Referenzsignals

Referenzsignale sind Signale mit bekannter, deterministischer Sequenz, die in Mess-, Steuerungs- und Kommunikationssystemen verwendet werden, um Eigenschaften des Übertragungskanals, der Messkette oder der digitalen Verarbeitung zu ermitteln. Da der Empfänger das Referenzsignal kennt, lassen sich daraus Rückschlüsse auf Störungen, Verzerrungen oder Parameter ableiten, beispielsweise zur Kanalschätzung, Synchronisation oder Kalibrierung.

In der Kommunikation dienen Referenzsignale oft als Training- oder Pilotsignale in definierten Zeit- oder Frequenzabschnitten. Sie ermöglichen die Schätzung der Kanalantwort, der Mehrwegeffekte und des Rauschens, ohne Nutzdaten zu decodieren. Beliebte Beispiele sind Pilotträger in OFDM-Systemen oder vordefinierte Sequenzen wie PN- oder Zadoff-Chu-Sequenzen. Referenzsignale können orthogonal zu Nutzdaten sein, um Interferenz zu minimieren.

In der Messtechnik dienen Referenzsignale als Kalibrier- oder Referenzwerte, mit denen Messgeräte gegen eine bekannte Größe rückgekoppelt werden. So lassen sich Messfehler kompensieren oder die Genauigkeit von Instrumenten beurteilen. In der Regel sollten sie stabil, reproduzierbar und unabhängig von der Messsignalebene sein.

Wichtige Eigenschaften sind, dass das Referenzsignal bekannt und reproduzierbar ist, eine ausreichende Robustheit gegenüber Störungen besitzt und oft eine geringe Autokorrelation in bestimmten Anwendungen aufweist, um klare Schätzungen zu ermöglichen. Die Integration von Referenzsignalen geht oft mit einem Overhead einher, der die verfügbare Nutzzeit oder Bandbreite reduziert, weshalb das Design der Sequenzen und deren Platzierung im Signal sorgfältig erfolgen muss.