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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Untersuchen eines sich zwischen
einem Sender und einem Empfänger
befindenden Funkkanals, wobei vom Sender ein periodisches Testsignal
ausgesendet wird, das einer Mehrwegeausbreitung unterliegt und dabei
in eine Vielzahl von pfadgewichteten Testeinzelsignalen aufgeteilt
wird und das aus einer Vielzahl von Blöcken mit einer Blockdauer besteht, die
mindestens so groß wie
die längste
Laufzeit aller zu berücksichtigenden,
pfadgewichteten Testeinzelsignale ist. Hierbei werden am Empfänger an
mehreren Einzelantennen einer Empfangsantennenanordnung die überlagerten
pfadgewichteten Testeinzelsignale jeweils als Mess-Signal eines
Messkanals empfangen und diese Mess-Signale werden den Eingängen eines
Multiplexers zugeführt,
bei dem jeder seiner Eingänge
mindestens eine Blockdauer lang an seinen Ausgang durchgeschaltet
wird, von dem aus die gemultiplexten Mess-Signale einer Signal-
und Datenverarbeitungseinrichtung zugeführt werden, welche die gemultiplexten
Mess-Signale eines Messdatensatzes in örtlich komplexe Impulsantworten überführt und
daraus als Ergebnis eine richtungsaufgelöste komplexe, die Eigenschaften
des Funkkanals widerspiegelnde Impulsantwort berechnet. Ferner bestimmt
die Signal- und Datenverarbeitungseinrichtung dazu bei der Verarbeitung
der örtlich
komplexen Impulsantworten mit Hilfe eines Richtungsschätzalgorithmus,
insbesondere eines auf einem "Maximum Likelihood"-Verfahren basierenden
ESPRIT-Algorithmus, die Einfallsrichtungen und komplexen Amplitudenwerte,
d.h. die Anzahl der Reflexionen, deren Verzögerung, Leistung und Phase,
für jede
ermittelte Einfallsrichtung zu jedem Abtastzeitpunkt des Funkkanals
nach Art eines Schnappschusses.
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In
einem der Kommunikation dienenden Funkkanal, insbesondere in einem
Mobilfunkkanal, entstehen Mehrwegeausbreitungen des vom Sender der
Funkstrecke ausgestrahlten Signals, die sich infolge der Ausbreitung
dieses Signals auf unterschiedlichen Wegen ergeben, wobei es zu
Reflexionen, Abschattungen, Streuungen und Dopplerverschiebungen
dieses Signals kommt. Am Empfänger der
Funkstrecke wird dann eine Vielzahl von pfadgewichteten Signalen
empfangen, die sich auf den verschiedensten Wegen ausgebreitet haben
und überlagern.
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Zur
Weiterentwicklung und Optimierung von Mobilfunksystemen werden statistisch
relevante Kanalmodelle benötigt,
welche das Verhalten eines Funkkanals wirklichkeitsgetreu beschreiben.
Zu diesem Zweck müssen
die komplexen Eigenschaften des von den jeweiligen örtlichen
Bedingungen abhängigen
Kanalmodells möglichst
vollständig
erfasst und beschrieben werden. Zur Vermessung eines realen Funkkanals
wird gewöhnlich
eine breitbandige Messung der komplexen Übertragungsfunktion des jeweiligen
zeitvarianten Funkkanals bewerkstelligt, wobei als Mess-System ein
sogenannter Channel-Sounder eingesetzt wird, der sendeseitig ein Testsignal
abstrahlt, dessen örtliche,
komplexe Impulsantwort am Ende des Funkkanals empfangen und ausgewertet
wird.
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Bei
der Satellitennavigation beispielsweise kommt es in den Empfängern zu
Fehlern in der Positionsbestimmung durch Reflexionen des vom Satelliten
ausgesendeten Funksignals an Objekten, z.B. an Gebäuden, im
Ausbreitungskanal. Diese Reflexionen erreichen den Empfänger verzögert zum
direkten LOS(Line of Sight)-Signal. Entscheidend für den Positionsbestimmungsfehler
sind die Leistung, die Verzögerung
(Delay) und die Modulation der Reflexionen. Vor allem statische
Reflexionen mit einer Verzögerung,
die kleiner als die Dauer eines Chips des verwendeten Spreizcodes
ist, können
heute bei Satellitennavigationsempfängern nicht eliminiert werden. Sie überlagern
das direkte Signal und führen
zu einer fehlerhaften Laufzeitmessung der Satellitensignale. Beim
bekannten, vielfach benutzten GPS (Global Positioning System) können diese
Fehler einige 10 Meter betragen. Die notwendige Auflösung zur
Charakterisierung des Kanals liegt in Verzögerungsrichtung im Bereich
von Nanosekunden (ns).
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Um
derartige Mehrwege-Funkkanäle
exakt beschreiben zu können,
sind viele Messungen durchzuführen,
in deren Verlauf ländliche
und städtische Kanäle für Fußgänger und
Kraftfahrzeuge gemessen werden. Dies trifft nicht nur auf die Satellitennavigation
zu, sondern auch auf andere, auf einer Synchronisation basierende
Systeme und darüber
hinaus auch auf alle von Mehrwegeproblemen betroffenen Funkkommunikationssysteme
zu. Vor allem bei zukünftigen
Breitbandsystemen ist die genaue Beschreibung des Funkkanals notwendig.
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Aus
DE 197 41 991 C1 ist
ein Channel-Sounder-Mess-System der Firma MEDAV Digitale Signalverarbeitung
GmbH, Uttenreuth, DE bekannt, von dem bei der Erfindung ausgegangen
worden ist. Hierbei wird ein festgelegtes Verfahren zum Bestimmen einer
richtungsaufgelösten
komplexen Impulsantwort eines Funkkanals angewendet, das sich aus
einer Reihe von Schritten zusammensetzt. Zuerst wird am einen Ende
einer Funkübertragungsstrecke
von einer Sendeantenne ein Testsignal abgegeben, das nachfolgend
einer Mehrwegeausbreitung unterliegt und dabei in eine Vielzahl
von pfadgewichteten Testsignalen aufgeteilt wird, die gemeinsam
die richtungsaufgelöste
komplexe Impulsantwort darstellen, und das aus einer Vielzahl von
aneinandergereihten äquidistanten
Blöcken
mit einer Blocklänge
besteht, die zumindest so groß wie
die längste
Laufzeit aller zu berücksichtigender
pfadgewichteter Testsignale ist.
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An
einer räumlichen
Antennenanordnung mit mehreren jeweils eine Empfangsantenne umfassenden
Messkanälen
werden die überlagerten
pfadgewichteten Testsignale am anderen Ende der Funkübertragungsstrecke
empfangen, wobei jede Empfangsantenne ein Mess-Signal abgibt, das
dann an jeweils einen Eingang eines Multiplexers geleitet wird.
Der Multiplexer wird über
eine Steuereinheit zum zyklischen Umschalten zwischen den Eingängen angesteuert,
wobei jeder Eingang mindestens für
die Dauer einer Blocklänge
an den Ausgang des Multiplexers durchgeschaltet wird.
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Es
wird dann ein Messdatensatz gebildet, der jeweils einen Block aus
jedem der Mess-Signale enthält.
Es werden dann zyklisch weitere Messdatensätze gebildet, wobei die Zeit
zwischen dem aufeinanderfolgenden Abtasten desselben Messkanals
so gewählt
ist, dass einerseits das Abtasttheorem bezüglich der Dopplerbandbreite
des Funkkanals für
jeden Messkanal erfüllt
ist und andererseits für
jeden Messdatensatz alle Messkanäle
abgetastet werden können.
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Danach
werden durch Interpolation die Werte der örtlichen komplexen Impulsantworten
aller Messkanäle
zu einem gemeinsamen Zeitpunkt bestimmt. Schließlich wird aus den interpolierten
Werten die richtungsaufgelöste
komplexe Impulsantwort berechnet, die Auskunft über die Charakteristiken des
untersuchten Funkkanals gibt. Aus den örtlichen komplexen Impulsantworten
werden mit Hilfe eines Richtungsschätzalgorithmus die Einfallsrichtungen und
mit Hilfe dieser durch einen Strahlbilder (Beamformer) die komplexen
Amplituden ermittelt.
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Als
Richtungsschätzalgorithmus
kann hierbei vorzugsweise ein sogenannter ESPRIT-Algorithmus verwendet
werden, der wohlbekannt ist und beispielsweise in dem Artikel von
Roy Kailath: "ESPRIT – Estimation
of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques" in IEEE Transactions
on Acoustics, Speech and Signal Processing, Vol. 37, No. 7, 07.07.1989
beschrieben wird.
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Damit
sich eine hohe Auflösung
in Verzögerungsrichtung
ergibt, ist eine möglichst
hohe Messbandbreite erforderlich, und für die Bestimmung von Dopplerverschiebungen
und Dopplerbandbreiten wird eine hohe Abtastrate benötigt. Die
Messdaten bilden sich nun auf diesem Abtastratenraster ab. Mit der
zum Channel-Sounder gehörenden
Software lassen sich dann Verzögerungs-
und Doppler Spektren aus den Messdaten berechnen. Es ist jedoch
nicht möglich
einzelne Reflexionen zu isolieren und deren Charakteristiken unabhängig darzustellen.
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Mit
dem bekannten Messverfahren können Reflexionen
bei statischen Messungen nur näherungsweise,
bei dynamischen Messungen nur sehr eingeschränkt analysiert werden. Insbesondere über die
Häufigkeiten
von Echos, die Dauer von Echos, "Geburten-" bzw. "Sterberaten", die Anzahl von
Reflexionen, mittlere Leistungen und Verzögerungen, Variationen von Leistung
und Verzögerung
können keine
statistischen Aussagen getroffen werden.
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Der
Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zu Grunde, das bekannte Funkkanal-Untersuchungsverfahren
so weiterzubilden, dass es möglich
wird, einzelne Reflexionen in den Messdaten zu isolieren und deren
Charakteristik unabhängig
darzustellen, vor allem auch bei dynamischen Kanalmessungen. Überdies
soll es ermöglicht
werden, statistische Aussagen über
eine Vielfalt von Eigenschaften des gemessenen Kanals zu machen,
was bislang nicht möglich
war, aber zur Modellierung des Sa tellitennavigationskanals, zum
Entwurf von Navigationssystemen und zur Erarbeitung von Lösungen notwendig ist,
um den Fehlereinfluss durch Reflexionen in Zukunft weiter zu vermindern.
Analog zum Einsatz bei diesen speziellen Satellitennavigationssystemen
und anderen auf Synchronisation basierenden Funksystemen soll das
durch die Erfindung zu schaffende Verfahren auch auf Messdaten anderer
Mehrwegekanäle,
wie sie in der Funkkommunikation und insbesondere beim Mobilfunk
auftreten, anwendbar sein. Vor allem bei zukünftigen Breitbandsystemen ist
eine genauere Beschreibung des Kanals notwendig.
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Gemäß der Erfindung,
die sich auf ein Verfahren zum Untersuchen eines Funkkanals der
eingangs genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe in vorteilhafter
Weise dadurch gelöst,
dass das Ergebnis dieser Berechnung zur Rauschunterdrückung bandbegrenzt
und sowohl in Zeit- als auch in Verzögerungsrichtung gefiltert wird,
dass dann mittels eines vierdimensionalen "Minimum Distance Search"-Algorithmus in Zeit-,
Verzögerungs-,
Leistungs- und Bewegungsrichtung Ketten von Reflexionen detektiert
und anschließend
durch Polynome approximiert werden, so dass das Ergebnis ein sehr
genaue Information über
den Verzögerungsverlauf
jeder Reflexion im Beobachtungszeitraum sowie über deren Beginn und Ende ist,
und dass mit Hilfe dieser Informationen durch Interpolation der
Messdaten der Signalverlauf und das Spektrum für jede einzelne Reflexion aus
den Messdaten extrahiert werden.
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Nachdem
die Messdaten in bekannter Weise zuerst mit dem in der Channel-Sounder-Software verfügbaren „Super
Resolution Algorithmus" ESPRIT,
der auf einem "Maximum
Likelihood"-Verfahren beruht,
postprozessiert worden ist, dessen Ergebnis eine Schätzung der
Anzahl der Reflexionen, deren Verzögerung, Leistung und Phase
zu jedem Abtastzeitpunkt (Schnappschuss) des Kanals ist, wird das
Ergebnis dieser Berechnung gemäß der Erfindung
nun bandbegrenzt und sowohl in Zeit- als auch Verzögerungsrichtung
gefiltert, um Rauschen im ESPRIT-Ergebnis zu unterdrücken.
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Mittels
des vierdimensionalen „Minimum
Distance Search"-Algorithmus, der
in Zeit-, Verzögerungs-,
Leistungs- und Bewegungsrichtung wirkt, werden dann Ketten von Reflexionen
detektiert und anschließend
durch Polynome approximiert. Das Ergebnis ist eine sehr genaue Ermittlung
des Verzögerungsverlaufes
der Reflexion im Beobachtungszeitraum sowie die Bestimmung von deren
Beginn und Ende. Mit diesen Informationen können anschließend aus
dem Messdatenraster durch Interpolation der Signalverlauf und das
Spektrum für
jede einzelne Reflexion im gemessenen Kanal berechnet werden.
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Auf
Grund der Informationen über
den Verzögerungsverlauf
jeder Reflexion sowie über
deren Beginn und Ende können
in vorteilhafter Weise statistische Aussagen insbesondere über Häufigkeiten
von Reflexionen, Dauer der Reflexionen, "Geburten-" bzw. "Sterberaten", Anzahl von Reflexionen, mittlere Leistungen
und Verzögerungen,
Variationen von Leistung und Verzögerung der Reflexionen getroffen werden.
Damit ist man auch in der Lage, den Funkkanal sehr genau zu beschreiben
und zu modellieren.
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Was
die Detektion von einzelnen Reflexionen in den Messdaten betrifft,
so konnten bisher nur für
statische Messungen, d.h. für
zeitlich konstante Verzögerungsverläufe die
Charakteristiken von Reflexionen bestimmt werden. Für diesen
Fall ist der Verzögerungsverlauf
von Reflexionen konstant. Durch Auswahl eines Verzögerungsbereiches
in den Messdaten lassen sich diese Reflexionen isolieren und untersuchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, für den statischen
und dynamischen Fall jede einzelne Reflexion mit ihren Kenndaten, also
Verzögerung,
Leistung und Phase, aus den Messdaten zu extrahieren.
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Was
die Analyse von Reflexionen mit zeitlich veränderlichem Verzögerungsverlauf
anbelangt, so kann erst durch die erfindungsgemäße Detektion des Verzögerungsverlaufes
und von Beginn bzw. Ende der Reflexionen jede einzelne Reflexion
für sich
genau analysiert werden. Bisher konnten vor allem bei dynamischen
Messungen nur Aussagen über
Bereiche des Funkkanals gemacht werden, zu dem in typischer Weise
mehrere Reflexionen Beiträge
liefern.
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Was
die statistische Auswertung betrifft, so wird es erst durch die
erfindungsgemäße Detektion der
einzelnen Reflexionen möglich,
statistische Aussagen über
Häufigkeiten
von Echos, deren Dauer, "Geburten-" bzw. "Sterberaten", Anzahl von Reflexionen,
mittlere Leistungen und Verzögerungen,
Variationen von Leistung und Verzögerung und vieles mehr zu machen.
Bisher war dies nicht möglich.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen des Verfahrens zum Untersuchen eines Funkkanals
gemäß der Erfindung
sind in den unmittelbar oder mittelbar auf den Patentanspruch 1
rückbezogenen
Unteransprüchen angegeben.
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Anhand
von Diagrammen, die sich aus im Rahmen einer Mehrwegekanalmessung
entstandenen Messergebnissen ergaben, wird nachfolgend das Verfahren
zum Untersuchen von Funkkanälen nach
der Erfindung erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
Diagrammausschnitt eines Impulsantwort-Messergebnisses einer gebräuchlichen Mehrwegekanalmessung,
bei der von einem simulierten Satelli ten ein Testsignal zu einem
Nutzer in dicht bebautem, städtischen
Gebiet ausgesendet wurde,
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2 in
einem Diagramm das Ergebnis nach der bekannten "Super Resolution"-Prozessierung mit dem ESPRIT-Algorithmus,
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3 in
einem Diagramm das Ergebnis nach der bekannten "Super Resolution"-Prozessierung ESPRIT eines Schnappschusses,
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4 in
einem Diagrammausschnitt von 2 das Messergebnis
nach der bekannten "Super Resolution"-Prozessierung mit Durchführung des ESPRIT-Schätzalgorithmus,
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5 in
einem Diagramm, das dem Ausschnitt von 4 entspricht,
das Messergebnis nach der bekannten "Super Resolution"-Prozessierung unter Durchführung des
ESPRIT-Schätzalgorithmus und
nach der zum erfindungsgemäßen Verfahren
gehörenden
Filterung,
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6 in
einem Diagramm das Ergebnis einer Reflexionsdetektion unter Anwendung
Suche in Schnappschussrichtung vorwärts sowie rückwärts für die ersten 50 Sekunden einer
Messfahrt,
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7 in
einem Diagramm das Ergebnis nach Approximierung der Reflexionsketten
durch Polynome, die den Verzögerungsverlauf
widerspiegeln, und
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8 in
einem Diagramm, das dem Ausschnitt von 4 und 5 entspricht,
die gemäß dem Verfahren
nach der Erfindung detektierten Reflexionen gemeinsam mit dem ESPRIT-Ergebnis.
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In 1 ist
in Diagrammform beispielhaft ein Ausschnitt eines Messergebnisses
der Mehrwegekanalmessung dargestellt. In diesem Beispiel wurde ein Testsignal
von einem simulierten Satelliten zu einem Nutzer in dicht bebautem
städtischen
Gebiet gesendet. Auf der Abszisse des Diagramm-Koordinatensystems
ist die absolute Verzögerung,
d.h. die Signallaufzeit in ns aufgetragen. Die Ordinate zeigt den Fortlauf
der Messung in den ersten 50 Sekunden. Alle 10 ms wurde
ein impulsähnliches
Testsignal ausgesandt, also ein Schnappschuss des Kanals aufgenommen.
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Das
dabei gemessene Signal stellt also die Impulsantwort des Kanals
auf das Testsignal dar. Das direkte Signal wird zuerst empfangen,
nämlich
nach ca. 5200 ns zu Beginn der Messung, gefolgt von Reflexionen.
Die empfangene Signalenergie ist entsprechend dem rechten, senkrechten
Balken codiert in dB dargestellt, wobei die in reiner Grautönung graduierte Codierung
von etwa -70 dB bis -25 dB reicht und die mit Punkten versehene
Grautönung
den Bereich von etwa -25 dB bis 0 dB abdeckt.
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2 zeigt
das Ergebnis der Messung im Anschluss an eine bekannte "Super Resolution"-Prozessierung mit
dem ESPRIT-Algorithmus.
Deutlich sind nun einzelne Reflexionen voneinander zu unterscheiden.
Zu beachten ist, dass hier in 2 auf der Abszisse
bereits die eigentlich interessierende zusätzliche Verzögerung aufgetragen
ist, also diejenige Verzögerung,
die über
die Verzögerung
des sich direkt ausbreitenden Signal (LOS-Signal) hinausgeht, welches
hier die Nulllinie abbildet.
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In
3 ist
im Detail in einem Zeitablaufdiagramm die am Empfänger ankommende
Leistung eines Testsignals in dB in Abhängigkeit von der Verzögerung in μs für einen
einzelnen Schnappschuss dargestellt. Die mit einem Pluszeichen markierten
Werte sind die gemessenen Abtastwerte a
k,
deren Abtastrate genau dem Reziprokwert der Messbandbreite B = 100
MHz entspricht. Durch Interpolation der Abtastwerte erhält man den
komplexen Verlauf des empfangenen Signals s(t), der in
3 in
Form einer durchgezogenen Kurve dargestellt ist:
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Hierin
ist τ die
zusätzliche
Verzögerung
der betreffenden Reflexion des Testsignals, also diejenige Verzögerung,
die zur Verzögerung
t des sich direkt ausbreitenden Siganls (LOS-Signal) hinzukommt.
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Das
Ergebnis der "Super
Resolution"-Prozessierung
ist in 3 durch die kleinen Kreise dargestellt und liefert
diskrete Reflexionen mit Verzögerung,
Leistung und Phase. Es ist anzumerken, dass es sich hierbei um ein
Modell handelt, welches die Messdaten im Sinne einer "Maximum Likelihood"-Methode bestmöglich approximiert. Die Phasenschätzung z.B.
ist aber für
die Berechnung eines Spektrums viel zu ungenau.
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Da
in der Messung Rauschen vorhanden ist und da der verwendete ESPRIT-Algorithmus
ein Schätzverfahren
darstellt, ist natürlich
auch in dem Ergebnis der "Super
Resolution"- Prozessierung Rauschen
vorhanden. Dies bedeutet, dass selbst im statischen Fall das ESPRIT-Ergebnis
variiert. Die geschätzten
Verzögerungen
können
um einige ns variieren; auch die Leistung variiert um einige dB
und manchmal wird ein einzelnes Echo im mathematischen Sinn durch
zwei Reflexionen "genauer" approximiert. Um
die eigentliche Reflexionsdetektion zu erleichtern, wird nach der
Erfindung im ersten Schritt eine Filterung zur Eliminierung von
Mehrdeutigkeiten vorgenommen. Als Methode zur Filterung wurde eine zweidimensionale
Mittelwertbildung in einem elliptischen Ausschnitt, also sowohl
in Schnappschuss- als. auch in Verzögerungsrichtung implementiert,
wie die in 4 und 5 dargestellten
Diagramm-Detailansichten verdeutlichen sollen, wobei 4 die ungefilterte,
mit dem ESPRIT-Algorithmus
behandelte Impulsantwort zeigt und 5 die gefilterte,
mit dem ESPRIT-Algorithmus behandelte Impulsantwort.
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Im
nächsten
Schritt des Verfahrens nach der Erfindung werden diese Daten mit
Hilfe einer Art "Minimum
Distance Search"-Algorithmus
prozessiert, welcher die eigentliche Reflexionsdetektion darstellt. Diese
Detektion wurde wie folgt implementiert:
- – Ausgehend
von lokalen Leistungsmaxima wird jeweils eine Suche in Schnappschussrichtung vorwärts sowie
rückwärts durchgeführt.
- – Für alle Reflexionen
in einem Abschnitt um den aktuellen Punkt wird nun eine "Distanz" aus den gewichteten
Abweichungen von Verzögerung, Ableitung
der Verzögerung,
Leistung und Zeit (Schnappschussrichtung) berechnet.
- – Jener
Punkt mit der niedrigsten Distanz wird nun an die aktuelle Reflexionskette
angeknüpft.
- – Eine
obere Schranke für
diese Distanz führt
zum Abbruch der Suche und somit zum Ende bzw. Beginn einer Reflexionskette.
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In 6 ist
das Ergebnis dieser Suche wieder für die ersten 50 Sekunden der
Messfahrt, d.h. für 5000
Schnappschüsse
im jeweiligen Abstand von 10 ms, dargestellt, wobei wie in 2 und
in 3 bis 5 auf der Abszisse die eigentlich
interessierende, zusätzliche
Verzögerung
aufgetragen ist, also diejenige Verzögerung, die über die
Verzögerung
des sich direkt ausbreitenden Signal (LOS-Signal) hinausgeht, welches
die Nulllinie abbildet.
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Diese
Reflexionsketten werden gemäß einem
weiteren Schritt des Verfahrens nach der Erfindung nun durch Polynome
approximiert, die den Verzögerungsverlauf
der einzelnen Echos widerspiegeln. Das Diagramm, das sich nach Bewerkstelligung dieses
Verfahrensschrittes im gemessenen Beispiel ergeben hat, ist in 7 dargestellt.
Der Polynomgrad wird dabei für
jede Reflexion unterschiedlich so weit erhöht, bis der mittlere quadratische
Fehler (MSE; Mean Square Error) unter einer bestimmten Schranke
liegt.
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In 8 sind
in einer Detailansicht die detektierten Reflexionen nun gemeinsam
mit dem ESPRIT-Ergebnis dargestellt, um die Leistungsfähigkeit des
Verfahrens. nach der Erfindung in Verbindung mit dem vierstufigen "Minimum Distance
Search"-Prozessierungsalgorithmus
zur Detektion zu demonstrieren.
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Mit
Hilfe des Verzögerungsverlaufs
der einzelnen Reflexionen (Echos) lässt sich nun durch Interpolation
der Messdaten das Signal jeder einzelnen Reflexion aus den Messdaten
extrahieren. Man ist damit in der Lage, sehr genau den Verlauf der Signalenergie
und das Doppler-Spektrum der so detektierten Reflexionen einzeln
zu bestimmen. Vor allem können
auch insbesondere über
Häufigkeiten
von Echos, deren Dauer, "Geburten-" bzw. "Sterberaten", die Anzahl von
Reflexionen, mittlere Leistungen und Verzögerungen, Variationen von Leistung
und Verzögerung
und viel mehr statistische Aussagen getroffen werden.
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Damit
ist man aber auch in der Lage, den vermessenen Kanal zu beschreiben
und zu modellieren. Für
in Zukunft immer breitbandigere Kommunikations- bzw. Navigationssysteme
ist es notwendig, den Funkübertragungskanal
mit sehr hoher Genauigkeit zu kennen. Das Verfahren nach der Erfindung
ermöglicht
es, einzelne Reflexionen zu extrahieren und zu analysieren, was
die genaueste Art der Charakterisierung eines Kanals darstellt.
Dies ist nicht nur für Simulationszwecke
zum Entwurf von Signalen, sondern auch zur Verbesserung von Empfängerstrukturen
unumgänglich.
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Das
aus
DE 197 41 991
C1 bekannte Verfahren der Firma MEDAV zum Bestimmen einer
richtungsaufgelösten
komplexen Impulsantwort eines Funkkanals ist mit seiner Software
nur in der Lage, Dopplerspektren für diskrete konstante absolute
Verzögerungen
zu berechnen. Dies bedeutet aber, dass nur für Reflexionen mit konstanter
absoluter Verzögerung
auf diese Weise das Spektrum und der Signalverlauf näherungsweise
bestimmt werden können.
Solch eine Situation ist allerdings nur bei statischen Messungen
gegeben, bei denen sich weder Sender noch Empfänger und auch die potentiellen Reflektoren
nicht bewegen.
