DE10122643B4 - Determination of the detection time of pre-equalized data signals - Google Patents

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DE10122643B4 DE2001122643 DE10122643A DE10122643B4 DE 10122643 B4 DE10122643 B4 DE 10122643B4 DE 2001122643 DE2001122643 DE 2001122643 DE 10122643 A DE10122643 A DE 10122643A DE 10122643 B4 DE10122643 B4 DE 10122643B4
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Abstract

Vorrichtung zum Senden eines vorentzerrten Sendesignals über einen oder mehrere Übertragungskanäle mit einer Sendeeinrichtung zum Senden des Sendesignals an einen Empfänger, einer Kanalinformationseinrichtung (KS) zur Bereitstellung von Kanalimpulsantworten und einer Datenverarbeitungseinrichtung zum Auswerten der Kanalimpulsantworten, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Datenverarbeitungseinrichtung auf der Grundlage der Kanalimpulsantworten und Optimierungskriterien ein Detektionszeitpunkt (ODZP) festlegbar ist, zu dem der Empfänger das Sendesignal günstigerweise detektiert.Device for sending a pre-equalized transmission signal over one or more transmission channels with a transmission device for sending the transmission signal to a receiver, a channel information device (KS) for providing channel impulse responses and a data processing device for evaluating the channel impulse responses, characterized in that the data processing device is based on the Channel impulse responses and optimization criteria a detection time (ODZP) can be determined at which the receiver advantageously detects the transmission signal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Senden eines vorentzerrten Sendesignals über mehrere Übertragungskanäle. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Senden vorentzerrter Sendesignale.The present invention relates to an apparatus for transmitting an equalized transmit signal over a plurality of transmission channels. Moreover, the present invention relates to a corresponding method for transmitting predistorted transmission signals.

Durch Code-Vielfachzugriff (Code Division Multiple Access, CDMA) lassen sich mehrere Datenströme gleichzeitig über ein gemeinsames Frequenzband übertragen. Dabei werden gemäß K. D. Kammeyer: „Nachrichtenübertragung”, 2. Aufl., Reihe Informationstechnik, Teubner, Stuttgart, 1996, 622–624, die zu übertragenden Symbole der Datenströme mit sogenannten Spreizungscodes moduliert. Die Spreizung mehrerer Datenströme ist in 1 symbolisch dargestellt. Die Datenströme d (1) ... d (K) der Nutzer (1) ... (K) werden mit jeweiligen Spreizungscodes c (1) ... c (K) multipliziert und gemeinsam vom Sender zu den jeweiligen Empfängern gesandt.Code Division Multiple Access (CDMA) allows multiple data streams to be simultaneously transmitted over a common frequency band. According to KD Kammeyer: "Nachrichtertrag", 2nd ed., Series Information Technology, Teubner, Stuttgart, 1996, 622-624, modulates the symbols of the data streams to be transmitted with so-called spreading codes. The spreading of several data streams is in 1 symbolically represented. The data streams d (1) ... d (K) of the users (1) ... (K) are multiplied by respective spreading codes c (1) ... c (K) and sent together by the sender to the respective receivers.

Mobilfunkkanäle bestehen im allgemeinen aus mehreren Pfaden. Bei Übertragung von CDMA-Signalen über derartige Mehrwege- bzw. Mehrpfadkanäle stören sich die gleichzeitig übertragenen Datenströme gegenseitig. Die Störungen lassen sich jedoch durch unterschiedliche Techniken eliminieren. Zum einen kann dies im Empfänger durch gemeinsame Detektion (joint detection, JD) gemäß A. Klein, G. K. Kaleh und P. W. Baier: „Zero Forcing and Minimum Mean-Square-Error Equalization for Multiuser Detection in Code-Division Multiple-Access Channels”, IEEE Trans. Vehic. Tech., Bd. 45 (1996), 276–287, erfolgen. Da diese gemeinsame Detektion im Empfänger sehr aufwendig ist, wird vielfach eine andere Methode zur Störungsbeseitigung verwendet. Diese Methode wird mit gemeinsamer Vorentzerrung (Joint predistortion, JP) im Sender bezeichnet und ist in der WO 99/56441 A1 und in der WO 00/27046 A1 näher beschrieben. Das Prinzip der gemeinsamen Vorentzerrung ist in 2 dargestellt. Die Datenströme d (1) ... d (K) werden in einem gemeinsamen Vorentzerrer GV anhand der Codes c (1)... c (K) und anhand von Impulsantworten h (1)... h (K) gemeinsam vorentzerrt. Die Impulsantworten h (1)... h (K) sind Antworten, die der Sender auf vom Empfänger gesendete Impulse bzw. Referenzsignale zur Kanalschätzung erhält. Beim in 2 rechts dargestellten Empfänger wird der gemeinsame Datenstrom durch den dem Empfänger zugewiesenen, konjugiert komplexen Entspreizungscode c (k)* zur Gewinnung der detektierten Daten DD entspreizt (1 ≤ k ∊ K). Die Sendesignale werden im Sender so vorentzerrt, dass sie zu einem vorgegebenen Zeitpunkt optimal detektiert werden können. Darum sind aber in der Regel sehr hohe Sendeleistungen erforderlich.Cellular radio channels generally consist of several paths. When transmitting CDMA signals over such multipath or multipath channels, the simultaneously transmitted data streams interfere with each other. However, the disturbances can be eliminated by different techniques. On the one hand this can be done in the receiver by joint detection (JD) according to A. Klein, GK Kaleh and PW Baier: "Zero Forcing and Minimum Mean-Square-Error Equalization for Multiuser Detection in Code-Division Multiple-Access Channels", IEEE Trans. Vehic. Tech., Vol. 45 (1996), 276-287. Since this common detection in the receiver is very expensive, a different method for troubleshooting is often used. This method is called Joint Predistortion (JP) in the transmitter and is in the WO 99/56441 A1 and in the WO 00/27046 A1 described in more detail. The principle of common prior equalization is in 2 shown. The data streams d (1) ... D (K) are jointly pre-equalized in a common pre-equalizer GV on the basis of the codes c (1) ... C (K) and on the basis of impulse responses h (1) ... H (K) , The impulse responses h (1) ... H (K) are responses that the transmitter receives to channel-estimated pulses or reference signals sent by the receiver. When in 2 On the right-hand side of the receiver, the common data stream is despread by the conjugate complex despreading code c (k) * assigned to the receiver in order to obtain the detected data DD (1 ≦ k ε K). The transmission signals are pre-equalized in the transmitter so that they can be optimally detected at a given time. That is why very high transmission powers are usually required.

Aus dem Dokument DE 100 01 491 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Synchronisation von Datenübertragungseinrichtungen bekannt, die den oben beschriebenen Prinzipien zwar Rechnung tragen, aber immer noch weiter optimiert werden können.From the document DE 100 01 491 A1 For example, a method and a device for the synchronization of data transmission devices are known which, while taking into account the principles described above, can still be optimized further.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, vorentzerrte Signale bei möglichst niedriger Sendeleistung sicher übertragen zu können.The object of the present invention is thus to be able to securely transmit pre-equalized signals with the lowest possible transmission power.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Senden eines vorentzerrten Sendesignals über mehrere Übertragungskanäle mit einer Sendeeinrichtung zum Senden des Sendesignals an einen Empfänger, einer Empfängereinrichtung zum Empfangen eines Referenzsignals und einer Datenverarbeitungseinrichtung zum Auswerten des Referenzsignals, wobei mit der Datenverarbeitungseinrichtung auf der Grundlage des Referenzsignals ein Detektionszeitpunkt festlegbar ist, zu dem der Empfänger das Sendesignal günstigerweise detektiert.According to the invention, this object is achieved by a device for transmitting an equalized transmission signal over a plurality of transmission channels with a transmission device for transmitting the transmission signal to a receiver, a receiver device for receiving a reference signal and a data processing device for evaluating the reference signal, wherein with the data processing device on the basis of the reference signal a detection time can be determined at which the receiver conveniently detects the transmission signal.

Ferner wird die oben genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Senden eines vorentzerrten Sendesignals über mehrere Übertragungskanäle durch Empfangen eines Referenzsignals von einem Empfänger, Auswerten des Referenzsignals zur Kanalschätzung und Senden des Sendesignals an den Empfänger unter Berücksichtigung der Auswertung des Referenzsignals, wobei beim Auswerten des Referenzsignals ein Detektionszeitpunkt festgelegt wird, zu dem der Empfänger das Sendesignal günstigerweise detektiert.Furthermore, the above-mentioned object is achieved by a method for transmitting a predistorted transmission signal over a plurality of transmission channels by receiving a reference signal from a receiver, evaluating the reference signal for channel estimation and transmitting the transmission signal to the receiver taking into account the evaluation of the reference signal, wherein when evaluating the reference signal a detection timing is set at which the receiver conveniently detects the transmission signal.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens finden sich in den Unteransprüchen.Advantageous developments of the device according to the invention and of the method according to the invention can be found in the subclaims.

Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, dass sich die vorentzerrten Sendesignale je nach Zeitunterschied zwischen Sendezeitpunkt und angenommenen Detektionszeitpunkt unterscheiden. Die Sendesignale sind im allgemeinen nicht nur zeitlich gegeneinander verschoben, sondern auch in ihrem Verlauf verschieden.The invention is based on the idea that the predistorted transmission signals differ depending on the time difference between the transmission time and the assumed detection time. The transmission signals are generally not only temporally shifted from each other, but also different in their course.

Wenn der Zeitunterschied zwischen Sende- und Detektionszeitpunkt ungünstig gewählt ist, kann das vorentzerrte Signal vom Sender sehr hohe Energien enthalten. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn zu einem Detektionszeitpunkt wenig des Sendesignals durch den Übertragungskanal an den Empfänger weitergeleitet wird, aber eben dieser Detektionszeitpunkt gewühlt ist.If the time difference between the transmission and detection time is chosen unfavorably, the pre-equalized signal from the transmitter may contain very high energies. This is the case, for example, when, at a detection time, little of the transmission signal is forwarded through the transmission channel to the receiver, but precisely this detection time point has been selected.

In 3 sind exemplarisch die Amplituden der Impulsantwort eines Übertragungskanals dargestellt. Auf einen Impuls des Empfängers für die Kanalschätzung liefert der Übertragungskanal idealisiert für drei Übertragungspfade drei unterschiedlich verzögerte Impulse mit unterschiedlicher Amplitude als Impulsantwort. 4 zeigt die daraus resultierenden Signalenergien bei gemeinsamer Vorentzerrung. Dabei ist das Sendesignal SS, das Empfangssignal ES und der Detektionsbereich DB über der Zeit ZT dargestellt. Deutlich zu sehen ist, dass die kumulative Energie über alle drei Übertragungspfade beim Empfänger entsprechend den Verzögerungen aus 3 zu Beginn der Übertragung ansteigt und am Ende der Übertragung entsprechend schrittweise abfällt.In 3 are exemplary the amplitudes of the impulse response of a transmission channel shown. Upon an impulse of the channel estimation receiver, the transmission channel ideally provides, for three transmission paths, three differently delayed pulses of different amplitude as impulse response. 4 shows the resulting signal energies with common pre-equalization. In this case, the transmission signal SS, the reception signal ES and the detection area DB are shown over the time ZT. It can be clearly seen that the cumulative energy over all three transmission paths at the receiver corresponding to the delays 3 at the beginning of the transmission and decreases gradually at the end of the transmission.

Vorentzerrungssysteme nach dem Stand der Technik sind in der Regel derart ausgelegt, dass kleine Empfangssignale vermieden werden, indem hohe Sendeenergien verwendet werden. Im allgemeinen führt das sowohl zu höheren Gesamtsendesignalleistungen als auch zu höheren Maximal-zu-Mittelwert-Leistungsverhältnissen (PAR = Peak to Average Ratio). Erfindungsgemäß wird nun der Zeitunterschied zwischen dem Senden vorentzerrter Signale und dem Detektionszeitpunkt dieser Signale so gewählt, dass ein Optimierungskriterium erfüllt wird. Insbesondere kann der Zeitunterschied so gewählt werden, dass die Sendesignale niedrigere Leistungen besitzen. Dadurch können die Interferenzen des Übertragungs-Systems niedriger gehalten werden oder bei entsprechend erhöhter Sendeleistung bessere Übertragungsqualitäten (gegeben durch Übertragungsfehlerraten) erreicht werden.Prior art predistortion systems are typically designed to avoid small receive signals by using high transmit energies. In general, this results in both higher overall transmit power and higher peak-to-average ratio (PAR) ratios. According to the invention, the time difference between the transmission of pre-equalized signals and the detection time of these signals is selected such that an optimization criterion is met. In particular, the time difference can be selected so that the transmission signals have lower powers. As a result, the interference of the transmission system can be kept lower or with correspondingly increased transmission power better transmission qualities (given by transmission error rates) can be achieved.

Der Zeitunterschied zwischen dem Senden vorentzerrter Signale und dem Detektionszeitpunkt kann vorteilhafterweise auch so gewählt werden, dass die Sendesignale kleinere Maximal-zu-Mittelwert-Leistungsverhältnisse haben. Dadurch können effizientere Sendeleistungsverstärker eingesetzt werden.The time difference between the transmission of pre-equalized signals and the detection instant can advantageously also be selected such that the transmission signals have smaller maximum-to-average power ratios. This allows more efficient transmit power amplifiers to be used.

Alternativ kann der Detektionszeitpunkt auch als der Zeitpunkt festgelegt werden, an dem die kummulative Energie des aus mehreren versetzten Teilsignalen gebildeten Empfangssignals die Hälfte seines Maximalwertes erreicht hat.Alternatively, the detection time may also be set as the time at which the cumulative energy of the received signal formed from a plurality of offset partial signals has reached half of its maximum value.

Der Zeitunterschied zwischen dem Senden vorentzerrter Signale und dem Detektionszeitpunkt dieser Signale ist erfindungsgemäß also nicht vorgegeben, sondern wird in Abhängigkeit vom Übertragungskanal so gewählt, dass ein Optimierungskriterium erfüllt wird.The time difference between the transmission of pre-equalized signals and the detection time of these signals is therefore not predetermined according to the invention, but is chosen as a function of the transmission channel so that an optimization criterion is met.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:The present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:

1 eine Spreizung mehrerer Datenströme; 1 a spreading of several data streams;

2 eine gemeinsame Vorentzerrung; 2 a common prior equalization;

3 Amplituden einer Kanalimpulsantwort; 3 Amplitudes of a channel impulse response;

4 Signalenergien bei gemeinsamer Vorentzerrung; 4 Signal energies with common pre-equalization;

5 eine Burst-Struktur; 5 a burst structure;

6 eine Vorrichtung zur Vorentzerrung; 6 a device for pre-equalization;

7 einen zeitlichen Ablauf bei TDD-Betrieb mit Vorentzerrung; 7 a timing in TDD operation with pre-equalization;

8 ein Beispiel für Sendesignalleistungswerte und Maximal-zu-Mittelwert-Leistungsverhältnisse zu verschiedenen Detektionszeitpunkten; und 8th an example of transmit signal power values and maximum-to-average power ratios at various detection times; and

9 eine kummulative Impulsantwort über der Zeit. 9 a cumulative impulse response over time.

Das nachfolgende Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar und ist für den UMTS TDD-Modus, erweitert um die Möglichkeit der gemeinsamen Vorentzerrung, wiedergegeben.The following embodiment represents a preferred embodiment of the present invention and is reproduced for the UMTS TDD mode extended by the possibility of common pre-equalization.

Es wird ein zellulares Funksystem vorausgesetzt. Das Funksystem wird im TDD-Modus betrieben, d. h. Vorwärtsstrecke (von Basisstation BS zu Mobilstation MS) und Rückwärtsstrecke (von MS zu BS) verwenden dasselbe Frequenzband. Die Daten werden per CDMA burstweise übertragen. Jeder Burst BU besteht gemäß 5 aus einem Referenzsignal REF zur Synchronisation bzw. Kanalschätzung und zwei Blöcken DB1, DB2 von zu übertragenden Datensymbolen. Jeder Nutzer, der Daten in der Vorwärtsstrecke empfängt, überträgt ein Referenzsignal in der Rückwärtsstrecke. An Hand des Referenzsignals werden in der Rückwärtsstrecke die Impulsantworten der einzelnen Mobilfunkkanäle geschätzt. Die Kanalschätzungen werden zur Vorentzerrung der Sendesignale der Vorwärtsstrecke verwendet.A cellular radio system is required. The radio system operates in TDD mode, ie forward link (from base station BS to mobile station MS) and reverse link (from MS to BS) use the same frequency band. The data is transmitted per burst by CDMA. Each burst BU exists according to 5 from a reference signal REF for synchronization or channel estimation and two blocks DB1, DB2 of data symbols to be transmitted. Each user receiving data in the forward link transmits a reference signal in the reverse link. On the basis of the reference signal, the impulse responses of the individual mobile radio channels are estimated in the reverse link. The channel estimates are used to pre-equalize the forward link transmit signals.

6 zeigt die Sende- und Empfangsvorrichtung zur Kanalschätzung in der Rückwärtsstrecke und zum Senden der vorentzerrten Signale. Daten DA werden in einen Modulator MOD der Vorentzerrungsvorrichtung eingespeist und dort mit Spreizungscodes moduliert. Aufgrund einer Kanalschätzung von einem Kanalschätzer KS entzerrt ein Vorentzerrer VE das modulierte Signal. Über einen Schalter bzw. Switch SW wird das vorentzerrte Signal mittels TDD-Funkverbindung TF an einen nicht dargestellten Empfänger übermittelt. Der Kanalschätzer KS erhält von dem Switch SW die Impulsantwort aus der Rückwärtsstrecke zur Kanalschätzung. 6 shows the transmitting and receiving device for channel estimation in the reverse link and for transmitting the pre-equalized signals. Data DA are fed into a modulator MOD of the predistortion device and modulated there with spreading codes. Due to a channel estimation from a channel estimator KS, a pre-equalizer VE equalizes the modulated signal. About a switch or switch SW the pre-equalized signal is transmitted by TDD radio link TF to a receiver, not shown. The channel estimator KS receives from the switch SW the impulse response from the reverse link for channel estimation.

7 zeigt hierzu den zeitlichen Ablauf bei TDD-Betrieb mit Vorentzerrung. Von der Mobilstation MS wird ein Referenzsignal durch Sendung S an die Basisstation BS zur Kanalschätzung KS übertragen. Nach der Kanalschätzung KS erfolgt in der Basisstation die gemeinsame Vorentzerrung GV. Zeitlich parallel zur gemeinsamen Vorentzerrung GV in der Basisstation BS verlauft der Empfang E in der Mobilstation MS. 7 shows the timing of TDD operation with pre-equalization. From the mobile station MS, a reference signal is transmitted by transmission S to the base station BS for channel estimation KS. After the channel estimation KS, the common predistortion GV takes place in the base station. Parallel to the common pre-equalization GV in the base station BS, the reception E in the mobile station MS proceeds.

Im Folgenden wird die Vorgehensweise zur Optimierung der vorentzerrten Sendesignale an Hand des in der Patentanmeldung PCT/DE99/03329 beschriebenen Algorithmus beschrieben. Zur Detektion der vorentzerrten Signale werden Code-angepasste Filter verwendet. Der Algorithmus berechnet die Sendesignale mehrerer Sendeantennen und wird im Basisband beschrieben.In the following, the procedure for optimizing the predistorted transmission signals is described in the patent application PCT / DE99 / 03329 described algorithm described. Code-matched filters are used to detect the pre-equalized signals. The algorithm calculates the transmit signals of several transmit antennas and is described in baseband.

Die Daten werden blockweise übertragen. Sei d (k) = (d(k) 1, ..., d(k) M), k = 1, ..., K der Vektor der M innerhalb eines Blocks zu übertragenden Datensymbole des k-ten Nutzers. d = (d (1), ..., d(K)) bezeichne die Zusammenfassung aller zu übertragender Datensymbole. Aus diesen Datensymbolen werden die Sendesignale s (n) der Sendeantennen (n = 1, ..., N, N = Anzahl der Antennen) durch lineare Transformation geformt: s T = P·d T s = (s (1), ..., s (N)) The data is transmitted block by block. Let d (k) = (d (k) 1 , ..., d (k) M ), k = 1, ..., K be the vector of M within a block of data symbols of the k-th user to be transmitted. d = ( d (1) , ..., d (K) ) denote the summary of all data symbols to be transmitted. From these data symbols, the transmission signals s (n) of the transmission antennas (n = 1, ..., N, N = number of antennas) are formed by linear transformation: s T = P · d T s = ( s (1) , ..., s (N) )

Seien h (k,n) = (h1 (k,n), ..., hW (k,n)) (W = Impulsantwortlänge) die Impulsantworten und n (k,n) = (n(k,n) 1, ..., n(k,n) L+W–1) (L = Länge der Sendesignale s (n)) die additiven Rauschsignale der Mobilfunkkanäle von der n-ten Antenne zum k-ten Nutzer. Mit den Matrizen

Figure 00090001
empfängt der k-te Empfänger des Systems das Signal
Figure 00090002
Let h (k, n) = (h 1 (k, n) , ..., h W (k, n) ) (W = impulse response length) be the impulse responses and n (k, n) = (n (k, n ) 1 , ..., n (k, n) L + W-1 ) (L = length of the transmission signals s (n) ) the additive noise signals of the mobile radio channels from the nth antenna to the kth user. With the matrices
Figure 00090001
the kth receiver of the system receives the signal
Figure 00090002

Der Code-angepasste Filter-Empfänger zum k-ten Nutzercode c (k) = (c(k) 1, ..., c(k) Q) (Q = Länge der Spreizungscodes mit M·Q = L) und Detektionszeitpunkt tk:

Figure 00090003
demoduliert das Empfangssignal zu
Figure 00090004
Figure 00100001
konjugiert transponierte Matrix R(k)(tk)The code matched filter receiver to the k-th user code c (k) = (c (k) 1 , ..., c (k) Q ) (Q = length of the spreading codes with M * Q = L) and detection time t k :
Figure 00090003
demodulates the received signal
Figure 00090004
Figure 00100001
conjugate transposed matrix R (k) (t k )

Mit den Zusammenfassungen

Figure 00100002
erhält man als Gesamtvektor ḏ ^ = (d^ (1) / 1 ,..., d ^ (1) / M , ...,d ^ (K) / 1 , ..., d ^ (K) / M ) aller demodulierter Signale: ḏ ^ = RH(t)·H·s T+RH(tn T = RH(t)·H·P·d T + RH(tn T With the summaries
Figure 00100002
one obtains as total vector ḏ ^ = (d ^ (1) / 1 , ..., d ^ (1) / M , ..., d ^ (K) / 1 , ..., d ^ (K) / M ) of all demodulated signals: ḏ ^ = R H ( t ) · H · s T + R H ( t ) · n T = R H ( t ) · H · P · d T + R H ( t ) · n T

Wir wählen nun P = At A = RH(t)·H We choose now P = A t A = R H ( t ) · H

Dabei bedeutet At die Pseudoinverse der Matrix A.Where A t is the pseudoinverse of the matrix A.

Unter realistischen Bedingungen hat A maximalen Rang. Dann ist A·AH invertierbar, wenn K·M ≤ N·Q·M erfüllt ist, und es gilt At = AH·[A·AH]–1 Under realistic conditions, A has maximum rank. Then A · A H is invertible when K · M ≦ N · Q · M is satisfied, and it holds A t = A H · [A • A H ] -1

Es folgt ḏ ^T = d T + RH(tn T RH(t) liefert also die gesendeten Datensymbole d T und additives Rauschen.It follows ḏ ^ T = d T + R H ( t ) · n T R H ( t ) thus provides the transmitted data symbols d T and additive noise.

Erfindungsgemäß wird nun der Vektor der Detektionszeitpunkte t optimal gewählt. t kann z. B. so gewählt werden, dass die Energie der vorentzerrten Sendesignale minimal wird.According to the invention, the vector of the detection times t is now optimally selected. t can z. B. be chosen so that the energy of the pre-equalized transmission signals is minimal.

Die Minimierung der Sendeenergie kann vorgenommen werden, indem für alle möglichen t ∊ {0, ..., W – 1}K die zugehörigen Sendesignale bestimmt werden, und die Sendesignale zu dem t mit der geringsten Sendesignalenergie ausgewählt werden.The minimization of the transmission energy can be carried out by determining the associated transmission signals for all possible t ε {0,..., W-1} K , and selecting the transmission signals to the t with the lowest transmission signal energy.

8 zeigt ein Beispiel, in dem die Sendesignalenergien SSL in Abhängigkeit vom Detektionszeitpunkt DZP dargestellt sind. In der Abbildung sind nur die Energien für gleiche Detektionszeitpunkte DZP aller Nutzer gezeigt (t = (t, t, t)). Geringste Sendeenergie wird für t = (1, 1, 1) erreicht. 8th shows an example in which the transmission signal energies SSL are shown as a function of the detection time DZP. In the figure, only the energies for the same detection times DZP of all users are shown ( t = (t, t, t)). Lowest transmission energy is achieved for t = (1, 1, 1).

Eine einfachere Möglichkeit besteht darin, t aus den zur Vorentzerrung verwendeten Kanalimpulsantworten abzuleiten. Dazu werden die kummulativen Impulsantwortenergien e (k) der Nutzerkanäle bestimmt (9 zeigt die zur Kanalimpulsantwort von 3 gehörenden kummulativen Impulsantwortenergien):

Figure 00120001
An easier way is to derive t from the channel impulse responses used for the pre-equalization. For this purpose, the cumulative impulse response energies e (k) of the user channels are determined ( 9 shows the channel impulse response of 3 belonging cumulative impulse response energies):
Figure 00120001

Für den Detektionszeitpunkt tk wird dann der Wert von i gewählt, für den e (k) / i dichtesten bei max(e (k))/2 liegt, vermindert um 1 (9):

Figure 00120002
For the detection time t k , the value of i is then selected, for the e (k) / i closest to max ( e (k) ) / 2 less 1 ( 9 ):
Figure 00120002

9 zeigt den stufenweisen Anstieg der kummulativen Energie KE in 3 Stufen über der Zeit ZT bis zur maximalen kummulativen Energie MKE. Der optimale Detektionszeitpunkt ODZP ergibt sich bei diesem Ausführungsbeispiel bei der hälftigen maximalen kummulativen Energie HMKE. 9 shows the gradual increase of the cumulative energy KE in 3 stages over the time ZT to the maximum cumulative energy MKE. The optimal detection time ODZP results in this embodiment in the half maximum cumulative energy HMKE.

Die Detektionszeitpunkte können auch so bestimmt werden, dass das Maximal- zu Mittelwert-Leistungsverhältnis MML (einleitend auch mit PAR bezeichnet) der Sendesignale minimal wird. 8 zeigt MML- bzw. PAR-Werte für das oben angegebene Beispiel der K = 3 Nutzer. Der geringste PAR-Wert wird für t = (3, 3, 3) erreicht.The detection times can also be determined such that the maximum to average power ratio MML (also referred to as PAR below) of the transmission signals becomes minimal. 8th shows MML or PAR values for the example given above of the K = 3 users. The lowest PAR value is achieved for t = (3, 3, 3).

Die Optimierungskriterien können auch kombiniert werden, so dass zwar die Einzelkriterien (z. B. Sendeenergie und PAR) nicht optimal erfüllt werden, wohl aber das Gesamtkriterium.The optimization criteria can also be combined so that the individual criteria (eg transmission energy and PAR) are not optimally fulfilled, but the overall criterion is.

Anstelle des hier dargestellten Algorithmus können auch andere Algorithmen zur Vorentzerrung eingesetzt werden.Instead of the algorithm shown here, other algorithms can be used for the pre-equalization.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

  • BSBS
    Basisstationbase station
    BUBU
    Burstburst
    DATHERE
    Datendates
    DB, DB1, DB2DB, DB1, DB2
    Detektionsbereichdetection range
    DDDD
    detektierte Datendetected data
    DZPDZP
    DetektionszeitpunktDetection time
    Ee
    Empfangreception
    ESIT
    Empfangssignalreceive signal
    GVGV
    Gemeinsamer VorentzerrerCommon pre-equalizer
    HMKEHMKE
    hälftige kummulative Energiehalf cumulative energy
    KEKE
    kummulative Energiecumulative energy
    KSKS
    Kanalschätzerchannel estimator
    MKEMKE
    maximale kummulative Energiemaximum cumulative energy
    MMLMML
    Maximal-zu-Mittelwert-LeistungsverhältnisMaximum-to-average power ratio
    MODMOD
    Modulatormodulator
    MSMS
    Mobilstationmobile station
    ODZPODZP
    Optimaler DetektionszeitpunktOptimal detection time
    REFREF
    Referenzsignalreference signal
    SS
    Sendungbroadcast
    SSSS
    Sendesignalsend signal
    SSLSSL
    SendesignalleistungTransmission signal power
    SWSW
    SwitchSwitch
    TFTF
    TDD-FunkverbindungTDD radio link
    VEVE
    VorentzerrungseinrichtungVorentzerrungseinrichtung
    ZTZT
    ZeitTime

Claims (16)

Vorrichtung zum Senden eines vorentzerrten Sendesignals über einen oder mehrere Übertragungskanäle mit einer Sendeeinrichtung zum Senden des Sendesignals an einen Empfänger, einer Kanalinformationseinrichtung (KS) zur Bereitstellung von Kanalimpulsantworten und einer Datenverarbeitungseinrichtung zum Auswerten der Kanalimpulsantworten, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Datenverarbeitungseinrichtung auf der Grundlage der Kanalimpulsantworten und Optimierungskriterien ein Detektionszeitpunkt (ODZP) festlegbar ist, zu dem der Empfänger das Sendesignal günstigerweise detektiert.Device for transmitting a pre-equalized transmission signal via one or more transmission channels to a transmission device for transmitting the transmission signal to a receiver, a channel information device (KS) for providing channel impulse responses and a data processing device for evaluating the channel impulse responses, characterized in that the data processing device based on the channel impulse responses and optimization criteria, a detection time (ODZP) can be determined, to which the receiver conveniently detects the transmission signal. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mit der Datenverarbeitungseinrichtung anhand der Kanalimpulsantworten eine Sendesignalleistung der Sendeeinrichtung schätzbar und der Detektionszeitpunkt (ODZP) anhand der Sendesignalleistung festlegbar ist.Apparatus according to claim 1, wherein with the data processing device on the basis of the channel impulse responses a transmission signal power of the transmitting device can be estimated and the detection time (ODZP) based on the transmission signal power can be determined. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei mit der Datenverarbeitungseinrichtung anhand der Kanalimpulsantworten ein Maximal-zu-Mittelwert-Leistungsverhältnis des Senders schätzbar und der Detektionszeitpunkt anhand des Maximal-zu-Mittelwert-Leistungsverhältnisses festlegbar ist.Apparatus according to claim 1 or 2, wherein with the data processing device on the basis of the channel impulse responses, a maximum-to-average power ratio of the transmitter estimable and the detection time based on the maximum-to-mean power ratio can be determined. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Detektionszeitpunkt durch ein Minimum der Sendesignalleistung oder des Maximal-zu-Mittelwert-Leistungsverhältnisses festgelegt ist.Apparatus according to claim 2 or 3, wherein the detection time is determined by a minimum of the transmission signal power or the maximum-to-mean power ratio. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Energien der Kanalimpulsantworten in der Datenverarbeitungseinrichtung über der Zeit zu einer kumulativen Energie integrierbar sind und der Zeitpunkt, an dem die kumulative Energie einen vorgegebenen Bruchteil der maximalen kumulativen Energie erreicht, als Detektionszeitpunkt festlegbar ist.Apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the energies of the channel impulse responses in the data processing device are time-cumulative energy and the time at which the cumulative energy reaches a predetermined fraction of the maximum cumulative energy is determinable as the detection instant. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Bruchteil der maximalen kumulativen Energie die Hälfte ist.The device of claim 5, wherein the fraction of the maximum cumulative energy is one-half. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit weiterhin einer Vorentzerrereinrichtung (VE) zum gemeinsamen Vorentzerren des Sendesignals auf der Grundlage der Kanalimpulsantworten.Apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising pre-equalizer means (VE) for commonly predistorting the transmit signal based on the channel impulse responses. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Kanalinformationseinrichtung eine Speichereinrichtung, aus der die Kanalimpulsantworten auslesbar sind, eine Kanalimpulsempfangseinrichtung zum Empfangen von im Vorwärtskanal gemessenen Kanalimpulsantworten oder eine Kanalschätzeinrichtung, mit der Impulsantworten im Rückkanal messbar sind, ist.Device according to one of claims 1 to 7, wherein the channel information means is a memory means from which the channel impulse responses are readable, a channel impulse receiving means for receiving measured in the forward channel impulse channel responses or a channel estimator, with the impulse responses in the return channel can be measured. Verfahren zum Senden eines vorentzerrten Sendesignals über einen oder mehrere Übertragungskanäle durch Bereitstellen von Kanalimpulsantworten Auswerten der Kanalimpulsantworten und Senden des Sendesignals an den Empfänger unter Berücksichtigung der Auswertung des Kanalimpulsantworten, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auswerten der Kanalimpulsantworten unter Berücksichtigung von Optimierungskriterien ein Detektionszeitpunkt (ODZP) festgelegt wird, zu dem der Empfänger das Sendesignal günstigerweise detektiert.A method of transmitting a predistorted transmit signal over one or more transmission channels by providing channel impulse responses Evaluating the channel impulse responses and Sending the transmission signal to the receiver taking into account the evaluation of the channel impulse responses, characterized in that when evaluating the channel impulse responses taking into account optimization criteria, a detection time (ODZP) is set at which the receiver conveniently detects the transmission signal. Verfahren nach Anspruch 9, wobei anhand der Kanalimpulsantworten die Sendesignalleistung des Senders geschätzt wird und der Detektionszeitpunkt (ODZP) anhand der Sendesignalleistung festgelegt wird.The method of claim 9, wherein based on the channel impulse responses, the transmission signal power of the transmitter is estimated and the detection time (ODZP) is determined based on the transmission signal power. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei anhand der Kanalimpulsantworten das Maximal-zu-Mittelwert-Leistungsverhältnis des Sendesignals des Senders geschätzt wird und der Detektionszeitpunkt anhand des Maximal-zu-Mittelwert-Leistungsverhältnisses festgelegt wird.The method of claim 9 or 10, wherein based on the channel impulse responses, the maximum-to-average power ratio of the transmission signal of the transmitter is estimated and the detection time is determined based on the maximum-to-mean power ratio. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Detektionszeitpunkt durch ein Minimum der Sendesignalleistung oder des Maximal-zu-Mittelwert-Leistungsverhältnisses festgelegt wird.The method of claim 10 or 11, wherein the detection time is determined by a minimum of the transmit signal power or the maximum-to-mean power ratio. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Energien der Kanalimpulsantworten über der Zeit zu einer kumulativen Energie integriert werden und der Zeitpunkt, an dem die kumulative Energie einen vorgegebenen Bruchteil der maximalen kumulativen Energie erreicht, als Detektionszeitpunkt festgelegt wird.The method of any one of claims 9 to 12, wherein the energies of the channel impulse responses are integrated over time into a cumulative energy and the time at which the cumulative energy reaches a predetermined fraction of the maximum cumulative energy is set as the detection time. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Bruchteil der maximalen kumulativen Energie die Hälfte ist.The method of claim 13, wherein the fraction of the maximum cumulative energy is one-half. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das Sendesignal vor dem Senden gemeinsam vorentzerrt wird.Method according to one of claims 9 to 14, wherein the transmission signal is pre-equalized before transmission. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei das Bereitstellen der Kanalimpulsantworten ein Auslesen aus einem Speicher, ein Empfangen von in Vorwärtskanal gemessenen Kanalimpulsantworten und/oder ein Messen der Kanalimpulsantworten im Rückkanal umfasst.The method of claim 9, wherein providing the channel impulse responses comprises reading from a memory, receiving channel impulse responses measured in forward channel, and / or measuring the channel impulse responses in the back channel.
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