DE10141809A1

DE10141809A1 - Verfahren sowie Vorrichtung zur Vorentzerrung von Funkkanäle

Info

Publication number: DE10141809A1
Application number: DE10141809A
Authority: DE
Inventors: Frank Kowalewski
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2002-05-08
Also published as: WO2002019541A3; WO2002019541A2

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 Übertrgen von Signalen von der Basisstation an die Mobilstation aus einer bereitgestellten Vielzahl von Entzerrparametern (lambda) derart ausgewählt wird, 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 übertragenden Symbole der Datenströme mit sogenannten Sprei zungscodes moduliert. Die mit verschiedenen Codes gleichzei tig übertragenen Datenströme stören sich i. a. gegenseitig: Mehrwegeausbreitung führt zur Überlagerung von nacheinander gesendeten Datensymbolen (inter symbol interference = ISI). CDMA-Kodierung und Mehrwegeausbreitung sind die Ursache von Mehrfachnutzer-Interferenz (multiple access interference = MAI), d. h. der Signale mehrer Mobilstationen in derselben Funkzelle. ISI und MAI lassen sich eliminieren, und zwar:

- im Empfänger durch gemeinsame Detektion (joint detection, JD),
- im Sender durch gemeinsame Vorentzerrung (joint predistor tion, 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 können daher besonders ein fach ausgelegt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Sende station und die erfindungsgemäße Empfangsstation mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass die zu übertragenden Datensignale in der Sende station durch Filterung vorentzerrt werden. Auf dies Weise stellt die Vorentzerrung einen Teil des Übertragungskanals von der Sendestation zur Empfangsstation dar, so dass eine Entzerrung der zu übertragenden vorentzerrten Datensignale in der Empfangsstation ermöglicht wird. Vor allem bei schnellen Änderungen der Eigenschaften des Übertragungskanals kann so mit durch Entzerrung in der Empfangsstation eine fehlerhafte Vorentzerrung ausgeglichen werden, die den Änderungen der Eigenschaften des Übertragungskanals nicht mehr schnell genug nachgeführt werden kann.

Besonders vorteilhaft ist es, dass zumindest mit einem Teil der Datensignale Referenzsignale zu den verschiedenen Empfangsstationen übertragen und vor ihrer Übertragung in gleicher Weise wie die Datensignale gefiltert werden. Auf diese Weise lassen sich Referenzsignale mit derselben Vorent zerrung von der Sendestation zur entsprechenden Empfangssta tion übertragen wie die Datensignale, so dass in der entspre chenden Empfangsstation eine Kanalschätzung unter Berücksich tigung der Vorentzerrung anhand der empfangenen Referenzsig nale durchgeführt werden kann. Auf dies Weise kann man vor allem bei schnellen Kanaländerungen eine Nachentzerrung in der Empfangsstation realisieren, wenn die Vorentzerrung in der Sendestation nicht mehr vollständig an die neuen Kanalei genschaften angepasst ist.

Besonders vorteilhaft ist es, dass die Datensignale und die Referenzsignale durch ein gemeinsames Filter vorentzerrt wer den. Auf diese Weise wird dieselbe Vorentzerrung für die Da tensignale und die Referenzsignale sichergestellt und gleich zeitig Aufwand und Zeit für die Vorentzerrung eingespart, da keine separate Vorentzerrung für die Referenzsignale erfor derlich ist.

Vorteilhaft ist auch, dass für eine erste Empfangsstation mindestens ein eigenes Referenzsignal übertragen wird. Auf diese Weise lässt sich aus den bei der ersten Empfangsstation empfangenen Referenzsignal das dem Funkkanal von der Sende station zur ersten Empfangsstation zugeordnete Referenzsignal durch Korrelationsempfang detektieren, so dass die Empfangs station auf dieses Referenzsignal synchronisieren kann. Dabei werden für die Synchronisation die HF-Übertragungseigenschaf ten in der Rückwärtsübertragungsstrecke von der Empfangssta tion zur Sendestation aufgrund der Vorentzerrung des Refe renzsignals, die ja auf der Kanalschätzung der Rückwärtsüber tragungsstrecke basiert, mitberücksichtigt.

Besonders vorteilhaft ist es, dass zumindest ein Teil der Da tensignale nach ihrer Filterung und vor ihrer Übertragung um mindestens eine Komponente verkürzt wird. Dadurch werden In terferenzen zwischen aufeinanderfolgenden Bursts bei der Übertragung der Datensignale verhindert.

Besonders vorteilhaft ist es, dass bei der ersten Empfangs station geprüft wird, ob die Datensignale über mehrere Wege empfangen wurden, dass in diesem Fall ein Verfahren zur Ent zerrung und Entspreizung der empfangenen Datensignale, insbe sondere mittels eines Rake-Empfängers oder eines Joint Detec tion Verfahrens, angewendet wird und dass andernfalls eine Datendetektion lediglich durch Entspreizung, insbesondere mittels eines zweiten Korrelationsempfängers, durchgeführt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Datendetektion in der entsprechenden Empfangsstation auch bei Empfang bereits in der Sendestation vorentzerrter Signale an unterschiedli che, sich mit der Zeit ändernde Eigenschaften des Funkkanals von der Sendestation zur entsprechenden Empfangsstation anzu passen, insbesondere dann, wenn aufgrund schneller Änderungen dieser Eigenschaften die Vorentzerrung nicht mehr aktuell ist. In diesem Fall kann die Detektion aufwendiger gestaltet werden und um eine Entzerrung erweitert werden, so dass wei terhin keine Einbußen in der Empfangsqualität bei der ent sprechenden Empfangsstation hinzunehmen sind.

Durch die Prüfung auf Mehrwegempfang in der ersten Empfangs station ist eine Signalisierung seitens der Sendestation nicht erforderlich, welche Art der Datendetektion in der ersten Empfangsstation vorzunehmen ist.

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 Mobilfunksystems be sonders einfach ausgelegt werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch zur Datenübertragung von Mobilstationen zu Basisstatio nen verwendet werden. Besonders einfach erfolgt die Messung der Übertragungsqualität bzw. der Kanalimpulsantwort in der Basisstation, und kann gegebenenfalls von dort aus verteilt 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 Sendestation mit zugeordneter Empfangsstation eines erfin dungsgemäßen Mobilfunksystems,

Fig. 2 den allgemeinen Aufbau eines Mobilfunksystems,

Fig. 3 einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfah rens,

Fig. 4 die zeitliche Aufteilung eines Burts- Signals zur Kanalschätzung und Vorentzerrung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 5 ein Leistungs-Zeitdiagramm zur Auswertung des Funkkanals von einer Sendestation zu einer zu geordneten Empfangsstation,

Fig. 6 einen Vorentzerrer für eine Basisstation, der eine erfindungsgemäße Vorentzerrung der zu sendenden Signale vornimmt,

Fig. 7 den zeitlichen Ablauf bei UMTS-TDD- Betrieb mit Vorentzerrung zwischen einer Basisstation und einer zu bedienenden Mobilstation,

Fig. 8 jeweils schematisch den Übertragungsablauf auf der Down- und Uplink-Funkstrecke zwischen ei ner Basisstation und einer zu bedienenden Mo bilstation entsprechend dem Ablaufplan nach Fig. 3, und

Fig. 9 eine Tabelle mit simulierten Detek tions-Fehlerraten, die in einem Vorversuch in Abhängigkeit vom Signal-/Rauschverhältnis auf der Luftschnittstelle des Mobilfunksystems und einem Entzerrparameter gewonnen und zur Opti mierung der erfindungsgemäßen Funkkanalentzer rung herangezogen werden.

Elemente mit gleicher Funktions- und Wirkungsweise sind in den Fig. 1 mit 9 jeweils mit denselben Bezugszeichen ver sehen.

In der Fig. 2 wird schematisch eine Funkzelle eines zellula ren Mobiltelefonsystems bzw. Mobilfunksystems mit einer als Basisstation ausgebildeten Sendestation BS1 einer als Mobil station ausgebildeten ersten Empfangsstation MS1 sowie weite ren ebenfalls als Mobilstationen ausgebildeten Empfangssta tionen MS2, MS3 dargestellt. Bei diesem System wird ein Aus tausch von Daten zweckmäßigerweise immer nur zwischen der Ba sisstation BS1 und den Mobilstationen MS1, MS2, MS3 durchge führt, hingegen nicht ein direkter Datenaustausch zwischen den Mobilstationen. Entsprechend werden die Basisstation auch als Zentralstation und die Mobilstationen als Peripheriesta tionen bezeichnet. Der Austausch von Daten zwischen der Ba sisstation und den Mobilstationen erfolgt durch Funkübertra gung. Die Funkübertragung von der Basisstation BS1 zu einer der Mobilstationen wird dabei als Downlink, und die Daten übertragung von einer der Mobilstationen zur Basisstation BS1 als Uplink bezeichnet. Bei einem derartigen, in der Fig. 2 dargestellten System, mit einer Zentral- oder Basisstation BS1 und mehreren Peripherie- oder Mobilstationen wie z. B. MS1 ist festzulegen, wie die Daten für die verschiedenen Mobil stationen moduliert werden, damit sie in den Empfängern der verschiedenen Mobilstationen getrennt detektiert werden kön nen. Bei dem System nach Fig. 2 handelt es sich vorzugsweise um ein sogenanntes CDMA-System (Code Division Multiple Ac cess), bei dem für die Datenübertragung ein gemeinsames Fre quenzband zur Verfügung steht, wobei sich die einzelnen Funk kanäle zwischen der Basisstation BS1 und den jeweiligen Mo bilstationen wie z. B. MS1 hinsichtlich eines Codes unter scheiden, mit dem das Signal für die entsprechende Mobilsta tion gespreizt wird. Im Folgenden wird der Fall beschrieben, in dem mehrere Mobilstationen wie z. B. MS1 mit MS3 neben der Basisstation BS1 in der Funkzelle vorgesehen sind. Durch die Spreizung mit dem Code wird dabei jedes Signal, das zwischen der Basisstation und einer bestimmten Mobilstation ausge tauscht werden soll, über das gesamte zur Verfügung stehende Spektrum verteilt. Jedes einzelne zu übertragende Informa tionsbit wird dabei in eine Vielzahl kleiner "Chips" zerlegt. Dadurch wird die Energie eines Bits über das gesamte Fre quenzspektrum verteilt, welches dem CDMA-System zur Verfügung steht. In Fig. 1 wird ein CDMA-System anhand einer Downlink- Übertragung näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt wiederum die als Basisstation ausgebildete Sendestation BS1 und die als Mobilstation ausgebildete erste Empfangsstation MS1. Die Basisstation BS1 umfasst dabei eine erste Antenne ALS. Die erste Empfangsstation MS1 umfasst eine zweite Antenne ATE. Die Basisstation BS1 und die erste Empfangsstation MS1 tauschen somit Daten über einen ersten Funkkanal RC in Downlink-Übertragungsrichtung von der Basis station BS1 zur ersten Empfangsstation MS1 und einem zweiten in Fig. 1 nicht dargestellten Funkkanal in Uplink-Übertra gungseinrichtung von der ersten Empfangsstation MS1 zur Sen destation BS1 aus. Der erste Funkkanal RC beschreibt dabei eine Übertragungsstrecke von der ersten Antenne ATS zur zwei ten Antenne ATE. Der zweite Funkkanal beschreibt eine Über tragungsstrecke von der zweiten Antenne ATE zur ersten An tenne ATS. Die Basisstation BS1 umfasst einen Datengenerator DGS, der eine Datenquelle darstellt und Datenströme erzeugt. Die Datenströme werden einem Modulator MOD der Basisstation BS1 zugeführt, der die Datenströme von der Datenquelle DGS für die Übertragung über den ersten Funkkanal RC aufbereitet. Dazu benötigt der Modulator MOD noch Codeinformationen, die von einem Codegenerator CG zur Verfügung gestellt werden. Der Modulator MOD erzeugt aus den Datenströmen und den Codeinfor mationen ein mit den Codeinformationen gespreiztes Datensig nal, welches einem Filter FI der Basisstation BS1 zugeführt wird. Dabei werden im Modulator MOD Datenströme für verschie dene Empfangsstationen mit verschiedenen Codes gespreizt. Im Filter FI findet eine Vorentzerrung der Datenströme unter Be rücksichtigung der Übertragungseigenschaften aller Funkkanäle und aller unterschiedlichen Codes statt. Die Berücksichtigung der unterschiedlichen Codes erfolgt mittels der Codeinforma tion aus dem Codegenerator CG, der zu diesem Zweck mit dem Filter FI verbunden ist. Die Berücksichtigung der Übertra gungseigenschaften der Funkkanäle erfolgt durch einen Kanal schätzer CES, der die Funkkanäle in Uplink-Übertragungsrich tung von den einzelnen Empfangsstationen wie z. B. MS1 zur Ba sisstation BS1 schätzt. Dies ist besonders dann möglich, wenn die Funkkanäle im Uplink und im Downlink gemäß einem Zeitschlitzduplexbetrieb TDD (Time Division Duplex) - wie z. B. im UMTS- Standard (universal mobile telecommunications system) - realisiert sind. Die Übertragungseigenschaften von Funkkanälen zwischen der Basisstation BS1 und einer entspre chenden Empfangsstation sind dann im Uplink und im Downlink nahezu gleich.

Der Kanalschätzer CES ist mit einer ersten Sende- /Empfangsvorrichtung SES verbunden, an die die erste Antenne ATS als Sende-/Empfangsantenne angeschlossen ist und aus der der Kanalschätzer Referenzsignale von den einzelnen Empfangs stationen wie z. B. MS1, MS2 erhält, um die Übertragungseigen schaften im jeweiligen Uplink zu ermitteln und als Schätzung der Übertragungseigenschaften für den jeweiligen Downlink, im Beispiel nach Fig. 1 also den ersten Funkkanal RC, zu ver wenden.

Das Filter FI ist vorzugsweise linear. Es kann vorgesehen sein, in der Basisstation BS1 für jede Empfangsstation wie z. B. MS1, die sich in der Funkzelle der Basisstation befin det, ein solches Filter zu installieren. Die im durch den Mo dulator MOD kodierten Gesamtsignal enthaltenen verschieden CDMA-codierten Teilsignale für die einzelnen Empfangsstatio nen werden dann verschieden gefiltert. In Fig. 1 ist bei spielhaft das Filter FI für die erste Empfangsstation MS1 dargestellt.

Es kann weiterhin, wie in Fig. 1 strichpunktiert darge stellt, vorgesehen sein, dass ein Referenzsignalgenerator RG in der Basisstation BS1 vorgesehen ist, der für eine oder mehrere der Empfangsstationen jeweils ein Referenzsignal er zeugt. Dieses wird in gleicher Weise mit dem Filter FI gefil tert wie die für die jeweiligen Empfangsstationen vorgesehe nen Datensignale. Die Referenzsignale werden dabei dem Filter FI vom Referenzsignalgenerator RG gemäß Fig. 1 zugeführt, so dass die Datensignale und die Referenzsignale durch das Fil ter FI vorentzerrt werden.

Die Übertragung der Datensignale und der Referenzsignale von der Basisstation BS1 an die erste Empfangsstation wie z. B. MS1 gemäß dem hier beschriebenen Beispiel erfolgt in Form von Bursts BU der Dauer BL über der Zeitachse t gemäß Fig. 4. Bursts BU, in denen Referenzsignale übertragen werden sollen, sind gemäß dem Beispiel in Fig. 4 in einen ersten Block DA1, einen zweiten Block MA und einen dritten Block DA2 aufge teilt, wobei der mittlere, zweite Block MA die Referenzsig nale umfasst und die beiden anderen Blöcke DA1, DA2 die Da tensignale. Der Burst BU wird dabei am Eingang des Filters FI gebildet. Das Filter FI kann nun die Vorentzerrung entweder blockweise durchführen, so dass die Blöcke DA1, MA, DA2 des Bursts BU getrennt vorentzerrt werden, oder burstweise, so dass die Blöcke DA1, MA, DA2 zusammenhängend vorentzerrt wer den. Der Referenzsignalgenerator RG kann für jede Empfangs station und damit gemäß dem hier beschriebenen Beispiel auch für die erste Empfangsstation MS1 in der Funkzelle der Basis station BS1 ein eigenes Referenzsignal erzeugen, das in der entsprechenden Empfangsstation bekannt ist und als zweiter Datenblock MA in einem zur entsprechenden Empfangsstation zu übertragenden Burst BU vor der Filterung im Filter FI einge fügt wird. Es ist dabei nicht erforderlich, in jeden Burst BU ein Referenzsignal einzufügen. Die so gebildeten Bursts BU werden wie beschrieben in den jeweiligen Filtern für die ein zelnen Empfangsstationen vorentzerrt, wobei die Vorentzerrung für die erste Empfangsstation MS1 im Filter FI gemäß Fig. 1 stattfindet. Die so vorentzerrten Bursts BU werden dann vom Filter FI bzw. von den Filtern an die Sende- /Empfangsvorrichtung SES weitergeleitet, von wo sie über die erste Antenne ALS und die entsprechenden Funkkanäle im Down link an die entsprechenden Empfangsstationen abgestrahlt wer den bzw. im Fall der ersten Empfangsstation MS1 über den ersten Funkkanal RC.

Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Sende- /Empfangsvorrichtung SES zumindest einen Teil der an die je weilige Empfangsstation zu sendenden Datensignale und gegebe nenfalls Referenzsignale nach deren Filterung um eine oder mehrere Komponenten kürzt, maximal auf die Länge der Daten- bzw. Referenzsignale vor der Filterung.

Der Modulator MOD erzeugt aus den Datenströmen und den Co deinformationen ein Sendesignal, das der ersten Empfangssta tion MS1 und den weiteren Empfangsstationen wie z. B. MS2, MS3 nach Filterung im jeweiligen Filter zugesendet wird. In Fig. 1 wird exemplarisch nur die erste Empfangsstation MS1 als empfangende Mobilstation dargestellt. Wäre nur die erste Empfangsstation MS1 als empfangende Mobilstation in der Funk zelle zur Versorgung mit einem einzigen Datenstrom vorgese hen, so würde in der Basisstation BS1 nur eine Codeinforma tion benötigt. Die Basisstation BS1 sendet jedoch in der Re gel gleichzeitig über entsprechende Funkkanäle auch zu den weiteren Empfangsstationen, deren jeweilige Daten ebenfalls mit verschiedenen Codes moduliert sind. Die weiteren Empfangsstationen werden aus Vereinfachungsgründen in Fig. 1 nicht dargestellt.

Der Codegenerator CG erzeugt Codes in Abhängigkeit von ge wählten Funkverbindungen zu den Empfangsstationen. Die mit den Signalen zu übertragenden Daten werden im Modulator MOD mit diesen Codes gespreizt.

Bei der Übertragung zwischen der Basisstation BS1 und der ersten Empfangsstation MS1 treten nun eine Vielzahl von Stö rungen auf. Eine erste Störung wird dabei als ISI (Intersym bolinterfrequenz) bezeichnet und resultiert daher, dass ein ausgesandtes Funksignal über mehrere verschiedene Pfade zum Empfänger gelangen kann, wobei sich die Ankunftszeiten beim Empfänger geringfügig unterscheiden. Es handelt sich somit um eine Störung, die in dem betreffenden Funkkanal dadurch ent steht, dass zeitlich vorhergehend ausgesandte Signale aktuell empfangene Signale stören (daher: Inter-Symbol-Interferenz). Eine weitere Störung erfolgt dadurch, dass mehrere Daten ströme gleichzeitig übertragen werden, die sich nur hinsicht lich des Codes unterscheiden. Diese Störung tritt auf, wenn die Basisstation mit mehreren Empfangsstationen gleichzeitig in Funkkontakt steht, was bei modernen Mobiltelefonsystemen 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.

MAI und ISI werden durch die Vorentzerrung mittels des oder der Filter in der Basisstation eliminiert.

Im folgenden wird der Empfang der von der Basisstation 1 aus gesandten Signale in der ersten Empfangsstation MS1 beispiel haft betrachtet. Die erste Empfangsstation MS1 umfasst dazu eine Sende-/Empfangsschaltung SER, an die die zweite Antenne ATE als Sende-/Empfangsantenne angeschlossen ist. Über die zweite Antenne ATE empfängt die erste Empfangsstation dabei in der Regel sämtliche Downlink-Datenströme in der Funkzelle der Basisstation BS1, und zwar über ihren ersten Funkkanal RC. Die über diesen Downlink-Funkkanal empfangene Signal der Basisstation BS1 werden von der Sende-/Empfangsschaltung SER an einen Demultiplexer DMOD weitergeleitet, der aus den empfangenen Signalen aufgrund der bekannten Burststruktur ge mäß Fig. 4 die Datensignale von den Referenzsignalen in den verschiedenen Blöcken DA1, MA, DA2 der jeweiligen Bursts BU trennen kann. Die auf diese Weise empfangenen und in der Re gel für mehrere Empfangsstationen vorgesehenen Referenzsig nale werden einem ersten Korrelationsempfänger COR1 zugeführt und dort mit dem für die erste Empfangsstation vorgegebenen Referenzsignal korreliert.

Dem ersten Korrelationsempfänger COR1 ist eine Synchronisier vorrichtung SYNC nachgeschaltet, die aus dem Ergebnis der Korrelation die durch den Demultiplexer DMOD getrennten Da tensignale in einer dem Demultiplexer DMOD für die extrahier ten Datensignale nachgeschalteten Datenaufbereitungseinheit DPU synchronisiert. Dazu wählt sie den Zeitpunkt des größten vom ersten Korrelationsempfänger ermittelten Korrelationswer tes als Synchronisationszeitpunkt, da zu diesem Zeitpunkt höchste Korrelation zwischen den empfangene Referenzsignalen und dem für die erste Empfangsstation MS1 vorgegebenen Refe renzsignal herrscht. Das Ergebnis der Korrelation ist in Fig. 5 dargestellt. Dort ist die Leistung P der bei der Korre lation ermittelten einzelnen Komponenten hiˆ hjˆ, über der Zeit t aufgetragen. Zu einem Zeitpunkt t₂ wird dabei der größte Korrelationswert ermittelt, so dass der Zeitpunkt t₂ als Synchronisationszeitpunkt gewählt wird. Entsprechend passt die Synchronisiervorrichtung SYNC die Phase der empfan genen Datensignale in der Datenaufbereitungseinheit DPU an die Phase des größten ermittelten Korrelationswertes zum Zeitpunkt t₂ an.

Mittels des ersten Korrelationsempfängers COR1 erfolgt auch eine Kanalschätzung des ersten Funkkanals RC aus den empfan genen Referenzsignalen. Die Kanalschätzung kann dabei eben falls aus dem Vergleich der empfangenen Referenzsignale mit dem für die erste Empfangsstation MS1 vorgegebenen Referenz signal mittels Korrelation wie beschrieben erfolgen, wobei sich wie beschrieben die Komponenten hiˆ, hjˆ der Kanal schätzung gemäß Fig. 5 ergeben. Dem ersten Korrelations empfänger COR1 ist nun auch eine Auswertevorrichtung EVV nachgeschaltet, die mittels der Kanalschätzung prüft, ob in nerhalb eines vorgegebenen Zeitraums 125 gemäß Fig. 5 in ge nau einem Pfad 1 des ersten Funkkanals RC der vorgegebene Leistungswert ccrit max hˆ überschritten wird, wobei c_crit ein festzulegender kritischer Faktor ist. Ist dies der Fall, so wird Einwegempfang in der Auswertevorrichtung EVV festge stellt, andernfalls wird Mehrwegempfang festgestellt. Gemäß dem Beispiel nach Fig. 5 wird der vorgegebene Leistungswert nur zum Zeitpunkt t₂, innerhalb des vorgegebenen Zeitraums 125 überschritten, so dass von Einwegempfang ausgegangen wird.

Der vorgegebene Zeitraum 125 ist dabei in der Größenordnung des maximalen Verzögerungsunterschiedes der Kanalpfade eines Zeitschlitzes gewählt. Bei zu kurzem vorgegebenen Zeitraum 125 besteht die Gefahr einer fälschlichen Detektion eines Einwegempfangs, bei zu langem vorgegebenem Zeitraum 125 be steht die Gefahr einer fälschlichen Detektion eines Mehrwert empfangs.

Die erste Empfangsstation MS1 umfasst nun weiterhin einen ersten Detektor DET1 zur Durchführung eines Verfahrens zur Entzerrung und Entspreizung der empfangenen Datensignale. Dazu kann beispielsweise ein Joint Detection Verfahren angewendet werden oder ein Rake-Empfänger eingesetzt werden. Der erste Detektor DET1 ist über einen ersten steuerbaren Schalter SWS mit dem Ausgang der Datenaufbereitungseinheit DPU verbindbar.

Die erste Empfangsstation MS1 umfasst außerdem einen zweiten Detektor DET2 zur Durchführung eines Verfahrens zur Datende tektion lediglich durch Entspreizung der empfangenen Daten signale. Dazu kann beispielsweise ein zweiter Korrelations empfänger eingesetzt werden. Der zweite Detektor DET2 ist al ternativ zum ersten Detektor DET1 über den ersten steuerbaren Schalter SWS mit dem Ausgang der Datenaufbereitungseinheit DPU verbindbar.

Über einen zweiten steuerbaren Schalter SS ist wahlweise der erste Detektor DET1 oder der zweite Detektor DET2 mit Einem Datenausgang EX verbindbar, der die detektierten Daten einer Weiterverarbeitung zuführt.

Die Ansteuerung der beiden steuerbaren Schalter SWS, SS er folgt durch die Auswertevorrichtung EVV. Das vom ersten De tektor DET1 durchzuführende Verfahren zur Entzerrung und Ent spreizung benötigt zumindest für den Entzerrungsvorgang die Kanalschätzung der Übertragungseigenschaften des ersten Funk kanals RC, die vom ersten Korrelationsempfänger COR1 an den ersten Detektor DET1 geliefert wird.

Die Auswertevorrichtung EVV steuert nun die beiden steuerba ren Schalter derart an, dass sie den ersten Detektor DET1 mit der Datenaufbereitungseinheit DPU und dem Datenausgang EX verbinden, wenn Mehrwegempfang festgestellt wird. Bei detek tiertem Einwegempfang hingegen steuert die Auswertevorrich tung EVV die beiden steuerbaren Schalter derart an, dass sie den zweiten Detektor DET2 mit der Datenaufbereitungseinheit DPU und dem Datenausgang EX verbinden.

Für die in jedem Fall erforderlichen Entspreizung durch den ersten Detektor DET1 oder den zweiten Detektor DET2 sind in der ersten Empfangsstation MS1 die der ersten Empfangsstation zugeordneten Codeinformationen abgelegt und den beiden Detek toren zugeführt. Dies ist in Fig. 1 aus Gründen der Über sichtlichkeit nicht dargestellt.

Für die Übertragung im Uplink umfasst die erste Empfangssta tion MS1 eine weitere Datenquelle DGR, von der Datensignale und gegebenenfalls Referenzsignale über die Sende- /Empfangsschaltung SER und die zweite Antenne ATE zur Basis station BS1 übertragen werden. Anhand der im Uplink übertra genen Referenzsignale kann der Kanalschätzer CES beispiels weise durch den beschriebenen Korrelationsempfang den in Fig. 1 nicht dargestellten Funkkanal im Uplink schätzen und die Schätzung für die Vorentzerrung im Filter FI verwenden wie beschrieben.

Durch die Vorentzerrung mit dem Filter FI ist es möglich, das Filter FI zusammen mit dem ersten Funkkanal RC als Übertra gungskanal zu betrachten und in der ersten Empfangsstation eine Gesamtimpulsantwort für diesen Übertragungskanal zu schätzen. Dies ist die Voraussetzung dafür, eine Entzerrung der über diesen Übertragungskanal übertragenen Datensignal in der ersten Empfangsstation zu ermöglichen. Die Entzerrung in der ersten Empfangsstation berücksichtigt somit auch eine fehlerhafte Vorentzerrung durch das Filter FI, die sich ins besondere dann ergibt, wenn sich beispielsweise aufgrund ei ner entsprechend schnellen Relativbewegung der ersten Empfangsstation gegenüber der Basisstation BS1 die Eigen schaften des ersten Funkkanals RC so schnell ändern, dass die Schätzung der Übertragungseigenschaften des ersten Funkkanals RC aufgrund der Ermittlung der Übertragungseigenschaften im Uplink zum Zeitpunkt der nachfolgenden Übertragung über den ersten Funkkanal nicht mehr aktuell ist. Die Entzerrung in der ersten Empfangsstation eliminiert dann die durch fehler hafte Vorentzerrung noch vorhandene MAI und ISI.

Voraussetzung für die Berücksichtigung der Vorentzerrung bei der Entzerrung ist die Verwendung eines Filters FI mit wäh rend der Dauer BL eines Bursts BU konstanten Koeffizienten, die sich jedoch von Burst zu Burst in Abhängigkeit der Kanal schätzung im Uplink mittels dem Kanalschätzer CES ändern kön nen.

In der ersten Empfangsstation MS1 wird der erste Funkkanal RC mit Hilfe des zugeordneten und durch den ersten Korrelations empfänger COR1 wie beschrieben detektierten vorentzerrten Re ferenzsignals geschätzt. Die Schätzung beschreibt nicht nur den ersten Funkkanal RC selbst, sondern wie beschrieben die Kombination aus dem ersten Funkkanal RC und dem Filter FI. Zusätzlich wird bei dieser Schätzung auch die HF-Verarbei tung, die in der Basisstation BS1 die Sende- /Empfangsvorrichtung SES mit einem HF-Filter, einem Leistungsverstärker und einer Verdrahtung und die in der ersten Empfangsstation die Sende-/Empfangsschaltung SER mit einem HF-Filter, einem Verstärker, einem ZF-Filter, einem Ba sisband-Filter und einer Verdrahtung umfasst, berücksichtigt. HF-Filter, ZF-Filter, Basisband-Filter, Verstärker und Ver drahtung sind in der Fig. 1 nicht dargestellt.

Dies hat den Vorteil, dass alle auf der Kanalschätzung basie renden Funktionen der ersten Empfangsstation MS1, insbeson dere die Synchronisierung der ersten Empfangsstation, auf die Basisstation BS1 mittels eines Referenzsignals, gegenüber ei nem System ohne Vorentzerrung beibehalten werden können. Das System mit Filter-Vorentzerrung ist nämlich einem System ohne Vorentzerrung äquivalent, bei dem der erste Funkkanal RC um das Filter FI erweitert ist. Dies bedeutet insbesondere fol gende Vorteile:
Trotz Vorentzerrung können entzerrende Verfahren wie bei spielsweise JD-Verfahren (Joint Detection) oder ein Rake- Empfänger zur Detektion eingesetzt werden. Da die Vorentzer rung in der Empfänger-Kanalschätzung voll berücksichtigt wird, wird sie durch ein solches entzerrendes Verfahren, das die Gesamtkanalschätzung verwendet, automatisch ebenfalls be rücksichtigt.

Auf den Referenzsignalen basierende Synchronisations-Mecha nismen können unverändert weiterverwendet werden. Die auf grund der Vorentzerrung nötige Veränderung der Synchronisa tion gegenüber einem System ohne Vorentzerrung wird automa tisch durch die durch Vorentzerrung veränderten Referenzsig nale berücksichtigt.

Auch die HF-Übertragungseigenschaften der Basisstation 1 und der ersten Empfangsstation sind in den Kanalschätzungen der ersten Empfangsstation enthalten. Die HF-Übertragungseigen schaften in der Rückwärtsstrecke im Uplink sind im durch den Kanalschätzer CES mitgeschätzten Filter FI enthalten. Die HF- Übertragungseigenschaften in der Vorwärtsstrecke im Downlink werden in der ersten Empfangsstation MS1 direkt mitgeschätzt. Laufzeitunterschiede durch unterschiedliche HF-Übertragungs eigenschaften in Rückwärts- und Vorwärtsstrecken, werden da bei automatisch durch die auf den Referenzsignalen basierende Synchronisation berücksichtigt.

Durch Übertragung von Referenzsignalen von der Basisstation BS1 zur ersten Empfangsstation MS1 kann die erste Empfangs station auf die Übertragung der für die erste Empfangsstation bestimmte Signale synchronisiert werden, wobei durch die Vor entzerrung der Referenzsignale in der Basisstation BS1 die Eigenschaften des Rücksignals im Uplink für die Synchronisie rung berücksichtigt werden, die in der Regel eine Phasendre hung zur Folge haben.

Durch die Prüfung in der ersten Empfangsstation MS1 auf Mehr wegempfang und die davon abhängige Auswahl der Detektionsart ist eine Signalisierung seitens der Basisstation BS1 über die in der ersten Empfangsstation MS1 zu verwendende Datendetek tion nicht mehr erforderlich.

Es kann auch zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, eine Vorentzerrung mit Filterung in mindestens einer der Empfangs stationen für die Übertragung im Uplink vorzusehen und eine bislang für die Empfangsstationen beschriebene Datendetektion in entsprechender Weise in der Basisstation für die Detektion der im Uplink übertragenen Daten in der Basisstation vorzuse hen.

Das oben beschriebene mehrkanalige Übertragungsverfahren zwi schen der Basisstation und den Empfangsstationen, die im fol genden auch als Nutzer bezeichnet werden, und bei dem die Übertragungseigenschaften aller Funkkanäle, die verantwort lich für ISI sind, und die Codes aller Funkkanäle, die ver antwortlich für MAI sind, berücksichtigt werden, wird im fol genden durch mathematische Formeln beschrieben. Diese Formeln können entweder durch ein entsprechendes Programm oder ent sprechende Hardwarebausteine, die diese Formeln implementie ren, realisiert werden.

Fig. 3 zeigt einen zeitlichen Ablauf bei TDD-Betrieb mit Vorentzerrung. Bei einem ersten Schritt 200 sendet die erste Empfangsstation MS1 Referenzsignale zur Schätzung der Über tragungseigenschaften des ersten Funkkanals RC an die Basis station BS1. Diese Kanalschätzung wird in einem zweiten Schritt 205 nach Empfang der Referenzsignale in der Basissta tion BS1 durchgeführt. Anschließend findet im Modulator MOD eine Spreizung und im Filter FI eine Vorentzerrung der an die erste Empfangsstation MS1 zu übertragenden Signale in einem dritten Schritt 210 statt. Die vorentzerrten Signale werden dann von der ersten Empfangsstation MS1 in einem vierten Schritt 215 empfangen und werden dort nach Prüfung durch die Auswertevorrichtung EVV entweder entzerrt und entspreizt oder nur entspreizt.

Fig. 1 zeigt wie beschrieben die Basisstation BS1 zur Kanal schätzung in der Rückwärtsstrecke und zum Senden der vorent zerrten Signale. Fig. 3 zeigt wie beschrieben den zeitlichen Ablauf des Verfahrens.

Im folgenden werden mögliche Algorithmen zur Berechnung der vorentzerrenden Filter beschrieben. Die Beschreibung erfolgt im Basisband, also diskret. Die Daten werden blockweise über tragen.

Erfindungsgemäß werden insbesondere spezielle Algorithmen zur Vorentzerrung durch Filter verwendet. Statt durch Pseudoin versen-Bildung einer Matrix Z, werden die Filter durch Berechnung einer Matrix (Z^H.Z+λ.Y^H.Y)^-1.Z^H oder einer Matrix (Z^H.Z+λ.E)^-1.Z^H bestimmt. Die Algorithmen werden in Ausfüh rungsbeispielen näher erläutert. Die Erfindung hat gegenüber dem Pseudoinversen-Verfahren insbesondere den Vorteil, weni ger fehlerbehaftete Detektionsergebnisse zu liefern. Da zur Vorentzerrung Filter eingesetzt werden, kann das Verfahren gleichzeitig mit JD-Empfängern (Joint detection) verwendet werden.

In vorteilhafter Weise werden somit insbesondere die Matrix (Z^H.Z+λ.Y^H.Y)^-1.Z^H oder die Matrix (Z^H.Z+λ.E)^-1.Z^H anstelle der Pseudoinversen Z' von Z für die Bildung der Filterkoeffizien ten verwendet.

Ausführungsbeispiele

UMTS TDD-Modus:

- CDMA-System
- Burstweise Übertragung, Burst enthält Referenzsignal zur Kanalschätzung (vgl. Fig. 4)
- TDD-Betrieb
- Kanalschätzung in der Rückwärtsstrecke, Vorentzerrung in der Vorwärtsstrecke
- Vorentzerrung durch Filterung. Die im kodierten Gesamtsig nal enthaltenen verschieden CDMA-kodierten Teilsignale werden verschieden gefiltert.

Fig. 6 zeigt die Sende- und Empfangsvorrichtung zur Kanal schätzung in der Rückwärtsstrecke und zum Senden der vorent zerrten Signale. Fig. 7 zeigt den zeitlichen Ablauf des Ver fahrens.

Im Folgenden wird gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ein Algorithmus zur Berechnung der vorentzerrenden Filter be schrieben. Die Beschreibung erfolgt im Basisband, also dis kret. Die Daten werden blockweise übertragen. Bei d ^(k) = (d^(k) ₁, . . ., d^(k) _M), k = 1, . . ., K der Vektor der M zu übertragen den 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 das CDMA-kodierte Datensignal des k-ten Nutzers x ^(k)T schreiben als

Diese Signale werden nach der Modulation linear gefiltert. Die Filter-Koeffizienten seien mit p (k)|ν, ν = 1, . . ., V (V = festzulegende Filterlänge) bezeichnet. Die Filterung kann in Matrixschreibweise geschrieben werden als:

wobei

Die gefilterten Signale werden zum Sendesignal t aufsummiert:

Anschließend wird dieses Summensignal über Mehrwegekanäle zum Empfänger übertragen. Mit den Impulsantworten h ^(k) = (h₁ ^(k), . . ., h_W ^(k)) (W = Kanallänge), dem additiven Rauschen n ^(k) = (n^(k) ₁, . . ., n^(k) _M.Q+W-1), k = 1, . . ., K der verschiedenen Nutzerübertragungskanäle und den Faltungsmatrizen

empfängt der k-te Empfänger des Systems also das Signal

Der 'matched filter'-Empfänger (1-Finger-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 Gesamtvek tor aller demodulierter Signale:

mit
Z := R^H.H.D^T.Y
Y = D.X

Hieraus folgt, dass die Abweichung von zu d minimal wird, wenn für p die folgende Pseudoinversenlösung gewählt wird [5]:

p ^T = Z^t.d ^T

Z^t bezeichnet die Pseudoinverse der Matrix Z. Diese Lösung berücksichtigt nicht, dass das zu sendende Signal eine vorge gebene Sendeleistung haben muss. Dies muss durch anschlie ßende Skalierung noch sicher gestellt werden. Die resultie rende Gesamtlösung ist dann aber nicht mehr optimal, sondern führt zu unnötig Fehler-behafteten Detektionen.

Weniger Fehler-behaftete Detektionen erreicht man durch Mini mierung der Abweichung - d unter der Nebenbedingung vorgegebener Sendeleistung:

||t||² = const.

Die Filterkoeffizienten haben dann die Form

p ^T = (Z^H.Z + λ.Y^H.Y)^-1.Z^H.d ^T

λ ist ein freier Parameter, über den die Detektionsergeb nisse optimiert werden können. Der Grenzwert λ → 0 entspricht der Pseudoinversenlösung. Der hier vorgeschlagene Algorithmus berücksichtigt die Nebenbedingung vorgegebener Sendeleistung exakter. Daher liefert er bessere Detektions-Ergebnisse. Das optimale λ hängt vom Signal zu Interferenz-Verhältnis E_b/N₀ ab.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel erreicht man eben falls weniger fehlerbehaftete Detektionen als bei der Verwen dung der Pseudoinversenlösung durch Verwendung von Filterko effizienten der Form

p ^T = (Z^H.Z + λ.E)^-1.Z^H.d ^T

Dabei stellt E eine Einheitsmatrix dar. λ ist wie im ersten Ausführungsbeispiel ein freier Parameter, über den die Detek tionsergebnisse optimiert werden können. Auch hier entspricht der Grenzwert λ → 0 der Pseudoinversenlösung. Die Berechnung der Filterkoeffizienten gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel hat gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel den Vorteil, dass weniger Rechenleistung erforderlich ist, da die Matrix Y und Y^H sowie Y.Y^H nicht bestimmt werden muss.

Das Sendesignal D.X.p ^T ist gegenüber dem nicht vorentzerrten Signal Σ K|k=1x ^(k) um V-1 Komponenten verlängert. Um Interferen zen aufeinanderfolgender Bursts zu vermeiden, wird daher nur das um V-1 Komponenten verkürzte Signal gesendet.

Neben den Datensignalen werden für jeden Nutzer eigene Refe renzsignale übertragen. Das einem Nutzer zugeordnete Refe renzsignal wird ebenfalls mit dem für sein Datensignal er rechneten Vorentzerrungsfilter gefiltert (Fig. 8, oben links). Im Empfänger wird der Nutzerkanal mit Hilfe des zuge ordneten vorentzerrten Referenzsignals geschätzt (Fig. 8, oben rechts). Die Schätzung beschreibt nicht nur den Mobil funkkanal, sondern die Kombination aus Mobilfunkkanal, Vor entzerrungsfilter und HF-Verarbeitung (im Sender bestehend aus Switch, HF-Filter, Leistungsverstärker und Verdrahtung, im Empfänger bestehend aus Switch, HF-Filter, Verstärker, ZF- Filter, Basisband-Filter und Verdrahtung) (Fig. 8, oben). Dies hat den Vorteil, dass alle auf der Kanalschätzung basie renden Funktionen des Empfängers gegenüber einem System ohne Vorentzerrung beibehalten werden können. Das System mit Fil ter-Vorentzerrung ist nämlich einem System ohne Vorentzerrung äquivalent, bei dem der Mobilfunkkanal um das Vorentzerrungs filter erweitert ist. Dies bedeutet insbesondere folgende Vorteile:

1. Trotz Vorentzerrung können JD-Verfahren (joint detection) zur Detektion eingesetzt werden. Da die Vorentzerrung in der Empfänger-Kanalschätzung voll enthalten ist, wird sie durch JD-Verfahren welche die Gesamtkanalschätzung verwen den automatisch berücksichtigt.
2. Auf den Referenzsignalen basierende Synchronisations- Mechanismen können unverändert weiter verwendet werden. Die aufgrund der Vorentzerrung nötige Veränderung der Syn chronisation (gegenüber einem System ohne Vorentzerrung) wird automatisch durch die veränderten Referenzsignale be rücksichtigt.

Gemeinsame Vorentzerrung und gemeinsame Detektion lassen sich somit in vorteilhafter Weise gleichzeitig verwenden, wenn die Vorentzerrung durch Filter vorgenommen wird.

Auch die HF-Übertragungseigenschaften von Sender und Empfän ger sind in den Kanalschätzungen des Empfängers enthalten. Die HF-Übertragungseigenschaften in der Rückwärtsstrecke sind im mitgeschätzten Vorentzerrungsfilter enthalten. Die HF- Übertragungseigenschaften in der Vorwärtsstrecke werden di rekt mitgeschätzt. Laufzeitunterschiede durch unterschiedli che HF-Übertragungseigenschaften in Rückwärts- und Vorwärts strecke, die bei Vorentzerrung nach [3] eine Korrektur im Empfänger erfordern, werden hier automatisch durch auf Refe renzsignalen basierende Synchronisationsmechanismen berück sichtigt.

Fig. 9 zeigt Simulationsergebnisse für die Abhängigkeit der Detektionsfehlerrate von λ, die in mindestens einem Vorver such gewonnen wurden. Durch den neuen Algorithmus (λopt1) lässt sich die Detektionsfehlerrate gegenüber dem Pseudoin versen-Algoritmus (λ = 0) erheblich verbessern. Die Abbildung zeigt außerdem, dass das optimale λ, bei dem BER minimal ist, 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 Basissta tion wie z. B. BS1 und mindestens einer Mobilstation wie z. B. MS1 eines Funkkommunikationssystems in der Basisstation BS1 eine Vorentzerrung der zu übertragenden Signale vorgenommen. Dazu wird der Signal-/Rauschverhältnis (SN1) mindestens eines Testsignals wie z. B. TS1 in Fig. 7, das von der jeweiligen Mobilstation wie z. B. MS1 an die zugeordnete Basisstation wie z. B. BS1 gesendet wird, im aktuell vorliegenden Funkkanal zwischen der Basisstation und der jeweilig zugeordneten Mo bilstation in der Basisstation bestimmt. Aufgrund dieses ge messenen Signal-/Rauschabstandes im aktuellen Funkkanal wird mindestens ein Entzerrparameter wie z. B. λopt1 in Fig. 9 für die Vorentzerrung des Funkkanals beim Übertragen von Signalen von der Basisstation an die Mobilstation aus einer bereitge stellten Vielzahl von Entzerrparametern λ derart ausgewählt wird, dass die Detektions-Fehlerrate BER bei diesem gemesse nen Signal-/Rauschverhältnis minimal wird. Die Entzerrparame ter λ sind dabei unterschiedlichen Signal-/Rauschabständen (SN1 mit SNk) und Detektions- Fehlerraten BER zugeordnet so wie in mindestens einem Vorversuch ermittelt und zur Auswer tung bereitgestellt worden.

Claims

1. Verfahren zur Daten-/Nachrichtenübertragung zwischen min destens einer Basisstation (BS1) und mindestens einer Mo bilstation (MS1) eines Funkkommunikationssystems, wobei in der jeweiligen Basisstation (BS1) eine Vorentzerrung der zu übertragenden Signale vorgenommen wird dadurch gekennzeichnet, dass
das Signal-/Rauschverhältnis (SN1) mindestens eines Test signals, das von der jeweiligen Mobilstation (MS1) an die zugeordnete Basisstation (BS1) gesendet wird, im aktuell vorliegenden Funkkanal (RC) zwischen der Basisstation (BS1) und der jeweilig zugeordneten Mobilstation (MS1) in der Basisstation bestimmt wird,
dass aufgrund dieses gemessenen Signal-/Rauschabstandes (SN1) im aktuellen Funkkanal (RC) mindestens ein Entzerr parameter (λopt1) für die Vorentzerrung des Funkkanals beim Übertragen von Signalen von der Basisstation an die Mobilstation aus einer bereitgestellten Vielzahl von Ent zerrparametern (λ) derart ausgewählt wird, dass die De tektions-Fehlerrate (BER) bei diesem gemessenen Sig nal-/Rauschverhältnis (SN1) minimal wird,
und dass die Vielzahl von Entzerrparametern (λ) unter schiedlichen Signal-/Rauschverhältnissen (SN1 mit SNk) und Detektions-Fehlerraten (BER) zugeordnet sowie in mindestens einem Vorversuch ermittelt und zur Auswertung bereitgestellt worden ist.

2. Verfahren für die Übertragung von Datensignalen zwischen einer Sendestation und mehreren Empfangsstationen über Funkkanäle, wobei in der Sendestation die Datensignale für unterschiedliche Empfangsstationen mit unterschiedli chen Codes gespreizt werden, wobei eine Vorentzerrung der zu übertragenden Datensignale vorgenommen wird und wobei bei der Vorentzerrung die Übertragungseigenschaften aller Funkkanäle und alle unterschiedlichen Codes berücksich tigt werden, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu übertragenden Datensignale in der Sendestation durch Filterung vorentzerrt werden.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Filterung mit einem linearen Filter, deren Filterko effizienten insbesondere anhand des Produkts λ.Y^H.Y oder λ.E, wobei λ einer der Entzerrungsparameter, Y eine Mat rix der codierten Datensignale und E die Einheitsmatrix ist, berechnet sind, durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Datensignale für verschiedene Empfangsstationen verschie den gefiltert werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass zumindest mit einem Teil der Datensignale Referenz signale zu den verschiedenen Empfangsstationen übertragen und vor ihrer Übertragung in gleicher Weise wie die Da tensignale gefiltert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignale und die Referenzsignale gemeinsam vor entzerrt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignale und die Referenzsignale in getrennten Blöcken eines Bursts (BU) übertragen werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorentzerrung blockweise durchgeführt wird, so dass die Blöcke des Burst (BU) getrennt vorentzerrt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorentzerrung burstweise durchgeführt wird, so dass die Blöcke zusammenhängend vorentzerrt werden.

10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine erste Empfangsstation ein eigenes Referenzsignal übertragen wird.

11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Datensignale nach ihrer Filterung und vor ihrer Übertragung um mindestens eine Komponente verkürzt wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Empfangsstation empfangene Referenzsignale in einem ersten Korrelationsempfänger mit dem für diese Empfangsstation vorgegebene Referenzsignal korreliert werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt des größten Korrelationswertes als Synchro nisationszeitpunkt zum Synchronisieren der für diese erste Empfangsstation übertragenen Signale verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Phase der empfangenen Datensignale an die Phase des größten Korrelationswertes angepasst wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass aus den in der ersten Empfangsstation empfangene Refe renzsignalen eine Kanalschätzung des Funkkanals von der Sendestation zur ersten Empfangsstation abgeleitet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalschätzung durch Vergleich der empfangenen Refe renzsignale mit dem für die erste Empfangsstation vorge gebene Referenzsignal mittels Korrelation ermittelt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Kanalschätzung in der ersten Empfangsstation ein Verfahren zur Datendetektion gewählt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei der ersten Empfangsstation geprüft wird, ob die Da tensignale über mehrere Wege empfangen wurde, dass in diesem Fall ein Verfahren zur Entzerrung und Entspreizung der empfangenen Datensignale, insbesondere mittels eines Rake-Empfängers oder eines Joint-Detection-Verfahrens, angewendet wird und dass andernfalls eine Datendetektion lediglich durch Entspreizung, insbesondere mittels eines zweiten Korrelationsempfängers, durchgeführt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Entzerrung und Entspreizung der empfan genen Datensignale in Abhängigkeit einer mit den empfan genen Referenzsignalen durchgeführten Kanalschätzung aus geführt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einwegeempfang dann festgestellt wird, wenn innerhalb einer vorgegebenen Zeit in genau einem Pfad i des Funkka nals von der Sendestation zu der entsprechenden Empfangs station ein vorgegebener Leistungswert überschritten wird und dass andernfalls ein Mehrwegeempfang festgestellt wird.

21. Sendestation mit einem Übertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

22. Sendestation nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass für die Übertragung von Datensignalen zu mehreren Empfangsstationen über Funkkanäle die Datensignale für verschiedene Empfangsstationen mit unterschiedlichen Co des gespreizt werden, wobei ein Modulator, ein Codegene rator, und ein Kanalschätzer vorgesehen sind.

23. Sendestation nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulator eine Spreizung der zu übertragenden Daten signale aufgrund der Informationen des Codegenerators vornimmt und dass ein Filter vorgesehen ist, mit dem die Sendestation eine Vorentzerrung aufgrund der Informatio nen des Codegenerators und des Kanalschätzers vornimmt.

24. Sendestation nach einem der Ansprüche 21 mit 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter linear ist und Filterkoeffizienten insbeson dere anhand des Produkts λ.Y^H.Y oder λ.E, wobei λ einer der Entzerrungsparameter, Y eine Matrix der codierten Da tensignale und E die Einheitsmatrix ist, berechnet sind.

25. Sendestation nach einem der Ansprüche 21 mit 24, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Empfangsstation ein Filter in der Sendestation vorgesehen ist.

26. Sendestation nach einem der Ansprüche 21 mit 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein Referenzsignalgenerator vorgesehen ist, mit dem die Sendestation zumindest für eine der Empfangsstationen ein Referenzsignal erzeugt und dass eine Filterung des Refe renzsignals in gleicher Weise wie bei den zu dieser Empfangsstation zu übertragenden Datensignalen erfolgt.

27. Sendestation nach einem der Ansprüche 21 mit 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter die Datensignale und die Referenzsignale ge meinsam vorentzerrt.

28. Sendestation nach einem der Ansprüche 21 mit 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sendevorrichtung die Datensignale und die Referenz signale in getrennten Blöcken eines Bursts überträgt.

29. Sendestation nach einem der Ansprüche 21 mit 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter die Vorentzerrung blockweise durchführt, so dass die Blöcke des Bursts getrennt vorentzerrt werden.

30. Sendestation nach einem der Ansprüche 21 mit 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter die Vorentzerrung burstweise durchführt, so dass die Blöcke zusammenhängend vorentzerrt werden.

31. Sendestation nach einem der Ansprüche 21 mit 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzsignalgenerator für eine erste Empfangssta tion ein eigenes Referenzsignal einfügt.

32. Sendestation nach einem der Ansprüche 21 mit 31, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sendevorrichtung der Sendestation zumindest einen Teil der Datensignale nach ihrer Filterung und vor ihrer Übertragung um mindestens eine Komponente verkürzt.

33. Empfangsstation mit einem Übertragungsverfahren nach ei nem der vorhergehenden Ansprüche.

34. Empfangsstation mil einer Empfangsschaltung für den Empfang von codierten Datensignalen einer Sendestation und mit Mitteln zur Detektion der für die Empfangsstation vorgesehenen Datensignale durch Entspreizung mit einem der Empfangsstation zugeordneten Code, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen ersten Detektor zur Durchführung eines Verfahrens zur Entzerrung und Entspreizung der empfange nen und durch, insbesondere lineare, Filterung in der Sendestation vorentzerrten Datensignale, insbesondere mittels eines Rake-Empfängers oder eines Joint Detection Verfahrens, umfassen.

35. Empfangsstation nach einem der Ansprüche 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen zweiten Detektor zur Durchführung eines Verfahrens zur Datendetektion lediglich durch Entsprei zung, insbesondere mittels eines Korrelationsempfängers, umfassen, dass eine Auswertevorrichtung vorgesehen ist, die anhand der empfangenen und durch Filterung in der Sendestation vorentzerrten Signale prüft, ob die Signale über mehrere Wege empfangen wurden, dass die Auswertevor richtung in diesem Fall die Empfangsschaltung mit dem ersten Detektor verbindet und dass andernfalls die Aus wertevorrichtung die Empfangsschaltung mit dem zweiten Detektor verbindet.

36. Empfangsstation nach einem der Ansprüche 33 mit 35, dadurch gekennzeichnet, dass ein Demultiplexer vorgesehen ist, der aus einem empfange nen Datenstrom Datensignale und Referenzsignale trennt.

37. Empfangsstation nach einem der Ansprüche 33 mit 36, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Korrelationsempfänger vorgesehen ist, der die empfangenen Referenzsignale nach dem Demultiplexen mit einem für die Empfangsstation vorgegebenen Referenzsignal korreliert.

38. Empfangsstation nach einem der Ansprüche 33 mit 37, dadurch gekennzeichnet, dass eine Synchronisiervorrichtung vorgesehen ist, die den Zeitpunkt des größten Korrelationswertes als Synchronisa tionszeitpunkt zum Synchronisieren der für die Empfangs station übertragenen Datensignalen auswählt.

39. Empfangsstation nach einem der Ansprüche 33 mit 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisiervorrichtung die Phase der empfangenen Datensignale an die Phase des größten Korrelationswertes anpasst.

40. Empfangsstation nach einem der Ansprüche 33 mit 39, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Korrelationsempfänger aus den in der ersten Empfangsstation empfangene Referenzsignalen eine Kanal schätzung des Funkkanals von der Sendestation zur Empfangsstation ableitet.

41. Empfangsstation nach einem der Ansprüche 33 mit 40, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Korrelationsempfänger die Kanalschätzung durch Vergleich der empfangenen Referenzsignale mit dem für die Empfangsstation vorgegebenen Referenzsignal mittels Kor relation ermittelt.

42. Empfangsstation nach einem der Ansprüche 33 mit 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung die Prüfung anhand einer Kanal schätzung des Funkkanals von der Sendestation zu der Empfangsstation, insbesondere durch Auswertung eines auf diesem Funkkanal übertragenen Referenzsignals, durch führt.

43. Empfangsstation nach einem der Ansprüche 33 mit 42, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Kanalschätzung die Entzerrung der Datensig nale im ersten Detektor erfolgt.

44. Empfangsstation nach einem der Ansprüche 33 mit 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung einen Einwegeempfang dann fest stellt, wenn innerhalb einer vorgegebenen Zeit in genau einem Pfad i des Funkkanals von der Sendestation zu der Empfangsstation ein vorgegebener Leistungswert über schritten wird und dass andernfalls ein Mehrwegeempfang festgestellt wird.