DE69733313T2

DE69733313T2 - Mehrträgerübertragung, kompatibel zum existierenden GSM-System

Info

Publication number: DE69733313T2
Application number: DE69733313T
Authority: DE
Inventors: Ralf Böhnke
Original assignee: Sony International Europe GmbH
Current assignee: Sony Deutschland GmbH
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2017-11-08
Also published as: DE69733313D1; US6535501B1; EP0915586B1; EP0915586A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sendeverfahren und ein Sendegerät zum Senden von Signalen auf der Basis eines OFDM/TDMA-Systems nach Anspruch 1 bzw. Anspruch 5.
Anhand von 1 bis 4 der vorliegenden Anmeldung werden ein Sendeverfahren und ein Sendegerät zum Senden von Signalen auf der Basis eines OFDM/TDMA-Systems erläutert. Bei einem solchen Sendeverfahren und -gerät können mehrere zueinander orthogonale Unterträger 1 einer variablen Anzahl von Kanälen U₀, U₁ ... U₉ zugeordnet werden, wobei jeder der Kanäle U₀, U₁ ... U₉ eine von der zu übertragenden Information abhängige Zahl von Unterträgern 1 enthält, wie dies in 1 bis 4 dargestellt ist. 1 zeigt eine Gruppe von 10 Frequenzkanälen U₀, U₁ ... U₉. Jeder dieser Frequenzkanäle U₀, U₁ ... U₉ kann in Abhängigkeit von der zu übertragenden Information eine variable Zahl von Unterträgern enthalten, wie dies in 2 für die Kanäle U₀ und U₁ dargestellt ist. Der Kanal U₀ enthält mehrere Unterträger 1, und der Kanal U₁ enthält eine von dem Kanal U₀ abweichende Zahl von Unterträgern 1. Bei dem Sendeverfahren und dem Sendegerät zum Senden von Signalen auf der Basis eines OFDM/TDMA-Systems kann jedem Kanal in Abhängigkeit von der zu übertragenden Informationsmenge eine variable Anzahl von Unterträgern 1 zugeteilt werden. Der in 2 dargestellte Kanal U₀ enthält 21 Unterträger 1, während der in 2 dargestellte Kanal U₁ nur 10 Unterträger 1 enthält. Deshalb kann der Kanal U₀ mit einer Übertragungsrate gesendet werden, die mehr als doppelt so groß ist wie diejenige des Kanals U₀. Am Rand jedes der Kanäle U₀, U₁ ... U₉ ist ein einzelner Unterträger mit der Leistung Null als Sicherheitsband 2 angeordnet, um Interferenzen mit in dem benachbarten Frequenzband angeordneten Benutzern zu minimieren oder gewisse spektrale Masken zu realisieren. Falls der Einfluß der Interferenz durch das Band in der Nachbarschaft gering ist, muß das Sicherheitsband 2 nicht vorgesehen sein. Hingegen können mehrere Sicherheitsbänder 2 vorgesehen sein, wenn der Einfluß exzessiv groß ist.
Die Unterträger 1 werden durch orthogonale Frequenzteilungsmultiplex-(OFDM)-Verarbeitung erzeugt. In 3 bezeichnet W(f) eine Wellenform, die die Energie auf der Frequenzachse anzeigt, und B(Hz) bezeichnet den Abstand zwischen zwei benachbarten Unterträgern. Die OFDM-Verarbeitung sieht ein Mehrfach-Unterträgersystem vor, wobei die Zahl der Kanäle, die gemultiplext werden können, nicht durch Interferenz aus den anderen Kanälen eingeschränkt wird und in Abhängigkeit von der zuzuteilenden Bandbreite frei festgelegt werden kann. Durch Änderung der Zahl der den verschiedenen Kanälen zuzuteilenden Unterträger läßt sich die Übertragungsrate ändern oder eine variable Übertragungsrate erreichen. Die Unterträger zwischen den jeweiligen Kanälen können mittels eines Filters leicht separiert werden, wodurch eine Verschlechterung der S/N-Charakteristik verhindert werden kann. Da die OFDM-Verarbeitung für die Mehrfach-Unterträgermodulation benutzt wird, muß zwischen verschiedenen Kanälen nicht notwendigerweise ein Sicherheitsband S vorgesehen sein, so daß eine sehr hohe spektrale Effizienz erreicht wird. Außerdem kann die notwendige Verarbeitung schnell und mit geringem Aufwand erfolgen, weil schnelle Fouriertransformation benutzt werden kann.
Darüber hinaus kann die Zahl der Kanäle in jeder Kanalgruppe variiert werden, wie dies in 4 dargestellt ist. 4 zeigt eine Gruppe von sechs Kanälen U₀, U₁ ... U₅. In einem OFDM/TDMA-System kann die Zahl der Kanäle in einer Kanalgruppe innerhalb des Frequenzband des Systems in Abhängigkeit von der zu übertragenden Information variiert werden.
In dem bekannten und standardisierten GSM-System wird ein als GSMK bezeichneter Typ von Einzelträger-Frequenzmodulation benutzt. Die Frequenzkanäle sind konstant, und der Abstand zwischen benachbarten Frequenzkanälen beträgt 200 kHz. Die Zahl der FDMA-Kanäle ist gleich 124, und es wird ein Zeitmultiplexzugriff (TDMA) benutzt, der die Zahl von parallelen Verbindungen trägt. Das TDMA-Schema in dem GSM-System umfaßt 8 GSM-Zeitschlitze in einem Zeitrahmen. Die Länge eines GSM-Zeitschlitzes beträgt 576,9 μs (15/26 ms), wie dies in 5 dargestellt ist. Wie am besten aus 5 erkennbar ist, werden die GSM-Sendezeitschlitze von den gesendeten Bursts nicht vollständig besetzt, um die Interferenz aus benachbarten GSM-Zeitschlitzen zu reduzieren, falls das System nicht perfekt synchronisiert ist. Die Sicherheitsperiode beträgt 8,25 Bits, was 30,5 μs entspricht. Die Sicherheitsperiode ist in zwei Teile geteilt, wobei einer dieser Teile am Anfang des GSM-Zeitschlitzes und der andere Teil an dem Ende des GSM-Zeitschlitzes liegt.
Ein GSM-Zeitrahmen besteht aus 8 GSM-Zeitschlitzen und hat deshalb eine Länge von 4615,4 μs, wie dies in 6 dargestellt ist. Das GSM-System unterstützt langsames Frequenz-Springen (Frequency-Hopping), das in 6 veranschaulicht ist. Der dort dargestellte GSM-Zeitschlitz 3 ist ein Empfangszitschlitz. Entsprechend dem Zeitteilungs-Duplex-(TDD)-System des GSM-Systems wird der korrespondierende GSM-Sendezeitschlitz 4 einige Zeitschlitze später übertragen. Darüber hinaus benutzt das GSM-System das Frequenzteilungs-Duplex-(FDD)-System mit einem Abstand von 45 MHz zwischen Aufwärtsverbindung (Uplink) und Abwärtsverbindung (Downlink), so daß der GSM-Sendezeitschlitz 4 in dem entsprechenden Uplink-Frequenzband übertragen wird, wenn der GSM-Empfangszeitschlitz 3 in dem Uplink-Frequenzband übertragen wurde oder umgekehrt. Der nächstfolgende GSM-Empfangszeitschlitz 5 wird natürlich in dem gleichen Uplink- oder Downlink-Frequenzband übertragen wie der vorhergehende GSM-Zeitschlitz 3, jedoch dem langsamen Frequency-Hopping entsprechend in einem anderen Frequenzkanal. Zusammen mit der Verschachte lungsprozedur verbessert das Frequency-Hopping die Übertragung der Signale im Hinblick auf die Frequenz- und Interferenz-Diversity. Die übliche Verschachtelungstiefe in dem GSM-System beträgt 36,923 ms, entsprechend 8 × 8 GSM-Zeitschlitzen.
In der europäischen Patentanmeldung EP 0 752 779 ist die Übertragung von 1 bis 12 OFDM-Symbolen in einem GSM-Zeitschlitz offenbart. In EP 0 786 890 ist die Zuteilung der OFDM-Träger an mehrere Benutzer offenbart.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Sendeverfahren und ein Sendegerät zum Senden von Signalen auf der Basis eines OFDM/TDMA-Systems zur Verfügung zu stellen, wobei die Signale in einem GSM-System gesendet werden können.
Dieses Ziel wird durch ein Sendeverfahren nach Anspruch 1 und ein Sendegerät nach Anspruch 5 erreicht. Das obige Ziel wird auch durch ein Übertragungssystem nach Anspruch 8 erreicht.
Vorteilhafte Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen definiert.
Bei dem Sendegerät und dem Sendeverfahren gemäß vorliegender Erfindung ist die Zahl der einem GSM-Frequenzkanal zuzuteilenden Unterträger so gewählt, daß mehrere OFDM/TDMA-Zeitschlitze in einem GSM-Zeitschlitz abgebildet werden. In dem ODFM/TDMA-System resultiert die Transformation eines oder mehrerer Untertrö in die Zeitdomäne in einem OFDM/TDMA-burst. Gemäß vorliegender Erfindung enthält ein OFDM/TDMA-Zeitschlitz im wesentlichen einen OFDM/TDMA-burst.
Eine sehr wichtige Konsequenz der Abbildung der OFDM/TDMA-Zeitschlitze in die GSM-Zeitschlitze gemäß der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die gleiche Verschachtelungstiefe erreicht werden kann wie in einem Standard-GSM-System. Die Standard-GSM-Verschachtelungstiefe beträgt 8 × 8 GSM-Zeitschlitze (etwa 36,923 ms). Bei der vorliegenden Erfindung werden ein oder mehrere (z.B. zwei, vier, ...) OFDM/TDMA-Zeitschlitze in einen GSM-Zeitschlitz abgebildet. Deshalb können die Informationseinheiten, die nach dem System der vorliegenden Erfindung übertragen werden sollen, kleiner sein als in dem Standard-GSM-System. Dies ist im Hinblick auf die Verschachtelungstiefe von Vorteil. Wenn beispielsweise zwei OFDM/TDMA-Zeitschlitze in einen GSM-Zeitschlitz abgebildet werden und 8 OFDM/TDMA-Zeitschlitze einen Rahmen (8-TDMA) bilden, führt eine Verschachtelungstiefe von 8 Rahmen (wie bei GSM) zu einer Verschachtelungsverzögerung von insgesamt 18,461 ms und ist damit halb so groß wie die Verschachtelungsverzögerung in dem GSM-System von insgesamt 36,923 ms. Deshalb kann die Gesamtverzögerung bei der Informati onsübertragung in einem System gemäß vorliegender Erfindung bei gleicher Verschachtelung (Frequenz- und Interferenz-Diversity) kleiner sein. Eine Verschachtelungstiefe von 16 Rahmen (etwa 36,923 ms) führt zu der gleichen Gesamtverzögerung wie in dem Standard-GSM-System, ist jedoch im Hinblick auf Übertragungsprobleme (Zeit-, Frequenz- und Interferenz-Diversity) sehr viel zuverlässiger. Für die Übertragung von Sprachsignalen ist aufgrund der Echtzeitforderungen üblicherweise eine kleinere Verschachtelungsverzögerung erwünscht. So sind für die Übertragung von Sprachsignalen z.B. Verschachtelungstiefen von weniger als 40 ms und kurze Zeitrahmen (4 bis 10 ms) vorteilhaft. Für die Übertragung von Datensignalen sind die Echtzeitanforderungen weniger wichtig, so daß eine längere Verschachtelungstiefe gewählt werden kann, um die Zuverlässigkeit der Datenübertragung zu verbessern.
Die zu übertragenden Signale werden gemäß vorliegender Erfindung vorteilhafterweise mit einer Verschachtelungs-Gesamtverzögerung verschachtelt, die 8 × 8 GSM-Zeitschlitzen entspricht. Alternativ werden die zu übertragenden Signale gemäß vorliegender Erfindung mit einer Verschachtelungs-Gesamtverzögerung verschachtelt, die 4 × 8 GSM-Zeitschlitzen entspricht.
Darüber hinaus umfaßt bei dem Sendeverfahren gemäß vorliegender Erfindung der Verfahrensschritt des Zuteilens die Verfahrensschritte: Erzeugen eines Takts, Modulieren eines zu sendenden Signals und Erzeugen der genannten Anzahl von Unterträgern nach Maßgabe des Takts, Transformieren der Unterträger in Zeitbereich-Bursts und Erzeugen der OFDM/TDMA-Zeitschlitze durch Hinzufügen einer Schutzzeit, einer Rampenzeit und einer Anpassungs-Schutzzeit zu jedem der genannten Zeitbereich-Bursts.
Dementsprechend umfaßt die Zuteilungseinrichtung in dem Sendegerät gemäß der Erfindung eine Taktgeneratoreinrichtung zum Erzeugen eines Takts, einer Modulationseinrichtung zum Modulieren eines zu sendenden Signals und zum Erzeugen der genannten Anzahl von Unterträgern nach Maßgabe des Takts, eine Transformationseinrichtung zum Transformieren der Unterträger in Zeitbereich-Bursts und eine Zeitschlitz-Generatoreinrichtung zum Erzeugen der OFDM/TDMA-Zeitschlitze durch Hinzufügen einer Schutzzeit, einer Rampenzeit und einer Anpassungs-Schutzzeit zu jedem der genannten Zeitbereich-Bursts.
In den entsprechenden Unteransprüchen sind vorteilhafte Zahlen für die Unterträger, die jedem der GSM-Frequenzkanäle zuzuteilen sind, so definiert, daß die resultierenden OFDM/TDMA-Zeitschlitze gut in einen oder in ein Vielfaches von einem GSM-Zeitschlitz passen.
Die vorliegende Erfindung ist außerdem auf ein Übertragungssystem gerichtet, das ein Sendegerät und ein Empfangsgerät nach Anspruch 8 und 9 aufweist.
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird die Erfindung an bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert, wobei auf die jeweiligen Zeichnungen Bezug genommen wird.
1 zeigt eine erste Gruppe von Kanälen eines OFDM/TDMA-Systems, die variable Größen haben,
2 zeigt zwei der in 1 dargestellten Kanäle in detaillierterer Darstellung, um die variable Zahl von Unterträgern in jedem Kanal zu erläutern,
3 zeigt die Wellenform der Unterträger in den zwei Kanälen von 2 in detaillierterer Darstellung,
4 zeigt eine von der in 1 dargestellten Gruppe abweichende zweite Gruppe von Kanälen zur Erläuterung der variablen Gruppengröße in einem OFDM/TDMA-System,
5 zeigt die Struktur eines Standard-GSM-Zeitschlitzes,
6 zeigt die Struktur eines Standard-GSM-Rahmens zur Erläuterung des Prinzips von TDD und FDD in einem Standard-GSM-System,
7 zeigt die allgemeine Struktur eines OFDM/TDMA-Zeitschlitzes,
8 zeigt die Struktur eines OFDM/TDMA-Zeitschlitzes in detaillierterer Darstellung,
9 zeigt das Schema eines Sendegeräts gemäß vorliegender Erfindung,
10 zeigt das Schema eines Empfangsgeräts gemäß vorliegender Erfindung,
11 zeigt die Grundstruktur eines OFDM/TDMA-Rahmens, der zum GSM-System kompatibel ist,
12 zeigt ein Zeit-Frequenz-Gitter in einem gemeinsamen OFDM/TDMA-und GSM-System gemäß der Erfindung,
13 zeigt eine Taktgeneratoreinrichtung für ein OFDM/TDMA-System gemäß der Erfindung.
Die allgemeinen Merkmale eines OFDM/TDMA-Systems wurden oben anhand von 1 bis 4 erläutert. Die allgemeinen Merkmale eines GSM-Systems wurden oben anhand von 5 und 6 erläutert. Gemäß vorliegender Erfindung wird jedem GSM-Frequenzkanal eine Anzahl von Unterträgern eines OFDM/TDMA-Systems so zugeordnet, daß ein Vielfaches von einem resultierenden OFDM/TDMA-Zeitschlitz mit einem oder einem Vielfachen von einem GSM-Zeitschlitz zusammenpaßt. Der Abstand zwischen zwei benachbarten GSM-Frequenzkanälen beträgt 200 kHz, und die Länge eines GSM-Zeitschlitzes ist gleich 15/26 ms. Gemäß vorliegender Erfindung wird ein GSM-Frequenzkanal in eine Anzahl von Unterträgern unterteilt. Die Zahl der Unterträger ist so gewählt, daß ein Vielfaches von einem resultierenden OFDM/TDMA-Zeitschlitz gut in einen oder in ein Vielfaches von einem GSM-Zeitschlitz paßt. Eine Transformation eines Unterträgers aus der Frequenzdomäne in die Zeitdomäne führt zu einem OFDM/TDMA-burst, der den größten Teil eines resultierenden OFDM/TDMA-Zeitschlitzes bildet. 7 zeigt die Grundstruktur eines OFDM/TDMA-Zeitschlitzes.
Die Grundstruktur eines OFDM/TDMA-Zeitschlitzes enthält einen OFDM/TDMA-burst, wobei die Länge T_OFDM des OFDM/TDMA-bursts der effektiven Modulationsperiode entspricht und von dem Unterträgerabstand (1/Unterträgerabstand) abhängt. Der Unterträgerabstand hängt dadurch von der Zahl der einem GSM-Frequenzkanal von 200 kHz zugeordneten Unterträger ab. Vor dem OFDM/TDMA-Zeitschlitz T_OFDM ist eine Sicherheitszeit T_G (Vor-Sicherheitszeit) angeordnet.
8 zeigt die detaillierte Struktur eines OFDM/TDMA-Zeitschlitzes. Die Länge des OFDM/TDMA-Zeitschlitzes entspricht der Modulationsperiode und hat die Länge a in μs. Nach der Transformation der Unterträger in die Zeitdomäne, durch die die OFDM/TDMA-bursts erzeugt werden, wird zu den OFDM/TDMA-bursts eine Sicherheitszeit hinzugefügt, die aus einer Vor-Sicherheitszeit und einer Nach-Sicherheitszeit besteht. Die OFDM/TDMA-bursts entsprechen der effektiven Modulationsperiode und haben eine Länge von b μs. Die Länge der vor den OFDM/TDMA-bursts angeordneten Vor-Sicherheitszeit beträgt c μs und die Länge der hinter den OFDM/TDMA-bursts angeordneten Nach-Sicherheitszeit beträgt e μs. Vor dem Senden wird dann das Zeitdomänen-Signal so geformt, daß störende Emissionen reduziert werden. Die Rampe des Zeitdomänen-Signals wird dabei nach einer ansteigenden Cosinusfunktion geformt, wie dies in 8 dargestellt ist. Wie aus 8 erkennbar ist, hat die Rampenzeit in dem vorderen Teil bzw. in dem hinteren Teil des OFDM/TDMA-Zeitschlitzes eine Länge von d μs und überlappt sich teilweise mit der Vor-Sicherheitszeit bzw. mit der Nach-Sicherheitszeit. Die Länge der Nach-Sicherheitszeit kann 0 μs betragen. Am Beginn des OFDM/TDMA-Zeitschlitzes ist vor der Rampenzeit eine Vor-Leerlaufzeit angeordnet, und am Ende des OFDM/TDMA-Zeitschlitzes ist hinter der Rampenzeit eine Nach-Leerlaufzeit angeordnet. Die Länge der Vor-Leerlaufzeit und der Nach-Leerlaufzeit beträgt f μs. Deshalb setzt sich der resultierende OFDM/TDMA-Zeitschlitz aus dem OFDM/TDMA-Zeitschlitz (effektive Modulationsperiode), der aus der Vor-Sicherheitszeit und der Nach-Sicherheitszeit bestehenden Sicherheitszeit, den Rampenzeiten und der Vor-Leerlaufzeit und der Nach-Leerlaufzeit zusammen. Die Länge b des OFDM/TDMA-bursts hängt von dem Unterträgerabstand (b = 1/f_SCS) ab, wobei f_SCS der Unterträgerabstand in Hz ist. Gemäß vorliegender Erfindung kann die Länge eines OFDM/TDMA-Zeitschlitzes z.B. 1/2, 1/3 oder 1/4 GSM-Zeitschlitz entsprechen.
9 zeigt das Grundschema eines Sendegeräts gemäß vorliegender Erfindung. Die zu sendenden Signale 6 werden einer Kanalkodiereinrichtung 7 zugeführt. Die kanalkodierten Signale werden einer Verschachtelungseinrichtung 8 zugeführt, in der sie entsprechend einer gewählten Verschachtelungstiefe z.B. mit 8 × 8 OFDM/TDMA-Rahmen oder 16 × 8 OFDM/TDMA-Rahmen verschachtelt werden. Die verschachtelten Signale werden einer Modulationseinrichtung 9 zugeführt, in der eine OFDM-Verarbeitung durchgeführt wird, um eine ausgewählte Zahl von Unterträgern zu erzeugen. Die Unterträger werden in einer Einrich tung 10 zur inversen diskreten Fouriertransformation in die Zeitdomäne transformiert. In einer Einrichtung 11 zur Bildung von Zeitschlitzen werden die Zeitdomänen-Bursts mit einer Sicherheitszeit T_G versehen, und die Zeitbursts werden z.B. mit einer ansteigenden Cosinusfunktion geformt. Die OFDM/TDMA-Zeitschlitze werden in einem D/A-Wandler 12 aus digitalen in analoge Signale umgewandelt und in einem HF-Aufwärtswandler 13 einer Aufwärtswandlung unterzogen. Die so verarbeiteten Signale werden dann von einer Antenne 10 ausgesendet. Eine Taktgeneratoreinrichtung 14 führt der Verschachtelungseinrichtung 8, der Modulationseinrichtung 9, der Einrichtung 10 zur inversen diskreten Fouriertransformation und der Einrichtung 11 zur Bildung von Zeitschlitzen die erforderlichen Taktsignale zu. Die Taktgeneratoreinrichtung 14 kann eine Schalteinrichtung aufweisen, um den Takt den Forderungen des Übertragungssystems entsprechend zu ändern. Unter dem Steuereinfluß dieser Schalteinrichtung könnte die Taktgeneratoreinrichtung 14 z.B. die Modulationseinrichtung 9 mit unterschiedlichen Taktsignalen versorgen, um unterschiedliche Zahlen von Unterträgern zu erzeugen.
10 zeigt ein Grundschema eines Empfangsgeräts gemäß vorliegender Erfindung. Eine Antenne 15 empfängt die übertragenen Signale, die in einem HF-Abwärtswandler 16 eine Abwärtswandlung unterzogen werden. Die abwärtsgewandelten Signale werden in einem A/D-Wandler 17 digitalisiert. In einer Einrichtung 20 zur diskreten Fouriertransformation werden die so umgewandelten Signale in den Frequenzbereich transformiert, wodurch die Einrichtung 20 zur diskreten Fouriertransformation von einer Zeit-Synchronisiereinrichtung 18 und einer Frequenz-Synchronisiereinrichtung 19 zeitlich und frequenzmäßig synchronisiert werden. Die Frequenzdomänen-Signale werden in einer Demodulationseinrichtung 21 demoduliert und dann in einer Entschachtelungseinrichtung 21 entschachtelt. Die entschachtelten Signale werden in einer Kanaldekodiereinrichtung 22 kanaldekodiert. Die kanaldekodierten Daten 23 können dann nach Bedarf weiterverarbeitet werden. Die Zeit-Synchronisiereinrichtung 18, die Frequenz-Synchronisiereinrichtung 19, die Einrichtung 20 zur diskreten Fouriertransformation, die Demodulationseinrichtung 21 und die Entschachtelungseinrichtung 21 werden von einer Taktgeneratoreinrichtung 52 mit den notwendigen Taktsignalen versorgt.
Im folgenden werden vorteilhafte Kombinationen von Unterträgerzahlen und Zahlen von OFDM/TDMA-Zeitschlitzen, die in einen oder mehrere GSM-Zeitschlitze abgebildet werden sollen, als bevorzugte Lösungen für die Abwärtskompatibilität eines OFDM/TDMA-Systems zu einem GSM-System präsentiert. Der benutzte Frequenzschlitz, der als Basis für die Abwärtskompatibilität dient, entspricht 200 kHz, dem Frequenzkanalband des GSM-Systems. Die Zahl der Unterträger ist so gewählt, daß Abwärtskompatibilität eines OFDM/TDMA-Systems zur GSM-Zeitschlitzstruktur oder zur GSM-Rahmenstruktur gewährleistet ist. Dabei werden auch Vielfache von einem GSM-Zeitschlitz oder einem GSM-Rahmen in geeignet bemessene OFDM/TDMA-Zeitschlitze unterteilt, die sich aus der Unterträgerzahl ergeben. Gemäß vorliegender Erfindung ist außerdem gewährleistet, daß eine Verschachtelung möglich ist, bei der eine Kreuzverschachtelung benutzt wird, um die Zeit-Frequenz-Diversity und die GSM-Abwärtskompatibilität zu verbessern. Außerdem werden realistische Verzögerungen, z.B. für Sprachsignale, und gelockerte Zwänge für die Verschachtelungsverzögerung, z.B. für die Übertragung von Datensignalen, berücksichtigt. Die folgenden bevorzugten Ausführungsbeispiele werden als die besten Lösungen für ein OFDM/TDMA-System identifiziert, das in der Kanalzuordnung (Frequenz) und der Zeitstruktur (GSM-Zeitschlitze oder GSM-Rahmen) GSM-abwärtskompatibel sein soll.
In den folgenden Beispielen wird vorgeschlagen, 1, 2, 3 oder 4 OFDM/TDMA-Zeitschlitze in einen GSM-Zeitschlitz abzubilden. Dabei sind die Vor-Sicherheitszeit und die Nach-Sicherheitszeit optional jedoch vorteilhaft.
Erstes Ausführungsbeispiel:
In einem ersten Ausführungsbeispiel ist die Gesamtzahl der Unterträger gleich 48, wobei ein oder mehrere Unterträger an den Rändern unmoduliert bleiben können, um die Interferenz zu benachbarten Frequenzschlitzen zu reduzieren. Der resultierende Unterträgerabstand ist 200 kHz/48 = 4,166 kHz, was zu einem OFDM/TDMA-Zeitschlitz T_OFDM von 48/200 kHz = 240 μs führt. Die Symboldauer (240 μs) ist deshalb sehr lang im Vergleich zur GSM-Symboldauer (im Bereich von μs), was den Vorteil hat, daß eine Intersymbol-Interferenz durch das Funkkanal-Verzögerungsprofil verhindert wird.
Die Sicherheitszeit (Vor-Sicherheitszeit und Nach-Sicherheitszeit) in dem ersten Ausführungsbeispiel ist auf 30 μs gesetzt, wobei zu beachten ist, daß die Sicherheitszeit nach Maßgabe des erwarteten Kanalverzögerungsprofils (Mehrwegeumgebung) gesetzt werden muß. Die Rampenzeit ist auf 10 bis 20 μs gesetzt, so daß der gesamte OFDM/TDMA-Zeitschlitz T_S eine Länge von 280 bis 290 μs hat. Dies paßt sehr gut in 1/2 GSM-Basiszeitschlitz von 576,923 μs. Deshalb werden in dem ersten Ausführungsbeispiel zwei OFDM/TDMA-Zeitschlitze mit einer Anpassungszeit-Sicherheit in einen GSM-Zeitschlitz abgebildet, falls dies notwendig ist.
Der Grundtakt beträgt 240 μs/64 = 3,75 μs. Die Sicherheitszeit (Vor- und Nach-Sicherheitszeit) kann auf 30 μs gesetzt werden (Vor-Sicherheitszeit: 22,5 μs = 6 Abtastproben, Nach-Sicherheitszeit: 7,5 μs = 2 Abtastproben), und die Rampenzeit kann auf 15,0 μs (= 4 Abtastproben) gesetzt werden, was zu einer Symbolzeit von insgesamt (250 μs/64)·(64+6+2+4) = 285 μs führt.
Das bevorzugte Verschachtelungsschema in dem ersten Ausführungsbeispiel basiert auf einer OFDM/TDMA-Rahmenlänge von 2,3077 ms, d.h. 8 OFDM/TDMA-Zeitschlitzen T_S. Die bevorzugte Verschachtelungstiefe beträgt 8 × 8 OFDM/TDMA-Rahmen (Verschachtelungs-Gesamtverzögerung 18,461 ms) oder 16 × 8 OFDM/TDMA-Rahmen (Verschachtelungs-Gesamtverzögerung 36,923 ms). Es ist auch eine Verschachtelungstiefe von 12 × 8 OFDM/-TDMA-Rahmen möglich (Verschachtelungs-Gesamtverzögerung 27,692 ms). Eine Verschachtelungstiefe von 8 × 8 OFDM/TDMA-Rahmen ermöglicht dadurch eine Datenübertragung mit einem Verschachteler, der die gleiche Konstruktion und die gleiche Leistung hat wie in dem Standard-GSM-System, während eine Verschachtelungstiefe von 16 × 8 OFDM/-TDMA-Rahmen eine Datenübertragung mit der gleichen Verschachtelungstiefe wie im Standard-GSM-System, jedoch mit einer besseren Leistung (Verschachtelungsgewinn) ermöglicht.
Zweites Ausführungsbeispiel:
In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist eine Gesamtzahl von 32 Unterträgern gewählt, wobei ein oder mehrere Unterträger an den Rändern unmoduliert bleiben können, um die Interferenz zu benachbarten Frequenzschlitzen zu reduzieren. Der Unterträgerabstand beträgt 200 kHz/32 = 6,25 kHz, was zu einem OFDM/TDMA-Burst von 1/6,25 kHz = 160 μs führt. Die Sicherheitszeit (Vor- und Nach-Sicherheitszeit) kann auf 20 μs gesetzt werden, und die Rampenzeit kann auf 10,0 μs gesetzt werden, was zu einem OFDM/TDMA-Zeitschlitz von insgesamt 190 μs führt. In einen GSM-Zeitschlitz werden 3 OFDM/TDMA-Zeitschlitze T_S mit einer Anpassungszeit-Sicherheit abgebildet. Mit anderen Worten, ein OFDM/TDMA-Zeitschlitz T_S wird in 1/3 eines GSM-Zeitschlitzes abgebildet.
Der Basistakt ist auf 160 μs/32 = 5 μs gesetzt. Genauer gesagt, die Sicherheitszeit (Vor- und Nach-Sicherheitszeit) kann auf 20 μs (Vor-Sicherheitszeit: 15,0 μs = 3 Abtastproben, Nach-Sicherheitszeit: 5 μs = 1 Abtastprobe) gesetzt werden, und die Rampenzeit kann auf 10,0 μs (= 2 Abtastproben) gesetzt werden, was zu einer Symbolzeit von insgesamt (160 μs/32)·(32 + 3 + 1 + 2) = 190 μs führt.
Das bevorzugte Verschachtelungsschema für das zweite Ausführungsbeispiel basiert auf einem OFDM/TDMA-Rahmen, der 6 OFDM/TDMA-Zeitschlitze enthält, die in 2 GSM-Zeitschlitze abgebildet werden. Die bevorzugte Verschachtelungstiefe ist 4 × 4 OFDM/TDMARahmen (Verschachtelungs-Gesamtverzögerung 18,461 ms) oder 8 × 4 OFDMΠDMA-Rahmen (Verschachtelungs-Gesamtverzögerung 36,923 ms). Die Verschachtelungstiefe kann auch auf 6 × 4 OFDM/TDMA-Rahmen (Verschachtelungs-Gesamtverzögerung 27,692 ms) gesetzt werden.
Drittes Ausführungsbeispiel
In dem dritten Ausführungsbeispiel ist eine Gesamtzahl von 24 Unterträgern gewählt, wobei ein oder mehrere Unterträger an den Rändern unmoduliert bleiben können, um die Interferenz zu benachbarten Frequenzschlitzen zu reduzieren. Der Unterträgerabstand beträgt 200 kHz/24 = 8,33 kHz, was zu einem OFDMΠDMA-Burst von 1/8,33 kHz = 120 μs führt. Die Sicherheitszeit (Vor- und Nach-Sicherheitszeit) kann auf 15 μs gesetzt werden, und die Rampenzeit kann auf 9 μs gesetzt werden, was zu einem OFDM/TDMA-Zeitschlitz von insgesamt 144 μs führt. In einen GSM-Zeitschlitz werden 4 OFDM/TDMA-Zeitschlitze T_S mit einer Anpassungszeit-Sicherheit abgebildet. Das dem dritten Ausführungsbeispiel entsprechende Schema ist sehr vorteilhaft für Umgebungen, in denen der Kanal schnell variiert. Mit anderen Worten, ein OFDM/TDMA-Zeitschlitz T_S wird in 1/4 eines GSM-Zeitschlitzes abgebildet.
Der Basistakt ist auf 120 μs/32 = 3,75 μs gesetzt. Genauer gesagt, die Sicherheitszeit (Vor- und Nach-Sicherheitszeit) kann auf 15 μs (Vor-Sicherheitszeit: 11,25 μs = 3 Abtastproben, Nach-Sicherheitszeit: 3,75 μs = 1 Abtastprobe) gesetzt werden, und die Rampenzeit kann auf 7,5 μs (= 2 Abtastproben) gesetzt werden, was zu einer Symbolzeit von insgesamt (120 μs/32)·(32 + 3 + 1 +2) = 142,5 μs führt.
Das bevorzugte Verschachtelungsschema für das dritte Ausführungsbeispiel basiert auf einem OFDM/TDMA-Rahmen, der 4 OFDM/TDMA-Zeitschlitze enthält, die in einen GSM-Zeitschlitz abgebildet sind. Die bevorzugte Verschachtelungstiefe ist 4 × 4 OFDM/TDMA-Rahmen (Verschachtelungsverzögerung insgesamt 18,461 ms) oder 8 × 4 OFDM/TDMA-Rahmen (Verschachtelungsverzögerung insgesamt 36,923 ms). Die Verschachtelungstiefe kann auch auf 6 × 4 OFDM/TDMA-Rahmen (Verschachtelungsverzögerung insgesamt 27,692 ms) gesetzt werden.
Viertes Ausführungsbeispiel
In dem vierten Ausführungsbeispiel, das nicht Teil der Erfindung ist, ist die Gesamtzahl der Unterträger zu 104 gewählt, wobei ein oder mehrere Unterträger an den Rändern unmoduliert bleiben können, um die Interferenz zu benachbarten Frequenzschlitzen zu reduzieren. Der Unterträgerabstand beträgt 200 kHz/104 = 1,923 kHz, was zu einem OFDM/TDMA-Burst von 1/1,923 kHz = 520 μs führt. Die Sicherheitszeit (Vor- und Nach-Sicherheitszeit) kann auf 25 μs gesetzt werden, und die Rampenzeit kann auf 15 μs gesetzt werden, was zu einem OFDM/TDMA-Zeitschlitz von insgesamt 560 μs führt. Ein OFDM/TDMA-Zeitschlitz T_S wird in einen GSM-Zeitschlitz mit einer Anpassungssicherheit von 17 μs abgebildet.
Der Basistakt ist auf 520 μs/128 = 4,0625 μs gesetzt. Genauer gesagt, die Sicherheitszeit (Vor- und Nach-Sicherheitszeit) kann auf 28,4375 μs (Vor-Sicherheitszeit: 20,3125 μs = 5 Abtastproben, Nach-Sicherheitszeit: 8,125 μs = 2 Abtastproben) gesetzt werden, und die Rampenzeit kann auf 12,1875 μs (= 3 Abtastproben) gesetzt werden, was zu einer Symbolzeit von insgesamt (520 μs/128)·(128+5+2+3) = 560,625 μs führt.
Das Verschachtelungsschema ist das gleiche wie bei GSM (8 Rahmen innerhalb der 8 TDMA).
In allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kann das Verschachtelungsschema für verschiedene Datenraten dynamisch geändert werden. Für Anwendungen mit weniger strengen Verzögerungsanforderungen, z.B. für Datendienste oder Bild- und Video-Dienste, können die Verschachtelungsschemata der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele verbessert werden, um den Zeit- und Frequenz-Diversity-Effekt dramatisch zu verbessern. Um GSM-Kompatibilität zu gewährleisten, werden für die Abbildungsschemata jedoch 2, 4 und 8 OFDM/TDMA-Zeitschlitze bevorzugt, die einen GSM-Zeitschlitz benutzen. Für die Abbildungsschemata, die einen GSM-Rahmen als Basis-OFDM/TDMA-Rahmen benutzen, werden die Vielfache 1, 2 und 4 bevorzugt.
Die oben präsentierten Kompatibilitätsschemata ermöglichen die kombinierte Benutzung von OFDM/TDMA-und GSM-Systemen mit einem minimalen Anpassungsaufwand. Außerdem läßt sich ein Handover von GSM zu OFDM/TDMA und umgekehrt leicht durchführen. Anhand von 11 und 12 wird im folgenden die Interoperation der beiden Systeme an einem Beispiel beschrieben.
In 11 ist ein OFDM/TDMA-Grundrahmen, der aus 8 OFDM/TDMA-Zeitschlitzen besteht, in halbe GSM-Zeitschlitze abgebildet, was dazu führt, daß insgesamt 16 OFDM/TDMA-Zeitschlitze in 8 GSM-Zeitschlitze abgebildet werden. Mit anderen Worten, in einen GSM-Zeitschlitz sind 2 OFDM/TDMA-Zeitschlitze abgebildet. In 11 ist ein Unterrahmen von 2,208 ms dargestellt, der 8 OFDM/TDMA-Zeitschlitze enthält. Ein OFDM/TDMA-Zeitschlitz 24 ist ein Zeitschlitz zum Empfangen von Daten, der OFDM/TDMA-Zeitschlitz 25 ist ein Zeitschlitz zum Senden von Daten, und der OFDM/TDMA-Zeitschlitz 26 ist der nächste entsprechende Zeitschlitz zum Empfangen von Daten innerhalb des nächsten Unterrahmens. Zwischen zwei Zeitschlitzen 25 und 26 kann ein langsames Frequency-Hopping auftreten. Die Unterrahmen-Länge von 2,308 ms ermöglicht 16 Unterrahmen in 36,023 ms. Dies ist wichtig für die gemäß vorliegender Erfindung benutzte Verschachtelungseinrichtung. Die Verschachtelungseinrichtung spreizt die Datenbits über 16 Unterrahmen. Dies ergibt eine gute Robustheit gegen Übertragungsfehler durch Zeit-, Frequenz- und Interferenz-Diversity, wobei die Verschachtelungsverzögerung trotzdem nur 36,92 ms beträgt. Wie oben erläutert wurde, ist eine kleine Verschachtelungsverzögerung wegen der Echtzeitforderung wichtig für Sprachverbindungen. Die Verschachtelung der 16 OFDM/TDMA-Unterrahmen entspricht genau der Verschachtelungstiefe von 8 × 8 GSM-Rahmen, die eine Länge von 36,923 ms haben.
Mit den oben erläuterten Parametern kann das OFDM/TDMA-System mit dem vorhandenen GSM-System koexistieren und ist in Zeitschlitzen, Frequenz und Verschachtelung abwärtskompatibel. Außerdem können die Systeme in einem gemeinsamen System mit einem gemeinsam zugeordneten Frequenzbereich koexistieren.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß einem Benutzer mehrere Zeitschlitze und/oder mehrere Frequenzschlitze zugeteilt werden können, um die Datenrate zu verbessern. In 12 ist ein Zeit-Frequenz-Gitter in einem gemeinsamen OFDM/TDMA-und GSM-System dargestellt. 12 zeigt die Zeit-/Frequenzschlitz-Zuteilung für 3 OFDM/-TDMA-Benutzer und einen GSM-Benutzer. Die OFDM/TDMA-Benutzer verwenden Schemata, wie sie in Verbindung mit 11 erläutert wurden, wobei ein OFDM/TDMA-Zeitschlitz in die Hälfte eines GSM-Zeitschlitzes abgebildet ist. Zwei der OFDM/TDMA-Benutzer senden Daten mit einer normalen Datenrate in dem GSM-Frequenzkanal von 200 kHz, während der dritte OFDM/TDMA-Benutzer in 4 GSM-Frequenzkanälen Daten mit hoher Datenrate sendet.
Der GSM-Benutzer benutzt einen GSM-Empfangsschlitz 27, einen GSM-Sendezeitschlitz 28, einen GSM-Empfangszeitschlitz 29 und einen GSM-Sendezeitschlitz 30. Zwischen dem GSM-Sendezeitschlitz 28 und dem GSM-Empfangszeitschlitz 29 findet ein langsames Frequency-Hopping statt, und zwischen den entsprechenden GSM-Empfangs- und -Sendeschlitzen wird ein TDMA-Prozeß ausgeführt. Der erste OFDM/TDMA-Benutzer, der Daten mit einer normalen Rate sendet, benutzt einen ersten OFDM/TDMA-Empfangszeitschlitz 38, einen OFDM/TDMA-Sendezeitschlitz 39, einen OFDM/TDMA-Empfangszeitschlitz 40, einen OFDM/TDMA-Sendezeitschlitz 41, einen OFDM/TDMA-Empfangszeitschlitz 42, einen OFDM/TDMA-Sendezeitschlitz 43 und einen OFDM/TDMA-Empfangszeitschlitz 44. Zwischen den jeweiligen OFDM/TDMA-Empfangs- und -Sendeschlitzen findet ein TDMA-Prozeß statt, während zwischen den jeweiligen Sendezeitschlitzen und dem nächsten Empfangszeitschlitz ein langsames Frequency-Hopping stattfindet. Das Gleiche gilt für einen zweiten Benutzer, der einen OFDM/TDMA-Empfangszeitschlitz 45, einen OFDM/TDMA-Sendezeitschlitz 46, einen OFDM/TDMA-Empfangszeitschlitz 47, einen OFDM/TDMA-Sendezeitschlitz 48, einen OFDM/TDMA-Empfangszeitschlitz 49, einen OFDM/TDMA-Sendezeitschlitz 50 und einen OFDM/TDMA-Empfangszeitschlitz 51 verwendet. Der dritte OFDM/TDMA-Benutzer, der Daten mit einer hohen Datenrate sendet, benutzt einen OFDM/TDMA-Empfangszeitschlitz 31, einen OFDM/TDMA-Sendezeitschlitz 32, einen OFDM/TDMA-Empfangszeitschlitz 35, einen OFDM/TDMA-Sendezeitschlitz 36 und einen OFDM/ TDMA-Empfangszeitschlitz 37. Auch für den dritten OFDM/TDMA-Benutzer findet zwischen den jeweiligen Empfangs- und Sendezeitschlitzen ein TDMA-Prozeß statt, während zwischen den jeweiligen Sende- und Empfangszeitschlitzen ein langsames Frequency-Hopping stattfinde.
13 zeigt ein Taktgeneratoreinrichtung 52 für ein Sende- und/oder Empfangsgerät, die die notwendigen Takte sowohl für ein GSM-System als auch für ein OFDM/TDMA-System gemäß vorliegender Erfindung erzeugen kann. Die Taktgeneratoreinrichtung 52 basiert auf der Verwendung eines gemeinsamen Referenztakts von 26 MHz, der in dem GSM-System benutzt wird. Die Taktgeneratoreinrichtung 52 besitzt einen Oszillator 53, der einen 26-MHz-Takt erzeugt. Die Taktgeneratoreinrichtung 52 umfaßt ferner eine Anzahl von Teilern und/oder Multiplizierern 54 bis 70, die selektiv für das benutzte OFDM/TDMA-System ausgewählt werden. In 13 sind alle möglichen Teiler und Multiplizieren zur Erzeugung der notwendigen Takte für alle in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Ausführungsbeispiele dargestellt. Die Elemente, die für das jeweils ausgewählte Ausführungsbeispiel nicht erforderlich sind, können jedoch weggelassen werden.
Das Ausgangssignal des Oszillators 53 wird in einem Teiler 54 durch 65 geteilt und in entsprechenden Teilern 55 und 56 weiter durch 2 geteilt, um einen Takt von 200 kHz für das GSM-System bzw. für das OFDM/TDMA-System zu erzeugen. In dem OFDM/TDMA-System bildet der 200 kHz-Takt den Basistakt für die Abbildung von 3 OFDM/TDMA-Zeitschlitzen in einen GSM-Zeitschlitz. In dem GSM-System ist der 200 kHz-Takt der Träger- und Synthesizer-Referenztakt.
Das Ausgangssignal des Teilers 54 wird in einem Multiplizierer 57 mit 2 multipliziert und dann in einem Teiler 58 durch 3 geteilt, um einen Takt von 266,666 kHz zu erzeugen, der der Basistakt in dem OFDM/TDMA-System für die Abbildung eines OFDM/TDMA-Zeitschlitzes in einen GSM-Zeitschlitz und für die Abbildung von 4 OFDM/TDMA-Zeitschlitzen in einen GSM-Zeitschlitz ist. Das Ausgangssignal des Multiplizierers 57 wird in einem Multiplizierer 59 weiter mit 4 multipliziert und dann in einem Teiler 60 durch 13 geteilt, um einen Takt von 246,154 kHz zu erzeugen, der der Basistakt in dem OFDM/TDMA-System für die Abbildung eines OFDM/TDMA-Zeitschlitzes in einen GSM-Zeitschlitz ist.
Das Ausgangssignal des Oszillators 53 (26 MHz) wird in einem Teiler 61 durch 2 geteilt und in einem Teiler 62 weiter durch 48 geteilt, um einen Takt von 270,83 kHz zu erzeugen, der der Bittakt in dem GSM-System ist. Das Ausgangssignal des Teilers 61 wird in einem Teiler 63 weiter durch 625 geteilt und dann in einem Teiler 64 durch 4 geteilt, um einen Takt von 5,20 kHz zu erzeugen, der der Takt ist, der in dem OFDM/TDMA-System für die Abbildung von 3 OFDM/TDMA-Zeitschlitzen in einen GSM-Zeitschlitz benötigt wird.
Das Ausgangssignal des Teilers 63 wird in einem Teiler 65 weiter durch 3 geteilt, um einen Takt mit 6,933 kHz zu erzeugen, der der in dem OFDM/TDMA-System benötigte Takt für die Abbildung von 4 OFDM/TDMA-Zeitschlitzen in einen GSM-Zeitschlitz ist. Das Ausgangssignal des Teilers 65 wird in einem Teiler 66 weiter durch 2 geteilt, um einen Takt von 3,466 kHz zu erzeugen, der der Takt ist, den das OFDM/TDMA-System für die Abbildung von 2 OFDM/TDMA-Zeitschlitzen in einen GSM-Zeitschlitz benötigt. Das Ausgangssignal des Teilers 66 wird in einem Teiler 67 weiter durch 2 geteilt, um einen Takt von 1,733 kHz zu erzeugen, der der Takt ist, den das OFDM/TDMA-System für die Abbildung eines OFDM/TDMA-Zeitschlitzes in einen GSM-Zeitschlitz benötigt. Der Takt von 1,733 kHz ist auch der Takt, den das GSM-System für die GSM-Zeitschlitze benötigt.
Das Ausgangssignal des Teilers 67 wird in einem Teiler 68 weiter durch 2 geteilt, um einen Takt mit 866,66 Hz zu erzeugen, der der Rahmentakt in einem OFDM/TDMA-System ist, dessen Betriebsmodus auf Rahmen mit einer Dauer von 1,1538 ms basiert (was genau 1/4 der GSM-Rahmenlänge ist). Das Ausgangssignal des Teilers 68 wird in einem Teiler 69 weiter durch 2 geteilt, um einen Takt von 433,33 Hz zu erzeugen, der der Rahmentakt in einem OFDM/TDMA-System ist, dessen Betriebsmodus auf Rahmen mit einer Dauer von 2,3077 ms basiert (was exakt 1/2 der GSM-Rahmenlänge ist). Das Ausgangssignal Teilers 69 wird in einem Teiler 70 weiter durch 2 geteilt, um einen Takt mit 216,66 Hz zu erzeugen, der der Rahmentakt in einem OFDM/TDMA-System ist, dessen Betriebsmodus auf Rahmen mit einer Dauer von 4,6154 ms basiert (was exakt eine GSM-Rahmenlänge ist). Der Takt von 216,66 Hz ist auch der Rahmentakt in dem GSM-System.
Durch die Verwendung der vorgeschlagenen Teilungsraten und Taktmultiplizierer können alle erforderlichen Taktsignale für die Erzeugung der notwendigen OFDM/TDMA-Zeitschlitze und -Bursts leicht erzeugt werden. Ein System, das nicht alle vorgeschlagenen OFDM/TDMA-Strukturen verwendet, kann implementiert werden, indem man die nicht benutzten Zweige in dem dargestellten Takt-Baum wegläßt. Alle Parameter (Zahl der Unterträger, Abstand der Unterträger, Abbildung in GSM-Zeitschlitze, FFT-Auflösung) wurden so spezifiziert, daß sie problemlos GSM-kompatibel sind, und können aus einem gemeinsamen GSM-Taktoszillator hergeleitet werden.
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Burst-(Zeitdomänen)- und -Frequenzschlitz-Zuteilung eines OFDM/TDMA-Systems gerichtet, das zu der existierenden GSM-Burst- und -Frequenzstruktur so weit wie möglich abwärtskompatibel ist. Die Parameter des OFDM/TDMA-Systems sind so gewählt, daß sie eine flexible Gruppe mit Diensten im Mobilfunk-Umfeld unterstützen.

Claims

Sendeverfahren zum Senden von Signalen auf der Basis eines OFDM/TDMA-Systems, wobei das genannte OFDM/TDMA-System mit einem GSM-System abwärtskompatibel ist und OFDM-Unterträger aufweist, die durch orthogonale Frequenzmultiplex-Verarbeitung erzeugt werden, wobei OFDM-Symbole des OFDM/TDMA-Systems in Zeitschlitzen eines TDMA-Schemas gesendet werden und wobei das GSM-System eine konstante Anzahl von vorgegebenen GSM-Frequenzkanälen und eine konstante Anzahl von GSM-Zeitschlitzen aufweist, die in GSM-Rahmen gruppiert sind, mit den Verfahrenschritten: Zuteilen einer Mehrzahl der genannten OFDM-Unterträger, die zueinander orthogonal sind, zu einer variablen Anzahl von Kanälen (U₀, U₁,... U₉), wobei jeder Kanal in Abhängigkeit von der in den Signalen zu sendenden Information eine variable Anzahl von OFDM-Unterträgern (1) aufweist, wobei für das Senden von OFDM-Symbolen in dem GSM-System eine Anzahl der OFDM-Unterträger (1) einem GSM-Frequenzkanal so zugeteilt wird, daß ein resultierender OFDM/TDMA-Zeitschlitz (T_S) in 1/2 eines GSM-Zeitschlitzes abgebildet wird, und Senden der genannten OFDM-Symbole.
Sendeverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sendenden Signale mit einer totalen Verschachtelungsverzögerung verschachtelt werden, die 8 × 8 GSM-Zeitschlitzen entspricht.
Sendeverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrenschritt des Zuteilens die Verfahrenschritte umfaßt: Erzeugen eines Takts, Modulieren eines zu sendenden Signals und Erzeugen der genannten Anzahl von Unterträgern nach Maßgabe des Takts, Transformieren der Unterträger in Zeitbereich-Bursts und Erzeugen der OFDM/TDMA-Zeitschlitze durch Hinzufügen einer Schutzzeit (T_G), einer Rampenzeit (T_R) und einer Anpassungs-Schutzzeit zu jedem der genannten Zeitbereich-Bursts.
Sendeverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der genannten GSM-Frequenzkanäle 48 Unterträger zugeteilt werden, so daß zwei OFDM/TDMA-Zeitschlitze in einem GSM-Zeitschlitz abgebildet werden.
Sendegerät zum Senden von Signalen auf der Basis eines OFDM/TDMA-Systems, wobei das genannte OFDM/TDMA-System mit einem GSM-System abwärtskompatibel ist und OFDM-Unterträger aufweist, die durch orthogonale Frequenzmultiplex-Verarbeitung erzeugt werden, wobei OFDM-Symbole des OFDM/TDMA-Systems in Zeitschlitzen eines TDMA-Schemas gesendet werden und wobei das GSM-System eine konstante Anzahl von vorgegebenen GSM-Frequenzkanälen und eine konstante Anzahl von GSM-Zeitschlitzen aufweist, die in GSM-Rahmen gruppiert sind, mit einer Zuteilungseinrichtung zum Zuteilen einer Mehrzahl der genannten OFDM-Unterträger, die zueinander orthogonal sind, zu einer variablen Anzahl von Kanälen (U₀, U₀, ... U₉), wobei jeder Kanal in Abhängigkeit von der in den Signalen zu sendenden Information eine variable Anzahl von OFDM-Unterträgern (1) aufweist, wobei die Zuteilungseinrichtung für das Senden von OFDM-Symbolen in dem GSM-System so ausgebildet ist, daß sie einen GSM-Frequenzkanal so zuteilt, daß ein resultierender OFDM/TDMA-Zeitschlitz (T_S) in 1/2 eines GSM-Zeitschlitzes abgebildet wird, und eine Sendeeinrichtung zum Senden der genannten OFDM-Symbole.
Sendegerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Verschachtelungseinrichtung zum Verschachteln der zu sendenden Signale mit einer totalen Verschachtelungsverzögerung, die 8 × 8 GSM-Zeitschlitzen entspricht.
Sendegerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuteilungseinrichtung aufweist: eine Taktgeneratoreinrichtung (4) zum Erzeugen eines Takts, eine Modulationseinrichtung (7) zum Modulieren eines zu sendenden Signals und Erzeugen der genannten Anzahl von Unterträgern nach Maßgabe des Takts, eine Transformationseinrichtunng (10) zum Transformieren der Unterträger in Zeitbereich-Bursts und eine Zeitschlitz-Generatoreinrichtung (11) zum Erzeugen der OFDM/TDMA-Zeitschlitze durch Hinzufügen einer Schutzzeit (T_G), einer Rampenzeit (T_R) und einer Anpassungs-Schutzzeit zu jedem der genannten Zeitbereich-Bursts.
Übertragungssystem, das ein Sendegerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7 und ein Empfangsgerät zum Empfangen der von dem Sendegerät gesendeten Signale umfaßt.
Übertragungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangsgeräte aufweist: eine Empfangseinrichtung zum Empfangen der genannten Signale, eine Synchronisiereinrichtung für die Zeit- und Frequenz-Synchronisation nach Maßgabe der empfangenen Signale, eine Transformationseinrichtung zum Transformieren der OFDM/TDMA-Zeitschlitze in die genannten Unterträger und eine Demodulationseinrichtung zum Demodulieren der Unterträger.