DE19928497C2

DE19928497C2 - Method for receiving digital radio signals over radio channels and receiving device for receiving digital radio signals over radio channels

Info

Publication number: DE19928497C2
Application number: DE1999128497
Authority: DE
Inventors: Holger Kusmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-06-22
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2001-09-13
Anticipated expiration: 2019-06-23
Also published as: AU3777900A; DE19928497A1; AU758171B2; SE521660C2; SE0002306L; SE0002306D0

Abstract

Es wird ein Verfahren bzw. eine Empfangsvorrichtung zum Empfang von digitalen Funksignalen über Funkkanäle vorgeschlagen. Das bzw. die dazu dient, die Nutzdatensignale entsprechend der Übertragungseigenschaften des Funkkanals und der Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung zu entzerren. Die Schätzung der Übertragungsfunktion des Funkkanals wird mittels übertragener Referenzsignale vorgenommen. Um die Übertragungsfunktion des Funkkanls auf die Nutzdatensignale zu übertragen, werden Interpolationsfilter für den Zeit- und den Frequenzbereich verwendet. Diese digitalen Filter werden aufgrund der Übertragungsfunktion des Funkkanals, die aus den Referenzsignalen bestimmt wurde, aus der Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung und aus der Trägerfrequenz der Signale ermittelt. Mit diesen digitalen Filtern wird dann die ermittelte Übertragungsfunktion für die Nutzdatensignale interpoliert, um dann die Nutzdatensignale zu entzerren.A method or a receiving device for receiving digital radio signals via radio channels is proposed. This is used to equalize the useful data signals in accordance with the transmission properties of the radio channel and the speed of the receiving device. The transmission function of the radio channel is estimated by means of transmitted reference signals. In order to transfer the transmission function of the radio channel to the user data signals, interpolation filters are used for the time and frequency domain. These digital filters are determined on the basis of the transmission function of the radio channel, which was determined from the reference signals, from the speed of the receiving device and from the carrier frequency of the signals. The determined transfer function for the useful data signals is then interpolated with these digital filters in order to then equalize the useful data signals.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Empfangen von digitalen Funksignalen über Funkkanäle bzw. von einer Empfangsvorrichtung zum Empfangen von digitalen Funksignalen über Funkkanäle nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.The invention is based on a method for receiving digital radio signals via radio channels or from one Receiving device for receiving digital radio signals via radio channels according to the genre of independent Claims.

Es ist bereits aus P. Hoeher: "TCM an Frequency-Selective Land-Mobile Fading Channels", Proceedings of the 5^th Tirrenia International Workshop on Digital Communications, Tirrenia, Italien, 08.09.1991 bis 12.09.1991, Seite 317 bis 328, bekannt, daß digitale Funksignale bei orthogonalem Frequenzmultiplex an der Empfangsvorrichtung mittels einer Funkkanalschätzung entzerrt werden, um die durch die Übertragungsfunktion des Funkkanals beeinflußten Funksignale rekonstruieren zu können. Die Kanalschätzung in der Empfangsvorrichtung wird mittels Referenzsignalen ermittelt. Die Funksignale weisen neben den Referenzsignalen auch Nutzdatensignale auf. Die Referenzsignale werden zu bestimmten Zeiten auf einigen Frequenzen übertragen. Nach der Bestimmung der Übertragungsfunktion des Funkkanals in der Empfangsvorrichtung mit den Referenzsignalen, wird die Übertragungsfunktion für die Nutzdatensignale mittels digitaler Interpolationsfilter bestimmt. Das heißt, zu den Zeitpunkten bzw. Frequenzen, zu und auf denen Nutzdatensignale übertragen werden, wird die Übertragungsfunktion, die für die Referenzsignale bestimmt wurde, mittels der digitalen Interpolationsfilter interpoliert. Diese digitalen Interpolationsfilter sind für die schlechteste Empfangssituation ausgelegt, es wird nämlich hier eine maximale Verzögerungszeit und bei mobilen Empfängern eine maximale Dopplerverschiebung angenommen.It is already from P. Hoeher: "TCM an Frequency-Selective Land-Mobile Fading Channels", Proceedings of the 5 ^th Tirrenia International Workshop on Digital Communications, Tirrenia, Italy, September 8, 1991 to September 12, 1991, pages 317 to 328, It is known that digital radio signals at orthogonal frequency division multiplexing are equalized at the receiving device by means of a radio channel estimate in order to be able to reconstruct the radio signals influenced by the transmission function of the radio channel. The channel estimate in the receiving device is determined using reference signals. In addition to the reference signals, the radio signals also have useful data signals. The reference signals are transmitted on certain frequencies at certain times. After determining the transfer function of the radio channel in the receiving device with the reference signals, the transfer function for the useful data signals is determined using a digital interpolation filter. That is, at the times or frequencies at and on which useful data signals are transmitted, the transmission function which was determined for the reference signals is interpolated by means of the digital interpolation filter. These digital interpolation filters are designed for the worst reception situation, namely a maximum delay time is assumed here and a maximum Doppler shift is assumed for mobile receivers.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Empfangsvorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche, hat demgegenüber den Vorteil, daß die Interpolationsfilter aufgrund der sich ändernden Übertragungseigenschaften des Funkkanals bestimmt werden, so daß die Nutzdatensignale eine optimale Entzerrung im Empfänger erfahren. Mobile Empfänger sind damit leistungsfähiger. Da nun immer optimal entzerrt wird, kommt es zu weniger Systemausfällen. Es treten zum Beispiel bei DVB (Digital Video Broadcasting) weniger Bildstörungen auf und die Abdeckung eines Sendegebiets wird erhöht.The method according to the invention or the one according to the invention Receiving device with the features of the independent Claims has the advantage that the Interpolation filter due to changing Transmission properties of the radio channel are determined, so that the user data signals optimal equalization in Experience recipient. So mobile receivers are more powerful. Since it is always optimally equalized, comes there are fewer system failures. For example, join DVB (Digital Video Broadcasting) has less picture interference and coverage of a broadcast area is increased.

Darüber hinaus weist die Erfindung den Vorteil auf, daß sie den stationären Empfang verbessert. Schlechte Empfangslagen für eine Empfangsvorrichtung aufgrund von Abschattungen werden mittels der Erfindung nicht so stark ins Gewicht fallen.In addition, the invention has the advantage that it improves stationary reception. Bad reception conditions for a receiving device due to shadowing are not so important by means of the invention fall.

Als ein weiterer Vorteil ist anzusehen, daß durch die optimale Interpolation der Übertragungsfunktion für die Nutzdatensignale weniger Signalleistungsverluste bei der Signalrekonstruktion entstehen. Die Übertragungseigenschaften werden mittels der Erfindung besser kompensiert.Another advantage is that the optimal interpolation of the transfer function for the User data signals less signal power losses at the Signal reconstruction occurs. The Transmission properties are achieved by means of the invention better compensated.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des bzw. der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Verfahren und Empfangsvorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung mit Mitteln zur Geschwindigkeitsmessung oder -schätzung ermittelt wird, so daß die Dopplerverschiebung der vom Benutzer ausgewählten Trägerfrequenz, welche die Wahl der digitalen Interpolationsfilter bestimmt, in der Empfangsvorrichtung einfach berechnet wird.By those listed in the dependent claims Measures are advantageous training and Improvements in the or in the independent claims specified method and receiving device possible. It is particularly advantageous that the speed of the Receiving device with means for measuring speed or estimate is determined so that the Doppler shift of the user selected Carrier frequency, which is the choice of digital Interpolation filter determined in the receiving device is simply calculated.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung zum einen in Richtung des Senders und zum anderen von einem weiteren Sender weg festgelegt, so daß die maximal möglichen Frequenzverschiebungen der Trägerfrequenz an der Empfangsvorrichtung aufgrund des Dopplereffekts bestimmt und daraus unter Berücksichtigung der Übertragungsfunktion des Funkkanals die Koeffizienten der digitalen Interpolationsfilter ermittelt werden.In an advantageous development of the invention, the Speed of the receiving device on the one hand Direction of the transmitter and the other from another Transmitter set away so that the maximum possible Frequency shifts in the carrier frequency at the Receiving device determined on the basis of the Doppler effect and from this taking into account the transfer function of the Radio channel the coefficients of the digital Interpolation filters can be determined.

Die Erfindung wird dadurch verbessert, daß die Koeffizienten der digitalen Interpolationsfilter aus einer Mehrzahl von abgespeicherten Filtersätzen ausgewählt werden. Damit entfällt die Berechnung der Koeffizienten der digitalen Interpolationsfilter, und durch die Empfangsvorrichtung werden die geeigneten Koeffizientensätze aufgrund der Dopplerverschiebung und der Übertragungseigenschaften des Funkkanals bestimmt. The invention is improved in that the coefficients the digital interpolation filter from a plurality of saved filter sets can be selected. In order to the calculation of the coefficients of the digital is eliminated Interpolation filter, and by the receiving device are the appropriate coefficient sets based on the Doppler shift and the transmission properties of the Radio channel determined.

Die Entzerrung der empfangenen Nutzdatensignale wird genauer, wenn die Koeffizienten der digitalen Interpolationsfilter unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung, der Trägerfrequenz und der ermittelten Übertragungsfunktion des Funkkanals berechnet werden. Dies kann so vorgesehen sein, daß die digitalen Interpolationsfilter für jedes Referenzsignal berechnet werden oder daß die Koeffizienten der digitalen Interpolationsfilter nach festen Zeitabständen neu berechnet werden. Die erste Methode ist genauer, während die zweite Methode Rechenleistung spart.The equalization of the received user data signals is more precisely when the coefficients of the digital Interpolation filter considering the Speed of the receiving device, the carrier frequency and the determined transmission function of the radio channel be calculated. This can be provided so that the digital interpolation filter for each reference signal are calculated or that the coefficients of the digital Interpolation filter recalculated after fixed time intervals become. The first method is more accurate while the second Method saves computing power.

Die Erfindung kann dadurch vereinfacht werden, daß die Dopplerverschiebung der vom Benutzer ausgewählten Trägerfrequenz durch ein in der Empfangsvorrichtung befindliches, frei programmierbares Gatterfeld aufgrund der Geschwindigkeit bestimmt wird.The invention can be simplified in that the Doppler shift of the user selected Carrier frequency by one in the receiving device located, freely programmable gate field due to the Speed is determined.

In einfacher Weise kann die Erfindung dadurch ausgestaltet werden, daß zur Geschwindigkeitsbestimmung der Empfangsvorrichtung ein Navigationssystem und/oder ein Tachometer verwendet wird. Mit dem Navigationssystem wird insbesondere die maximal zulässige Geschwindigkeit auf Straßen mit Geschwindigkeitsbegrenzung ermittelt.The invention can thus be embodied in a simple manner be that to determine the speed of the Receiving device a navigation system and / or Speedometer is used. With the navigation system especially the maximum permissible speed Roads with speed limit determined.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Funkübertragungssystem, Fig. 2 eine Rahmenstruktur des orthogonalen Frequenzmultiplex, Fig. 3 eine Empfangsvorrichtung und Fig. 4 eine Empfangsvorrichtung ohne Speicher für die Interpolationsfilterkoeffizienten. Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. In the drawings Fig. 1, a radio transmission system, Fig. 2 shows a frame structure of orthogonal frequency division multiplexing, Fig. 3, a receiving apparatus and Fig. 4 is a receiving device without memory for the interpolation filter coefficients.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In Fig. 1 ist ein Funkübertragungssystem dargestellt. Ein Sender 1 ist über eine angeschlossene Antenne 2 über einen Funkkanal 3 mit einer Empfangsvorrichtung 4 über eine Antenne 2 verbunden. Der Sender 1 strahlt über die Antenne 2 ein Funksignal über den Funkkanal 3 ab. Die Empfangsvorrichtung 4 nimmt das Funksignal mittels der Antenne 2 auf.In Fig. 1, a radio communication system is illustrated. A transmitter 1 is connected via a connected antenna 2 via a radio channel 3 to a receiving device 4 via an antenna 2 . The transmitter 1 emits a radio signal via the radio channel 3 via the antenna 2 . The receiving device 4 receives the radio signal by means of the antenna 2 .

Bewegt sich die Empfangsvorrichtung 4 im Vergleich zum Sender 1, ändert sich der Funkkanal 3 aufgrund der sich ändernden geometrischen Gegebenheiten, zum Beispiel wegen unterschiedlichen Gebäuden, Änderungen in der Landschaft oder wegen im Funkkanal 3 befindlichen Fahrzeugen. Diese geometrischen Gegebenheiten bestimmen die Übertragungseigenschaften des Funkkanals 3. Daher ist es leicht einzusehen, daß sich die Übertragungseigenschaften des Funkkanals 3 als Funktion der Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung 4 verändern, denn die Dämpfung und die Phasenverzerrungen als die Übertragungseigenschaften hängen von der Entfernung zwischen Sender 1 und Empfangsvorrichtung 4, von der auftretenden Mehrwegeausbreitung und von der Dopplerverschiebung der empfangenen Frequenzen ab.If the receiving device 4 moves in comparison to the transmitter 1 , the radio channel 3 changes due to the changing geometric conditions, for example because of different buildings, changes in the landscape or because of vehicles located in the radio channel 3 . These geometric conditions determine the transmission properties of radio channel 3 . It is therefore easy to see that the transmission properties of the radio channel 3 change as a function of the speed of the receiving device 4 , because the attenuation and the phase distortions as the transmission properties depend on the distance between transmitter 1 and receiving device 4 , on the multipath propagation occurring and on the Doppler shift of the received frequencies.

Mathematisch sind die Übertragungseigenschaften des Funkkanals, Dämpfung und Phasenverzerrung, im Frequenzbereich durch die Übertragungsfunktion gegeben. Die Übertragungsfunktion beschreibt die Abhängigkeit der Dämpfung und Phasenverzerrung von der Frequenz. Wenn man ein zu sendendes Signal im Frequenzbereich darstellt, ist es nun erforderlich, diese Darstellung zu nehmen, sie mit der Übertragungsfunktion des Funkkanals zu multiplizieren, und man erhält das empfangene Signal im Frequenzbereich. The transmission properties of the Radio channel, attenuation and phase distortion, in Frequency range given by the transfer function. The Transfer function describes the dependency of the Attenuation and phase distortion from frequency. If you have one represents signal to be transmitted in the frequency domain, it is now required to take this representation, it with the Multiply transmission function of the radio channel, and the received signal is obtained in the frequency domain.

Die empfangenen Nutzdatensignale werden in der Empfangsvorrichtung 4 unter Berücksichtigung der Übertragungsfunktion des jeweiligen Funkkanals rekonstruiert. Zur Nutzdatensignalrekonstruktion wird daher eine Schätzung der Übertragungsfunktion des Funkkanals benötigt. Diese Schätzung wird mittels Referenzsignalen, die die Funksignale aufweisen, durchgeführt. Die Referenzsignale sind in ihrer ursprünglichen Form in der Empfangsvorrichtung 4 abgespeichert, so daß sie erkannt werden können. Damit ist auch ein Vergleich der empfangenen Referenzsignale mit den abgespeicherten Referenzsignalen möglich, um Dämpfung und Phasenverzerrung als Übertragungseigenschaften des Funkkanals 3 zu bestimmen. Die Referenzsignale werden in Amplitude und Phase verglichen, so daß damit die Dämpfung und die Phasenverzerrung des Funkkanals ermittelt werden können. Der Unterschied in der Amplitude ergibt die Dämpfung, während sich aus der Phasendifferenz die Phasenverzerrung ergibt.The received useful data signals are reconstructed in the receiving device 4 taking into account the transfer function of the respective radio channel. An estimate of the transmission function of the radio channel is therefore required for the reconstruction of the useful data signal. This estimation is carried out using reference signals which have the radio signals. The reference signals are stored in their original form in the receiving device 4 so that they can be recognized. This also makes it possible to compare the received reference signals with the stored reference signals in order to determine attenuation and phase distortion as transmission properties of radio channel 3 . The reference signals are compared in amplitude and phase so that the attenuation and the phase distortion of the radio channel can be determined. The difference in the amplitude results in the damping, while the phase difference results in the phase distortion.

Um die Übertragungseigenschaften des Funkkanals auszugleichen, wird die Dämpfung des Funkkanals durch eine entsprechende Dämpfung des verstärkten empfangenen Signals kompensiert. Dabei führt eine starke Dämpfung des Funkkanals zu einer geringen Dämpfung des verstärkten Signals und umgekehrt. Die Phasenverzerrung wird ausgeglichen, so daß dann das Signal seine ursprüngliche Phase wieder aufweist. Dieser Vorgang wird Entzerrung genannt, und in einem Entzerrer durchgeführt.To the transmission properties of the radio channel to compensate for the attenuation of the radio channel by a corresponding attenuation of the amplified received signal compensated. This leads to a strong attenuation of the radio channel low attenuation of the amplified signal and vice versa. The phase distortion is compensated so that then the signal returns to its original phase. This process is called equalization, and in one Equalizer performed.

Der Entzerrer ist ein digitaler Filter. In einem digitalen Filter wird ein Eingangssignal mit unterschiedlichen Faktoren gewichtet, so daß die Summe unterschiedlich gewichteten Signale ein Signal zeigt, daß entsprechend den Gewichtungsfaktoren gefiltert wurde. The equalizer is a digital filter. In a digital Filter is an input signal with different Factors weighted so that the sum is different weighted signals a signal shows that according to the Weighting factors was filtered.

Anhand von Fig. 2 wird die Rahmenstruktur eines DVB-Systems mit orthogonalem Frequenzmultiplex (engl. Orthogonal Frequency Division Multiplex = OFDM) gezeigt. DVB bezeichnet ein digitales Übertragungsverfahren für Fernsehsignale, wobei die einzelnen Ensemble im Frequenzmultiplex vorliegen. Ein Ensemble ist ein Programmultiplex, wobei in einem Programmultiplex zwei bis sechs Programme je nach Betriebsart in einem Datenstrom vorliegen. Die Ensemble liegen also bei unterschiedlichen Trägerfrequenzen, wobei sich die Funksignale gegenseitig nicht beeinflussen. Ein Ensemble bei DVB umfaßt entweder eine Bandbreite von 6, 7 oder 8 MHz, wobei jedem Ensemble eine Trägerfrequenz zugeordnet ist, und über diese Bandbreite ist mittels OFDM das Funksignal eines Ensembles auf 6816 Frequenzen verteilt. Diese Frequenzzahl ist von der Betriebsart abhängig. Auch die verteilten Funksignale weisen keine Querbeeinflussung auf. Dies ist vorteilhaft für Mehrwegeausbreitung, da es mit OFDM vermieden wird, daß ein Funksignal durch eine frequenzselektive Dämpfung stark abgeschwächt wird. Der Vorteil von OFDM liegt nun darin, daß nur ein geringer Teil des Funksignals, das mittels OFDM auf mehrere Frequenzen verteilt ist, stark gedämpft wird, und zwar nur der Teil, der auf den Frequenzen gesendet wird, die eine starke Dämpfung erfahren.The frame structure of a DVB system with orthogonal frequency division multiplex (OFDM) is shown with reference to FIG. 2. DVB refers to a digital transmission method for television signals, whereby the individual ensembles are available in frequency division multiplex. An ensemble is a program multiplex, with two to six programs being present in a data stream in a program multiplex, depending on the operating mode. The ensemble is therefore at different carrier frequencies, with the radio signals not influencing one another. An ensemble at DVB comprises either a bandwidth of 6, 7 or 8 MHz, with each ensemble being assigned a carrier frequency, and the radio signal of an ensemble is distributed to 6816 frequencies over this bandwidth by means of OFDM. This frequency number depends on the operating mode. The distributed radio signals also have no cross-interference. This is advantageous for multipath propagation, since OFDM prevents a radio signal from being significantly weakened by frequency-selective attenuation. The advantage of OFDM is that only a small part of the radio signal, which is distributed over several frequencies by means of OFDM, is strongly attenuated, and only that part that is transmitted on the frequencies that experience a strong attenuation.

In Fig. 2 ist beispielhaft gezeigt, wie die Referenzsignale im Vergleich zu den Nutzdatensignalen zeitlich und auf welcher Frequenz sie liegen. Die ausgefüllten Kreise bezeichnen die Referenzsignale 13. Die leeren Kreise stehen für die Nutzdatensignale 14. In vertikaler Richtung sind die unterschiedlichen Symbolzeiten gezeigt, indiziert mit dem Index S. während in horizontaler Richtung die unterschiedlichen Frequenzen, indiziert mit dem Index K, gezeigt sind. In Fig. 2 there is shown an example of how the reference signals as compared to the net data in time and frequency on which they lie. The filled circles denote the reference signals 13 . The empty circles stand for the useful data signals 14 . The different symbol times are shown in the vertical direction, indexed with the index S. whereas in the horizontal direction the different frequencies, indexed with the index K, are shown.

Bei der Frequenz K = 0 sind alle Symbole Referenzsignale. Es weisen weiterhin alle Frequenzen K, die ein Vielfaches von drei sind, sogenannte verteilte Referenzsymbole in Abständen von vier Symbolzeiten auf. Sie werden verteilt genannt, weil jeweils nur ein Signal von vier Signalen ein Referenzsymbol darstellt.At the frequency K = 0, all symbols are reference signals. It continue to have all frequencies K that are multiples of three are, so-called distributed reference symbols at intervals from four symbol times. They are called distributed because only one signal out of four signals each a reference symbol represents.

Während es die Aufgabe ist, mit den Referenzsignalen 13 bei K = 0 eine grobe Frequenzschätzung durchzuführen, sind die verteilten Referenzsignale für die Schätzung der Übertragungseigenschaften des Funkkanals 3 notwendig. Es ist jedoch zu beachten, daß zwischen den verteilten Referenzsignalen, also bei den Symbolzeiten und Frequenzen, bei denen die Nutzdatensignale empfangen werden, die Übertragungsfunktion des Funkkanals 3 anders ist, als bei den Symbolzeiten und Frequenzen, bei denen die Referenzsignale empfangen werden. Das liegt daran, daß sich die Übertragungsfunktion des Funkkanals 3 in Abhängigkeit von der Zeit ändert, aufgrund der Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung im Vergleich zu einem Sender, und daß die Übertragungsfunktion selbst auch von der Frequenz abhängt. Daher ist eine Interpolation der zu den Zeitpunkten und Frequenzen der Referenzsignale berechneten Übertragungsfunktion sowohl in Zeitrichtung als auch in Frequenzrichtung notwendig. Diese Interpolationen werden jeweils mit Hilfe von digitalen Interpolationsfiltern durchgeführt. Dies wird so vorgenommen, daß die Übertragungsfunktion des Funkkanals 3, die für die Referenzsignale berechnet wurde, mittels der digitalen Interpolationsfilter auf die Symbolzeiten und Frequenzen, zu denen Nutzdatensignale übertragen werden, abgebildet wird.While the task is to carry out a rough frequency estimation with the reference signals 13 at K = 0, the distributed reference signals are necessary for the estimation of the transmission properties of the radio channel 3 . However, it should be noted that between the distributed reference signals, that is to say at the symbol times and frequencies at which the useful data signals are received, the transmission function of radio channel 3 is different from that at the symbol times and frequencies at which the reference signals are received. This is because the transfer function of radio channel 3 changes as a function of time, due to the speed of the receiving device compared to a transmitter, and the transfer function itself also depends on the frequency. It is therefore necessary to interpolate the transfer function calculated at the times and frequencies of the reference signals both in the time direction and in the frequency direction. These interpolations are carried out using digital interpolation filters. This is done in such a way that the transfer function of radio channel 3 , which has been calculated for the reference signals, is mapped by means of the digital interpolation filter to the symbol times and frequencies at which useful data signals are transmitted.

Interpolation bezeichnet also eine Schätzung der Übertragungsfunktion für die Nutzdatensignale, ausgehend von den Übertragungsfunktionen, die für die Referenzsignale ermittelt wurden. Die Vorschrift, wie die Übertragungsfunktion, welche für ein Referenzsignal ermittelt wurde, für die Nutzdatensignale verändert wird, liefern die digitalen Interpolationsfilter, die wiederum aufgrund der Übertragungseigenschaften und der Dopplerverschiebung durch die Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung 4 bestimmt werden.Interpolation thus denotes an estimate of the transfer function for the useful data signals, starting from the transfer functions that were determined for the reference signals. The specification of how the transfer function, which was determined for a reference signal, for the useful data signals is changed, is provided by the digital interpolation filters, which in turn are determined by the speed of the receiving device 4 on the basis of the transfer properties and the Doppler shift.

Zunächst wird die Zeitinterpolation durchgeführt und daraus dann die Frequenzinterpolation.First the time interpolation is carried out and from it then frequency interpolation.

Zur Zeitinterpolation werden die Nutzdatensignale nach einem Referenzsignal abgespeichert, bis das nächste Referenzsignal empfangen wird, dann wird die Zeitinterpolation der Übertragungsfunktion für die Nutzdatensignale mittels der beiden Schätzungen der Übertragungsfunktion zu den Symbolzeiten der Referenzsignale und mittels eines digitalen Interpolationsfilters durchgeführt. Die Symbolzeit liegt bei DVB unter einer Millisekunde, so daß der Benutzer des DVB- Empfängers diese Zwischenspeicherung der Nutzdatensignale nicht bemerken wird.For time interpolation, the user data signals are after a Reference signal stored until the next reference signal is received, then the time interpolation of the Transfer function for the user data signals using the two estimates of the transfer function to the Symbol times of the reference signals and by means of a digital Interpolation filter performed. The symbol time is included DVB under one millisecond so that the user of the DVB Receiver this intermediate storage of the useful data signals will not notice.

Die Frequenzinterpolation wird so durchgeführt, daß ausgehend von der zeitinterpolierten Übertragungsfunktion auf den Frequenzen, welche Referenzsignale aufweisen, eine Frequenzinterpolation für die übrigen Frequenzen durchgeführt wird.The frequency interpolation is carried out in such a way that based on the time-interpolated transfer function on the frequencies which have reference signals, a Frequency interpolation for the other frequencies is carried out.

In Fig. 3 ist schematisch ein Blockschaltbild der Empfangsvorrichtung 4 dargestellt. Eine Antenne 2 ist über eine Leitung an einen Empfänger 5 angeschlossen. Über einen ersten Datenausgang des Empfängers 5 ist der Empfänger 5 an einen ersten Dateneingang eines Prozessors 6 angeschlossen. Am ersten Datenausgang des Empfängers 5 liegt die Trägerfrequenz vor. Ein zweiter Datenausgang des Empfängers 5 führt zu einem ersten Dateneingang eines Kanalschätzers 11, während ein dritter Datenausgang des Empfängers 5 an einen ersten Dateneingang eines Entzerrers 12 angeschlossen ist. Am zweiten Datenausgang des Empfängers 5 liegen die empfangenen Referenzsymbole vor. Am dritten Datenausgang des Empfängers 5 liegen die, empfangenen Nutzdatensignale vor.A block diagram of the receiving device 4 is shown schematically in FIG. 3. An antenna 2 is connected to a receiver 5 via a line. A first data output of the receiver 5, the receiver 5 is connected to a first data input of a processor. 6 The carrier frequency is present at the first data output of the receiver 5 . A second data output of the receiver 5 leads to a first data input of a channel estimator 11 , while a third data output of the receiver 5 is connected to a first data input of an equalizer 12 . The received reference symbols are present at the second data output of the receiver 5 . The received useful data signals are present at the third data output of the receiver 5 .

Der Prozessor 6 ist über einen zweiten Dateneingang mit einem Datenausgang eines Tachometers 8 angeschlossen. Der Prozessor 6 ist über einen ersten und zweiten Datenausgang an den ersten und zweiten Dateneingang eines Koeffizientenspeichers 10 angeschlossen. Am ersten Datenausgang des Prozessors liegt ein Steuersignal vor.The processor 6 is connected to a data output of a tachometer 8 via a second data input. The processor 6 is connected to the first and second data inputs of a coefficient memory 10 via first and second data outputs. A control signal is present at the first data output of the processor.

Der Koeffizientenspeicher 10 weist einen Teil 15 für die Koeffizienten für die digitalen Filter für die Zeitinterpolation auf und einen Teil 16 für die digitalen Filter für die Frequenzinterpolation. Über einen dritten Dateneingang ist der Prozessor 6 mit einem ersten Datenausgang des Kanalschätzers 11 verbunden. Am ersten Datenausgang des Kanalschätzers 11 liegt die Kanalschätzung zu den Zeitpunkten der Referenzsymbole vor. Über einen zweiten Datenausgang ist der Prozessor 6 mit einem zweiten Dateneingang des Kanalschätzers 11 verbunden. Am zweiten Datenausgang des Prozessors liegt ein Steuersignal vor.The coefficient memory 10 has a part 15 for the coefficients for the digital filters for time interpolation and a part 16 for the digital filters for frequency interpolation. The processor 6 is connected to a first data output of the channel estimator 11 via a third data input. The channel estimate at the times of the reference symbols is available at the first data output of the channel estimator 11 . The processor 6 is connected to a second data input of the channel estimator 11 via a second data output. A control signal is present at the second data output of the processor.

Der Koeffizientenspeicher 10 ist über einen Datenausgang mit einem dritten Dateneingang des Kanalschätzers 11 verbunden. Von einem zweiten Datenausgang des Kanalschätzers 11 führt eine Verbindung zu dem Dateneingang des Entzerrers 12. Am zweiten Datenausgang des Kanalschätzers 11 liegt die interpolierte Kanalschätzung vor.The coefficient memory 10 is connected to a third data input of the channel estimator 11 via a data output. A connection leads from a second data output of the channel estimator 11 to the data input of the equalizer 12 . The interpolated channel estimate is available at the second data output of the channel estimator 11 .

Über die Antenne 2 gelangen die empfangenen Funksignale in den Empfänger 5. Der Empfänger 5 filtert zunächst die empfangenen Funksignale, so daß nur die vom Benutzer selektierten Funksignale, die zu einem Fernsehprogramm gehören, weiterverarbeitet werden. Die gefilterten Funksignale werden dann in dem Empfänger 5 verstärkt und auf eine niedrigere Frequenz umgesetzt. Diese verstärkten und umgesetzten Signale werden im Empfänger 5 digitalisiert.The received radio signals reach the receiver 5 via the antenna 2 . The receiver 5 initially filters the radio signals received, so that only the radio signals selected by the user and which belong to a television program are processed further. The filtered radio signals are then amplified in the receiver 5 and converted to a lower frequency. These amplified and converted signals are digitized in the receiver 5 .

Im folgenden Schritt entnimmt der Empfänger 5 dem entstandenen digitalen Datenstrom die Referenzsignale und die Nutzdatensignale. Die Referenzsignale gelangen von dem zweiten Datenausgang des Empfängers 5 an den ersten Dateneingang des Kanalschätzer 11. Über den ersten Datenausgang des Empfängers 5 werden die Nutzdatensignale an den ersten Dateneingang des Entzerrers 12 übergeben. Der Prozessor 6 erhält über den ersten Dateneingang von dem ersten Datenausgang des Empfängers 5 die Trägerfrequenz des vom Benutzer selektierten Programms. Der Kanalschätzer 11 ermittelt die Übertragungsfunktion des Funkkanals 3 durch Vergleich der empfangenen Referenzsignale mit den im Kanalschätzer 11 abgespeicherten Referenzsignalen. Dieser Vergleich wird so durchgeführt, wie er zu Fig. 1 oben beschrieben wurde. Als Ergebnis erhält man die Übertragungsfunktion des Funkkanals zu den Symbolzeiten und Frequenzen der Referenzsignale.In the following step, the receiver 5 takes the reference signals and the useful data signals from the resulting digital data stream. The reference signals pass from the second data output of the receiver 5 to the first data input of the channel estimator 11 . The useful data signals are transferred to the first data input of the equalizer 12 via the first data output of the receiver 5 . The processor 6 receives the carrier frequency of the program selected by the user via the first data input from the first data output of the receiver 5 . The channel estimator 11 determines the transfer function of the radio channel 3 by comparing the received reference signals with the reference signals stored in the channel estimator 11 . This comparison is carried out as described for FIG. 1 above. The result is the transmission function of the radio channel at the symbol times and frequencies of the reference signals.

Der Kanalschätzer 11 verwendet zunächst fest vorgegebene digitale Interpolationsfilter für die Zeit- und Frequenzinterpolation der Übertragungsfunktion für die Symbolzeiten und Frequenzen, bei denen Nutzdatensignale empfangen wurden. Diese digitalen Interpolationsfilter sind für die schlechtesten Empfangsbedingungen, maximal mögliche Dopplerfrequenz und maximal zulässige Verzögerungszeit der Funksignale, ausgelegt. The channel estimator 11 initially uses predefined digital interpolation filters for the time and frequency interpolation of the transfer function for the symbol times and frequencies at which useful data signals were received. These digital interpolation filters are designed for the worst reception conditions, maximum possible Doppler frequency and maximum permissible delay time of the radio signals.

Der Kanalschätzer 11 führt zunächst die Interpolation im Zeitbereich aus und dann ausgehend davon die Interpolation im Frequenzbereich.The channel estimator 11 first carries out the interpolation in the time domain and then the interpolation in the frequency domain.

Die so erhaltene Übertragungsfunktion des Funkkanals wird vom Kanalschätzer 11 als digitaler Datenstrom dem Prozessor 6 von dem ersten Datenausgang des Kanalschätzers 11 zu dem dritten Dateneingang des Prozessors 6 übergeben. Aus der Übertragungsfunktion berechnet der Prozessor 6 die maximale Verzögerungszeit der empfangenen Funksignale. Dies ist möglich, weil die Übertragungsfunktion eines Funkkanals durch Dämpfung, Dopplereffekt und Mehrwegeausbreitung bestimmt ist. Die maximale Verzögerungszeit tritt aufgrund der Mehrwegeausbreitung auf und bestimmt die Grenzfrequenz der Übertragungsfunktion. Damit läßt sich daher umgekehrt aus der Übertragungsfunktion die Verzögerungszeit ausrechnen.The transmission function of the radio channel thus obtained is transferred from the channel estimator 11 as a digital data stream to the processor 6 from the first data output of the channel estimator 11 to the third data input of the processor 6 . The processor 6 calculates the maximum delay time of the received radio signals from the transfer function. This is possible because the transmission function of a radio channel is determined by attenuation, Doppler effect and multipath propagation. The maximum delay time occurs due to the multipath propagation and determines the cutoff frequency of the transfer function. Conversely, the delay time can therefore be calculated from the transfer function.

Mit der maximalen Verzögerungszeit wird der digitale Interpolationsfilter für die Frequenzrichtung ausgewählt, denn aufgrund der Verzögerungszeit kann der Durchlaßbereich für den Frequenzfilter bestimmt werden. Der Prozessor 6 wählt dazu zunächst durch ein Steuersignal über den ersten Datenausgang zu dem ersten Dateneingang des Koeffizientenspeichers 10 den Teil 16 dieses Koeffizientenspeichers 10. Dann überprüft der Prozessor 6 anhand des berechneten Durchlaßbereiches bei der Frequenz für das digitale Interpolationsfilter, welcher Koeffizientensatz im Koeffizientenspeicher 10 diesem Durchlaßbereich am nächsten kommt.The digital interpolation filter for the frequency direction is selected with the maximum delay time, because the passband for the frequency filter can be determined on the basis of the delay time. The processor 6 first selects to do so by a control signal via the first data output to the first data input of the coefficient memory 10 the portion 16 of the coefficient memory 10 degrees. The processor 6 then uses the calculated pass band at the frequency for the digital interpolation filter to check which coefficient set in the coefficient memory 10 comes closest to this pass band.

Der Prozessor 6 veranlaßt dann über digitale Steuersignale von über den zweiten und dritten Datenausgang an jeweils den zweiten Dateneingang des Koeffizientenspeichers 10 und den zweiten Dateneingang des Kanalschätzers 11, daß der ausgewählte Koeffizientensatz vom Koeffizientenspeicher 10 als digitaler Datenstrom an den Kanalschätzer 11 über den Datenausgang des Koeffizientenspeichers 10 an den dritten Dateneingang des Kanalschätzers 11 übergeben wird. Der Kanalschätzer 11 führt damit die Interpolation im Frequenzbereich durch. Diese Interpolation wird zu jeder Symbolzeit nach der Interpolation für den Zeitbereich durchgeführt, da, wie es aus Fig. 2 zu sehen ist, Nutzdatensignale auf Frequenzen liegen, die keine Referenzsignale aufweisen, aber für eine optimale Rekonstruktion der Nutzdatensignale ist eine Interpolation der ermittelten Übertragungsfunktion für diese Nutzdatensignale notwendig.The processor 6 then causes, via digital control signals from the second and third data outputs to the second data input of the coefficient memory 10 and the second data input of the channel estimator 11 , that the selected coefficient set from the coefficient memory 10 is sent as a digital data stream to the channel estimator 11 via the data output of the coefficient memory 10 is passed to the third data input of the channel estimator 11 . The channel estimator 11 thus carries out the interpolation in the frequency domain. This interpolation is carried out at every symbol time after the interpolation for the time range, since, as can be seen from FIG. 2, useful data signals are located at frequencies that have no reference signals, but for an optimal reconstruction of the useful data signals, an interpolation of the determined transfer function for these useful data signals necessary.

Für den digitalen Interpolationsfilter für den Zeitbereich ist es notwendig, die maximale Dopplerfrequenz, die sich aus der Geschwindigkeit des Empfängers 5 und der vom Benutzer ausgewählten Trägerfrequenz berechnen läßt, zu ermitteln. Für die maximale Dopplerfrequenz wird angenommen, daß sich die Empfangsvorrichtung 4 auf den Sender zu bewegt und von einem weiteren Sender weg bewegt. Die Geschwindigkeit wird mittels des Tachometers 8 ermittelt.For the digital interpolation filter for the time domain, it is necessary to determine the maximum Doppler frequency, which can be calculated from the speed of the receiver 5 and the carrier frequency selected by the user. For the maximum Doppler frequency, it is assumed that the receiving device 4 moves towards the transmitter and moves away from another transmitter. The speed is determined by means of the tachometer 8 .

Der Prozessor 6 erhält die Geschwindigkeit vom Tachometer 8 über den zweiten Dateneingang als Datum. Die Geschwindigkeitsinformation steht dem Prozessor 6 dauernd zur Verfügung, so daß immer die richtige Geschwindigkeit in die Auswahl für den digitalen Interpolationsfilter für den Zeitbereich eingeht. Geschwindigkeitsänderungen während der Interpolation sind aufgrund der schnellen Rechenzeit zu vernachlässigen.The processor 6 receives the speed from the tachometer 8 via the second data input as a date. The speed information is continuously available to the processor 6 , so that the correct speed is always included in the selection for the digital interpolation filter for the time domain. Changes in speed during interpolation are negligible due to the fast computing time.

Ist die maximale Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung 4 ermittelt, so wird die maximale Dopplerfrequenz berechnet. Die Frequenz, für die diese Dopplerverschiebung ermittelt wird, ist durch die Programmwahl und damit der Trägerfrequenzwahl des Benutzers festgelegt. Damit wird dann die maximal verschobene Trägerfrequenz aufgrund des Dopplereffekts berechnet. Es ist notwendig immer die maximal mögliche Dopplerverschiebung zu berücksichtigen, um alle Empfangssituationen zu berücksichtigen. Mit diesem Ergebnis wird aus dem Koeffizientenspeicher 10 der dazugehörige digitale Interpolationsfilter für den Zeitbereich ausgewählt, wobei die maximale Dopplerverschiebung die Bandbreite des digitalen Interpolationsfilters bestimmt.If the maximum speed of the receiving device 4 has been determined, the maximum Doppler frequency is calculated. The frequency for which this Doppler shift is determined is determined by the choice of program and thus the choice of carrier frequency by the user. The maximum shifted carrier frequency is then calculated on the basis of the Doppler effect. It is always necessary to consider the maximum possible Doppler shift in order to take into account all reception situations. With this result, the associated digital interpolation filter for the time domain is selected from the coefficient memory 10 , the maximum Doppler shift determining the bandwidth of the digital interpolation filter.

Der Prozessor 6 wählt den Koeffizientensatz aus dem Koeffizientenspeicher 10 aus, der die nächst höhere Bandbreite aufweist, so daß der digitale Interpolationsfilter nicht zu klein ausgelegt ist. Der Prozessor 6 sendet dafür zuerst ein digitales Steuersignal über den ersten Datenausgang an den ersten Dateneingang des Koeffizientenspeichers 10, daß der Teil 15 des Koeffizientenspeichers 10 für die digitalen Interpolationsfilter zu selektieren ist, während der Prozessor 6 dann den geeigneten Koeffizientensatz unter Berücksichtigung der maximalen Dopplerverschiebung auswählt.The processor 6 selects the coefficient set from the coefficient memory 10 which has the next higher bandwidth, so that the digital interpolation filter is not designed too small. For this purpose, the processor 6 first sends a digital control signal via the first data output to the first data input of the coefficient memory 10 that the part 15 of the coefficient memory 10 is to be selected for the digital interpolation filter, while the processor 6 then selects the appropriate coefficient set taking into account the maximum Doppler shift .

Durch Steuersignale, die von dem zweiten und dritten Datenausgang des Prozessors 6 an den zweiten Dateneingang des Koeffizientenspeichers 10 und an den zweiten Dateneingang des Kanalschätzers 11 gelangen, veranlaßt der Prozessor 6, daß der selektierte Koeffizientensatz für den digitalen Interpolationsfilter für den Zeitbereich von dem Datenausgang des Koeffizientenspeichers 10 als digitaler Datenstrom an den dritten Dateneingang des Kanalschätzers 11 gelangt.By means of control signals which pass from the second and third data outputs of the processor 6 to the second data input of the coefficient memory 10 and to the second data input of the channel estimator 11 , the processor 6 causes the selected coefficient set for the digital interpolation filter for the time range from the data output of the Coefficient memory 10 reaches the third data input of the channel estimator 11 as a digital data stream.

Die in Zeitrichtung und dann in Frequenzrichtung interpolierte Übertragungsfunktion wird von dem zweiten Datenausgang des Kanalschätzers 11 über den zweiten Dateneingang dem Entzerrer 12 als digitaler Datenstrom übergeben. Der Entzerrer entzerrt und rekonstruiert damit die gepufferten Nutzdatensignale. Der Kanalschätzer 11 und der Entzerrer 12 sind auf digitalen Signalprozessoren implementiert, während der Koeffizientenspeicher 10 ein statischer Speicher ist.The transfer function interpolated in the time direction and then in the frequency direction is transferred from the second data output of the channel estimator 11 to the equalizer 12 as a digital data stream via the second data input. The equalizer equalizes and reconstructs the buffered useful data signals. The channel estimator 11 and the equalizer 12 are implemented on digital signal processors, while the coefficient memory 10 is a static memory.

Zur Bestimmung der Geschwindigkeit kann alternativ ein Navigationssystem verwendet werden, weil es die Straßenklasse liefert. Damit läßt sich die maximal zulässige Höchstgeschwindigkeit ermitteln und als Datum dem Prozessor 6 übergeben. Daher wird das Navigationssystem im Stadtbereich und auf Land- sowie Bundesstraßen verwendet, während eine maximale Geschwindigkeit für Straßen ohne Geschwindigkeitsbegrenzung im Navigationssystem abgespeichert ist, die manuell eingegeben wird oder vom Fahrzeugtyp abhängt. Oder es ist vorzusehen, daß das Navigationssystem in Verbindung mit einem Tachometer verwendet wird, um die maximal zulässige Geschwindigkeit festzulegen. Diese obere Abschätzung der Geschwindigkeit ist notwendig, weil es insbesondere bei DVB bei einem Filter, der für eine zu geringe Geschwindigkeit ausgelegt ist, zu Bildausfällen kommen kann.Alternatively, a navigation system can be used to determine the speed because it provides the road class. The maximum permissible maximum speed can thus be determined and transferred to processor 6 as a date. Therefore, the navigation system is used in urban areas and on country and federal roads, while a maximum speed for roads without speed limit is stored in the navigation system, which is entered manually or depends on the vehicle type. Or it should be provided that the navigation system is used in conjunction with a speedometer to determine the maximum permissible speed. This upper estimate of the speed is necessary because, especially with DVB, a filter that is designed for a speed that is too low can result in image dropouts.

Anstatt der Dopplerverschiebung der jeweils durch den Benutzer ausgewählten Trägerfrequenz zu berechnen, ist es möglich, mit Hilfe eines weiteren statischen Speichers, in dem die Dopplerverschiebungen in Form einer Tabelle abgelegt sind, mit Hilfe eines frei programmierbaren Gatterfeldes anstatt eines Prozessors die Dopplerverschiebung aus einem Speicher auszuwählen, wobei die Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung 4 und die Trägerfrequenz die Eingangsgrößen sind. In das frei programmierbare Gatterfeld wird ein Programm geladen, daß anhand der Eingangsgrößen, der Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung 4 und der Trägerfrequenz, bestimmt, welche Dopplerverschiebung in der Tabelle im Speicher diesen Eingangsgrößen entspricht. Dies hat den Vorteil, daß die Herstellung billiger und einfacher wird, weil auf den Prozessor 6 und damit die notwendige Software verzichtet wird.Instead of calculating the Doppler shift of the carrier frequency selected by the user, it is possible to select the Doppler shift from a memory using a freely programmable gate field instead of a processor using a further static memory in which the Doppler shifts are stored in the form of a table , the speed of the receiving device 4 and the carrier frequency being the input variables. A program is loaded into the freely programmable gate field, which determines on the basis of the input variables, the speed of the receiving device 4 and the carrier frequency which Doppler shift in the table in the memory corresponds to these input variables. This has the advantage that production is cheaper and simpler because processor 6 and thus the necessary software are dispensed with.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel ohne Koeffizientenspeicher. Die Antenne 2 ist über eine Leitung mit dem Empfänger 5 verbunden. Von dem Empfänger 5 führt ein erster Datenausgang zum Kanalschätzer 11 und ein zweiter Datenausgang zum Entzerrer 12. Über einen dritten Datenausgang ist ein erster Dateneingang des Prozessors 6 angeschlossen. Am ersten Datenausgang des Empfängers liegen die empfangenen Referenzsymbole vor, am zweiten die Nutzdatensignale und am dritten die Trägerfrequenz. Fig. 4 shows an embodiment without coefficient memory. The antenna 2 is connected to the receiver 5 via a line. A first data output leads from the receiver 5 to the channel estimator 11 and a second data output leads to the equalizer 12 . A first data input of the processor 6 is connected via a third data output. The received reference symbols are present at the first data output of the receiver, the useful data signals are present on the second and the carrier frequency on the third.

Der Prozessor 6 ist über einen zweiten Dateneingang mit dem Tachometer 8 verbunden. Über einen dritten Dateneingang und einen ersten Datenausgang ist der Prozessor 6 mit einem ersten Datenausgang und einem zweiten Dateneingang des Kanalschätzer 11 verbunden. Am ersten Datenausgang des Kanalschätzers 11 liegt die Kanalschätzung zu den Referenzsiymbolzeiten vor. Über einen zweiten Datenausgang ist der Kanalschätzer 11 an den Entzerrer 12 angeschlossen. Am zweiten Datenausgang des Kanalschätzer 11 liegt die interpolierte Kanalschätzung vor.The processor 6 is connected to the tachometer 8 via a second data input. The processor 6 is connected to a first data output and a second data input of the channel estimator 11 via a third data input and a first data output. The channel estimate is available at the first data output of the channel estimator 11 at the reference symbol times. The channel estimator 11 is connected to the equalizer 12 via a second data output. The interpolated channel estimate is available at the second data output of the channel estimator 11 .

Die empfangenen Funksignale gelangen über die Antenne 2 in den Empfänger 5, wo sie gefiltert werden, so daß nur die Funksignale weiterverarbeitet werden, die zu dem vom Benutzer ausgewählten Programm gehören. Die gefilterten Signale werden dann verstärkt und schließlich digitalisiert, so daß sie als digitaler Datenstrom vorliegen. The received radio signals pass through the antenna 2 into the receiver 5 , where they are filtered, so that only the radio signals that belong to the program selected by the user are processed further. The filtered signals are then amplified and finally digitized so that they are available as a digital data stream.

Der Empfänger 5 entnimmt dem digitalen Datenstrom die Nutzdatensignale und die Referenzsignale. Die Nutzdatensignale gelangen über den zweiten Datenausgang des Empfängers 5 zu dem ersten Dateneingang des Entzerrers 12, wo sie bis zur Entzerrung zwischengespeichert werden. Die Referenzsignale werden über den ersten Datenausgang des Empfängers 5 an den Kanalschätzer 11 gesendet. Der Empfänger 5 übergibt dem Prozessor 6 über den dritten Datenausgang die Trägerfrequenz als Datum. Der Tachometer 8 liefert über den Datenausgang dem Prozessor 6 die Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung 4 als Datum.The receiver 5 takes the useful data signals and the reference signals from the digital data stream. The useful data signals pass via the second data output of the receiver 5 to the first data input of the equalizer 12 , where they are buffered until they are equalized. The reference signals are sent to the channel estimator 11 via the first data output of the receiver 5 . The receiver 5 passes the carrier frequency as a data to the processor 6 via the third data output. The tachometer 8 supplies the processor 6 with the speed of the receiving device 4 as a data via the data output.

Der Kanalschätzer 11 bestimmt die Übertragungsfunktion des Funkkanals 3 zu den Symbolzeiten und Frequenzen in der oben beschriebenen Weise. Dem Prozessor 6 wird die Übertragungsfunktion von dem Kanalschätzer 11 als Datum übergeben. Der Prozessor 6 berechnet mit den üblichen Berechnungsmethoden für digitale Filter unter Berücksichtigung der Übertragungsfunktion, der Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung 4 und der Trägerfrequenz zunächst den digitalen Interpolationsfilter für die Zeit und dann den digitalen Interpolationsfilter für die Frequenz, wobei die maximale Verzögerungszeit vorher aus der Kanalschätzung ermittelt werden muß. Nach der Berechnung des jeweiligen digitalen Interpolationsfilters werden die digitalen Interpolationsfilter dem Kanalschätzer 11 als Datum von dem Prozessor 6 über den Datenausgang übergeben.The channel estimator 11 determines the transfer function of the radio channel 3 at the symbol times and frequencies in the manner described above. The transfer function is transferred to the processor 6 by the channel estimator 11 as a date. The processor 6 uses the usual calculation methods for digital filters, taking into account the transfer function, the speed of the receiving device 4 and the carrier frequency, first calculates the digital interpolation filter for the time and then the digital interpolation filter for the frequency, the maximum delay time being determined beforehand from the channel estimate got to. After the calculation of the respective digital interpolation filter, the digital interpolation filter is transferred to the channel estimator 11 as a date by the processor 6 via the data output.

Der Kanalschätzer 11 führt mit dem jeweiligen digitalen Interpolationsfilter zunächst die Interpolation in Zeitrichtung aus und davon ausgehend die Interpolation in Frequenzrichtung. Die interpolierte Übertragungsfunktion wird über den Datenausgang des Kanalschätzers 11 als Datum dem Entzerrer 12 gesendet, der damit die Entzerrung der Nutzdatensignale vornimmt. Der Vorteil dieses Ausführungsbeispieles, ist die optimale Kanalnachführung, wodurch die Empfangsvorrichtung 4 die Nutzdatensignale optimal entzerrt.The channel estimator 11 first carries out the interpolation in the time direction with the respective digital interpolation filter and, based on this, the interpolation in the frequency direction. The interpolated transfer function is sent via the data output of the channel estimator 11 as a date to the equalizer 12 , which thus carries out the equalization of the useful data signals. The advantage of this exemplary embodiment is the optimal channel tracking, as a result of which the receiving device 4 optimally equalizes the useful data signals.

In einer Abwandlung zu dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 dargestellt ist, können die digitalen Interpolationsfilter in festen Zeitabständen berechnet werden, wobei die Zeitabstände größer sind, als die Zeitabstände zwischen zwei Referenzsignalen, so daß Rechenaufwand eingespart wird. Allerdings ist zu berücksichtigen, daß dann die maximale Dopplerfrequenz und Verzögerungszeit größer gewählt werden müssen, als sie sich aus der letzten Rechnung ergeben haben, damit keine Störungen bis zur nächsten Berechnung auftreten, das heißt, man muß eine größere Verzögerungszeit und Dopplerfrequenz annehmen. Vorteil hierbei ist, daß ein Filter eine gewisse Einschwingzeit benötigt und diese somit implizit berücksichtigt wird.In a modification of the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the digital interpolation filters can be calculated at fixed time intervals, the time intervals being longer than the time intervals between two reference signals, so that computing effort is saved. However, it must be taken into account that the maximum Doppler frequency and delay time must then be chosen larger than they resulted from the last calculation, so that no disturbances occur until the next calculation, that is, a larger delay time and Doppler frequency must be assumed. The advantage here is that a filter requires a certain settling time and this is therefore taken into account implicitly.

Claims

1. Verfahren zum Empfang von digitalen Funksignalen über Funkkanäle (3), wobei die digitalen Funksignale auf verschiedene Trägerfrequenzen verteilt sind, wobei die auf verschiedene Trägerfrequenzen verteilten, digitalen Funksignale sich gegenseitig unbeeinflußt lassen, wobei die digitalen Funksignale Referenzsignale und Nutzdatensignale aufweisen, wobei die Empfangsvorrichtung (4) zum Empfang für die digitalen Funksignale sich mit einer Geschwindigkeit bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensschritt in der Empfangsvorrichtung (4) zum Empfang der digitalen Funksignale aus den empfangenen Referenzsignalen die Übertragungsfunktion des Funkkanals (3), sowohl zur Empfangszeit der Referenzsignale, als auch bei der Frequenz, bei der Referenzsignale gesendet worden sind, ermittelt wird, daß in einem zweiten Verfahrensschritt unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung (4), der vom Benutzer ausgewählten Trägerfrequenz und der ermittelten Übertragungsfunktion jeweils Koeffizienten eines digitalen Filters für die Empfangszeit und für die Frequenz der Referenzsignale bestimmt werden, daß in einem dritten Verfahrensschritt jeweils mittels des digitalen Filters die Übertragungsfunktion des Funkkanals (3) für die Empfangszeiten und die Frequenzen der Nutzdatensignale bestimmt wird und daß in einem vierten Verfahrensschritt die empfangenen Nutzdatensignale mittels der Übertragungsfunktion des Funkkanals (3) entzerrt werden.1. A method for receiving digital radio signals via radio channels ( 3 ), the digital radio signals being distributed over different carrier frequencies, the digital radio signals distributed over different carrier frequencies being mutually unaffected, the digital radio signals having reference signals and useful data signals, the receiving device ( 4 ) for reception for the digital radio signals moves at a speed, characterized in that in a first method step in the receiving device ( 4 ) for receiving the digital radio signals from the received reference signals, the transmission function of the radio channel ( 3 ), both at the reception time of the Reference signals, as well as the frequency at which reference signals have been sent, is determined that in a second process step taking into account the speed of the receiving device ( 4 ), the carrier frequency selected by the user and the e determined transmission function coefficients of a digital filter for the reception time and for the frequency of the reference signals are determined that in a third process step, the transmission function of the radio channel ( 3 ) for the reception times and the frequencies of the useful data signals is determined in each case by means of the digital filter and that in one fourth method step, the received useful data signals are equalized by means of the transmission function of the radio channel ( 3 ).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung (4) mit Mitteln zur Geschwindigkeitsmessung oder -schätzung ermittelt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the speed of the receiving device ( 4 ) is determined with means for speed measurement or estimation.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung (4), in Richtung eines Senders und von einem weiteren Sender weg, festgelegt wird, daß damit die maximalen Frequenzverschiebungen der vom Benutzer ausgewählten Trägerfrequenz an der Empfangsvorrichtung (4) aufgrund des Dopplereffekts bestimmt und daraus unter Berücksichtigung der Übertragungsfunktion des Funkkanals (3) die Koeffizienten des digitalen Filters ermittelt werden.3. The method according to claim 2, characterized in that the speed of the receiving device ( 4 ), in the direction of a transmitter and away from another transmitter, is determined so that the maximum frequency shifts of the carrier frequency selected by the user at the receiving device ( 4 ) due of the Doppler effect is determined and the coefficients of the digital filter are determined from this, taking into account the transfer function of the radio channel ( 3 ).

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Koeffizienten des digitalen Filters aus einer Mehrzahl von abgespeicherten Koeffizientensätzen ausgewählt werden.4. The method according to claims 1 and 3, characterized characterized in that the coefficients of the digital Filters from a plurality of stored Coefficient sets can be selected.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Koeffizienten der digitalen Filter unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung (4) der vom Benutzer ausgewählten Trägerfrequenz und der ermittelten Übertragungsfunktion des Funkkanals (3) berechnet werden. 5. The method according to claims 1 and 3, characterized in that the coefficients of the digital filters are calculated taking into account the speed of the receiving device ( 4 ), the carrier frequency selected by the user and the transmission function of the radio channel ( 3 ) determined.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Koeffizienten der digitalen Filter für jedes Referenzsignal berechnet werden.6. The method according to claim 5, characterized in that the coefficients of the digital filters for each Reference signal can be calculated.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Koeffizienten der digitalen Filter nach festen Zeitabständen neu berechnet werden.7. The method according to claim 5, characterized in that the coefficients of the digital filters according to fixed Intervals are recalculated.

8. Empfangsvorrichtung zum Empfang von digitalen Funksignalen über Funkkanäle (3), wobei die digitalen Funksignale auf verschiedene Trägerfrequenzen verteilt sind, wobei die auf verschiedene Trägerfrequenzen verteilten digitalen Funksignale sich gegenseitig unbeeinflußt lassen, wobei die digitalen Funksignale aus Referenzsignalen und Nutzdatensignalen bestehen, wobei die Empfangsvorrichtung (4) zum Empfang für die digitalen Funksignale sich mit einer Geschwindigkeit bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanalschätzer (11) eine Schätzung der Übertragungsfunktion des Funkkanals (3) für die Referenzsignale vornimmt, daß die Empfangsvorrichtung (4) mit der Schätzung der Übertragungsfunktion des Funkkanals (3) und der Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung (4) Koeffizienten für digitale Filter für die Empfangszeit und die Frequenz der Nutzdatensignale bestimmt, daß der Kanalschätzer (11) mit den digitalen Filtern jeweils für die Empfangszeit und die Frequenzen der Nutzdatensignale die Übertragungsfunktion des Funkkanals (3) berechnet und daß der Entzerrer (12) mit der Übertragungsfunktion des Funkkanals (3) die Nutzdatensignale entzerrt.8. receiving device for receiving digital radio signals via radio channels ( 3 ), the digital radio signals being distributed over different carrier frequencies, the digital radio signals distributed over different carrier frequencies being mutually unaffected, the digital radio signals consisting of reference signals and user data signals, the receiving device ( 4 ) for reception for the digital radio signals moves at a speed, characterized in that a channel estimator ( 11 ) makes an estimate of the transfer function of the radio channel ( 3 ) for the reference signals, that the receiving device ( 4 ) uses the estimate of the transfer function of the Radio channel ( 3 ) and the speed of the receiving device ( 4 ) coefficients for digital filters for the reception time and the frequency of the useful data signals determines that the channel estimator ( 11 ) with the digital filters for the reception time and Fre sequences of the useful data signals, the transfer function of the radio channel ( 3 ) is calculated and that the equalizer ( 12 ) equalizes the useful data signals with the transfer function of the radio channel ( 3 ).

9. Empfangsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsvorrichtung mit Mitteln zur Geschwindigkeitsmessung oder -schätzung die Geschwindigkeit bestimmt. 9. Receiving device according to claim 8, characterized characterized in that the receiving device with means to measure or estimate the speed Speed determined.

10. Empfangsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsvorrichtung (4) ihre Geschwindigkeit in Richtung eines Senders und von einem weiteren Sender weg festlegt, daß die Empfangsvorrichtung damit die maximalen Frequenzverschiebungen der Trägerfrequenz aufgrund des Dopplereffekts bestimmt und daraus unter Berücksichtigung der Übertragungsfunktion des Funkkanals (3) die Koeffizienten des digitalen Filters ermittelt.10. Receiving device according to claim 9, characterized in that the receiving device ( 4 ) determines its speed in the direction of a transmitter and away from a further transmitter, that the receiving device thus determines the maximum frequency shifts in the carrier frequency on the basis of the Doppler effect and from this taking into account the transfer function of the Radio channel ( 3 ) determines the coefficients of the digital filter.

11. Empfangsvorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsvorrichtung (4) Koeffizienten der digitalen Filter aus den im Koeffizientenspeicher (10) abgespeicherten Koeffizientensätzen auswählt.11. Receiving device according to claims 8 and 10, characterized in that the receiving device ( 4 ) selects coefficients of the digital filters from the coefficient sets stored in the coefficient memory ( 10 ).

12. Empfangsvorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsvorrichtung (4) Koeffizienten der digitalen Filter unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung (4) der vom Benutzer ausgewählten Trägerfrequenz und der ermittelten Übertragungsfunktion des Funkkanals (3) berechnet.12. Receiving device according to claims 8 and 10, characterized in that the receiving device ( 4 ) calculates coefficients of the digital filter, taking into account the speed of the receiving device ( 4 ), the carrier frequency selected by the user and the transmission function of the radio channel ( 3 ) determined.

13. Empfangsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsvorrichtung (4) die Koeffizienten der digitalen Filter für jedes empfangene Referenzsignal berechnet.13. Receiving device according to claim 12, characterized in that the receiving device ( 4 ) calculates the coefficients of the digital filters for each received reference signal.

14. Empfangsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsvorrichtung (4) die Koeffizienten der digitalen Filter nach festen Zeitabständen neu berechnet. 14. Receiving device according to claim 12, characterized in that the receiving device ( 4 ) recalculates the coefficients of the digital filters after fixed time intervals.

15. Empfangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsvorrichtung ein frei programmierbares Gatterfeld aufweist, das aufgrund der vom Benutzer ausgewählten Trägerfrequenz und der Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung die Dopplerverschiebung der Trägerfrequenz aus einem Speicher wählt.15. Receiving device according to one of the preceding Claims, characterized in that the Receiving device a freely programmable gate field has, based on the user-selected Carrier frequency and the speed of the Receiving device the Doppler shift of Carrier frequency selects from a memory.

16. Empfangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit und/oder die maximal zulässige Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung mit einem Tachometer und/oder Navigationssystem bestimmt wird.16. Receiving device according to one of the preceding Claims, characterized in that the Speed and / or the maximum allowed Speed of the receiving device with one Tachometer and / or navigation system is determined.

17. Empfangsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Navigationssystem für die Geschwindigkeitsbestimmung auf Straßen ohne Geschwindigkeitsbeschränkung einen manuell abgespeicherten Wert, einen vom Fahrzeugtyp abhängigen Wert oder ein Tachometer benutzt.17. Receiving device according to claim 16, characterized characterized in that the navigation system for the Speed determination on streets without Speed limit one manually stored value, depending on the vehicle type Value or a tachometer used.