DE10042203A1

DE10042203A1 - Verfahren sowie Vorrichtung zur Vorentzerrung von Funkkanälen

Info

Publication number: DE10042203A1
Application number: DE2000142203
Authority: DE
Inventors: Frank Kowalewski
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2002-03-14
Also published as: WO2002019542A3; WO2002019542A2

Abstract

Zur Daten-/Nachrichtenübertragung zwischen mindestens einer Basisstation (BS1) und mindestens einer Mobilstation (MS1) eines Funkkommunikationssystems wird das Signal-/Rauschverhältnis (SN1) mindestens eines Testsignals, das von der jeweiligen Mobilstation (MS1) an die zugeordnete Basisstation (BS1) gesendet wird, im aktuell vorliegenden Funkkanal (FK) zwischen der Basisstation (BS1) und der jeweilig zugeordneten Mobilstation (MS1) in der Basisstation bestimmt. Aufgrund dieses gemessenen Signal-/Rauschabstandes (SN1) im aktuellen Funkkanal (FK) wird mindestens ein Entzerrparameter (lambdaopt1) für die Vorentzerrung des Funkkanals beim Übertragen von Signalen von der Basisstation an die Mobilstation aus einer bereitgestellten Vielzahl von Entzerrparametern (lambda) derart ausgewählt, daß die Detektions-Fehlerrate (BER) bei diesem gemessenen Signal-/Rauschverhältnis (SN1) minimal wird. Die Vielzahl von Entzerrparametern (lambda) ist dabei unterschiedlichen Signal-/Rauschverhältnissen (SN1 mit SNk) und Detektions-Fehlerraten (BER) zugeordnet sowie in mindestens einem Vorversuch ermittelt und zur Auswertung bereitgestellt worden.

Description

Durch Code-Vielfachzugriff (Code Division Multiple Access, CDMA) lassen sich mehrere Datenströme gleichzeitig über ein gemeinsames Frequenzband übertragen. Dabei werden die zu ü bertragenden Symbole der Datenströme mit sogenannten Sprei zungscodes moduliert Die mit verschiedenen Codes gleichzeitig übertragenen Datenströme stören sich i. a. gegenseitig: Mehr wegeausbreitung führt zur Überlagerung von nacheinander ge sendeten Datensymbolen (inter symbol interference = ISI). CDMA-Kodierung und Mehrwegeausbreitung sind die Ursache von Mehrfachnutzer-Interferenz (multiple access interference = MAI). ISI und MAI lassen sich eliminieren, und zwar:

- im Empfänger durch gemeinsame Detektion (joint detecti on, JD),
- im Sender durch gemeinsame Vorentzerrung (joint pre distortion, JP).

Aus einem Artikel von A. Klein, G. K. Kaleh und P. W. Baier: "Zero Forcing and Minimum Mean-Square-Error-Equalization for Multiuser-Detection in Code-Division Muliple-Access-Chan nels", IEEE Trans. Vehic. Tech., Bd. 45 (1996), 276-287 sind bereits joint detection-Verfahren bekannt, die sogenannte Inter-Symbol-Interferenzen (ISI) zwischen Datensymbolen eines Nutzers und Multiple-Access-Interferenzen (MAI), d. h. Störun gen durch andere Nutzer, in einem Empfänger von Funkdaten be rücksichtigen. Es werden somit alle Störungen der Funkkanal übertragung beim Empfänger weitgehend berücksichtigt. Bei der Verwendung derartiger Verfahren in Mobiltelefonsystemen bzw. Mobilfunksystemen werden die einzelnen mobilen Stationen sehr aufwendig, da dieses Verfahren hohe technische Anforderungen an den Empfänger stellt.

Lediglich für Ein-Pfad-Kanäle existiert z. B. nach B. R. Vojic and W. M. Jang: "Transmitter Precoding in Synchronous Multi user Communications", IEEE Trans. Comm, Vol. 46 (1998), pp. 1346-1355 ein Vorentzerrungs-Algorithmus, der die gewünschte Sendeleistung berücksichtigt. Dieser Algorithmus liefert we niger fehlerbehaftete Detektionsergebnisse als andere Algo rithmen, ist jedoch in der Praxis nicht bei Mehrwegeausbrei tung - wie in zellularen Mobilfunknetzen die Regel - brauch bar.

Aufgabe der Erfindung ist es, spreizkodierte Signale so vor entzerrt zu senden, dass beim Empfang dieser Signale im je weiligen Empfänger störende Interferenzen weitgehend vermie den sind. Insbesondere sollen sowohl Intersymbol- als auch Mehrfachnutzer-Interferenzen eliminiert werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vor richtung hat den Vorteil, dass alle Störungen, die durch die Funkübertragung auftreten können, beim Sender berücksichtigt werden. Die Empfänger der Daten könne daher besonders einfach ausgelegt werden.

Besonders vorteilhaft ist dies für die Übertragung von Daten von einer Basisstation zu einer Mehrzahl von Mobilstationen. Für die Rückübertragung (uplink = von der jeweiligen Mobilsta tion zur zugeordneten Basisstation) kann dann ein Verfahren oder eine Vorrichtung benutzt werden, welche alle Störungen auf der Seite des Empfängers weitgehend berücksichtigt, so dass die einzelnen Mobilstationen eines Mobiltelefonsystems besonders einfach ausgelegt werden können. Das erfindungsge mäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung kann a ber auch zur Datenübertragung von Mobilstationen zu Basissta tionen verwendet werden. Besonders einfach erfolgt die Mes sung der Übertragungsqualität bzw. der Kanalimpulsantwort in der Basisstation, und kann gegebenenfalls von dort aus ver teilt werden.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen wiedergegeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend an hand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Funkzelle eines Mobilfunksystems,

Fig. 2 ein herkömmliches Mobilfunksystem nach dem Stand der Technik,

Fig. 3 die erfindungsgemäße Datenübertragung von ei ner Basisstation zu einer Mobilstation,

Fig. 4 die erfindungsgemäße Datenübertragung von ei ner Mobilstation zu einer Basisstation,

Fig. 5 einen Vorentzerrer für eine Basisstation, der eine erfindungsgemäße Vorentzerrung der zu sendenden Signale vornimmt,

Fig. 6 den zeitlichen Ablauf bei UMTS-TDD-Betrieb mit Vorentzerrung zwischen einer Basisstation und einer zu bedienenden Mobilstation,

Fig. 7 die zeitliche Aufteilung eines Burts-Signals zur Kanalschätzung und Vorentzerrung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und

Fig. 8 eine Tabelle mit simulierten Detektions- Fehlerraten, die in einem Vorversuch in Abhän gigkeit vom Signal-/Rauschverhältnis auf der Luftschnittstelle des Mobilfunksystems und ei nem Entzerrparameter gewonnen und zur Optimie rung der erfindungsgemäßen Funkkanalentzerrung herangezogen werden.

Elemente mit gleicher Funktions- und Wirkungsweise sind in den Fig. 1 mit 8 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.

In der Fig. 1 ist beispielhaft eine der Funkzellen eines zellularen Mobilfunksystems, insbesondere Mobilfunktelefons, mit einer Basisstation BS1 und mehreren Mobilstationen MS1, MS2, MS3 dargestellt. Bei diesem Funksystem wird ein Aus tausch von Daten vorzugsweise nur zwischen der Basisstation BS1 und den Mobilstationen vorgenommen. Der Austausch von Da ten zwischen der Basisstation BS1 und der jeweiligen Mobil station erfolgt durch Funkübertragung. Die Funkübertragung von der Basisstation BS1 zu einer Mobilstation wie z. B. MS1 wird dabei als downlink, die Datenübertragung von einer Mo bilstation wie z. B. MS1 zur Basisstation BS1 wird als uplink bezeichnet. Bei einem derartigen Mobilfunksystem mit einer Vielzahl von Funkzellen wird zweckmäßigerweise festgelegt, wie die Signale für die verschiedenen Mobilstationen moduliert werden, damit sie in den Empfängern der verschiedenen Mobil stationen getrennt detektiert werden können. Bei dem System nach der Fig. 1 handelt es sich vorzugsweise um ein soge nanntes CDMA-System (Code division multiple access), wie es z. B. im UMTS-Standard (Universal mobile telecommunications system). Bei diesem steht für die Datenübertragung ein ge meinsames Frequenzband zur Verfügung, wobei sich die einzel nen Datenkanäle zwischen der jeweiligen Basisstation wie z. B. BS1 und der jeweiligen Mobilstation wie z. B. MS1 hinsichtlich eines Codes unterscheiden, mit dem das Signal für die ent sprechende Mobilstation gespreizt wird. Durch diese Spreizung mit jeweils einem spezifisch zugeordneten Code wird jedes Signal, das zwischen der Basisstation BS1 und einer bestimm ten Mobilstation wie z. B. MS1 ausgetauscht werden soll, über das gesamte zur Verfügung stehende Ferquenzspektrum verteilt. Jedes einzelne zu übertragende Informationsbit wird dabei in einer Vielzahl kleiner "Chips" zerlegt. Dadurch wird die E nergie eines Bits über das gesamte, vorgegebene Frequenz spektrum verteilt, welches dem CDMA-System zu Verfügung steht.

In der Fig. 2 wird ein herkömmliches Funksystem anhand einer Downlink-Übertragung näher erläutert. Die Fig. 2 zeigt eine Basisstation BS1 und eine Mobilstation MS1, die jeweils eine Antenne ATB1, ATM1 aufweisen. Die beiden Stationen tauschen hier durch einen Downlink-Funkkanal FK Daten aus. Die Basis station BS1 weist einen Modulator MODB1 auf, der die Daten ströme von Datenquellen DQ für die Übertragung über den Funk kanal FK aufbereitet. Dazu benötigt der Modulator MODB1 noch Codeinformationen, die von einem Codegenerator CGB1 zur Ver fügung gestellt werden. Exemplarisch werden in der Fig. 2 drei Pfeile vom Codegenerator CGB1 zum Modulator MODB1 ge zeigt, die drei unterschiedlichen Datenströme bzw. drei un terschiedliche Codeinformationen repräsentieren. Im realen System wird eine wesentlich größere Anzahl von Datenströmen und Codeinformationen gleichzeitig verarbeitet.

Der Modulator MOD erzeugt aus den Datenströmen und den Co deinformationen ein Sendesignal, welches allen Mobilstationen in der Funkzelle der Basisstation BS1 zugesendet wird. In der Fig. 2 wird exemplarisch nur die empfangende Mobilstation MS1 dargestellt. Bei einer einzigen Mobilstation mit einem einzigen Datenstrom würde in der Basisstation BS1 eine zuge hörige Codeinformationen benötigt. Die Basisstation BS1 sen det jedoch in der Regel gleichzeitig über mehrere Funkkanäle FK zu mehreren Mobilstation wie z. B. MS1, MS2, MS3, deren je weiligen Daten mit verschiedenen Codes moduliert, insbesondere multipliziert sind. Die weiteren Mobilstationen werden aus Vereinfachungsgründen in der Fig. 2 nicht dargestellt.

Bei der Übertragung über den Funkkanal FK treten nun eine Vielzahl von Störungen auf. Eine erste Störung wird dabei als ISI (Intersymbolinterferenz) bezeichnet und resultiert daher, dass ein ausgesandtes Funksignal über mehrere verschiedene Pfade zum Empfänger gelangen kann, wobei sich die Ankunfts zeiten beim Empfänger geringfügig unterscheiden. Es handelt sich somit um eine Störung, die in dem betreffenden Funkkanal dadurch entsteht, dass zeitlich vorhergehend ausgesandte Sig nale aktuell empfangene Signale stören (daher: Inter-Symbol- Interferenz). Eine weitere Störung erfolgt dadurch, dass meh rere Datenströme gleichzeitig übertragen werden, die sich nur hinsichtlich des Codes unterscheiden. Diese Störung tritt auf, wenn die Basisstation wie z. B. BS1 mit mehreren Mobil stationen wie z. B. MS1, MS2, MS3 gleichzeitig in Funkkontakt steht, was bei modernen Mobilfunksystemen wie z. B. in UMTS den Regelfall darstellt. Es handelt sich somit um eine Stö rung, die von den Signalen unterschiedlicher Benutzer ausgeht und die daher auch als MAI (multiple access interference) be zeichnet wird.

Die Fig. 2 zeigt den Empfangsteil einer Mobilstation MS1, die zum Empfang von Downlinkdaten über den Funkkanal FK be stimmt ist. Dafür ist eine Demodulator DMODM1 vorgesehen, der die über die Antenne ATM1 der Mobilstation MS1 empfangenen Funksignale verarbeitet. Der Demodulator DMODM1 verarbeitet die empfangenen Signale, um daraus einen Datenstrom für einen Datennutzer DEC zu erzeugen. Wenn die übertragenen Daten z. B. Sprachinformationen darstellen, handelt es sich bei dem Nut zer DEC um einen Sprachdecoder, bei anderen Daten beispiels weise um einen Rechner oder Fax-Gerät. In der Regel weisen Mobilstationen nur einen einzigen Datennutzer DEC und somit auch nur einen einzigen Datenstrom auf. Bei völlig ungestör ter Übertragung über den Funkkanal FK bräuchte der Demodula tor DMODM1 zur Demodulation nur die Codeinformationen der zu detektierenden Daten für den Nutzer DEC zu kennen. Aufgrund der oben beschriebenen Störungen ist dies jedoch nicht aus reichend. Um ISI zu berücksichtigen, ist ein Kanalschätzer CE erforderlich, der Information über die Übertragungseigen schaften, d. h. die Kanalimpulsantwort des Funkkanals FK für die betreffende Mobilstation, wie z. B. MS1 zur Verfügung stellt. Zur Kompensation von MAI sind der Mobilstation MS1 zweckmäßigerweise sämtliche in der Basisstation verwendeten Codes bekannt. Dafür ist ein Codegenerator CGM1 vorgesehen, der neben der Codeinformation der hier zu detektierenden Da ten, Codeinformationen über alle im System genutzten Codes zur Verfügung stellt. Dieses Verfahren wird auch als "joint detection" bezeichnet. Die Mobilstationen, die auf diese Wei se zum Empfang von Daten von der jeweiligen Basisstation aus gelegt sind, sind relativ aufwendig.

Das erfindungsgemäße Verfahren, bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nun anhand der Fig. 3 näher erläutert, in der ebenfalls die Downlinkübertragung von einer Basisstation wie z. B. BS1 zu einer Mobilstation wie z. B. MS1 gezeigt wird.

In der Fig. 3 weist die Basisstation BS1 ebenfalls einen Mo dulator MODB1 auf, der die Sendesignale für eine Antenne ATB1 erzeugt. Der Modulator MODB1 erhält mehrere Datenströme aus Datenquellen DQ, die mit Codeinformationen eines Codegenera tors CGB1 gespreizt werden. Zusätzlich ist noch ein Kanal schätzer CEB1 vorgesehen, der Informationen über die Übertra gungseigenschaften aller Funkkanäle FK zur Verfügung stellt. Der Modulator MODB1 erzeugt hier ein Sendesignal, welches so wohl die ISI als auch die MAI berücksichtigt. Dabei ist das Sendesignal jeweils so ausgelegt, dass jede der Mobilstatio nen beim Empfang (soweit dies möglich ist) ein weitgehend störungsfreies Signal erhält. Dabei werden sowohl die Störun gen, die durch die gleichzeitige Verwendung mehrere Codes entstehen, als auch die Störungen, die durch die Übertra gungseigenschaften der einzelnen Funkkanäle entstehen, be rücksichtigt. Entsprechend einfach ist dann in der Fig. 3 der Empfänger der Daten, nämlich die Mobilstation MS1 aufge baut. Diese weist einen Demodulator DMODM1 auf, der das Sig nal der Antenne ATM1 der Mobilstation erhält. Diesem Demodu lator DMODM1 wird noch die Codeinformation für den betreffen den Datenstrom von einem Codegenerator CGM1 zur Verfügung ge stellt, woraus dann der Demodulator DMODM1 den Datenstrom für den Datennutzer erzeugt. Die Mobilstationen sind hier somit besonders einfach aufgebaut.

In der Fig. 3 wurde dargestellt, dass bei der Downlink übertragung vorteilhafterweise alle Störungen des Funkkanals in der sendenden Station, bei Downlinkübertragung also in der Basisstation, berücksichtigt werden. Der Downlinkteil der Mo bilstation MS1 kann daher besonders einfach aufgebaut sein. Um die Mobilstation MS1 auch für den Uplinkpfad, das heißt für das Senden von Daten von der Mobilstation MS1 zur Basis station BS1 einfach zu halten, könnte für diese Übertragung das Verfahren, entsprechend zu Fig. 2, verwendet werden, bei der die Berücksichtigung der ISI und MAI in der empfangenden Station, das heißt hier jetzt in der Basisstation erfolgt. Es wird so ein System möglich, bei dem die Mobilstationen besonders einfach aufgebaut sind, da die Berücksichtigung von ISI und MAI ausschließlich in der Basisstation erfolgt. In einem entsprechenden TDD-System (time division duplex), insbeondere in UMTS, ist es auch sehr einfach möglich, die Kanalübertra gungseigenschaften durch den Kanalschätzer in der Basisstati on zu erhalten, indem die Eigenschaften der jeweiligen Über tragungskanäle durch Auswertung der empfangenen Uplink-Daten in der Basisstation ermittelt werden. Weiterhin kann die Ka nalimpulsantwort bzw. Kanalqualität auch durch ein Datentele gramm von der Mobilstation an die Basisstation übermittelt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Sendung von Da ten von der Mobilstation MS1 hin zur Basisstation BS1 verwen det werden. Dies wird in der Fig. 4 dargestellt. Die Mobil station MS1 ist hier im Uplink, d. h. mit dem Modulator MODM1, der einen Datenstrom einer Datenquelle DQ aufbereitet, darge stellt. Um die Übertragungseigenschaften aller im System ver wendeten Funkkanäle FK und Codes zu berücksichtigen, ist ein Codegenerator CGM1 vorgesehen, der die Codeinformationen al ler im System verwendeten Codes dem Demodulator MODM1 über gibt, und ein Kanalschätzer CEM1, der die Übertragungseigen schaften aller Funkkanäle liefert. Die Informationen über die Übertragungseigenschaften aller Kanäle könnten der Mobilsta tion MS1 durch die Basisstation BS1 zur Verfügung gestellt werden. Im Modulator MODM1 werden die Störungen durch Mehrwe geübertragung des Funkkanals FK und durch gleichzeitige Über tragung mehrerer Datenströme bei der Generierung des Funksig nals berücksichtigt. Das Funksignal wird über die Antenne ATM1 und die Funkstrecke FK an die Basisstation BS1 gesendet. Die Basisstation BS1 empfängt nicht nur die Daten, der in der Fig. 4 gezeigten Mobilstation MS1, sondern gleichzeitig auch noch die Funksignale anderer in der Fig. 4 nicht dargestell ter Mobilstationen in der Funkzelle der Basisstation BS1. Der Demodulator DMODB1 der Basisstation BS1 bekommt entsprechend vom Codegenerator CGB1 alle Codeinformationen zugespielt und dekodiert mehrere Datenströme für mehrere Datennutzer DNB1.

Es ist hier jedoch nicht mehr notwendig, einen Kanalschätzer für die Dekodierung vorzusehen.

Das Verfahren, mit dem die Übertragungseigenschaften aller Funkstrecken (ISI) und die Codes aller Funkstrecken (MAI) be rücksichtigt werden, wird im folgenden inbesondere durch ma thematische Formeln beschrieben. Diese Formeln können entwe der durch ein entsprechendes Programm oder entsprechende Hardwarebausteine, die diese Formeln implementieren, reali siert werden.

Kern der Erfindung ist insbesondere ein spezieller Algorith mus zur Vorentzerrung. Statt durch Pseudoinversen-Bildung ei ner Matrix A entsprechend B. R. Vojic and W. M. Jang: "Trans mitter Precoding in Synchronous Multiuser Communications", IEEE Trans. Comm, Vol. 46 (1998), pp. 1346-1355, wird die Vor entzerrung durch eine Matrix M_λ = A^H.(A.A^H + λ.E)^-1, E = Einheits matrix, vorgenommen. Diese Lösung berücksichtigt implizit die gewünschte Sendeleistung. Der Algorithmus wird durch ein Aus führungsbeispiel entsprechend den Fig. 5 mit 8 näher er läutert. Die Erfindung hat gegenüber dem Pseudoinversen- Verfahren den Vorteil, weniger fehlerbehaftete Detektionser gebnisse zu liefern. Gegenüber dem in bekannten Algorithmus nach B. R. Vojic and W. M. Jang: "Transmitter Precoding in Synchronous Multiuser Communications", IEEE Trans. Comm, Vol. 46 (1998), pp. 1346-1355 hat das erfindungegemäße Verfah ren insbesondere den Vorteil, auch für Mehrwege-Kanäle einge setzt werden zu können. Dies ist Voraussetzung für einen sinnvollen, praktischen Einsatz in Mobilfunk-Systemen. Der hier vorgestellte Algorithmus unterscheidet sich aber auch im Falle von Einweg-Kanälen von dem in B. R. Vojic and W. M. Jang: "Transmitter Precoding in Synchronous Multiuser Commu nications", IEEE Trans. Comm, Vol. 46 (1998), pp. 1346-1355 an gegebenen Prinzip, da er mehr Freiheitsgrade zur Vorentzer rung nutzt. Dies ermöglicht eine bessere Vorentzerrung mit niedrigeren Detektions-Fehlerraten.

Der erfinderische Schritt des vorgeschlagenen, erfindungsgemä ßen Verfahrens besteht in der Verwendung der Matrix M_λ = A^H.(A.A^H + λ.E)^-1 anstelle einer Pseudoinversen A^t von A.

Ausführungsbeispiel

UMTS-TDD-Modus:

- CDMA-System;
- Burstweise Übertragung, Burst enthält Referenzsignal zur Kanalschätzung (Fig. 7);
- TDD-Betrieb.

Kanalschätzung in der Rückwärtsstrecke, Vorentzerrung in der Vorwärtsstrecke.

Fig. 5 zeigt die Sende- und Empfangsvorrichtung zur Kanal schätzung in der Rückwärtsstrecke und zum Senden der vorent zerrten Signale. Fig. 6 zeigt den zeitlichen Ablauf des Ver fahrens.

Im Folgenden wird der Algorithmus zur Berechnung der vorent zerrten Sendesignale beschrieben. Die Beschreibung erfolgt im Basisband, also diskret. Die Daten werden Blockweise übertra gen. Sei d ^(k) = (d^(k) ₁, . . ., d^(k) _M), k = 1, . . ., K der Vektor der M zu ü bertragenden Datensymbole des k-ten Nutzers. Mit den CDMA- Codes c ^(k) = (c^(k) ₁, . . ., c^(k) _Q), k = 1, . . ., K und den Matrizen

läßt sich die Mehrfachzugriffsmodulation schreiben als:

C.d ^T.

Die Signale werden nach der Modulation linear vorentzerrt. Die Entzerrung sei durch die Matrix P beschrieben:

P.C.d ^T.

Die vorentzerrten Signale werden zum Sendesignal t aufsummiert:

t ^T = D.P.C.d ^T

mit:

Anschließend wird dieses Summensignal über Mehrwegekanäle zu den Empfängern übertragen. Mit den Impulsantworten h ^(k) = (h₁ ^(k), . . ., h_W ^(k)), dem additiven Rauschen n ^(k) = (n^(k) ₁, . . ., n^(k) _M.Q+W-1) k = 1, . . ., K der verschiedenen Nutzerübertragungskanäle und den Faltungs-Matrizen:

empfängt der k-te Empfänger des Systems das Signal:

Der matched filter-Empfänger (= 1-Finker-rake-Empfänger) zum k-ten Nutzercode c^(k):

demoduliert das Empfangssignal zu:

R^(k)H = konjugiert transponierte Matrix R^(k).

Mit den Zusammenfassungen:

und der Vervielfachungsmatrix D^T erhält man als Gesamtvektor aller demodulierten Signale:

Die quadratische Euklidische Abweichung der detektierten von den gesendeten Daten beträgt somit:

mit:

M = D.P.C.

Der Mittelwert dieser Abweichung über viele Bursts wird unter der Nebenbedingung gegebener Sendeenergie:

∥t∥² = const.

minimal für:

M_λ = A^H.(A.A^H + λ.E)^-1, λ geeignet:

A = R^H.H.D^T.

Dieses Ergebnis lässt sich durch Anwendung der Lagrange- Methode zur Optimierung unter Nebenbedingungen ableiten.

Die Lösung für M beschreibt den verbesserten Algorithmus. Für λ → 0 ist diese Lösung mit der Pseudoinversen-Lösung M = A' i dentisch. Durch geeignete Wahl von λ läßt sich der Algorith mus optimieren. Fig. 7 zeigt Simulationsergebnisse für die Abhängigkeit der Detektionsfehlerrate von λ, die in mindes tens einem Vorversuch gewonnen wurden. Durch den neuen Algo rithmus (λopt) läßt sich die Detektionsfehlerrate gegenüber dem Pseudoinversen-Algoritmus (λ = 0) erheblich verbessern. Die Abbildung zeigt außerdem, daß das optimale λ vom Signal zu Interferenzverhältnis SN1 mit SNk abhängt.

Diese Referenzmessungen entsprechend Fig. 7 werden zweckmä ßigerweise abgespeichert und dem Kanalschätzer in der Basis station zur Vorentzerrung bei Downlinkübertragung bereitge stellt. Zusammenfassend betrachtet wird also zur Daten-/Nachrichtenübertragung zwischen mindestens einer Basisstati on wie z. B. BS1 und mindestens einer Mobilstation wie z. B. MS1 eines Funkkommunikationssystems FK in der Basisstation BS1 eine Vorentzerrung der zu übertragenden Signale vorgenom men. Dazu wird das Signal-/Rauschverhältnis (SN1) mindestens eines Testsignals, wie z. B. TS1 in Fig. 6, das von der jewei ligen Mobilstation wie z. B. MS1 an die zugordnete Basisstati on, wie z. B. BS1 gesendet wird, im aktuell vorliegenden Funk kanal zwischen der Basisstation und der jeweilig zugeordneten Mobilstation in der Basisstation bestimmt. Aufgrund dieses gemessenen Signal-/Rauschabstandes im aktuellen Funkkanal wird mindestens ein Entzerrparameter, wie z. B. λopt1 in Fig. 8 für die Vorentzerrung des Funkkanals beim Übertragen von Signalen von der Basisstation an die Mobilstation aus einer bereitgestellten Vielzahl von Entzerrparametern λ derart aus gewählt wird, daß die Detektions-Fehlerrate BER bei diesem gemessenen Signal-/Rauschverhältnis minimal wird. Die Ent zerrparameter λ sind dabei unterschiedlichen Signal- /Rauschabständen (SN1 mit SNk) und Detektions-Fehlerraten BER zugeordnet sowie in mindestens einem Vorversuch ermittelt und zur Auswertung bereitgestellt worden.

Claims

1. Verfahren zur Daten-/Nachrichtenübertragung zwischen min destens einer Basisstation (BS1) und mindestens einer Mobil station (MS1) eines Funkkommunikationssystems, wobei in der jeweiligen Basisstation (BS1) eine Vorentzerrung der zu über tragenden Signale vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet,
dass das Signal-/Rauschverhältnis (SN1) mindestens eines Testsignals, das von der jeweiligen Mobilstation (MS1) an die zugordnete Basisstation (BS1) gesendet wird, im aktuell vor liegenden Funkkanal (FK) zwischen der Basisstation (BS1) und der jeweilig zugeordneten Mobilstation (MS1) in der Basissta tion bestimmt wird,
dass aufgrund dieses gemessenen Signal-/Rauschabstandes (SN1) im aktuellen Funkkanal (FK) mindestens ein Entzerrparameter (λopt1) für die Vorentzerrung des Funkkanals beim Übertragen von Signalen von der Basisstation an die Mobilstation aus ei ner bereitgestellten Vielzahl von Entzerrparametern (λ) der art ausgewählt wird, dass die Detektions-Fehlerrate (BER) bei diesem gemessenen Signal-/Rauschverhältnis (SN1) minimal wird,
und dass die Vielzahl von Entzerrparametern (λ) unterschiedli chen Signal-/Rauschverhältnissen (SN1 mit SNk) und Detekti ons-Fehlerraten (BER) zugeordnet sowie in mindestens einem Vorversuch ermittelt und zur Auswertung bereitgestellt worden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Übertragung von Daten zwischen einer Basisstation (BS1) und mehreren Mobilstationen (MS1) über Funkkanäle (FK) die Daten unterschiedlicher Mobilstationen mit unterschiedli chen Codes gespreizt werden.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Modulator eine Vorentzerrung der zu über tragendenen Signale vorgenommen wird und dass bei der Vor entzerrung die Übertragungseigenschaften aller Funkkanäle (FK) und alle unterschiedlichen Codes berücksichtigt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Daten von einer Basisstation (BS1) zu einer Mehrzahl von Mobilstationen (MS1) übertragen werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Daten von einer Mehrzahl von Mobilstationen (MS1) zu ei ner Basisstation (BS1) übertragen werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseigenschaften der Funkkanäle (FK) aus Datenübertragungen von den Mobilstationen zur Basisstation (BS1) durch die Basisstationen ermittelt werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für die Übertragung von Daten über mindestens einen Funk kanal mindestens eine Basisstation und mehrere Mobilstationen vorgesehen sind, die über Funkkanäle (FK) kommunizieren, wo bei die Daten unterschiedlicher Mobilstationen mit unter schiedlichen Codes gespreizt werden.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modulator (MODB1), ein Codegenerator (CGB1) und ein Kanalschätzer (CEB1) vorgesehen sind und dass der Modu lator (MODB1) eine Vorentzerrung aufgrund der Informationen des Codegenerators (CGB1) und des Kanalschätzers (CEB1) vor nimmt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 mit 9, dadurch gekennzeichnet, dass Daten von einer Basisstation (BS11) zu einer Mehrzahl von Mobilstationen (MS1) übertragen werden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 mit 10, dadurch gekennzeichnet, dass Daten von einer Mehrzahl von Mobilstationen (MS1) zu ei ner Basisstation (BS1) übertragen werden.