DE69830952T2

DE69830952T2 - Verfahren und System zur Bestimmung des Symbolübertragungsformats in einem Übertragungssystem

Info

Publication number: DE69830952T2
Application number: DE69830952T
Authority: DE
Inventors: Philippe Guemas
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1998-05-11
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2018-05-12
Also published as: US6314113B1; EP0881804A1; JPH1132027A; JP4292593B2; FR2764143A1; EP0881804B1; DE69830952D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, anwendbar in einem Übertragungssystem zur Bestimmung eines Formats zum Senden von komplexen Symbolen in einem blockformatierten Signal mit komplexen Symbolen, wobei jeder Block einen ersten Auftritt einer Gruppe von komplexen Symbolen und einen zweiten Auftritt derselben Gruppe mit komplexen Symbolen aufweist, beide Auftritte mit einer selben Dauer, und das Verfahren eine Korrelation zwischen dem ersten Auftritt und dem zweiten Auftritt zur Bestimmung der Merkmale des Übertragungsformats ausführt.
Die Erfindung betrifft auch ein System und einen Empfänger zur Umsetzung des Verfahrens. Das Verfahren wird für den Empfang von Signalen verwendet, gesendet beispielsweise entsprechend einer Multiplexaufteilung orthogonaler Frequenzen, übertragen insbesondere über Funk, Kabel, Satellit, beispielsweise für Anwendungen beim digitalen Fernsehen.
Die entsprechend einer Multiplexaufteilung orthogonaler Frequenzen gesendeten Signale werden danach vereinfacht mit OFDM bezeichnet (was in englischer Sprache Orthogonal Frequency Division Multiplexing bedeutet). Die OFDM-Technik besteht in der Aufteilung einer zu übertragenden Information, indem sie auf eine Vielzahl von Elementarkanäle mit geringem Datenfluss verteilt wird. Man transformiert so einen hochselektiven breitbandigen Kanal in eine Vielzahl von nicht selektiver Elementarkanäle. Da die Einrichtung einen Breitbandkanal bildet, ist es nicht wahrscheinlich, dass Schwund während der Übertragung gleichzeitig den ganzen Kanal beeinflusst. Diese Technik ermöglicht es auch, das Intersymbolrauschen zu verringern. Jedem elementaren Kanal ist also eine Frequenz zugeordnet, wobei alle Frequenzen zusammen um eine zentrale Trägerfrequenz herum symmetrisch verteilt liegen. Da es beim Empfang schwer akzeptabel ist, selektive Filter zu verwenden, zieht man es vor, eine Überlappung der Spektren zu tolerieren, aber unter Vorgabe von der Orthogonalitätsbedingungen zwischen den Frequenzen, um die Intersymbolinterferenz in den Abtastzeitpunkten zu Eliminieren.
Das OFDM-Signal wird in durch Blöcke gebildete Frames aufgeteilt, wobei bestimmte Blöcke Dienstblöcke und andere Blöcke Datenblöcke sind. Um die Intersymbolinterferenz zu vermeiden enthält jeder Block redundante Informationen. Ein beliebiger Block wird von allen OFDM-Frequenzen gebildet, welche die Anordnung benutzt, wobei diese Frequenzen von den zu übertragenden digitalen Symbolen moduliert werden, die von einer kodierten Modulation herrühren, beispielsweise von einer digitalen PSK- oder QAM-Modulation. Bei der Übertragung werden diese Symbole entsprechend einem bestimmten Format und einem bestimmten Takt kodiert, den man beim Empfang wieder finden muss, damit man sie einwandfrei dekodieren kann. Folglich müssen die beim Empfang erhaltenen Signale demoduliert und dann dekodiert werden, um die ursprünglichen Informationen wieder zu geben. Die Erfindung schlägt vor, die Schlüsselmerkmale des beim Senden verwendeten Übertragungsformats wieder zu finden.
Man kennt das Dokument EP 608 024 , welches ein digitales Übertragungssystem mit dem Rückerhalt des Takts von OFDM-Signalen beschreibt. Dieses Dokument nutzt die zwei Auftritte einer selben Gruppe von Symbolen, die in einem OFDM-Signal erscheinen. Es wird eine Korrelation zwischen diesen zwei Auftritten verwirklicht, indem man einen der Auftritte um einen konstanten Zeitraum verzögert. Tatsächlich geht dieses Dokument davon aus, dass dieser Zeitraum bekannt ist, was nicht bei allen Anwendungen dieser Technik der Fall ist. Die so beschriebene Anordnung erhält den Takt der Symbole ausgehend von einem lokalen Zeitgeber, einer Frequenzeinteilung und einer Verriegelung durch eine Phasenverriegelungsschleife zurück. Außerdem benutzt die Korrelation eine Differenz bildende Technik, die sehr viel Speicherplatz erfordert.
Das Dokument WO 97/26742 (veröffentlicht am 24.07.97) beschreibt eine Synchronisation von Multiträgersymbolen. EP-A-0 825 742 (veröffentlicht am 25.02.98) beschreibt ein digitales Übertragungssystem, das Mittel verwendet, um Blocksymbole zu suchen.
Ziel der Erfindung ist es, den Rückerhalt der insbesondere in OFDM-Blöcken organisierten komplexen Symbole zu ermöglichen, indem blind operiert wird, a priori ohne das Übertragungsformat zu kennen.
Dieses Ziel wird mit einem Verfahren für den Rückerhalt von komplexen Symbolen erreicht, das die folgenden Schritte enthält:

– Speicherung einer ersten komplexen Symbolfolge, dem erhaltenen Signal mit Hilfe eines temporalen Erfassungsfensters entnommen, welche eine über der Dauer der Auftritte komplexer Symbole liegende Dauer aufweist.
– Korrelation der ersten komplexen Symbolfolge mit einer zweite komplexen Symbolfolge, in einem anderen Zeitpunkt im erhaltenen Signal ausgewählt, mit Hilfe eines temporalen Korrelationsfensters von gleicher Dauer wie der des temporalen Erfassungsfensters.
– Bestimmung der Merkmale des Überragungsformats mit der Suche maxi maler Korrelation zwischen der ersten und der zweiten komplexen Symbolfolge, der Synchronisierung des Erfassungsfensters auf das erhaltene Signal und der temporalen Positionierung der Fenster zueinander, wobei maximale Korrelation entsteht, wenn die erste und die zweite komplexe Symbolfolge respektive den besagten ersten und zweiten Auftritt enthält.

Da das Signal insbesondere ein Signal mit Multiplexaufteilung orthogonaler Frequenzen ist, ein so genanntes OFDM-Signal, legt das Verfahren eine Anzahl orthogonaler Frequenzen fest, die in mindestens einem Übertragungsformat des OFDM-Signals enthalten sind.
Die Erfindung betrifft auch ein Übertragungssystem eines Signals mit Multiplexaufteilung orthogonaler Frequenzen, ein so genanntes OFDM-Signal, wobei das System Übertragungsmittel des besagten aus komplexen Symbolen blockformatierten Signals entsprechend einem Übertragungsformat enthält, jeder Block einen ersten Auftritt einer Gruppe komplexer Symbole und einen zweiten Auftritt derselben Gruppe komplexer Symbole enthält und die zwei Auftritte eine selbe Dauer haben, und es Empfangsmittel mit Korrelationsmitteln zur Bestimmung einer Korrelation zwischen dem ersten Auftritt und dem zweiten Auftritt und zur Bestimmung der Merkmale des Übertragungsformats enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsmittel enthalten:

– Mittel für die Auswahl und Speicherung einer ersten komplexen Symbolfolge, ausgewählt im erhaltenen Signal mithilfe eines temporalen Erfassungsfensters, welches eine über der Dauer der Auftritte komplexer Symbole liegende Dauer hat,
– Mittel für die Auswahl einer zweiten komplexen Symbolfolge, in einem anderen Zeitpunkt im erhaltenen Signal ausgewählt, mithilfe eines temporalen Korrelationsfensters von gleicher Dauer wie der des temporalen Erfassungsfensters, wobei die Kor relationsmittel die Korrelation zwischen der ersten Folge und der zweiten Folge komplexer Symbole ausführen,
– Mittel zur Bestimmung der Merkmale des Übertragungsformats mit der Suche maximaler Korrelation zwischen der ersten und der zweiten komplexen Symbolfolge mit der Synchronisierung des Erfassungsfensters auf das erhaltene Signal und der tempora len Positionierung der Fenster zueinander, wobei maximale Korrelation entsteht, wenn die erste und die zweite komplexe Symbolfolge respektive den besagten ersten und zweiten Auftritt enthält.

Die Empfangsmittel enthalten insbesondere mehrere parallel angeordnete
Wege, welche die Bestimmung mehrerer Übertragungsformate erlauben. Vorzugsweise operieren die Wege simultan. Die Erfindung betrifft auch den in solch einem System eingesetzten Empfänger.
Diese verschiedenen und noch andere Aspekte der Erfindung werden anhand der hiernach beschriebenen Ausführungsformen ersichtlich und erläutert.
Die Erfindung wird besser mithilfe der folgenden Figuren verstanden, die nicht erschöpfende Beispiele sind und folgendes darstellen:
1: ein Blockschema eines Sende-Empfangs-Systems von digitalen Signalen.
2: ein Schema eines Modulators.
3: eine Darstellung der Position der komplexen Symbole im Korrelationsspeicher.
4: ein Schema eines Demodulators.
5: ein allgemeines Schema der temporalen Synchronisationsanordnung gemäß der Erfindung.
6: ein temporales Diagramm, welches die Positionierungen der Erfassungs- und Korrelationsfenster und das daraus resultierende Korrelationssignal zeigt.
7: ein Schema einer Korrelationszelle gemäß der Erfindung.
8: ein allgemeines Schema eines Systems gemäß der Erfindung mit zwei Wegen, um zwei Korrelationen auszuführen.
9: ein Organigramm, welches unterschiedliche Schritte des Verfahrens gemäß der Erfindung zeigt.
1 zeigt ein Blockschema eines digitalen Übertragungssystems, beste munizieren. Es kann sich um Funkverbindungen, Verbindungen über Satellit oder Verbindungen über Kabel handeln. Der Sender 5 enthält in Serie:

– einen Quellenkodierer ENC1 11 (der nicht vorhanden sein muss),
– einen Kanalkodierer ENC2 12,
– einen Modulator OFDM MOD 13,
– einen Sendefilter 14,
– einen Oszillator OSC 16, der ein Trägersignal f_e generiert,
– einen Mischer 17 zum Mischen des Ausgangssignals des Sendefilters mit dem Trägersignal f_e.

Die vom Quellenkodierer 11 ausgegebenen Signalmuster werden vom Kanalkodierer 12 kodiert, um sie gegen Kanalfehler unempfänglich zu machen. Der Modulator 13 passt dann die digitalen Signalmuster an den Übertragungskanal an.
Der Empfänger 105 führt beim Empfang die umgekehrten Operationen zu diejenigen aus, die bei der Übertragung ausgeführt wurden. Dafür enthält er (am Ausgang des Kanals 15):

– eine Abtastschaltung 115, die im Takt des Zeitgebers H die Abtastung des Signals ausführt,
– einen Mischer 117, der die Muster des erhaltenen Signals mit einem regenerierten lokalen Trägersignal f_r multipliziert,
– einen Empfangsfilter 114,
– einen OFDM-Demodulator 113,
– einen Kanaldekodierer DEC2 112,
– einen Quellendekodierer DEC1 111 (wenn beim Senden der Quellenkodierer vorhanden ist),
– eine Anordnung SYNC zur Synchronisation des Trägersignals 116, die das regenerierte Trägersignal f_r generiert,
– eine Anordnung 119 zur temporalen Synchronisation, um den Takt der Blöcke der OFDM-Symbole wieder zu finden.

Die Erfindung betrifft die temporale Synchronisation (Anordnung 119) und nicht die Synchronisation des Trägersignals (Anordnung 116).
Um die Beschreibung leichter verständlich zu machen werden zuallererst die bekannten Mechanismen dargelegt, die beim Senden und beim Empfangen eingesetzt werden.
2 zeigt das Schema des Modulators 13. Die digitalisierten Eingangsdaten, die am Eingang 130 vorhanden sind, werden in ein binäres Zuteilungsorgan 131 MAPP gegeben, welches die Eingangsdaten unter kodierten Symbolen einer Konstellation aufteilt. Die kodierten Symbole, die in Serie am Ausgang des Organs 131 austreten, werden einer Serien-Parallel-Wandlung S/P 133 unterzogen, um Paketblöcke mit N komplexen Symbolen C_k (O ≤ k ≤ N – 1) zu erzeugen. Es wird ein komplexes Symbol C_k für die Modulation eines Frequenzträgers f_k mit f_k = k/T (aufgrund von der Orthogonalität) verwendet, wobei T die Dauer eines OFDM-Symbols und k der Index des Trägersignals ist. Die Kombination aller Trägersignale f_k, moduliert für die Erzeugung des globalen OFDM-Signals, entspricht der Durchführung einer Fourierschen Rücktransformierten in einer Anordnung 135. In dem besonderen Falle, wo N eine Potenz von 2 ist, kann die Fouriersche Rücktransformierte unter Verwendung des Algorithmus der schnellen Rücktransformierten (FFT–1) durchgeführt werden, wie gezeigt in 2. Dies ermöglicht es, die Komplexität der Schaltung zu verringern. Die N aus der Anordnung 135 kommenden Signale werden einer Parallel-Serien-Wandlung 136 unterzogen. Diese Modulationstechniken sind dem Fachmann bekannt.
4 zeigt den Demodulator 113, der beim Empfang die umgekehrten Operationen zu denjenigen ausführt, die beim Senden ausgeführt wurden. Dafür enthält er eine Abtastschaltung 151, die in einem Takt N/T arbeitet, wobei N die Gesamtzahl der Trägersignale des OFDM-Kanals und 1/T die Symbolfrequenz ist. Die so entnommenen Signalmuster werden einer Serien-Parallel-Wandlung 154 unterzogen und dann einer Anordnung 153 zugeführt, die eine diskrete Fouriertransformierte (vorzugsweise schnelle FFT) für die parallele Ausgabe der Signalmuster q_k (O ≤ k ≤ N – 1) ausführt, die in einer Anordnung 155 einer Parallel-Serien-Wandlung unterzogen werden.
Für bestimmte Anwendungen ist die Anzahl der OFDM-Trägersignale im Bereich des Empfängers bekannt, was bedingt, dass auch die Größe der FFT bekannt ist. Aber der Empfänger muss dennoch den Takt der OFDM-Symbole sowie die Struktur der OFDM-Symbole bestimmen.
Für andere Anwendungen kann der Sender unterschiedliche Übertragungsformate anwenden, also eine unterschiedliche Anzahl von Trägersignalen verwenden. In diesem Fall muss der Empfänger außerdem ein Verfahren zur Bestimmung dessen anwenden, über wie viele Trägersignale die Übertragung erfolgte.
In beiden Fällen arbeitet die temporale Synchronisationsanordnung blind, d. h. dass sie nur über die erhaltenen OFDM-Symbole verfügt und keine Hilfe von spezifischen Kontrollsignalen erhält.
6 zeigt unter dem Verweis B einen allgemeinen Aspekt der Struktur der OFDM-Symbole S_k, S_k+i, S_k+2 unter Berücksichtigung der Zeit, die in der Figur an der Anzahl n erhaltener Signalmuster zu erkennen ist. Das Symbol S_k enthält einerseits ein Schutzintervall GIk und andererseits Nu Signalmuster, welche die zu dekodierende Information enthalten. Je nach dem, welche OFDM-Technik gemeinhin verwendet wird, bildet das Schutzintervall GI_k eine (beim Senden erstellte) Kopie des Endes gI_k der Nu Informationsmuster. Dies ist in 6 gestrichelt dargestellt. Somit enthält jeder OFDM-Block am Anfang und am Ende des Symbols zwei Auftritte GI_k und gI_k einer Gruppe identischer Signalmuster. Dies ist eine Wiederholung identischer Informationen im Rahmen eines selben Symbols, die genutzt wird, um die Zeitfolge und die Struktur der übertragenen OFDM-Symbole wieder zu finden. Je nach den beim Senden verwendeten Formaten können die Dauer der Schutzintervalls GI_k sowie die Anzahl Nu der Informationsmuster entweder im Laufe einer Übertragung oder mehr allgemein bei verschiedenartigen Anwendungen variieren. Um dem Empfänger den Betrieb mit jedem beliebigen Übertragungsformat zu ermöglichen führt die Erfindung ein Verfahren zur Erkennung des besagten Formats derart durch, dass eine korrekte Dekodierung der übertragenen Daten dass ermöglicht wird.
6 zeigt unter dem Verweis A temporale Anordnungen für die Erfassungsfenster AW1, AW2 und für die Korrelationsfenster CW1, CW2 in Bezug auf die Symbole S_k, S_k+1, S_k+2. Die Erfassungs- und Korrelationsfenster haben eine Breite von M Symbolen. Betrachten wir das Fensterpaar AW1 und CW1, die man um Nu Signalmuster voneinander entfernt selektiert. Wenn sich das Erfassungsfenster AW1 öffnet, werden Signalmuster des Symbols S_k in einem Speicher aufbewahrt, um mit denjenigen korreliert zu werden, die beim Öffnen des Korrelationsfenster CW1 in Erscheinung treten. In 6 beobachtet man, dass das Erfassungsfenster AW1 das Schutzintervall GI_k nicht gespeichert hat. Außerdem stimmt das Korrelationsfenster CW1 nicht mit einem der Auftritte gI_k, GI_k+1 oder gI_k+1 überein. Die Korrelationen, die gemäß der Erfindung pro Erfassungsfenster und pro Korrelationsfenster zwischen den ausgewählten Signalmustern ausgeführt werden, sind in 6 unter dem Verweis C dargestellt. Was die Korrelation betrifft, die zwischen den Signalmustern durchgeführt wurden, die in den Fenstern AW1 und CW1 enthaltenen sind, lässt das Ergebnis nur ein Rauschsignal erkennen. Im Laufe des folgenden Schritts werden das Erfassungsfenster und das Korrelationsfenster gemeinsam versetzt, und sie bleiben weiterhin um Nu Signalmuster voneinander entfernt. Aber die Distanz, welche zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Fenstern liegt, wird dann um L Signalmuster versetzt, um gleich Nu + M + L Signalmuster zu werden. Auf diese Weise öffnet sich das Erfassungsfenster AW2 zum Teil zur selben Zeit wie das Schutzintervall GI_k+2. Ebenso überdeckt das Korrelationsfenster CW2 teilweise das Ende von Symbol S_k+2, welches dieselben Signalmuster wie das Schutzintervall GI_k+2 enthält. Das daraus resultierende Korrelationssignal Cor(n) zeigt aufgrund dessen einen starken Anstieg. Das Vorhandensein dieses Anstieg wird beispielsweise erkannt, wenn das Signal Cor(n) einen Grenzwert Th übersteigt. Im weiteren Verlauf dieses Verfahrens beobachtet man, dass das Korrelationssignal maximal sein wird, wenn das Erfassungsfenster mit einem Schutzintervall GI_k+1 zusammentrifft, wobei das Korrelationsfenster mit dem Ende des Symbols zusammentreffen wird, das dieselbe Information gI_k+1 enthält. Dies ist mit dem Fensterpaar AWi/CWi in 6 dargestellt, wobei i der Rang des Fensters ist. Die auf 6 dargestellten Korrelationssignale Cor(n) haben nicht denselben Maßstab. Mit der Berechnung der Position der maximalen Korrelation in bezug auf das Korrelationsfenster ist es möglich, die Dauer des Schutzintervalls zu berechnen und die Fenster über den Symbolen zu synchronisieren, indem man die Versetzung zwischen der maximalen Korrelation und dem Korrelationsfenster berechnet.
5 ist ein allgemeines Schema der temporalen Synchronisationsanordnung 119 gemäß der Erfindung, auf den Fall zur Bestimmung von zwei unterschiedlichen Übertragungsformaten angewendet. Ein erster Weg 1 betrifft die Bestimmung eines Korrelationssignals Cor_2k(n) auf Nu = 2048 Trägersignalen entsprechend einer FFT mit 2048 Punkten. Ein zweiter Weg betrifft die Bestimmung eines Korrelationssignals Cor_8k(n) auf Nu = 8192 Trägersignalen entsprechend einer FFT mit 8192 Punkten. Die digitalisierten komplexen Signale I/Q kommen in zwei Korrelationszellen 20_2k und 20_8k , die die Korrelationssignale Cor_2k(n) und Cor_8k(n) berechnen. Zwei Grenzwertdetektoren 21_2k und 21_8k bestimmen, ob die Korrelationssignale respektive größer oder kleiner als die Grenzwerte Th_2k, Th_8k sind. Je nach dem von diesen Detektoren ausgegebenen Ergebnis setzt die Untereinheit 22 ein Verfahren zur Versetzung der Fenster um. Eine Kontrolleinheit 24 steuert die Operationen und ermöglicht es, das Übertragungsformat entsprechend den erhaltenen komplexen Signale I/Q auszuwählen. Ein Untereinheit 26 berechnet die Dauer und die Position des Schutzintervalls im Fenster. Diese Positionierung wird von der Untereinheit 22 versichert.
8 zeigt den Inhalt der 5 in einer detaillierteren Form. Die Korrelationszellen 20_2k und 20_8k werden respektive von den Signalen WS_2k und WS_8k zur Definition der angewandten Strategie für die Ausführung der Korrelationen gesteuert. Die Strategie entspricht einer präzisen Positionierung jedes der Fenster für jeden der Wege. Jeder Weg verfügt über eine unterschiedliche Strategie, die wechselt, wenn der betrachtete Weg als der Beste betrachtet wurde. Die Entwicklung der Strategie zielt auf die Bestimmung der FFT und des Schutzintervalls ab. Die Strategie wird von der Steuerung 24 verwaltet, welche die Kontrollsignale ausgibt, die für die Operationen notwendig sind:

– Signale WS_2k und WS_8k: Signale zur Definition der Strategie;
– Signal WP_en: Signal für die Autorisation der Übertragung von autokorrelierten Signalen über dem Grenzwert, und dies für die Bewertung des Anfangs des OFDM-Symbols;
– Signal GI_en Signal für die Autorisation der Übertragung des Wertes eines Zählers 25_2k oder 25_8k des ausgewählten Weges, um die Berechnung des Schutzintervalls in Bezug auf diesen Weg auszuführen;
– Signal SIZE: Signal für die Autorisation einer Größenänderung der FFT für die Identifizierung des Schutzintervalls. Sobald diese Identifizierung erfolgreich war kann die Größe der FFT konstant werden;
– Signal RES: Signal abhängig von einer neuen Strategie, um die Zählereinheit wieder auf Null zurückzustellen;
– Signal Th: Signal zur Definition des Grenzwerts, über dem ein kennzeichnendes Korrelationssignal berücksichtigt werden muss. Die Steuerung 24 berücksichtigt die ausgegebenen Ergebnisse und erhält folglich:
– Signal FF ^T : Signal der Nummer des Weges entsprechend der geschätzten Größe der FFT;
– Signal OFFSET: Signal zur Messung der Verschiebung der Position der Korrelationsspitze in Bezug auf das verwendete Korrelationsfenster zur Bestimmung des Anfangs des OFDM-Symbols;
– Signal GÎ: Signal für die Angabe der Dauer des Schutzintervalls entsprechend der Anzahl an Signalmustern;
– Signal H: Zeitgeber der Abtastung.

Wenn das Korrelationssignal über dem Grenzwert liegt, sendet der Grenzwertdetektor ein Signal zur Erhöhung des auf dem Weg liegenden Zählers 25_2k , 25_8k . Zu Beginn kann der eine oder der andere der Wege ausgewählt werden. Diese Auswahl wurde auf der Grundlage der Amplitude der auf jedem Weg gemessenen Korrelationsspitzen getroffen. Dafür werden die Amplituden der Korrelationsspitzen in einem Vergleicher 29 verglichen, der mit der Ausgabe eines Signals die Größe der FFT festlegt FF ^T. Dieses aktiviert einen ersten Selektor SEL1 27, der den ausgewählten Weg mit der Rechenvorrichtung 26 verbindet, welche die Dauer des Schutzintervalls festlegt und das Signal ausgibt GÎ. Auf dieselbe Weise aktiviert das Signal FF ^T einen zweiten Selektor 23, der die Amplitude des Korrelationssignals des ausgewählten Wegs an die Recheneinheit 22 überträgt, welche die bestehende Versetzung zwischen der maximalen Korrelation und dem Anfang des Korrelationsfensters misst.
Das Schema einer Korrelationszelle ist in 7 dargestellt. Sie enthält eine Speichereinheit 210, die nach dem FIFO-Prinzip arbeitet. Diese erhält eine erste eingehende komplexe Symbolfolge x(n) (komplexe Symbole I/Q) während der Öffnung des Erfassungsfensters AW, deren Dauer und temporale Position von der Kontrolleinheit 24 bestimmt werden.
Dem beschriebenen Verfahren zufolge wird das Korrelationsfenster CW von der Steuerung 24 mit einer Verspätung von Nu Signalmustern in bezug auf das Fenster AW für die Auswahl einer zweiten komplexen Symbolfolge x(n) geöffnet. Gleichzeitig gibt der Ausgang der Speichereinheit Daten x(n – Nu) aus, die in einer Transformations-Untereinheit 230 in zugeordnete Daten x°(n – Nu) transformiert werden. Eine Multiplikationseinheit 240 multipliziert die zweite Folge x(n) mit den zugeordneten Daten x°(n – Nu), um x(n).x°(n – Nu) zu erhalten. Man berechnet ein Korrelationssignal Cor(n) in einem Gleitfenster, welches im Innern des Korrelationsfensters CW versetzt wird. Die Akkumulation des Signals x(n).x°(n – Nu) in dem Gleitfenster – Ni = legt das Korrelationssignal Cor(n) fest gemäß:
Diese Relation kann auch geschrieben werden in der Form:
Cor(n) = Cor(n – 1) + x(n)·x°(n – Nu) – x(n – Ni)·x°(n – Ni – Nu). Die Länge des Gleitfensters – Ni = muss kleiner oder gleich der kleinsten Breite des gemeinhin identifizierten Schutzintervalls Ng des betrachteten Wegs bleiben, d. h:

– Ni = = Ng_min während der Phase zur Bestimmung der Größe der FFT und der Breite des Schutzintervalls;
– Ni = Ng , wobei Ng die Schätzung von Ng nach der Identifizierung der Breite des Schutzintervalls ist.

Die Korrelationszelle führt folgende Operationen aus:

– Ablage der erhaltenen Signalmuster x(n) in den Speicher während der Öffnung des Erfassungsfensters. Aufgrund der Versetzung von Nu Signalmustern zwischen der Öffnung des Erfassungsfensters AW und dem des Korrelationsfensters CW erhalten die Signalmuster, die aus dem Speicher kommen, die Bezeichnungsform x(n – Nu), wobei man die laufenden Signalmuster, die vom Korrelationsfenster CW selektiert wurden, mit x(n) benennt;
– Transformation der gespeicherten Daten x(n – Nu) in zugeordnete Daten x°(n – Nu);
– im Multiplizierer 240 Berechnung von x(n).x°(n – Nu);
– Auswahl der Daten x(n – Ni =).x°(n – Ni = –Nu);
– in einem Addierer/Subtrahierer 250 Subtraktion von x(n).x°(n – Nu) und x(n – Ni =).x°(n – Ni = –Nu) und Addition des Ergebnisses mit Cor(n – 1), um das Korrelationssignal Cor(n) im Zeitpunkt n zu erhalten;
– in einer Verzögerungsanordnung 260 Versetzung des Signals Cor(n) um einen Zeittakt, um beim nachfolgenden Takt verwendet zu werden. Die Funktionsweise der Speichereinheit 210 erfolgt auf nachstehende Weise (siehe 3):
– im Zeitpunkt n = n1 (Bezeichnet in Bezug auf den Anfang des Fensters CW), mit n1 enthalten zwischen 0 und M – 1, berechnet man x(n1).x°(n1 – Nu), was man in der Speicherposition ablegt, wo x(n1 – Nu) gespeichert war. Das Signal x(n1 – Ni =).x°(n1 – Ni = –Nu) wird ab dem Zeitpunkt operativ, in dem es vorhanden ist, d. h. im Zeitpunkt n größer oder gleich –Ni.

9 zeigt ein Organigramm der unterschiedlichen Schritte des Verfahrens gemäß der Erfindung im Falle der Bestimmung von zwei unterschiedlichen, nach dem Schema der 8 umgesetzten Übertragungsformaten. Das Verfahren beginnt mit der Berechnung der Korrelationssignale in den Zellen CELL1 und CELL2, um im Laufe der Schritte 311 und 312 respektive die Signale Cor_2k(n) und Cor_8k(n) zu erhalten. Im Laufe der Schritte 321 und 322 werden diese Signale respektive mit den Grenzwerten Th_2k und Th_8k verglichen, wobei die respektiven Ergebnisse dieser Vergleiche die Fähnchen FL_2k und FL_8k bilden. Wenn der Grenzwert nicht überschritten wird (negatives Ergebnis N), werden die Schritte 311 und 312 erneut ausgeführt: Wenn der Grenzwert überschritten wird (positives Ergebnis Y), bestimmt man im Laufe von Schritt 330 dasjenige der Signale Cor_2k(n) oder Cor_8k(n) mit der maximalen Amplitude. Anhand des Signals mit der maximalen Amplitude bestimmt man die Größe der FFT (2k oder 8k) (Schritt 340) sowie die Dauer des Schutzintervalls (Schritt 350), berechnet von der Korrelationszelle der identifizierten FFT.
Während der Ablauf der Schritte 321 und 322 kann einer der Schritte, Schritt 321 beispielsweise, ein positives Ergebnis zeigen, während der andere Schritt 322 ein negatives Ergebnis zeigt, was die Zelle CELL2 dazu verpflichtet, den Schritt 312 erneut auszuführen. Aus diesem Grund ist es notwendig, am Ende von Schritt 350 zu prüfen, ob Schritt 322 während dem Ablauf der Schritte 330, 340 und 350 nicht ein positives Ergebnis zeigte. Diese Prüfung wird während dem Schritt 360 durchgeführt. Wenn FL_2k und FL_8k gleichzeitig positiv sind (Zustand Y), veranlasst Schritt 360 die Wiederaufnahme des Verfahrens bei Schritt 330 zur erneuten Bestimmung des Signals Cor_2k(n) oder Cor_8k(n) mit der maximalen Amplitude. Es ist notwendig, das Fähnchen des nicht ausgewählten Wegs auf Null zurückzustellen. Wenn die Signale Cor_2k(n) und Cor_8k(n) nicht gleichzeitig in positivem Zustand sind (Y), geht das Verfahren nach Schritt 370, der festlegt, ob die Anzahl der erkannten Korrelationsspitzen der Anzahl der für diese Bestimmung verwendeten OFDM-Symbole entspricht. Wenn Die Anzahl an Spitzen nicht korrekt ist, wird das Verfahren an den Schritten 311 oder 312 wieder aufgenommen. Wenn diese Anzahl korrekt ist, geht das Verfahren nach Schritt 380 für die Berechnung der Position des Korrelationsfensters. Man versichert sich, dass das Fenster einwandfrei positioniert ist, indem man im Laufe von Schritt 390 eine andere Prüfung ausführt, die bestimmt, ob es in dem so positionierten Fenster tatsächlich nur eine einzige Korrelationsspitze gibt. Wenn diese Prüfung negativ ist (Ergebnis N), ist das Fenster nicht einwandfrei positioniert, und das Verfahren wird an den Schritten 311 und 312 wieder aufgenommen. Wenn das Ergebnis positiv ist (Y), ist das temporale Synchronisationssystem einwandfrei definiert und der Empfänger dazu bereit, den Betrieb aufzunehmen.

ENC: = Quellenkodierer
MOD: = Modulator
OSC: = Oszillator
CHAN: = Kanal
A/D: = Analog/Digital
DEC: = Quellendekodierer
DEMOD: = Demodulator
MAPP: = Zuteilungsorgan
SYNC: = Synchronisation
S/P: = Serien-Parallel-Wandlung
P/S: = Parallel-Serien-Wandlung
FFT: = schnelle Fouriertransformierte
CELL: = Zelle
AW: = Erfassungsfenster
CW: = Korrelationsfenster
COR: = Korrelation
CONTROL: = Kontrolleinheit
SEL: = Selektor
MAX: = Maximum
FFT: = FFT-Größe
END: = ENDE

Claims

Verfahren zur Bestimmung eines Übertragungsformats von komplexen Symbolen in einem aus komplexen Symbolen blockformatierten Signal, wobei jeder Block einen ersten Auftritt (gIk) einer Gruppe komplexer Symbole und einen zweite Auftritt (gIk) derselben Gruppe komplexer Symbole enthält, die zwei Auftritte mit derselben Dauer, und Verfahren zur Bestimmung der Merkmale des Übertragungsformats eine Korrelation zwischen dem ersten Auftritt und dem zweiten Auftritt ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Speicherung einer ersten komplexen Symbolfolge, dem erhaltenen Signal mit Hilfe eines temporalen Erfassungsfensters (AW) entnommen, welche eine über der Dauer der Auftritte komplexer Symbolen liegende Dauer aufweist, – Korrelation (311, 312) der ersten komplexen Symbolfolge mit einer zweite komplexen Symbolfolge, in einem anderen Zeitpunkt im erhaltenen Signal ausgewählt, mit Hilfe eines temporalen Korrelationsfensters von gleicher Dauer wie der des temporalen Erfassungsfensters, – Bestimmung der Merkmale des Übertragungsformats (330, 340, 350, 380) mit der Suche maximaler Korrelation zwischen der ersten und der zweiten komplexen Symbolfolge, der Synchronisierung des Erfassungsfensters auf das erhaltene Signal und der temporalen Positionierung der Fenster zueinander, wobei maximale Korrelation entsteht, wenn die erste und die zweite komplexe Symbolfolge respektive den besagten ersten und zweiten Auftritt enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Signal ein Signal mit Multiplexaufteilung orthogonaler Frequenzen ist, ein so genanntes OFDM-Signal, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren eine Anzahl orthogonaler Frequenzen festlegt, die in mindestens einem Übertragungsformat des OFDM-Signals enthalten sind.
Übertragungssystem eines Signals mit Multiplexaufteilung orthogonaler Frequenzen, ein so genanntes OFDM-Signal, wobei das System Übertragungsmittel (5) des besag ten aus komplexen Symbolen blockformatierten Signals entsprechend einem Übertragungsformat enthält, jeder Block einen ersten Auftritt einer Gruppe komplexer Symbole und einen zweiten Auftritt derselben Gruppe komplexer Symbole enthält und die zwei Auftritte eine selbe Dauer haben, und es Empfangsmittel mit Korrelationsmitteln zur Bestimmung einer Korrelation zwischen dem ersten Auftritt und dem zweiten Auftritt und zur Bestimmung der Merkmale des Übertragungsformats enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsmittel (105) enthalten: – Mittel für die Auswahl und Speicherung (24, 210) einer ersten komplexen Symbolfolge, ausgewählt im erhaltenen Signal mithilfe eines temporalen Erfassungsfensters (AW), welches eine über der Dauer der Auftritte komplexer Symbole liegende Dauer hat, – Mittel für die Auswahl (24) einer zweiten komplexen Symbolfolge, in einem anderen Zeitpunkt im erhaltenen Signal ausgewählt, mithilfe eines temporalen Korrelationsfensters (CW) von gleicher Dauer wie der des temporalen Erfassungsfensters, wobei die Korrelationsmittel die Korrelation (240, 250, 260) zwischen der ersten Folge und der zweiten Folge komplexer Symbole ausführen, – Mittel zur Bestimmung der Merkmale des Übertragungsformats (330, 340, 350, 380) mit der Suche maximaler Korrelation zwischen der ersten und der zweiten komplexen Symbolfolge mit der Synchronisierung des Erfassungsfensters auf das erhaltene Signal und der temporalen Positionierung der Fenster zueinander, wobei maximale Korrelation entsteht, wenn die erste und die zweite komplexe Symbolfolge respektive den besagten ersten und zweiten Auftritt enthält.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsmittel mehrere parallel angeordnete Wege enthalten, um mehrere Übertragungsformate bestimmen zu können.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wege simultan operieren.
Empfänger (105) für den Empfang eines Signals mit Multiplexaufteilung orthogonaler Frequenzen, ein so genanntes OFDM-Signal, wobei das Signal aus komplexen Symbolen blockformatiert ist, entsprechend einem Übertragungsformat, jeder Block einen ersten Auftritt einer Gruppe von komplexen Symbolen und einen zweiten Auftritt derselben Gruppe mit komplexen Symbolen aufweist, beide Auftritte mit einer selben Dauer, der Empfänger Korrelationsmittel zur Bestimmung einer Korrelation zwischen dem ersten Auftritt und dem zweiten Auftritt enthält, um die Merkmale des Übertragungsformats zu bestimmen und das erhaltene Signal zu erkennen, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsmittel enthalten: – Mittel für die Auswahl und Speicherung (24, 210) einer ersten komplexen Symbolfolge, ausgewählt im erhaltenen Signal mithilfe eines temporalen Erfassungsfensters (AW), welches eine über der Dauer der Auftritte komplexer Symbole liegende Dauer hat, – Mittel für die Auswahl (24) einer zweiten komplexen Symbolfolge, in einem anderen Zeitpunkt im erhaltenen Signal ausgewählt, mithilfe eines temporalen Korrelationsfensters von gleicher Dauer wie der des temporalen Erfassungsfensters, wobei die Korrelationsmittel (240, 250, 260) die Korrelation zwischen der ersten Folge und der zweiten Folge komplexer Symbole ausführen, – Mittel zur Bestimmung des Übertragungsformats (330, 340, 350, 380) mit der Suche maximaler Korrelation zwischen der ersten und der zweiten komplexen Symbolfolge mit der Synchronisierung des Erfassungsfensters auf das erhaltene Signal und der temporalen Positionierung der Fenster zueinander, wobei maximale Korrelation entsteht, wenn die erste und die zweite komplexe Symbolfolge respektive den besagten ersten und zweiten Auftritt enthält.
Einpfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsmittel mehrere parallel angeordnete Wege enthalten, um mehrere Übertragungsformate bestimmen zu können.
Empfänger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wege simultan operieren.