DE60125506T2

DE60125506T2 - Schätzung eines Frequenzversatzes, zur Anwendung bei kurzen Datenbursts

Info

Publication number: DE60125506T2
Application number: DE60125506T
Authority: DE
Inventors: Ambroise Popper
Original assignee: Juniper Networks Inc
Current assignee: Juniper Networks Inc
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2021-02-27
Also published as: US20070116159A1; ATE349842T1; US20090185647A1; US8149976B2; EP1235401B1; DE60125506D1; US7529326B2; US20020146081A1; US7187731B2; EP1235401A1

Description

Hintergrund
1A und 1B veranschaulichen ein hybrides Koaxialfaser-(HFC, Englisch: Hybrid Fiber-Coax)Kabelsystem 100 nach dem Stand der Technik, das mit dem Kabelindustrie-Standard der "Schnittstellenspezifikationen" für das Daten-über-Kabel-System (DOCSIS, Englisch: Data-Over-Cable-System-Interface Specification) zum Bereitstellen von Ethernetzugang an Kabelkunden über so genannte Kabelmodems (CMs, Englisch: Cable Modems) kompatibel ist. 1A ist eine Übersichtsansicht des Kabelsystems (Englisch: Top-Level View). 1B stellt zusätzliche Einzelheiten der Kundengeräte in Kundenräumlichkeiten (CPE, Englisch: Customer Premises Equipment) der 1A bereit. In 1B stellt CM 4000 eine Ethernet-Schnittstelle nach dem Standard der Computerindustrie für einen PC 5000 bereit und überbrückt die Ethernet-Schnittstelle mit der Koaxialverteilung des Kabelsystems. CM 4000 implementiert intern sowohl einen RF Modulator als auch einen RF Demodulator für Kommunikationen über die Koaxialleitung in Übereinstimmung mit dem DOCSIS Standard.
Ein RF Modulator 3000 und ein RF Demodulator 1000, komplementär zu demjenigen des Kabelmodems, sind implementiert in einem DOCSIS kompatiblen Kabelmodem-Abschlusssystem (CMTS, Englisch: Cable Modem Termination System) 500, das wie der Name impliziert, einen Abschluss für das Kabelmodem der CPE bereitstellt. Mehrere Fälle für den Modulator 3000 und den Demodulator 1000 sind vorgesehen, um alle Kunden mit den CM Diensten zu unterstützen. Die Steuerung, MAC, Datenrahmenerzeugung (Englisch: Control, MAC, Framing) 2000 überbrückt alle bereitgestellten DOCSIS RF Schnittstellen mit einem oder mehreren paket-basierten Netzwerken. Diese Paketnetz werke können lokale Netzwerke, Intranetze und das Internet umfassen. Während 1A das CMTS 500 implementiert in einer Kopfstation (Englisch: Head End) oder einem primären Netzknoten (Englisch: Primary Hub) zeigt, ist es theoretisch möglich, das CMTS irgendwo entlang der Aufwärtstrecke (Englisch: Upstream) bezüglich des CM zu implementieren. Jeder Demodulator 1000 stellt Ausgänge bereit für die Steuerung, MAC, Datenrahmenerzeugung 2000, die wiederum detektierte Symbole 1200 und eine Frequenzversatz-Abschätzungsvorrichtung 1300 umfasst.
Während die Übertragungsvorrichtung des CM Modulators in der Aufwärtstrecke und des komplementären Empfängers in dem CMTS Demodulator theoretisch für identische Frequenzen vorgesehen, kann aus einer Vielzahl von Gründen ein Frequenzversatz auftreten. Diese Gründe umfassen Fehler in den lokalen Oszillatoren des CM Modulators (der zum Übertragen des Signalbursts auf der vorgesehenen Frequenz benutzt wird) oder des CMTS Front-Ends (eingesetzt zum Abwärtsumwandeln des empfangenen Signalbursts in das Basisband) ebenso wie die Verwendung von Aufwärts- und Abwärtsumwandlungsvorgängen, die in den Aufwärtskanälen über den Pfad vom CM zum CMTS eingesetzt werden. Diese Umwandlungsvorgänge werden eingesetzt, um mehrere Kanäle über gemeinsame Kommunikationspfade für einen ökonomischen Transport zu kombinieren und aufzuspalten. Abhängig von der Strenge bzw. Exaktheit und anderen Systembetrachtungen könnten Frequenzversätze die Bitfehlerraten (BER, Englisch: Bit Error Rate) verschlechtern, Latenzen vergrößern oder den Signaleinfang vollständig verhindern. Jedoch können diese Probleme durch die Verwendung von Verfahren mit geschlossenen Regelkreisen zum Minimalisieren oder Ausschalten dieser Versätze vermieden werden.
In CMPS Anwendungen kann der Betrieb des Systems konzeptuell unterteilt werden in Bedingungen des normalen Datenverkehrs (Verkehrsmodus) und so genannten Einstellperioden (Einstellmodus). Einstellen (Englisch: Ranging) ist ein Vorgang mit geschlossenem Regelkreis, mit dem das CMTS die Zeitsteuerung, das Leistungsniveau, die Versatzfrequenz und die Angleichung für die Übertragungsvorrichtung von jedem CM verwaltet. Das Einstellen wird jedes Mal ausgeführt, wenn ein CM von dem Netzwerk initialisiert und registriert wird und auch periodisch (in regelmäßigen Zeitintervallen) um seine Kalibration zu aktualisieren. Der Einstellungskalibrationsvorgang wird für jedes CM auf dem Kanal ausgeführt und ermöglicht, dass das System während des Verkehrsmodus reibungslos mit hohem effektiven Durchsatz betrieben wird.
Wie das in dem Kabelsystem der 1A während des Einstellens anwendbar ist, wird eine in dem Demodulator 1000 des CMTS Frequenzversatzabschätzung 1300 hergestellt und der Steuerung, MAC und Datenrahmenerzeugung 2000 bereitgestellt. Die Steuerungsfunktionen dieses Blocks senden dann einen oder mehrere Befehle in die Abwärtsstrecke (Englisch: Downstream) zu dem entsprechenden CM, wodurch seine Übertragungsfrequenz aus der Ferne eingestellt wird, bis der an dem Demodulator 1000 beobachtete Frequenzversatz verringert wird bis innerhalb vorbestimmter akzeptabler Grenzwerte. Wenn sie während des Einstellens einmal eingestellt worden ist, wird die Einstellung der Versatzfrequenz von dem CM während des nachfolgenden Betriebs im Verkehrsmodus weiterhin verwendet. Die während der Einstellung bestimmte Frequenzversatzeinstellung schaltet jeden von dem CMTS beobachteten Frequenzversatz auf diese Weise effektiv, ungeactet der Quelle oder der Quellen des Versatzes.
Das Einstellen stellt die problematischste Betriebsbedingung dar zur Bestimmung der Abschätzung des Frequenzversatzes, weil der Frequenzversatz im Allgemeinen während des Einstellens groß ist und andere CM Merkmale für optimale Leistungsfähigkeit noch nicht kalibriert sind. Dem entsprechend können Symbolfehler häufig sein. Während des Verkehrsmodus wird das CM, die von dem CMTS während des Einstellens zugewiesen wird, mit viel kleinerem effektiven Frequenzversatz betrieben aufgrund der kompensierenden Frequenzversatzeinstellung und der gesamte CM Betrieb wird optimal kalibriert. Symbolfehler werden bedeutsam verringert.
Demodulatorbetrieb
2A stellt ein allgemeines konzeptuelles Blockdiagramm des digitalen Burst-Demodulators 1000 in dem CMTS 500 dar. Das Front-End 600 isoliert einen modulierten Träger aus dem Trägermultiplex in dem empfangenen Spektrum 1100, konvertiert das Signal ins Basisband und leitet das resultierende Signal 1105 zu dem Burst- und Zeitgebungssynchronisations-Schaltkreis 1500. (In anderen Kontexten könnte das Front-End 600 als eine Funktion vor dem Demodulator und nicht Teil des Demodulators angesehen werden.) Die wiederhergestellten Signalabtastwerte 1106 am Ausgang des Schaltkreises 1500 sind diskrete Signalabtastwerte mit der Symbolrate.
Der Entzerrer 1600 kompensiert die Signalverzerrung, die nicht von einem Vor-Entzerrer in dem Kabelmodem (CM) kompensiert worden ist und unterdrückt auch das Eintrittsrauschen. Am Ausgang dieser Stufe sind die entzerrten Signalabtastwerte r_k (1107) gegeben durch:
wobei a_k das übertragene Symbol und w_k das zusätzliche Rauschen ist. Diese Abtastwerte sind noch nicht hinsichtlich der Trägerphase synchronisiert.
Die hinsichtlich der Trägerphase synchronisierten Abtastwerte 1108 werden von dem Rotator bzw. Phasendreher 1700 in Zusammenarbeit mit dem Phasenabschätzer 1900 erzeugt. Die Trägerphase φ_k ist gegeben durch: φk = 2kπΔfTs + φ0,wobei Δf der Frequenzversatz und T_s die Symbolperiode ist.
Es sei φ ^k die abgeschätzte Phase des Trägers, die für das Symbol k benutzt wird. Das entzerrte Signal r_k innerhalb des Phasendrehers 1700 wird mit exp(–jφ ^k) multipliziert, um auf diese Weise das Symbol a_k durch den Detektor 1800 zu entscheiden. Die Entscheidung bezüglich des Symbols a_k wird mit d_k bezeichnet, welche als detektiertes Symbol 1200 ausgegeben wird.
Anschließend wird die Größe p_k = r_kd*_k berechnet. Für CMTS und andere Anwendungen mit einem hohen Wert der Frequenzdrift wird eine quasi-differentielle Demodulation bevorzugt und der Algorithmus zur Wiederherstellung der Trägerphase verwendet nur die letzten Werte von p_k, zum Bestimmen der Trägerphase. In solchen Fällen kann die abgeschätzte Trägerphase folglich geschrieben werden als: φ ^ = arg(rk-1d*k-1)
Frequenzabschätzer nach dem Stand der Technik
Der Frequenzversatzabschätzer 8000 stellt die Frequenzversatz-Abschätzung 1300 bereit, eine Abschätzung des beobach teten Frequenzversatzes des empfangenen Signals. Methoden zur Frequenzabschätzung nach dem Stand der Technik für allgemeine Anwendungen von Burst-Demodulatoren verwendeten Berechnungen der Phasensteigung und zugehörige Zeitmittelwertbildung oder beruhten auf der Autokorrelationsfunktion des Signals. 2B veranschaulicht einen bestimmten, auf der Autokorrelation des Signals beruhenden Frequenzversatz-Abschätzer aus dem Stand der Technik (8000-PA-AC). 2C veranschaulicht einen bestimmten, auf Berechnungen der Phasensteigung beruhenden Frequenzversatz-Abschätzer aus dem Stand der Technik (8000-PA-PS). 2D stellt zusätzliche Einzelheiten der Berechnung 8100 der Phasensteigung der 2C bereit.
Die Methoden zur Frequenzabschätzung aus dem Stand der Technik stellen zufriedenstellende Genauigkeit bereit für allgemeinere Anwendungen in Burst-Demodulatoren, die lange Bursts von bekannten Symbolen benutzen (wie sie etwa in den Nachrichtenköpfen bzw. Präambeln von langen Nachrichten gefunden werden) oder lassen die zeitliche Mittelwertbildung über mehrere aufeinander folgende Bursts zu. Unglücklicherweise sind sowohl isolierte, kurze Bursts als auch Symbolfehler Merkmale von CMTS Anwendungen, insbesondere während des Einstellens. CMTS Anwendungen setzen isolierte, kurze Einstellungsbursts von näherungsweise 200 Symbolen ein, die aus einem sehr kurzen Nachrichtenkopf (typischerweise 20-30 bekannte Symbole) und einem kurzen Datenblock bestehend aus von dem lokalen Detektor extrahierten Symbolen bestehen. Aufgrund des Rauschens und anderer Faktoren, die allgemein die Existenz von Frequenzversatzen mit umfassen, wird die Ausgabe des Detektors nicht frei von Symbolfehlern sein.
Im Hinblick auf das Obige ist es nützlich, eine ausführliche Untersuchung der Leistungsfähigkeit der Frequenzab schätzer nach dem Stand der Technik auf der Grundlage der Autokorrelationsfunktion des Signals durchzuführen. Wie in 2B gezeigt, beruht der Autokorrelationsabschätzer nach dem Stand der Technik die Frequenzabschätzung auf der Berechnung von δ_k = p_kp*_k-L. Durch angemessene bzw. geeignete Normalisierung des Zeitmittelwerts von δ_k kann die Frequenz abgeschätzt werden zu:
wobei N die Anzahl der Symbole in dem zugrunde liegenden Burst und L einen von dem Korrelator 8620 in 2B definierten Verzögerungsparameter darstellen.
Es sei angenommen, dass zu dem Zeitpunkt der Entscheidung bezüglich k₀ ein Symbolfehler auftritt. Mit dem angenommenen Signalformat QPSK führt dies zu einem instantanen Phasenfehler von ±π/2. Desweiteren, weil eine quasi-differentielle Demodulation verwendet wird, tritt dieser ±π/2 Phasenfehler in allen nachfolgenden Symbolentscheidungen auf, und auch in allen nach k₀ berechneten p_k Werten.
Daher weist die Phase von p_k für den theoretischen Frequenzabschätzer eine konstante Steigung auf mit Ausnahme einer Diskontinuität von ±π/2, wenn der Fehler auftritt. Folglich ist die Phase von δ_k (es sei erinnert, dass δ_k = p_kp*_k-L) um den gewünschten Wert herum zentriert ist, mit Ausnahme von L Werten mit einem Fehler von ±π/2. Der Mittelwert der Phase von δ_k über die Burstgröße wird dann um ±L(π/2)/(N – L) verschoben. Weil die normalisierte Frequenzabschätzung ΔfT_s durch Division dieses Phasenmittelwerts durch 2πL erhalten wird, enthält er offensichtlich einen Fehler von ±0.25/(N – L).
Es wird ein bestimmtes, quantitatives Beispiel unter Benutzung der vorgenannten Analyse betrachtet. Es sei angenommen, dass man eine Abschätzungsgenauigkeit von 10^–4 für eine Burstlänge von 200 zu haben wünscht. Sollte während dieses Bursts ein einziger Entscheidungsfehler auftreten, dann würde dieser Fehler zu einem normalisierten Frequenzabschätzungsfehler von näherungsweise 0,25/200, oder näherungsweise 10^–3 führen. Dies ist eine Größenordnung größer als die gewünschte Genauigkeit von 10^–4. Die Fachleute werden erkennen, dass eine vergleichbare Analyse, mit vergleichbaren Ergebnissen, für eine auf der Phasensteigung beruhende Abschätzungsvorrichtung ausgeführt werden kann.
Die Ansätze zur Frequenzabschätzung nach dem Stand der Technik sind offensichtlich für CMTS Anwendungen nicht gut geeignet, weil es gezeigt wurde, dass selbst ein einziger Symbolfehler zu wesentlichen Fehlern resultieren kann. Verbesserte Frequenzabschätzungsverfahren und -vorrichtungen werden benötigt, die in der Anwesenheit von Symbolfehlern für kurze Bursts genaue Frequenzabschätzungen bereitstellen. Neue Ansätze zur Frequenzabschätzung werden benötigt, die auf einem einzigen Burst ausgeführt werden können ohne Notwendigkeit zum Mitteln der Ergebnisse von mehreren, aufeinander folgenden Bursts. Insbesondere werden verbesserte Frequenzabschätzungstechniken benötigt, die eine überlegene Leistungsfähigkeit für CMTS Anwendungen bieten.
Die Erfindungen und Ausführungsformen davon werden in den beigefügten Patentansprüchen definiert. Sie ist hinsichtlich der Unterdrückung von nicht typischen bzw. atypischen Abtastwerten vergleichbar mit der Offenbarung von US 5867539, unterscheidet sich jedoch signifikant hinsichtlich der Struktur der Frequenzsteuerungsschleife.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A und 1B veranschaulichen ein HFC Kabelsystem nach dem Stand der Technik. 1A ist eine Übersichtsansicht auf hohem Niveau (Englisch: Top-Level View) des Kabelsystems. 1B stellt zusätzliche Einzelheiten der CPE der 1A bereit.
2A stellt Einzelheiten der internen Architektur des Demodulators 1000 der 1A bereit.
2B stellt Einzelheiten einer Frequenzversatz-Abschätzungsvorrichtung 8000-PA-AC nach dem Stand der Technik bereit, die auf der Autokorrelation des Signals beruht und die in dem Demodulator 1000 der 2A Anwendung findet.
2C stellt Einzelheiten einer Frequenzversatz-Abschätzungsvorrichtung 8000-PA-PS nach dem Stand der Technik bereit, die auf der Berechnung der Phasensteigung beruht und die in dem Demodulator 1000 der 2A Anwendung findet.
2D stellt zusätzliche Einzelheiten bereit für eine Phasensteigungs-Berechnungsfunktion 8100, wie sie in 2C eingesetzt wird.
3 stellt Einzelheiten bereit für eine erste, veranschaulichende Ausführungsform (8000-AC) einer Frequenzversatzabschätzungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, die auf Autokorrelation beruht, und die in dem Demodulator der 2A Anwendung findet.
4 stellt Einzelheiten bereit für eine zweite veranschaulichende Ausführungsform (8000-PS) einer Frequenzversatzabschätzungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, die auf der Berechnung der Phasensteigung beruht und die in dem Demodulator der 2A Anwendung findet.
5 stellt Einzelheiten bereit einer veranschaulichenden Ausführungsform eines Filters 9000 für atypische Abtastwerte, geeignet für Anwendungen sowohl in der Funktion zum Ausschließen atypischer Korrelationsabtastwerte 8630 der 3 als auch der Funktion zum Ausschließen atypischer Phasensteigungsabtastwerte 8200 der 4.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung stellt Verfahren und Vorrichtungen zum Erzeugen von genauen Frequenzabschätzungen bereit für Anwendungen mit sowohl kurzen Bursts als auch mit Symbolfehlern. Die Erfindung ist praktisch, leicht zu implementieren, robust in Bezug auf Entscheidungsfehler und erfordert nur einen Burst zum Erzielen einer Frequenzabschätzung mit hoher Genauigkeit (etwa 10^–4 bezüglich auf ΔfT_s in den veranschaulichenden Ausführungsformen.
Die Erfindung führt Frequenzabschätzung aus sowohl über die Präambel bzw. den Nachrichtenkopf des Bursts, während dessen bekannte Symbole übertragen werden als auch während des Datenpakets des Bursts, das auf den Nachrichtenkopf folgt und das von dem lokalen Detektor extrahiert worden ist. Während des Nachrichtenkopfes wird eine anfängliche Frequenzabschätzung erzielt. Diese Abschätzung beruht auf einem Zeitmittelwert von entweder Phasen- oder Korrelations-Abtastwerten. Atypische Phasen- oder Korrelations-Abtastwerte, die Detektorsymbolfehlern während des Datenpakets zugeordnet werden können, werden detektiert und gefiltert, um zu vermeiden, dass die atypischen Abtastwerte in einem zeitlichen Mittelwert, der zum Bereitstellen der Frequenzabschätzung verwendet wird, berücksichtigt werden.
In einer ersten Ausführungsform werden Korrelationsabtastwerte zeitlich gemittelt und atypische Korrelationsabtastwerte werden vor der zeitlichen Mittelwertbildung der Korrelation unterdrückt. In einer zweiten Ausführungsform werden Phasensteigungswerte zeitlich gemittelt und atypische Werte der Phasensteigung werden vor der zeitlichen Mittelwertbildung der Phasensteigung unterdrückt.
Ausführliche Beschreibung
Unterdrückung atypischer Abtastwerte
Es sei erinnert, dass in der Anwesenheit eines einzigen Symbolfehlers die Phase von p_k für die Autokorrelations-Frequenzabschätzungsvorrichtung der 2B nach dem Stand der Technik eine konstante Steigung aufweist mit Ausnahme einer Diskontinuität von ±π/2, die dem Symbolfehler zugeordnet ist. Folglich ist die Phase von δ_k um den gewünschten Wert herum zentriert, mit Ausnahme von L Werten mit einem Fehler von ±π/2. Die vorliegende, in den 3–5 veranschaulichte Erfindung verbessert die Abschätzungsvorrichtung nach dem Stand der Technik durch Eliminieren des sekundären Peaks bzw. Scheitelwerts durch geeignete, nicht lineare Filterung. Genauer gesagt ist es das Ziel dieser Filterung, die als falsch bekannten Werte von der Integration über δ_k zu eliminieren. Diese Werte sind diejenigen, deren Argumente sich von dem des aktuellen Mittelwerts um δ_k um mehr als einen bestimmten Winkel ν unterscheiden.
In bevorzugten Ausführungsformen wird ein Nachrichtenkopf bzw. eine Präambel mit 26 bekannten Symbolen verwendet. Dank des Kopfes ist es möglich, zum Beginn der Datensymbole eine erste grobe Frequenzabschätzung zu haben. Unter Verwendung dieses Werts ist es möglich, für jedes neue δ_k zu bestimmen, ob es in der Summe beibehalten werden sollte oder nicht. Falls es (beibehalten) wird, wird dieser neue Wert der Summe zum Filtern des nächsten Symbols verwendet. Wenn daher die durch den Kopf bereitgestellte grobe Abschätzung genau genug ist, werden die sekundären Peaks vollständig ausgerottet. Simulationen der veranschaulichten Ausführungsformen haben bestätigt, dass die Genauigkeit der durch den Nachrichtenkopf bereitgestellten groben Frequenzabschätzung die Eliminierung der sekundären Peaks unterstützt. Die Fachmänner werden wertschätzen, dass während die obige Beschreibung sich auf die Eliminierung der atypischen Abtastwerte der Korrelation für einen Frequenzabschätzer beruhend auf Autokorrelation konzentriert haben, die Erfindung genauso gut anwendbar ist für zur Eliminierung von atypischen Abtastwerten für die Phasensteigung für einen Frequenzabschätzer mit Berechnung der Phasensteigung.
Ausführungsform beruhend auf Autokorrelation
3 zeigt einen Frequenzabschätzer (8000-AC) mit Autokorrelation nach der vorliegenden Erfindung. Wie der Name suggeriert, beruht der Algorithmus zur Frequenzabschätzung auf der Berechnung der durch den Korrelator 8620 erzeugten Korrelationsabtastwerte δ_k = p_kp*_k-L (8625).
Die Funktionen des Entfernens von atypischen Werten und zur zeitlichen Mittelwertbildung (8630 bzw. 8640) operieren auf einer Exponentialfunktion, die die Phasensteigung heranzieht. Am Ausgang der Stufe 8640 der zeitlichen Mittelwertbildung der Korrelation liegen ρ_kexp(j2πLΔf_kT) 8645 vor, wobei atypische Werte durch (die Funktion) „Entfernen atypischer Korrelationsabtastwerte" 8630 unterdrückt worden sind. (Die Funktion) Entfernen atypischer Korrelationsabtastwerte 8630 agiert so, dass δ_k keinen Effekt auf den ak tuellen Zeitmittelwert aufweist, wann immer der absolute Wert von arg{ρ_kexp(–j2πΔLΔf_kT)} größer als ein festgesetzter Schwellwert ν ist.
(Die Funktion) arg(·) 8650 liefert die Phase 2πLΔf_kT, die als eine nicht normalisierte Abschätzung des Frequenzversatzes 1300-U verwendet wird. Eine normalisierte Frequenzversatzabschätzung 1300-N kann optional als Ausgabe bereitgestellt werden.
Ausführungsform mit Berechnung der Phasensteigung
4 zeigt einen Frequenzabschätzer (8000-PS) mit Berechnung der Phasensteigung nach der vorliegenden Erfindung. Die Berechnung der Phasensteigung 8100 der 2D wird vorzugsweise als die erste Stufe des verbesserten Frequenzabschätzers (8000-PS) der 4 eingesetzt. Innerhalb der Berechnung der Phasensteigung 8100 wird das empfangene Signal r_k 1107 multipliziert (über 8105) mit dem komplex konjugierten des detektierten Symbols d_k 1200. Die Funktion arg(·) (d.h. die Phasenberechnungsfunktion) 8120 liefert die Phasendifferenz φ_k 8130 zwischen den empfangenen Signalabtastwerten und den detektierten Symbolen. Die Steigungsberechnung 8140 berechnet die Phasensteigung 8150 aus zwei Phasenwerten, die um L Abtastwerte getrennt sind.
(Die Funktion) Zeitmittelwertbildung der Phasensteigung 8300 gibt eine Abschätzung des Frequenzversatzes 2πΔf_kT (1300-U) aus unter Benutzung der bis zu der Zeit k berechneten Phasensteigungswerte. Dieser nicht normalisierte Frequenzversatz oder die normalisierte Frequenzversatzabschätzung Δf_k (1300-N) wird mit der Symbolrate aktualisiert.
(Die Funktion) „Entferne atypische Abtastwerte der Phasensteigung" 8200 wirkt so, dass die instantanen Phasenabtastwerte 8150, die sich von der aktuellen, nicht normalisierten Abschätzung des Frequenzversatzes 2πf_kT (1300-U) um mehr als einen festgesetzten Schwellwert μ unterscheiden, entfernt werden. Wenn die Differenz zwischen den zwei Signalen (den Schwellwert) μ übersteigt, dann entscheidet dieser Schaltkreis, dass ein Symbolfehler aufgetreten ist und dass der aktuelle Steigungswert nicht in der Funktion der zeitlichenn Mittelwertbildung eingeschlossen werden sollte. D.h. λ_k hat keinen Effekt auf die laufende zeitliche Mittelwertbildung, wann immer der absolute Wert von 2πΔfkT – λ_k größer als (der Schwellwert) μ ist. Es kann entweder der nicht normalisierte Frequenzversatz 1300-U oder die normalisierte Abschätzung des Frequenzversatzes 1300-N als Ausgabe an den Block „Steuerung, MAC, Datenrahmenbildung" 2000 der CMTS 500 bereitgestellt werden.
Filter für atypische Abtastwerte
5 stellt Einzelheiten einer konzeptuellen, veranschaulichenden Ausführungsform eines Filters 9000 für atypische Abtastwerte bereit, welches Filter geeignet ist für Anwendungen als entweder die Funktion 8630 „Entfernen atypischer Korrelationsabtastwerte" der 3 oder die Funktion 8200 „Entferne atypische Phasensteigungsabtastwerte" der 4. Dieses Filter wirkt so, dass der aktuelle Abtastwert 9010 immer dann, wenn der absolute Wert der Differenz zwischen dem zeitlichen Mittelwert des Abtastwerts 9020 und dem aktuellen Abtastwert 9010 größer ist als die typische Varianz 9040 der Abtastwerte, keinen Effekt auf die laufende zeitliche Mittelwertbildung von Abtastwerten aufweist. Block 9200 vergleicht den aktuellen Abtastwert 9010 mit dem zeitlichen Mittelwert der Abtastwerte 9020, um die Varianz 9250 des derzeitigen Abtastwerts zu erzeugen. Dies wird wiederum mit der vordefinierten typischen Varianz 9040 der Abtastwerte verglichen, um (das Signal) "aktueller Abtastwert ist typisch" 9350 zu erzeugen, eine logische, binärwert-artige Steuerungsausgabe. Diese Steuerung kann direkt von einem nachfolgenden Schaltkreis zur zeitlichen Mittelwertbildung benutzt werden, um die Verwendung des aktuellen Abtastwerts zu qualifizieren/zu unterdrücken. Alternativ oder in Kombination mit der direkten Benutzung kann diese Steuerung benutzt werden, um das dem Schaltkreis für die zeitliche Mittelwertbildung bereitgestellte (Signal) Filterabtastwert 9060 auf Null zurückzusetzen.
Betrachtungen zur Implementierung
Beim Vergleichen der zwei veranschaulichenden Ausführungsformen ist die Phasenfunktion, auf der die auf der Phasensteigung beruhende Abschätzungsvorrichtung der 4 operiert, eine "eingeschlagene" (Englisch: Wrapped) Funktion, die zwischen –π und +π periodisch ist. Die Bedeutung davon ist, dass Grenzwertabfragen und bedingte Berechnungen ausgeführt werden müssen, um diese Funktion vor der Berechnung der Phasensteigung und daher des Frequenzversatzes "auszupacken". Für die auf Korrelation beruhenden Abschätzungsvorrichtung der 3 besteht keine Notwendigkeit, die zusätzlichen Vorgänge zum Auspacken der Phase auszuführen und dies kann daher Implementierungsvorteile bieten.
Beim Betrachten der Implementierungsgrenze zwischen Hardware (H/W) und Software (S/W) sei daran erinnern, dass der Demodulator 1000 der 1A das Ergebnis der Frequenzabschätzung nicht benutzt. Statt dessen wird dieses von der CMTS als eine Frequenzeinstellung des Versatzes zum Steuern der CM Übertragungsfrequenz an die CM gesendet. Dies ist keine Echtzeitprozedur und es ist nur eine Einstellung der Versatzfrequenz pro Burst zu senden. Jedoch wird die Abschätzung des Frequenzfehlers aus einem in Echtzeit abgetasteten Signal mit nur einem Abtastwert pro Symbol extrahiert. In unserer bevorzugten Ausführungsform sind alle Funktionen in Hardware implementiert mit Ausnahme der Phasenberechnung in Box 8650 und der optionalen Normalisierung in Box 8660 der 3 und der optionalen Normalisierung in Box 8400 der 4. Der Grund ist, dass diese Berechnungen einmal pro Burst ausgeführt werden, was bedeutet, dass sie keine Hochgeschwindigkeitselektronik benötigen.
Eine vollständige Implementierung in Software würde darin bestehen, die entzerrten Abtastwerte r_k und die detektierten Symbole d_k an die Software zu senden und alle Berechnungen in Software auszuführen. Während eine derartige Implementierung innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung ist, ist es nicht wahrscheinlich, dass dies eine effiziente Implementierung ist. Im Allgemeinen werden Echtzeitberechnungen (mit der Symbolrate) am besten in Hardware ausgeführt, und Berechnungen mit niedriger Geschwindigkeit (auf der Burst-Rate) werden am besten in Software ausgeführt.
Schlussfolgerung
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Benutzung bestimmter veranschaulichender Ausführungsformen beschrieben worden ist, so wird verstanden, dass viele Abweichungen hinsichtlich der Konstruktion, Anordnung und Verwendung möglich sind, konsistent mit den Lehren und innerhalb des Umfangs der Erfindung. Beispielsweise können in jedem Bausteinblock der Erfindung allgemein die Bitbreiten, Taktgeschwindigkeiten und die Art der verwendeten Technologie verändert wer den. Auch sind, außer wenn dies spezifisch anderweitig angegeben wird, die spezifizierten Wertebereiche, die verwendeten maximalen und minimalen Werte und andere besondere Spezifikationen (wie etwa die gewünschte Genauigkeit der Frequenzabschätzung) nur diejenigen der veranschaulichenden oder bevorzugten Ausführungsformen, und es kann erwartet werden, dass diese zu Verbesserungen und Veränderungen in der Implementierungstechnologie führen, und diese sollten nicht als Beschränkungen der Erfindung betrachtet werden. Den Fachmännern bekannte, funktionell äquivalente Techniken können anstelle derjenigen, die zum Implementieren der vielfältigen Komponenten oder Teilsysteme veranschaulicht sind, eingesetzt werden. Es wird auch verstanden, dass viele funktionelle Aspekte des Entwurfs entweder in Hardware (d.h. allgemein mit dezidierten Schaltkreisen) oder Software (über eine Art programmierte Steuerungsvorrichtung oder Prozessor) ausgeführt werden könnten, in Abhängigkeit- von Entwurfsrandbedingungen, die von der Implementierung abhängen, und Technologietrends bezüglich schnellerer Verarbeitung (was die Migration bzw. Übertragung von Funktionen, die vorher in Hardware waren, in Software erleichtert) und höherer Integrationsdichte (was die Migration von Funktionen, die vorher in Software waren, in Hardware erleichtert).
Bestimmte Variationen innerhalb des Umfangs der Erfindung enthalten, sind jedoch nicht beschränkt, auf: Die Verwendung einer beliebigen Vielfältigkeit von Methoden zum Identifizieren atypischer Abtastwerte und zum Unterdrücken ihres Einflusses auf die Mittelwertbildung der Abtastwerte, die Verwendung einer beliebigen Vielfältigkeit von Nachrichtenkopflängen und nicht nur die bevorzugte Länge von 26 Symbolen, sowie die Verwendung von einem oder beiden des nicht normalisierten und des normalisierten Frequenzversatzes.
Alle derartigen Variationen im Entwurf umfassen unwesentliche Veränderungen über die von den veranschaulichenden Ausführungsformen übertragenen Lehren. Die an die Zwischenverbindungen und die Logik vergebenen Namen sind veranschaulichend und sollten nicht als die Erfindung begrenzend angesehen werden. Es ist auch zu verstehen, dass die Erfindung eine breite Anwendbarkeit für andere Kommunikations- und Netzwerkanwendungen aufweist, und dass sie nicht auf die bestimmte Anwendung oder Industrie der veranschaulichten Ausführungsformen begrenzt ist. Die vorliegende Erfindung sollte daher so betrachtet werden, dass sie alle möglichen Modifikationen und Variationen, die innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Patentansprüche mit enthalten sind, umfasst.

Claims

Ein System (8000-AC) zum Abschätzen der Frequenzdifferenz zwischen einer Frequenz eines Signals, wenn es von einer Übertragungsvorrichtung übertragen worden ist, und einer entsprechenden Frequenz des Signals, wenn es von einem Empfänger empfangen wird, wobei der Empfänger dazu ausgebildet ist, einen modulierten Träger umfassende Signale zu empfangen, welcher Träger auf einer zugewiesenen Frequenz von der Übertragungseinrichtung übertragen worden ist und eine Stufe (600, 1500, 1600), die Vor-Detektionssignale (1107) erzeugt, und eine Detektorstufe (1700, 1900, 1800), die detektierte Symbole (1200) erzeugt, umfasst, das System umfassend: eine erste Verarbeitungsstufe (8610, 8620) ausgebildet zum Empfangen der Vor-Detektionssignal-Abtastwerte (1107) und der detektierten Symbole (1200), Ausführen einer Korrelation auf der Grundlage der Vor-Detektionssignal-Abtastwerte (1107) und der detektierten Symbole (1200) und Erzeugen von ersten, verarbeiteten Abtastwerten (8625) auf der Grundlage der ausgeführten Korrelation; eine Zeitmittelungsstufe (8640) dazu ausgebildet, zweite verarbeitete Abtastwerte (8635) zu empfangen und eine erste Abschätzungsangabe (8645), die ein Zeitmittelwert der zweiten verarbeiteten Abtastwerte (8635) ist, auszugeben, dadurch gekennzeichnet, dass das System ferner umfasst: eine Stufe zum Ausfiltern atypischer Abtastwerte (8630) zum Entfernen atypischer Abtastwerte aus den ersten verarbeiteten Abtastwerten (8625), wobei die Stufe (8630) zum Ausfiltern atypischer Abtastwerte dazu ausgebildet ist, die ersten verarbeiteten Abtastwerte (8625), die von der ersten Verarbeitungsstufe (8620) ausgegeben werden, zu empfangen und die erste Abschätzungsangabe (8645), die von der ersten Zeitmittelungsstufe (8640) ausgegeben ist, zu empfangen und die zweiten verarbeiteten Abtastwerte (8635) zu erzeugen, und wobei die erste Abschätzungsangabe (8645) eine Basis für die abgeschätzte Differenz zwischen der Frequenz der Übertragungsvorrichtung und der entsprechenden Frequenz des Empfängers ist, und wobei: die Stufe (8630) zum Ausfiltern atypischer Abtastwerte dazu ausgebildet ist, innerhalb der ersten verarbeiteten Abtastwerte (8625) typische und atypische Abtastwerte zu identifizieren und identifizierte atypische Abtastwerte in den ersten verarbeiteten Abtastwerten zu unterdrücken, um dadurch die zweiten verarbeiteten Abtastwerte (8635), die an die Zeitmittelungsstufe (8640) ausgegeben werden, zu erhalten, wobei typische Abtastwerte identifiziert werden, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen der ersten Abschätzungsangabe und den ersten verarbeiteten Abtastwerten weniger als oder gleich wie ein vorbestimmter Wert (9040) ist, und wobei atypische Abtastwerte identifiziert werden, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen der ersten Abschätzungsangabe und den ersten verarbeiteten Abtastwerten größer als der vorbestimmte Wert (9040) ist.
Ein System (8000-PS) zum Abschätzen der Frequenzdifferenz zwischen einer Frequenz eines Signals, wenn es von einer Übertragungsvorrichtung übertragen wird, und einer entsprechenden Frequenz des Signals, wenn es von einem Empfänger empfangen wird, wobei der Empfänger dazu ausgebildet ist, einen modulierten Träger umfassende Signale zu empfangen, welcher Träger auf einer zugewiesenen Frequenz von der Übertragungsvorrichtung übertragen worden ist und der eine Stufe (600, 1500, 1600), die Vor-Detektionssignale (1107) erzeugt, und eine Detektorstufe (1700, 1900, 1800), die detektierte Symbole (1200) erzeugt, umfasst, das System umfassend: eine erste Verarbeitungsstufe (8100) ausgebildet zum Empfangen der Vor-Detektionssignal-Abtastwerte (1107) und der detektierten Symbole (1200), Multiplizieren der Vor-Detektions-Abtastwerte mit dem komplex konjugierten der detektierten Symbole zum Erzielen komplexer Größen, Bestimmen des Phasenwerts der komplexen Größen und Berechnen von Phasensteigungsabtastwerten (8150), jeweils aus zwei Phasenwerten (8130), die durch eine vorbestimmte Anzahl (L) von Abtastwerten getrennt sind, wobei die Phasensteigungsabtastwerte als erste verarbeitete Abtastwerte (8150) ausgegeben werden; eine Zeitmittelungsstufe (8300), ausgebildet zum Empfangen zweiter verarbeiteter Abtastwerte (8250) und zum Ausgeben einer ersten Abschätzungsangabe (1300-U), die ein Zeitmittelwert der zweiten verarbeiteten Abtastwerte (8250) ist, dadurch gekennzeichnet, dass das System ferner umfasst: eine Stufe (8200) zum Ausfiltern atypischer Abtastwerte zum Entfernen atypischer Abtastwerte aus den ersten verarbeiteten Abtastwerten (8150), wobei die Stufe (8200) zum Ausfiltern atypischer Abtastwerte dazu ausgebildet ist, die ersten verarbeiteten Abtastwerte (8150), die von der ersten Verarbeitungsstufe (8100) ausgegeben werden, und die erste Abschätzungsangabe (1300-U), die von der Zeitmittelungsstufe (8300) ausgegeben wird, zu empfangen, und die zweiten verarbeiteten Abtastwerte (8250) zu erzeugen, und wobei die erste Abschätzungsangabe (1300-U) eine Grundlage für die abgeschätzte Differenz zwischen der Frequenz der Übertragungsvorrichtung und der entsprechenden Frequenz des Empfängers ist, und wobei: die Stufe (8200) zum Ausfiltern atypischer Abtastwerte dazu ausgebildet ist, innerhalb der ersten verarbeiteten Abtastwerte (8150) typische und atypische Abtastwerte zu identifizieren und identifizierte atypische Abtastwerte in den ersten verarbeiteten Abtastwerten zu unterdrücken, um dabei die zweiten verarbeiteten Abtastwerte (8250) zu erhalten, die an die Zeitmittelungsstufe (8300) ausgegeben werden, wobei typische Abtastwerte identifiziert werden, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen der ersten Abschätzungsangabe und den ersten verarbeiteten Abtastwerten weniger als oder gleich wie ein vorbestimmter Wert (9040) ist, und wobei atypische Abtastwerte identifiziert werden, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen der ersten Abschätzungsangabe und den ersten verarbeiteten Abtastwerten größer als der vorbestimmte Wert (9040) ist.
Das System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stufe (8630, 8200) zum Ausfiltern atypischer Abtastwerte ferner eine Angabe (9350) über den Status des Abtastwerts erzeugt, wobei die Angabe mit der Zeitmittelungsstufe (8640, 8300) verbunden ist, um die Berücksichtigung atypischer Abtastwerte zu unterdrücken.
Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Stufe (8630, 8200) zum Ausfiltern atypischer Abtastwerte ferner einen digitalen Multiplexer (9100), ausgebildet zum Unterdrücken der atypischen Abtastwerte, umfasst.
Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Stufe (8630, 8200) zum Ausfiltern atypischer Abtastwerte dazu ausgebildet ist, zum Ausführen der Unterdrückung Null-Abtastwerte (9030) anstelle der atypischen Abtastwerte zu ersetzen.
Das System nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Multiplexer (9100) durch die Angabe (9350) des Status des Abtastwerts gesteuert wird.
Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Stufe (8630, 8200) zum Ausfiltern atypischer Abtastwerte eine Zwischenvariante (9250) für den derzeitigen Abtastwert erzeugt.
Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Stufe (8630, 8200) zum Ausfiltern atypischer Abtastwerte einen ersten und einen zweiten Vergleichsvorgang ausführt, wobei der erste Vergleichsvorgang die ersten verarbeiteten Abtastwerte (8625, 8150) im Vergleich zu einem Mittelwert der vorhergehenden Abtastwerte auswertet und eine Varianz (9250) des derzeitigen Abtastwerts erzeugt, und der zweite Vergleichsvorgang die Varianz (9250) des derzeitigen Abtastwerts im Vergleich zu dem vorbestimmten Wert (9040) auswertet.
Das System nach Anspruch 1, wobei die erste Verarbeitungsstufe eine Korrelationsvorrichtung (8620) umfasst.
Das System nach Anspruch 1 oder 9, ferner enthaltend eine Phasenberechnungsstufe (8650) mit einem an die Zeitmittelungsstufe (8640) gekoppelten Eingang, zum Empfangen der ersten Abschätzungsangabe (8645) und Erzeugen einer zweiten Abschätzungsangabe (1300-U), wobei die zweite Abschätzungsangabe (1300-U) eine nicht normalisierte Differenz zwischen der Frequenz der Übertragungsvorrichtung und der entsprechenden Frequenz des Empfängers bereitstellt.
Das System nach Anspruch 10, ferner enthaltend eine Normalisierungsstufe (8660) mit einem Eingang, der mit der Phasenberechnungsstufe (8650) gekoppelt ist, um die zweite Abschätzungsangabe (1300-U) zu empfangen, und eine normalisierte Differenz (1300-N) zwischen der Frequenz der Übertragungsvorrichtung und der entsprechenden Frequenz des Empfängers zu erzeugen.
Das System nach Anspruch 2, wobei die erste Abschätzungsangabe (1300-U) eine nicht normalisierte Differenz zwischen der Frequenz der Übertragungsvorrichtung und der entsprechenden Frequenz des Empfängers bereitstellt.
Das System nach Anspruch 12, ferner umfassend eine Normalisierungsstufe (8400) mit einem Eingang, der an die erste Mittelungsstufe (8300) gekoppelt ist, um die erste Abschätzungsangabe (1300-U) zu empfangen, und um eine zweite Abschätzungsangabe (1300-N) zu erzeugen, wobei die zweite Abschätzungsangabe (1300-N) eine normalisierte Differenz zwischen der Frequenz der Übertragungsvorrichtung und der entsprechenden Frequenz des Empfängers bereitstellt.
Das System nach Anspruch 12 oder 13, wobei die erste Verarbeitungsstufe (8100) eine Teilstufe (8105, 8120) zur Phasenberechnung und eine Teilstufe (8140) zur Steigungsberechnung aufweist.
Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das System sowohl über die Präambel eines Bursts als auch während des Datenpakets des Bursts betrieben wird und wobei die Stufe (8630, 8200) zum Ausfiltern atypischer Abtastwerte während mindestens eines Teils der Burst-Präambel keine Abtastwerte unterdrückt.
Das System nach Anspruch 15, wobei die Präambel 20 bis 30 bekannte Symbole, und vorzugsweise 26 bekannte Symbole, verwendet.
Das System nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Stufe (8630, 8200) zum Ausfiltern atypischer Abtastwerte während der gesamten Burst-Präambel keine atypischen Abtastwerte unterdrückt.
Ein Verfahren zum Abschätzen einer Frequenzdifferenz zwischen einer Frequenz eines Signals, wenn es von einer Übertragungsvorrichtung übertragen wird, und einer entsprechenden Frequenz des Signals, wenn es von einem Empfänger empfangen wird, auf der Grundlage des empfangenen Spektrums des Signals am Empfänger, wobei der Empfänger dazu ausgebildet ist, einen modulierten Träger umfassende Signale zu empfangen, welcher Träger auf einer zugewiesenen Frequenz von der Übertragungsvorrichtung übertragen worden ist, und wobei die Übertragungsvorrichtung an den Empfänger Bursts mit einer Präambel und Daten aussendet, das Verfahren umfassend: Ableiten von Vor-Detektionssignal-Abtastwerten (1107) und detektierten Symbolen (1200) aus einem empfangenen Spektrum (1100), Ausführen einer Korrelation auf der Grundlage der Vor-Detektionssignal-Abtastwerte (1107) und der detektierten Symbole (1200) und Erzeugen von ersten verarbeiteten Abtastwerten (8625) auf der Grundlage der ausgeführten Korrelation, Erzeugen einer ersten Abschätzungsangabe (8645) auf der Grundlage empfangener zweiter verarbeiteter Abtastwerte (8635, 8250), wobei die erste Abschätzungsangabe (8645) ein Zeitmittelwert der zweiten verarbeiteten Abtastwerte und eine Grundlage für die Differenz zwischen der Frequenz der Übertragungsvorrichtung und der entsprechenden Frequenz des Empfängers ist, gekennzeichnet durch Ausfiltern atypischer Abtastwerte aus den ersten verarbeiteten Abtastwerten (8625) auf der Grundlage der ersten Abschätzungsangabe (8645), um die zweiten verarbeiteten Abtastwerte (8635) zu erzeugen, wobei das Ausfiltern atypischer Abtastwerte umfasst: Identifizieren typischer Abtastwerte innerhalb der ersten verarbeiteten Abtastwerte (8625), wenn der Absolutwert der Differenz zwischen der ersten Abschätzungsangabe und den ersten verarbeiteten Abtastwerten weniger als oder gleich wie ein vorbestimmter Wert (9040) ist, Identifizieren atypischer Abtastwerte innerhalb der ersten verarbeiteten Abtastwerte (8625), wenn der Absolutwert der Differenz zwischen der ersten Abschätzungsangabe (8645) und der ersten verarbeiteten Abtastwerte (8625, 8150) größer als ein vorbestimmter Wert (9040) ist, und Unterdrücken identifizierter atypischer Abtastwerte in den ersten verarbeiteten Abtastwerten (8625), um dabei die zweiten verarbeiteten Abtastwerte (8635) zu erzielen.
Ein Verfahren zum Abschätzen einer Frequenzdifferenz zwischen einer Frequenz eines Signals, wenn es von einer Übertragungsvorrichtung übertragen wird, und einer entsprechenden Frequenz des Signals, wenn es von einem Empfänger empfangen wird, auf der Grundlage des empfangenen Spektrums des Signals am Empfänger, wobei der Empfänger dazu ausgebildet ist, einen modulierten Träger umfassende Signale zu empfangen, welcher Träger auf einer zugewiesenen Frequenz durch die Übertragungsvorrichtung übertragen worden ist, und wobei die Übertragungsvorrichtung zu den Empfänger Bursts mit einer Präambel und Daten aussendet, das Verfahren umfassend: Ableiten von Vor-Detektionssignal-Abtastwerten (1107) und detektierten Symbolen (1200) aus einem empfangenen Spektrum (1100), Multiplizieren der Vor-Detektionssignal-Abtastwerte mit den komplex konjugierten der detektierten Symbole zum Erhalten komplexer Größen, Bestimmen des Phasenwerts der komplexen Größen, Berechnen von Phasensteigungsabtastwerten (8150) aus jeweils zweien der Phasenwerte (8130), die um eine vorbestimmte Anzahl (L) von Abtastwerten voneinander getrennt sind, und Bereitstellen der Phasensteigungsabtastwerte (8150) als die ersten verarbeiteten Abtastwerte (8150), Erzeugen einer ersten Abschätzungsangabe (1300-U) auf der Grundlage von empfangenen zweiten verarbeiteten Abtastwerten (8635, 8250), wobei die erste Abschätzungsangabe (1300-U) ein Zeitmittelwert der zweiten verarbeiteten Abtastwerte und eine Grundlage für die Differenz zwischen der Frequenz der Übertragungsvorrichtung und der entsprechenden Frequenz des Empfängers ist, gekennzeichnet durch Ausfiltern atypischer Abtastwerte aus den ersten verarbeiteten Abtastwerten (8150) auf der Grundlage der ersten Abschätzungsangabe (8645), um die zweiten verarbeiteten Abtastwerte (8250) zu erzeugen, wobei das Ausfiltern atypischer Abtastwerte umfasst: Identifizieren typischer Abtastwerte innerhalb der ersten verarbeiteten Abtastwerte (8150), wenn der Absolutwert der Differenz zwischen der ersten Abschätzungsangabe und den ersten verarbeiteten Abtastwerten weniger als oder gleich wie ein vorbestimmter Wert (9040) ist, Identifizieren atypischer Abtastwerte innerhalb der ersten verarbeiteten Abtastwerte (8150), wenn der Absolutwert der Differenz zwischen der ersten Abschätzungsangabe (8645) und den ersten verarbeiteten Abtastwerten (8150) größer als ein vorbestimmter Wert (9040) ist, und Unterdrücken der identifizierten, atypischen Abtastwerte in den ersten verarbeiteten Abtastwerten (8150), um dabei die zweiten verarbeiteten Abtastwerte (8250) zu erhalten.
Das Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, ferner umfassend: während der Burst-Präambel Miteinschließen eines ersten verarbeiteten Abtastwerts (8625, 8150) in der ersten Abschätzungsangabe (8645).
Das Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Präambel 20 bis 30 bekannte Symbole, und vorzugsweise 26 bekannte Symbole, benutzt.
Das Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend Berechnung der Phase der ersten Abschätzungsangabe (8645), um eine nicht normalisierte Differenz (1300-U) zwischen der Frequenz der Übertragungsvorrichtung und der entsprechenden Frequenz des Empfängers bereitzustellen.
Das Verfahren nach Anspruch 22, ferner umfassend Ausführen einer Normalisierung, um eine normalisierte Differenz (1300-N) zwischen der Frequenz der Übertragungsvorrichtung und der entsprechenden Frequenz des Empfängers bereitzustellen.
Das Verfahren nach Anspruch 19, wobei die erste Abschätzungsangabe (1300-U) eine nicht normalisierte Differenz zwischen der Frequenz der Übertragungsvorrichtung und der entsprechenden Frequenz des Empfängers bereitstellt.
Das Verfahren nach Anspruch 24, ferner umfassend Ausführen einer Normalisierung, um eine normalisierte Differenz (1300-N) zwischen der Frequenz der Übertragungsvorrichtung und der entsprechenden Frequenz des Empfängers bereitzustellen.
Eine Burstdemodulationsvorrichtung (1000) für einen Empfänger, der Bursts von einer Übertragungsvorrichtung empfängt, wobei die Burstdemodulationsvorrichtung dazu ausgebildet ist, so verbunden zu werden, dass sie Bursts von einer Übertragungsvorrichtung eines Kabelmodems (4000) empfängt und folgendes umfasst: eine Stufe (600, 1500, 1600) zum Erzeugen von Vor-Detektionssignal-Abtastwerten (1107), eine Detektorstufe (1700, 1900, 1800) zum Erzeugen detektierter Symbole (1200), und ein System (8000) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zum Abschätzen der Differenz zwischen der Frequenz der Kabelmodemübertragungsvorrichtung und einer entsprechenden Frequenz des Demodulators.
Ein Kabelmodem-Abschlusssystem (500) für ein Kabelsystem, umfassend mindestens ein Kabelmodem (4000) mit einer Übertragungsvorrichtung umfassend: einen Modulator (3000), eine Netzwerkschnittstelle (2000) umfassend Steuerung, Medienzugangssteuerung und Datenrahmenfunktionen und einen Demodulator (1000) nach Anspruch 26, der so verbunden ist, dass er Bursts aus der Kabelmodem-Übertragungsvorrichtung empfängt und folgendes enthält: eine Stufe zum Erzeugen von Vor-Detektionssignal-Abtastwerten, eine Detektorstufe, die detektierte Symbole erzeugt, und ein System (8000) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zum Abschätzen der Differenz zwischen der Frequenz der Kabelmodemübertragungsvorrichtung und einer entsprechenden Frequenz des Demodulators.
Ein Verfahren zum Einstellen der Frequenz eines Kabelmodems (4000) mit einer Übertragungsvorrichtung, die Bursts an einen Demodulator (1000) eines Kabelmodem-Abschlusssystems (500) an die entsprechende Frequenz des Demodulators (1000) sendet, wobei die Bursts eine Präambel und Daten aufweisen und wobei der Demodulator (1000) an seinem Eingang ein empfangenes Spektrum aufweist, das Verfahren umfassend: Befehligendes Kabelmodems (4000) zum Betrieb in einem Klassifizierungsmodus (Englisch: Ranging Mode); Definieren eines vorbestimmten Werts (9040) und eines Grenzwerts für einen akzeptablen Frequenzversatz bzw. -offset; Abschätzen der Differenz zwischen der Frequenz der Übertragungsvorrichtung und dem Demodulator nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25; und Befehligen des Kabelmodems (4000), zum Einstellen von dessen Übertragungsfrequenz, bis die Abschätzung für die Differenz der Frequenz auf innerhalb des Grenzwerts für den Frequenzversatz bzw. -offset verringert ist.