DE60000395T2

DE60000395T2 - Demodulationsverfahren für Empfänger

Info

Publication number: DE60000395T2
Application number: DE60000395T
Authority: DE
Inventors: Rajeev Krishnamoorthy; Xiaodong Li; Shankar Narayanaswamy; Markus Rupp; Harish Viswanathan
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2020-07-18
Also published as: JP2001069190A; US6782037B1; EP1073229B1; KR20010039762A; KR100759235B1; DE60000395D1; CN1283005A; CN1140062C; BR0003068A; EP1073229A1; CA2313818A1; CA2313818C; AU4876400A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft die Technik des Zuteilens einer verfügbaren Datenrate zu Benutzern eines drahtlosen Kommunikationssystems und insbesondere die Zuteilung einer verfügbaren Datenrate zu Benutzern von drahtlosen Fest-Teilnehmeranschlußsystemen oder sogenannten "drahtlosen Teilnehmeranschlußsystemen.

Allgemeiner Stand der Technik

Typische vorbekannte drahtlose Systeme verwenden eine feste Datenratenzuteilung pro Benutzer. Sobald einem Benutzer ein Modulationsverfahren, d. h. eine Konstellation zur Abbildung der Bit des Benutzers auf Symbole, zugeteilt wurde, liegt die Datenrate des Benutzers fest, solange dem Benutzer keine weiteren, z. B. ein zusätzlicher oder mehrere zusätzliche, Zeitschlitze zugewiesen werden. Solche Systeme können Verbesserungen der Kanalqualität nicht ausnutzen und werden im Fall einer Verschlechterung der Kanalqualität beeinträchtigt.
Otsuki S et al., "Performance of Modulation-Level- Controlled Adpative Modulation Systems", Electronics & Communications in Japan, Teil I - Nachrichtentechnik, Scripta Technica, Band 79, Nummer 7, Juli 1996, Seiten 81-93, New York, USA; Hamaguchi K et al.: "Implementation and Performance of QAM-Level-Controlled Adaptive Modulation for Land Mobile Communications" Electronics Letters, IEE, Band 33, Nr. 18, 28.8.1997, Seiten 11529-1531, Stevenage, Großbritannien und US-A-5 289 476 legen alle die Verwendung verschiedener Modulationsverfahren für verschiedene Zeitschlitze offen. Aus Otsuki et al. ist ein Abschätzungswort auf Modulationsebene bekannt, das für die Modulationsdiskrimination verwendet wird, d. h. zur Bestimmung, welche Modulation verwendet wurde, und ein separates Kanalabschätzungswort, das für Trainingszwecke verwendet wird. Aus Hamaguchi et al. ist ein QAM- Indexsymbol, das zur Modulationsdiskrimination verwendet wird, und ein Pilotsymbol, das zum Training verwendet wird, bekannt. Aus US-A-5 289 476 ist eine Decodierungslogik bekannt, die eine Anzeige der Modulationsdiskrimation ausgibt.

Kurze Darstellung der Erfindung

Vorrichtungen, Verfahren und Software gemäß der Erfindung werden in den unabhängigen Ansprüchen definiert. Bevorzugte Formen werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß den Prinzipien der Erfindung kann das verwendete Konstellationsabbildungsverfahren zeitschlitzweise verändert werden, d. h. von Zeitschlitz zu Zeitschlitz, so daß die zur Codierung der Symbole jedes Zeitschlitzes verwendete Konstellation in einem einzigen Rahmen für jeden Zeitschlitz verschieden sein kann oder für einen bestimmten Zeitschlitz in verschiedenen aufeinanderfolgenden Rahmen verschieden sein kann. Anders ausgedrückt, sind mehrere Konstellationsabbildungsverfahren verfügbar, die jeweils die Möglichkeit bereitstellen, eine verschiedene Anzahl von Bit pro Symbol zu senden, und das für einen beliebigen Zeitschlitz verwendete bestimmte Konstellationsabbildungsverfahren muß nur für diesen Zeitschlitz gewählt werden. Die Möglichkeit, ein beliebiges bestimmtes Konstellationsabbildungsverfahren zu verwenden, hängt von der aktuellen Kanalqualität ab.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die für die Benutzerdaten des Zeitschlitzes verwendete bestimmte Konstellationsabbildung in der Präambel des Zeitschlitzes angegeben werden. Zu diesem Zweck kann jeder Zeitschlitz seine eigene Präambel aufweisen, die mit einem Konstellationsabbildungsverfahren abgebildet wird, das a) im voraus bekannt ist, b) für alle Zeitschlitze dasselbe sein kann und c) von, dem Konstellationsabbildungsverfahren, das zur Codierung von Benutzerdaten in dem Zeitschlitz verwendet wird, verschieden sein kann.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann ein Empfänger die für jeden Zeitschlitz verwendete Konstellationsabbildung aus der Präambel des Zeitschlitzes bestimmen.
Indem es möglich ist, das verwendete Konstellationsabbildungsverfahren zeitschlitzweise zu verändern, kann vorteilhafterweise die Datenrate des Benutzers schnell verändert, d. h. vergrößert oder verkleinert werden, so daß sie der Datenrate entspricht, die unter aktuellen Kanalbedingungen und dem angegebenen QoS des Benutzers den höchsten Durchsatz aufweist. Da das Konstellationsabbildungsverfahren, das verwendet werden kann, eine Funktion der Kanalqualität ist, die sich mit der Zeit ändern kann, ist es notwendig, die Kanalqualität zu überwachen, um zu bestimmen, welche Konstellationsabbildung zur Verwendung für jeden Zeitschlitz angemessen ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Es zeigen:
Fig. 1 beispielhaftes steuerbares drahtloses Strahl- TDMA-Kommunikationssystem, das gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung angeordnet ist;
Fig. 2 eine beispielhafte Rahmenstruktur zur Verwendung in dem in Fig. 1 gezeigten steuerbaren drahtlosen Strahl-Kommunikationssystem;
Fig. 3 einen beispielhaften Prozeß in Form eines Flußdiagramms zur Bestimmung des Modulationsverfahrens, das zur Modulation des Nutzsignalteils eines Zeitschlitzes verwendet wird, und zum Identifizieren einer empfangenen Trainingssequenz; und
Fig. 4 ein Flußdiagramm eines beispielhaften Prozesses, der von einem Sender verwendet wird, um Daten zu senden, wenn verschiedene Modulationsverfahren zur Modulation der Daten zeitschlitzweise zur Verfügung stehen.

Ausführliche Beschreibung

Im folgenden werden lediglich die Prinzipien der Erfindung beschrieben. Es versteht sich somit, daß Fachleute in der Lage sein werden, verschiedene Anordnungen zu konzipieren, die zwar hier nicht explizit beschrieben oder gezeigt werden, aber dennoch die Prinzipien der Erfindung realisieren und in ihren Gedanken und Schutzumfang fallen. Außerdem sollen alle hier angeführten Beispiele und alle Konditionalsprache im wesentlichen ausdrücklich nur pädagogischen Zwecken dienen, um dem Leser das Verständnis der Prinzipien der Erfindung und der von dem Erfinder bzw. den Erfindern zur Erzielung eines Fortschritts in der Technik beigetragenen Konzepte erleichtern und sollen nicht als Einschränkung auf solche spezifisch angeführten Beispiele und Konditionen aufgefaßt werden. Weiterhin sollen alle hier angeführten Aussagen, die Prinzipien, Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung sowie spezifische Beispiele für diese anführen, sowohl strukturelle als auch funktionelle Äquivalente dieser umfassen. Zusätzlich ist beabsichtigt, daß solche Äquivalente sowohl zur Zeit bekannte Äquivalente als auch in der Zukunft entwickelte Äquivalente enthalten, d. h. etwaige entwickelte Elemente, die, ungeachtet der Struktur, dieselbe Funktion durchführen.
Somit ist zum Beispiel für Fachleute erkennbar, daß die hier angegeben Blockschaltbilder Konzeptansichten von beispielhaften Schaltkreisen darstellen, die die Prinzipien der Erfindung realisieren. Ähnlich versteht sich, daß alle Flußdiagramme, Ablaufdiagramme, Zustandsübergangsdiagramme, jeglicher Pseudocode und dergleichen verschiedene Prozesse darstellen, die im wesentlichen in einem computerlesbaren Medium dargestellt und so durch einen Computer oder Prozessor ausgeführt werden können, gleichgültig, ob ein solcher Computer oder Prozessor explizit gezeigt ist oder nicht.
Die Funktionen der verschiedenen in den Figuren gezeigten Elemente, einschließlich als "Prozessoren" bezeichneter Funktionsblöcke, können durch Verwendung von spezieller Hardware und auch durch Hardware, die Software ausführen kann, in Verbindung mit entsprechender Software bereitgestellt werden. Bei Bereitstellung durch einen Prozessor können die Funktionen durch einen einzigen eigenen Prozessor, durch einen einzigen gemeinsam genutzten Prozessor oder durch mehrere einzelne Prozessoren bereitgestellt werden, von denen einige gemeinsam genutzt sein können. Außerdem sollte die explizite Verwendung des Begriffs "Prozessor" oder "Steuerung" nicht als sich ausschließlich auf Hardware, die Software ausführen kann, beziehend aufgefaßt werden und kann implizit ohne Einschränkung Hardware für digitale Signalverarbeitung (DSP), Nur-Lese-Speicher (ROM) zum Speichern von Software, Direktzugriffsspeicher (RAM) und nichtflüchtige Speicherung umfassen. Außerdem kann andere Hardware, ob herkömmlich und/oder kundenspezifisch, enthalten sein. Genauso sind jegliche in den Figuren gezeigte Schalter nur als Konzepte gedacht. Ihre Funktion kann durch den Betrieb von Programmlogik, durch spezielle Logik, durch die Wechselwirkung von Programmsteuerung und spezieller Logik oder sogar manuell ausgeführt werden, wobei die konkrete Technik vom Implementierer je nach Kontext spezifischer wählbarer ist.
In den vorliegenden Ansprüchen sollen alle Elemente, die als ein Mittel zum Durchführen einer spezifizierten Funktion ausgedrückt sind, jede beliebige Art der Durchführung dieser Funktion umfassen, darunter z. B. a) eine Kombination von Schaltungselementen, die diese Funktion durchführen, ober b) Software in beliebiger Form, daher einschließlich Firmware, Mikrocode oder dergleichen, in Kombination mit entsprechenden Schaltkreisen zur Ausführung dieser Software, um die Funktion durchzuführen. Die durch diese Ansprüche definierte Erfindung ist in dem Umstand verankert, daß die von den verschiedenen angeführten Mitteln bereitgestellten Funktionalitäten so kombiniert und zusammengebracht werden, wie es die Ansprüche vorschreiben. Die Anmelder betrachten somit jedes Mittel, das diese Funktionalitäten bereitstellen kann, als den hier gezeigten äquivalent.
Man beachte, daß Kanalqualität hier Effekte von Kanaleigenschaften, wie zum Beispiel Mehrfachwege; Störungen von anderen Quellen, wie zum Beispiel Funkquellen desselben oder anderer Systeme sowie kosmische Quellen; und Rauschen, wie zum Beispiel thermisches Rauschen in dem Empfänger selbst, einschließt.
Man beachte, daß der hier verwendete Begriff "Benutzer" eine bestimmte Person, ein bestimmtes Endgerät oder abhängig von dem Implementierer bestimmte Anwendungen oder Instanziierungen davon wiedergeben kann. Durchschnittsfachleute werden ohne weiteres in der Lage sein, aus der vorliegenden Beschreibung Systeme zu entwerfen, bei denen beliebige dieser Bedeutungen für den "Benutzer" und sogar für beliebige Kombinationen dieser Bedeutungen vorkommen.
Fig. 1 zeigt ein beispielhaftes steuerbares drahtloses Strahl-TDMA-Kommunikationssystem 100, das gemäß den Prinzipien der Erfindung angeordnet ist. Das drahtlose Kommunikationssystem 100 enthält eine Basisstationsantenne 101, die ferne Endgeräte 103-1 bis 103-N, zusammen als ferne Endgeräte 103 bezeichnet, versorgt, und eine Basisstationsantenne 105, die ferne Endgeräte 107-1 bis 107-N, zusammen als ferne Endgeräte 107 bezeichnet, versorgt. Die Paarung eines fernen Endgeräts mit einer bestimmten Basisstation wird von dem Implementierer auf der Grundlage der besten Signalleistung und geringsten Störungen, die für ein Paar von fernem Endgerät und Basisstation erzielt werden können, bestimmt.
In einem steuerbaren drahtlosen Strahl-Kommunikationssystem 100 kann das am Standort des fernen Endgeräts gebildete Strahlmuster eine beliebige Breite aufweisen. Die konkrete Breite des Strahls ist eine Funktion der Richtwirkung des Antennenentwurfs und ist häufig ein breiter Strahl. In der Regel wird sowohl zum Senden als auch zum Empfangen dasselbe Strahlmuster verwendet. Zum Beispiel wurde bei einer Ausführungsform der Erfindung eine Antenne am Standort des fernen Endgeräts mit einem Winkel von 30º verwendet, obwohl jeder andere Winkel verwendet werden kann.
Die Basisstation hat die Fähigkeit, steuerbar Strahlmuster mit im wesentlichen beliebiger Breite zu bilden, um so abhängig von der Situation entweder auf einem breiten Strahl oder einem schmalen Strahl zu hören und zu senden. Zu Anfang, z. B. während der Verbindungsherstellung, wird die Kommunikation zwischen einer Basisstation und einem fernen Endgerät dadurch ausgeführt, daß die Basisstation einen breiten Strahl verwendet. Sobald ein Kommunikationskanal zwischen einer Basisstation und einem fernen Endgerät, d. h. ein sogenannter "Verkehrs"-Kanal hergestellt ist, verwendet die Basisstation in der Regel jedoch einen schmalen Strahl. Bei Verwendung eines schmalen Strahls lenkt die Basisstation den Strahl zu dem Zeitpunkt, an dem Kommunikation zwischen der Basisstation und dem fernen Endgerät stattfinden soll, in die Richtung des fernen Endgeräts. Die Kommunikation kann gleichzeitig bidirektional zwischen der Basisstation und dem fernen Endgerät sein, z. B. wird eine Frequenz zum Senden von der Basisstation zu dem fernen Endgerät und eine zweite Frequenz zum Senden von dem fernen Endgerät zu der Basisstation verwendet.
Das steuerbare drahtlose Strahl-Kommunikationssystem 100 von Fig. 1 ist ein System mit Zeitmultiplex- Vielfachzugriff (TDMA). Solche Systeme verwenden eine sich wiederholende Rahmenstruktur, wobei sich in jedem Rahmen Zeitschlitze befinden. Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Rahmenstruktur 201 zur Verwendung in dem steuerbaren drahtlosen Strahl-Kommunikationssystem 100. Die Rahmenstruktur 201 ist 2,5 ms lang und enthält 64 Zeitschlitze 203, einschließlich der Zeitschlitze 203-1 bis 203-64. Jeder der Zeitschlitze 203 enthält einen Datenteil (DP) 205 und einen Teil 207 für das Wachintervall (G). Zum Beispiel beträgt jeder der Zeitschlitze 203 2,5/64 ms, also 39,0625 us. Jedes Wachintervall 207 beträgt 2 us, so daß jedem Datenteil 205 37,0625 us verbleiben. Sowohl für die Aufwärtsstrecke, d. h. von dem fernen Endgerät zu der Basisstation, als auch für die Abwärtsstrecke, d. h. von der Basisstation zu dem fernen Endgerät, wird dieselbe Rahmenstruktur verwendet.
Genauer gesagt wird jeder Zeitschlitz 203 in Symbole aufgeteilt, deren Anzahl vom Implementierer auf der Grundlage der Bandbreite und der Zeitschlitzperiode bestimmt wird. Wie bereits erwähnt, bleibt bei einer 39,0625-us-Zeitschlitzperiode mit einem Wachintervall von 2 us ein Datenteil von 37,0625 us übrig. Wenn die Kanalbandbreite 5 MHz und die nutzbare Bandbreite 3,9936 MHz beträgt, dann liegen 148 Symbole jeweils mit einer Länge von ungefähr 250,04 ns vor.
Die Anzahl von Bit pro Symbol, d. h. die Konstellationsgröße, bestimmt die in jedem Zeitschlitz gesendete Anzahl von Bit. Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Anzahl von Bit pro Symbol zeitschlitzweise verändert werden, ungeachtet der Position der Daten, die im Zeitschlitz in dem Datenstrom des Benutzers plaziert werden sollen, d. h. ungeachtet des Zustands des Segmentierungsalgorithmus, der die Benutzerdaten in Funkstreckenpakete zur Übertragung in Einheiten mit Zeitschlitzgröße aufteilt. Zum Beispiel werden bei einer Ausführungsform der Erfindung fünf verschiedene Modulationsverfahren verwendet, nämlich a) Quadratur-Phasensprung (QPSK), b) 8- ärer-Phasensprung (8-PSK), c) 16-Quadratur-Amplitudenmodulation (16-QAM), d) 32-Quadratur-Amplitudenmodulation (32-QAM), d) 64-Quadratur-Amplitudenmodulation (64-QAM). Für einen Zeitschlitz mit 148 Symbolen ermöglichen diese Modulationsverfahren eine Übertragung darin von a) 296, b) 444, c) 592, d) 740 bzw. e) 888 rohen Bit. Man beachte, daß die tatsächlichen, für Benutzerdaten in einem Zeitschlitz verfügbaren Bit häufig aufgrund der Verwendung roher Bit für Trainingssequenzen, Köpfe, Fehlererkennungs- und/oder Korrekturcodes und dergleichen weniger als die Anzahl roher Bit sind.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das verwendete Konstellationsabbildungsverfahren zeitschlitzweise verändert werden. Durch zeitschlitzweises Verändern des verwendeten Konstellationsabbildungsverfahrens und der von einem Benutzer verwendeten Anzahl von Zeitschlitzen kann vorteilhafterweise die Datenrate des Benutzers schnell verändert, d. h. vergrößert oder verkleinert werden.
Das einfache Ändern des verwendeten Modulationsverfahrens ist zwar leicht, dies aber so durchzuführen, daß ein Empfänger entsprechend auf eine solche Änderung reagieren kann, ist es aber nicht. Gemäß den Prinzipien der Erfindung werden deshalb eine oder mehrere spezifische Trainingssequenzen in die Präambel jedes Zeitschlitzes eingefügt, die sowohl zum Identifizieren der Art der für den Rest des Zeitschlitzes verwendeten Modulation als auch bei der Durchführung herkömmlicher Trainingsfunktionen wie zum Beispiel Zeitsteuerungswiederherstellung, Trägerwiederherstellung und Kanalentzerrung auf qualitativ hochwertige Weise verwendet werden. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird im Empfänger eine Korrelation verwendet, um zu identifizieren, welche konkrete Trainingssequenz empfangen wurde.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden die Trainingssequenzen alle mit einem binären Phasensprung (BPSK-)Modulationsverfahren, das im wesentlichen eines der einfachsten bekannten Modulationsverfahren ist, moduliert. Ein solches einfaches Verfahren wird verwendet, um die Wahrscheinlichkeit, daß die Informationen ordnungsgemäß empfangen werden, zu maximieren. Da die Länge der Trainingssequenz, um eine gute Leistung zu erhalten, als Funktion des verwendeten Modulationsverfahrens variiert, wird weiterhin unter Verwendung einer ersten Anzahl von Symbolen, z. B. 13, eine anfängliche Bestimmung durchgeführt, ob das verwendete Modulationsverfahren QPSK oder eines der anderen Modulationsverfahren ist.
Wenn QPSK erkannt wird, dann müssen außer den für die anfängliche Bestimmung verwendeten keine weiteren Symbole verwendet werden, und somit bleiben diese Symbole zum Führen eines zusätzlichen Nutzsignals in den QPSK-modulierten Zeitschlitzen verfügbar. Dies ist nützlich, da QPSK den niedrigsten Durchsatz der oben angeführten Modulationsverfahren, die bei dieser beispielhaften Ausführungsform verwendet werden, aufweist. Durch eine anfängliche Auftrennung in QPSK- und andere Modulationsverfahren sind außerdem die Korrelationsergebnisse mit größerer Wahrscheinlichkeit genau, als wenn zu Anfang jedes Modulationsverfahren separat erkannt werden müßte.
Wenn der Korrelator im Empfänger QPSK erkennt, wird der Rest des Zeitschlitzes mit QPSK-Demodulation demoduliert. Sobald die bestimmte Trainingssequenz für QPSK erkannt wurde, können weiterhin die Abtastwerte, aus denen die Trainingssequenz besteht, für herkömmliches Training verwendet werden, da der Wert der Trainingssequenz nun bekannt ist.
Wenn der Korrelator im Empfänger kein QPSK erkennt, dann ist das verwendete Modulationsverfahren offensichtlich eines der anderen Modulationsverfahren. Weiterhin wird die Trainingssequenz als diejenige Sequenz von Symbolen erkannt, die anzeigt, daß ein anderes Modulationsverfahren als QPSK verwendet wird. Sobald diese bestimmte Trainingssequenz erkannt wurde, können die Abtastwerte, aus denen diese "andere" Trainingssequenz besteht, für herkömmliches Training verwendet werden, da der Wert der Trainingssequenz nun bekannt ist. Das Training wird jedoch vorzugsweise zurückgestellt, bis eine zweite Trainingssequenz, die in denselben Zeitschlitz, aber nach der ersten Trainingssequenz gesendet wird und die identifiziert, welches bestimmte Modulationsverfahren außer QPSK verwendet wird, bestimmt wird. Sobald die "andere" Trainingssequenz erkannt wurde, werden zu diesem Zweck die Symbole an einem zweiten Ort in dem Zeitschlitz, aus denen eine zweite Trainingssequenz besteht, unter Verwendung von Korrelation mit einer oder mehreren einer Menge jeweiliger Trainingssequenzen verglichen, wobei jedes Element der Menge jeweils das Modulationsverfahren des Zeitschlitzes als eines von 8- PSK, 16-QAM, 32-QAM oder 64-QAM identifiziert. Das Modulationsverfahren, das der einen der bekannten Trainingssequenzen entspricht, die am stärksten mit den Symbolen an einem zweiten Ort in dem Zeitschlitz, an dem die zweite Trainingssequenz gefunden werden können, korreliert, wird als das Modulationsverfahren bestimmt, das bei der Demodulation des Rests des Zeitschlitzes verwendet wird. Sobald die bestimmte Trainingssequenz erkannt wurde, können außerdem die Abtastwerte, die die Trainingssequenz bilden, und die Abtastwerte, die die ursprüngliche "andere" Trainingssequenz bilden, für herkömmliches Training verwendet werden, da der Wert der gesamten Trainingssequenz nun bekannt ist.
Fig. 3 zeigt einen beispielhaften Prozeß als Flußdiagramm zur Bestimmung des Modulationsverfahrens, das zur Modulation des Nutzsignalteils eines Zeitschlitzes verwendet wurde, im Empfänger. Der Prozeß wird im Schritt 301 begonnen, wenn über die Funkschnittstelle ein neuer Zeitschlitz empfangen wird. Als nächstes werden im Schritt 303 die ersten N1 Symbole, die sich an den Positionen befinden, an denen die Trainingssequenz erwartet wird, mit zwei möglichen Trainingssequenzen P1 und P2 korreliert. Zum Beispiel können P1 und P2 jeweils 13 Symbole sein und P1 zeigt an, daß das Zeitschlitznutzsignal mit QPSK modelliert ist, während P2 anzeigt, daß ein bestimmtes anderes Modulationsverfahren als QPSK für das Zeitschlitznutzsignal verwendet wird. Der bedingte Verzweigungspunkt 305 prüft, ob das Ergebnis der im Schritt 303 durchgeführten Korrelationen dergestalt ist, daß die P1 entsprechende Ausgabe größer als die P2 entsprechende Ausgabe ist. Wenn das Prüfergebnis im Schritt 305 JA ist, wodurch angezeigt wird, daß die empfangene Trainingssequenz die für QPSK ist, wird die Steuerung an den Schritt 307 abgegeben und das Paket so verarbeitet, als ob es mit QPSK moduliert ist. Zu diesem Zweck wird das Training unter Verwendung der QPSK-Trainingssequenz und die Datendemodulation für QPSK-Daten durchgeführt. Der Prozeß endet dann im Schritt 327.
Wenn das Prüfergebnis im Schritt 307 NEIN ist, wodurch angezeigt wird, daß der Zeitschlitz nicht QPSK- moduliert ist, wird die Steuerung an den Schritt 309 abgegeben, in dem die nächsten N2 Symbole, die der zweiten Trainingssequenz entsprechen sollen, als eine Sequenz mit den Trainingssequenzen P3, P4, P5 und P6 korreliert werden, die 8-PSK, 16-QAM, 32-QAM oder 64- QAM entsprechen. Der bedingte Verzweigungspunkt 311 prüft, ob die Ausgabe des Korrelators, der die N2 Symbole mit P3 korreliert hat, die größte Ausgabe erzeugt hat. Wenn das Prüfergebnis im Schritt 311 JA ist, wird die Steuerung an den Schritt 313 abgegeben und das Paket so verarbeitet, als ob es mit 8-PSK moduliert worden ist. Zu diesem Zweck wird das Training unter Verwendung der N1 Symbole, die P2 entsprechen, in Kombination mit der 8-PSK-Trainingssequenz P3 durchgeführt, und die Datendemodulation für 8-PSK-Daten wird ausgeführt. Der Prozeß endet dann im Schritt 327.
Wenn das Prüfergebnis im Schritt 311 NEIN ist, wird die Steuerung an den bedingten Verzweigungspunkt 315 abgegeben, der prüft, ob die Ausgabe des Korrelators, der die N2 Symbole mit P4 korreliert hat, die größte Ausgabe erzeugt hat. Wenn das Prüfergebnis im Schritt 315 JA ist, wird die Steuerung an den Schritt 317 abgegeben und das Paket wird so verarbeitet, als ob es mit 16-QAM moduliert worden ist. Zu diesem Zweck wird das Training unter Verwendung der N1-Symbole, die P2 entsprechen, in Kombination mit der 16-QAM- Trainingssequenz P4 und die Datendemodulation für 16- QAM-Daten durchgeführt. Der Prozeß endet dann im Schritt 327.
Wenn das Prüfergebnis im Schritt 315 NEIN ist, wird die Steuerung an den bedingten Verzweigungspunkt 319 abgegeben, der prüft, ob die Ausgabe des Korrelators/- der die N2 Symbole mit PS korreliert hat, die größte Ausgabe erzeugt hat. Wenn das Prüfergebnis im Schritt 319 JA ist, wird die Steuerung an den Schritt 321 abgegeben und das Paket so verarbeitet, als ob es mit 32-QAM moduliert worden ist. Zu diesem Zweck wird das Training unter Verwendung der N1 Symbole, die P2 entsprechen, in Kombination mit der 32-QAM- Trainingssequenz P5 und die Datendemodulation für 32- QAM-Daten durchgeführt. Der Prozeß endet dann im Schritt 327.
Wenn das Prüfergebnis im Schritt 319 NEIN ist, wird die Steuerung an den bedingten Verzweigungspunkt 319 abgegeben, der prüft, ob die Ausgabe des Korrelators, der die N2 Symbole mit P6 korreliert hat, die größte Ausgabe erzeugt hat. Wenn das Prüfergebnis im Schritt 323 JA ist, wird die Steuerung an den Schritt 325 abgegeben und das Paket so verarbeitet, als ob es mit 64-QAM moduliert worden ist. Zu diesem Zweck wird das Training unter Verwendung der N1 Symbole, die P2 entsprechen, in Kombination mit der 64-QAM- Trainingssequenz P6 und die Datendemodulation für 64- QAM-Daten durchgeführt. Der Prozeß endet dann im Schritt 327.
Bei der Durchführung der Korrelation im Schritt 309 ist es gemäß einem Aspekt der Erfindung weiterhin vorteilhaft, außerdem die ersten N1 Symbole mit P2 neu zu korrelieren und das kombinierte Ergebnis der Korrelationen der ersten N1 Symbole und der nächsten N2 Symbole mit jedem jeweiligen von P3, P4, P5 und P6 als eine Einheit zur Verwendung in den Schritten 311, 315, 319 und 323 zu nehmen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die hier benötigte Korrelation erst dann durchgeführt, wenn die Abwärtskonvertierung in das Basisband sowohl für die Gleichphasen-(I-) als auch die Quadratur-(Q-)Signale, die auf der Funkstrecke geführt werden, abgeschlossen ist. Die I- und Q-Basisbandsignale werden in den digitalen Bereich umgesetzt, wobei für jede Symbolperiode für jedes von I und Q ein neuer digitaler Wert erzeugt wird.
Danach erfolgt eine Korrelation zwischen der angegebenen Anzahl von Symbolen von I und Q und dem Codewort, das geprüft wird für, z. B. P1, P2, P3 usw., z. B. unter Verwendung eines Codewort-Korrelators. Jede Korrelationsausgabe wird dann quadriert, und die Summe der Quadrate dann addiert. Die resultierende Summe wird dann in Schritten verwendet, die das Ergebnis einer Korrelation benötigen.
Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm eines beispielhaften Prozesses, der von einem Sender verwendet wird, um Daten zu senden, wenn verschiedene Modulationsverfahren zum modulieren der Daten zeitschlitzweise verfügbar sind. Der Prozeß wird im Schritt 401 begonnen, und dort ist es Zeit, Daten zur Übertragung in einen bevorstehenden Zeitschlitz vorzubereiten. Als nächstes werden im Schritt 403 die Kanalqualitätsparameter erhalten, aus denen in Schritt 405 das Modulationsverfahren bestimmt wird das zum Modulieren dieses Zeitschlitzes verwendet werden wird. Die bestimmte Abbildung der Kanalqualität auf das Modulationsverfahren wird dem Implementierer überlassen, da sie eine Funktion der Systemanforderung ist. Durchschnittsfachleute werden in der Lage sein, solche Abbildungen zu entwickeln.
Danach wird in Schritt 407 die richtige Trainingssequenz, die dem gewählten Modulationsverfahren entspricht, in die Präambel des Zeitschlitzes eingesetzt. Die Menge von Daten, die bei Modulation mit dem gewählten Modulationsverfahren in einen Zeitschlitz passen kann, wird im Schritt 409 bestimmt und dementsprechend im Schritt 411 moduliert. Der Zeitschlitz wird dann im Schritt 413 gesendet und der Prozeß endet im Schritt 415.
Durchschnittsfachleute werden erkennen, daß es nicht notwendig ist, das Modulationsverfahren zeitschlitzweise zu verändern, obwohl dies vorzuziehen sein kann. Stattdessen kann das Modulationsverfahren in bekannten Intervallen verändert werden, und die notwendige Analyse wird nur dann durchgeführt, wenn eine Änderung des Modulationsverfahrens zulässig ist.
Man beachte, daß in der Rubrik des Begriffs "Rahmenstruktur" hier das Konzept mit eingeschlossen ist, das manchmal als ein Superrahmen bezeichnet wird, d. h. der Rahmen wird als durch einen bekannten, sich regelmäßig wiederholenden Zeitschlitz begrenzt definiert, obwohl andere kleinere Rahmen darin enthalten sein können. Weiterhin sollte der Begriff Präambel nicht so aufgefaßt werden, daß er die Identifikation des gewählten Modulationsverfahrens darauf beschränkt, daß sie vor den Benutzerdaten in einem Zeitschlitz kommt, so wie es am häufigsten vorkommt, sondern kann auch Situationen umfassen, in denen die Identifikation des gewählten Modulationsverfahrens nach den Benutzerdaten in einem Zeitschlitz kommt.

Claims

1. Vorrichtung zur Verwendung in einem Empfänger, der eine Übertragung empfängt, die zeitschlitzweise unter Verwendung eines von mehreren Konstellationsabbildungsverfahren moduliert wurde, wobei jeder Zeitschlitz eine Präambel aufweist, gekennzeichnet durch:

ein Mittel [107, 303] zum Korrelieren von N1 Symbolen, die sich in Positionen in der Präambel befinden, an denen eine Trainingssequenz erwartet wird, mit jeder von mehreren ersten bekannten Trainings Sequenzen;

ein Mittel [107, 305] zum Verwenden eines Konstellationsabbildungsverfahrens, das einer ersten der mehreren ersten bekannten Trainingssequenzen entspricht, wenn eine erste der mehreren bekannten Trainingssequenzen am stärksten mit den ersten N1 Symbolen korreliert ist;

ein Mittel [107, 309] zum Korrelieren von N2 Symbolen der Präambel mit jeder von mehreren bekannten zweiten Trainingssequenzen, wobei jede der zweiten Trainingssequenzen einem jeweiligen der Konstellationsabbildungsverfahren entspricht, das von dem einen der Konstellationsabbildungsverfahren, das der ersten der mehreren bekannten Trainingssequenzen entspricht, verschieden ist;

ein Mittel [107, 311, 315, 319, 323] zum Verwenden des Konstellationsabbildungsverfahrens, das einer der mehreren zweiten bekannten Trainingssequenzen entspricht, die am stärksten mit den N2 Symbolen korreliert ist, wenn die erste der mehreren bekannten Trainingssequenzen nicht am stärksten mit den ersten N1 Symbolen korreliert ist; und

ein Mittel zum Durchführen eines Trainings des Empfängers unter Verwendung der mindestens N1 Symbole, wenn die erste der mehreren bekannten Trainingssequenzen die am stärksten mit den ersten N1 Symbolen korrelierte ist, und zum Verwenden mindestens der mindestens N2 Symbole, wenn die erste der mehreren bekannten Trainingssequenzen nicht die am stärksten mit den ersten N1 Symbolen korrelierte ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die N2 Symbole von den N1 Symbolen unterschiedlich sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Mittel zum Durchführen des Trainings des Empfängers so angeordnet ist, daß es mindestens die N1 zusammen mit den mindestens N2 Symbolen verwendet, wenn die erste der mehreren bekannten Trainingssequenzen nicht die am stärksten mit den ersten N1 Symbolen korrelierte ist.

4. Verfahren zur Verwendung in einem Empfänger mit den folgenden Schritten:

Empfangen einer Übertragung, die zeitschlitzweise unter Verwendung eines von mehreren Konstellationsabbildungsverfahren moduliert wurde, wobei jeder Zeitschlitz eine Präambel aufweist,

gekennzeichnet durch:

Korrelieren eines ersten Teils einer Präambel eines bestimmten Zeitschlitzes mit jeder von mehreren ersten bekannten Trainingssequenzen;

Verwenden eines Konstellationsabbildungs verfahrens, das einer ersten der mehreren ersten bekannten Trainingssequenzen entspricht, wenn die erste der mehreren ersten bekannten Trainingssequenzen die mit dem Teil der Präambel am stärksten korrelierte ist, als das bestimmte der mehreren Konstellationsabbildungsverfahren, das für den bestimmten Zeitschlitz verwendet wird;

Trainieren des Empfängers mindestens als Funktion der ersten der mehreren ersten bekannten Trainingssequenzen, wenn die erste der mehreren ersten bekannten Trainingssequenzen als Ergebnis des Bestimmungsschritts die am stärksten mit dem Teil der Präambel korrelierte ist;

Korrelieren, wenn die erste der mehreren ersten bekannten Trainingssequenzen nicht die am stärksten mit dem ersten Teil der Präambel korrelierte ist, eines zweiten Teils der Präambel mit jeder von mehreren zweiten bekannten zweiten Trainingssequenzen, wobei jede der zweiten bekannten Trainingssequenzen einem jeweiligen der Konstellationsabbildungsverfahren entspricht, das von dem einen der Konstellationsabbildungsverfahren, das der ersten der mehreren ersten bekannten Trainingssequenzen entspricht, verschieden ist;

Verwenden, wenn die erste der mehreren ersten bekannten Trainingssequenzen nicht die am Stärksten mit dem ersten Teil der Präambel korrelierte ist, eines Konstellationsabbildungsverfahrens, das einer der mehreren zweiten bekannten Trainingssequenzen entspricht, die die am stärksten mit dem zweiten Teil der Präambel korrelierte ist; und

Trainieren des Empfängers mindestens als Funktion der einen der mehreren zweiten bekannten Trainingssequenzen, die die am stärksten mit dem zweiten Teil der Präambel korrelierte ist, wenn die erste der mehreren ersten bekannten Trainingssequenzen nicht die am stärksten mit dem ersten Teil der Präambel korrelierte ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Training im Schritt des Trainierens des Empfängers, mindestens als Funktion der einen der mehreren zweiten bekannten Trainingssequenzen, die die am stärksten mit dem zweiten Teil der Präambel korrelierte ist, so durchgeführt wird, daß es auch mindestens eine Funktion einer Trainingssequenz der mehreren ersten bekannten Trainingssequenzen ist, die von der ersten der mehreren ersten bekannten Trainingssequenzen verschieden ist, wenn die erste der mehreren ersten bekannten Trainingssequenzen nicht die am stärksten mit dem ersten Teil der Präambel korrelierte ist.

6. Computerprogramm zur Verwendung in einem Empfänger, der eine Übertragung empfängt, die zeitschlitzweise unter Verwendung eines von mehreren Konstellationsabbildungsverfahren moduliert wurde, wobei jeder Zeitschlitz eine Präambel aufweist, gekennzeichnet durch:

ein Modul zum Durchführen mindestens einer Korrelation eines Teils des Zeitschlitzes und mindestens zweier bekannter Trainingssequenzen, die jeweils ein bestimmtes von mehreren Modulationsverfahren anzeigen, die zur Modulation der Daten des Benutzers verwendet worden sein könnten; und

ein Modul zum Auswählen eines Modulationsverfahrens, das der mindestens einen bekannten Trainingssequenz entspricht, die durch das Mittel zum Durchführen die beste Korrelation erzeugt.