FI106592B - Menetelmä ja laite symbolitahdistuksen saavuttamiseksi ja ylläpitämiseksi erityisesti OFDM-järjestelmässä - Google Patents

Description

106592

Menetelmä ja laite symbolitahdistuksen saavuttamiseksi ja ylläpitämiseksi erityisesti OFDM-järjestelmässä - Metod och arrangemang for att uppnä och un-derhälla symbolsynkronisering särskilt i ett OFDM-system 5 Keksintö koskee yleisesti radiovastaanottimen tahdistamista vastaanotettavaan signaaliin. Erityisesti keksintö koskee symbolitahdistuksen toteuttamista järjestelmässä, jossa vastaanotettava signaali sisältää tietyn suoja-ajan, joka on vastaanotossa ajoitettava oikein, jotta vastaanotetun signaalin mahdollisesti sisältämät monitiekompo-nentit voitaisiin hyödyntää optimaalisella tavalla.

10 Lyhenne OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) tarkoittaa modulaatio-menetelmää, jossa lähettävä laite jakaa ja liittää lähetettävän signaalin useisiin ali-taajuuksiin (engl. subcarrieij, jotka sijaitsevat taajuusakselilla tasavälein tietyllä taajuuskaistalla ja jotka lähetetään samanaikaisesti. Tunnettuja radiotaajuisia tiedon-siirtojäijestelmiä, jotka käyttävät OFDM-modulaatiota, ovat DAB- ja DVB-järjes-15 telmät (Digital Audio Broadcasting; Digital Video Broadcasting). Edellinen on pääpiirteissään määritelty Euroopan yleisradiojärjeston (EBU, European Broadcasting Union) ja Eurooppalaisen televiestinnän standardointi-instituutin (ETSI, European Telecommunications Standards Institute) standardissa ETS 300 401 ja jälkimmäinen on pääpiirteissään määritelty samojen järjestöjen standardiluonnoksessa : i : 20 prETS 300 800. Näissä jäijestelmissä digitaalisen lähetettävän signaalin osa, joka on jaettu tietylle alitaajuudelle, koodataan vaihe-ja/tai amplitudimuutoksiksi tiettyyn tunnettuun vaiheeseen nähden. Lähetettävän kokonaissignaalin ajallista jaksoa, jon-·:··· ka aikana moduloiva vaiheilla on erikseen vakio kullakin alitaajuudella, nimitetään OFDM-symboliksi tai lyhyesti symboliksi.

• · · • · » *·1 ‘ 25 Onnistunut OFDM-vastaanotto edellyttää, että vastaanotin ylläpitää oikeaa symboli- tahdistusta ja näytteenottotaajuutta. Symbolitahdistus tarkoittaa, että vastaanotin • · tietää ajallisesti, mistä kukin symboli alkaa, ja ajoittaa symbolien ilmaisun vastaa- • · · . L: : vasti. Näytteenottotaajuus tarkoittaa tässä yhteydessä sitä taajuutta, jolla vastaanotti- : !·. men A/D-muunnin ottaa näytteitä vastaanotetusta analogisesta värähtelystä muun- • · · . "’·1 30 taakseen signaalin digitaalimuotoon, jolloin A/D-muunnin ja sitä seuraavat piirit • « T voivat tulkita, mitä välitettävän digitaalisen tietovirran bittejä tai bittiyhdistelmiä • « : '·· signaalin vaihemuutokset tarkoittavat. Lisäksi vastaanottimen on ylläpidettävä taa- juussynkronointia eli viritettävä vastaanotto-ja sekoituspiirit siten, että ilmaistava taajuuskaista kattaa kaikki OFDM-signaalin alitaajuudet tarkkuudella, joka on vä-35 hemmän kuin puolet kahden vierekkäisen alitaajuuden välisestä erosta. Symboli- 2 106592 tahdistuksen, näytteenottotaajuuden ja taajuussynkronoinnin ylläpito on erityisen vaikeaa, jos lähetin ja vastaanotin liikkuvat toistensa suhteen. Vastaanotin voi olla esimerkiksi autossa, jolloin auton liikkuminen kaupunkiympäristössä muuttaa jatkuvasti radiosignaalin etenemistietä aiheuttaen vaimentumista ja heijastuksia. Vastaa-5 vasti lähetin voi sijaita satelliitissa, jolloin senja vastaanottimen keskinäinen nopeusero muuttuu satelliitin liikkuessa ja voi olla suurimmillaan useita kilometrejä sekunnissa. Tässä patenttihakemuksessa käsitellään erityisesti symbolitahdistuksen saavuttamista ja ylläpitoa.

Suomalaisesta patenttihakemuksista numero 963649 tunnetaan eräs symbolitahdis-10 tuksen ja näytteenottotaajuuden säätömenetelmä OFDM-moduloituja lähetyksiä vastaanottavassa laitteessa sekä tällaisen menetelmän toteuttava laite. Esitetty menetelmä perustuu OFDM-lähetyksen referenssisignaalin aikatason korrelaatio-ominaisuuksien hyödyntämiseen. DAB-järjestelmässä referenssisignaalilla tarkoitetaan vaihereferenssisymbolia, jonka vastaanotetun muodon ja tunnetun muodon välinen 15 ristikorrelaatio antaa hetkellisen impulssivasteen. DVB-järjestelmässä impulssivaste estimoidaan sirotelluista pilot-aputaajuuksista neljän peräkkäisen symbolin osalta. Tarvittavat muutokset symbolitahdistuksessa ja näytteenottotaajuudessa voidaan päätellä tarkastelemalla, miten impulssivaste muuttuu mittauskerrasta toiseen. Sym-bolitahdistus asetetaan menetelmässä edullisimmin siten, että symboleja erottavan 20 suoja-ajan (engl. guard interval) alku osuu yksiin impulssivastetta kuvaavan korre-: : ’: laatiofunktion alkukohdan kanssa. Näytteistystaajuuden virhe näkyy impulssivastet- - j ta kuvaavan korrelaatiofunktion maksimikohdan hitaana ja monotonisesti jatkuvana siirtymisenä mittauskertojen välillä. Näytteistystaajuuden korjaamisella vastaanotin pyrkii eliminoimaan mainitun muutoksen.

• · 25 Julkaisusta J-J. van de Beek, M. Sandell, M. Isaksson, P. O. Börjesson: ”Low- • « * ·/· · Complex Frame Synchronization in OFDM Systems”, IEEE International

Conference on Universal Personal Communications, Tokyo 1995, tunnetaan mene-telmä symbolitahdistuksen saavuttamiseksi käyttämällä OFDM-järjestelmässä lähe-tetyn datan ominaisuuksia. Tätä menetelmää selostetaan lyhyesti seuraavassa. Kuva 30 1 esittää yksinkertaista OFDM-järjestelmän mallia, jossa lähetettävänä on komplek- • · · : siluvut xk, &e[l,iV], jotka on otettu tietystä perusjoukosta eli konstellaatiosta (vrt.

sallitut vaihe-amplitudikoordinaatiston pisteet esimerkiksi QAMissa; Quadrature • ’ ·., Amplitude Modulation). Kompleksilukuja xk käytetään N:n alitaajuuden moduloimi- seen tekemällä käänteinen diskreetti Fourier-muunnos (IDFT; Inverse Discrete 35 Fourier Transform) lohkossa 101. Tuloksena saadaan N näytettä s, joista L viimeisintä kopioidaan näytejoukon alkuun. Kopioinnin jälkeen näytteiden lukumäärä on N+L ja tiettyä näytettä voidaan merkitä ^:lla, jossa £e[l,N+L\. Näytejoukon alkuun kopioidut näytteet muodostavat ns. suoja-ajan, koska aikatasossa ne näkyvät sym bolin alussa olevana jaksona, jonka sisältö on kopio symbolin lopusta.

3 106592

Rinnakkais-saijamuuntimella 102 muodostetaan OFDM-symboli, jota merkitään 5 Ojilla. Kulkiessaan lähettimestä vastaanottimeen tietyn kanavan kautta symboli s(k) kokee kanavan impulssi vasteen h(k) ja siihen summautuu kohinaa n(k). Vastaanotin näkee vastaanotetun näytejonon, jota merkitään r(k):\\a. Se sarja-rin-nakkaismuunnetaan lohkossa 103, jolloin saadaan näytteet rk, jossa edelleen ke[\,N+L]. Vain N viimeistä näytettä on toisistaan riippumattomia, joten ne johde-10 taan lohkoon 104, jossa tehdään diskreetti Fourier-muunnos. Symbolitahdistus on sama kuin kysymys siitä, mistä kohtaa vastaanotettua näytejonoa mainitut N viimeistä näytettä otetaan. Lopputuloksena saadaan kompleksiluvut yk, £<ε[1,Λ/]. Jos vastaanotto on onnistunut täydellisesti, ne ovat samat kuin lähetetyt kompleksiluvut xk.

Mainitussa menetelmässä otetaan vastaanotetusta symbolista r(k) kopio r(k-N), jota 15 on viivästetty alkuperäiseen vastaanotettuun symboliin nähden N:n näytteen verran. Kopion ja alkuperäisen välille määritellään korrelaatiofunktio m=m r*(k-N) (o jossa * tarkoittaa kompleksikonjugointia. Tällöin voidaan laskea liukuva summa : : ’: käyttämällä L:n näytteen pituista ikkunaa • · · « 20 “(*) = ΣΛ*_0 (2) * “. /=o • · :V: ja liuottamalla ikkunaa riittävän pitkän matkan (2N+L:n näytteen verran) vastaan- otetun näytejonon yli. Kuvassa 2 on esitetty vastaanotettu näytejono r(k), siinä tie-tyn symbolin suoja-aika 201 ja vastaava jakso 202 symbolin lopussa, vastaanotetun näytejonon kopio r(k-N), suoja-aikaa 201 ja alkuperäisiä näytteitä 202 vastaavat » ♦ · 25 kopioidun jonon osat 20 Γ ja 202’ sekä korrelointitulos j(k) ja siinä voimakasta kor- • · · relaatiota edustava jakso 203. Lisäksi kuvassa 2 on esitetty liukuvan summan u(k) ♦ · : arvo siten, että arvo w(&)-käyrällä vastaa kaavan 2 mukaista summaa siinä ikkunassa, • · · jonka oikeanpuoleinen reuna on kyseisen arvon kohdalla. Kuvasta nähdään, että : * «(^-käyrällä havaitaan selvä korrelaatiopiikki 204, jonka huippu on alkuperäisessä 30 näytejonossa tietyn symbolin lopun kohdalla. Mainitussa tekniikan tason mukaisessa ’** menetelmässä symbolitahdistus perustuu konelaatiopiikin 204 huipun havaitsemi seen.

106592 4

Edellä esitetyt tekniikan tason mukaiset menetelmät soveltuvat käytettäviksi silloin, kun signaalin viivehajonta on pieni eli kuin kaikki signaalin merkittävät monitie-ete-nemisestä aiheutuvat komponentit sijaitsevat ajallisesti suhteellisen lähekkäin. Tekniikan tasosta ei tunneta tehokasta menetelmää symbolitahdistuksen ylläpitämiseksi 5 OFDM-vastaanottimessa silloin, kun viivehajonta on suuri.

Tämän keksinnön tavoitteena on esittää menetelmä ja laite symbolitahdistuksen ja saavuttamiseksi ja ylläpitämiseksi OFDM-moduloituja lähetyksiä vastaanottavassa laitteessa. Keksinnön tavoitteena on erityisesti, että sen mukainen menetelmä ei vaadi kohtuuttoman suurta laskentakapasiteettia eikä vaikeasti tuotettavia erikois-10 komponentteja, jotta menetelmän toteuttava laite soveltuisi valmistuskustannustensa puolesta laajamittaiseen sarjatuotantoon.

Keksinnön tavoitteet saavutetaan laskemalla vastaanottimessa korrelaatio kahden keskenään viivästetyn näytejonon välillä ja sen jälkeen korrelaatio kahden tällä tavoin lasketun korrelaatiotuloksen välillä.

15 Keksintö kohdistuu menetelmään symbolitahdistuksen saavuttamiseksi ja ylläpitämiseksi vastaanottimessa, käsittäen vaiheet, joissa - lasketaan viivästämättömän, vastaanotettua signaalia kuvaavan näytejonon korrelaatio viivästetyn, vastaanotettua signaalia kuvaavan näytejonon kanssa ja - otetaan liukuva summa lasketusta korrelaatiosta tietyn arvojonon muodostamisek-i 20 si. Lisäksi keksintö kohdistuu vastaanotinlaitteeseen kyseisen menetelmän toteutta- miseksi.

♦ » · • ·

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että se käsittää vaiheet, jois- . . sa • · · ;);* - kerrotaan mainitun arvojonon arvot ennalta määrätyillä muilla mainitusta arvojo- • « · *·* ‘ 25 nosta saatavilla aidoilla muokatun arvojonon muodostamiseksi ja - otetaan liukuva summa muokatusta arvojonosta sellaisen huippuarvon muodosta- • · miseksi, joka ilmaisee oikean symbolitahdistuksen.

• · · • · ♦ • « ·

Keksinnnön mukaiselle vastaanottimelle on tunnusomaista, että se käsittää välineet • · 7 • · · ί·ϊ : - mainitun arvojonon arvojen kertomiseksi ennalta määrätyillä muilla mainitusta ar- \' 30 vojonosta saatavilla arvoilla muokatun arvojonon muodostamiseksi ja ·’·„ - liukuvan summan ottamiseksi muokatusta arvojonosta sellaisen huippuarvon muo- . · · ·. dostamista varten, joka ilmaisee oikean symbolitahdistuksen..

* 1 I

Tekniikan tason mukaisten menetelmien heikkoudet tulevat näkyviin erityisesti, kun kohina on voimakasta (signaali-kohinasuhde on huono) ja/tai monitie-eteneminen 5 106592 aiheuttaa kanavan impulssivasteen jakaantumisen ajalle, joka on verrattavissa suoja-välin pituuteen. Kohina aiheuttaa sen, että tekniikan tason mukaisesti laskettu korre-laatiopiikki ei erotu kunnolla, ja monitie-eteneminen voi aiheuttaa useita korrelaatio-tuloksia, joista vastaanottimen on vaikea valita oikeaa ajoituskohtaa. Keksinnön mu-5 kainen kaksinkertainen korrelointi ensinnäkin vähentää kohinan vaikutusta korrelaa-tiopiikkeihin. Toiseksi keksinnön mukainen menetelmä pystyy vaikuttamaan sym-bolitahdistukseen siten, että suurin osa impulssivasteen tehosta on keksinnön mukaisesti ajoitetun suojavälin sisällä, jolloin vastaanottimella on parhaat mahdollisuudet käyttää hyväkseen voimakkaimpien monitiekomponenttien energia.

10 Keksinnön mukaisessa menetelmässä lasketaan sinänsä tunnetulla tavalla korrelaatio ja liukuva summaus alkuperäisen näytejonon ja sellaisen näytejonon välillä, jota on viivästetty symbolin varsinaisen informaatiosisällön pituuden sumuisella määrällä näytteitä. Tämän jälkeen lasketaan korrelaatio ja liukuvan summauksen itseisarvo näin saadun korrelaatiotuloksen ja sellaisen korrelaatiotuloksen välillä, jota on vii-15 västetty kokonaisen symbolin pituuden suuruisella määrällä näytteitä. Jälkimmäisen korrelaatiolaskennan tuloksena saadaan korrelaatiopiikki, joka ilmaisee paikan, jossa suurin osa kanavan impulssivasteen tehosta on liukuvassa summauksessa käytetyn summausikkunan sisällä. Tätä korrelaatiopiikkiä käytetään symbolitahdistuksen saavuttamiseksi ja ylläpitämiseksi.

... 20 Keksinnön mukaiseen menetelmään voidaan yhdistää menettely, joka kompensoi « * t ‘; epäideaalisesti asetetun Fourier-muunnosikkunan aiheuttaman taajuusvirheen. Tämä *,.* toteutetaan käyttämällä kompleksista kertojaa, joka asettaa jokaisen symbolin taa- '···] juusvirheen samaksi, jolloin vakiosuuruinen taajuusvirhe pystytään kompensoimaan * * * sinänsä tunnetulla kanavaekvalisoinnilla.

• · ♦ * * • * · • · 25 Seuraavassa selostetaan keksintöä yksityiskohtaisemmin viitaten esimerkkinä esitettyihin edullisiin suoritusmuotoihin ja oheisiin kuviin, joissa • · kuva 1 esittää tunnettua OFDM-jätjestelmän mallia, • · · • n · * * * kuva 2 esittää tunnettua järjestelyä yksinkertaisen korrelaation laskemiseksi, • · · • * * • k · · kuva 3 esittää keksinnön erästä suoritusmuotoa, : *· 30 kuva 4 esittää järjestelyä, jossa lisäksi kompensoidaan taajuusvirhettä, • · kuva 5 esittää keksinnön erästä toista suoritusmuotoa, kuva 6a esittää keksinnön erään suoritusmuodon sijoittumista vastaanottimessa ja 6 106592 kuva 6b esittää keksinnön erään toisen suoritusmuodon sijoittumista vastaanotti-messa.

Edellä tekniikan tason selostuksen yhteydessä on viitattu kuviin 1 ja 2, joten seuraa-vassa keksinnön ja sen edullisten suoritusmuotojen selostuksessa viitataan lähinnä 5 kuviin 3 - 6b. Kuvissa käytetään toisiaan vastaavista osista samoja viitenumerolta.

Keksinnön lähtökohtana on edellä tekniikan tason selostuksessa esitetty menetelmä, jossa otetaan vastaanotetusta symbolista r{k) kopio r(k-N), jota on viivästetty alkuperäiseen vastaanotettuun symboliin nähden N:n näytteen verran. Vakio N on siis sama kuin jäijestelmän alitaajuuksien lukumäärä ja edelleen sama kuin symbolin 10 varsinaisen informaatio-osan pituus näytteinä. Kopion ja alkuperäisen välille määritellään kaavan (1) mukainen korrelaatiofunktio, jolloin voidaan laskea liukuva summa kaavan (2) mukaisesti liuottamalla L:n näytteen pituista ikkunaa riittävän pitkän matkan (2N+L:n näytteen verran) vastaanotetun näytejonon yli. Vakio L on siis sama kuin symbolin suoja-ajan pituus näytteinä ja summa N+L on sama kuin kokonai-15 sen symbolin pituus näytteinä.

Keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaisesti lasketaan toinen korrelaatio ja liukuva summa, jonka kukin yksittäinen arvo voidaan määritellä kaavalla L-1 t(k) = Σ-/)«*(k-i - N - L) (3) : * i=o « '«·!· « 4 t..Liukuvan summan laskeminen tarkoittaa sitä, että kaavan (3) mukainen arvo laske-• « 20 taan erikseen kullakin indeksin k arvolla. Kaavassa (3) on lisäksi otettu liukuvan « ; i l « ] / summan itseisarvo, millä saavutetaan riippumattomuus näytteistetyn signaalin sisäl- • · · *·*·* tämästä taajuudesta. Jos kanava, jonka läpi signaali kulkee lähettimeltä vastaanotti- ·.· · melle, olisi ideaalinen, kaavan (3) mukaisen liukuvan summan laskeminen tuottaisi samantapaisen korrelaatiopiikin kuin piikki 204 kuvassa 2, joskin pyöreämuotoisem- :V: 25 pana, koska toinen liukuva summaus aiheuttaa jonkin verran alipäästösuodatusta.

Käytännössä kanava aiheuttaa monitiekomponentteja eli vastaanottimeen saapuu . useita kaikuja samasta signaalista eri viiveillä. Monitiekomponentit aiheuttavat kaa- *“,* vojen (1) ja (2) mukaisesti laskettuun korrelaatiotulokseen useita piikkejä, joista osa • * *·;·* voi sijaita niin lähellä toisiaan, että ne näkyvät korrelaatiotuloksessa yhtenä leveänä : 30 piikkinä. Kaavan (3) mukaisesti lasketun toisen korrelaatiotuloksen suurin arvo il- maisee paikan, jossa mahdollisimman suuri osa eri monitiekomponenttien edusta-

O I

masta signaalitehosta sattuu samaan summausikkunaan. Symbolitahdistus on edullisinta asettaa siten, että toisen korrelaatiotuloksen suurin arvo asetetaan vastaamaan 7 106592 vastaanotetun symbolin suoja-ajan keskikohtaa (eikä symbolin alkua kuten kuvan 2 mukaisessa järjestelyssä). Tällöin suoja-aika saadaan parhaiten hyödynnettyä.

Keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä toisen korrelaa-tiotuloksen suurin arvo painottuu jonkin verran impulssi vasteen keskikohdasta sii-5 hen suuntaan, jossa on suuritehoisin monitiekomponentti. Tämä voi joissakin tilanteissa aiheuttaa sen, että suoja-aikaa ei pystytä hyödyntämään täysin, koska toisen korrelaatiotuloksen suurin arvo ei välttämättä vastaa impulssivasteen keskikohtaa. Toisaalta keksinnön mukaisessa menetelmässä sellaisten kaikujen paikka viiveastei-kolla, jotka ovat vaimentuneet ja/tai viivästyneet merkittävästi, ei juurikaan vaikuta 10 symbolitahdistukseen. Tämä on edullista silloin, kun kaiut eivät aiheuta mainittavaa symbolien keskinäisvaikutusta.

Kuva 3 esittää erästä järjestelyä keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon toteuttamiseksi käytännössä. Vastaanotettu näytejono r(k) johdetaan linjaa 301 pitkin ensimmäiseen korrelaattoriin 302, joka sisältää V:llä näytteellä viivästävän viive-elimen 15 303, kompleksikonjugointilohkon 304 ja kertojan 305 siten järjestettyinä, että linjas ta 301 on kertojaan 305 yhteys sekä suoraan että viive-elimen 303 ja kompleksikonjugointilohkon 304 kautta. Kertojan 305 lähtö on samalla koko ensimmäisen korre-laattorin 302 lähtö ja se on kytketty liukuvan summan laskentalohkoon 306. Lohkot 302 - 306 vastaavat sinänsä tekniikan tason mukaista järjestelyä kaavan (2) mukai-20 sen korrelaatiotuloksen u(k) tuottamiseksi. Lohkon 306 lähtö on kytketty toisen kor-:: relaattorin 307 tuloon. Toinen korrelaattori 307 vastaa keksinnön tässä suoritusmuo- dossa rakenteeltaan muuten ensimmäistä korrelaattoria 302, mutta viive-elin 308 :‘i muodostaa N+L:n näytteen pituisen viiveen. Kompleksikonjugointilohko 309 ja ker- ♦:··; toja 310 sekä lohkojen väliset kytkennät ovat samanlaisia kuin ensimmäisessä korre- 25 laattorissa 302. Toisen korrelaattorin 307 lähtö on kytketty liukuvan summan las- • · kentalohkoon 311, joka vastaa lohkoa 306. Sen lähtö on kytketty itseisarvon laskentalohkoon 312, jonka lähtö on samalla koko järjestelyn lähtö 313.

• · v.: Kuvan 3 mukainen järjestely toimii seuraavasti. Linjaa 301 pitkin johdettu näytejo- no haarautetaan sekä suoraan kertojaan 305 että viive-elimeen 303 ja kompleksikon- : *.*. 30 jugointilohkoon 304, jolloin kertojassa 305 kerrotaan keskenään aina tietty näyte ja • · ♦ T..* vastaanotetussa näytejonossa N näytettä aikaisemmin sijainneen näytteen komplek- *:* sikonjugaatti. Kertojan 305 antamista tuloksista lasketaan lohkossa 306 yhteen aina • ♦ • '·· L viimeisintä. Näin saatu tulos u{k) on tietty arvojono, joka johdetaan toiseen korre- : laattoriin 307. Siellä kertojassa 310 kerrotaan keskenään aina tietty arvojonon it(k) 35 arvo ja N+L arvoa aikaisemmin arvojonossa olleen arvon kompleksikonjugaatti.

8 106592

Kertojan 310 antamista tuloksista lasketaan lohkossa 311 yhteen aina L viimeisintä ja näin saadusta tuloksesta otetaan itseisarvo lohkossa 312.

Kuvan 3 mukaiseen järjestelyyn voidaan helposti liittää järjestely epäideaalisesti asetetun Fourier-muunnosikkunan aiheuttaman taajuus virheen kompensoimiseksi. 5 Fourier-muunnosikkunalla eli FFT-ikkunalla (Fast Fourier Transform) tarkoitetaan niitä rajoja, jotka määräävät, mitkä vastaanotetut tiettyyn symboliin kuuluvat näytteet johdetaan vastaanottimessa diskreetin Fourier-muunnoksen toteuttavaan lohkoon (lohko 104 kuvassa 1). Vastaanotettuja demoduloitu signaali voidaan esittää muodossa 10 X(k) = X(k)eiMN (4) jossa X(k) on vastaanotetun demoduloidun signaalin virheetön muoto ja el2nkslN on virhetermi, jossa muuttuja ε ilmaisee virheen suuruuden. Muuttujan ε arvo saadaan siten, että kun tietyssä kehyksessä ensimmäisen symbolin demoduloimiseksi käytetyn FFT-ikkunan paikka näytejonoon nähden tunnetaan, lasketaan tietyn seuraavan 15 symbolin demoduloimiseksi käytetyn FFT-ikkunan paikka näytejonoon nähden, jolloin näiden kahden FFT-ikkunan paikan ero näytteinä on kyseisen symbolin demoduloituiin taajuuskorjauksessa käytettävä muuttujan ε arvo.

Kuva 4 esittää yhdistettyä järjestelyä, jossa lohko 401 sisältää kuvan 3 mukaisen . järjestelyn sekä lisäksi sinänsä tunnetut välineet kaksinkertaisella korreloinnilla saa- 20 dun tuloksen (kuvassa 3 lohkon 312 antaman tuloksen) suurimman arvon löytämi-

« I

seksi sekä FFT-ikkunan paikan asettamiseksi siten, että FFT-ikkuna alkaa U2:n • < "'. näytteen verran löydetyn suurimman arvon jälkeen - tällöin löydetty suuiin arvo 106592 9

Kuvan 3 järjestelystä voidaan esittää muunnelmia poikkeamatta saman keksinnöllisen ajatuksen piiristä. Eräs muunnelma on esitetty kuvassa 5. Siinä ensimmäinen korrelaattori 302 ja sen jälkeen oleva liukuvan summan laskentalohko 306 ovat samanlaisia kuin edellä. Lohkon 306 lähtöön on kytketty itseisarvon laskentalohko 5 501, jolla lasketaan itseisarvo lohkon 306 antamista korrelaatiotuloksista. Toinen korrelaattori 502 ei kuvan 5 mukaisessa suoritusmuodossa laske varsinaista korrelaatiota kahden peräkkäisen korrelaatiotuloksen välillä kuten kuvan 3 järjestelyssä vaan lohko 503 sisältää välineet suurimman arvon löytämiseksi lohkon 501 antamista arvoista sekä lohkoon 503 ohjatun arvojonon kertomiseksi kertojassa 504 löyde-10 tyllä suurimmalla arvolla. Tämän jälkeen otetaan taas lohkossa 505 L.n arvon pituinen liukuva summa, joka johdetaan lähtöön 506.

Kuva 6a esittää kuvan 3 tai kuvan 5 mukaisen järjestelyn sijoittumista vastaanotti-messa 600, joka käsittää antennin (tai muun vastaanottoliitännän) 601 sekä radio- ja välitaajuuslohkon 602 vastaanotetun signaalin sekoittamiseksi välitaajuuden kautta 15 kantataajuudelle demodulointia varten. Sarja/rinnakkaismuunnin 603 vastaa lohkoa 103 kuvassa 1 ja sen jälkeen sijoittuvat puskuri 604 ja FFT-lohko 605 sekä niiden rinnalla keksinnön mukainen järjestely 606 symbolitahdistuksen saavuttamiseksi ja ylläpitämiseksi. Lohkot 604, 605 ja 606 vastaavat toiminnaltaan ja keskinäisiltä kyt-kennöiltään kuvan 4 lohkoja 402, 403 ja 401. Demoduloitu signaali johdetaan loh-20 kosta 605 kantataajuusosaan 607 dekoodausta ja välitettävän signaalin (esimerkiksi DAB-muodossa välitetyn yhdistetyn audio- ja datasignaalin) reproduktiota varten.

• I · ; Lohko 607 voi sisältää esimerkiksi kaiuttimen äänen toistamiseksi käyttäjälle sekä j(<' ohjauspiirin vastaanotetun signaalin mukana tulevan dataosuuden käsittelemiseksi.

*···' Kuvan 6b esittämä jäijestely on muuten samanlainen kuin kuvassa 6a, mutta siihen 25 on liitetty lohkot 404, 405 ja 406 taajuusvirheen kompensoimiseksi samalla tavalla •. 1.: kuin kuvan 4 esittämässä järjestelyssä.

• · · • tl

Keksintö ei sinänsä rajoitu OFDM-moduloidun signaalin käsittelyyn vaan keksinnön mukaista periaatetta on mahdollista soveltaa muidenkin sellaisten signaalien käsitte-lemiseen, joissa tietty signaalin osa esiintyy kahteen kertaan samanlaisena lyhyen • I · *·] 30 ajan välein.

• · • · · • · · » » · · « · 1 · • · • ·

Claims (12)

1. Menetelmä symbolitahdistuksen saavuttamiseksi ja ylläpitämiseksi vastaanottaessa, käsittäen vaiheet, joissa - lasketaan viivästämättömän, vastaanotettua signaalia kuvaavan näytejonon korre-5 laatio (302) viivästetyn, vastaanotettua signaalia kuvaavan näytejonon kanssa ja - otetaan liukuva summa (306) lasketusta korrelaatiosta tietyn arvojonon muodostamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet, joissa - kerrotaan mainitun arvojonon aivot ennalta määrätyillä muilla mainitusta arvojo-10 nosta saatavilla arvoilla (307, 502) muokatun arvojonon muodostamiseksi ja - otetaan liukuva summa (311, 505) muokatusta arvojonosta sellaisen huippuarvon muodostamiseksi, joka ilmaisee oikean symbolitahdistuksen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun arvo-jonon arvojen kertominen muilla mainitusta arvojonosta saatavilla arvoilla tarkoittaa 15 viivästämättömän aivojonon korrelaation (307) laskemista viivästetyn arvojonon kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vastaanotettua signaalia kuvaava näytejono käsittää N+L näytettä yhtä symbolia kohti, jossa N ja L ovat positiivisia kokonaislukuja, joista näytteistä tiettyyn symboliin kuuluvat L en- : 20 simmäistä näytettä kuvaavat sisällöltään samanlaista vastaanotetun signaalin osaa o . ► · ....: kuin samaan symboliin kuuluvat L viimeistä näytettä, jolloin .···. - laskettaessa viivästämättömän, vastaanotettua signaalia kuvaavan näytejonon kor- relaatiota (302) viivästetyn, vastaanotettua signaalia kuvaavan näytejonon kanssa • ♦ . . viivästetyn näytejonon viivästyksen (303) suuruus on N näytettä ja 25. laskettaessa viivästämättömän aivojonon korrelaatiota (307) viivästetyn aivojonon • · · kanssa viivästetyn aivojonon viivästyksen (308) suuruus on N+L näytettä.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun arvo- • · jonon aivojen kertominen muilla mainitusta arvojonosta saatavilla arvoilla tarkoittaa aivojonon arvojen kertomista (502) viivästetyn aivojonon suurimmalla arvolla. • · · • · · • » » ·

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vastaanotettua signaalia kuvaava näytejono käsittää N+L näytettä yhtä symbolia kohti, joista näyt-teistä tiettyyn symboliin kuuluvat L ensimmäistä näytettä kuvaavat sisällöltään sa-'· “* manlaista vastaanotetun signaalin osaa kuin samaan symboliin kuuluvat L viimeistä näytettä, jolloin u 106592 - laskettaessa viivästämättömän, vastaanotettua signaalia kuvaavan näytejonon korrelaatiota (302) viivästetyn, vastaanotettua signaalia kuvaavan näytejonon kanssa viivästetyn näytejonon viivästyksen suuruus on N näytettä ja - kerrottaessa mainitun arvojonon aivoja viivästetyn arvojonon suurimmalla aivolla 5 suurin arvo on valittu (503) kyseistä symbolia kuvaavien N+L arvon joukosta.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vastaanotettua signaalia kuvaava näytejono käsittää N+L näytettä yhtä symbolia kohti, joista näytteistä tiettyyn symboliin kuuluvat L ensimmäistä näytettä kuvaavat sisällöltään samanlaista vastaanotetun signaalin osaa kuin samaan symboliin kuuluvat L viimeistä 10 näytettä, jolloin muokatusta aivojonosta otetun liukuvan summan perusteella muodostettu huippuarvo asetetaan vastaamaan symbolin LI2:tta näytettä alusta lukien.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että symbolin de-moduloimiseksi siinä otetaan symbolia kuvaavasta näytejonosta tietyn FFT-ikkunan ilmaisemat näytteet, joille tehdään diskreetti Fourier-muunnos (403), jolloin FFT- 15 ikkunan paikan epäideaalisuudesta näytejonoon nähden aiheutuvan taajuusvirheen kompensoimiseksi menetelmä käsittää vaiheet, joissa - tallennetaan tietyn kehyksen ensimmäisen symbolin demoduloinnissa käytetyn FFT-ikkunan paikka (404), - tallennetusta ensimmäisen symbolin demoduloinnissa käytetyn FFT-ikkunan pai-20 kasta vähennetään (405) tietyn seuraavan symbolin demoduloituiin yhteydessä ky- « :,; i seisen symbolin demoduloinnissa käytettävän FFT-ikkunan paikka ja :"! - kyseistä symbolia kuvaavista näytteistä Fourier-muunnoksella saadut arvot kerro- :'": taan (406) luvulla e~l2nk£lN, jossa k on Fourier-muunnoksella saadun arvon indeksi, ·; · j TV on Fourier-muunnoksella saatujen arvojen määrä ja ε on ensimmäisen symbolin .·. ·. 25 demoduloinnissa käytetyn FFT-ikkunan paikan ja kyseisen symbolin demoduloituiin yhteydessä käytettävän FFT-ikkunan paikan erotus. • · ·

8. Vastaanotin (600, 600’) symboleista koostuvan signaalin vastaanottamiseksi ja v.t demoduloimiseksi, joka vastaanotin käsittää välineet - vastaanotettua signaalia kuvaavan näytejonon muodostamiseksi (601, 602, 603), 30. viivästämättömän, vastaanotettua signaalia kuvaavan näytejonon korrelaation las- • · · kemiseksi (302) viivästetyn, vastaanotettua signaalia kuvaavan näytejonon kanssa ja ’•y" - liukuvan summan ottamiseksi (306) lasketusta korrelaatiosta tietyn arvojonon : muodostamista varten, :' “: tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi välineet 35. mainitun arvojonon arvojen kertomiseksi (307, 502) ennalta määrätyillä muilla mainitusta arvojonosta saatavilla arvoilla muokatun arvojonon muodostamiseksi ja 12 106592 - liukuvan summan ottamiseksi (311, 505) muokatusta arvojonosta sellaisen huippu-arvon muodostamista varten, joka ilmaisee oikean symbolitahdistuksen.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että mainitun ar-vojonon arvojen kertomiseksi muilla mainitusta arvojonosta saatavilla arvoilla se 5 käsittää välineet viivästämättömän arvojonon korrelaation laskemiseksi (307) viivästetyn arvojonon kanssa.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että sellaisen vastaanotetun signaalin demoduloimiseksi, jossa näytejono käsittää N+L näytettä yhtä symbolia kohti, jossa N ja L ovat positiivisia kokonaislukuja, joista näytteistä 10 tiettyyn symboliin kuuluvat L ensimmäistä näytettä kuvaavat sisällöltään samanlaista vastaanotetun signaalin osaa kuin samaan symboliin kuuluvat L viimeistä näytettä, vastaanotin käsittää - N näytteen pituisen viive-elimen (303) sen viivästetyn näytejonon viivästämiseksi, jonka kanssa lasketaan viivästämättömän, vastaanotettua signaalia kuvaavan näyte- 15 jonon korrelaatio, ja - N+L näytteen pituisen viive-elimen (308) sen viivästetyn arvojonon viivästämiseksi, jonka kanssa lasketaan viivästämättömän arvojonon korrelaatio.

10 106592

11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että mainitun arvojonon arvojen kertomiseksi muilla mainitusta arvojonosta saatavilla arvoilla se 20 käsittää välineet viivästetyn arvojonon suurimman arvon löytämiseksi (502) ja vii-··· · västämättömän arvojonon kertomiseksi löydetyllä suurimmalla arvolla. 1 Patenttivaatimuksen 8 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että symbolin de- ....: moduloimiseksi se käsittää välineet tietyn FFT-ikkunan ilmaisemien näytteiden otta- ..... miseksi symbolia kuvaavasta näytejonosta ja Fourier-muunnoksen tekemiseksi (403, • · · 25 605) näille näytteille, jolloin FFT-ikkunan paikan epäideaalisuudesta näytejonoon *·* nähden aiheutuvan taajuusvirheen kompensoimista varten se käsittää välineet - tietyn kehyksen ensimmäisen symbolin demoduloinnissa käytetyn FFT-ikkunan ::: paikan tallentamiseksi (404), ··· V · - tietyn seuraavan symbolin demoduloinnissa käytettävän FFT-ikkunan paikan vä- : .·. 30 hentämiseksi (405) tallennetusta ensimmäisen symbolin demoduloinnissa käytetyn .···. FFT-ikkunan paikasta ja ’·' - kyseistä seuraavaa symbolia kuvaavista näytteistä Fourier-muunnoksella saatujen : " aivojen kertomiseksi (406) luvulla e~l2nkslN ? jossa k on Fourier-muunnoksella saa- v.,; dun arvon indeksi, N on Fourier-muunnoksella saatujen arvojen määrä ja ε on en- 35 simmäisen symbolin demoduloinnissa käytetyn FFT-ikkunan paikan ja kyseisen seuraavan symbolin demoduloinnin yhteydessä käytettävän FFT-ikkunan paikan erotus. 106592 13