EP2100396A1 - Vorrichtung und verfahren zur ermittlung und zur darstellung eines synchronisations-zustands - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur ermittlung und zur darstellung eines synchronisations-zustands

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EP2100396A1
EP2100396A1 EP07856566A EP07856566A EP2100396A1 EP 2100396 A1 EP2100396 A1 EP 2100396A1 EP 07856566 A EP07856566 A EP 07856566A EP 07856566 A EP07856566 A EP 07856566A EP 2100396 A1 EP2100396 A1 EP 2100396A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
synchronization
display device
signal
block
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07856566A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Steffens
Volker Fischer
Gregor Feldhaus
Matthias Roth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Original Assignee
Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohde and Schwarz GmbH and Co KG filed Critical Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Publication of EP2100396A1 publication Critical patent/EP2100396A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2656—Frame synchronisation, e.g. packet synchronisation, time division duplex [TDD] switching point detection or subframe synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2662—Symbol synchronisation

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for determining and displaying a state of at least one synchronization carried out in an electronic measuring device or telecommunication device.
  • Method and device for channel estimation or estimation of the transfer function within such a system For each transmit antenna in an OFDM radio transmitter, the pilot symbols are coded to be unique to the transmit antenna. The coded pilot symbols are then inserted into an OFDM frame where they each form one structure per transmit antenna. The structures of different transmit antennas transmitting on the same frequencies each have an offset which is a symbol on the time axis. At each of the OFDM receivers, a channel estimation for a particular symbol occurs, which is at the center of such a structure, using a two-dimensional interpolation. The estimated transmission synchronization is smoothed in the frequency domain.
  • a disadvantage of the method described in WO 03/034644 A1 or the device shown therein is that that no monitoring device is provided, which in each case analyzes and evaluates a synchronization state of a single method step, so that no maintenance is required for the maintenance and care of the MIMO-OFDM communication system described in WO 03/034644 A1
  • Tool is available to quickly and reliably locate and correct any mal-synchronization or a possible failure of the synchronization of an intermediate step.
  • the invention is based on the object of specifying a device and a method, with which a synchronization monitoring can be performed on a measuring device or telecommunication device.
  • Claim 1 describes a device for determining and representing a state of at least one synchronization performed in an electronic measuring device or telecommunication device on a
  • the inventive device extends to several provided within the electronic measuring device or telecommunication device synchronization units, each one synchronization unit or monitoring unit determines the respective function or synchronization codes, the values of the state carried out in the electronic measuring device or telecommunication device synchronization and provide maintenance and development personnel with a suitable evaluation tool to reliably detect any failure or failure and take appropriate action to correct the failure or failure.
  • Claim 21 describes a method according to the invention which is compatible with the device according to the invention.
  • the inventive method is used to determine and display a state of at least one performed in an electronic measuring device or telecommunications device synchronization on a display device and includes a plurality of different synchronization units or
  • Each synchronization unit or functional unit determines various codes relating to the respective synchronization, whose values indicate a probability for a specific synchronization state. In this case, it is visualized for the user whether the synchronization carried out in the electronic measuring device or telecommunication device is successful or unsuccessful.
  • the advantages achieved by the invention are in particular that for the analysis of a complex overall system, eg. B. an electronic measuring device with multiple subsystems, which depend on each other, a effective tool is provided. It is advantageous that the entire system can be diagnosed in its subsystems, which prevents a complex troubleshooting, as an error is already recognized and corrected at the place of its occurrence.
  • the complex structure z. B. the electronic measuring device on the display device of the device according to the invention is clearly displayed so that the user can quickly get an overview of the running or expired processes, with a serial arrangement of several blocks on the display device of the order in time of the tasks to be processed or Synchronizations corresponds.
  • the blocks occupy a first color state or a second color state on the display device, wherein a first color state signals to the user a successfully performed synchronization.
  • a second color state signals an unsuccessful synchronization.
  • a third color state can also be realized, which corresponds to the state "not exactly defined” or to the state "neither successful nor unsuccessful, that is to say without a clear result" of a performed synchronization, which can also have an ambiguous result.
  • the arrows interconnecting the individual blocks on the display device advantageously also assume two different color states, wherein a first color state of an arrow represents a sequence of the synchronization successfully carried out by the preceding functional unit and a second color status corresponds to one of the preceding functional units Synchronization units unsuccessfully executed synchronization displays or visualized for the user.
  • a bar graph which has a scale with z.
  • B. at least two but especially three value fields, wherein a value field a
  • Color state corresponds.
  • the three value fields of this bar graph correspond to three confidence value ranges and are separated by two thresholds, one confidence value being a probability of the occurrence of a synchronization state of the associated one
  • the inventive method relates in a special way, but not exclusively, to an OFDM receiver, wherein the received signals are subjected to a plurality of detection steps or synchronization steps.
  • Fig. 1 the receiver-side processing chain of a
  • FIG 1 shows the functional units of an OFDM receiver to which the method according to the invention or the device according to the invention is applied.
  • the inventive method is used to determine and display a state of at least one performed in an electronic measuring device or the measuring receiver synchronization on a display device 1 of the associated device according to the invention.
  • the method according to the invention extends on several, of different
  • Synchronization units or functional units 2 executed method steps, each functional unit or synchronization unit 2 determines at least one index, the value of one
  • Probability for a particular state of the performed in the functional unit 2 synchronization corresponds.
  • Method relate to an OFDM measurement receiver, from the receive buffer memory 10 in the first method step, a content is read out, which corresponds to a noise-affected bandpass useful signal.
  • the third method step assumes that the signal or the signal sequence has been detected.
  • the detected signal sequence is then cyclically prefixed (CP cyclic prefix) with respect to a cyclic repeating
  • guard interval subjected in a second functional unit 21.
  • the signal is subjected to a fast Fourier transformation (FFT) in a third functional unit 22, resulting in the Fourier-transformed signal (FFT signal).
  • FFT fast Fourier transformation
  • the Fourier-transformed signal is subjected to frame synchronization in a fourth functional unit 23, resulting in a frame-synchronous FFT signal.
  • the shape of the frame is known in the OFDM receiver.
  • a channel estimation in a fifth functional unit 24 is performed by means of the frame-synchronous FFT signal.
  • the noisy pilot symbol which is present at a defined location known to the receiver in the frame localized in the fifth method step, is compared with an error-free pilot symbol. From this comparison, conclusions can then be drawn about the estimated transmission function of the radio channel to be used for equalization of the received signal.
  • the seventh method step relates to the fact that in a sixth functional unit 25 the frame-synchronous FFT signal, which was equalized by means of the previously estimated transfer function, is demodulated with a demodulation method specified in the receiver.
  • a demodulation method is, for example, 64-QAM modulation with 6 bits per symbol.
  • other digital modulation methods are applicable.
  • a rough estimation of the transmitted signal or of the transmitted data symbol takes place in a seventh functional unit 26.
  • the roughly estimated in the eighth step data symbol then becomes ninth in the following Method step is subjected to a refined estimation method in an eighth functional unit 27, so that after performing the coarse and the refined estimation method, the data symbol is recovered as in a ninth functional unit 28, which in the tenth step of an EVM (Error Vector Magnitude) calculation in a tenth functional unit 29 is subjected.
  • EVM Error Vector Magnitude
  • the ideal recovered data symbol after the analysis is displayed on the display device 1 of the device according to the invention.
  • Fig. 2 shows the display device 1 a
  • the device according to the invention serves to determine and display a state of at least one synchronization carried out in an electronic measuring device or telecommunication device on a computer
  • the device has a plurality of functional units 20-29 provided within the electronic measuring device, wherein some functional units 21, 23, 25, 26, 21 at least one
  • the individual functional units 20-29 of the device according to the invention are arranged inside the electronic measuring device in a serial or interleaved manner, wherein they fulfill different tasks, which - as described above - in be executed in a defined chronological order.
  • Telecommunications device arranged in different branches and also fulfill different tasks. Branches are advantageous when certain signal paths can be switched on or off, or when two independent analysis methods are applied simultaneously to the same data.
  • a block 3 on the display device 1 of the device according to the invention corresponds to a synchronization unit 2 of the electronic measuring device or the telecommunication device, wherein a serial arrangement of a plurality of blocks 3 on the display device 1 of the temporal order of the tasks to be fulfilled or the processes of the functional units 20 to be processed - 29 corresponds.
  • the functional units are generally designated by the reference numeral 2 and additionally with a special reference numeral 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 or 29 according to the function explained above. Only some of the functional units synchronize. In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, these are the functional units 21 with the synchronization to the guard interval, the functional unit 23 with the frame synchronization, the functional unit 24, which must also be synchronized for the estimation of the frequency offset, the time offset and the phase offset, the functional unit 25 for demodulation and the Function unit 27 for performing the fine estimation on the basis of reference data (Data Aided Estimation).
  • those functional units that need to perform a synchronization visualized by corresponding blocks 3 which also informative blocks are displayed, such as the FFT operation, which returns no metric or no status.
  • These informative blocks allow the user to better localize the error or contribute to a better understanding of the overall process of the synchronization performed in an electronic meter or telecommunication device.
  • These informational blocks or information blocks on the display device represent, for example, an FFT (Fast Fourier Transformation) or an IFFT (Inverse Fast Fourier Transformation), wherein an information block can assume a fourth color state.
  • FFT Fast Fourier Transformation
  • IFFT Inverse Fast Fourier Transformation
  • the blocks 3 on the display device 1 of the device according to the invention are connected to arrows 4, so that the chronology of the synchronization processes for the development engineer is clearly visible.
  • the blocks 3 on the display device 1 may assume a first color state or a second color state, wherein the first color state of a block 3 indicates a result of the successfully performed synchronization corresponding to the block 3.
  • the second color state, for example red, of a block 3 indicates a result of the unsuccessful synchronization corresponding to the block 3.
  • the arrows 4 which connect the blocks 3 assume a first color state 5, a second color state 6 or a third color state, wherein the first color state 5, for example green, of an arrow 4 is a successful sequence of the functional units 2 of the preceding blocks 3 represents executed synchronizations.
  • the second color state 6 of an arrow 4 represents an unsuccessful synchronization in the sequence of the functional units 2 represented by the preceding blocks 3.
  • a bar graph 7 with a scale 8 which has three value fields 9a, 9b, 9c, the three value fields 9a, 9b, 9c representing three different confidence value ranges, and a confidence value one
  • the scale can therefore be dyed green.
  • the in Fig. 2 to middle Block 3 fails to synchronize, ie, the confidence value is less than the lower threshold.
  • this can be additionally clarified by the fact that the scale is colored red.
  • the synchronization is satisfactorily reliable, which is indicated by the confidence value being on the scale between the lower and upper thresholds.
  • the scale can be colored yellow in this case.
  • the device according to the invention provides that a selection of a block 3 and a subsequent activation of the selected block 3 on the display device 1 reproduces a detailed information about the determined state with respect to the performed synchronization, wherein the activation of the selected block 3 on the display device 1 by means of a mouse function or by means of a previously programmed key combination.
  • the activation of the selected block takes place in an additional embodiment of the device according to the invention by means of a remote control command, such as by means of a SCPI command via a GPIB interface or via a LAN interface.
  • the invention is not limited to the embodiment shown in the drawing.
  • the method according to the invention is not restricted to an OFDM receiver but can also be used for future communication systems or subsystems of existing ones or future communication systems. All features described above and shown in the drawing can be combined with each other.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung und zur Darstellung eines Zustands zumindest einer in einem elektronischen Messgerät bzw. in einem Telekommunikationsgerät durchgeführten Synchronisation auf einer Anzeigeeinrichtung (1), wobei die Vorrichtung mehrere innerhalb des elektronischen Messgeräts bzw. innerhalb des Telekommunikationsgeräts vorgesehene Funktionseinheiten (2) aufweist, und wobei jede Funktionseinheit (2) zumindest eine Kennzahl ermittelt, deren Wert dem Zustand der in der jeweiligen Funktionseinheit (2) durchgeführten Synchronisation entspricht, der in dem jeweilig zugehörigen Block (3) auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung und zur Darstellung eines Synchronisations-Zustands
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung und zur Darstellung eines Zustands zumindest einer in einem elektronischen Messgerät oder Telekommunikationsgerät durchgeführten Synchronisation.
Die internationale Anmeldung WO 03/034644 Al beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduktion der Anzahl der Pilot Symbole eines Multiple Input-Multiple Output (MIMO) OFDM-Kommunikationssystems sowie ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Kanalabschätzung bzw. zur Abschätzung der Übertragungsfunktion innerhalb eines solchen Systems. Für jede Sendeantenne in einem OFDM- Funksender sind die Pilot Symbole so codiert, dass sie für die Sendeantenne eineindeutig sind. Die codierten Pilot- Symbole werden dann in einen OFDM-Rahmen eingefügt, wo sie jeweils ein Struktur pro Sendeantenne bilden. Die Strukturen verschiedener Sendeantennen, die auf den gleichen Frequenzen senden, weisen jeweils einen Versatz (Offset) auf, der auf der Zeitachse ein Symbol beträgt. Am OFDM-Empfänger erfolgt jeweils eine Kanalabschätzung für ein bestimmtes Symbol, welches jeweils im Zentrum einer solchen Struktur liegt, wobei ein zwei-dimensionale Interpolation angewendet wird. Die abgeschätzte Übertragungs-Synchronisation ist im Frequenzbereich geglättet.
Nachteilig an dem in der WO 03/034644 Al beschriebenen Verfahren bzw. der darin dargestellten Vorrichtung ist, dass keine Überwachungseinrichtung vorgesehen ist, die jeweils einen Synchronisations-Zustand eines einzelnen Verfahrensschritt analysiert und evaluiert, so dass für die Wartung und Pflege des in der WO 03/034644 Al beschriebenen MIMO-OFDM KoinmunikationsSystems kein
Werkzeug zur Verfügung steht, um eine eventuelle FehlSynchronisation bzw. einen eventuellen Ausfall der Synchronisation eines Zwischenschritts schnell und zuverlässig zu lokalisieren und zu beheben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, womit eine Synchronisations- Überwachung an einem Messgerät oder Telekommunikationsgerät ausgeführt werden können.
Bezüglich einer solchen Vorrichtung wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß des Anspruchs 1 sind Gegenstand der hierauf rückbezogen Unteransprüche.
Anspruch 1 beschreibt eine Vorrichtung zur Ermittlung und zur Darstellung eines Zustands zumindest einer in einem elektronischen Messgerät oder Telekommunikationsgerät durchgeführten Synchronisation auf einer
Anzeigeeinrichtung- Die erfindungsgemäße Vorrichtung erstreckt sich auf mehrere innerhalb des elektronischen Messgeräts bzw. Telekommunikationsgerät vorgesehene Synchronisationseinheiten, wobei jeweils eine Synchronisationseinheit bzw. Überwachungseinheit verschiedene die jeweilige Funktion bzw. Synchronisation betreffende Kennzahlen ermittelt, deren Werte dem Zustand der in dem elektronischen Messgerät bzw. Telekommunikationsgerät durchgeführten Synchronisation entspricht und dem Wartungs- bzw. dem Entwicklungspersonal ein geeignetes Evaluierungstool zur Hand gibt, mit welchen es einen eventuellen Fehler bzw. einen eventuellen Ausfall zuverlässig detektieren kann und geeignete Maßnahmen zur Behebung des Fehlers bzw. der Ausfalls ergreifen kann.
Bezüglich eines dazu kompatiblen Verfahrens wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 21 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß des Anspruchs 21 sind Gegenstand der hierauf rückbezogen Unteransprüche.
Anspruch 21 beschreibt ein erfindungsgemäßes Verfahren, welches kompatibel ist zur erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Ermittlung und zur Darstellung eines Zustands zumindest einer in einem elektronischen Messgerät bzw. Telekommunikationsgerät durchgeführten Synchronisation auf einer Anzeigeeinrichtung und beinhaltet mehrere von unterschiedlichen Synchronisationseinheiten bzw.
Funktionseinheiten ausgeführte Verfahrensschritte. Jede Synchronisationseinheit bzw. Funktionseinheit ermittelt verschiedene, die jeweilige Synchronisation betreffende Kennzahlen, deren Werte eine Wahrscheinlichkeit für einen bestimmten Synchronisations-Zustand angeben. Dabei wird für den Benutzer visualisiert, ob die in dem elektronischen Messgerät bzw. Telekommunikationsgerät durchgeführte Synchronisation erfolgreich oder erfolglos ist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass zur Analyse eines komplexen Gesamtsystems, z. B. eines elektronischen Messgeräts mit mehreren Teilsystemen, welche von einander abhängen, ein wirksames Werkzeug zur Verfügung gestellt wird. Dabei ist es von Vorteil, dass das Gesamtsystem in seinen Teilsystemen diagnostiziert werden kann, was eine aufwendige Fehlersuche verhindert, da ein Fehler bereits am Ort seines Auftretens erkannt und behoben wird.
Ferner ist es von Vorteil, dass die komplexe Struktur z. B. des elektronischen Messgeräts auf der Anzeigeeinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung so übersichtlich abgebildet ist, dass der Benutzer sich schnell einen Überblick über die ablaufenden bzw. abgelaufenen Prozesse verschaffen kann, wobei eine serielle Anordnung von mehreren Blöcken auf der Anzeigeeinrichtung der zeitlichen Reihenfolge der abzuarbeitenden Aufgaben bzw. Synchronisationen entspricht.
Für die Visualisierung der Chronologie der Prozesse ist es außerdem von Vorteil, dass die einzelnen Blöcke auf der Anzeigeeinrichtung mit Pfeilen verbunden sind.
Zudem ist es vorteilhaft, dass die Blöcke auf der Anzeigeeinrichtung einen ersten Farbzustand oder einen zweiten Farbzustand einnehmen, wobei ein erster Farbzustand dem Benutzer eine erfolgreich durchgeführte Synchronisation signalisiert. Dagegen signalisiert ein zweiter Farbzustand eine erfolglos durchgeführte Synchronisation. Zusätzlich dazu ist vorteilhafterweise noch ein dritter Farbzustand realisierbar, welcher dem Zustand "nicht genau definiert" bzw. dem Zustand "weder erfolgreich noch erfolglos, also ohne eindeutiges Resultat" einer durchgeführten Synchronisation entspricht, welche auch ein zweideutiges Resultat aufweisen kann. Außerdem nehmen auch die Pfeile, welche die einzelnen Blöcke auf der Anzeigeeinrichtung miteinander verbinden, vorteilhafterweise zwei unterschiedliche Farbzustände ein, wobei ein erster Farbzustand eines Pfeils eine Abfolge der von dem vorausgehenden Funktionseinheiten erfolgreich ausgeführten Synchronisation repräsentiert und ein zweiter Farbzustand eine der von den vorausgehenden Funktionseinheiten bzw. Synchronisationseinheiten erfolglos ausgeführte Synchronisation anzeigt bzw. für den Benutzer visualisiert .
Darüber hinaus ist es von Vorteil, dass innerhalb der Blöcke ein Balkendiagramm vorgesehen ist, das eine Skala mit z. B. zumindest zwei aber insbesondere drei Wertefelder aufweist, wobei ein Wertefeld einem
Farbzustand entspricht. Die drei Wertefelder dieses Balkendiagramms entsprechen drei Konfidenzwert-Bereichen und sind durch zwei Schwellwerte getrennt, wobei ein Konfidenzwert eine Wahrscheinlichkeit für das Eintreten eines Sychronisations-Zustands der zugehörigen
Funktionseinheit bzw. Synchronisationseinheit angibt. Dadurch kann der Entwicklungsingenieur leicht abschätzten, ob und an welcher Stelle der empfängerseitigen Nachrichtenübermittlungsstrecke ein Synchronisationsfehler oder ein ähnlicher Fehler aufgetreten ist.
Ferner ist es für den Entwicklungsingenieur von Vorteil, dass er auf der Anzeigeeinrichtung mit der Mausfunktion bzw. mittels einer vorher festgelegten Tastenkombination einen Block markieren kann und durch einen Doppelklick auf diesen markierten Block weitere Detailinformationen über verschiedene, die Synchronisation des ausgewählten Blocks bzw. der ausgewählten Funktionseinheit betreffende Messwerte bzw. Parameter erhält. In zweckmäßiger Weiterbildung bezieht sich das erfindungsgemäße Verfahren in besonderer Weise, aber nicht ausschließlich, auf einen OFDM-Empfänger, wobei die empfangenen Signale mehreren Detektionsschritten bzw. Synchronisationsschritten unterworfen sind.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden erfindungsgemäßen
Vorrichtung und des dazu kompatiblen erfindungsgemäßen Verfahrens wird abschließend beschrieben. Sowohl die logische Struktur als auch die Betriebsweise bzw. die
Anwendung der Erfindung, insbesondere des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie deren oben aufgeführten
Vorteile, sind jedoch am besten anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den dazugehörigen
Zeichnungen verständlich. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 die empfängerseitige Verarbeitungskette eines
OFDM-Empfängers und
Fig. 2 die Anzeigeeinrichtung eines
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 1 zeigt die Funktionseinheiten eines OFDM-Empfängers, an welchen das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anwendung kommt.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Ermittlung und zur Darstellung eines Zustands zumindest einer in einem elektronischen Messgerät bzw. dem Messempfänger durchgeführten Synchronisation auf einer Anzeigeeinrichtung 1 der dazugehörigen erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das erfindungsgemäße Verfahren erstreckt sich auf mehrere, von unterschiedlichen
Synchronisationseinheiten bzw. Funktionseinheiten 2 ausgeführten Verfahrensschritte, wobei jede Funktionseinheit bzw. Synchronisationseinheit 2 zumindest eine Kennzahl ermittelt, deren Wert einer
Wahrscheinlichkeit für einen bestimmten Zustand der in der Funktionseinheit 2 durchgeführten Synchronisation entspricht.
Die folgenden Ausführungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens beziehen sich auf einen OFDM-Messempfänger, aus dessen Empfangs-Pufferspeicher 10 im ersten Verfahrensschritt ein Inhalt ausgelesen wird, der einem mit Rauschen behafteten Bandpass-Nutzsignal entspricht.
Im zweiten Verfahrensschritt wird der Inhalt des Empfangsspeichers 10, d. h. das mit Rauschen behaftete Basisband-Nutzsignal einer Signalerkennung in einer ersten Funktionseinheit 20 unterworfen.
Der dritte Verfahrensschritt geht davon aus, dass das Signal bzw. die Signalfolge erkannt wurde. Die erkannte Signalfolge wird dann einer zyklischen Präfix- Synchronisation (CP cyclic prefix-synchronization) bezüglich eines zyklisch sich wiederholenden
Signalabschnitts, hier des Schutzintervalls (guard intervall) , in einer zweiten Funktionseinheit 21 unterworfen.
Im vierten Verfahrensschritt wird das Signal einer schnellen Fouriertransformation (Fast Fourier Transformation FFT) in einer dritten Funktionseinheit 22 unterworfen, woraus sich das fouriertransformierte Signal (FFT-Signal) ergibt. Im fünften Verfahrensschritt wird das fouriertransformierte Signal einer Rahmensynchronisierung in einer vierten Funktionseinheit 23 unterworfen, woraus sich ein rahmensynchrones FFT Signal ergibt. Die Gestalt des Rahmens ist dabei im OFDM-Empfänger bekannt.
Im sechsten Verfahrensschritt wird mittels des rahmensynchronen FFT-Signals eine Kanalschätzung in einer fünften Funktionseinheit 24 durchgeführt. Dabei wird das verrauschte Pilot-Symbol, welches an einer definierten, dem Empfänger bekannten Stelle in dem im fünften Verfahrensschritt lokalisierten Rahmen vorliegt mit einem fehlerfreien Pilot-Symbol verglichen. Aus diesem Vergleich lassen sich dann Rückschlüsse auf die zur Entzerrung des empfangenen Signals anzuwendende abgeschätzte Übertragungsfunktion des Funkkanals ziehen.
Der siebte Verfahrensschritt bezieht sich darauf, dass in einer sechsten Funktionseinheit 25 das rahmensynchrone FFT-Signal, welches mittels der vorher abgeschätzten Übertragungsfunktion entzerrt wurde, mit einem im Empfänger festgelegten Demodulationsverfahren demoduliert wird. Ein solches Demodulationsverfahren ist beispielsweise 64-QAM-Modulation mit 6 Bit pro Symbol. Es sind aber auch andere digitale Modulationsverfahren anwendbar .
Im achten Verfahrensschritt erfolgt eine grobe Abschätzung des gesendeten Signals bzw. des gesendeten Datensymbols in einer siebten Funktionseinheit 26.
Das im achten Verfahrensschritt grob abgeschätzte Datensymbol wird dann im folgenden neunten Verfahrensschritt einem verfeinerten Abschätzverfahren in einer achten Funktionseinheit 27 unterworfen, so dass nach der Durchführung des groben und des verfeinerten Abschätzverfahrens das Datensymbol als in einer neunten Funktionseinheit 28 zurückgewonnen wird, welches im zehnten Verfahrensschritt einer EVM (Error Vector Magnitude) -Berechnung in einer zehnten Funktionseinheit 29 unterworfen wird.
Im elften und letzten Verfahrensschritt wird das ideale, zurückgewonnene Datensymbol nach der Analyse auf der Anzeigeeinrichtung 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung angezeigt .
Fig. 2 zeigt die Anzeigeeinrichtung 1 eines
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Ermittlung und zur Darstellung eines Zustands zumindest einer in einer elektronischen Messgerät oder Telekommunikationsgerät durchgeführten Synchronisation auf einer
Anzeigeeinrichtung 1. Wie erläutert, weist die Vorrichtung mehrere innerhalb des elektronischen Messgeräts vorgesehene Funktionseinheiten 20 - 29 auf, wobei manche Funktionseinheit 21, 23, 25, 26, 21 zumindest eine
Kennzahl ermittelt, deren Wert den Zustand der in der Funktionseinheit durchgeführten Synchronisation kennzeichnet .
Die einzelnen Funktionseinheiten 20 - 29 der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind innerhalb des elektronischen Messgeräts seriell oder ineinander verschachtelt angeordnet, wobei sie unterschiedliche Aufgaben erfüllen, die - wie vorstehend beschrieben - in einer definierten zeitlichen Reihenfolge ausgeführt werden.
Alternativ dazu sind in einem weiteren Ausführungsbeispiel die Funktionseinheiten 2 innerhalb des Mess- oder
Telekommunikationsgeräts in verschiedenen Verzweigungen angeordnet und erfüllen ebenfalls unterschiedliche Aufgaben. Verzweigungen sind dann von Vorteil, wenn bestimmte Signalpfade zu- bzw. abschaltbar sind oder wenn auf die gleichen Daten gleichzeitig zwei unabhängige Analysemethoden angewendet werden.
Jeweils einem Block 3 auf der Anzeigeeinrichtung 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht eine Synchronisationseinheit 2 des elektronischen Messgeräts bzw. des Telekommunikationsgeräts, wobei eine serielle Anordnung von mehreren Blöcken 3 auf der Anzeigeeinrichtung 1 der zeitlichen Reihenfolge der zu erfüllenden Aufgaben bzw. der abzuarbeitenden Prozesse der Funktionseinheiten 20 - 29 entspricht.
Die Funktionseinheiten sind allgemein mit dem Bezugszeichen 2 gekennzeichnet und zusätzlich mit einem speziellen Bezugszeichen 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 oder 29 entsprechend der oben erläuterten Funktion. Nur einige der Funktionseinheiten führen eine Synchronisation durch. Im in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind dies die Funktionseinheiten 21 mit der Synchronisation auf das Schutzintervall, die Funktionseinheit 23 mit der Rahmensynchronisation, die Funktionseinheit 24, die für die Abschätzung des Frequenzversatzes, des Zeitversatzes und des Phasenversatzes ebenfalls synchronisiert sein muss, die Funktionseinheit 25 für die Demodulation und die Funktionseinheit 27 zur Durchführung der Feinschätzung auf der Grundlage von Referenzdaten (Data Aided Estimation) .
Erfindungsgemäß sind auf der Anzeigeeinrichtung 1 diejenigen Funktionseinheiten, die eine Synchronisation durchführen müssen, durch entsprechende Blöcke 3 visualisiert, wobei auch informative Blöcke dargestellt werden, wie beispielsweise die FFT-Operation, die keine Metrik bzw. keinen Status zurückliefert. Diese informativen Blöcke erlauben dem Anwender eine bessere Lokalisierung des Fehlers oder tragen zum besseren Verständnis des gesamten Ablaufs der in einem elektronischen Messgerät bzw. in einem Telekommunikationsgerät durchgeführten Synchronisation bei.
Diese informativen Blöcke bzw. Informationsblöcke auf der Anzeigeeinrichtung stellen beispielsweise eine FFT (Fast Fourrier Transformation) oder eine IFFT (inverse Fast Fourrier Transformation) dar, wobei ein Informationsblock einen vierten Farbzustand einnehmen kann.
Die Blöcke 3 auf der Anzeigeeinrichtung 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind mit Pfeilen 4 verbunden, so dass die Chronologie der Synchronisations- Prozesse für den Entwicklungsingenieur gut ersichtlich ist.
Außerdem können die Blöcke 3 auf der Anzeigeeinrichtung 1 einen ersten Farbzustand oder einen zweiten Farbzustand annehmen, wobei der erste Farbzustand eines Blocks 3 ein Resultat der dem Block 3 entsprechenden erfolgreich durchgeführten Synchronisation angezeigt. Der zweite Farbzustand, beispielsweise rot, eines Blocks 3 zeigt ein Resultat der dem Block 3 entsprechenden erfolglos durchgeführten Synchronisation an.
Die Pfeile 4, die die Blöcke 3 verbinden, nehmen einen ersten Farbzustand 5, einen zweiten Farbzustand 6 oder einen dritten Farbzustand an, wobei der erste Farbzustand 5, beispielsweise grün, eines Pfeils 4 eine erfolgreiche Abfolge der von den Funktionseinheiten 2 der vorausgehenden Blöcken 3 ausgeführten Synchronisationen repräsentiert .
Der zweite Farbzustand 6 eines Pfeils 4 repräsentiert eine erfolglose Synchronisation in der Abfolge der von den vorausgehenden Blöcken 3 repräsentierten Funktionseinheiten 2.
Innerhalb der Blöcke 3 ist jeweils ein Balkendiagramm 7 mit einer Skala 8 vorgesehen, die drei Wertfelder 9a, 9b, 9c aufweist, wobei die drei Wertfelder 9a, 9b, 9c drei verschiedene Konfidenzwert-Bereiche repräsentieren, und ein Konfidenzwert (Confidence Value) eine
Wahrscheinlichkeit für das Eintreten des Synchronisations- Zustands mit diesem Wert angibt.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten ersten Block ist der obere Schwellwert überschritten und es liegt somit ein hoher Konfidenzwert (Confidence Value) vor, d. h. der Synchronisation der diesem Block entsprechende Funktionseinheit, beispielsweise der Funktionseinheit 21 zur Synchronisation auf das Schutzintervall, kann mit hoher Wahrscheinlichkeit vertraut werden. Entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Skala daher grün eingefärbt werden. In dem in Fig. 2 an mittlerer Position dargestellten Block 3 scheitert die Synchronisation, d. h. der Konfidenzwert (Confidence Value) ist kleiner als der untere Schwellwert. Neben einer roten Einfärbung des Blocks kann dies zusätzlich noch dadurch verdeutlicht werden, dass die Skala rot eingefärbt wird. In dem in Fig. 2 rechts dargestellten Block ist die Synchronisation befriedigend zuverlässig, was dadurch angezeigt wird, dass der Konfidenzwert (Confidence Value) sich auf der Skala zwischen dem unteren und oberen Schwellwert befindet. Zur weiteren Verdeutlichung kann die Skala in diesem Fall gelb eingefärbt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht im Ausführungsbeispiel vor, dass eine Auswahl eines Blockes 3 und ein nachfolgendes Aktivieren des ausgewählten Blockes 3 auf der Anzeigeeinrichtung 1 eine Detailinformation über den ermittelten Zustand bezüglich der durchgeführten Synchronisation wiedergibt, wobei das Aktivieren des ausgewählten Blockes 3 auf der Anzeigeeinrichtung 1 mittels einer Mausfunktion oder mittels einer vorher programmierten Tastenkombination erfolgt.
Das Aktivieren des ausgewählten Blockes erfolgt in einem zusätzlichen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mittels eines Fernsteuerbefehls, wie beispielsweise mittels eines SCPI Kommandos über eine GPIB-Schnittstelle oder über eine LAN-Schnittstelle.
Die Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf einen OFDM- Empfänger beschränkt, sondern kann auch für künftige Kommunikationssysteme bzw. für Teilsysteme von bestehenden oder künftigen Kommunikationssystemen verwendet werden. Alle vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Merkmale sind beliebig miteinander kombinierbar.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Ermittlung und zur Darstellung eines Zustands zumindest einer in einem elektronisches Messgerät oder Telekommunikationsgerät durchgeführten Synchronisation auf einer Anzeigeeinrichtung (1), wobei die Vorrichtung mehrere innerhalb des elektronischen Messgeräts oder Telekommunikationsgeräts vorgesehene Funktioneinheiten (2) aufweist, und wobei jede Funktionseinheit (2) zumindest eine Kennzahl ermittelt, deren Wert dem Zustand der in der jeweiligen Funktionsseinheit (2) durchgeführten Synchronisation entspricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Funktionseinheiten (2) innerhalb des Mess- oder Telekommunikationsgeräts seriell angeordnet sind und unterschiedliche Aufgaben erfüllen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Funktionseinheiten (2) innerhalb des Mess- oder Telekommunikationsgeräts in verschiedenen Verzweigungen angeordnet sind und unterschiedliche Aufgaben erfüllen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Aufgaben in einer definierten zeitlichen Reihenfolge ausgeführt werden.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Block (3) auf der Anzeigeeinrichtung (1) eine Funktionseinheit (2) des Mess- oder Telekoπununikationsgeräts repräsentiert .
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Block auf der Anzeigeeinrichtung (1) einem
Informationsblock entspricht, wobei der Informationsblock eine FFT (Fast Fourrier Transformation) oder eine IFFT (inverse Fast Fourrier Transformation ) darstellt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsblock auf der Anzeigeeinrichtung einen vierten Farbzustand einnimmt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dass eine serielle Anordnung von mehreren Blöcken (3) auf der Anzeigeeinrichtung (1) der zeitlichen Reihenfolge der Aufgaben entspricht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blöcke (3) auf der Anzeigeeinrichtung (1) mit
Pfeilen (4) verbunden sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Blöcke (3) auf der Anzeigeeinrichtung (1) in Abhängigkeit von ihrem Zustand einen ersten
Farbzustand (5) oder einen zweiten Farbzustand (6) annehmen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet dass der erste Farbzustand (5) eines Blocks (3) ein Resultat der dem Block (3) entsprechenden erfolgreich durchgeführten Synchronisation anzeigt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet dass der zweite Farbzustand (6) eines Blocks (3) ein Resultat der dem Block (3) entsprechenden erfolglos durchgeführten Synchronisation anzeigt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet dass die Pfeile (4), die die Blöcke (3) verbinden, einen ersten Farbzustand (5) , einen zweiten Farbzustand (6) oder einen dritten Farbzustand annehmen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet dass der erste Farbzustand (5) eines Pfeils (4) eine erfolgreiche Abfolge der von den Funktionseinheiten (2) der vorausgehenden Blöcke (3) ausgeführten Synchronisationen repräsentiert.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet dass der zweite Farbzustand (6) eines Pfeils (4) eine von den Funktionseinheiten (2) der vorausgehenden Blöcke (3) erfolglos ausgeführte Synchronisation repräsentiert.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet dass innerhalb der Blöcke (3) jeweils ein
Balkendiagramm (7) mit einer Skala (8) vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Skala (8) zumindest zwei, insbesondere drei Wertefelder (9a, 9b, 9c) aufweist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Wertefelder (9a, 9b, 9c) drei verschiedene Konfidenzwerte-Bereiche repräsentieren, wobei ein Konfidenzwert eine Wahrscheinlichkeit für das Eintreten eines Zustands der Synchronisation der zugehörigen Funktionseinheit (2) angibt.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Auswahl eines Blockes (3) und ein nachfolgendes Aktivieren des ausgewählten Blockes (3) auf der Anzeigeeinrichtung (1) eine Detailinformation über den ermittelten Zustand bezüglich der von der Funktionseinheit (2), die dem ausgewählten Block (3) entspricht, durchgeführten Synchronisation wiedergeben wird.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivieren des ausgewählten Blockes (3) auf der Anzeigeeinrichtung (1) mittels einer Mausfunktion oder mittels einer vorher programmierten Tastenkombination oder mittels eines Fernsteuerbefehls, wie ein SCPI Kommando über eine GPIB-Schnittstelle oder über eine LAN- Schnittstelle erfolgt.
21. Verfahren zur Ermittlung und zur Darstellung eines
Zustands zumindest einer in einem elektronischen Messgerät oder Telekommunikationsgerät durchgeführten Synchronisation auf einer Anzeigeeinrichtung (1), wobei das Verfahren mehrere von unterschiedlichen Funktionseinheiten (2) ausgeführte Verfahrensschritte beinhaltet, und wobei jede Funktionseinheit (2) zumindest eine Kennzahl ermittelt, deren Wert eine Wahrscheinlichkeit für einen bestimmten Zustand der in der Funktionseinheit (2) durchgeführten Synchronisation auf einer Anzeigeeinrichtung (1) visualisiert .
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem Empfangsspeicher (10) eines OFDM Empfängers ein Inhalt ausgelesen wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Inhalt des Empfangsspeichers (10) einer
Signalerkennung unterworfen wird, deren Resultat die erkannte Signalfolge ist.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die erkannte Signalfolge einer zyklischen Präfix- Synchronisation (cyclic prefix synchronization) bezüglich eines zyklisch sich wiederholenden Signalabschnitts, insbesondere eines Schutzabschnitts (Guard Intervall) unterworfen wird, wobei zwischen zwei solcher Signalabschnitte der nutzbare Anteil eines Signals liegt.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass aus der zyklischen Präfix-Synchronisation (cyclic prefix synchronization) der nutzbare Anteil des Signals extrahiert wird.
26. Verfahren nach Anspruch 24 oder Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der nutzbare Anteil des Signals einer schnellen Fouriertransformation (Fast Fourier Transformation FFT) unterworfen wird, woraus sich das fouriertransformierte Signal ergibt.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das fouriertransformierte Signal einer Rahmensynchronisierung unterworfen wird, woraus sich ein rahmensynchrones fouriertransformiertes Signal ergibt.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des rahmensynchronen fouriertransformierten Signals eine Kanalschätzung durchgeführt wird, wobei jedes in dem nun bekannten Rahmen übertragene, mit Rauschen behaftete Pilot Symbol mit einem Pilot Symbol verglichen wird, welches auf der Empfängerseite (11) ohne Übertragungsfehler vorliegt.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem Ergebnis des Vergleichs der beiden Pilot Symbole eine Übertragungsfunktion für den Funkkanal abgeschätzt wird.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das rahmensynchrone fouriertransformierte Signal, welches mittels der abgeschätzten Übertragungsfunktion entzerrt wurde, mit einem im Empfänger festgelegten Demodulationsverfahren demoduliert wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass anhand eines vorher definierten Schwellwerts das gesendete Signal bzw. das gesendete Datensymbol grob abgeschätzt wird.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das grob abgeschätzte Datensymbol einem verfeinerten Abschätzverfahren unterworfen wird.
33. Verfahren nach Anspruch 31 und Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Durchführung des groben und des verfeinerten Abschätzverfahrens jeweils ein zurückgewonnenes Datensymbol weiterverarbeitet wird.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass jedes zurückgewonnene Datensymbol nach einer Analyse auf der Anzeigeeinrichtung (1) angezeigt wird.
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