) und zu &en Beobachtungszeitpunkten tBd und tB(d+1) für jeden Sender S, des Gleichwellennetzes,• Suppression (S30) of the course of the complex impulse response h SFNd , (t) and at & en observation times t Bd and t B (d + 1) for each transmitter S, the single-frequency network,
• Ermittlung (S40) der Phasenverläufe arg (hSPN.,(t) ) und arg(hSPN(d+1).) ) der komplexen Impulsantworten hSFN..(t) und hSFN(d+1). (t) zu den BeobachtungsZeitpunkten tBi und tB(d+1) ,• Determination (S40) of the phase profiles arg (h SPN ., (T)) and arg (h SPN (d + 1) .)) Of the complex impulse responses h SFN .. (t) and h SFN (d + 1) . (t) at the observation times t Bi and t B (d + 1) ,
• Berechnung (S50) des Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘ, (tB(d+1)-tBd) zwischen der Phasenverschiebung ΔΘ. ( tB(d+1) ) zum Beobachtungszeitpunkt tB(.+1) und der Phasenverschiebung ΔΘ, (tBd) zum BeobachtungsZeitpunkt tBd für jeden Sender S, des Gleichwellennetzes,• Calculation (S50) of the phase shift difference ΔΔΘ, (t B (d + 1) -t Bd ) between the phase shift ΔΘ. (t B (d + 1) ) at the observation time t B ( . +1) and the phase shift ΔΘ, (t Bd ) at the observation time t Bd for each transmitter S, the single-frequency network,
• Erhöhung (S60) der Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘ, (tB(d+1)-tBd) um den Faktor 2*π im Falle eines Absinkens der Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘ, (tB(d+1)-tBd) auf oder unter den Wert -π,• Increase (S60) the phase shift difference ΔΔΘ, (t B (d + 1) -t Bd ) by a factor of 2 * π in the event of a decrease in the phase shift difference ΔΔΘ, (t B (d + 1) -t Bd ) to or below the value -π,
• Reduzierung (S65) der Phasenverschiebungsdif erenz ΔΔΘ, (tB(d+1)-tBd) um den Faktor -2*π im Falle einer Erhöhung der Phasenverschiebungsdifferenz ΔΔΘ, ( tB(d+1)-tB. ) über den Wert π und• Reduction (S65) of the phase shift difference ΔΔΘ, (t B (d + 1) -t Bd ) by the factor -2 * π in the event of an increase in the phase shift difference ΔΔΘ, (t B (d + 1) -t B. ) about the value π and
• Berechnung (S70) der Trägerfrequenzverschiebung Δω,d des Senders S, zur Trägerfrequenz ωo des Bezugssenders des Gleichwellennetzes zu mehreren BeobachtungsZeitpunkten tBd, wiederholt durchgeführt werden und anschließend eine Mittelung (S80) aller im Verfahrensschritt (S70) jeweils berechneten Trägerfrequenzverschiebungen Δω,d jedes Senders S, zur Trägerfrequenz ωo des Bezugssenders S0 des Gleichwellennetzes zu den Beobachtungszeitp-unkten tBd erfolgt.• Calculation (S70) of the carrier frequency shift Δω, d of the transmitter S, to the carrier frequency ω o of the reference transmitter of the single-frequency network at several observation times t Bd , be carried out repeatedly and then an averaging (S80) of all carrier frequency shifts Δω, d of each transmitter S calculated in method step (S70) to the carrier frequency ω o of the reference transmitter S 0 of the single-frequency network takes place at the observation time points t Bd .
10. Verfahren zur Überwachung der Stabilität der Trägerfrequenz nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelung (S80) aller im Verfahrensschritt (S70) berechneten Trägerfrequenzverschiebungen Δω,d jedes Senders S, zur Trägerfrequenz ωo eines Bezugssenders S0 des Gleichwellennetzes mit Hilfe eines rekursiven Verfahrens erfolgt.10. A method for monitoring the stability of the carrier frequency according to claim 9, characterized in that the averaging (S80) of all the carrier frequency shifts Δω, d of each transmitter S calculated in method step (S70), to the carrier frequency ω o of a reference transmitter S 0 of the single-frequency network with the aid of a recursive procedure takes place.
11. Vorrichtung zur Überwachung der Stabilität der Trägerfrequenz (ω,) von identischen Sendesignalen s, (t) mehrerer Sender (Sl7.. ,S,, .. , Sn) eines Gleichwellennetzes mit:11. Device for monitoring the stability of the carrier frequency (ω,) of identical transmission signals s, (t) of several transmitters (S l7 .., S ,, .., S n ) of a single-frequency network with:
• einer Empfangseinrichtung (E) ,A receiving device (E),
• einer Einheit (11) zur Ermittlung einer Übertragungsfunktion (HSFN(f) ) eines Übertragungskanals von mehreren Sendern (SI, .. , Si, .. , Sn) des Gleichwellennetzes zu der innerhalb des Sendegebietes des Gleichwellennetzes befindlichen Empfangseinrichtung (E) ,A unit (11) for determining a transmission function (H SFN (f)) of a transmission channel from several transmitters (SI, .., Si, .., Sn) of the single-frequency network to the receiving device (E) located within the transmission area of the single-frequency network,
• einer Einheit (12) zur Durchführung einer inversen Fourier-Transformation,A unit (12) for carrying out an inverse Fourier transformation,
• einer Einheit (13) zur Ausblendung einer Impulsantwort (hSFN, (t)) für jeden Sender (S,) aus der• a unit (13) for suppressing an impulse response (h SFN , (t)) for each transmitter (S,) from the
Summenimpulsantwort (hSFN(t)),Sum impulse response (h SFN (t)),
• einer Einheit (14) zur Ermittlung des Phasenverlaufs (arg(hSFN, (t) ) ) der Impulsantwort (hSFN, (t) ) für jeden Sender (S,), • einer Einheit (15) zur Berechnung der Phasenverschiebungsdifferenz (ΔΔΘ, (tB(d+1)-tBd) ) der Phasenverschiebung (ΔΘ,) eines Senders (S.) zu einem Bezugssender (S0) zu zumindest zwei verschiedenen Zeitpunkten ((tBd, tB(d+1))) und der Trägerfrequenzverschiebung (Δω,) jedes Senders (S,) zur Trägerfrequenz (ω0) des Bezugssenders (S0) und• a unit (14) for determining the phase profile (arg (h SFN , (t))) of the impulse response (h SFN , (t)) for each transmitter (S,), • a unit (15) for calculating the phase shift difference ( ΔΔΘ, (t B (d + 1) -t Bd )) of the phase shift (ΔΘ,) of a transmitter (S.) to a reference transmitter (S 0 ) at at least two different times ((t Bd , t B (d + 1 ) )) and the carrier frequency shift (Δω,) of each transmitter (S,) to the carrier frequency (ω 0 ) of the reference transmitter (S 0 ) and
• einer Einheit (2) zur Darstellung der berechneten Trägerfrequenzverschiebung (Δω,) jedes Senders (S,) zur Trägerfrequenz (ωo) des Bezugssenders (S0) des Gleichwellennetzes .• a unit (2) for representing the calculated carrier frequency shift (Δω,) of each transmitter (S,) to the carrier frequency (ω o ) of the reference transmitter (S 0 ) of the single-frequency network.
12. Vorrichtung zur Überwachung der Stabilität der Trägerfrequenz (ω,) von identischen Sendesignalen s, (t) mehrerer Sender (Sx, .. , S,, .. , Sn) eines Gleichwellennetzes mit :12. Device for monitoring the stability of the carrier frequency (ω,) of identical transmission signals s, (t) of several transmitters (S x , .., S ,, .., S n ) of a single-frequency network with:
• einer Empfangseinrichtung (E) ,A receiving device (E),
• einer Einheit (16) zur Ermittlung einer Übertragungsfunktion (HSPN(f)) aus Pilotträgern der Empfangssignale (e,(t)),A unit (16) for determining a transfer function (H SPN (f)) from pilot carriers of the received signals (e, (t)),
• einer Einheit (13) zur Ausblendung einer Impulsantwort (hSFN, (t)) für jeden Sender (S,) aus der Summenimpulsantwort (hSFN(t) ) ,A unit (13) for masking out an impulse response (h SFN , (t)) for each transmitter (S,) from the total impulse response (h SFN (t)),
• einer Einheit (14) zur Ermittlung des Phasenverlaufs (arg(hSFN. (t) ) ) der Impulsantwort (hSFN,(t)) für jeden Sender• a unit (14) for determining the phase profile (arg (h SFN . (T))) of the impulse response (h SFN , (t)) for each transmitter
(S,),(S,),
• einer Einheit (15) zur Berechnung der Phasenverschiebungsdifferenz (ΔΔΘ, (tB(d+1)-tBd) ) der Phasenverschiebung• a unit (15) for calculating the phase shift difference (ΔΔΘ, (t B (d + 1) -t Bd )) of the phase shift
(ΔΘ,) eines Senders (S,) zu einem Bezugssender (S0) zu zumindest zwei verschiedenen Zeitpunkten ( (tBd, tB(.+1, )) und der Trägerfrequenzverschiebung (Δω,) jedes Senders (S,) zur Trägerfrequenz (ωo) des Bezugssenders (S0) und(ΔΘ,) of a transmitter (S,) to a reference transmitter (S 0 ) at at least two different times ((t Bd , t B ( . +1 ,)) and the carrier frequency shift (Δω,) of each transmitter (S,) Carrier frequency (ω o ) of the reference transmitter (S 0 ) and
• einer Einheit (2) zur Darstellung der berechneten Trägerfrequenzverschiebung (Δω,) jedes Senders (S,) zur Trägerfrequenz (ωo) des Bezugssenders (S0) des Gleichwellennetzes .• a unit (2) for representing the calculated carrier frequency shift (Δω,) of each transmitter (S,) to the carrier frequency (ω o ) of the reference transmitter (S 0 ) of the single-frequency network.
13. Vorrichtung zur Überwachung der Stabilität der Trägerfrequenz nach Anspruch 11 oder 12 , dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (2) zur Darstellung der berechneten Trägerfrequenzverschiebung (Δω,) jedes Senders (S,) zur Trägerfrequenz (ω0) des Bezugssenders (S0) eine tabellarische und/oder grafische Darstellungseinrichtung aufweist . 13. A device for monitoring the stability of the carrier frequency according to claim 11 or 12, characterized in that the unit (2) for displaying the calculated carrier frequency shift (Δω,) of each transmitter (S,) to the carrier frequency (ω 0 ) of the reference transmitter (S 0 ) a Has tabular and / or graphic display device.
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