用於利用多個天線接收數據信號的方法和裝置的製作方法

2023-06-06 20:06:21

專利名稱：用於利用多個天線接收數據信號的方法和裝置的製作方法
用於利用多個天線接收數據信號的方法和裝置本發明涉及按照權利要求1的方法和按照權利要求10的電路裝置。 現有技術在現有技術中已知，同時利用多個天線接收數據信號並且選出具有最強接收信號 的天線並且進一步處理其接收信號。由DE 60032408T2已知了一種用於OFDM-突發-信號傳輸的分集式接收機。在該 裝置中設置了多個天線，它們通過選擇開關與接收機連接。接收機具有綜合電路、頻率轉換 電路和OFDM解調電路。藉助經轉換的頻率信號進行接收電平測量。在此，不同天線的接收 電平被檢測，並且為了進一步處理接收信號而選擇出其接收電平最大的天線。為了選擇天 線，OFDM信號具有專門的用於選擇天線的先導信號。本發明的公開本發明的任務在於，提供一種用於利用多個天線接收並處理數據信號的改善的方 法和改善的電路裝置。該任務通過按照權利要求1的方法和按照權利要求10的電路裝置來解決。本發明方法的優點在於，選擇用於選出天線的時間點，使得數據信號的有用數據 的處理幾乎不會或者完全不會被損害。該優點以如下方式來實現在有用數據的接收之外， 執行天線的接收質量的檢驗和/或具有較高接收質量的天線的選擇。通過這種方式，有用 數據的直接處理不被損害。本發明的另外的有利的實施形式在從屬權利要求中被說明。所描述的方法尤其適於OFDM信號的情況。在該方法的一個改進方案中，在接收數據幀期間更經常地進行接收質量的檢驗。 通過這種方式，能夠實現在數據幀期間對天線的優化選擇。在另一個實施形式中，在檢驗接收質量時檢驗所有存在的天線。由此保證確定最 優的可利用的天線。在另一個實施形式中，確定有用間隔的時間位置(Lage)並且根據該有用間隔的 時間位置進行接收質量的檢驗。因為在有用間隔之前即在保護間隔期間進行所述檢驗，並 且在有用間隔和保護間隔之間的時間位置是已知的，因此確定有用間隔的時間位置足夠來 確定用於檢驗接收質量的時間部位。因此不需要確定保護間隔的時間位置本身。在另一實施形式中，將天線的更高的接收電平看作更好的接收質量。在另一實施形式中，除了這些天線的接收質量之外還考慮其他天線的接收質量。下面藉助附圖詳細說明本發明。其中

圖1示出了用於藉助多個天線接收數據信號的示意性裝置；以及圖2示出了數據信號的結構的示意性示圖。本發明的實施形式圖1示出了多個天線1、2的示意性示圖，它們與選擇開關3連接。選擇開關3與 接收電路4連接。此外，接收電路4與控制單元相連接。控制單元5又與選擇開關3連接。儘管可以設置大量天線，在所選擇的示圖中，僅僅示出了 2個天線1、2。這些天線被設置用 於接收信號尤其是數據信號，其中這些天線的接收線可以通過選擇開關3與接收電路4相 連接。通過選擇開關3的布置能夠實現，選擇這些天線之一併且將所選擇的天線的接收信 號傳送給接收電路4。接收電路4在正常的工作模式中處理該被引入的接收信號並且從其 中確定信息並且將其轉發給輸出6。此外，接收電路4在測試模式中確定至少兩個天線1，2 的接收質量並且將這兩個天線的接收質量轉發給控制單元5。控制單元5按照所確定的參 數選擇出天線並且以該方式針對後面的正常工作模式調節選擇開關3，使得所選擇的天線 的接收信號通過選擇開關3向接收電路4轉發。根據所選擇的實施方式也可以檢驗所有天 線。所描述的方法可以應用於OFDM信號即用於正交頻分復用信號。在此，代替調製單 個的信號載波，同時調製大量的子載波並且用於傳輸信息。相應的OFDM信號例如被使用在 DAB、DRM, WLAN、WMAX中。OFDM信號由多個OFDM碼元構成。多個OFDM碼元相應地構成傳 輸幀。在圖2中示出了在從傳輸幀N-I變換到下一個傳輸幀N時的時間區域的局部，其 中幀N在時間點TO處開始。作為第一碼元傳輸所謂的零碼元，該零碼元表示所謂的幀同步 碼元並且用於粗略地以信號表示幀開始。接著傳輸另外的同步碼元，即所謂的TFI^R碼元 (時間、頻率、相位基準碼元)，其能夠實現傳輸幀的時間位置的更精確的確定(精同步)。 接著，轉發一個或者多個FIC碼元，在其中提供了緊接著的有用碼元的內容信息。在FIC碼 元之後，接著預先確定數量的有用碼元，其中出於清楚起見僅僅示出了一個針對傳輸幀N-I 的有用碼元。每個OFDM碼元包括有用間隔Tu,在其中有用數據被編碼傳輸，並且包括保護間隔 Tg，其用於將OFDM碼元彼此隔開。保護間隔Tg是有用間隔Tu的一部分的周期性重複。從 時間上看，保護間隔總是被設置在有用間隔之前。保護間隔被設置，以便在多路徑傳播情況 下，當延遲的回音到達接收器出現時，避免碼間幹擾。碼間幹擾幹擾信號的解碼。在幀同步之後在接收器中附加地進行時間同步。在此，以這種方式在包含有用間 隔和保護間隔的OFDM碼元的持續時間內確定基本相應於有用間隔的持續時間的分析窗， 以避免碼間幹擾。在針對各個OFDM碼元的分析窗之間分別設置時間間隔，在時間間隔中接 收器不執行數據分析。這些時間間隔基本相應於保護間隔Tg的時間長度。本發明的一個 方面在於，不被數據分析所需要的時間間隔至少部分地被用於確定和/或選擇天線。在圖1中的接收電路4具有模擬調諧器、A/D轉換器和數字電路。調諧器對接收 信號進行濾波並且將其放大並將其轉換到中頻。A/D轉換器採樣接著被饋送到數位訊號處 理裝置的數字電路中的接收信號。該數位訊號處理由濾波、同步、解調、信道解碼等等構成。 此外，接收器產生信號，該信號指示分析窗的時間末端。該信號被提供給控制單元5。因為 在分析窗之間設置有為了檢驗天線的接收質量所用的時間間隔，因此該控制單元可以使用 通過分析窗末端的信號作為控制信號來用於檢驗和/或在這些天線之間的切換，這些天線 的接收信號應當被轉接到接收電路4。根據所選擇的實施形式，指示分析窗末端的控制信號 每傳輸幀僅僅一次或者在每個分析窗之後由接收器產生並且被轉發給控制單元5。在另一個實施形式中，接收電路4在每個傳輸幀中僅在第一個分析窗之後確定控 制信號，該控制信號指示分析窗的末端並且將其傳送給控制單元5。然後，控制單元獨立地確定下面的時間間隔，所述時間間隔為接收質量的檢驗和/或為天線之間的切換所利用。 這例如利用簡單的時鐘計數器實現，因為在分析窗之間的時間間隔之間的時間間距是恆定 的。它們被存儲在控制單元5可以存取的數據存儲器中。此外，控制單元5知道傳輸幀的 結構，從而每個傳輸幀的分析窗的數量也是已知的。從一個傳輸幀到下一個傳輸幀，分析窗可發生位移，從而可以要求接收電路4在 每個傳輸幀至少確定一次針對分析窗末端的時間部位的控制信號。此外，在多路徑信道中， 分析窗由於時間同步的改變可能發生位移。對於這種情況，DAB(數字音頻廣播)傳輸系統 例如可以使用WAGC信號，該WAGC信號通常已經存在於DAB系統的相應接收電路4中，以便 標記零碼元以及由此標記數據幀的時間位置。在圖2中示出了零碼元，該零碼元在每一次傳輸幀的開始被一起傳輸。等待信號 WAGC通常處於零碼元的持續時間期間，以及在0碼元的末端緊前面結束。由此，等待信號可 以用於確定傳輸幀的時間部位以及由此用於確定分析窗的時間部位。等待信號WAGC的下 降沿在時間上被確定，即它精確地處於在零碼元之後的第一 OFDM碼元的第一時間窗末端 之前一個在由有用間隔和保護間隔組成的已知碼元長度處。因為時間窗在相同長度的OFDM 碼元的情況下以固定的時間周期重複，因此可以藉助等待信號WAGC的下降沿確定每個時 間窗的末端的時間點，其方式是，在等待信號的下降沿的時間點加上多倍的碼元長度。該過 程的同步相應地可以在傳輸幀的開始處藉助等待信號的狀態的末端來進行。在知道在傳輸 幀中單個OFDM碼元的長度情況下，也可以在等待信號的下降沿的時間點處加上不同時間 間距，以便確定在時間窗之間的時間點。也可以規定，不是每個在兩個分析窗之間的時間段 都被用於檢驗兩個天線的接收質量和/或用於在兩個天線之間切換。有用數據由接收電路4通過輸出6被續傳給後面的信號處理裝置。該信號處理裝 置可以基本上用於將有用數據轉化為聲音輸出或圖像輸出。為了評價接收質量可以使用不同的接收信號參數。接收信號的接收電平例如可以 被檢測，並且將對於接收信號其接收電平最高的天線評價為最佳天線。該接收電平可以作 為在調諧器或天線中的模擬信號或在A/D轉換器之後的數位訊號處理裝置中被測量。後者 是更精確和可靠的。接收電平的確定可以在天線之間相對地被評估。在此，模擬的調諧器 應當提供恆定的增益。為了確定絕對接收電平，必須確定調諧器的當前增益。在具有分立 可開關的放大級的調諧器情況下這是能夠實現的。每個天線的當前放大值可以接著被採用 到接收電平計算中。為了在測試模式中檢驗接收質量，例如可以將這些天線一個接一個地與接收電路 4相連接，並且相應天線的接收信號的參數、例如由天線接收的信號的接收電平被檢測。在 測試模式中被檢驗的天線和其被檢驗的參數被轉發給控制單元5。控制單元5按照確定的 法則確定最佳的天線。在分析接收電平情況下，由控制單元5選擇具有最大接收電平的天 線並且以該方式控制選擇開關3，使得所選擇的天線與接收電路4相連接。 天線的檢驗或天線的選擇例如被實施在兩個有用信號之間在保護間隔期間。根據 所選擇的實施形式，也可以例如在傳輸幀的開始僅僅實施一次檢驗。根據所選擇的實施形式，僅僅在保護間隔期間執行測試模式和到所選擇的天線的 轉換。在另一個實施方式中，控制單元5還考慮另外的用於評估單個天線的標準，例如具有幹擾影響的相鄰信道中的功率。由此可能出現當相鄰信道將高的幹擾功率引入天線 的接收信號時，具有最大接收電平的天線沒有被選擇為最優天線。此外，可能出現當其相 鄰信道將較小的幹擾功率引入天線的接收信號時，具有較小接收電平的天線被選擇。相鄰 信道功率的確定可以在數位訊號處理裝置中進行。為此，存在不同方法。一種可能性是，對 具有不同帶寬的接收信號進行濾波，其中僅僅評估在接收頻率上的有用信號一次並且連帶 評估相鄰信道的一部分一次。通過功率的關係可以推出相鄰信道的功率。
在另一個實施形式中，當其接收信號由接收電路4處理的天線的接收質量處於確 定的值之下時，才檢驗其數據信號沒有被接收電路4處理的天線的接收質量。所選擇的天 線的接收電平例如可以處於界限值之下。如果是這種情況，則找到具有更好接收質量的天 線。作為接收質量的另外的參數可以使用經解碼的接收信號的位錯誤率。如果該位錯誤率 在界限值之上，則存在差的接收質量。這樣，具有較好接收質量的天線被找到。
權利要求
用於利用多個天線接收數據信號的方法，其中所述數據信號具有帶有至少一個保護間隔和接著的針對有用數據的有用間隔的傳輸幀，其中檢驗至少兩個天線的接收質量並且選擇具有較好接收質量的天線，其中被選擇的天線的接收信號被處理，以便從被選擇的天線的接收信號中確定輸出信號，其特徵在於，所述接收質量的檢驗至少部分地在保護間隔期間進行。
2.根據權利要求1所述的方法，其中使用OFDM信號作為數據信號。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述檢驗在每個保護間隔期間執行。
4.根據權利要求1-3之一所述的方法，其中在檢驗所述接收質量時檢驗所有天線。
5.根據權利要求1-4之一所述的方法，其中從該數據信號中確定關於有用間隔的時間 位置的信息，並且其中根據該有用間隔的時間位置來確定保護間隔的時間位置。
6.根據權利要求1-5之一所述的方法，其中使用天線的接收信號的接收電平的大小作 為接收質量，並且選擇具有較大接收電平的天線作為具有較好接收質量的天線。
7.根據權利要求1-6之一所述的方法，其中在選擇具有較好接收質量的天線時也考慮 其他天線至少之一的幹擾信號。
8.根據權利要求1-7之一所述的方法，其中在傳輸幀期間在保護間隔之間的時間間距 基本上是恆定的，其中確定有用間隔的時間位置，並且從已知的時間間距中計算接著的有 用間隔的時間位置。
9.根據權利要求1-8之一所述的方法，其中被選擇的天線的信號被放大，其中根據該 天線的接收信號的被確定的接收電平來調節所述放大。
10.用於處理數據信號的電路裝置，該數據信號被多個天線(1，2)所接收，具有接收電 路(4)、具有控制單元(5)，其中接收電路(4)能夠通過選擇開關(3)與至少一個天線(1，2) 相連接，其中接收電路⑷與控制單元(5)相連接，控制單元(5)與選擇開關(3)相連接， 其中數據信號具有帶有至少一個保護間隔和接著的具有有用數據的有用間隔的傳輸幀，其 中所述控制單元(5)檢驗至少兩個天線(1，2)的接收質量並且選擇具有較好接收質量的天 線(1，2)，其中控制單元(5)以如下方式控制選擇開關(3)即被選擇的天線(1，2)的接收 信號被轉發給接收電路⑷，其中被選擇的天線(1，2)的接收信號被接收電路⑷處理，以 便從有用數據中確定輸出信號，其中所述控制單元(5)至少部分地在保護間隔期間執行接 收質量的檢驗和/或被選擇的天線與接收單元通過選擇開關(3)的控制的連接。
全文摘要
本發明涉及用於利用多個天線接收數據信號的方法，其中所述數據信號具有至少帶有保護間隔和接著的具有有用數據的有用間隔的傳輸幀，其中至少兩個天線的接收質量被檢驗並且具有較好接收質量的天線被選擇，其中被選擇的天線的接收信號被處理，以便從被選擇的天線的接收信號中確定輸出信號，其中，接收質量的檢驗至少部分地在保護間隔期間進行。
文檔編號H04B7/08GK101889407SQ200880119559
公開日2010年11月17日 申請日期2008年10月13日 優先權日2007年12月5日
發明者F·霍夫曼 申請人:羅伯特.博世有限公司