DE19635813A1 - Verfahren zur Reduktion des Spitzenwertfaktors bei digitalen Übertragungsverfahren - Google Patents
Verfahren zur Reduktion des Spitzenwertfaktors bei digitalen ÜbertragungsverfahrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion des Verhältnisses von Signalspit
zenleistung zur mittleren Leistung des Sendesignals bei digitalen Übertragungsverfahren.
Auf dem Gebiet der digitalen Nachrichtenübertragung sind Systeme bekannt, welche ei
ne hochratige Datenübertragung ermöglichen. Eine Technik, welche in jüngster Zeit dabei
zunehmend an Bedeutung gewinnt, ist die Mehrträgerübertragung, bekannt unter den Na
men Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), Discrete Multitone (DMT),
bzw. Multicarrier Modulation (MCM). Bei der Mehrträgerübertragung wird der zu über
tragende Datenstrom in viele parallele Teilkanäle aufgespalten, welche vorzugsweise im
Frequenzmultiplex übertragen werden. Daneben können aber auch andere Multiplextech
niken zum Einsatz kommen. Charakteristisch ist dabei jeweils, daß das zur Verfügung
stehende Übertragungsmedium in viele parallele Teilkanäle (oft als Träger bezeichnet)
zerlegt wird, welche unabhängig voneinander genutzt werden können. Vorzugsweise kom
men in den einzelnen Teilkanälen Phase Shift Keying-(PSK) oder Quadrature Amplitude
Modulation-(QAM) Modulationsverfahren zum Einsatz. Eine Aufwandsgünstige Rea
lisierung dieses Prinzips besteht in der Anwendung der schnellen Fouriertransformati
on (Fast Fourier Transform (FFT)). Durch Einfügen eines sog. Schutz- oder Guard-Intervalls,
wobei ein Block von Sendesymbolen durch teilweise, zyklische Wiederholung
erweitert wird, kann schließlich erreicht werden, daß sich lineare Verzerrungen des Über
tragungsmediums bzw. Mehrwegeausbreitung lediglich als unabhängige Gewichtung nach
Betrag und Phase jedes Teilkanals auswirken. Wird eine differentielle Modulation ein
gesetzt, d. h. wird die Nachricht auf die Differenz zweier aufeinander folgender Symbole
abgebildet, so ist keinerlei Entzerrung im Empfänger notwendig, da nicht das absolute
Signal, sondern nur die relative Änderung informationstragend ist.
Ein wesentlicher Nachteil von Mehrträgerübertragungsverfahren ist, daß selbst bei mode
raten mittleren Sendeleistungen sehr große Leistungsspitzen auftreten können. Dies rührt
von der Unabhängigkeit der Teilkanäle her, resultierend in einer möglichen, konstruktiven
Überlagerung der Teilsignale. Ein Maß für die Leistungsspitzen ist der sog. Spitzenwert
faktor
der in der Nachrichtentechnik eine entscheidende Rolle bei der Auslegung des verwen
deten Sendeverstärkers spielt. Für hohe Spitzenwerte muß dabei eine große Maximal
leistung vorgehalten werden (sog. Back-off), was zu einem Betrieb der Verstärker mit
sehr schlechtem Wirkungsgrad führt. Andererseits darf man die Verstärker nicht zu nahe
an der Sättigung betreiben, da dort die Verstärkerkennlinie deutlich vom ideal linearen
Verlauf abweicht. Wird darüber hinaus die Sendestufe übersteuert, entsteht durch Sätti
gungseffekte des Verstärkers Außerbandstrahlung, d. h. Sendeleistung wird aus dem für
die Übertragung zur Verfügung stehenden Frequenzband gestreut und stört dort eventu
ell vorhandene Übertragungssysteme.
Durch eine sendeseitige Reduktion des Spitzenwertfaktors von Mehrträgersendesignalen
könnten bei vorgegebener abzustrahlender Nutzleistung kleinere und somit wesentlich bil
ligere Leistungsverstärker eingesetzt werden. Dadurch würden Mehrträgerübertragungs
verfahren noch attraktiver werden.
In der Literatur sind verschiedene,jedoch durchweg unbefriedigende
Ansätze bekannt den Spitzenwertfaktor von Mehrträgersendesignalen zu reduzieren.
Im Aufsatz "Reduzierung der durch Nichtlinearitäten hervorgerufenen Außerbandstrah
lung bei einem Mehrträgerverfahren" von M. Pauli und H.P. Kuchenbecker, ITG-Fach
bericht 136 "Mobile Kommunikation", wird ein Verfahren vorgestellt, bei welchem durch
Nachbearbeitung des Sendesignals die Spitzenamplituden abgesenkt werden. Dazu wer
den diese im ersten Schritt gesucht und dann im zweiten Schritt in deren Umgebung die
Amplitude des Sendesignals in der Weise "weich" abgesenkt (allmähliches Absenken der
mittleren Leistung und anschließendes Zurückgehen auf den ursprünglichen Wert), daß
eine gewünschte Spitzenleistung nicht überschritten wird. Da dies im allgemeinen eine
nichtreversible Operation darstellt kann im Empfänger die Nachricht nicht mehr in idea
ler Weise zurückgewonnen werden, was eine Erhöhung der Fehlerrate hervorruft. Speziell
kann selbst bei störungsfreiem Kanal keine fehlerfreie Übertragung garantiert werden.
Daneben sind eine Vielzahl von Ansätzen bekannt (z. B. die Aufsätze "Block coding sche
me for reduction of peak to mean envelope power ratio of multicarrier transmission sche
mes" von A. Jones, T. Wilkinson und S. Barton, Electronics Letters, Dezember 1994,
und "Reduction of peak to mean ratio of multicarrier modulation using cyclic coding"
von D. Wulich, Electronics Letters, Februar 1996), welchen gemeinsam ist, daß Redun
danz in das Signal eingebracht wird, vornehmlich dadurch, daß einzelne Träger nicht zur
Datenübertragung, sondern zur Beeinflussung des Sendesignalverlaufs verwendet werden.
Oft kommen dabei speziell entworfene Blockcodes zur Beschreibung der günstigsten Red
undanzsymbole zum Einsatz. Teilweise wird versucht diese Codes gleichzeitig zur Fehler
korrektur zu verwenden. Gravierender Nachteil dieser Verfahren ist, daß sie meist nur für
eine sehr geringe Anzahl von Trägern geeignet sind, und somit für die Praxis uninteressant
sind. Zudem sind die Verfahren auf binäre oder allenfalls quarternäre Phasenumtastung
(PSK) in den Teilkanälen beschränkt. Für jede Änderung der Signalkonstellation oder der
Trägerbelegung ist daher eine angepaßte Strategie der Redundanzeinbringung erforderlich,
resultierend in sehr unflexiblen Verfahren.
Ein weiteres aus der Literatur bekanntes Verfahren (Aufsatz "Multicarrier modulation
with low peak-to-average power ratio" von M. Friese, Electronics Letters, April 1996)
verwendet einen iterativen Prozeß zur Bestimmung der redundanten Parametern. Um
ein Signal mit sehr geringen Spitzenwerten zu erhalten sind dabei aber übermäßig viele
Fouriertransformationen nötig. Neben dem großen numerischen Aufwand ist vor allem die
sehr große notwendige Redundanz (bis zu 50%) Hauptkritikpunkt.
Größter Nachteil fast aller bisher vorgeschlagenen Lösungsansätze ist, daß oft nur diejeni
gen Spitzenamplituden vermieden werden, welche mit fast verschwindender Wahrschein
lichkeit auftreten und somit im praktischen Betrieb ohnehin zu vernachlässigen sind. Für
die Praxis ist dagegen eine Reduktion aller Signalspitzen auf ein erträgliches Maß anzustre
ben. Daneben sind die bekannten Verfahren stark auf das verwendete Symbolalphabet,
die konkrete Zuordnung der Nachricht zu den Signalpunkten oder die Zahl der Träger
angepaßt und somit extrem unflexibel.
Für digitale Übertragungsverfahren, insbesondere mittels Mehrträgermodula
tion, sollen Vorrichtungen entwickelt werden, die Verfahren realisieren, welche eine merkli
che Reduzierung des Spitzenwertfaktors ζ des Sendesignals ermöglichen, wobei die Lösung
möglichst:
- 1. mit minimaler zusätzlicher Redundanz eine maximal mögliche Reduktion des Spit zenwertfaktors erreichen soll.
- 2. unabhängig von der im Mehrträgermodulationsverfahren verwendeten Trägeranzahl eine zuverlässige und signifikante Reduktion der Spitzenwerte erreichen soll.
- 3. weitestgehend unabhängig von den in den Einzelträgern eingesetzten Modulations verfahren sowie der speziellen Zuordnung von Daten zu Signalpunkten sein soll.
- 4. mit einem vertretbaren Mehraufwand im Sender (sowie im Empfänger) durchführbar sein soll.
Der der Erfindung zugrundeliegende Grundgedanke besteht darin, daß die zu
sendende Nachricht durch eine vorgegebene Anzahl von deterministischen und umkehrbar
eindeutigen Abbildungsfunktionen modifiziert wird, wodurch im Sender zur ursprüngli
chen Nachrichtensequenz alternative, informationsäquivalente Sequenzen erzeugt wer
den. Nach Modulation der äquivalenten Nachrichtensequenzen wird aus den informati
onsäquivalenten Sendesignalen ein im Hinblick auf die auftretenden maximalen Signalam
plituden günstiges Sendesignal für die tatsächliche Übertragung ausgewählt. Mit Kenntnis
der aktuell eingesetzten deterministischen Abbildung kann die ursprüngliche Nachricht
wiederhergestellt werden. Eine mögliche Ausprägung des Verfahrens besteht darin, die im
konkreten Fall bei der gesendeten Signalsequenz durchgeführten Abbildungsvorschrift dem
Empfänger über zusätzliche Seiteninformation in geeigneter Weise mitzuteilen. Alternativ
kann durch geeignete Maßnahmen die Abbildungsvorschrift auch selbst vom Empfänger
regeneriert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine deutliche Reduktion der Signal
spitzenwerte bei Mehrträgermodulation und ermöglichen somit den Betrieb der Sende
verstärker mit einem deutlich geringeren back-off bei vergleichbarer Außerbandstrah
lung. Die sendeseitig einzusetzenden Leistungskomponenten werden hierdurch billiger und
können in einem Arbeitspunkt mit höherem Wirkungsgrad betrieben werden, was sich ge
rade in mobilen Kommunikationsanwendungen positiv auf die Gerätebetriebsdauer ohne
zwischenzeitigem Netzanschluß auswirkt. Darüber hinaus arbeitet das Verfahren mit ei
nem vertretbaren Mehraufwand im Sender und Empfänger, da oft bereits mit wenigen
alternativen Nachrichtensequenzen eine hinreichend große Reduktion der Spitzenwerte
erreicht werden kann. Die Erfindung arbeitet in allen Ausprägungen im Gegensatz zu
den in der Literatur bekannten Lösungen unabhängig vom konkret vorliegenden Modu
lationsverfahren in den Einzelträgern, den verwendeten Signalalphabeten, der konkreten
Zuordnung, sowie der verwendeten Trägeranzahl. Vorteilhaft ist ferner, daß, anders als
in vielen bekannten Verfahren, nur ein Bruchteil an zusätzlicher Redundanz in das Sig
nal eingeführt wird. Durch die reduzierte Dynamik der auftretenden Signalwerte lassen
sich auch die Komponenten zur Digital-/Analogumsetzung im Sender sowie zur
Analog-/Digitalumsetzung im Empfänger in der Auflösung reduzieren, was wiederum zu einer
Kosteneinsparung bei den Geräten führt.
Die Erfindung wird nachfolgend an zwei Ausführungsbeispielen erläutert, wobei
unterschiedliche Verfahren zur Erzeugung der informationsäquivalenten Nachrichten zum
Einsatz kommen.
Mehrträgerübertragungsverfahren werden üblicherweise effizient dadurch realisiert, daß
Blöcke der in den Modulator eingespeisten Nachricht durch das sogenannte Mapping
auf einen Block (Vektor) Aµ der Länge N bestehend aus den Trägerwerten Aµ, ν, ν =
0, . . ., N-1 abgebildet werden. Die jeweiligen Werte (Signalpunkte) werden aus ei
nem diskreten Signalalphabet A als Funktion der jeweiligen zu übertragenden Nachricht
gewählt. Die Signalpunkte sind im allgemeinen komplexe Zahlen. Die Sendefolge aµ, ρ, ρ =
0, . . . N-1, die zu diesem, im folgenden als Trägerkonstellation Aµ bezeichneten, Block
aus Trägerwerten gehört erhält man durch inverse diskrete Fouriertransformation (IDFT)
von Aµ. Günstigerweise wird die Folge komplexer Werte aµ, ρ wieder zu einem Vektor
aµ zusammengefaßt. Daneben kann aber auch jede andere Transformation, beispielswei
se die Walsh-Hadamard-Transformation, eine diskrete Cosinus-Transformation oder die
Karhunen-Lo´ve-Transformation zum Einsatz kommen. Darunter fällt aber auch eine
Sendeimpulsformung bei der üblichen PAM-Übertragung (Einträgerverfahren ergeben
sich für N = 1), eine Transformation eines zeitdiskreten Signals in ein zeitkontinuier
liches Sendesignal. Ebenfalls sind Mischformen aus den genannten Transformationen und
einer Impulsformung denkbar.
In der ersten vorteilhaften Ausprägung der Erfindung werden vorab zwi
schen Sender und Empfänger U (möglichst) voneinander verschiedene Vektoren P(u) =
[P₀(u), P₁(u), . . ., PN-1 (u)], µ = 1, . . ., U, mit komplexen Werten Pν (u) und |Pν (u)| = const
ν = 0, . . ., N-1 vereinbart. Alternativ können diese Vektoren auch in Sender und
Empfänger jeweils nach der selben, fest vorgegebene Vorschrift algorithmisch erzeugt wer
den. Auch können von einem Block zum nachfolgenden die Modifikationsvektoren P(µ) je
weils neu vereinbart werden. Sendeseitig wird dann jeweils komponentenweise das Produkt
Aμ, ν · Pν (u) gebildet und aus den so entstandenen Blöcken mittels der verwendeten Trans
formation (z. B. IDFT) die zugehörigen Zeitsignale berechnet. Aus diesen U Möglichkeiten
wird schließlich ein günstiges Sendesignal ãμ für die tatsächliche Übertragung ausgewählt.
Abb. 1 stellt das erfindungsgemäße Verfahren schematisch dar. Mit der Kenntnis des
aktuell verwendeten Vektors P(u) kann empfangsseitig der Nachrichtenvektor Aµ durch
Division mit P(u) und somit die darin enthaltene Information wiedergewonnen werden.
Eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung gemäß vorliegender Ausprägung besteht dar
in, dem Empfänger die Nummer u des Modifikationsvektors P(u) als Seiteninformation im
Sendesignal selbst mitzuteilen. Denkbar wäre dazu z. B. einzelne Träger Aμ, ν zu reservie
ren, welche keine Nutzinformation tragen.
Eine zweite Ausprägung ist darin zu sehen, die Nummer von P(u) nicht explizit dem
Empfänger mitzuteilen, sondern dieser regeneriert die Nummer des tatsächlich verwen
deten Vektors P(u) zur Inversion der Modifikation selbst. Denkbar wäre eine ohnehin
vorhandene Codierung zur Fehlerkorrektur auch mit für diese Aufgabe einzusetzen. Dazu
schätzen U Decoder den Vektor Aµ, wobei diese jeweils einen der möglichen Vektoren
P(u) vermuten. Schließlich wird derjenige Schätzwert für die weitere Verarbeitung heran
gezogen, welcher die größte Wahrscheinlichkeit aufweist.
Bei unbekannten bzw. zeitvarianten Kanälen, wie sie z. B. beim Mobilfunk vorliegen, wird
günstigerweise die Information nicht absolut im Signal repräsentiert, sondern differentiell,
d. h. in der Änderung aufeinanderfolgender Symbole Aµ, ν dargestellt. Wird dies gewünscht,
so ist die Erfindung in der oben beschriebenen Ausprägung leicht dahingehend zu modi
fizieren. Dazu ist lediglich sendeseitig nach der Multiplikation mit P(u) eine Integration
(Summation) nötig, da Aμ, ν · Pν (u) nun die Inkremente darstellen. Empfangsseitig, vor einem
evtl. vorhandenen Decoder und vor der Inversion der Modifikation wird dieser Vorgang
durch Differentiation wieder rückgängig gemacht.
Eine zweite vorteilhafte Ausprägung der Erfindung soll nun vorgestellt
werden, die im Falle einer linearen Signaltransformation günstig zu implementieren ist. In
diesem Lösungsansatz erfolgt eine Aufteilung der im jeweiligen Mehrträgermodulations
verfahren belegten Träger Aµ in V Unterblöcke Am ( ν ), ν = 1 . . ., V, die jeweils paarweise
disjunkte Trägerpositionen mit den entsprechenden Amplitudenwerten aus der jeweiligen
Gesamtheit Aµ der Trägerwerte belegen, wobei die Gesamtanzahl der auf diese Weise
übernommenen Trägerpositionen in den jeweiligen Unterblöcken Aμ ( ) beliebig ist. Alle in
anderen Unterblöcken untergebrachten Trägerpositionen des jeweils betrachteten Unter
blocks werden mit dem Wert Null belegt, wie aus Abb. 2 hervorgeht. Die Verteilung
der einzelnen Träger auf die jeweiligen Blöcke ist ebenso beliebig. Nach der Aufteilung ist
jede Trägerposition aus Aµ in genau einem Unterblock Aμ ( ) repräsentiert.
Die so erhaltenen Unterblöcke Aμ ( ) von Trägern werden einzeln durch V (mit entsprechen
der Hardware parallelisierbare) lineare Transformationen (z. B. IDFT) in die so bezeich
neten partiellen Sendesequenzen aμ ( ) überführt. Auf diesen Sequenzen basierend läßt sich
nun in einer "Spitzenwertoptimierung" durch ein für diesen Zweck geeignetes Verfahren
eine zielgerichtete optimierende Kombination der partiellen Sendesequenzen durchführen,
wobei nur noch eine geringe Anzahl von Parametern b , mit b = const. · ej ϕν, ϕν ∈ [0, 2π)
(Dreh(streck)ung des komplexen Signal), zu bestimmen ist, deren Auswirkung auf das
Sendesignal aus den Zwischenergebnissen aµ ( ) direkt ersichtlich ist. Das Blockdiagramm
der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Abb. 3 dargestellt. Das ideale Resultat
der Optimierung ist mit den optimalen Faktoren
die Sendesignalsequenz
welche unter allen alternativen Sendesequenzen den geringsten Spitzenwert aufweist. Es
können erfindungsgemäß jedoch auch andere Sendesequenzen ãμ erzeugt und gesendet
werden, welche einen für die Anwendung hinreichend geringen Spitzenwertfaktor besit
zen.
Das erfindungsgemäße Verfahren in der zweiten Ausprägung wird bevorzugt wie folgt ein
gesetzt. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit sowie ohne Einbuße im erzeugten Frei
heitsgrad und somit der Leistungsfähigkeit des beschriebenen Ansatzes läßt sich z. B.
b₁ = 1 setzen, was soviel bedeutet, daß einer der gebildeten Unterblöcke stets unver
dreht übertragen werden kann. Dieser Block könnte unter anderem die Träger enthalten,
die aus verschiedensten Gründen mit einer fest definierten Phasenlage zu übertragen sind,
wie z. B. Pilotträger zur Kanalschätzung. Bei einer kohärenten (oder in Zeitrichtung dif
ferentiell kohärenten) Demodulation können diese Träger z. B. auch die in diesem Fall
notwendige Seiteninformation übertragen. Es sind somit nur V-1 Phasenlagen durch die
Optimierung festzulegen und zum Empfänger zu übertragen.
Die Seiteninformation kann z. B. direkt mit dem modifizierten Mehrträgersignal innerhalb
des einen unverdrehten Unterblocks übertragen werden. Hierbei kann diese Information
durch einen leistungsfähigen Code geschützt werden und/oder diese auf speziell hierfür
reservierten Träger mit einer niedrigstufigen (und somit leistungseffizienten) Modulation
übertragen werden. Die Seiteninformation auf den unverdrehten Einzelträgern (welche
beliebig über den Frequenzbereich verstreut sein können) kann somit sicher und ohne
Zusatzwissen gewonnen und sogleich zur Demodulation der potentiell verdrehten Unter
blöcke benutzt werden.
Die Anzahl der möglichen Drehwinkel für die Blöcke sollte nicht zu groß sein, um die
Menge der für die Übertragung der Seiteninformation benötigten Bits nicht unnötig hoch
werden zu lassen. Einfachheitshalber kann man sich bei der Implementierung des Lösungs
ansatzes auf die vier Faktoren b ∈ {±1, ±j} beschränken, womit pro Mehrträgersignal
sequenz 2 (V-1) Bits Seiteninformation zu übertragen sind. Außerdem und eigentlich
entscheidend hinsichtlich des Implementierungsaufwands fallen bei der Kombination
der partiellen Sendesignale zum endgültigen Sendesignal keine echten Multiplikationen
mehr an. Die hierfür notwendigen Operationen lassen sich dann einfach durch Vertau
schen von Real- und Imaginärteil sowie durch Additionen und Subtraktionen ausführen.
Oft ermöglicht bereits eine Beschränkung auf vier mögliche Faktoren eine ausreichend
gute Reduktion des Spitzenwerts und eine weitere Steigerung der Möglichkeiten erzielt
keine den Aufwand rechtfertigenden zusätzlichen Gewinne. Die (sub)optimierten Faktoren
werden hier also durch
bestimmt.
Es könnten in der Vorrichtung für das Verfahren B speziell abgestimmte Transformations-Algorithmen
(z. B. IDFT) realisiert werden, welche ausnutzen, daß in den zu transformie
renden Trägerunterblöcken Aμ ( ) ein Großteil der Eingangswerte Null ist, womit sich der
Mehraufwand durch mehrfache Transformationen in dem erfindungsgemäßen Verfahren B
(vor allem bei geeigneter Unterblockaufteilung) erneut reduziert.
Eine sehr günstige Ausprägung des Verfahrens B besteht darin, daß die zu übertragen
de Information jeweils blockweise differentiell moduliert wird. Das bedeutet, daß jeder
Block für sich von Träger zu Träger (d. h. in Frequenzrichtung) differentiell moduliert
wird. Hierfür lassen sich prinzipell alle Signalalphabete verwenden, die differentiell mo
duliert werden können, wie z. B. M-DPSK (M-ary differential phase-shift keying) oder
M-DAPSK (M-ary differential amplitude and phase-shift keying), Verfahren welche eine
höhere spektrale Effizienz erzielen. Eine Übertragung von expliziter Seiteninformation ist
in diesem Schema nicht mehr notwendig. Lediglich die Blockaufteilung muß spezifiziert
und im Sender sowie im Empfänger bekannt sein. Im Zusammenhang mit einer differentiel
len Modulation in Frequenzrichtung sind unterschiedliche Blockaufteilungen denkbar, die
eine im Hinblick auf den vorliegenden Kanal zuverlässige digitale Übertragung erlauben.
Beispielsweise können die einzelnen Blöcke kammartig ineinandergreifen. Die Blockauftei
lung kann aber in vorliegender Ausprägung des Verfahrens für minimale Redundanz auch
so gewählt werden, daß jeweils lückenlos benachbarte Träger in einem Unterblock zusam
mengefaßt werden. Dies ist in Abb. 4 dargestellt. Somit ergibt sich für jeden der
V Blöcke nur ein redundanter Referenzträger, der zunächst als "Fixpunkt" unmoduliert
belassen wird und somit als signalformende Redundanz interpretiert werden kann.
Die differentiell eingebrachte Information innerhalb eines Unterblockes bleibt durch das
gemeinsame Verdrehen aller Einzelträger im Unterblock wie gewünscht unberührt und
kann somit ohne Seiteninformation im Empfänger unterblockweise demoduliert werden.
Aufgrund der Asymmetrie des Aufwands ließe sich ein in dieser Art spezialisiertes Verfah
ren vor allem für Rundfunkanwendungen ideal einsetzen, da die Empfänger bezüglich ihrer
Komplexität nahezu exakt dem Empfänger mit unbearbeitetem Sendesignal entsprechen
und somit durch die dynamikreduzierenden Maßnahmen nicht teuerer werden.
Claims (15)
1. Verfahren zur Reduktion des Spitzenwertfaktors bei digitalen Übertragungsverfah
ren,
dadurch gekennzeichnet,
daß die digitale Nachricht sendeseitig durch deterministische und umkehrbar ein
deutige Abbildungsvorschriften auf alternative, informationsäquivalente Sequenzen
abgebildet werden, aus welchen eine bezüglich des Spitzenwerts des zugehörigen Sen
designals günstige Sequenz ausgewählt wird und schließlich auch zur Übertragung
herangezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Signal, das zur Übertragung gelangt, aus dem ursprünglichen Nachrichten
signal durch eine Transformation erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß diese Transformation ein Mehrträgerübertragungsverfahren erzeugt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß diese Transformation aus einem zeitdiskreten Signal ein bandbreiteneffizientes,
zeitkontinuierliches Signal erzeugt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder Anspruch 1, 2, 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß aus den Trägern Aμ, ν, µ = 0, . . ., N-1, durch Multiplikation mit Werten Pν (u),
µ = 1, . . ., U, alternative, informationsäquivalente Sequenzen gebildet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 5 oder Anspruch 1, 2, 4, 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Werte Pν (u) zwischen Sender und Empfänger fest vereinbart werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 5 oder Anspruch 1, 2, 4, 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Werte Pν (u) jeweils nach der gleichen, vorgegebene Vorschrift im Sender und
Empfänger separat für sich bestimmt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 5, 6 oder Anspruch 1, 2, 3, 5, 7 oder Anspruch 1,
2, 4, 5, 6 oder Anspruch 1, 2, 4, 5, 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Nummer u der Werte Pν (u) dem Empfänger als Seiteninformation mitgeteilt
wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 5, 6 oder Anspruch 1, 2, 3, 5, 7 oder Anspruch 1,
2, 4, 5, 6 oder Anspruch 1, 2, 4, 5, 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Empfänger selbst die Nummer u der Werte Pµ (µ) alleine aus der Empfangs
sequenz ableitet.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Information nicht absolut, sondern differentiell im Signal repräsentiert wird
und die modifizierten Träger Aμ, ν · Pν (u) somit jeweils die Informationsinkremente
darstellen aus welchen durch Integration die schließlich zu übertragende Informati
onssequenz gewonnen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder Anspruch 1, 2, 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Trägerblock Aµ in V Unterblöcke Aμ ( ), ν = 1, . . ., V, aufgeteilt wird, die
getrennt in partielle Sendesequenzen überführt werden, und diese schließlich mittels
der Faktoren b₁, . . ., bv optimierend zu einer informationsäquivalenten Sendesequenz
kombiniert werden.
12. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3,11 oder Anspruch 1, 2, 4,11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Faktoren b₁, . . ., bv der Unterblöcke in geeigneter Darstellung dem Emp
fänger als Seiteninformation mitgeteilt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 11 oder Anspruch 1, 2, 4, 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Faktoren b₁, . . ., bv im Empfänger alleine aus der Empfangssequenz abge
leitet werden.
14. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 11 oder Anspruch 1, 2, 4, 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Information nicht absolut, sondern in Frequenzrichtung differentiell im Sig
nal repräsentiert wird und die Unterblockaufteilung für diesen Zweck geeignet
gewählt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 11, 14 oder Anspruch 1, 2, 4, 11, 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Unterblockaufteilung zwischen Sender und Empfänger in geeigneter Weise
vereinbart wird.
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