DE102013105089A1

DE102013105089A1 - Übertragung und detektion in mehrantennen-übertragungssystemen

Info

Publication number: DE102013105089A1
Application number: DE102013105089A
Authority: DE
Inventors: Herbert DAWID; Markus Jordan; Edgar Bolinth; Thorsten Clevorn
Original assignee: Intel Mobile Communications GmbH
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2013-11-21
Also published as: US20130308686A1; CN103427959A; US9054858B2; CN103427959B

Abstract

Eine Vorrichtung umfasst einen Sendediversitätscodierer, der dafür ausgelegt ist, einen Blockcode einer Länge von mehr als eins zum Codieren von mindestens zwei aufeinanderfolgenden Symbolen zu verwenden. Ein erstes Symbol der mindestens zwei aufeinanderfolgenden Symbole ist einem ersten Benutzer gewidmet und das zweite Symbol der mindestens zwei aufeinanderfolgenden Symbole ist einem zweiten Benutzer gewidmet.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Funkkommunikation und insbesondere die Technik des Sendens und Detektierens von Signalen in Mehrantennen-Übertragungssystemen von Funknetzen, insbesondere Zellularfunknetzen.
Mehrantennen-Übertragungssysteme werden vielfältig verwendet, um die Funkkommunikationssystemkapazität zu verbessern und um hohe garantierte Bitraten über große Versorgungsgebiete hinweg sicherzustellen. Verschiedene Schemata für Sendediversität (TxDiv) wurden in verschiedenen Standards festgelegt und vorgesehen, darunter STTD (Space Time Transmit Diversity) oder Space Time Block Coding TSTD (Time Switched Transmit Diversity), CLTD (Closed Loop Transmit Diversity), SFBC (Space Frequency Block Coding) usw. In letzter Zeit wurde MIMO (Multiple Input Multiple Output) in verschiedenen Standards festgelegt, darunter der Standard LTE (Long Term Evolution) und HSPA (High Speed Packet Access). MIMO verwendet mehrere in der Funkbasisstation verfügbare Sendeantennen und mehrere in der Endgerätevorrichtung verfügbare Empfangsantennen.
Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung kann darin gesehen werden, eine Sendevorrichtung bzw. eine Empfangsvorrichtung zu schaffen, die in einem Mehrantennen-Übertragungssysteme eine gute Performance aufweist. Ferner zielt die Erfindung darauf ab, Sende- bzw. Empfangsverfahren mit guter Performance in Mehrantennen-Übertragungssystemen zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen und Ausführungsformen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
Aspekte der Erfindung werden an Hand von Beispielen in der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren besser ersichtlich. Es zeigen:
1 ein Diagramm eines Funknetzsystems gemäß der Offenbarung;
2 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Implementierung einer Funksendervorrichtung gemäß der Offenbarung;
3 ein Diagramm der Sendediversitätscodierung einer Reihe von Symbolen, die verschiedenen Benutzern gewidmet (d.h. zugeordnet) sind, gemäß der Offenbarung;
4 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Implementierung einer Funksendervorrichtung gemäß der Offenbarung;
5 ein Blockdiagramm eines Systemmodells der STTD-Codierung und -Decodierung gemäß der Offenbarung;
6 ein Diagramm der Rahmenstruktur des F-DPCH bei 3GPP UTRAN;
7 ein Diagramm des CPICH- oder PCCPCH-Rahmen-Timings;
8 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Implementierung einer Funkempfängervorrichtung gemäß der Offenbarung;
9 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Implementierung einer Funksendervorrichtung gemäß der Offenbarung;
10 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Implementierung einer Funkempfängervorrichtung gemäß der Offenbarung;
11 einen Graph, der Simulationsergebnisse einer TPC-Befehlsfehlerrate als Funktion von Ec/Ior darstellt;
12 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Codieren von Symbolen durch einen Sendediversitätscodierer gemäß der Offenbarung;
13 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Decodieren von durch einen Sendediversitätscodierer codierten Symbolen gemäß der Offenbarung;
14 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Codieren von Sendeleistungs-Steuersymbolen durch einen Sendediversitätscodierer gemäß der Offenbarung; und
15 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Decodieren von durch einen Sendediversitätscodierer codierten Sendeleistungs-Steuersymbolen gemäß der Offenbarung.
In der folgenden Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen, in denen zur Veranschaulichung Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht im einschränkenden Sinne aufzufassen.
Es versteht sich, dass die Merkmale der verschiedenen hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern es nicht spezifisch anders erwähnt wird. Ferner bezeichnen gleiche Bezugszahlen entsprechende ähnliche Teile.
In der vorliegenden Beschreibung sollen die Ausdrücke "gekoppelt" und/oder "verbunden" im Allgemeinen nicht bedeuten, dass die Elemente direkt miteinander gekoppelt oder verbunden sein müssen; es können dazwischentretende Elemente zwischen den "gekoppelten" oder "verbundenen" Elementen vorgesehen sein. Obwohl sie nicht auf diese Bedeutung beschränkt sind, können die Ausdrücke "gekoppelt" und/oder "verbunden" jedoch auch so aufgefasst werden, dass gegebenenfalls eine Implementierung offenbart wird, in der die Elemente ohne dazwischentretende Elemente, die zwischen den "gekoppelten" oder "verbundenen" Elementen vorgesehen sind, direkt gekoppelt oder verbunden sind.
Es versteht sich, dass Ausführungsformen in diskreten Schaltungen, teilweise integrierten Schaltungen oder vollintegrierten Schaltungen implementiert werden können. Ferner können Ausführungsformen der Erfindung auf einem einzigen Halbleiterchip oder auf mehreren miteinander verbundenen Halbleiterchips implementiert werden.
Ferner versteht sich, dass Ausführungsformen der Erfindung in Software oder in dedizierter Hardware oder teilweise in Software und teilweise in dedizierter Hardware implementiert werden können.
Die folgende Beschreibung betrifft eine Funksendervorrichtung und eine Funkempfängervorrichtung, insbesondere eine Funksendervorrichtung und eine Funkempfängervorrichtung, die in einem Funknetz eines Funkkommunikationssystems, z.B. in einem Zellularfunknetz, arbeiten. Beispielsweise kann das Funkkommunikationssystem ein CDMA-System (Code Division Multiple Access) sein, z.B. ein Zellularfunk-Kommunikationssystem wie z.B. UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), einschließlich Entwicklungen wie z.B. HSPA (High Speed Packet Access). Beispielsweise kann das Zellularfunk-Kommunikationssystem ein WCDMA-System (Wideband CDMA) sein, das von dem 3GPP (3^rd Generation Partnership Project) definiert wird, wie z.B. insbesondere in der 3GPP Technical Specification 25.211, Version V7.10.0 vorgesehen. Ferner kann das Funkkommunikationssystem ein Mehrträger-Modulationssystem sein, wie z.B. ein OFDM-Funkkommunikationssystem (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), darunter Zellularfunksysteme, so wie sie im LTE-Standard (Long Term Evolution) vorgesehen werden.
Hier beschriebene Funkempfängervorrichtungen können Teil einer Mobilstation oder eines Funk-(oder drahtlosen)Netzes sein. Im folgenden sollen die Ausdrücke "Mobilstationen" und "UE" (Benutzergerät) dieselbe Bedeutung aufweisen, die die Definitionen umfassen soll, die in den verschiedenen Standards (z.B. UMTS, LTE und deren Abwandlungen) gegeben werden. Ein UE kann beispielsweise durch ein Mobiltelefon, ein Smartphone, einen Tablet-PC, einen Laptop usw. repräsentiert werden. Ferner sollen im Folgenden die Ausdrücke "Basisstation" und "NodeB" dieselbe Bedeutung aufweisen, die die in den verschiedenen Standards (z.B. UMTS, LTE und deren Ableitungen) gegebenen Definitionen umfasst.
Sendediversität, die in der Technik auch als TxDiv bezeichnet wird, wird in vielen Funkkommunikationssystemen angewandt, wie z.B. den oben erwähnten Funkkommunikationssystemen. Sendediversität kann z.B. auf an ein UE vergebenen physikalischen Abwärtsstreckenkanälen verwendet werden. Sendediversität verwendet Mehrantennen-Übertragungssysteme. Beispielsweise werden STBC (Space Time Block Codes) oder SFBCs (Space Frequency Block Codes) verwendet, um mehrere Kopien eines Datenstroms über eine Anzahl von Sendeantennen zu senden, um die Redundanz der verschiedenen empfangenen Versionen der Daten auszunutzen, um die Zuverlässigkeit des Datentransfers zu verbessern.
UE können mit mehr als einer Empfangsantenne ausgestattet sein, um MIMO-Schemata (Multiple Input Multiple Output) zu verwenden. Bei MIMO sind mehrere Sende- und mehrere Empfangsantennen in der Funkbasisstation und im UE verfügbar, um Datenraten und Gesamtkapazität zu vergrößern. Ein MIMO-System verwendet die Antennen sowohl im Sender als auch im Empfänger, um mehrere unkorrelierte Funkstrecken (die oft als "Streams" bezeichnet werden) zwischen Sender und Empfänger zu erzeugen. Diese Streams (Ströme) können dieselben Zeit- und Frequenzbetriebsmittel benutzen, wodurch Kapazität z.B. ohne Spektrum-Zunahme vergrößert werden kann.
In 1 ist ein beispielhaftes Funknetzsystem 1, z.B. eines der oben erwähnten Systeme, gezeigt. Das Funknetzsystem 1 kann ein Zellularfunknetzsystem 1 sein. Das Funknetzsystem 1 kann eine Basisstation 100, die manchmal als NodeB bezeichnet wird, und mehrere Benutzerendgeräte 151, 152, die im Folgenden als UE 151, 152 bezeichnet werden, umfassen.
Typischerweise können verschiedene Benutzer mit verschiedenen UE 151, 152 assoziiert sein. Die UE 151, 152 verschiedener Benutzer können entfernt voneinander angeordnet sein, z.B. in der Nähe einer Mitte und einer Grenze einer Zelle. Das heißt, eine in der Basisstation 100 angeordnete Sendervorrichtung kann verschiedene Sendeleistungen verwenden, um die verschiedenen Benutzer zu versorgen.
Die Basisstation 100 kann zwei oder mehr Antennen 101, 102 zur Funkkommunikation mit den UE 151, 152 umfassen. Eine oder mehrere oder alle der UE, z.B. das UE 151, können eine einzige Empfangsantenne aufweisen (Nicht-MIMO-UE). Eine oder mehrere oder alle der UE, z.B. das UE 152 können zwei oder mehr Empfangsantennen aufweisen (MIMO-UE).
Das Funknetzsystem 1 verwendet ein Sendediversitätsschema in der Abwärtsstrecke. Das Funknetzsystem 1 kann gegebenenfalls MIMO verwenden. Es kann z.B. eine Koexistenz zwischen MIMO-UE, wie etwa dem UE 152, und Nicht-MIMO-UE, wie etwa UE 151, vorliegen.
Wie in 2 gezeigt, kann ein Sender 200 einen Sendediversitätscodierer 210 umfassen. Der Sendediversitätscodierer 210 besitzt einen Eingang 211 und eine Anzahl N von Ausgängen 212, 213, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist. Jeder Ausgang 212, 213 kann mit einer jeweiligen Sendeantenne 201, 202 gekoppelt sein. Ohne Verlust der Allgemeingültigkeit wird im Folgenden der Einfachheit halber N = 2 betrachtet.
Der Sender 200 kann Teil der Basisstation 100 des Funknetzsystems 1 sein. In diesem Fall können die Sendeantenne 201, 202 den Sendeantennen 101, 102 von 1 entsprechen. Außerdem ist es möglich, dass der Sender Teil eines UE 151, 152 des Funknetzsystems 1 bildet, wenn Aufwärtsstrecken-Sendediversität betrachtet wird.
Der Eingang 211 empfängt eine Reihe von modulierten Symbolen s U0 / 0 , s U1 / 1 , ..., die über die mehreren Antennen 201, 202 zu senden sind. Ein Blockcode, wie z.B. ein STBC oder ein SFBC, wird verwendet, um die Reihe von Symbolen s U0 / 0 , s U1 / 1 , ... in Blöcken zu codieren, die auf die beabstandeten Antennen 201, 202 und Zeit bzw. Frequenz verteilt werden. Die kleingeschriebenen Indizes der modulierten Symbole s U0 / 0 , s U1 / 1 , ... beziehen sich auf die Symbolzeit (STBC) oder Symbolfrequenz (SFBC), während sich die großgeschriebenen Indizes der modulierten Symbole s U0 / 0 , s U1 / 1 , ... auf einen Benutzer (z.B. UE) beziehen, dem das Symbol gewidmet ist (d.h. für den das Symbol bestimmt ist). Wie in 2 dargestellt, ist das erste Symbol s U0 / 0 der mindestens zwei aufeinanderfolgenden Symbole einem ersten Benutzer U0, z.B. UE 151, gewidmet und das zweite Symbol s U1 / 1 der mindestens zwei aufeinanderfolgenden Symbole ist einem zweiten Benutzer U1, z.B. UE 152, gewidmet. Beispielsweise können die Symbole s U0 / 0 , s U1 / 1 TPC-Symbole (Transmit Power Control) sein.
Im Folgenden wird als Beispiel und ohne Verlust der Allgemeingültigkeit ein Blockcode der Länge L = 2 betrachtet. Bei einem Blockcode der Länge 2 werden zwei zeitlich aufeinanderfolgende Symbole codiert, um ein Codewort zu bilden (im Allgemeinen werden L aufeinanderfolgende Symbole codiert, um ein Codewort der Dimension N zu bilden). Des Weiteren werden im Folgenden ohne Verlust der Allgemeingültigkeit STBC betrachtet. Da SFBC und STBC identische Codes sein können, gilt die vorliegende Offenbarung gleichermaßen für SFBC und STBC. Beispielsweise sind die hier betrachteten STBC (einschließlich SFBC) Alamouti's Codes.
3 zeigt den in dem Sendediversitätscodierer 210 angewandten Codierungsprozess. Raum-Zeit-Blockcodierung (der beispielhaften Länge 2) wird wiederholt über Paare von Symbolen ausgeführt, d.h. jeder Block von 3 entspricht einem Symbol und der Pfeil entspricht der Zeit t. Das erste Paar von Symbolen wird dem Benutzer 0 und Benutzer 1, bezeichnet als [U0, U1], zugewiesen. Das zweite Paar von Symbolen, das zu codieren ist, wird Benutzer 2 und Benutzer 3, bezeichnet mit [U2, U3], zugewiesen. Analog wird Raum-Zeit-Blockcodierung an Paaren von Symbolen ausgeführt, die jeweils Benutzer 4 und Benutzer 5, d.h. [U4, U5], Benutzer 6 und Benutzer 7, d.h. [U6, U7] und Benutzer 8 und Benutzer 9, d.h. [U8, U9], zugewiesen werden. Die durch die Blöcke von 3 angegebenen Symbole können die modulierten Symbole s U0 / 0 , s U1 / 1 , ... wie in 2 abgebildet, sein. Beispielsweise können die Symbole TPC-Symbole sein.
Da Raum-Zeit-Blockcodierung an Paaren benachbarter Symbole ausgeführt wird, kann eine Bedingung, dass der Übertragungskanal über die Gesamtdauer eines codierten Raum-Zeit-Blocks, nämlich die Codelänge L z.B. von zwei Symbolperioden, konstant sein soll, näherungsweise erfüllt sein.
Gemäß einem Beispiel sind die Benutzer U0, U1, ..., U9, die mit einer Reihe aufeinanderfolgender Symbole eines spezifischen Zeitintervalls assoziiert sind, das im Folgenden als Zeitschlitz bezeichnet werden soll, verschieden, d.h. U0 ≠ U1 ≠ ... ≠ U9.
Gemäß einem Beispiel können die mit jedem einzelnen Paar von Symbolen in dem Zeitschlitz assoziierten Benutzer verschieden sein, d.h. U0 ≠ U1, U2 ≠ U3, U4 ≠ U5, ..., U8 ≠ U9. Verschiedene Paare von Symbolen können jedoch Symbole umfassen, die mit demselben Benutzer assoziiert sind, z.B. U0 = U2 usw.
Gemäß einem Beispiel kann (nur) mindestens ein Paar codierter Symbole Symbole umfassen, die mit verschiedenen Benutzern assoziiert sind, z.B. U0 ≠ U1. Es kann jedoch beispielsweise U4 = U5 sein.
Gemäß einem Beispiel können unbenutzte Symbole "leer" gelassen werden. Z.B. kann hinsichtlich des mit dem Benutzerpaar [U2, U3] assoziierten Paars von Symbolen zu der Symbolzeit, die an Benutzer U3 vergeben ist, kein Symbol gesendet werden. Leere Symbole in einem Paar von blockzucodierenden Symbolen können z.B. während eines DTx-Modus (diskontinuierliche Übertragung) auftreten. Mindestens ein Paar von blockzucodierenden Symbolen, z.B. [U0, U1], umfasst jedoch zwei Symbole, die mit verschiedenen Benutzern assoziiert sind, U0 ≠ U1, (d.h. sind mit diesen gefüllt).
Im Allgemeinen werden L-Tupel aufeinanderfolgender Symbole durch einen STBC der Länge L codiert, um ein Codewort zu bilden, wobei L eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist. In diesem Fall gelten analoge Betrachtungen, wie oben für das Beispiel L = 2 skizziert, für L-Tupel aufeinanderfolgender Symbole, an denen Raum-Zeit-Blockcodierung mit einem Blockcode der Länge L ausgeführt wird.
Raum-Zeit-Blockcodierung unter Verwendung von STBC wird für Sendediversität bei 3GPP UMTS als "Space Time Transmit Diversity" ("Raum-Zeit-Sendediversität" – STTD) und bei 3GPP LTE zur Raum-Frequenz-Blockcodierung verwendet. Konzepte, Prinzipien und Details gemäß der Offenbarung werden hier beispielsweise mit Bezug auf STTD beschrieben und dargestellt, sowie sie bei 3GPP UMTS verwendet wird. STTD ist ein STBC Alamouti's Code mit L = 2. Die vorliegende Offenbarung gilt, obwohl sie der Einfachheit halber teilweise durch STTD exemplifiziert wird, im Allgemeinen für STBC (einschließlich SFBC), die zur Sendediversitätscodierung in Funk- oder drahtlosen Netzsystemen zur Sendediversitätscodierung verwendet werden.
Wie in 4 gezeigt, kann gemäß einem ersten Ansatz zum Senden von F-DPCH-Symbolen mit TxDiv ein Sender 300 eines Funknetzsystems einen STTD-Codierer 310 mit einem Eingang 311 und zwei Ausgängen 312, 313 umfassen. Die Ausgänge 312, 313 sind mit Sendeantennen 301, 302 gekoppelt. Ferner kann der Sender 300 einen Kombinierer (oder Multiplexer) 320, einen Symbolgenerator 321 für den F-DPCH (Fractional-Dedicated Physical Channel) und einen Symbolgenerator 322 für den F-DPCH umfassen. Der F-DPCH-Symbolgenerator 321 erzeugt modulierte F-DPCH-Symbole (als TPC-Symbole bezeichnet), die Benutzer 0 (U0) gewidmet sind. Der F-DPCH-Symbolgenerator 322 erzeugt modulierte F-DPCH-Symbole (als TPC-Symbole bezeichnet), die Benutzer 1 (U1) gewidmet sind. Wie später ausführlicher erläutert werden wird, kann der Kombinierer (oder Multiplexer) 320 ein Symbol von dem F-DPCH-Symbolgenerator 321 und ein Symbol von dem F-DPCH-Symbolgenerator 322 zu einem Paar von Symbolen kombinieren und leitet dieses Paar von Symbolen zu dem Eingang 311 des STTD-Codierers 310. Wie in 4 dargestellt, können weitere F-DPCH-Symbolgeneratoren vorgesehen sein, um TPC-Symbole zu erzeugen (Paare von TPC-Symbolen, die den Benutzern U3–U9 gewidmet sind, kombinieren), wobei der Kombinierer (oder Multiplexer) 320 dafür ausgelegt ist, TPC-Symbolpaare zu kombinieren, die mit [U2, U3], [U4, U5], [U6, U7] und [U8, U9] assoziiert sind. Teile des Senders 300 von 4 können Teilen des Senders 200 von 2 entsprechen, die Bezugszahlen mit zwei identischen letzten Stellen aufweisen, und deshalb wird der Kürze halber auf die obige Beschreibung verwiesen.
Der STTD-Codierer 310 wendet einen 2×2-Alamouti's Blockcode auf jedes am Eingang 311 empfangene Paar von Symbolen an. Die STTD-Codierung bei der Abwärtsstrecken-Sendediversität für 3GPP UMTS ist z.B. in 3GPP TS 25.211 Version 7.10.0, Release 7, Abschnitt 5.3.1 "Downlink transmit diversity", 5.3.1.1 "Open loop transmit diversity" und insbesondere 5.3.1.1.1 "Space time block coding based transmit antenna diversity (STTD)" beschrieben, wobei der Inhalt dieser Abschnitte hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird.
5 zeigt ein Systemmodell der STTD-Codierung und -Decodierung. Zwei sukzessive modulierte (z.B. QPSK- bzw. Quadraturphasenumtastungs-modulierte) Symbole s₀ und s₁ werden wie oben beschrieben codiert, um ein erstes Symbolpaar s₀, s₁ eines über eine erste Sendeantenne (z.B. die Sendeantenne 301 von 4) gesendeten Symbolstroms zu erhalten und um ein zweites Symbolpaar –s*₁, s*₀ eines über die zweite Sendeantenne (z.B. die Sendeantenne 302 von 4) gesendeten Symbolstroms zu erhalten. Hierbei bedeutet ein "*" komplexe Konjugation.
Wie in der Technik bekannt, aber in 5 der Einfachheit halber nicht gezeigt, können die STTD-codierten Symbole jedes Symbolstroms um einen Spreizfaktor SF auf/abgetastet werden, so dass ein Symbol dann aus SF Chips besteht. Alle auf/abgetasteten Symbole können mit einem Spreizcode, z.B. einem OVSF-Code (Orthogonal Variable Spreading Factor) gespreizt (d.h. gefaltet) werden. Die gespreizten Symbole werden dann möglicherweise verwürfelt, kombiniert und moduliert, bevor sie über die Antennen 312, 313 gesendet werden. Es ist zu beachten, dass die Reihenfolge solcher Verarbeitung Variationen unterliegen kann, z.B. kann es möglich sein, Symbole zuerst zu spreizen und/oder zu verwürfeln und dann STTD-Codierung anzuwenden.
Die Symbolströme werden durch mehrere, z.B. zwei Kanäle zu einer Empfangsantenne eines Empfängers propagiert. Ohne Verlust der Allgemeingültigkeit werden der Einfachheit halber zwei Einzel-Abgriff-Kanäle (one tap channel) betrachtet. Die Kanäle werden jeweils durch ihre komplexwertige Kanalimpulsantwort h₀, h₁ charakterisiert.
Der Empfänger empfängt Symbole y₀ und y₁. In 5 betrifft der Block z^–1 eine Symbolverzögerung, d.h. y₀ wird eine Symbolperiode vor y₁ empfangen. Der Empfänger kann Kanalschätzung durchführen, um geschätzte Kanalimpulsantworten h ˆ₀, h ˆ₁ z.B. auf der Basis empfangener Symbole abzuleiten. Wie in der Technik bekannt, aber in 5 der Einfachheit halber nicht dargestellt, können die von der Empfangsantenne empfangenen abgetasteten Werte entspreizt, entwürfelt, zu Symbolen integriert und über mehrere Pfade kombiniert werden (z.B. Maximum-Ratio-Kombinieren), um empfangene Symbole y₀, y₁ zu erhalten. Der Empfänger kann jede Art von Empfänger sein, z.B. ein Rake-Empfänger.
Die empfangenen Symbole y₀, y₁ ergeben sich durch y₀ = h₀s₀ – h₁s * / 1 + n₀ y₁ = h₀s₁ – h₁s * / 0 + n₁, (1) wobei n₀, n₁ das Kanalrauschen an diskreten Zeitpunkten 0 bzw. 1 sind.
Empfängerkanalschätzung kann ausgeführt werden, was zu Kanalschätzungen h ˆ₀ und h ˆ₁ führt, wobei das "Dach" den Umstand bedeutet, das dies nur Kanalschätzungen sind. STTD-Decodierung kann dann z.B. folgendermaßen ausgedrückt werden: +h ˆ * / 0y₀ + h ˆ₁y * / 1 ≈ (|h₀|² + |h₁|²)s₀ –h ˆ₁y * / 0 + h ˆ * / 0y₁ ≈ (|h₀|² + |h₁|²)s₁ (2) wobei Gleichheit nur bei perfekter Kanalschätzung gilt, d.h. für h ˆ₀ = h₀ und h ˆ₁ = h₁.
6 (Quelle 3GPP TS 25.211 Version 7.10.0, Release 7, Abschnitt 5.3.2.6 "Fractional Dedicated Physical Channel (F-DPCH)") zeigt eine Rahmenstruktur des F-DPCH, wie z.B. in GPP TS 25.211 Version 7.10.0, Release 7, Abschnitt 5.3.2.6 "Fractional Dedicated Physical Channel (F-DPCH)" vorgesehen, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird. Der F-DPCH überträgt TPC-Befehle. Jeder Rahmen des F-DPCH weist eine Länge von 10 ms auf und wird in 15 Schlitze aufgeteilt, jeweils mit der Länge T_slot = 2560 Chips. T_slot entspricht einer Leistungsregelperiode. Der F-DPCH ist definiert als ein Kanal mit Spreizfaktor SF = 256, der nur TPC-Bit umfasst. Genauer gesagt definieren zwei TPC-Bit (d.h. N_TPC = 2) ein (QPSK-moduliertes) TPC-Symbol s mit SF = 256. In einem Schlitz enthält der F-DPCH ein TPC-Symbol s (hier auch als F-DPCH-Symbol bezeichnet). Jeder NodeB bzw. jede Basisstation bei 3GPP ist durch ein bestimmtes Rahmentiming, das sogenannte CPICH- oder PCCPCH-Rahmentiming, charakterisiert. Gemäß 3GPP TS 25.211 Version 7.10.0, Release 7, Abschnitt 7.1, kann der p-te F-DPCH-Kanal (für den p-ten Benutzer) zeitlich mit Bezug auf dieses CPICH-Timing um τ_F-DPCH,p = T_p × 256 chip, T_p ∊ {0, 1, ..., 149} verschoben werden, siehe 7. Der Wert von τ_F-DPCH,p wird für jeden Benutzer unabhängig gewählt, um bestimmten Netztimingbedingungen zu genügen.
Das TPC-Symbol s ist mit einem spezifischen Benutzer assoziiert, da der F-DPCH einem spezifischen Benutzer gewidmet ist. Die Position des TPC-Symbols s ist in einem Schlitz beweglich. Wie aus 6 hervorgeht, gibt es zehn mögliche Positionen für das TPC-Symbol s in dem Schlitz. Dementsprechend definiert der Standard zehn verschiedene Schlitzformate, die durch #i = 0, 1, ...,9 angegeben werden. Abhängig von dem Schlitzformat #i kann das TPC-Symbol s ein Intervall einnehmen, das den ersten 256 Chips des Schlitzes entspricht (N_OFF1bits = 0, N_OFF2bits = 18), das TPC-Symbol s kann ein Intervall einnehmen, das den zweiten 256 Chips des Schlitzes entspricht (d.h. N_OFF1bits = 2, N_OFF2bits = 16), das TPC-Symbol s kann ein Intervall einnehmen, das den dritten 256 Chips entspricht (d.h. N_OFF1bits = 4, N_OFF2bits = 14), ..., und das TPC-Symbol s kann die letzten 256 Chips des Schlitzes einnehmen (d.h. N_OFF1bits = 18, N_OFF2bits = 0).
Ein einzelner F-DPCH-Kanal, der einen einzelnen OVSF-Code (Orthogonal Variable Spreading Factor) verbraucht, kann zeitgeteilt werden, um die TPC-Symbole für bis zu zehn Benutzer zu führen. Abhängig von den verschiedenen Werten von τ_F-DPCH,p für die 10 Benutzer ist es möglich, jedem Benutzer ein F-DPCH-Schlitzformat zuzuweisen, so dass die TPC-Symbole der 10 Benutzer verschiedene, sich nicht überlappende Felder der Größe von 256 Chips annehmen, wie z.B. in 3 gezeigt.
Gemäß 3GPP TS 25.211 Version 7.10.0 wird nur ein einziges moduliertes Symbol (z.B. das TPC-Symbol s) für einen einzelnen Benutzer verwendet. Deshalb wurde davon ausgegangen, dass es nicht möglich ist, bekannte STBC-Sendediversitätstechniken auf den F-DPCH anzuwenden, da STBC-Techniken mindestens zwei sukzessive Symbole erfordern, z.B. an Paaren von Symbolen operieren. Im Fall von in der Basisstation verfügbarer Sendediversität definiert 3GPP deshalb, dass dasselbe TPC-Symbol von beiden Sendeantennen für den F-DPCH mit der Hälfte der Leistung gesendet wird, siehe 3GPP TS 25.211 Version 7.10.0, Release 7, Abschnitt 5.3.2.1 "STTD für DPCH und F-DPCH", wobei der Inhalt dieses Abschnitts hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird. Im Folgenden wird das vorliegende Schema des Sendens desselben TPC-Symbols von beiden Sendeantennen mit der Hälfte der Leistung als "Dummy TxDiv" bezeichnet.
Gemäß einem ersten Aspekt der Offenbarung können zeitgeteilte F-DPCH verschiedener Benutzer STTD-codiert werden. Da STTD-Codierung die Definition von Start und Ende von Paaren von Symbolen erfordert, kann das CPICH-Timing des jeweiligen NodeB als gemeinsame Zeitbasis verwendet werden. Die F-DPCH-Symbole für Benutzer mit (τ_F-DPCH,p/256Chip + N_OFF1bits/2)mod 2 = 0 können die ersten Teile eines Symbolpaars bilden, die anderen F-DPCH-Symbole können die zweiten Teile eines Symbolpaars bilden.
Wie in 4 dargestellt, kann das TPC-Symbol des F-DPCH von Benutzer 0 mit dem TPC-Symbol des F-DPCH von Benutzer 1 gepaart werden, um ein Paar mit Benutzer 0 und Benutzer 1 (d.h. beispielsweise [U0, U1] wie in 3 gezeigt) assoziierten TPC-Symbolen zusammenzustellen. An diesem Paar von TPC-Symbolen ausgeführte STTD-Codierung kann wie allgemeiner mit Bezug auf 3 beschrieben ausgeführt werden. Anders ausgedrückt, kann die Darstellung von 3 einen zeitgeteilten Kanal von zehn F-DPCH repräsentieren, die an Benutzer U0, U1, ..., U9 vergeben werden. Der Multiplexer 320 von 4 kann gesteuert werden, um Paare von Symbolen für die F-DPCH-Benutzer 0 bis 9 wie oben beschrieben zusammenzustellen.
Beispielsweise kann bei HSPA die STTD-Codierung des F-DPCH für mehrere Szenarien für Sendediversität verwendet werden, z.B.:

1) "TxDiv-Zellen": der primäre CPICH (Common Pilot Channel) wird mit einem orthogonalen Muster von den zwei Tx-Antennen gesendet, und alle Benutzer und alle Kanäle in einer Zelle haben Kenntnis von und verwenden TxDiv, spezifisch der PCPICH (Primary CPICH), SCH (Synchronization CHannel), PCCPCH (Primary Common Control Physical CHannel), AICH (Acquisition Indicator CHannel), PICH (Page Indicator CHannel) und potentially also SCCPCH (Secondary Common Control Physical CHannel), DPCH (Dedicated Physical CHannel), F-DPCH, HS-PDSCH (High Speed Physical Downlink CHannel), HS-SCCH (High Speed Shared Control CHannel for HS-DPCH), E-AGCH (Enhanced Dedicated Channel Absolut Grant CHannel), E-RGCH (Enhanced Dedicated Channel Relative Grant CHannel) und E-HICH (Enhanced Dedicated Channel Hybride ARQ Indicator CHannel). Bei einer "TxDiv-Zelle" werden die zwei Tx-Antennen gleich beladen, wenn alle Kanäle TxDiv verwenden.
2) "MIMO-Zellen" (seit 3GPP Rel-7): nur HSDPA-MIMO fähige UE werden über die Anwesenheit von zwei Tx-Antennen in der Basisstation benachrichtigt und benutzen diese. Legacy-UE wissen nicht einmal über die Anwesenheit von zwei Tx-Antennen und operieren im "normalen" Modus. Spezifisch werden die Kanäle PCPICH, SCH, PCCPCH, AICH, PICH, SCCPCH ohne TxDiv gesendet. Nur DPCH, FDPCH, HS-PDSCH, HS-SCCH, E-AGCH, E-RGCH und E-HICH, d.h. die HSPA-Kanäle, benutzen TxDiv, wenn das UE HSDPA im MIMO-Modus empfängt. In einer "MIMO-Zelle" werden die zwei Tx-Antennen unsymmetrisch beladen, da nur ein Teil des Mehrbenutzersignals tatsächlich von der zweiten Antenne gesendet wird.

Gemäß 8 kann ein Empfänger 400 einen Sendediversitätsdecodierer 410, z.B. eine Verwerf-Einheit 450, z.B. einen Kanalschätzer 420 und z.B. einen Decodierer, z.B. einen TPC-Decodierer 430, umfassen. Gegebenenfalls kann der Empfänger 400 ferner Entspreizer 440 umfassen, die zwischen die Antenne 401 und den Sendediversitätsdecodierer 410 geschaltet sind. Ohne Verlust der Allgemeingültigkeit kann der Empfänger 400 mit Benutzer 0 assoziiert sein. Der Empfänger 400 kann z.B. Teil eines UE 151 oder UE 152 von 1 sein.
Die Symbole y₀, y₁, die gemäß der Beschreibung von 5 erzeugt wurden, werden von einer Empfangsantenne 401 empfangen und dem Sendediversitätsdecodierer 410 und dem Kanalschätzer 420 zugeführt. Der Kanalschätzer 420 kann Kanalschätzungen h ˆ₀, h ˆ₁, z.B. wie in Verbindung mit 5 beschrieben, erzeugen. Typischerweise können Mehrwege-Kanalschätzungen erzeugt werden, die mehrere Abgriffe aufweisen, was hier nicht weiter erläutert wird.
Der Sendediversitätsdecodierer 410 kann geschätzte Versionen s ~₀, s ~₁ der gesendeten Symbole s₀, s₁ erzeugen. Diese geschätzten Symbole s ~₀, s ~₁ können zu der Verwerf-Einheit 450 geleitet werden. Die Verwerf-Einheit 450 kann das geschätzte Symbol s ~₁, das einem anderen Benutzer gewidmet ist, verwerfen. Das geschätzte Symbol s ~₀ kann weiterverarbeitet, d.h. an den Kanaldecodierer 430 weitergeleitet, werden, um die darin enthaltenen Informationen zu erhalten. Wenn beispielsweise s ~₀ ein geschätztes TPC-Symbol ist, wird der Sendeleistungsbefehl in dem TPC-Decodierer 430 erhalten und einer weiteren Auswertung und Steuerverarbeitung verfügbar gemacht.
Falls der Empfänger 400 Teil eines UE 151 ist, das ein Nicht— MIMO-UE ist, kann nur eine Empfangsantenne 401 vorgesehen sein. Der Empfänger 400 kann auch Teil eines MIMO-UE 152 sein. In diesem Fall werden zwei oder mehr (in 8 nicht abgebildete) Empfangsantennen vorgesehen. Beispielsweise kann ein MIMO-UE 152 einfach zwei Empfänger 400 umfassen. Die in den zwei geschätzten Symbolen s ~₀ enthaltenen Informationen (z.B. TPC-Befehl) können dann auf der Basis der zwei geschätzten Symbole s ~₀ erzeugt werden, die durch die zwei Sendediversitätsdecodierer 410 der beiden Empfänger 400 erzeugt werden.
Im Folgenden wird der Effekt der STTD-Decodierung eines Paars von Symbolen, worauf STTD-Codierung angewandt wurde, numerisch betrachtet. Als Erstes wird der herkömmliche Fall betrachtet, dass das Paar von Symbolen (s₀ und s₁) denselben Benutzer betrifft und deshalb gleiche Sendeleistungen aufweist. Die Matrixformulierung für STTD ist
Die STTD-Decodierung im Empfänger kann folgendermaßen geschrieben werden
Der über STTD-Codierung erzielte Diversitätsgewinn wird durch den Nutzsignalbeitrag (|h₀|² + |h₁|²) ausgedrückt, der nun ein mit vier Freiheitsgraden verteiltes Chi-Quadrat ist, das den Diversitätsgewinn aus der STTD-Codierung (oder Alamouti-Codierung, da STTD-Codierung einen Alamouti-Code der Länge 2 benutzt) repräsentiert.
Im Folgenden wird STTD-Codierung von zwei Symbolen s₀ und s₁ für zwei verschiedene Benutzer mit verschiedenen relativen Sendeleistungen (w_D0)² und (w_D1)² betrachtet. Die Symbole s₀ und s₁ können z.B. TPC-Symbole sein. Die Matrixformulierung für STTD-Codierung lautet
wobei E{×} der Erwartungswert des Arguments ist.
STTD-Decodierung kann folgendermaßen ausgedrückt werden:

wobei m₀ der Kanalschätzungsfehler von h ˆ₀ und m₁ der Kanalschätzungsfehler von h ˆ₁ ist. Die Kanalschätzung wird gewöhnlich auf dem CPICH-Kanal ausgeführt, der mit der relativen Leistung (w_C)² gesendet wird.
Wie aus Gleichung (6) hervorgeht, können STTD-codierte Symbole verschiedener Benutzer perfekt (d.h. mit Diversitätsgewinn) wiederhergestellt werden, aber der Benutzer mit der kleineren Sendeleistung (hier beispielsweise der mit dem Symbol s₀ assoziierte Benutzer U0) leidet unter Kanalschätzungsrauschen. Mit
ist die Varianz der Kanalschätzungen um einen Faktor M kleiner als die Varianz des Signals selbst, was auf den mit der Kanalschätzung assoziierten Gewinn zurückzuführen ist. Die Signalenergie S_S0 und die Rausch- und Störungsenergie N_S0 des Symbols s₀ mit der kleineren Sendeleistung kann ausgedrückt werden durch
Herkömmlicherweise ist, wenn das Symbolpaar s₀, s₁ mit demselben Benutzer assoziiert wäre, K = 1. Da die Varianz der Kanalschätzungen viel kleiner als die Rausch- und Störungsvarianz des Signals, d.h. M >> 1 ist und da die Sendeleistung für den CPICH-Kanal (w_C)² gewöhnlich größer als die Sendeleistung für den F-DPCH-Kanal (w_D)² ist, dominiert der erste Term in Gleichung (8). Zwei verschiedene Benutzer können jedoch ganz unterschiedliche Kanalsendeleistungen empfangen, d.h. K >> 1. In diesem Fall skaliert sich der Beitrag der Rauschenergie in Bezug auf die Varianz der Kanalschätzungen in Gleichung (8) mit einem Faktor (1+K), und deshalb kann dieser Beitrag signifikant zunehmen.
Dessen ungeachtet kann gemäß Simulationsergebnissen der nützliche Effekt des Erhaltens von STTD-Diversitätsgewinn den nachteiligen Effekt von durch verschiedene Sendeleistungen der Benutzer eingeführtem Kanalschätzungsrauschen deutlich überwiegen. Beispielsweise besitzt bei einem Kanalschätzungsrauschen, das um 10 dB weniger Leistung als das "normale" Kanalrauschen und die "normalen” Kanalstörungen aufweist, der Kanalschätzungsrauschbeitrag dieselbe Varianz wie das "normale" Rauschen und die "normalen” Störungen für K = 10. Somit ist die Verschlechterung gegenüber dem Fall von sendediversitätscodierten Symbolen gleicher Leistung ziemlich begrenzt.
9 zeigt als Beispiel einen Sender 500 gemäß einem zweiten Ansatz zum Senden von F-DPCH-Symbolen mit TxDiv. Der Sender 500 kann Teil eines UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) sein, sowie es zum Beispiel in 3GPP Technical Specification 25.211, Version 7.10.0 definiert wird. Beispielsweise kann sich der Sender 500 in einer Basisstation davon befinden.
Der Sender 500 kann einen F-DPCH-Symbolgenerator 520 umfassen, der dafür ausgelegt ist, Symbole s_i des F-DPCH zu erzeugen, die einem spezifischen Benutzer (d.h. dem betrachteten Benutzer U0) gewidmet sind. Ferner kann der Sender 500 einen Wiederholungscodierer 530, einen STTD-Codierer 510 und einen Spreizer 540 umfassen.
Gemäß 6 wird ein Symbol s_i pro Zeitschlitz durch den F-DPCH-Symbolgenerator 520 erzeugt. Der kleingeschriebene Index i betrifft hier die Zeitschlitznummer. Der Wiederholungscodierer 530 kann das Symbol s_i duplizieren. Das heißt, der Wiederholungscodierer 530 kann eine Kopie des Symbols s_i erzeugen und gibt diese Kopie zusammen mit dem empfangenen Symbol s_i aus. Als Ergebnis kann das Symbolpaar (s_i, s_i) durch den Wiederholungscodierer 530 ausgegeben werden.
Der STTD-Codierer 510 wendet STTD-Codierung (d.h. Alamouti's Code) wie in dem oben angeführten 3GPP-Standard definiert auf das Symbolpaar (s_i, s_i) an. Das heißt, der STTD-Codierer 510 kann den oben beschriebenen STTD-Codierern 210 und 310 ähnlich sein. Da das Symbol s_i durch den Wiederholungscodierer 530 in ein Symbolpaar (s_i, s_i) transformiert wurde, liegen zwei modulierte (z.B. QPSK-modulierte) F-DPCH-Symbole für den Benutzer U0 (pro Zeitschlitz) vor, die prima STTD-codiert werden können.
Gemäß 5 werden Symbolpaare s_i, s_i und –s * / i , s * / i an Ausgängen 512 bzw. 513 des STTD-Codierers 510 ausgegeben. In dem Spreizer 540 werden diese Symbole um den Spreizfaktor SF = 128 gespreizt. Da die reguläre Spreizung mit SF = 256 des F-DPCH auf SF = 128 verringert wurde und das F-DPCH-Symbol s_i dupliziert wurde, kann das Schlitzformat des F-DPCH wie in 6 dargestellt ohne Modifikation behalten werden. Wie bereits erwähnt, erfolgt beim Spreizen mit SF = 128 Auftastung um den Spreizfaktor SF und Faltung der aufgetasteten Symbole s_i mit einem OVSF-Code.
Die gespreizten Symbole können dann verwürfelt, kombiniert und moduliert werden, bevor sie über die Antennen 512, 513 gesendet werden.
10 zeigt als Beispiel ein Blockdiagramm eines Empfängers 600, der dafür ausgelegt ist, ein F-DPCH-Signal zu empfangen, das z.B. durch den Sender 500 von 9 erzeugt wird. Der Empfänger 600 kann einen Entspreizer 640, einen STTD-Decodierer 610, eine Auswertungseinheit 660, z.B. einen Kombinierer 650, z.B. einen Kanalschätzer 620 und z.B. einen TPC-Decodierer 630 umfassen. Da der Empfänger 600 dafür ausgelegt sein kann, den F-DPCH, wie durch den Sender 500 gebildet, zu empfangen, können Symbole y₀, y₁, die gemäß der Beschreibung von 5 auf der Basis eines gesendeten Symbolpaars s_i, s_i erzeugt worden sein können, von einer Empfangsantenne 601 empfangen werden. Die empfangenen Symbole y₀, y₁ werden durch den Entspreizer 640 unter Verwendung desselben Spreizcodes (z.B. SF = 128), der im Sender 500 angewandt wird, entspreizt. Die entspreizten Symbole können dem STTD-Decodierer 610 zugeführt werden. Der STTD-Decodierer 610 erzeugt geschätzte Versionen s ~_i, s ~_i der gesendeten Symbole s_i, s_i. STTD-Decodierung kann wie oben beschrieben auf Kanalschätzungen h ˆ₀, h ˆ₁ basieren.
Diese geschätzten Versionen s ~_i, s ~_i der gesendeten Symbole s_i, s_i werden dann in der Auswertungseinheit 660 ausgewertet, um die von ihnen übertragenen Sendeleistungsregelinformationen zu erhalten. Beispielsweise kann die Auswertungseinheit 660 einen Kombinierer 650 umfassen, der dafür ausgelegt ist, das geschätzte Symbolpaar s ~_i, s ~_i zu empfangen und das Symbolpaar auf ein Symbol s ~_i zu reduzieren. Die Reduktion des Symbolpaars s ~_i, s ~_i auf ein Symbol s ~_i kann durch Kombinieren der beiden Symbole des Symbolpaars erzielt werden, da die Symbole aufgrund des Wiederholungscodierers 530 identische oder redundante Informationen enthalten. Es ist auch möglich, einfach eines der beiden Symbole s ~_i, s ~_i zu nehmen und das andere zu verwerfen. Das geschätzte Symbol s ~_i am Ausgang des Kombinierers 650 kann das geschätzte TPC-Symbol des F-DPCH im Schlitz i repräsentieren, das dem betrachteten Benutzer (z.B. dem Benutzer U0, der das UE verwendet, in dem der Empfänger 600 implementiert ist) gewidmet ist. Der TPC-Decodierer 630 kann dann verwendet werden, um den Sendeleistungsregelbefehl aus dem geschätzten F-DPCH-Symbol s ~_i zu extrahieren.
Wie bereits erwähnt erfolgt bei herkömmlicher F-DPCH-Übertragung gemäß 3GPP die Übertragung eines F-DPCH-Symbols von beiden Antennen mit der Hälfte der Leistung ohne STTD-Codierung ("Dummy-TxDiv" – Schema (a)). Ein anderes F-DPCH-Übertragungsschema ist die Verwendung nur einer einzigen Sendeantenne zum Senden des einzigen F-DPCH-Symbols, d.h. zum Senden des F-DPCH-Symbols ohne TxDiv (Schema (b)). Die beiden oben skizzierten Ansätze gemäß der vorliegenden Offenbarung verwenden beide STTD-Codierung, entweder durch Beibehalten von SF = 256 und des Schlitzformats von F-DPCH, aber durch Ausführen von STTD-Codierung für zwei benachbarte modulierte TPC-Symbole für zwei verschiedene Benutzer (Schema (c) – siehe auch die Offenbarung für 1 bis 8) oder durch Reduzieren des SF = 256 auf SF = 128, um während einer herkömmlichen TPC-Symbolperiode gemäß 3GPP zwei modulierte TPC-Symbole zu erhalten, und Beibehalten des Schlitzformats des F-DPCH (Schema (d) – siehe auch die Offenbarung für 1, 5, 6, 9 und 10).
Gemäß der Offenbarung kann es möglich sein, das F-DPCH-Übertragungsschema von einem der oben erwähnten vier Schemata auf ein anderes der oben erwähnten vier Schemata umzuändern. Dieses Umschalten oder Auswechseln von F-DPCH-Übertragungsschemata kann über eine Rekonfiguration der physikalischen Schicht abgewickelt werden, wie sie z.B. normalerweise bei 3GPP (z.B. für den DPCH) verwendet wird. Schemaumschaltung kann somit durch das Netz entschieden, ausgeführt und dem UE signalisiert werden.
11 ist ein Graph von Simulationsergebnissen einer TPC-Befehlsfehlerrate (TPC CER) als Funktion von Ec/Ior in dB. Ec/Ior ist das Verhältnis in Einheiten von dB zwischen der über eine Chipperiode akkumulierten Energie (Ec) zu der Gesamt-Sendeleitungsspektraldichte (Ior). 11 zeigt die Performance von F-DPCH-STTD-Codierung gemäß Schema (c) und Schema (d) im Vergleich mit F-DPCH-Übertragung gemäß der herkömmlichen TxDiv-Übertragung gemäß 3GPP (Schema (a)) und dem Nicht-TxDiv-Übertragungsschema (b). Wie aus 11 ersichtlich ist, besteht eine starke Performance-Verschlechterung (2dB) beim Wechseln von einer vollbeladenen Nicht-TxDiv-Zelle zu einer vollbeladenen TxDiv-Zelle für F-DPCH. Diese Verschlechterung geschieht auch in MIMO-Zellen, bei denen ein Teil der UE MIMO-UE und ein anderer Teil der UE Nicht-MIMO-UE sind. Wie aus 11 hervorgeht, ergibt das herkömmliche F-DPCH-"Dummy"-TxDiv-Schema (b), so wie es in 3GPP vorgesehen ist, – d.h. Senden desselben Signals von beiden Sendeantennen mit der Hälfte der Leistung – nicht nur keinerlei Diversitätsgewinn, sondern ist sehr empfindlich gegenüber Störungen aus den anderen durch die Basisstation von beiden Sendeantennen gesendeten Kanälen. Einfach nur F-DPCH von einer Sendeantenne zu senden, verbessert die Performance, löst aber nicht das Problem. Offensichtlich zeigen die hier offenbarten und in 11 als Ansatz 1 bzw. Ansatz 2 genannten F-DPCH-Übertragungsschemata (c) und (d) eine signifikant verbesserte Performance aufgrund der vollen Ausnutzung von Diversitätsgewinn. Die Simulation erfolgte über 5000 F-DPCH-Rahmen unter Verwendung von Fading-Bedingungen mit Ior/Ioc = –1 dB, Geschwindigkeit = 3 km/h und einer TxDiv-Zelle (keine MIMO-Zelle). Ioc ist die Leistungsspektraldichte von bandbegrenztem weißem Rauschen. Ior/Ioc wird in der Technik auch als Geometriefaktor G bezeichnet. Hinsichtlich Ansatz 1 (d.h. Schema (c)) hat sich gezeigt, dass sogar im Fall eines starken Nachbarbenutzers die Performance zumindest in Umgebungen mit niedriger Geschwindigkeit signifikant verbessert ist.
Aus der obigen und weiteren Simulationen folgt, dass für beide Ansätze (d.h. Schema (c) und (d)) Gewinne mit mindestens 2dB und bis zu 4dB oder mehr in allen Szenarien für realistische Bedingungen erzielt werden können.
12 zeigt ein beispielhaftes Verfahren gemäß der Offenbarung. Im Schritt S11 wird ein erstes Symbol erzeugt, das einem ersten Benutzer gewidmet ist.
Im Schritt S12 wird ein zweites Symbol erzeugt, das einem zweiten Benutzer gewidmet ist.
Im Schritt S13 werden mindestens das erste Symbol und das zweite Symbol durch einen Sendediversitätscodierer codiert, der dafür ausgelegt ist, einen Blockcode einer Länge von mehr als eins zu verwenden.
Gemäß 13 kann ein beispielhaftes Verfahren gemäß der Offenbarung den Schritt S21 des Empfangens eines sendediversitätscodierten Codeworts umfassen.
Im Schritt S22 wird das empfangene Codewort sendediversitätsdecodiert, um mindestens zwei decodierte Symbole zu erhalten, und die mindestens zwei decodierten Symbole enthalten Informationen, die mindestens zwei verschiedenen Benutzern gewidmet sind.
14 zeigt ein weiteres beispielhaftes Verfahren gemäß der Offenbarung. Im Schritt S31 wird ein Sendeleistungsregelsymbol wiederholungscodiert, um mehrere Versionen des Sendeleistungsregelsymbols zu erhalten.
Im Schritt S32 werden die mehreren Versionen des Sendeleistungsregelsymbols durch Verwendung eines Raum-Zeit-Blockcodes einer Länge von mehr als eins sendediversitätscodiert.
Im Schritt S33 werden die sendediversitätscodierten Symbole durch einen Spreizcode eines Spreizfaktors von 128 oder weniger gespreizt.
Gemäß 15 im Schritt S41 werden mehrere empfangene Sendeleistungsregelsymbole durch einen Spreizcode eines Spreizfaktors von 128 oder weniger entspreizt.
Im Schritt S42 werden die mehreren empfangenen Sendeleistungsregelsymbole sendediversitätsdecodiert.
Im Schritt S43 werden eines oder mehrere der mehreren entspreizten decodierten Sendeleistungsregelsymbole ausgewertet, um eine Sendeleistungsregelinformation zu erzeugen.
Es ist zu beachten, dass die oben beschriebenen Implementierungen und Verfahren auf verschiedene Standards und Sendediversitätstechniken anwendbar sind, darunter STTD, TSTD, CLTD, SFTD und MIMO. Beispielsweise ist auch in LTE-Sendern und -Empfängern das Konzept der Sendediversitätscodierung und -decodierung von verschiedenen Benutzern gewidmeten Symbolen anwendbar.
Obwohl hier spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, ist für Durchschnittsfachleute erkennbar, dass vielfältige alternative und/oder äquivalente Implementierungen die spezifischen gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen ersetzen können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Anmeldung soll jegliche Anpassungen oder Abwandlungen von hier beschriebenen Ausführungsformen abdecken.

Claims

Sendervorrichtung, umfassend: einen Sendediversitätscodierer, der ausgelegt ist, einen Blockcode einer Länge von mehr als eins zum Codieren von mindestens zwei aufeinanderfolgenden Symbolen zu verwenden, wobei ein erstes Symbol der mindestens zwei aufeinanderfolgenden Symbole einem ersten Benutzer gewidmet ist und das zweite Symbol der mindestens zwei aufeinanderfolgenden Symbole einem zweiten Benutzer gewidmet ist.
Sendervorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: mindestens zwei Sendeantennenports, die dafür ausgelegt sind, mit zwei jeweils mit einem Ausgang des Sendediversitätscodierers gekoppelten Sendeantennen gekoppelt zu werden.
Sendervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Symbol und das zweite Symbol Sendeleistungsregelsymbole sind.
Sendervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Blockcode eine Länge von 2 aufweist.
Sendervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Blockcode ein Raum-Zeit-Blockcode ist.
Sendervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Blockcode ein Raum-Frequenz-Blockcode ist.
Sendervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Blockcode ein Alamouti’s Code ist.
Sendervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sender ein HSPA-Sender ist.
Sendervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Sender ein LTE-Sender ist.
Sendervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Blockcode dafür ausgelegt ist, zwei aufeinanderfolgende Symbole zu codieren.
Sendervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Symbol ein Symbol eines F-DPCH ist, das dem ersten Benutzer gewidmet ist, und das zweite Symbol ein Symbol eines F-DPCH ist, das dem zweiten Benutzer gewidmet ist.
Sendervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sendervorrichtung Teil einer Basisstation eines Zellularfunknetzes ist.
Empfängervorrichtung, umfassend: einen Sendediversitätsdecodierer, der ausgelegt ist, ein empfangenes sendediversitätscodiertes Codewort zu decodieren, um mindestens zwei decodierte Symbole zu erhalten, wobei die mindestens zwei decodierten Symbole Informationen enthalten, die mindestens zwei verschiedenen Benutzern gewidmet sind.
Empfängervorrichtung nach Anspruch 13, ferner umfassend: eine Verwerf-Einheit, der dafür ausgelegt ist, mindestens eines der mindestens zwei decodierten Symbole zu verwerfen.
Empfängervorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei mindestens eines der decodierten Symbole ein Sendeleistungsregelsymbol ist.
Sendervorrichtung, umfassend: einen Wiederholungscodierer, der dafür ausgelegt ist, mehrere Versionen eines Sendeleistungsregelsymbols zu erzeugen; einen Sendediversitätscodierer, der dafür ausgelegt ist, einen Raum-Zeit-Blockcode einer Länge von mehr als eins zu verwenden, um die mehreren Versionen des Sendeleistungsregelsymbols zu codieren; und einen Spreizer, der dafür ausgelegt ist, die codierten Symbole um einen Spreizfaktor von 128 oder weniger zu spreizen.
Sendervorrichtung nach Anspruch 16, ferner umfassend: mindestens zwei Sendeantennenports, die dafür ausgelegt sind, mit zwei jeweiligen Sendeantennen gekoppelt zu werden, wobei die zwei Sendeantennen dafür ausgelegt sind, durch den Sendediversitätscodierer und den Spreizer verarbeitete Symbole zu senden.
Sendervorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, wobei jede der mehreren Versionen des Sendeleistungsregelsymbols dieselben Sendeleistungsregelinformationen enthält.
Empfängervorrichtung, umfassend: einen Entspreizer, der ausgelegt ist, mehrere empfangene Sendeleistungsregelsymbole durch einen Spreizcode eines Spreizfaktors von 128 oder weniger zu entspreizen; einen Sendediversitätsdecodierer, der ausgelegt ist, die mehreren empfangenen Sendeleistungsregelsymbole zu decodieren; und eine Symbolauswertungsstufe, die ausgelegt ist, auf der Basis der mehreren decodierten Sendeleistungsregelsymbole eine Sendeleistungsregelinformation zu erzeugen.
Empfängervorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Symbolauswertungsstufe einen Kombinierer umfasst, der ausgelegt ist, auf der Basis der mehreren decodierten Sendeleistungsregelsymbole ein einziges Sendeleistungsregelsymbol zu erzeugen.
Empfängervorrichtung nach Anspruch 20, wobei jedes der mehreren empfangenen Sendeleistungsregelsymbole dieselben Sendeleistungsregelinformationen enthält.
Empfängervorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, wobei das Sendeleistungsregelsymbol durch den F-DPCH von 3GPP gesendet wird.
Verfahren, umfassend: Erzeugen eines ersten Symbols, das einem ersten Benutzer gewidmet ist; Erzeugen eines zweiten Symbols, das einem zweiten Benutzer gewidmet ist; und Codieren mindestens des ersten Symbols und des zweiten Symbols durch einen Sendediversitätscodierer, der ausgelegt ist, einen Blockcode einer Länge von mehr als eins zu verwenden.
Verfahren nach Anspruch 23, ferner umfassend: Senden der mindestens zwei codierten Symbole über mindestens zwei Sendeantennen.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, wobei das erste Symbol ein Symbol eines F-DPCH ist, das dem ersten Benutzer gewidmet ist, und das zweite Symbol ein Symbol eines F-DPCH ist, das dem zweiten Benutzer gewidmet ist.
Verfahren, umfassend: Wiederholungscodierung eines Sendeleistungsregelsymbols, um mehrere Versionen des Sendeleistungsregelsymbols zu erhalten; Sendediversitätscodieren der mehreren Versionen des Sendeleistungsregelsymbols durch Verwendung eines Raum-Zeit-Blockcodes einer Länge von mehr als eins; und Spreizen der sendediversitätscodierten Symbole durch einen Spreizcode eines Spreizfaktors von 128 oder weniger.
Verfahren, umfassend: Empfangen eines sendediversitätscodierten Codeworts; und Sendediversitätsdecodieren des empfangenen Codeworts, um mindestens zwei decodierte Symbole zu erhalten, wobei die mindestens zwei decodierten Symbole Informationen enthalten, die mindestens zwei verschiedenen Benutzern gewidmet sind.
Verfahren nach Anspruch 27, ferner umfassend: Verwerfen mindestens eines der mindestens zwei decodierten Symbole.
Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, wobei mindestens eines der decodierten Symbole ein Sendeleistungsregelsymbol ist.
Verfahren, umfassend: Entspreizen mehrerer empfangener Sendeleistungsregelsymbole um einen Spreizfaktor von 128 oder weniger; Sendediversitätsdecodieren der mehreren empfangenen Sendeleistungsregelsymbole; und Auswerten eines oder mehrerer der mehreren entspreizten decodierten Sendeleistungsregelsymbole, um eine Sendeleistungsregelinformation zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei das Auswerten das Kombinieren der mehreren empfangenen Sendeleistungsregelsymbole zu einem einzigen Sendeleistungsregelsymbol umfasst.