DE19748030C2

DE19748030C2 - Procedure for finding pilot tones

Info

Publication number: DE19748030C2
Application number: DE19748030A
Authority: DE
Inventors: Ralf Hartmann; Bin Yang
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 1999-09-02
Anticipated expiration: 2017-10-31
Also published as: DE19748030A1; DE59803936D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zur Suche nach Pilottönen. Das sind Sinusschwingungen bekann ter Frequenz in einem beliebigen Signal.The present invention relates generally to a method to search for pilot tones. These are known as sine waves ter frequency in any signal.

In Kommunikationssystemen, insbesondere in Mobilfunksystemen, hat man häufig die Aufgabe, nach Pilottönen zu suchen. Bei spielsweise erfolgt in digitalen Mobilfunksystemen, die nach dem GSM/DCS1800/PCS1900 Standard arbeiten, die Organisation des Funkverkehrs über Organisationskanäle. Eine Mobilstation, die über eine Feststation mit dem Netz Verbindung aufnehmen möchte, muß als erstes diesen Organisationskanal detektieren und aufsuchen. Dazu gehört die Suche nach festgelegten Im pulsfolgen. Beim oben angegebenen System werden dazu soge nannte "frequency correction bursts (FCB)" verwendet, wobei es sich hierbei um eine Impulsfolge von 148 Nullen handelt.In communication systems, especially in mobile radio systems, one often has the task of looking for pilot tones. At for example in digital mobile radio systems, the after work according to the GSM / DCS1800 / PCS1900 standard, the organization of radio traffic via organizational channels. A mobile station, who connect to the network via a base station want to, must first detect this organizational channel and seek out. This includes searching for fixed Im pulse sequences. In the above system, so-called called "frequency correction bursts (FCB)" used, where it is a pulse train of 148 zeros.

Im hier betrachteten System wird für die Übertragung das so genannte GMSK-Modulationsverfahren (Gaussian Minimum Shift Keying) verwendet. Dabei wird eine Trägerfrequenz FT (bei spielsweise 900 MHz) mit dem zu übertragenden Signal, also hier auch mit dem speziell interessierenden FCB-Signal modu liert. Die sich ergebende Frequenz liegt bei FT + 67,71 kHz, das heißt um 67,71 kHz über der Trägerfrequenz. Die FCB-Im pulsfolge von 148 Nullen wird dadurch in ein reines Si nussignal überführt. Im Basisband bedeutet das, daß die Pha sendifferenz benachbarter Abtastwerte im Idealfall (ohne Ka nalverzerrung und Rauschen) 90° beträgt, wenn man davon aus geht, daß eine Abtastung im Bittakt (270,83 kHz) erfolgt.In the system considered here, this is the case for the transmission GMSK modulation method (Gaussian Minimum Shift Keying). A carrier frequency FT (at for example 900 MHz) with the signal to be transmitted, that is here also with the specially interesting FCB signal modu liert. The resulting frequency is FT + 67.71 kHz, that is around 67.71 kHz above the carrier frequency. The FCB-Im pulse sequence of 148 zeros is thus converted into a pure Si nut signal transferred. In the baseband this means that the Pha Ideally, the transmission difference of neighboring samples (without Ka distortion and noise) is 90 ° if you assume goes that a sampling in the bit clock (270.83 kHz) takes place.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur FCB-Suche bekannt. So ist beispielsweise in dem Artikel "An fangssynchronisation der Mobilstation im D-Netz" von G. Frank und W. Koch, PKI Tech. Mitt. 1 (1990), Seiten 43-49 ein Ver fahren zur FCB-Suche beschrieben. Bei diesem Verfahren be ginnt die FCB-Suche mit einer Frequenzverschiebung durch eine Multiplikation aller (I, Q)-Abtastwerte des empfangenen Sig nals mit exp(-jkπ/2). Jeder Abtastwert Z zum Zeitpunkt k läßt sich in der komplexen Ebene darstellen als Z(k) = I(k) + jQ(k). Das heißt, das empfangene Signal wird um 67,71 kHz nach unten verschoben, so daß seine Mittenfrequenz nach der Frequenzverschiebung 0 Hz beträgt. Es erfolgt anschließend eine Tiefpaßfilterung des Signals. Wenn es sich um das FCB- Signal handelt, so passiert dieses das Filter; andere Signale werden hingegen wegen ihrer großen Bandbreite weitgehend un terdrückt. Es erfolgt anschließend eine Betragsbildung des gefilterten Signals, was im Idealfall einen rechteckähnlichen Impuls von der Dauer eines FCBs ergibt. In der übrigen Zeit herrscht dagegen aufgrund der Modulation mit zufälligen Da tenbits ein rauschähnliches Signal. Für den rechteckähnlichen Impuls läßt sich ein optimales Suchfilter angeben. Es ent spricht einer gleitenden Mittelwertbildung über die Dauer ei nes FCB. Ein FCB gilt als gefunden, wenn der Maximalwert des gefilterten Signals eine vorher festgelegte Schwelle über schreitet. Die Position des Maximalwertes markiert das Ende des detektierten FCBs.Various methods are known from the prior art FCB search known. For example, in the article "To catch synchronization of the mobile station in the D network "by G. Frank and W. Koch, PKI Tech. Mitt. 1 (1990), pages 43-49 a ver drive to FCB search described. In this procedure be the FCB search starts with a frequency shift by a Multiplication of all (I, Q) samples of the received sig nals with exp (-jkπ / 2). Each sample Z at time k leaves present themselves in the complex plane as Z (k) = I (k) + jQ (k). That is, the received signal becomes around 67.71 kHz shifted down so that its center frequency after the Frequency shift is 0 Hz. It then takes place low pass filtering of the signal. When it comes to the FCB Signal is acting, this passes the filter; other signals are largely un because of their wide range oppressed. The amount of the filtered signal, which is ideally a rectangle-like Pulse of the duration of an FCB results. The rest of the time there is, however, due to the modulation with random Da tenbits a noise-like signal. For the rectangle-like Impulse, an optimal search filter can be specified. It ent speaks a moving averaging over the duration ei FCB. An FCB is considered to be found if the maximum value of the filtered signal over a predetermined threshold steps. The position of the maximum value marks the end of the detected FCB.

Das in diesem Aufsatz beschriebene Verfahren hat den Nach teil, daß der Maximalwert des gefilterten Signals von den mo mentanen Signalamplituden abhängt und deshalb starken Fading- Schwankungen unterworfen ist. Für eine sichere FCB-Suche ist also eine adaptive Amplitudenregelung notwendig. Auch der Tiefpaß muß von hoher Güte sein und seine Implementierung ist deswegen aufwendig. Darüber hinaus ist dieses Verfahren sehr empfindlich gegenüber einer Frequenzverstimmung zwischen der Mobil- und Basisstation. In der Praxis ist daher eine Mitte lung des Maximalwertes über mehrere Beobachtungsintervalle erforderlich.The procedure described in this article has the after part that the maximum value of the filtered signal from the mo depends on the mental signal amplitudes and therefore strong fading Is subject to fluctuations. For a safe FCB search is So an adaptive amplitude control is necessary. Also the Low pass must be of good quality and its implementation is therefore expensive. In addition, this procedure is very much sensitive to a frequency mismatch between the Mobile and base station. In practice, therefore, is a middle the maximum value over several observation intervals required.

Ein weiteres Verfahren ist in dem Artikel "Synchronisation einer Mobilstation im GSM-System DMCS 900 (D-Netz)" von H. Neuner, H. Bilitza, S. Gärtner in Frequenz 47 (1993) 3-4, Sei ten 66-72 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird die Phasen differenz jedes vierten Abtastwertes des empfangenen Signals ausgewertet. Dem Verfahren liegt die Beobachtung zugrunde, daß für die Dauer eines FCBs solche Phasendifferenzen im Ide alfall null sind. Da, wie oben schon angegeben, die Phasen differenz zweier benachbarter Abtastwerte 90 Grad beträgt, beträgt die Phasendifferenz zwischen vier Abtastwerten 4 × 90 = 360 Grad oder null Grad. Durch einen für jede Phasendifferenz neu berechneten Gültigkeitsbereich werden Störungen (Fading) berücksichtigt. Ein FCB gilt als gefunden, wenn eine hinrei chend große Anzahl von vernachlässigbar kleinen Phasendiffe renzen vorliegt.Another method is in the article "Synchronization a mobile station in the GSM system DMCS 900 (D network) "from H. Neuner, H. Bilitza, S. Gärtner in Frequency 47 (1993) 3-4, Sci ten 66-72. In this procedure the phases difference every fourth sample of the received signal evaluated. The procedure is based on the observation that such phase differences in the ide alfall are zero. There, as already stated above, the phases difference between two adjacent samples is 90 degrees, the phase difference between four samples is 4 × 90 = 360 degrees or zero degrees. By one for each phase difference newly calculated validity range, faults (fading) considered. An FCB is deemed to have been found if one is out large number of negligibly small phase differences limits exist.

Problematisch bei diesem Verfahren ist die Positionsbestim mung des FCBs, da nur jeder vierte Abtastwert ausgewertet wird. Da das hier beschriebene Verfahren die Bestimmung der Phasendifferenz zwischen Abtastwerten erforderlich macht, muß, um aus den Quadraturkomponenten des abgetasteten empfan genen Signals die Phase des Abtastwertes zu berechnen, die Arkustangensfunktion verwendet werden. Dafür liegt aber bei fast allen Signalprozessoren keine Hardwareunterstützung vor, so daß die Berechnung durch eine aufwendige Reihenentwicklung approximiert wird, was entsprechend Rechenzeit benötigt.The position determination is problematic with this method FCB because only every fourth sample is evaluated becomes. Since the method described here is the determination of the Requires phase difference between samples, must be received from the quadrature components of the sampled gene signal to calculate the phase of the sample, the Arc tangent function can be used. But that is included almost all signal processors have no hardware support, so that the calculation by a complex series development is approximated what takes computing time accordingly.

Ein drittes Verfahren des Standes der Technik ist ein aus der EP 0 387 720 bekannt gewordenes Verfahren, das dem Verfahren von Frank und Koch ähnelt. Dieses Verfahren benutzt zwei fre quenzselektive Kammfilter, von denen ein Filter FCB-Signale mit der Frequenz 67,71 kHz ungehindert durchläßt und das an dere Filter FCB-Signale voll sperrt. Von beiden gefilterten Signalen werden Beträge und dann gleitende Mittelwerte gebil det. Anschließend wird der Quotient der beiden Mittelwerte gebildet und mit einem vorher festgelegten Schwellwert ver glichen. Unterschreitet der Quotient den Schwellwert, so gilt ein FCB als gefunden. Die Position des Minimums des Quotien ten markiert das Ende des FCB. A third method of the prior art is one of the Process known from EP 0 387 720, the process by Frank and Koch. This procedure uses two fre frequency selective comb filter, one of which filter FCB signals with the frequency 67.71 kHz lets through unhindered their filter fully blocks FCB signals. Filtered by both Signals are generated amounts and then moving averages det. Then the quotient of the two averages formed and ver with a predetermined threshold like. If the quotient falls below the threshold value, the following applies an FCB as found. The position of the minimum of the quotient ten marks the end of the FCB.

Dieses Verfahren wurde bereits in Chipsätzen für GSM-Handies erfolgreich eingesetzt. Da man durch die Quotientenbildung eine Unempfindlichkeit gegenüber Amplitudenschwankungen er reicht, so kann die im Verfahren nach Frank und Koch notwen dige Amplitudenregelung entfallen. Dafür benötigt jedoch die zur Quotientenbildung notwendige Division ebenfalls noch re lativ viel Rechenzeit. Weiterhin ist das Verfahren empfind lich gegenüber einer Frequenzverstimmung. Bei einer Frequenz verstimmung läßt das eine Filter das Signal nicht mehr voll ständig durch, und das andere Filter sperrt das Signal nicht mehr völlig. Die Folge ist, daß der Minimalwert des Quotien ten erheblich ansteigt und der bestenfalls für eine minimale Frequenzverstimmung ausgelegte Schwellwert nicht mehr passend ist, und daher die ganze FCB-Suche unsicher wird.This process has already been used in chipsets for GSM cell phones successfully used. Because by forming the quotient an insensitivity to amplitude fluctuations enough, this can be necessary in the Frank and Koch procedure The amplitude control is eliminated. However, this requires the division necessary to form quotient also right relatively much computing time. The process is also sensitive compared to a frequency detuning. At a frequency Upset one filter no longer leaves the signal full continuously, and the other filter does not block the signal more completely. The result is that the minimum value of the quotient ten increases significantly and at best for a minimal Frequency detuned threshold no longer suitable is, and therefore the whole FCB search becomes insecure.

Aus der DE 43 28 584 ist eine Schaltung zum Synchronisieren eines elektronischen Winkelpositionsgebers bekannt geworden. Der Winkelpositionsgeber wird laufend mit der Winkellageände rung eines Rotors synchronisiert. Aus der DE 38 06 428 ist ein Verfahren zum Ermitteln einer in einem Serienbitstrom enthaltenen Bitkombination bekannt geworden. Mit Hilfe eines Suchzyklus wird die Bitkombination nacheinander mit Bits von Vergleichs-Bitkombinationen verglichen. Der Vergleich wird in den möglichen Phasenlagen durchgeführt. Aus der EP 0 228 771 ist ein Vollduplex-Datenübertragungssystem für Teilnehmer schleifen bekannt geworden. Der Empfänger weist dabei einen Pilotphasendetektor auf, der die Phase des ankommenden Pilot tones bestimmt. Der Phasendetektor führt dies bezüglich eines örtlichen Pilotphasenbezuges aus. Aus der EP 0 489 880 ist ein Diversity-Kombinationsverfahren bekannt geworden, das HF- Funk-Nachrichtenverbindungssysteme betrifft. Im Rahmen des Verfahrens werden Pilotsymbol-Abtastungen von Informations symbol-Abtastungen in dem erhaltenen, abgetasteten und demo dulierten Signal getrennt. Die Pilotsymbol-Abtastungen werden dann zu vorbestimmten Pilot-Abtastzeitpunkten bearbeitet, um Schätzwerte eines Kanalgewinns zu bestimmen.DE 43 28 584 describes a circuit for synchronizing of an electronic angular position encoder. The angular position encoder is constantly updated with the angular position tion of a rotor synchronized. From DE 38 06 428 a method of determining one in a serial bit stream contained bit combination become known. With help of a Search cycle, the bit combination is replaced with bits of Comparison bit combinations compared. The comparison is in possible phase positions. From EP 0 228 771 is a full duplex data transmission system for participants grinding became known. The recipient has one Pilot phase detector based on the phase of the incoming pilot tones determined. The phase detector does this with respect to one local pilot phase reference. From EP 0 489 880 a diversity combination method has become known, the HF Radio communications systems are concerned. As part of the Procedures are pilot symbol scans of information symbol samples in the received, sampled and demo dulated signal separately. The pilot symbol scans will be then processed at predetermined pilot sampling times Determine estimates of channel gain.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren an zugeben, das die Nachteile der bisher bekannten Verfahren zur FCB-Suche, wie die Empfindlichkeit gegenüber Fadingstörungen oder Frequenzabweichungen überwindet, und das außerdem ein fach zu realisieren ist und nur geringe Rechenzeit in An spruch nimmt.The object of the present invention is to provide a method admit that the disadvantages of the previously known methods for FCB search how sensitivity to fading disorders or overcomes frequency variations, and that too is easy to implement and only a short computing time in An saying takes.

Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 1 der vorliegenden Anmeldung gelöst. Das erfindungs gemäße Verfahren verwendet die Idee einer differentiellen Symbolschätzung. Es werden nicht die exakten Phasendifferen zen aufeinanderfolgender (I, Q) Abtastwerte des empfangenen Signals, wie beim Verfahren von Neuner, Bilitza und Gärtner, ermittelt. Statt dessen wird nur untersucht, ob die Phasen differenzen aufeinanderfolgender Abtastwerte im Intervall [0, π) oder [-π, 0) liegt. Beide Fälle entsprechen einem gesende ten Symbol von 1 ("+1") beziehungsweise 0 ("-1") des GMSK-Mo dulators. Da eine aus 148 Nullen bestehender FCB nach der differentiellen Kodierung auf der Senderseite in 147 Einsen überführt wird, und außerhalb des FCB nahezu gleich viele Einsen und Nullen vorkommen, so kann nach einem FCB gesucht werden, indem nach einem langen, zusammenhängenden Block von Einsen gesucht wird.The object is achieved by the method according to the invention Claim 1 of the present application solved. The invention according to the method uses the idea of a differential Symbol estimation. It will not be the exact phase differences zen of successive (I, Q) samples of the received Signals, as in the Neuner, Bilitza and Gärtner method, determined. Instead, it only examines whether the phases differences of successive samples in the interval [0, π) or [-π, 0). Both cases correspond to one sent th symbol of 1 ("+1") or 0 ("-1") of the GMSK-Mo dulators. Since an FCB consisting of 148 zeros after the differential coding on the transmitter side in 147 ones is transferred, and almost the same number outside the FCB There are ones and zeros, so you can search for an FCB after a long, contiguous block of One is wanted.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren im einzelnen beschrieben. Jeder Abtastwert Z des zum Zeitpunkt k empfange nen Signals läßt sich dabei in der komplexen Darstellung an geben als Z(k) = I(k) + jQ(k). Dabei sei I(k) die In-Phase- Komponente des Basisband-Abtastwertes zum Zeitpunkt k und Q(k) die Quadraturkomponente des Basisband-Abtastwertes zum Zeitpunkt k. Bei der erfindungsgemäßen differentiellen Sym bolschätzung wird aus den Abtastwerten des Zeitpunktes k und des vorhergehenden Zeitpunktes k - 1 durch Multiplikation der Differenzwert D(k) nach folgender Formel gebildet:
The method according to the invention is described in detail below. Each sample Z of the signal received at time k can be given in the complex representation as Z (k) = I (k) + jQ (k). Let I (k) be the in-phase component of the baseband sample at time k and Q (k) be the quadrature component of the baseband sample at time k. In the differential symbol estimation according to the invention, the difference value D (k) is formed from the samples of the time k and the previous time k-1 by multiplication according to the following formula:

D(k) = Q(k).I(k - 1) - I(k).Q(k - 1).D (k) = Q (k) .I (k - 1) - I (k) .Q (k - 1).

Ist D(k) ≧ 0, so liegt eine Eins (das Symbol a(k) = 1) vor. Ansonsten liegt eine Null (das Symbol a(k) = 0) vor. Das heißt, das Vorzeichen von D(k) gibt im Idealfall das gesen dete Symbol a(k) exakt wieder.If D (k) ≧ 0, then there is a one (the symbol a (k) = 1). Otherwise there is a zero (the symbol a (k) = 0). The that is, the sign of D (k) ideally indicates that the symbol a (k) exactly again.

Fading-Störungen können dabei vereinzelt zu falschen Symbol schätzungen führen. Deswegen werden die geschätzten Symbole (1 oder 0) mit einem Matchfilter gefiltert. Das heißt, über die geschätzten Symbole wird ein Suchfenster mit der Länge L = 147 geführt. Es wird dabei in einer Art gleitenden Summen bildung die Anzahl der Einsen innerhalb des Suchfensters ge zählt. Als Formel läßt sich das folgendermaßen ausdrücken:
Fading disturbances can occasionally lead to incorrect symbol estimates. Therefore, the estimated symbols (1 or 0) are filtered with a match filter. This means that a search window with a length of L = 147 is run over the estimated symbols. The number of ones within the search window is counted in a kind of floating sum formation. As a formula, this can be expressed as follows:

q(k) = q(k - 1) + a(k) - a(k - L),
q (k) = q (k - 1) + a (k) - a (k - L),

wobei q(k) die Symbolsumme, a(k) das oben geschätzte Symbol und L die Länge des Suchfensters ist. L beträgt im Normalfall 147, da für das Berechnen von D(k) beziehungsweise a(k) immer zwei Abtastwerte verwendet werden, und somit bei 148 Abtas tungen nur 147 Werte des Differenzwertes D(k) berechnet wer den. Der FCB besteht, wie oben schon angegeben, nach der dif ferentiellen Kodierung auf der Sendeseite aus 147 Einsen, aber er hat an beiden Seiten einen Sicherheitsbereich von je 8,25 Bits (Guardbits). Diese Guardbits weisen immer den Wert Eins auf. Je nach Bedarf wird während der Zeit der Guardbits, die Sendeleistung unverändert beibehalten oder aber herabge fahren (power ramping). Wenn bekannt ist, daß die Sendelei stung auch während des Sendens der Guardbits beibehalten wird, so können diese zusätzlichen Guardbits mit zur Ermitt lung des FCBs herangezogen werden. In diesem Fall hätte das Suchfenster dann eine Länge von L = 148 + 16 - 1 = 163. Wenn aber während der Guardbits die Sendeleistung herabgefahren wird, so wird während der Zeit der Guardbits nur ein Rauschen em pfangen. Die Guardbits können dann also nicht zur FCB-Ermitt lung herangezogen werden. Es muß dann das Fenster mit der Länge L = 147 verwendet werden.where q (k) is the sum of symbols, a (k) is the symbol estimated above and L is the length of the search window. L is normally 147, because for the calculation of D (k) or a (k) always two samples are used, and thus at 148 samples Only 147 values of the difference value D (k) are calculated the. As already stated above, the FCB exists according to the dif differential coding on the transmission side of 147 ones, but he has a security area of each on both sides 8.25 bits (guard bits). These guard bits always have the value One on. Depending on requirements, during the time of the guard bits, keep the transmission power unchanged or reduce it driving (power ramping). If it is known that the transmitter Maintained even during the transmission of the guard bits , these additional guard bits can be used to determine FCB can be used. In this case it would have been Search window then a length of L = 148 + 16 - 1 = 163. But if while the guard bits reduce the transmission power, so there is only a noise em during the time of the guard bits catch. The guard bits cannot then be used to determine the FCB lung can be used. Then the window with the Length L = 147 can be used.

In jedem Fall wird die Symbolsumme q(k) anschließend mit ei nem Schwellwert S verglichen, und bei Überschreiten des Schwellwertes wird auf das Vorhandensein eines FCB geschlos sen.In any case, the symbol sum q (k) is then followed by ei nem threshold value S compared, and when the Threshold value is concluded from the presence of an FCB sen.

Die Symbolsumme q(k) (das heißt die Zahl der Einsen in einem Suchfenster der Länge L) kann nur ganzzahlige Werte zwischen 0 und L annehmen. Aufgrund dieser groben Quantisierung kommt es häufig vor, daß die Symbolsumme mehrfach zu aufeinander folgenden Zeitpunkten einen Maximalwert annimmt. Für die Po sitionsbestimmung des FCB ist es daher wichtig, immer nach dem "mittleren Maximum" zu suchen. Eine Suche nach dem ersten auftretenden (linken) oder dem zuletzt auftretenden (rechten) Maximum würde zu einseitig systematischen Fehlern führen. Das zeitliche Auftreten des mittleren Maximums wird ermittelt, indem zunächst der Zeitpunkt festgehalten wird, an dem die Symbolsumme q(k) zum ersten Mal den Schwellwert 5 überschrei tet, und als nächstes der Zeitpunkt festgehalten wird, an dem die Symbolsumme q(k) zum letzten Mal den Schwellwert S über schreitet. Das "mittlere Maximum" liegt dann zeitlich zwi schen diesen beiden Werten. The symbol sum q (k) (that is, the number of ones in one Search window of length L) can only have integer values between Accept 0 and L. Because of this rough quantization comes it often happens that the sum of symbols is multiple to each other following maximum times. For the bum It is important to determine the FCB's position, always after to look for the "middle maximum". A search for the first occurring (left) or the most recent (right) Maximum would lead to one-sided systematic errors. The temporal occurrence of the mean maximum is determined, by first recording the time at which the Symbol sum q (k) exceeds threshold 5 for the first time tet, and next the time is recorded at which the symbol sum q (k) over the threshold value S for the last time steps. The "average maximum" is then between two between these two values.

Die Genauigkeit der Suche nach dem FCB ist am höchsten, wenn innerhalb eines FCB ausschließlich Einsen und außerhalb des FCB nur Nullen geschätzt werden. In diesem Fall liefert das Matchfilter ein ausgeprägtes Maximum am Ende des FCB. In der Praxis werden aufgrund der Modulation mit zufälligen Daten bits außerhalb des FCBs nahezu gleich viele Einsen und Nullen geschätzt. Zur Steigerung der Genauigkeit der Suche nach dem FCB ist es daher vorteilhaft, die Phasendifferenz benachbar ter Abtastwerte um einen gewissen Winkel (-α) nach hinten zu verschieben. Wenn der Winkel α dabei nicht zu groß gewählt wird (0 < α << 90°), liefert die erfindungsgemäße differen tielle Symbolschätzung innerhalb eines FCBs dennoch weiterhin die gewünschten Einsen, da für einen nicht zu groß gewählten Winkel α gilt: 90° - α << 0. Außerhalb eines FCBs werden jedoch tendenziell mehr Nullen als Einsen geschätzt. Zu beachten ist natürlich, daß der Winkel α nicht zu nahe an 90° liegen darf, da sonst die Symbole innerhalb des FCBs, also die Einsen, durch die Winkelverschiebung in Kombination mit anderen Störungen fälschlicherweise als Nullen geschätzt werden. Es ist empfehlenswert, den Wert für α so zu wählen, daß er einem ganzzahligen Teiler von 90° entspricht, so daß sich bei den internen komplexen Rechnungen, bei denen cos(kα) und sin(kα) berechnet werden müssen, dieselbe Berechnungstabelle verwenden läßt. Untersuchungen, bei denen verschiedene Sig nalstörungen berücksichtigt wurden, haben gezeigt, daß ein vernünftiger Wert von α bei α = 90°/4 = 22,5° liegt.The accuracy of the search for the FCB is highest when within a FCB only ones and outside the FCB only zeros can be estimated. In this case it delivers Match filter a pronounced maximum at the end of the FCB. In the Practice will be due to the modulation with random data bits outside the FCB almost the same number of ones and zeros estimated. To increase the accuracy of the search for the FCB it is therefore advantageous to have the phase difference adjacent ter samples backwards by a certain angle (-α) move. If the angle α is not chosen too large becomes (0 <α << 90 °), provides the differen according to the invention However, symbolic estimation within an FCB continues the desired ones, because for one not chosen too big Angle α applies: 90 ° - α << 0. However, outside of an FCB tend to have more zeros than ones. Please note of course that the angle α must not be too close to 90 °, otherwise the symbols within the FCB, i.e. the ones, through the angular displacement in combination with others Faults are incorrectly estimated as zeros. It it is advisable to choose the value for α so that it corresponds to a corresponds to integer divisors of 90 °, so that the internal complex calculations where cos (kα) and sin (kα) must be calculated, the same calculation table lets use. Investigations in which different Sig have been taken into account, have shown that a reasonable value of α is α = 90 ° / 4 = 22.5 °.

Gleichzeitig ergibt diese Phasenverschiebung eine Erhöhung der Robustheit des Verfahrens gegenüber einer Frequenzver stimmung. Ohne eine solche Phasenverschiebung ist die FCB-Su che bei einer positiven Frequenzverstimmung wesentlich schwieriger als bei einer negativen Frequenzverstimmung, da außerhalb des FCBs mehr Einsen als Nullen geschätzt werden. Die Phasenverschiebung um den bevorzugten Winkel α bewirkt eine absichtliche Frequenzverschiebung, und verlagert somit den "Suchpunkt" der FCB-Suche in einen günstigeren Bereich. At the same time, this phase shift results in an increase the robustness of the method compared to a frequency ver Mood. FCB-Su is without such a phase shift essential with a positive frequency detuning more difficult than with a negative frequency detuning because outside of the FCB, more ones than zeros are estimated. The phase shift by the preferred angle α causes an intentional frequency shift, and thus shifted the "search point" of the FCB search in a cheaper area.

Wenn beispielsweise α = 22,5° gewählt wird, so ergibt sich eine absichtliche Frequenzverschiebung um -67,71/4 = -17 kHz.If, for example, α = 22.5 ° is selected, the result is an intentional frequency shift of -67.71 / 4 = -17 kHz.

Das Verfahren sei anhand des Blockdiagramms der einzigen Zeichnungsfigur nochmals im Überblick dargestellt.The method is the only one based on the block diagram Drawing figure shown again in an overview.

Im Block 1, dem Mischer, werden die zu den Zeitpunkten k ein laufenden Abtastwerte i(k), q(k) des zu untersuchenden Basis bandsignals um einen Winkel α in der Phase verschoben. Es er geben sich die phasenverschobenen Abtastwerte I(k), Q(k). Diese Phasenverschiebung läßt sich in der komplexen Schreib weise wie folgt darstellen:
In block 1 , the mixer, the samples i (k), q (k) of the base band signal to be examined, which are running at times k, are shifted in phase by an angle α. There are the phase-shifted samples I (k), Q (k). This phase shift can be represented in the complex notation as follows:

I(k) + jQ(k) = [i(k) + jq(k)] . exp(-jαk).I (k) + jQ (k) = [i (k) + jq (k)]. exp (-jαk).

Die phasenverschobenen Abtastwerte I(k) und Q(k) werden nun im Block 2 der eigentlichen differentiellen Symbolschätzung unterzogen. Dabei wird ermittelt, ob die Phasendifferenzen zeitlich aufeinanderfolgender I, Q Abtastwerte im Intervall [0, π) was dem gesendeten Symbol "1" entspricht, oder im In tervall [-π, 0), was dem gesendeten Symbol "0" entspricht, liegen. Diese differentielle Symbolschätzung, bei der für je den Zeitpunkt k das Vorzeichen der Phasendifferenz berechnet wird, läßt sich in der komplexen Schreibweise wie folgt dar stellen:
The phase-shifted samples I (k) and Q (k) are now subjected to the actual differential symbol estimation in block 2 . It is determined whether the phase differences of temporally successive I, Q samples lie in the interval [0, π) which corresponds to the transmitted symbol "1", or in the interval [-π, 0), which corresponds to the transmitted symbol "0" . This differential symbol estimate, in which the sign of the phase difference is calculated for each time k, can be represented in the complex notation as follows:

a(k) = 1 für D(k) = [Q(k)I(k - 1) - I(k)Q(k - 1)] ≧ 0
a(k) = 0 für D(k) = [Q(k)I(k - 1) - I(k)Q(k - 1)] < 0a (k) = 1 for D (k) = [Q (k) I (k - 1) - I (k) Q (k - 1)] ≧ 0
a (k) = 0 for D (k) = [Q (k) I (k - 1) - I (k) Q (k - 1)] <0

Der Wert a(k) wird nun im Block 3 einer Matchfilterung unter zogen. Dabei wird in Form einer gleitenden Summenbildung die Symbolsumme q(k) aus der Summe der Werte in einem Fenster der Länge L gebildet, wie das im einzelnen oben schon beschrieben wurde. The value a (k) is now subjected to match filtering in block 3 . The symbol sum q (k) is formed from the sum of the values in a window of length L in the form of a floating sum formation, as has already been described in detail above.

Im Block 4 wird diese Symbolsumme q(k) nun mit einem Schwell wert 5 verglichen, um zu beurteilen, ob ein FCB vorliegt oder nicht. Bei idealem Signal müßte sich im Suchfenster, wenn dieses die Länge L = 147 aufweist, und dieses vollständig über dem FCB liegt, die Summe 147 aus den 147 Einsen ergeben. Man wird den Schwellwert S jedoch etwas kleiner wählen, so daß einzelne falsche Schätzungen nicht gleich zu einem Nichterkennen eines tatsächlich gesendeten FCBs führen. Wenn die Symbolsumme q(k) größer als der Schwellwert S ist (q(k) ≧ S), dann wird signalisiert, daß ein FCB erkannt wurde.In block 4 , this symbol sum q (k) is now compared with a threshold value 5 in order to assess whether an FCB is present or not. With an ideal signal, if the length L = 147, and this is completely above the FCB, the search window should result in the sum 147 of the 147 ones. However, the threshold value S is chosen to be somewhat smaller, so that individual incorrect estimates do not immediately lead to the FCBs not actually being recognized being not recognized. If the symbol sum q (k) is greater than the threshold value S (q (k) ≧ S), then it is signaled that an FCB has been recognized.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Suche nach Pilottönen, insbesondere zur Suche nach Impulsfolgen, die in Mobilfunksy stemen einen Organisationskanal kennzeichnen, bietet gegen über den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren eine Reihe von Vorteilen, da es einfach zu realisieren und unem pfindlich gegenüber Amplitudenschwankungen, schlechten Si gnal-zu-Rausch-Verhältnissen und Frequenzverstimmungen ist.The inventive method for searching for pilot tones, especially for the search for pulse sequences that are in Mobilfunksy mark an organizational channel, offers against a method known from the prior art Set of advantages as it is easy to implement and unemployment sensitive to amplitude fluctuations, poor Si signal-to-noise ratios and frequency detuning.

Claims

1. A method for recognizing a pulse train having known values (0 or 1) and a known length (LI) in a signal, characterized by the following steps:

a) Determine whether the phase difference in succession of the samples of the signal is in the range of [0, π), which corresponds to a symbol "1" (a) sent, or in the range of [-π, 0), which corresponds to a symbol sent Corresponds to "0"(a);
b) filtering these estimated symbols (a) by passing a search window with the search window length (L), which is equal to the reduced length (LI) of the pulse train to be recognized, over the successively estimated symbols (a), and each time the symbol sum (q) of the estimated symbols (a) is formed within the search window;
c) comparing the symbol sum (q) with a sum threshold value (S); and
d) if the symbol sum (q) is greater than or equal to the sum human threshold (S), indicating the presence of the sought pulse train and the time location of the searched pulse train.

2. The method according to claim 1, characterized in that before performing step a) the successive Ab Sample values of the signal of a phase shift by one win be subjected to kel (α).

3. The method according to claim 2, characterized in that the Angle (α) of the phase shift is -22.5 °.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that it is the pulse to be recognized follow a sequence of 148 zeros, with one in a Mobile radio system an organizational channel is marked.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the momentum of the pulse sought follow the time specified between the time points at which the symbol sum (q) for the first time and at which they last exceeded the sum threshold (S) steps.