DE60125508T2

DE60125508T2 - Detektion und korrektur von phasensprüngen in einer phasenfolge

Info

Publication number: DE60125508T2
Application number: DE60125508T
Authority: DE
Inventors: Delphine Legrand; Americo Brajal; Antoine Chouly
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: IPG Electronics 503 Ltd
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2021-06-26
Also published as: WO2002001825A1; DE60125508D1; US7388934B2; JP4907036B2; ES2278769T3; JP2004502346A; CN1268101C; EP1249116B1; US20020168032A1; CN1389057A; ATE349843T1; EP1249116A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem, umfassend mindestens einen Sender und einen Empfänger, der dazu bestimmt ist, Symbole zu empfangen, die von einer PSK-Modulation kommen, und umfassend Schätzmittel zum Schätzen eines Frequenzfehlers in Bezug auf ein Symbol, das auf einer Folge von Symbolphasen basiert. Die Erfindung betrifft auch einen Empfänger, der zur Verwendung in solch einem Kommunikationssystem vorgesehen ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen in einer Anfangsphasenfolge von Symbolen, die von einer PSK-Modulation kommen.
Die Erfindung betrifft schließlich ein Computerprogrammprodukt, das Anweisungen zur Ausführung solch eines Verfahrens umfasst.
STAND DER TECHNIK
Solch ein Schätzalgorithmus für einen Frequenzfehler in Bezug auf ein empfangenes Symbol, das auf einer Phasenfolge basiert, wird zum Beispiel in Absatz 4.1 (Seite 107) des Artikels «Feedforward Frequency Estimation for PSK: a Tutorial Review» von M. Morelli und U. Mengali beschrieben, veröffentlicht in der Zeitschrift «European Transactions on Telecommunications, vol. 9, no. 2, April 1998». Dieser Algorithmus ist unter dem Namen Tretter-Algorithmus oder Methode der kleinsten Quadrate bekannt.
Um solch eine Phasenfolge zu erhalten, ist die Verwendung eines Phasenschätzalgorithmus bekannt, der die Phase in Bezug auf ein empfangenes Symbol schätzt, auf der Basis von Entscheidungen, die an verschiedenen empfangenen Symbolen getroffen werden. Zum Beispiel wird der Erwartungsmaximierungsalgorithmus verwendet, der in Absatz 3.3 des Konferenzberichts der «International Conference on Communications, New Orleans, USA, 1.-5. Mai, 1994, vol. 2, SS. 940 und 945» mit dem Titel «Comparision between digital recovery techniques in the presence of frequency shift» von F. Daffara und J. Lamour beschrieben wird.
Das gestellte Problem ist das folgende: In einer PSK-Modulation mit 2ⁿ Punkten weisen zwei benachbarte Punkte eine Phasendifferenz von
auf. Wenn der Frequenzfehler derart ist, dass auf der Basis eines bestimmten Symbols ein Fehler in der Entscheidung gemacht wird, wird dieser Fehler durch einen Phasensprung von
in den erhaltenen Phasenfolgenschätzungen ausgedrückt. Die Zahl der Phasensprünge, die erhalten werden können, hängt von der Zahl der Symbole, die im Paket enthalten sind, und vom Anfangsfrequenzunterschied ab.
Wenn die Folge der Phasen, die zur Anwendung des Tretter-Algorithmus verwendet werden, einen oder mehrere Phasensprünge enthält, ist die erhaltene Frequenzschätzung ungenau. Die Erfindung hat insbesondere zur Aufgabe, eine Lösung für dieses Problem bereitzustellen.
Das Dokument EP0648037 beschreibt ein Verfahren, umfassend das Extrahieren der Phase jedes der zusammengesetzten Signale durch Löschen der unbekannten Phasensprünge, das Suchen, in der Reihe der erhaltenen Phasen, nach einem ersten Phasenbereich einer definierten Länge L, für welchen die Phasenänderung so linear wie möglich ist, das Bestimmen eines zweiten Phasenbereichs der Länge L2 größer als L, der einer genaueren linearen Näherung entspricht, das iterative Durchführen von linearen Regressionen unter Verwendung eines gleitenden Fensters mit einer Länge, die dem zweiten Phasenbereich L2 entspricht, um die restlichen Phasensprünge zu löschen, um eine quadratische Regression an den verbleibenden Phasen durchzuführen und eine Gesamtschätzung der Bezugsphasen des Signals jedes Blocks zu berechnen, und einen Vergleich des mittleren quadratischen Fehlers zwischen den geschätzten Bezugsphasen und den Rohphasen durchzuführen, die durch lineare Regression erhalten wurden.
Das Dokument EP0349064 beschreibt ein Verfahren zur Gewährleistung der kohärenten Demodulation durch digitale Verarbeitung eines phasenkontinuierlich modulierten Signals. Das Empfangssignal wird in das Basisband transponiert, in ein Digitalsignal umgewandelt und an einen Signalprozessor übergeben. Jedes übertragene Datenpaket weist eine bekannte Päambelfolge mit N Bits auf, was die annähernde Schätzung der Framesynchronisierung und der Bitsynchronisierung und auch der Anfangsphase und der Restfrequenzverschiebung erlaubt. Die progressive Verfeinerung der Schätzung wird mit zwei verschachtelten digitalen Schleifen erreicht: Eine langsame Schleife zum Erkennen des Bitsynchronisierung und eine schnelle Schleife, die Zwischenentscheidungen über zusätzliche Bitblöcke zur Schätzung der Anfangsphase und der Restfrequenzverschiebung durchführt.
Das Dokument EP0940958 beschreibt einen Algorithmus, der zur digitalen Demodulation eines frequenzmodulierten Signals verwendet wird. Der Algorithmus verbessert das Signal-Rausch-Verhältnis des demodulierten Signals für Träger-Rausch-Verhältnisse unterhalb der FM-Schwelle. Die Spitzen im demodulierten Signal werden erkannt und beseitigt. Die Erkennung erfolgt durch Interpolation und andere Kriterien der ungefalteten Phase des frequenzmodulierten Signals. Die ungefaltete Phase wird als die Absolutphase berechnet, die nicht auf den Bereich [–π, ..., π] begrenzt ist.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Zu diesem Zweck ist ein erfindungsgemäßes und wie im einleitenden Absatz beschriebenes Kommunikationssystem, in welchem der Empfänger Berechnungsmittel umfasst, um auf der Basis von Entscheidungen, die über Symbole getroffen werden, eine Phasenfolge, Anfangsfolge genannt, zu berechnen, und Mittel zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen in der Anfangsfolge, um dem Frequenzfehlerschätzmittel eine Phasenfolge, Endfolge genannt, zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen umfasst:

– Änderungsmittel zum Verändern der Anfangsfolge, um eine Vielzahl von modifizierten Folgen zu erzeugen, die jede eine Phasensprungkonfiguration kompensieren,
– Berechnungsmittel zum Berechnen von Geraden-Gleichungen, welche die Anfangsfolge und die modifizierten Folgen bestimmen,
– Berechnungsmittel, um für die Anfangsfolge und die modifizierten Folgen eine mittlere Differenz zwischen einer Anfangsphase der Anfangsfolge oder einer modifizierten Phase der Vielzahl von modifizierten Folgen und den Phasen der Folgen zu berechnen, die von der Geraden-Gleichung erzeugt wurden, wobei die Endfolge durch die Folge gebildet wird, deren mittlere Differenz minimal ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Aspekte der Erfindung gehen auf nicht einschränkende, beispielhafte Weise aus den im folgenden beschriebene(n) Ausführungsform(en) hervor.
In den Zeichnungen:
Ist 1 ein Diagramm eines Beispiel eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems,
ist 2 ein Flussdiagramm, das die Schritte des Phasenschätzverfahrens beschreibt,
ist 3 ein Flussdiagramm, das die Vorgänge beschreibt, die vom erfindungsgemäßen Mittel zur Korrektur und Detektion von Phasensprüngen verwendet werden,
ist 4 eine Darstellung einer Phasenfolge mit einem Phasensprung,
ist 5 eine Darstellung einer Phasenfolge mit zwei Phasensprüngen,
ist 6 eine Darstellung der Form der Kurven der Ergebnisse, die mit der Erfindung erhalten werden.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In 1 wird ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems gezeigt. Dieses Kommunikationssystem umfasst interaktive Benutzerstationen 1, die Sender im Sinne der Erfindung sind, und eine Kopfstation 2, die ein Empfänger im Sinne der Erfindung ist. Die Kopfstation 2 überträgt Signale in einem ersten Frequenzband Ku (12-14 GHz). Diese Signale werden von einem Satelliten 3 zu den interaktiven Benutzerstationen 1 übertragen. Die interaktiven Benutzerstationen 1 übertragen Signale in einem zweiten Frequenzband Ka (20-30 GHz). Diese Signale werden vom Satelliten 3 zur Kopfstation 2 übertragen.
Jede Station 1 umfasst eine Datenquelle 10 und Kanalcodierungsmittel 12. Die Kanalcodierungsmittel geben Pakete mit N Symbolen aus, die Präambelsymboble und Datensymbole enthalten. Diese Pakete werden dann an Filtermittel 13 übergeben und dann an Modulationsmittel 14, die einen lokalen Oszillator mit einer Frequenz f₀ verwenden.
Die Kopfstation 2 umfasst Demodulationsmittel 20, die einen lokalen Oszillator mit einer Frequenz f_c + Δf₀/Ts (wobei Δf₀ eine normalisierte Frequenzdifferenz relativ zur Symbolfrequenz ist und Ts die Dauer der Symbole ist), und eine Anfangsphase Θ₀ verwenden. Die Kopfstation 2 umfasst auch Filtermittel 21 und Abtastmittel 22, die das Ausgangssignal des Filters 21 abtasten, um Symbole auszugeben, Empfangssymbole genannt. Die Empfangssymbole werden an Frequenzwiederauffindemittel 23 übergeben, die die normalisierte Frequenzdifferenz Δf₀ schätzen und die Empfangssymbole korrigieren, um die geschätzte Differenz Δf₀ zu kompensieren. Die Frequenzwiederauffindemittel 23 geben frequenzkorrigierte Symbole aus. Diese frequenzkorrigierten Symbole werden an Phasenwiederauffindemittel 24 übergeben. Die phasenkorrigierten und frequenzkorrigierten Symbole werden schließlich an Kanaldecodierungsmittel 25 übergeben, die Daten 27 ausgeben.
Im hier beschriebenen Beispiel umfassen die Phasenwiederauffindemittel 24 Phasen- und Frequenzschätzmittel 50 und Phasenkorrekturmittel 51. Die Phasenschätzmittel 50 werden Bezug nehmend auf 2 beschrieben. Sie bestehen aus einer Schleife, die L mal durchlaufen wird. Nachstehend in der Beschreibung ist der Index m (m = 1 bis L) ein Schleifenzähler. Jeder Wert von m entspricht daher einem Schleifendurchlauf. Die Schleife umfasst:

– konventionelle Phasenschätzmittel 52 (zum Beispiel Erwartungsmaximierung) zum Erzeugen einer Anfangsphasenfolge S1 in Bezug auf ein Symbolpaket r_k ^(m-1) (m = 1 bis L, und k = 1 bis q, wobei q ≤ N),
– Mittel 53 zur Berechnung eines Frequenzfehlers in Bezug auf dieses Paket auf der Basis der Anfangsfolge S1,
– Mittel 54 zum Korrigieren der Frequenz der Symbole des Pakets, um diesen Frequenzfehler zu korrigieren,
– Schleifenmittel 55, die dem Phasenschätzmittel 52 die frequenzkorrigierten Symbole r_k ^(m) für einen folgenden Schleifendurchlauf zuführen,
– und Schleifenausgabemittel 56, die dem Phasenkorrekturmittel 51 die vom Phasenschätzmittel 52 geschätzten Phasen (oder direkt die vorzunehmende Korrektur) und die zu korrigierenden Symbole zuführen.

Die Berechnungsmittel 53 berechnen eine Frequenzfehlerschätzung Δf_m in Bezug auf die Symbole r_k ^(m-1) eines selben Pakets auf der Basis der Anfangsphasenfolge S1, die vom Phasenschätzmittel 52 erzeugt wurden. Die Werte dieser Phasenfolge S1 liegen zwischen –∞ und +∞.
Die Berechnungsmittel 53 umfassen:

– Mittel 60 zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen, um diese Anfangsfolge S1 zu korrigieren und eine Endfolge S2 auszugeben,
– Mittel 62 zur Berechnung der Steigung einer Geraden, die möglichst nahe an den Werten der Folge S2 liegt, durch Anwendung des Tretter-Algorithmus. Die erhaltene Steigung formt eine Frequenzfehlerschätzung Δf_m in Bezug auf die Symbole des Pakets. Dieser Frequenzfehler ist es, der an das Frequenzkorrekturmittel 54 übergeben wird. Die Symbole, die nach der Frequenzkorrektur erhalten werden,
werden für einen neuen Schleifendurchlauf an das Phasenschätzmittel 52 übergeben. Während des letzten Schleifendurchlaufs (m = L) werden die zu korrigierenden Symbole r (L-1) / k und die an diesen Symbolen vorzunehmende Phasenkorrektur
an das Phasenkorrekturmittel 51 übergeben.

Die Mittel 60 zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen sind in 3 dargestellt. Sie umfassen:

– Mittel 100 zum Ändern der Anfangsfolge, um eine Vielzahl von Phasensprungkonfigurationen zu kompensieren; die Korrekturmittel 100 erzeugen eine Vielzahl von modifizierten Folgen, die jede der Korrektur einer Phasensprungkonfiguration entsprechen;
– Mittel 110 zum Berechnen von Geraden-Gleichungen, die die Anfangsfolge und die modifizierten Folgen bestimmen,
– Berechnungsmittel 120, um für die Anfangsfolge und die modifizierten Folgen eine mittlere Differenz zwischen den Anfangs- oder modifizierten Phasen und den Phasen zu berechnen, die durch die entsprechende Geraden-Gleichung berechnet wurden, wobei die Endfolge durch die Folge gebildet wird, deren mittlere Differenz minimal ist.

Die Verwendung der Mittel 60 zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen ist unterschiedlich und hängt von der Zahl der Phasensprünge ab, die korrigiert werden sollen. Doch das angewandte Verfahren bleibt das gleiche. Die Erfindung kann daher auf jede Zahl von Phasensprüngen angewandt werden. Nun werden zwei Beispiele von Ausführungsformen der Mittel 60 zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen beschrieben:

– Ein erstes Beispiel, in welchem die Mittel 60 zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen dazu bestimmt sind, einen einzelnen Phasensprung von ± π / 2 zu korrigieren;
– ein zweites Beispiel, in welchem die Mittel 60 zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen dazu bestimmt sind, zwei Phasensprünge von ± π / 2 in derselben Richtung zu korrigieren; dieses zweite Beispiel entspricht dem wahrscheinlichsten Fall, in dem die übertragenen Pakete ATM-Zellen mit 53 Bytes sind.

In den Beispielen, die beschrieben werden, modifiziert das Änderungsmittel 100 die Anfangsfolge S1 phasenweise. Um die Zahl der durchzuführenden Berechnungen zu verringern, ist es aber möglich, die Folge phasengruppenweise zu ändern. Dies ist dem Ausgleich nur für bestimmte Konfigurationen von Phasensprüngen gleichzusetzen.
Das erste Beispiel der Ausführungsform der Mittel 60 zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen wird Bezug nehmend auf 4 beschrieben. In 4 wird ein Beispiel einer Anfangsfolge gezeigt, die einen Phasensprung von ± π / 2 enthält. Die Funktion der Mittel 60 zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen besteht darin, die Stelle und die Richtung des Phasensprungs zu erkennen und ihn dann zu korrigieren. Wie in 3 gezeigt, führen sie dazu die folgenden Vorgänge durch:

a) Der Tretter-Algorithmus wird auf die Anfangsfolge S1 angewendet, die durch Phasen φ_j (j = 0 bis q – 1) geformt wird, um die Geraden-Gleichung D₀ zu erhalten, die diese Folge bestimmt. Diese Gleichung schreibt sich wie folgt: D0: y = a0·x + b0 wobei: a₀ = α·S' – β·S und b₀ = γ·S – β·S' wobei
α = 12/(q·(q² – 1)), β = 6/(q·(q + 1)) und γ = 2(2q – 1)/(q(q + 1)) Diese Ausdrücke können einfach aus den Berechnungen abgeleitet werden, die auf den Seiten 523 und 524 des Titels «Numeric Recipes in C, the art of scientific computing, second edition» stehen, von W. H. Press, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling und B. P. Flannery, herausgegeben von Cambridge University Press in 1995, wobei zu berücksichtigen ist, dass die Unsicherheit der Phasen unabhängig von j konstant ist.
b) Eine anfängliche mittlere Differenz (σ₀)² wird zwischen den Phasen φ_j der Anfangsfolge S1 und den von der Geraden-Gleichung D₀ kommenden Phasen y(j) berechnet:
c) Die Anfangsfolge S1 wird Punkt für Punkt durchlaufen, wobei vom Ende (Symbol des Rangs q – 1) ausgegangen wird; der Index i ist ein Zähler, der die Position des Phasensprungs (i = q – 1, ..., 0) anzeigt.
d) Bei jedem Schritt werden die Phasen φ_j (j = q – i, ..., q – 1) um + π / 2 modifiziert, wodurch eine modifizierte Folge C_i ⁺ erhalten wird. Diese Folge C_i ⁺ besteht daher aus Phasen
e) Bei jedem Schritt wird eine Geraden-Gleichung D_i ⁺ berechnet, wobei diese Geraden-Gleichungen die modifizierte Folge C_i ⁺ bestimmen. Diese Gleichung schreibt sich als: Di +: y =(ai)+·x + (bi)+ wobei: a_i ⁺ = α·(S_i')⁺ – β·(S_i)⁺ und b_i ⁺ = γ·(S_i)⁺ – β·(S_i')⁺
f) Für jede modifizierte Folge C_i ⁺ wird eine mittlere Differenz (σ_i ⁺)² zwischen den Phasen φ_j ⁺ der modifizierten Folge C_i ⁺ und den von der Geraden-Gleichung D_i ⁺ kommenden Phasen y(j) berechnet.
g) Die Vorgänge c) bis f) werden wiederholt, während die Phasen φ_j (j = q – i, ..., q – 1) der Anfangsfolge von – π / 2 modifiziert werden. Für jeden Wert von i wird eine andere modifi zierte Folge C_i ^– erhalten. Sie wird geformt aus den Phasen
h) Die Endfolge S2 wird durch die Folge gebildet, deren mittlere Differenz minimal ist.

Für eine weniger komplexe Anwendung werden die mittleren Differenzen (σ_i ⁺)² auf der Basis der anfänglichen mittleren Differenz berechnet (σ₀)². Man erhält:
Die mittlere Differenz (σ_i ^–)² wird erhalten, indem im Ausdruck von (σ_i ⁺)² ersetzt wird: π durch –π, (A_i ⁺) durch –(A_i ^–) und (B_i ⁺) durch –(B_i ^–).
Das zweite Beispiel der Ausführungsform der Mittel 60 zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen wird Bezug nehmend auf 5 beschrieben. In 5 wird ein Beispiel einer Anfangsfolge S1 gezeigt, die zwei Phasensprünge von + π / 2 enthält. In Schritt d) werden die Phasen für die p Symbole vom Rang q – k – p bis q – k – 1 um + π / 2 modifiziert, und um +π für die k Symbole vom Rang q – k bis q (k variiert zwischen 1 und q und p variiert zwischen 1 und q – k).
Die modifizierten Folgen, die in Schritt d) erhalten werden, schreiben sich wie folgt:
Und die Geraden-Gleichungen, die in Schritt e) berechnet werden, schreiben sich wie folgt: Dp,k +: y = (ap,k +)·x + (bp,k +)wobei: (a_p,k)⁺ = α·(S_p,k')⁺ – β(·S_p,k)⁺ und (b_p,k)⁺ = γ·(S_p,k)⁺ – β·(S_p,k')⁺
Für eine weniger komplexe Implementierung werden die mittleren Differenzen (σ_p,k ⁺)² auf der Basis der anfänglichen mittleren Differenz (σ₀)² berechnet. Der folgende Ausdruck wird erhalten:
Die mittlere Differenz (σ_p,k ^–)² wird aus dem Ausdruck (σ_p,k ⁺)² abgeleitet, indem π durch –π, (A_p,k ⁺) durch –(A_p,k ^–) und (B_p,k ⁺) durch –(B_p,k ^–) ersetzt wird.
Es ist offensichtlich, dass die Mittel, die soeben beschrieben wurden, Berechnungsmittel sind, die vorteilhafterweise in Form eines Computerprogramms verwendet werden, das dazu bestimmt ist, von einem Mikroprozessor ausgeführt zu werden, der im Empfänger angeordnet ist.
In 6 werden die Ergebnisse gezeigt, die dank der Erfindung in einem System wie Bezug nehmend auf 1 und 2 beschrieben erhalten wurden. Die Kurven von 6 stellen die Paketfehlerrate (PER) gegenüber dem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) in den folgenden drei Fällen dar:

– Kurve R3: Wenn die Phasensprünge nicht erkannt werden;
– Kurve R2: Wenn die Phasensprünge mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erkannt und korrigiert werden;
– Kurve R1: Bei einem Gaußschen Kanal (ohne Phasen- oder Frequenzfehler).

Diese Kurven wurden erhalten mit:

– einer Quadraturphasenumtastmodulation,
– einem Zufallsanfangsfrequenzfehler Δf₀, der zwischen –1% und +1% der Symbolfrequenz lag,
– einem Zufallsanfangsphasenfehler θ₀, der zwischen –π und +π lag,
– Paketen, die eine bekannte Präambel mit 48 Symbolen [a₁, ..., a₄₈] und einen Payload-Teil [a₄₉, ..., a₅₉₂] mit 544 Symbolen umfassen,
– einem (vom Mittel 23 verwendeten) Frequenzwiederauffindealgorithmus, der die Paketpräambeln verwendet und der vor der Phasenschätzung angewandt wird, so dass der Restfrequenzfehler Δf₁ vor der Phasenschätzung kleiner oder gleich 0.3% der Symbolfrequenz ist,
– Phasenschätzmittel 50, die aus einer Schleife bestehen, die L = 2 mal durchlaufen wird,
– beim Übertragen, eine Reed Solomon-Codierung und eine Konvulutionscodierung, die in 64 Zuständen durchgeführt wird.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Ausführungsformen, die oben beispielhaft beschrieben wurden. Das heißt, sie betrifft jede Art von Empfänger, der eine Frequenzfehler-Korrekturvorrichtung vom Tretter-Typ benutzt, und vor dieser Vorrichtung eine Phasenschätzvorrichtung, die auf Entscheidungen an den Empfangssymbolen basiert.
Überdies ist die Zahl der Phasensprünge, die durch Anwendung dieses Verfahrens erkannt und korrigiert werden kann, beliebig. Wenn die übertragenen Datenpakete länger sind, ist es möglich, mehr als zwei Phasensprünge zu haben. Um die Be rechnungen nicht zu sehr zu komplizieren, ist es in diesem Fall vorteilhaft, die Datenpakete in kleinere Abschnitte aufzuteilen, so dass sie sich wieder an der gleichen Stellen befinden, wenn ein Maximum von zwei Phasensprüngen pro Paketabschnitt auftritt. Das oben beschriebene Verfahren wird demnach auf jeden Abschnitt des Pakets angewandt. Es erkennt die Stelle und die Richtung der verschiedenen Phasensprünge. Die Phasen werden dann abhängig von der Richtung der Sprünge und ihrer Zahl um ein Vielfaches von π / 2 korrigiert. Dann wird der Tretter-Algorithmus auf diese korrigierte Folge angewandt, um die Schätzung der Endfolge zu erhalten. Um einen Sprung zu vermeiden, des zwischen zwei Abschnitten eines Pakets auftritt, ist es wünschenswert, eine Überlappung zwischen den verschiedenen Abschnitten desselben Pakets vorzusehen.
Das vorgeschlagene Verfahren wird allgemein für jede MPSK-Modulation unter Berücksichtigung von Phasensprüngen von ±2π/M angewandt (statt ±π/2 bei einer QPSK-Modulation).

Claims

Kommunikationssystem, umfassend mindestens einen Sender (1) und einen Empfänger (2), der dazu bestimmt ist, Symbole zu empfangen, die von einer PSK-Modulation kommen, und umfassend Schätzmittel (62), um einen Frequenzfehler in Bezug auf ein Symbol zu schätzen, das auf einer Folge von Symbolphasen basiert, wobei der Empfänger Berechnungsmittel (52) umfasst, um eine Phasenfolge, Anfangsfolge (S1) genannt, auf der Basis von Entscheidungen zu berechnen, die an Symbolen getroffen werden, und Mittel zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen in der Anfangsfolge, um eine Phasenfolge, Endfolge (S2) genannt, dem Frequenzfehlerschätzmittel (62) zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen umfassen: – Änderungsmittel (100) zum Verändern der Anfangsfolge (S1), um eine Vielzahl von modifizierten Folgen (C_i ⁺; C_i ^–; C_p,k ⁺; C_p,k ^–) zu erzeugen, die jede eine Phasensprungkonfiguration kompensieren, – Berechnungsmittel (110) zum Berechnen von Geraden-Gleichungen, welche die Anfangsfolge (D₀) und die modifizierten Folgen (D_i ⁺; D_i ^–; D_p,k ⁺; D_p,k ^–) bestimmen, – Berechnungsmittel (120), um für die Anfangsfolge und die modifizierten Folgen eine mittlere Differenz zwischen einer Anfangsphase der Anfangsfolge oder einer modifizierten Phase der Vielzahl von modifierten Folgen und den Phasen der Folgen zu berechnen, die von der Geraden-Gleichung (σ₀ ²; (σ_i ⁺)²; (σ_i ^–)²; (σ_p,k ⁺)²; (σ_p,k)²) erzeugt wurden, wobei die Endfolge durch die Folge gebildet wird, deren mittlere Differenz minimal ist.
Kommunikationssystemn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfangsfolge phasengruppenweise modifiziert wird.
Empfänger zur Verwendung in einem Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, umfassend – Berechnungsmittel (52) zum Berechnen einer Phasenfolge, Anfangsfolge genannt, auf der Basis von Entscheidungen, die an Symbolen getroffen werden, und – Mittel zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen in der Anfangsfolge, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen umfassen: – Änderungsmittel (100) zum Verändern der Anfangsfolge (S1), um eine Vielzahl von modifizierten Folgen (C_i ⁺; C_i ^–; C_p,k ⁺; C_p,k ^–) zu erzeugen, die jede eine Phasensprungkonfiguration kompensieren, – Berechnungsmittel (110) zum Berechnen von Geraden-Gleichungen, die die Anfangsfolge (D₀) und die modifizierten Folgen (D_i ⁺; D_i ^–; D_p,k ⁺; D_p,k ^–) bestimmen, – Berechnungsmittel (120), um für die Anfangsfolge und die modifizierten Folgen eine mittlere Differenz zwischen der Anfangsphase oder den modifizierten Phasen und den Phasen zu berechnen, die durch die entsprechende Geraden-Gleichung (σ₀ ²; (σ_i ⁺)²; (σ_i ^–)²; (σ_p,k ⁺)²; (σ_p,k ^–)²) erzeugt wurden, wobei die Endfolge durch die Folge gebildet wird, deren mittlere Differenz minimal ist.
Verfahren zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen in einer Anfangsfolge von Symbolphasen, die von einer PSK-Modulation kommen, wobei die Anfangsfolge auf Entscheidungen basiert, die an Symbolen getroffen werden, umfassend: – einen Schritt des Berechnens einer Phasenfolge, Anfangsfolge genannt, auf der Basis von Entscheidungen, die an Symbolen getroffen werden, und – einen Schritt des Erkennens und Korrigierens von Phasensprüngen in der Anfangsfolge, um eine Phasenfolge zu erzeugen, Endfolge genannt, die zur Schätzung eines Frequenzfehlers verwendet wird, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es außerdem umfasst: – einen Schritt (c, d) des Modifizierens der Anfangsfolge (S1), um eine Vielzahl von modifizierten Folgen zu erzeugen, die jede eine Phasensprungkonfiguration kompensieren, – einen Schritt des Berechnens von Geraden-Gleichungen, welche die Anfangsfolge (a) und die modifizierten Folgen (e) bestimmen, – einen Berechnungsschritt, um für die Anfangsfolge (a) und die modifizierten Folgen (f) eine mittlere Differenz zwischen einer Anfangsphase der Anfangsfolge oder einer modifizierten Phase der Vielzahl von modifizierten Folgen und den Phasen der Folgen zu berechnen, die von der Geraden-Gleichung erzeugt wurden, wobei die Endfolge durch die Folge gebildet wird, deren mittlere Differenz minimal ist.
Verfahren zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfangsfolge phasengruppenweise modifiziert wird.
Computerprogrammprodukt, umfassend Anweisungen zur Implementierung jedes Schritts eines Verfahrens zur Detektion und Korrektur von Phasensprüngen nach den Ansprüchen 4 und 5, wenn dieses Programm von einem Prozessor ausgeführt wird.