DE10124187A1 - Transmitting data in radio channels with strong multipath propagation, raised data quantity in radio communications system involves inserting additional data blocks then related useful blocks - Google Patents
Transmitting data in radio channels with strong multipath propagation, raised data quantity in radio communications system involves inserting additional data blocks then related useful blocksInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Übertragen von Daten in einem Funk-Kommunikationssystem mit den oberbe grifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. eine Vor richtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for transmission of data in a radio communication system with the top conceptual features of claim 1 or a front direction for performing such a method.
In Funk-Kommunikationssystemen, wie beispielsweise GSM (Glo bal System for Mobil Communication), UMTS (Universal Mobil Telecommunication System) oder HiperLAN bzw. H2 als lokales Datennetz werden Informationen, beispielsweise Sprache, Bild informationen oder andere Daten, mit Hilfe von elektromagne tischen Wellen über eine Funkschnittstelle zwischen sendender und empfangender Station übertragen. Die über die Funk schnittstelle kommunizierenden Stationen sind zumeist einer seits eine mobile Teilnehmerstation bzw. ein mobiler Computer und andererseits eine netzseitige, ortsfeste Station. Die netzseitige Station leitet Daten zu bzw. von weiteren Netzeinrichtungen weiter, wobei die netzseitigen Einrichtun gen entsprechend dem Kommunikationssystem ausgebildet sind.In radio communication systems, such as GSM (Glo bal System for Mobil Communication), UMTS (Universal Mobil Telecommunication System) or HiperLAN or H2 as local Data network are information, such as language, image information or other data, with the help of electromagnetic table waves over a radio interface between transmitting and the receiving station. The over the radio Interface communicating stations are mostly one on the one hand a mobile subscriber station or a mobile computer and on the other hand a stationary station on the network side. The network-side station forwards data to or from others Network devices further, the network-side devices conditions are designed in accordance with the communication system.
Bei der derzeitigen Technologie für lokale Funkdatennetze (WLAN: Wireless Local Area Network), H2 (HiperLAN Typ 2), gibt es derzeit einen ersten Satz Standards, wobei der Schwerpunkt für Anwendungen bei H2 innerhalb von Gebäuden oder Büros mit einer sehr geringen Mobilität bzw. Tragbarkeit der teilnehmerseitigen Stationen gesehen wird. Daher werden Fünf-Kanal-Modelle mit einer maximalen Impulsantwort von we niger als 1 µs spezifiziert. H2 beruht auf einem Multiplex- Verfahren mit orthogonaler Frequenzteilung (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplex), wobei ein Schutzintervall vor dem eigentlichen Datenintervall bei der Einteilung von Nutz daten in einen Datenübertragungsblock verwendet wird, um eine Zwischen-Symbol-Interferenz (ISI: Inter Symbol Interference) zwischen benachbarten OFDM-Symbolen zu vermeiden. Die Länge eines solchen Schutzintervalls soll dabei zumindest so lang sein, wie die längste Mehrwegekomponente des Funkkanals. Bei H2 wurde ein Schutzintervall von 800 ns spezifiziert, das für typische Büroszenarien ausreichend ist.With the current technology for local radio data networks (WLAN: Wireless Local Area Network), H2 (HiperLAN Type 2), there is currently a first set of standards, with the Main focus for applications with H2 inside buildings or offices with very little mobility or portability of the stations on the subscriber side is seen. Therefore Five-channel models with a maximum impulse response of we specified less than 1 µs. H2 is based on a multiplex Method with orthogonal frequency division (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplex), with a guard interval before the actual data interval when dividing useful data in a frame is used to create a Inter Symbol Interference (ISI) between neighboring OFDM symbols. The length such a protection interval should be at least as long be like the longest multipath component of the radio channel. at A protection interval of 800 ns was specified for H2 typical office scenarios is sufficient.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist beim derzeitigen H2-Standard eine Datenfolge bzw. ein Datenstrom vorgesehen, bei dem sich Zusatzdaten bzw. Schutzintervalle G1, G2 mit Nutzdaten D1, D2 jeweils abwechseln. Die Länge der Zusatzdaten G1, G2 beträgt vorliegend jeweils 800 ns und die Länge der Nutzdaten D1, D2 beträgt jeweils 3200 ns.As can be seen from FIG. 1, the current H2 standard provides a data sequence or a data stream in which additional data or protection intervals G1, G2 alternate with user data D1, D2. The length of the additional data G1, G2 in the present case is 800 ns and the length of the user data D1, D2 is 3200 ns.
Mittlerweile wird eine Anzahl neuer Anwendungen für öffentli che oder teilweise öffentliche Verwendungen von H2 disku tiert. Einige dieser Anwendungen machen jedoch auch mobile H2-Terminals mit einer hohen Mobilität erforderlich, bei spielsweise für einen Datenaustausch zwischen Fahrzeugen oder für Fahrzeuge, die Ampelanlagen passieren. Beispielsweise werden Messkampagnen geplant, um die Länge der Impulsantwor ten in solchen Situationen zu bestimmen, wobei bereits erwar ten werden kann, dass es Impulsantworten mit einer Dauer län ger als 800 ns, d. h. in der Größenordnung von 2 µs geben wird. Ohne Gegenmaßnahmen würde H2 aufgrund des kurzen Schutzinter valls von nur 800 ns versagen.A number of new applications for public Partial or public uses of H2 discu advantage. However, some of these applications also make mobile H2 terminals with high mobility required at for example for data exchange between vehicles or for vehicles that pass traffic lights. For example measurement campaigns are planned to determine the length of the impulse response in such situations, which was already expected It can be said that impulse responses last for a long time less than 800 ns, d. H. will be on the order of 2 µs. Without countermeasures, H2 would be due to the short protective interval valls of only 800 ns fail.
Aus einem terrestrischen digitalen Video-Rundfunk (DVB-T: Digital Video Broadcast, Terrestrial) ist es bekannt, die An zahl von Unterträgern (SCs: Sub Carriers) zu erhöhen, so dass die Länge der OFDM-Symbole vergrößert werden kann. Bei H2 würde eine solche Vorgehensweise sehr weitreichende Änderun gen in der physikalischen Ebene erforderlich machen und den Hardware-Aufwand für die Signalverarbeitung erhöhen.From terrestrial digital video broadcasting (DVB-T: Digital Video Broadcast, Terrestrial) it is known to the An Increase the number of subcarriers (SCs: Sub Carriers) so that the length of the OFDM symbols can be increased. At H2 such an approach would make very far-reaching changes conditions on the physical level and the Increase hardware effort for signal processing.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, H2 oder vergleich bare Kommunikationssysteme in mobilen und öffentlichen Umge bungen auch für die Verwendung von größeren Datenmengen in einem Datenübertragungsblock oder bei erhöhter Anwortdauer einsatzfähig zu machen. Bei H2 sollten beispielsweise lange Impulsantworten in der Größenordnung von 1,6-2 µs möglich werden. Dabei sollen die Änderungen in der physikalischen Ebene von H2 minimal gehalten werden.An object of the invention is H2 or comparative bare communication systems in mobile and public areas exercises for the use of larger amounts of data in a data transmission block or if the response time is increased to make it operational. For example, H2 should be long Impulse responses in the order of 1.6-2 µs possible become. The changes in physical Level of H2 can be kept to a minimum.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Übertragen von Da ten in einem Funk-Kommunikationssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst.This task is accomplished by a method of transferring Da ten in a radio communication system with the features of Claim 1 or a device for performing a such a method with the features of claim 11 solved.
Bei einem Verfahren zum Übertragen von Daten über eine Funk schnittstelle zwischen zwei Stationen eines Kommunikationssy stems, bei dem die Daten in einem Datenstrom übertragen wer den und im Datenstrom Nutzdatenblöcke nach diesen betreffen den Zusatzdatenblöcken, insbesondere Schutzintervallen, ein gesetzt werden, ist es vorteilhaft, im Datenstrom jeweils zu mindest zwei Zusatzdatenblöcke als einen Block einzusetzen, bevor die dazu gehörenden Nutzdatenblöcke als ein nachfolgen der Block eingesetzt werden. Durch eine solche Vorgehensweise wird einerseits der Bereich für die Zusatzdaten, insbesondere das Schutzintervall, vergrößert und andererseits wird auch der Bereich für Nutzdaten entsprechend der Anzahl zusammenge fasster Nutzdatenblöcke vervielfacht.In a method of transmitting data over a radio Interface between two stations of a communication system stems, in which the data is transmitted in a data stream the and in the data stream concern user data blocks after them the additional data blocks, in particular protection intervals be set, it is advantageous to in each case in the data stream use at least two additional data blocks as one block, before the associated user data blocks succeed as one the block can be used. By doing so on the one hand, the area for the additional data, in particular the guard interval, increased and on the other hand also the area for user data is merged according to the number summarized user data blocks multiplied.
Vorrichtungen mit entsprechenden Steuer- und Speichereinrich tungen sowie einer geeigneten Softwareausstattung ermöglichen die Umsetzung eines solchen Verfahrens in den mobilen Statio nen bzw. den netzseitigen Stationen eines Funk- Kommunikationssystem.Devices with appropriate control and storage facilities and suitable software equipment the implementation of such a procedure in the mobile station or the network-side stations of a radio Communication system.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen. Advantageous configurations are the subject of dependent Claims.
Bei einer Vielzahl von Kommunikationssystemen werden bei nor malem Betrieb jeweils in direkter Abfolge ein Zusatzdaten block oder Schutzintervall und anschließend der dazugehörende Nutzdatenblock in einem Datenstrom eingesetzt (Fig. 1). Um diese üblichen Betriebsbedingungen optional weiterhin in der bekannten Art und Weise nutzen zu können, wird das vorstehend bezeichnete Verfahren vorteilhafterweise bei speziellen Be triebsanforderungen aktiviert, wobei dann jeweils mehrere Zu satzdatenblöcke bzw. Schutzintervalle als ein Block zusammen gefasst in dem Datenstrom eingesetzt werden und erst danach die dazugehörenden Nutzdaten in einem nachfolgenden Daten block in den Datenstrom eingesetzt werden. Als spezielle Be triebsanforderungen sind dabei beispielsweise eine überlange Antwortzeit, längere Datenfolgen als die Länge eines üblichen Nutzdatenblocks oder höhere Anforderungen an die Übertra gungssicherheit festlegbar.In a large number of communication systems, an additional data block or protection interval and then the associated useful data block are used in a data stream in normal sequence in each case in a direct sequence ( FIG. 1). In order to be able to continue to use these customary operating conditions optionally in the known manner, the method described above is advantageously activated for special operating requirements, in which case a plurality of additional data blocks or protection intervals are combined as a block in the data stream and only afterwards the associated user data are used in a subsequent data block in the data stream. Special operating requirements include, for example, an excessively long response time, longer data sequences than the length of a normal user data block, or higher requirements for transmission security.
Bei einer Vielzahl von Kommunikationssystemen wird vor der Übertragung von Daten auf die entsprechenden Datenblöcke je weils eine Fouriertransformation angewendet. Nach dem Empfang wird entsprechend eine Rück-Fouriertransformation angewendet, die teilweise auch einfach als Dekodierung bezeichnet wird.In a large number of communication systems, the Transfer of data to the corresponding data blocks each because a Fourier transform is used. After receiving a back Fourier transform is applied accordingly, which is sometimes referred to simply as decoding.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform, bei der mehrere Datenblöcke mit gleichem Dateninhalt bzw. gleicher Datenfolge übertragen werden, wird vorteilhafterweise eine weitere Fouriertransformation bei dem Rücktransformieren auf einen überlappenden Bereich dieser Datenblöcke angewendet. Zweckmäßigerweise wird der Überlappungsbereich dabei so ge wählt, dass Daten, die in dem ersten Datenblock von zwei Da tenblöcken nicht erfasst werden in dem zweiten Datenblock entsprechend erfasst werden. Dadurch können beispielsweise gestörte Tieffrequenzbereiche im ersten Datenblock oder ge störte Hochfrequenzbereiche im zweiten Datenblock gemieden werden. Besonders bevorzugt wird dabei bei benachbarten Nutz datenblöcken, die dritte Fouriertransformation hälftig über den ersten und hälftig über den zweiten Datenblock anzuwen den.According to a particularly preferred embodiment, in which several data blocks with the same data content or the same Data sequence are transmitted, is advantageously a further Fourier transformation during the inverse transformation applied an overlapping area of these data blocks. The overlap area is expediently so ge chooses data that is in the first data block of two da ten blocks are not recorded in the second data block be recorded accordingly. This can, for example disturbed low-frequency areas in the first data block or ge disturbed high-frequency areas avoided in the second data block become. It is particularly preferred for neighboring uses data blocks, the third Fourier transformation over half to apply the first and half over the second data block the.
Zur Fehlerminimierung werden die Ergebnisse der verschiedenen Fouriertransformationen, die auf Datenblöcke gleichen Inhalts angewendet wurden, addiert und optional durch die Anzahl der Ergebnisse von Fouriertransformationen dividiert. Dabei wird ausgenutzt, das bei jedem der übertragenen Datenblöcke ein statistisch anderes Störverhalten überlagert wird. Die Addi tion der Ergebnisse der Fouriertransformationen entspricht aus mathematischer Sicht einer Mittelung der entsprechenden Störeinflüsse.To minimize errors, the results of the various Fourier transformations based on data blocks of the same content were applied, added and optionally by the number of Fourier transform results divided. Doing so exploited, that in each of the transmitted data blocks statistically different interference behavior is superimposed. The Addi tion of the results of the Fourier transforms from a mathematical point of view, an averaging of the corresponding Interference.
Insbesondere bei Systemen, bei denen der normale bzw. her kömmliche Betrieb wechselweise mit einem hier vorgeschlagenen Betrieb bei speziellen Betriebsanforderungen verwendet wird, ist es für die empfangende Station wichtig, zu erfahren, nach welchem Schema die empfangenen Daten verarbeiten werden sol len. Dies kann durch eine entsprechende Signalisierung durch die sendende Station erfolgen.Especially in systems where the normal or forth conventional operation alternately with one proposed here Operation is used for special operational requirements it is important for the receiving station to experience after which scheme the received data should process len. This can be done by appropriate signaling the sending station is done.
Zusätzlich oder alternativ ist insbesondere auch der Einsatz eines Verfahrens vorteilhaft, bei dem der Datenstrom empfän gerseitig auf eine Abfolge von zwei oder mehr Zusatzdaten blöcken bzw. zwei oder mehr direkt folgenden Schutzinterval len als Abfolge vor einer entsprechenden Abfolge von Nutzda tenblöcken untersucht wird. Bei erkennen einer solchen Situa tion kann eine entsprechende Verarbeitung eingeleitet werden.In addition or as an alternative, use is also particularly important a method advantageous in which the data stream receive on the side of a sequence of two or more additional data blocks or two or more immediately following protection intervals len as a sequence before a corresponding sequence of useful data ten blocks is examined. When such a situation is recognized appropriate processing can be initiated.
Anstelle den Datenstrom nach entsprechenden Abfolgen von Zu satzdatenblöcken zu untersuchen kann z. B. auch nach entspre chenden Abfolgen von Nutzdatenblöcken gesucht werden.Instead of the data stream according to the corresponding sequences of Zu Examining sentence data blocks can e.g. B. also after correspond appropriate sequences of user data blocks are searched for.
Dieses Verfahren kann vorteilhafterweise insbesondere dann angewendet werden, wenn die sendende Station keine entspre chende Signalisierung übermittelt, da dadurch auch Situatio nen gehandhabt werden können, bei der die sendende Station eine entsprechende spezielle Datenfolge lediglich weiterlei tet, die sie von einer anderen Einrichtung in dieser Form empfangen hat.This method can then advantageously in particular be used if the sending station does not correspond The appropriate signaling is transmitted, as this also creates a situation can be handled at the sending station only pass on a corresponding special data sequence tet from another institution in this form has received.
Ein solches Verfahren kann insbesondere in Kombination mit der Verlängerung des Schutzintervalls verwendet werden, wobei dies zu einer verringerten Systemkapazität führen würde. Ins besondere ist eine solche Verlängerung vorliegend vorteilhaf terweise optional durch das Zusammenfügen mehrerer Schutzin tervalle bzw. Zusatzdaten in einem Block möglich. Vorteilhaf terweise kann gegenüber der festen Verlängerung des Schutzin tervalls bei beispielsweise dem H2-Standard auf eine entspre chende Anpassung des Standards verzichtet werden bzw. eine solche Anpassung kann mit geringem Aufwand umgesetzt werden, wobei Situationen vermieden werden können, bei denen ein OFDM-Symbol, das aus Schutzintervall und Nutzdatenteil zusam mengesetzt ist, nur vier µs beträgt, wobei dann die 800 ns Schutzintervall eine Überlast von 25% ausmachen würden.Such a method can be used in particular in combination with the extension of the guard interval can be used, whereby this would lead to reduced system capacity. in the Such an extension is particularly advantageous in the present case optionally by combining several protective elements Intervals or additional data possible in one block. Vorteilhaf It is usually possible to extend the protection If, for example, the H2 standard corresponds to one appropriate adjustment of the standard or a such adaptation can be implemented with little effort, situations can be avoided in which a OFDM symbol that consists of the protection interval and the user data part is set, is only four µs, then the 800 ns Protection interval would constitute an overload of 25%.
Ferner kann das vorstehend beschriebene Verfahren auch in Verbindung mit Systemen eingesetzt werden, bei denen mehr oder weniger Zwischen-Symbol-Interferenz (ISI: Inter Symbol Interference) zwischen aufeinanderfolgenden OFDM-Symbolen zu gelassen wird und ein Equalizer diese Zwischen-Symbol- Interferenzen in dem Basisband entfernt. Durch eine Kombina tion mit einem solchen Verfahren würde jedoch der größte Vor teil von OFDM aufgegeben, da dies mit einem hohen Aufwand an Signalverarbeitung in dem Basisstations-Modem verbunden wäre.Furthermore, the method described above can also in Connect to systems where more or less inter-symbol interference (ISI: Inter Symbol Interference) between successive OFDM symbols is left and an equalizer this intermediate symbol Interference in the baseband removed. With a Kombina tion with such a procedure would be the greatest advantage part of OFDM abandoned, as this takes a lot of effort Signal processing would be connected in the base station modem.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment is shown below with reference to the drawing explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine Datenfolge gemäß dem Stand der Technik zur Über tragung von Daten in einem Funk-Kommunikationssystem, Fig. 1 shows a data sequence in accordance with the prior art for the transmission of data over in a radio communication system,
Fig. 2 schematisch Einrichtungen eines Funk- Kommunikationssystem; Fig. 2 shows schematically devices of a radio communication system;
Fig. 3 einen Datenstrom, auf dessen ersten Datenblock eine erste Fouriertransformation angewendet wird und auf dessen zweiten Datenblock eine zweite Fouriertrans formation angewendet wird, und Fig. 3 shows a data stream is applied to the first data block and a first Fourier transformation is applied formation on its second data block, a second Fourier transform, and
Fig. 4 einen Datenstrom gemäß dem vorliegenden Verfahren, wobei in drei Teilabbildungen jeweils Anwendungsbe reiche einzelner Fouriertransformationen skizziert sind. Fig. 4 shows a data stream according to the present method, with application areas of individual Fourier transformations are outlined in three partial images.
Bei einem beispielhaften Kommunikationssystem, hier einem H2- Funk-Kommunikationssystem als lokales, funkgestütztes Daten netz, wie dies in Fig. 2 skizziert ist, kommuniziert eine Vielzahl verschiedenartigster Einrichtungen miteinander. Als ortsfeste Zugriffsstation dient bei einem solchen Datennetz ein Zugriffspunkt AP, der eine Steuereinrichtung C, eine Speichereinrichtung S und weitere für den Betrieb erforderli che Einrichtungen und Module mit entsprechenden Softwarefunk tionen aufweist. Ein Teil dieser Einrichtungen, Module und Softwarefunktionen kann bei einem Datennetz auch in andere Einrichtungen ausgelagert sein, wobei dann eine Verbindung zu weiteren Netzeinrichtungen N besteht.In an exemplary communication system, here an H2 radio communication system as a local, radio-based data network, as outlined in FIG. 2, a large number of very different devices communicate with one another. In such a data network, an access point AP, which has a control device C, a storage device S and other devices and modules required for operation with corresponding software functions, serves as the fixed access station. Some of these devices, modules and software functions can also be outsourced to other devices in the case of a data network, in which case there is a connection to further network devices N.
Der Zugriffspunkt AP baut eine Funkzelle Z auf, wobei insbe sondere bei Verwendung von sektorisierten Antennen auch meh rere Funkzellen Z aufgebaut werden können. Innerhalb dieser Funkzelle Z können stationäre oder mobile teilnehmerseitige Stationen WH, WH2 mit dem Zugriffspunkt AP kommunizieren. Ei nerseits sendet der Zugriffspunkt über Nachrichten- bzw. Rundfunkkanäle BCCH (Broad Cast CHannel) Informationen an die in seiner Funkzelle Z befindlichen Stationen WH, WH2, z. B. mobile funkgestützte Terminals, aus. Andererseits können di rekte Verbindungen V zwischen dem Zugriffspunkt AP und einer jeweils einzelnen der Stationen WH aufgebaut werden. Über diese Verbindungen V, die eine direkte Funkschnittstelle aus bilden, werden Daten in Aufwärtsrichtung UL bzw. Abwärtsrich tung DL ausgetauscht. Die Trägerfrequenz der Funkschnittstel le V liegt im Fall von H2 bei 5-6 GHz.The access point AP sets up a radio cell Z, in particular especially when using sectored antennas also meh rere radio cells Z can be built. Within this Radio cell Z can be stationary or mobile on the subscriber side Communicate stations WH, WH2 with the access point AP. egg on the other hand, the access point sends messages or Broadcast channels BCCH (Broad Cast CHannel) information to the in its radio cell Z stations WH, WH2, z. B. mobile radio-based terminals, off. On the other hand, di right connections V between the access point AP and one each of the stations WH are set up. about these connections V, which is a direct radio interface form, data in the upward direction UL or downward direction device DL replaced. The carrier frequency of the radio interface le V is 5-6 GHz in the case of H2.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, werden die Daten jeweils sender seitig in einen Datenstrom eingesetzt, wobei bei H2 jeweils ein Schutzintervall G1 und ein Nutzdatenintervall D1 unmit telbar hintereinander in den Datenstrom eingesetzt werden, bevor ein weiteres Schutzintervall G2 mit einem weiteren Nutzdatenblock D2 in den Datenstrom eingesetzt wird. Vor dem Einsetzen der Nutzdaten D1, D2 in den Datenstrom wird auf die Nutzdaten jeweils eine Fouriertransformation (FFT) angewen det. In dem Datenstrom angeordnet werden die Daten dann von der sendenden Station, dass heißt entweder dem Zugriffspunkt AP oder der mobilen Station WH, über die Funkschnittstelle V zu der empfangenden Station, dass heißt umgekehrt entweder der mobilen Station WH bzw. dem Zugriffspunkt AP, übertragen. In dieser empfangenden Station WH bzw. AP werden die empfan genen Daten dann entsprechend mit einer rückwärts gerichteten Fouriertransformation FFT1, FFT2 entschlüsselt bzw. aufberei tet und dann an entsprechende Einrichtungen zur Weiterverar beitung übergeben.As can be seen from FIG. 3, the data are used on the transmitter side in a data stream, with H2 a protection interval G1 and a user data interval D1 being used immediately one behind the other in the data stream before a further protection interval G2 with a further user data block D2 in the Data stream is used. Before the user data D1, D2 are inserted into the data stream, a Fourier transformation (FFT) is applied to the user data. The data is then arranged in the data stream from the sending station, that is to say either the access point AP or the mobile station WH, via the radio interface V to the receiving station, that is to say conversely, either the mobile station WH or the access point AP. In this receiving station WH or AP, the received data is then decrypted or processed accordingly with a backward Fourier transformation FFT1, FFT2 and then passed on to corresponding devices for further processing.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform werden die Daten bei speziellen Betriebsanforderungen oder optional generell in einer Datenfolge in den Datenstrom eingeordnet, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Anstelle jeweils einen Nutzdatenblock G1, G2 bzw. hier ein Schutzintervall in direktem Wechsel mit dem zugeordneten Nutzdatenblock D1 bzw. D2 in den Datenstrom einzuordnen, werden je nach Bedarf zwei oder mehr Zusatzda tenblöcke G1 und G2 in direkter Folge in den Datenstrom ein geordnet, bevor die dazu gehörenden Nutzdaten bzw. Nutzdaten blöcke in den Datenstrom eingeordnet werden. Bei H2 würde dies einer Verdoppelung, Verdreifachung usw. des Schutzinter valls und einer Verdoppelung, Verdreifachung usw. des nach folgenden Nutzdatenblocks entsprechen. Bei dem in Fig. 4 dar gestellten Beispiel hätte das Schutzintervall eine Dauer von 1600 ns anstelle von 800 ns und der Nutzdatenblock hätte eine Dauer von 6400 ns anstelle von 3200 ns.According to the preferred embodiment, the data are arranged in the data stream in the case of special operating requirements or optionally generally in a data sequence, as is shown in FIG. 4. Instead of placing a user data block G1, G2 or a protection interval in direct alternation with the assigned user data block D1 or D2 in the data stream, two or more additional data blocks G1 and G2 are arranged in a direct sequence in the data stream as required before the associated user data or user data blocks are classified in the data stream. In the case of H2, this would correspond to a doubling, tripling, etc. of the protection interval and a doubling, tripling, etc. of the following user data block. In the example shown in FIG. 4, the protection interval would have a duration of 1600 ns instead of 800 ns and the user data block would have a duration of 6400 ns instead of 3200 ns.
Gemäß einem weiteren Aspekt mit eigenständiger erfinderischer Bedeutung kann dabei der Nutzdatenteil zweifach oder vielfach übertragen werden um beispielsweise Kapazitätsverluste oder Störanteile zu minimieren. Im vorliegenden Ausführungsbei spiel würde dies dem Fall entsprechen, in dem die Daten des Nutzdatenblocks D1 den Daten des Nutzdatenblocks D2 entspre chen. Die Daten sind dabei mit einem OFDM-Symbol mit jeweils der selben auf diese angewandten Modulation bearbeitet und in den Datenstrom eingesetzt. Anwendbar ist ein solches Verfah ren natürlich auch bei nicht modulierten Daten, wenn jeweils direkt gleiche Daten in die beiden Nutzdatenblöcke oder Da tenblöcke eingetragen werden, bevor die Fouriertransformation jeweils auf die entsprechenden Datenblöcke angewendet wird.According to another aspect with independent inventive The user data part can have two or more meanings are transferred for example by loss of capacity or To minimize interference. In the present case this would correspond to the case in which the data of the User data block D1 corresponds to the data of the user data block D2 chen. The data are each with an OFDM symbol the same modulation applied to this and edited in used the data stream. Such a procedure is applicable ren of course also with non-modulated data, if each directly the same data in the two user data blocks or Da ten blocks are entered before the Fourier transformation is applied to the corresponding data blocks.
Ohne zusätzliche Maßnahmen ist der Kapazitätsverlust sogar größer, als wenn nur ein Nutzdatenteil D1 übertragen werden würde, da der zweite Nutzdatenteil D2 keine zusätzlichen In formationen trägt. Der zweite Nutzdatenblock D2 kann jedoch als ein Wiederholungscode angesehen werden, dass heißt, es wurde eine gewisse Redundanz hinzugefügt. Wenn auf den ersten Nutzdatenblock D1 vor dem Einsetzen in den Datenstrom bzw. vor der Übertragung eine erste Fouriertransformation FFT1 an gewendet wird und auf dem den zweiten Nutzdatenblock D2 ent sprechend eine zweite Fouriertransformation FFT2 angewendet wird, dann werden die gleichen Daten doppelt übertragen, wo bei empfängerseitig eine Addition vorgenommen werden kann. Diese empfängerseitige Addition der empfangenen Daten ent spricht einem Verstärkungsgrad der Signalenergie von z. B. 6dB. Da das additive weiße Gauss'sche Rauschen AWGN (Additive White Gaussian Noise) für beide Datenteile bzw. Nutzdaten blöcke D1 und D2 unkorreliert ist, wirkt während der Übertra gung aufgenommenes Rauschen (noise) wie geometrisch hinzu ad diert, wodurch sich das Rauschen nach der Addition der beiden Fourier-transformierten Nutzdatenblöcke FFT1 und FFT2 um 3 dB erhöht. Die effektive gewonnene gesamte Verstärkung ergibt sich bei dem beispielhaften Wiederholungscode mit Blick auf das Signal/Rausch-Verhältnis S/N daher zu S/N = (6-3) dB = 3 dB.The loss of capacity is even without additional measures larger than if only one user data part D1 are transmitted would, since the second user data part D2 no additional In formations. However, the second user data block D2 can can be viewed as a repeat code, that is, it some redundancy has been added. If at first User data block D1 before insertion in the data stream or a first Fourier transform FFT1 before transmission is turned and on which the second user data block D2 ent speaking a second Fourier transform FFT2 applied then the same data is transmitted twice where an addition can be made at the receiver end. This receiver-side addition of the received data ent speaks a degree of amplification of the signal energy of z. B. 6dB. Since the additive white Gaussian noise AWGN (Additive White Gaussian Noise) for both data parts or user data blocks D1 and D2 is uncorrelated, works during the transfer added noise (noise) such as geometrically ad dated, which reduces the noise after the addition of the two Fourier-transformed user data blocks FFT1 and FFT2 by 3 dB elevated. The effective total gain gained is look at the sample repeat code the signal / noise ratio S / N therefore to S / N = (6-3) dB = 3 dB.
Eine weitere Verbesserung des Signal/Rausch-Verhältnisses ist möglich, falls eine dritte Fouriertransformation FFT3 durch geführt wird, wobei diese hinsichtlich des Startpunktes der Fouriertransformation so verschoben wird, dass sie im ersten Datenblock D1 beginnt und im zweiten Datenblock D2 endet.Another improvement in the signal-to-noise ratio is possible if a third Fourier transformation FFT3 by is performed, this with regard to the starting point of the Fourier transform is shifted so that it is in the first Data block D1 begins and ends in the second data block D2.
Vorteilhafterweise wird der Startpunkt so gewählt, dass er mittig im ersten Nutzdatenblock D1 beginnt und mittig im zweiten Nutzdatenblock D2 endet. In diesem Fall verschiebt sich die Fouriertransformation hinsichtlich der Dauer zu gleich auch um eine halbe Symbolperiode des OFDM-Symbols. Während sich die Signale bei einer Addition konstruktiv ad dieren, wird das Rauschen gemäß dem Theorem des additiven weißen Gauss'schen Rauschens (AWGN) durch fehlende Korrelati on wiederum verringern.The starting point is advantageously chosen such that it begins in the middle of the first user data block D1 and in the middle of second user data block D2 ends. In this case, postpones the Fourier transform in terms of duration also by half a symbol period of the OFDM symbol. While the signals constructively ad dieren, the noise according to the theorem of additive white Gaussian noise (AWGN) due to missing correlations reduce again.
Aufgrund der zeitlichen Verschiebung des Startpunktes der dritten Fouriertransformation FFT3 findet eine Phasenver schiebung aller Unterträger statt, wobei diese jedoch bei be kanntem Verschiebungsbeginn leicht abgeschätzt bzw. direkt bestimmt und entsprechend korrigiert werden kann. Bei zuvor fest vorgegebenen Startzeitpunkten für die einzelnen Fourier transformationen FFT1, FFT2 und FFT3 ist diese Korrektur im voraus bekannt und braucht nicht abgeschätzt zu werden.Due to the time shift of the starting point of the third Fourier transform FFT3 finds a phase ver shift of all subcarriers instead, but these at be Known shift start slightly estimated or directly can be determined and corrected accordingly. With before fixed start times for the individual Fourier transformations FFT1, FFT2 and FFT3 is this correction in known in advance and need not be estimated.
Das höhere Signal/Rausch-Verhältnis kann verwendet werden, um eine Übertragung mit einem höheren Modulationsformat oder mit verringerter Übertragungsleistung vorzunehmen. Eine andere Möglichkeit würde in der Erhöhung der Coderate des ursprüng lich übertragenen Datensymbols des Nutzdatenblocks D1 beste hen. Auch dies ist möglich, da die Wiederholung des Codes Redundanz hinzufügt, die für eine vorwärts gerichtete Fehler korrektur FEC verwendet werden kann. The higher signal to noise ratio can be used to a transmission with a higher modulation format or with reduced transmission power. Another Possibility would increase the code rate of the original Lich transmitted data symbol of the user data block D1 best hen. This is also possible because the code repeats Adds redundancy for a forward fault correction FEC can be used.
Eine weitere Verbesserung ist möglich, wenn das vorgeschlage ne Übertragungsschema nur dann verwendet wird, wenn die Dauer der Kanalübertragungsfunktion eine bestimmte Schranke über schreitet. Ansonsten kann das Standard konforme Verfahren verwendet werden, bei dem Burst mit einem Zusatzdatenblock bzw. einem Schutzintervall und einem direkt folgenden Nutzda tenblock in den Datenstrom eingefügt werden. Durch diese An passungsmöglichkeit wird der Verlust an Gesamtkapazität mini miert.A further improvement is possible if that is suggested ne transmission scheme is only used if the duration the channel transmission function over a certain barrier below. Otherwise, the standard-compliant procedure be used in the burst with an additional data block or a protection interval and a directly following payload tenblock are inserted into the data stream. By this type Loss of overall capacity becomes mini mized.
Vorteilhafterweise ist eine Übertragung auf verschiedenartig ste Kommunikationssysteme möglich. Beispielsweise können H2- Systeme in Umgebungen mit sehr langen Mehrwege-Komponenten eingesetzt werden, beispielsweise in mobilen Umgebungen. Da bei kann bei H2 ausgenutzt werden, dass die relativ große Be abstandung der Unterträger (Carrier Spacing) von etwa 300 kHz eine sehr große Dopplerspreizung (Doppler spread) ermöglicht, was sehr hohe Geschwindigkeiten der mobilen Terminals ermög licht.Advantageously, a transfer to different types most communication systems possible. For example, H2 Systems in environments with very long multi-way components are used, for example in mobile environments. because at H2 can be exploited that the relatively large Be spacing of the subcarriers (carrier spacing) of approximately 300 kHz enables a very large Doppler spread, which enables very high speeds of the mobile terminals light.
Dabei kann der Kapazitätsverlust aufgrund eines längeren Schutzintervalls minimiert werden. Bei einer Implementierung in den derzeitigen H2-Standard ist dies als eine optionale Lösung möglich, da die Länge des vorgeschlagenen neuen physi kalischen Burst exakt dem zwei- oder mehrfachen der Länge des standardisierten physikalischen H2-Burst entspricht. Vorteil hafterweise wird für eine entsprechende neue Betriebsart bei mobilen Anwendungen eine nur relativ gering erhöhte Verarbei tungsleistung erforderlich.The loss of capacity due to a longer period Protection intervals are minimized. With an implementation in the current H2 standard this is considered an optional Solution possible because the length of the proposed new physi calic burst exactly two or more times the length of the standardized physical H2 burst. benefit Unfortunately, for a corresponding new operating mode mobile applications only a relatively small increase in processing service required.
Soweit Kapazitätsverluste auftreten, hängen diese von der ge wählten Strategie und möglichen Implementationsverlusten ab. Beispielsweise kommt es zu einem höheren Kapazitätsverlust, wenn die Verlängerung des Zusatzdatenblocks bzw. Schutzinter valls mehr als zwei ursprüngliche Zusatzdatenblöcke umfasst. As far as capacity losses occur, they depend on the ge chose strategy and possible implementation losses. For example, there is a higher loss of capacity, if the extension of the additional data block or protective inter valls includes more than two original additional data blocks.
Bei der Verwendung von zwei Fouriertransformationen FFT1 und FFT2 wird im Vergleich zu einem standardisierten H2-Empfänger bei vorgegebenen Zeitfenster keine zusätzliche Verarbeitungs leistung benötigt. Im Falle der Anwendung einer dritten Fou riertransformation FFT3 ist jedoch eine zusätzliche Verarbei tungsleistung zu berücksichtigen. Die Durchführung der Drit ten Fouriertransformation FFT3 kann vorteilhafterweise zeit lich in den Bereich des nachfolgenden verlängerten Zusatzda tenblocks gelegt werden, so dass eine optimale Ausnutzung der Systemressourcen möglich wird. Senderseitig sind die erfor derlichen Aufwendungen sogar geringer als bei einem standar disierten H2-Sender, da die Daten der zweiten Fouriertrans formation FFT2 exakt die gleichen wie die Daten der ersten Fouriertransformation FFT1 sind und daher nur einmal zu be rechnen sind.When using two Fourier transforms FFT1 and FFT2 is compared to a standardized H2 receiver no additional processing for a given time window performance needed. In the case of the application of a third Fou riertransformation FFT3 is an additional processing performance to be taken into account. Implementation of the third Fourier transformation FFT3 can advantageously take time Lich in the area of the subsequent extended additional da ten blocks are placed so that optimal use of the System resources becomes possible. On the transmitter side, the required even less than a standard doped H2 transmitter, since the data of the second Fouriertrans formation FFT2 exactly the same as the data of the first Fourier transformations FFT1 are and therefore only to be used once are expected.
Da die Datenproben der Schutzintervalle und der Fouriertrans formationen FFT1, FFT2 exakt gleich sind, und zwar aufgrund der zyklischen Ausdehnung auf das Schutzintervall, ist es möglich, die Startzeit für die erste Fouriertransformation FFT1 frei um eine bekannte Zeitverschiebung anzusetzen. Dies ermöglicht eine Anpassung der Länge des Schutzintervalls auf die Länge der tatsächlichen Länge der Kanal-Impulsanwort. Durch eine solche Zeitverschiebung werden sich die Fourier transformationen FFT1 und FFT2 teilweise überlappen, dies verursacht jedoch nur eine geringfügige Verschlechterung, da die Nutzdaten vollständig enthalten sind und lediglich bei der Mittelung der Rauschdaten ein nicht optimales Ergebnis zu verzeichnen ist. Die Phasendrehung (phase rotation) um die bekannte Zeitverschiebung der Unterträger kann leicht korri giert werden.Since the data samples of the protection intervals and the Fouriertrans formations FFT1, FFT2 are exactly the same, because of of cyclical expansion to the guard interval, it is possible, the start time for the first Fourier transform FFT1 free to set a known time shift. This enables the length of the guard interval to be adjusted the length of the actual length of the channel impulse response. Such a time shift will make the Fourier transformations FFT1 and FFT2 partially overlap, this however causes only a slight deterioration because the user data are completely contained and only at the averaging of the noise data to a less than optimal result is recorded. The phase rotation around the Known time difference of the subcarriers can easily be corrected be greeded.
Vorteilhafterweise wird die entsprechende Betriebsart, das heißt Standardbetrieb oder Übertragung kombinierter Daten blöcke, vom Sender zum Empfänger signalisiert, so dass der Empfänger darüber informiert wird, wie die empfangenen Daten zu verarbeiten sind. Möglich ist aber auch zusätzlich oder alternativ ein Verfahren zum Erkennen der für die empfangenen Daten erforderlichen Verarbeitung im Empfänger. Dazu kann empfängerseitig ein Vergleich jeweils zwei aufeinanderfolgend empfangener Bursts bzw. Datenblöcke über eine Zeit eines Zu satzdatenblocks G1 und eines Nutzdatenblocks D1 vorgenommen werden. Unter Berücksichtigung geringer Datenveränderungen durch Rauschen, das während der Übertragung über die Luft schnittstelle hinzugefügt wurde, kann bei gleichen Datenin halten zweier aufeinanderfolgenden Datenblöcke auch automa tisch auf die entsprechende Betriebsart mit verlängerten Da tenblöcken geschlossen werden. Neben der Untersuchung empfan gener Daten auf eine Abfolge von Nutzdatenblöcken mit glei chem Nutzdatengehalt ist auch eine Untersuchung dahingehend möglich, ob bei den empfangenen Daten eine verlängerte Zu satzdatenfolge bzw. ein verlängertes Schutzintervall ohne ei nen Datengehalt empfangen wurde.The corresponding operating mode, the means standard operation or transmission of combined data blocks, signaled from the transmitter to the receiver, so that the Receiver is informed about how the received data are to be processed. But it is also possible to add or alternatively, a method for recognizing those received Data required processing in the recipient. This can on the receiver side, a comparison of two in a row received bursts or data blocks over a time of a close record data blocks G1 and a user data block D1 become. Taking into account minor data changes by noise that occurs during airborne transmission interface has been added, can with the same data hold two consecutive data blocks automatically table on the corresponding operating mode with extended data ten blocks are closed. In addition to the examination received gener data on a sequence of user data blocks with the same The useful data content is also an examination of this possible whether an extended Zu record data sequence or an extended protection interval without egg data content was received.
Claims (11)
die Daten (G1, D1, G2, D2) in einem Datenstrom übertragen werden und
im Datenstrom Nutzdatenblöcke (D1, D2) hinter diese betref fenden Zusatzdatenblöcken (G1, G2) eingesetzt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass im Datenstrom jeweils zumindest zwei Zusatzdatenblöcke (G1, G2) aufeinanderfolgend eingesetzt werden und anschlie ßend die dazu gehörenden Nutzdatenblöcke (D1, D2) aufeinan derfolgend eingesetzt werden.1. Method for transmitting data via an interface between two stations (WH, AP) of a communication system (H2), in which
the data (G1, D1, G2, D2) are transmitted in a data stream and
user data blocks (D1, D2) are used in the data stream behind these additional data blocks (G1, G2),
characterized in that at least two additional data blocks (G1, G2) are used in succession in the data stream and the associated useful data blocks (D1, D2) are subsequently used in succession.
bei normalem Betrieb jeweils einer der Zusatzdatenblöcke (G1, G2), insbesondere Schutzintervalle, und anschließend der dazu gehörende der Nutzdatenblöcke (D1 bzw. D2) in den Daten strom (G1, D1, G2, D2) eingesetzt werden und
bei speziellen Betriebsanforderungen im Datenstrom jeweils aufeinanderfolgend zumindest zwei Zusatzdatenblöcke (G1, G2) eingesetzt werden, bevor die dazu gehörenden Nutzdatenblöcke (D1, D2) zusammenhängend im Datenstrom eingesetzt werden.2. The method according to claim 1, wherein
during normal operation one of the additional data blocks (G1, G2), in particular protection intervals, and then the associated one of the useful data blocks (D1 or D2) are used in the data stream (G1, D1, G2, D2) and
in the event of special operating requirements in the data stream, at least two additional data blocks (G1, G2) are used in succession before the associated user data blocks (D1, D2) are used continuously in the data stream.
auf eine Abfolge von zwei oder mehr Zusatzdatenblöcken (G1, G2) vor einer entsprechenden Abfolge von Nutzdatenblöcken (D1, D2) oder
auf aufeinanderfolgende Nutzdatenblöcke (D1, D2) mit glei chem Nutzdatengehalt untersucht wird
und bei Erkennen eine entsprechende Verarbeitung eingelei tet wird.3. The method according to claim 2, wherein the data stream on the receiver side
to a sequence of two or more additional data blocks (G1, G2) before a corresponding sequence of useful data blocks (D1, D2) or
is examined for successive user data blocks (D1, D2) with the same user data content
and appropriate processing is initiated upon detection.
wobei die Vorrichtung eine Steuereinrichtung (C) und eine Speichereinrichtung (S) zum Übertragen der Daten (G1, D1, G2, D2) in einen Datenstrom und zum Einsetzen von Nutzdatenblöc ken (D1, D2) hinter diese betreffende Zusatzdatenblöcke (G1, G2) in den Datenstrom aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass empfangene Nutzdatenblöcke (D1) in der Speicherein richtung (S) zum späteren Verarbeiten mit nachfolgend empfan genen Nutzdatenblöcken (D2) gemäß einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche zwischengespeichert und in der Steuereinrichtung (C) entsprechend verarbeitet werden.11. Device in a communication system (H2) with an interface (V) between two stations (WH, AP) for transferring data between them,
The device comprises a control device (C) and a storage device (S) for transmitting the data (G1, D1, G2, D2) into a data stream and for inserting useful data blocks (D1, D2) behind them additional data blocks (G1, G2) in the data stream,
characterized in that received user data blocks (D1) are temporarily stored in the memory device (S) for later processing with subsequently received user data blocks (D2) according to a method according to one of the preceding claims and processed accordingly in the control device (C).
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US10/147,352 US20020172183A1 (en) | 2001-05-17 | 2002-05-17 | Method and device for transmitting data in radio channels with strong multipath propagation and increased data volume in a radio communication system |
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CN114666024A (en) * | 2022-03-11 | 2022-06-24 | 成都中科微信息技术研究院有限公司 | Reverse signaling retransmission method and communication system based on DVB protocol |
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- 2001-05-17 DE DE2001124187 patent/DE10124187A1/en not_active Ceased
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CN114666024B (en) * | 2022-03-11 | 2024-04-30 | 成都中科微信息技术研究院有限公司 | Reverse command retransmission method and communication system based on DVB protocol |
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