DE102014103853A1

DE102014103853A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Störsignalquellen-Zeitablaufsteuerungsdetektion und zum Schätzen von Rausch- und Störparametern

Info

Publication number: DE102014103853A1
Application number: DE102014103853.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan Fechtel
Original assignee: Intel IP Corp
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2034-03-21
Also published as: TW201545491A; CN104936219B; US20150271687A1; DE102014103853B4; US9832667B2; TWI556592B; CN104936219A

Abstract

Ein Verfahren für das Schätzen von Rausch- und Störparametern umfasst das Empfangen eines Signals, das einen Rauschsignal- und Störsignalbeitrag umfasst. Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte werden basierend auf dem Signal erzeugt. Die Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte werden in Quantisierungsniveaus quantisiert. Die Ereignisse der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte werden für jedes Quantisierungsniveau über einen Beobachtungszeitraum gezählt. Rausch- und Störparameter werden basierend auf der Anzahl von Ereignissen der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte pro Quantisierungsniveau über den Beobachtungszeitraum geschätzt.

Description

FACHGEBIET
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Funkverbindungen und insbesondere Techniken zum Detektieren von Störsignal-Zeitablaufsteuerung und zum Schätzen der Störparameter basierend auf einem Funksignal in mobilen Netzwerken gemäß einem mobilen Kommunikationsstandard, wie etwa 3GPP Long Term Evolution.
HINTERGRUND
Moderne Mobilfunknetzwerke stehen vor der Herausforderung, dass der Bedarf an Hochgeschwindigkeits-Daten- und -Medienübertragung dramatisch ansteigt. Netzwerkbetreiber müssen ihre Netzwerke umbauen, um die Gesamtkapazität zu erhöhen. Eine Lösung könnte das Platzieren von dichteren Makro-Zellen in homogenen Netzwerken sein. Jedoch kann diese Lösung sehr kostspielig sein und sehr häufige Handover von sich rasch bewegenden Benutzern erfordern. Eine andere Lösung könnten heterogene Netzwerke sein. Eine Makro-Zelle könnte für die Abdeckung eines größeren Bereichs eingesetzt werden und kleine (z. B. Piko- oder Femto-)Zellen können in den Abdeckungsbereich platziert werden, um die Kapazität an manchen „Hot Spots” zu erhöhen. Sowohl in homogenen als auch in heterogenen Netzwerken arbeiten die Teilnehmerendgeräte (User Equipment (UE)) in dynamischen Szenarien mit mehreren störenden Zellen, die auf einer kurzfristigen Basis eingeplant sein können. Die Störsignaldetektion und Parameterschätzung sind für ein ordnungsgemäßes Funktionieren kritischer UE-Funktionen, wie etwa beispielsweise die Kanalschätzung, Detektion und CQI-Rückmeldung (Channel Quality Indicator) wesentlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beiliegenden Zeichnungen sind umfasst, um ein besseres Verständnis der Aspekte bereitzustellen und sind in diese Bearbeitung aufgenommen und bilden einen Teil davon. Die Zeichnungen veranschaulichen Aspekte und dienen gemeinsam mit der Beschreibung zur Erklärung der Grundzüge von Aspekten. Andere Aspekte und viele der beabsichtigten Vorteile von Aspekten werden wahrgenommen werden, da sie durch Verweis auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung besser verstanden werden. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf entsprechende ähnliche Teile.
1 ist ein Aufbauplan eines Netzwerkes, das eine Makro-Zelle und Piko-Zellen gemäß einem Störszenario umfasst.
2 ist ein Diagramm, das eine Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung eines realitätsnahen Rauschsignal- und Störsignalleistungsprofils zeigt, das in einem Störszenario erfahren wurde, mit K = 3 Rauschsignal- und Störsignalquellen auf einer logarithmischen Skala (dB-Einheiten).
3A ist ein schematisches Diagramm eines Zeitablaufssteuerungsmusters für physikalische Kanalressourcen in einer Zeit-Frequenz-Darstellung, das für eine erste Störsignalquelle geplante Ressourcenblöcke, für eine zweite Störsignalquelle geplante Ressourcenblöcke und nichtgeplante Ressourcenblöcke veranschaulicht.
3B ist ein schematisches Diagramm eines Ressourcenblocks in einer Zeit-Frequenz-Darstellung, die einen physikalischen LTE-Ressourcenblock (PBR) beispielhaft veranschaulicht.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Ausführung einer Vorrichtung zum Schätzen von Rausch- und Störparametern mittels Histogrammanalyse veranschaulicht.
5 ist ein Diagramm, das ein von eingehenden Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten über einen Beobachtungszeitraum erzeugtes Histogramm und ein Verfahren zum Analysieren des Histogramms, um (vorläufige) Störparameter zu erhalten, veranschaulicht.
6 ist ein Diagramm, das das Histogramm aus 5 und ein Verfahren zur erneuten Analyse des Histogramms, um Rausch- und Störparameter basierend auf den vorläufigen Störparametern zu erhalten, veranschaulicht.
7 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Ausführung einer Vorrichtung zum Schätzen von Rausch- und Störparametern mittels Histogrammanalyse und Parameterverfolgung veranschaulicht.
8 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Ausführung einer Vorrichtung zum Schätzen von Rausch- und Störparametern mittels Histogrammanalyse, optionaler Parameterverfolgung und Störsignal-Zeitablaufsteuerungsdetektion veranschaulicht.
9 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Ausführung einer Vorrichtung zum Schätzen von Rausch- und Störparametern mittels Histogrammanalyse, Parameterverfolgung und Störsignal-Zeitablaufsteuerungsdetektion veranschaulicht.
10 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Schätzeinheit, die in einer Vorrichtung zum Schätzen von Rausch- und Störparametern eingesetzt wird.
11 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Schätzen von Rausch- und Störparametern mittels Histogrammanalyse veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren beschrieben, worin gleiche Bezugszeichen im Allgemeinen verwendet werden, um auf gleiche Elemente Bezug zu nehmen. In der folgenden Beschreibung werden zu Erklärungszwecken zahlreiche spezifische Details ausgeführt, um ein gründliches Verständnis von einem oder mehreren Aspekten der Ausführungsformen bereitzustellen. Jedoch kann es für Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung offensichtlich sein, dass ein oder mehrere Aspekte der Ausführungsformen mit einem geringeren Grad dieser spezifischen Details durchgeführt werden kann. Die folgende Beschreibung soll somit nicht einschränkend verstanden werden und der Schutzumfang ist durch die nachfolgenden Ansprüche definiert.
Die verschiedenen zusammengefassten Aspekte können auf verschiedene Arten umgesetzt werden. Die folgende Beschreibung zeigt veranschaulichend verschiedene Kombinationen und Konfigurationen, in denen die Aspekte eingesetzt werden können. Es versteht sich, dass die beschriebenen Aspekte und/oder Ausführungsformen lediglich Bespiele darstellen und andere Aspekte und/oder Ausführungsformen verwendet und strukturelle und funktionale Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. zusätzlich dazu kann, während ein bestimmtes Merkmal oder Aspekt einer Ausführungsform mit Bezug auf nur eine von zahlreichen Umsetzungen offenbart werden kann, ein solches Merkmal oder Aspekt mit einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Aspekten kombiniert werden wie es für jede beliebige oder eine bestimmte Anwendung wünschenswert oder vorteilhaft erscheint.
Die hierin beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen betreffen die Detektion von Störszenarien und/oder das Schätzen von Rausch- und Störparametern. Es versteht sich, dass Angaben, die in Verbindung mit einem beschriebenen Verfahren gemacht werden, auch für einen entsprechenden Vorrichtungsschaltkreis, der dazu konfiguriert ist, das Verfahren durchzuführen und vice versa zutreffen können. Beispielsweise kann, wenn ein bestimmter Verfahrensschritt oder Prozess beschrieben wird, eine entsprechende Vorrichtung eine Einheit umfassen, um den beschriebenen Verfahrensschritt oder Prozess auszuführen, auch wenn eine solche Einheit nicht explizit beschrieben oder in den Figuren veranschaulicht wird.
Die hierin beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können in drahtlosen Kommunikationsnetzwerken, insbesondere in auf mobilen Kommunikationsstandards, wie etwa LTE (Long Term Evolution) und/oder OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing), oder auf anderen Standards, wie etwa dem GSM/EDGE-Standard (Global System for Mobile Communications/Enhanced Data Rates for GSM Evolution) und/oder dem UMTS/HSPA-Standard (Universal Mobile Telecommunications System/High Speed Packet Access) oder Abweichungen davon, basierenden Kommunikationsnetzwerken, implementiert werden. Die unten beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können zudem in einer mobilen Vorrichtung (oder mobilen Station oder Teilnehmerendgerät (UE)) oder in einer Basisstation (auch bezeichnet als NodeB, eNodeB) implementiert werden.
Die hierin beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können dazu konfiguriert sein, Funksignale zu senden und/oder zu empfangen. Funksignale können Hochfrequenzsignale, die von einer Hochfrequenzsendevorrichtung (oder Hochfrequenzsender oder Sender) mit einer Hochfrequenz, die im Bereich von beispielsweise etwa 3 Hz bis 300 GHz liegt, ausgestrahlt werden.
Die nachfolgend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können in Übereinstimmung mit mobilen Kommunikationsstandards, wie etwa LTE, konzipiert sein. LTE, das als 4G LTE vermarktet wird, ist ein Standard für die drahtlose Kommunikation von Hochgeschwindigkeitsdaten für mobile Telefone und Datenendgeräte. Es basiert auf den GSM/EDGE- und UMTS/HSPA-Netzwerktechnologien wobei Kapazität und Geschwindigkeit durch die Verwendung einer anderen Funkschnittstelle gemeinsam mit Verbesserungen des Kernnetzes verbessert wurden. Der Standard wurde von 3GPP (3rd Generation Partnership Project) entwickelt und ist derzeit in seinem Freigabedokument der Serie 8, mit in den Freigaben 9, 10 und 11 beschriebenen Erweiterungen spezifiziert.
Die nachfolgend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können in OFDM-Systemen eingesetzt werden. OFDM ist ein Schema für das Kodieren digitaler Daten auf Mehrfachträgerfrequenzen. OFDM hat sich zu einem beliebten Schema für digitale Breitbandkommunikation entwickelt, ob drahtlos oder über Kupferdrähte, die in Anwendungen, wie etwa digitalem Fernseh- und Audiorundfunksendungen, DSL-Breitbandinternetzugang, Drahtlosnetzwerken und mobile 4G Kommunikationen verwendet werden. OFDM ist ein Frequenzmultiplexverfahren (frequency-division multiplexing (FDM)), das als ein digitales Modulationsverfahren für Mehrfachträger verwendet wird. Eine große Anzahl eng beabstandeter, orthogonaler Unterträgersignale kann für das Übertragen von Daten verwendet werden. Die Orthogonalität kann der Überlagerung zwischen Unterträgern vorbeugen. Die Daten können in verschiedene parallele Datenströme oder -kanäle geteilt werden, einer für jeden Unterträger. Jeder Unterträger kann mit einem herkömmlichen Modulationsschema (wie etwa der Quadraturamplitudenmodulation oder Phasenumtastung) bei einer niedrigen Symbolrate moduliert werden, wobei ähnliche Gesamtdatenraten wie bei einem herkömmlichen Einzelträgermodulationsschema in derselben Bandbreite erhalten werden. OFDM kann im Wesentlichen mit kodiertem OFDM (COFDM) und dem Discrete-multi-tone-Modulationsverfahren (DMT) gleichgesetzt werden.
Die nachfolgend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können in homogenen oder heterogenen Mehrschichtnetzwerken eingesetzt werden. Homogene und heterogene Mehrschichtnetzwerke (HetNets) können beispielsweise in LTE- und in LTE-Advanced-Standards verwendet werden. HetNets können verwendet werden, um das Netzwerk aus nicht nur durch einen Typ von eNodeB (homogenes Netzwerk) aufzubauen, sondern um eNodeBs mit unterschiedlichen Fähigkeiten, insbesondere unterschiedlichen Tx-Leistungsklassen einzusetzen. Diese eNodeBs können üblicherweise als Makro-eNodeBs (MeNB) oder Makro-Zellen, Piko-eNodeBs (PeNB) oder Piko-Zellen und Femto/Home-eNodeBs (HeNB) oder Femto-Zellen bezeichnet werden und sind für allgemeine Abdeckung im Außenbereich, Abdeckung von Hot-Zones im Außenbereich bzw. Abdeckung im Innenbereich/Unternehmensabdeckung bestimmt. Alternativ dazu kann der Begriff „kleine Zellen” als weiter gefasster Begriff, der Piko- und Femto-Zellen abdeckt, verwendet werden.
Makro-Zellen können einen großen Zellbereich (üblicherweise liegt der Zellradius in der Größenordnung von 500 Metern bis einem Kilometer) mit Sendeantennen oberhalb der Stördaten und einer Sendeleistung in der Größenordnung von 46 dBm (20 Watt) abdecken. Sie können Dienste für alle Benutzer bereitstellen. Femto-Zellen, auch als Home-eNodeBs (HeNBs) bezeichnet, können von einem Endverbraucher (üblicherweise im Innenbereich) installierte Niedrigleistungszellen sein. Piko-Zellen können vom Betreiber eingesetzte Zellen mit niedrigerer Sendeleistung – üblicherweise eine Größenordnung kleiner – im Vergleich zu Makro-Zellen-eNodeBs sein. Sie können üblicherweise in Drahtlos-Hutspot-Bereichen (beispielsweise Einkaufszentren) installiert werden und bieten allen Benutzern Zugriff. In einem Szenario, in dem ein UE sich mit Piko-Zellen verbindet, kann die Piko-Zelle die Zielzelle darstellen, während die Makro-Zelle die Störsignalzelle, die ein starkes Störsignal verursacht, darstellen.
Die nachfolgend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können in eICIC-Systemen (enhanced Inter-Cell Interference Coordination) angewandt werden. eICIC wird im 3GPP-Freigabedokument 10 verwendet, um schwerwiegende Zwischen-Zellen-Störsignale sowohl bei Daten- als auch Steuerkanälen des Downlinks zu vermeiden. eICIC kann auf Trägeraggregation mit trägerübergreifender Zeitablaufsteuerung oder auf TDM (Zeitmultiplex) unter Verwendung sogenannter Fast-Leer-Unterrahmen (ABS, engl.: almost blank subframes) basieren.
Ein auf Trägeraggregation basierendes eICIC-System kann einer LTE-A-UE erlauben, sich mit mehreren Trägern gleichzeitig zu verbinden. Es kann nicht nur die trägerübergreifende Ressourcenzuweisung erlauben, sondern auch zeitablaufbasiertes schnelles Umschalten zwischen den Trägern ohne zeitaufwändige Übergabe (Handover) erlauben. Ein einfaches Prinzip in einem HetNet-Szenario kann die Teilung des verfügbaren Spektrums in beispielsweise zwei getrennte Komponententräger und die Zuweisung des Hauptkomponententrägers (Primary component carrier (PCC)) an verschiedene Netzwerkschichten sein. Der Hauptkomponententräger kann die Zelle sein, die den UEs die Steuerinformationen bereitstellt. Jede Netzwerkschicht kann zusätzlich dazu UEs auf anderen CCs, genannt Zweitkomponententräger (Secondary Component Carriers (SCC)), planen.
Die nachfolgend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können in störsignalunterdrückenden Empfängern, wie etwa IRC-Empfängern (Interference Rejection Combining) angewandt werden. IRC ist ein Verfahren, das in einem Antennendiversitätssystem zum Unterdrücken von Ko-Kanal-Störsignalen durch die Verwendung der Kreuz-Kovarianz zwischen dem Rauschen in Diversitätskanälen eingesetzt werden kann. IRC kann als wirksame Alternative zur Erhöhung der Uplink-Bitraten in Bereichen, in denen Zellen überlappen, eingesetzt werden. Der IRC-Empfänger kann eine Verbesserung des Zellrand-Benutzer-Durchsatzes bewirken, da er Störsignale zwischen den Zellen unterdrücken kann. Der IRC-Empfänger kann üblicherweise auf einem Kriterium des kleinsten mittleren quadratischen Fehlers (minimum mean square error (MMSE)) basieren, was Kanalschätzung und Kovarianz-Matrixschätzung einschließlich der Störungen zwischen den Zellen mit einer hohen Genauigkeit erfordern kann.
Die nachfolgend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können in MIMO-Systemen (Multiple-Input Multiple-Output) angewandt werden. MIMO-Drahtloskommunikationssysteme setzen mehrere Antennen am Sender und am Empfänger ein, um die Systemkapazität zu erhöhen und eine bessere Qualität des Dienstes zu erreichen. Im Raummultiplexing-Modus können MIMO-Systeme durch das Senden von mehreren Datenströmen parallel im gleichen Frequenzband höhere Datenraten-Peaks ohne Erhöhung der Bandbreite des Systems erreichen. Ein MIMO-Detektor kann zum Detektieren des MIMO-Kanals, der durch die Kanal-Matrizen zwischen den jeweiligen Antennen des Senders und den jeweiligen Antennen des Empfängers beschrieben wird, eingesetzt werden.
Diese Offenbarung präsentiert einen Ansatz für das Detektieren eines Störszenarios und das Schätzen von Rausch- und Störparametern in synchronisierten mobilen Netzwerken, wie etwa LTE-Netzwerken, insbesondere LTE-Advanced-Netzwerken in Übereinstimmung mit Freigabedokument 11 und folgende (Rel-11+). In LTE-Netzwerken können benachbarte Zellen dasselbe Frequenzband wie die aktive Zelle verwenden und eine mobile Vorrichtung am Zellrand kann mit starken Störsignalen von mehreren Zellen konfrontiert sein. Das heißt, dass mobile Vorrichtungen in homogenen und heterogenen Netzwerken in sehr dynamischen Szenarien mit mehreren störenden Zellen betrieben werden, die pro Unterrahmen oder sogar pro PRB (Physical Resource Block) geplant werden können. Insbesondere der Einsatz von heterogenen Netzwerken kann dieses Problem verstärken, da mehrere Piko-Zellen und/oder Femto-Zellen innerhalb des Abdeckungsbereichs einer Makro-Zelle platziert werden können. Aus diesem Grund kann die Rauschsignal-plus-Störsignal-Leistung (und somit das SINR (Signal-zu-Störsignal-plus-Rauschsignalverhältnis)) drastisch schwanken, beispielsweise an jeder Blockgrenze. Das Detektieren von Störsignalen und das Schätzen von Störparametern können daher für das Empfänger-Gesamtleistungsverhalten und insbesondere das ordnungsgemäße Funktionieren wesentlicher Empfängerfunktionen, wie etwa Kanalschätzung, Detektion und CQI-Rückmeldung (Channel Quality Indicator) essentiell sein.
Während die Anzahl relevanter Störsignalquellen in manchen Fällen der mobilen Vorrichtung bekannt sein kann (z. B. durch Zellsuche oder Signalisierung), ist das Störsignal-Zeitablaufsteuerungsmuster im Allgemeinen unbekannt, ebenso wie die Rauschparameter (z. B. die Rauschleistung und ihre Varianz) der Rauschquellen und die Störparameter (z. B. die Störleistungen und ihre Varianzen) von jedem (geplanten) Störsignal. Aus diesem Grund können das Detektieren der Störsignal-Zeitablaufsteuerung und das Schätzen von Rausch- und Störparametern wie hierin beschrieben das Wissen über das Störszenario in der mobilen Vorrichtung verbessern.
1 ist ein schematisches Diagramm eines heterogenen Netzwerks 100, das eine Makro-Zelle 101 und Piko-Zellen 103, 105 umfasst. Die Piko-Basisstationen in den Piko-Zellen 103, 105 können durch ihre im Vergleich zur Makro-Basisstation in der Makro-Zelle 101 wesentlich geringere Sendeleistung charakterisiert werden. Aufgrund der großen Differenz zwischen den Sendeleistungsniveaus unter den zwei Typen von Basisstationen ist die Abdeckung 112, 114 der Piko-Zellen 103, 105, wie in 1 gezeigt, wesentlich geringer als die Abdeckung 110 der Makro-Basisstation. Die größere Abdeckung 110 der Makro-Zellen 101 kann mehrere UEs 107, 109 zum Hochleistungs-Makro-eNodeB anziehen, obwohl möglicherweise nicht genug Ressourcen für alle UEs zur Verfügung stehen. Gleichzeitig können die Ressourcen der Basisstation mit geringerer Leistung ungenutzt bleiben. Die UEs 107, 109 können das Detektieren von Störszenarios und/oder das Schätzen von Störparametern wie nachfolgend beschrieben umfassen.
2 veranschaulicht ein typisches Störszenario mit K = 3 Rauschsignal- und Störsignalquellen. Das heißt, dass als Beispiel eine Mischung aus Rauschen (Wahrscheinlichkeitsdichteverteilungskurve (pdf-Kurve) 201, mittlere Leistung μ₁ = –24 dB), einer erster Störsignalquelle (pdf-Kurve 202, mittlere Leistung μ₂ = –10 dB) und einer zweiter Störsignalquelle (pdf-Kurve 203, mittlerer Leistung μ₃ = +8 dB) abgebildet sind. Zudem wird die Gesamt-Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung, die die Summe aller Wahrscheinlichkeitsdichteverteilungen der K Rauschsignal- und Störsignalquellen ist, als „Hüllkurve” 210 in 2 dargestellt.
Die Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung jeder Rauschsignal- und Störsignalquelle (d. h. die pdf Kurven 201, 202, 203) können durch eine Referenzverteilung (z. B. eine Gauß-Verteilung) mit individuellen Parametern g_k (Gewichtsfaktor der Verteilung k), μ_k (Mittelwert der Verteilung k) und σ_k (Standardabweichung der Verteilung k), mit k = 1, ..., K modelliert sein. Somit kann das multimodale Mischungsmodell von k = 1, ..., K Rauschsignal- und Störsignalquellen durch einen Parametersatz (K; g_k, μ_k, σ_k), k = 1, ..., K beschrieben werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die K Rauschsignal- und Störsignalquellen sowohl Rauschsignalquellen (hier z. B. k = 1) und Störsignalquellen (d. h. „Störer”) (hier z. B. k = 2, 3) umfassen können. Die Störsignalquellen sind zeitablaufgesteuert, die Rauschsignalquellen nicht.
Um das Störszenario von K Rauschsignal- und Störsignalquellen zu modellieren, kann ein Histogramm erzeugt und die Rauschsignal- und Störsignalquellparameter abgeleitet werden. Das Histogramm kann auf Basis der eingehenden Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte erzeugt werden. Zu diesem Zweck können die eingehenden Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte in Quantisierungsniveaus quantisiert und ihr Auftreten kann für jedes Quantisierungsniveau gesammelt werden, wodurch ein Histogramm aus Rauschsignal- und Störsignalleistungsniveaus ausgebildet wird. 2 veranschaulicht das auf Basis der eingehenden Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte erhaltene Summenhistogramm durch gekreuzte Kreise. Zudem zeigt 2 Histogramme jeder Rauschsignal- und Störsignalquelle durch Kreise.
Das heißt, ein Rauschsignal- und Störsignalleistungsdetektor kann in einer UE (oder einer Basisstation) implementiert und dazu konfiguriert sein, während eines vorbestimmten Beobachtungszeitraumes Leistungsabtastwerte zu liefern. Um das Summenhistogramm aus 2 (gekreuzte Kreise) zu erhalten, werden diese Leistungsabtastwerte in Quantisierungsniveaus quantisiert, z. B. mit einem Abstand von 3 dB, wie in 2 veranschaulicht. Die Ereignisse der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte werden für jedes Quantisierungsniveau während des vorbestimmten Beobachtungszeitraumes gesammelt, was das in 2 gezeigte Summenhistogramm ergibt. Aus dem Summenhistogramm aus 2 können die Anzahl K der Rauschsignal- und Störsignalquellen und die Parameter der Rauschsignal- und Störsignalquellen abgeleitet werden.
Wie nachfolgend in größerem Detail beschrieben kann durch die Rauschsignal- und Störsignalquellparameter eine Störsignal-Zeitablaufentscheidung einer detektierten Rauschsignal- und Störsignalquelle erzeugt werden. Diese Störsignal-Zeitablaufentscheidung kann für jede eingehende Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastung erzeugt und an alle Instanzen des UE, die dazu konfiguriert sind, diese Information zu verwenden (z. B. Kanalschätzung (CE), Detektion, CQI-Rückmeldungserzeugung), weitergeleitet werden.
3A zeigt ein Störsignal-Zeitablaufsteuerungsmuster als Beispiel eines dynamischen Störszenarios mit zwei störenden Zellen C1 und C2. Als ein Beispiel wird eine 3GPP-LTE-Downlink-Übertragung angeführt. Die Zeitdomäne wird in Zeitschlitze t1, t2, t3, t4, ..., unterteilt, wobei jeder Zeitschlitz eine Dauer von z. B. 0,5 ms haben kann. Die Frequenzdomäne kann in Träger f1, f2, f3, f4, f5, ..., unterteilt werden, wobei jeder Träger einen Frequenzbereich von z. B. 180 kHz haben kann. Jeder physikalische Ressourcenblock (PRB) kann einen Zeitschlitz (z. B. 0,5 ms) und einen Frequenz-Träger (z. B. 180 kHz) belegen.
3B zeigt einen PRB als Beispiel. Wie in 3B gezeigt, kann ein PRB z. B. 12 Frequenz-Unterträger und z. B. 7 Symbole in der Zeit belegen. Ein Unterträger-Schlitzelement kann als ein Ressourcenelement bezeichnet werden. Der PRB definiert die Abbildung bestimmter physikalischer Kanäle auf die Ressourcenelemente des PRB.
Zurückkehrend zu 3A kann die erste störende Zelle C1 der Rauschsignal-plus-Störsignalquelle mit mittlerer Leistung μ₂ = –10 dB aus 2 (d. h. der erste Störsignalquelle von k = 2) und die zweite störende Zelle C2 aus 3A kann der zweiten Rauschsignal-plus-Störsignalquelle mit mittlerer Leistung μ₃ = +8 dB aus 2 (d. h. der zweite Störsignalquelle von k = 3) entsprechen. Wie in 3A gezeigt, kann die erste Störsignalquelle 50%iges geplantes Auftreten aufweisen (geplant sind in t1: f1, f2; in t2: f2, f3, f4, f5; in t4: f1, f3, f4, f5) und die zweite Störsignalquelle kann ein 10%iges geplantes Auftreten aufweisen (geplant sind in t2: f5; in t4: f1). Andere Blöcke (wie etwa in t1: f3, f4, f5; in t2: f1; in t3: f1, f2, f4, f5; in t4: f2) sind nicht (ein)geplant. Wie aus 3A hervorgeht kann eine Störsignal-Zeitablaufsteuerung z. B. auf Blockbasis oder z. B. auf Unterrahmenbasis durchgeführt werden (ein Unterrahmen kann als zwei aufeinanderfolgende Zeitschlitze, z. B. durch ein PRB-Paar definiert sein).
Solch ein dynamisches Störsignalquellen-Zeitablaufsteuerungsmuster kann die Hauptfunktionen des Empfängers, wie etwa Kanalschätzung (Channel Estimation (CE)), Detektion und CQI-Rückmeldungserzeugung, stark beeinflussen. Als Beispiel versucht CE für einen bestimmten Block (z. B. PRB bei f3 in t3) durch das Filtern von Pilotsymbolen, die sich auf einem größeren Zeit-/Frequenz-Raster befinden, wie in 3A gezeigt, Kanalschätzungen zu erzeugen. Als Beispiel kann ein Zeit-/Frequenzbereich einschließlich Pilotsymbole, der zu CE bei f3 in t3 beiträgt, z. B. 1 bis 5, insbesondere 3 Zeitschlitze, und z. B. 3 bis 8, insbesondere 5 Träger (z. B. PRB-Längen) in der Frequenz umfassen. Die Schätzfilter müssen an das variierende Muster des Blockstörsignals angepasst werden. Diese Anpassung der Filterparameter für CE wird von den vorgeschlagenen Störsignal-Zeitablaufsteuerungsdetektions- sowie Rausch- und Störparameterschätzungsverfahren, wie hierin beschrieben, unterstützt.
4 veranschaulicht eine beispielhafte Vorrichtung 400 zum Schätzen der Anzahl K der gegenwärtigen Rauschsignal- und Störsignalquellen und der Parameter dieser Rauschsignal- und Störsignalquellen mit Hilfe einer Histogrammanalyse. 4 zeigt auch ein Verfahren zum Schätzen der Anzahl K der gegenwärtigen Rauschsignal- und Störsignalquellen und der Parameter dieser Rauschsignal- und Störsignalquellen mit Hilfe einer Histogrammanalyse. Im Folgenden werden die Rauschsignal- und Störsignalquellenparameter hierin auch als Rauschsignal- und Störsignalparameter bezeichnet werden.
Die Vorrichtung 400 kann eine Erzeugungseinheit für Störsignal-plus-Rauschsignalleistungsabtastwerte 401 umfassen, die dazu konfiguriert ist, Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte z_n eines empfangenen Signals s zu erzeugen. Das heißt, die Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte z_n geben die Störsignal-plus-Rauschsignalleistung des eingehenden Signalabtastwerts s_n an. Das ganzzahlige n ist der Abtastindex. Es gibt viele Möglichkeiten, die Leistungsabtastwerteerzeugungseinheit 401 umzusetzen. Als Beispiel kann eine sogenannte Prä-CE-Funktion (die Block CRS-(zellspezifische Referenzsignale)Kanalschätzung (CE) vor der regulären Kanalschätzung verwendet) eingesetzt werden, die Leistungsspitzen mit Vorspannung in der Größenordnung von z. B. 1 dB und Standardabweichungen in der Größenordnung von z. B. 3 bis 5 dB ergibt. Dies kann die zu erzielende Genauigkeit für die Störsignal-plus-Rauschsignalleistungsschätzung (z. B. auf etwa 1 dB) vorgeben.
Die Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte z_n können an eine Ereigniszähleinheit 402, die hierin auch als Histogrammerzeugungseinheit bezeichnet wird, abgegeben werden.
Die Ereigniszähleinheit 402 kann eine Quantisierungs-und-Zählfunktion umfassen. Die Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte Z_n können in Quantisierungsniveaus quantisiert werden und das Auftreten von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten z_n für jedes Quantisierungsniveau kann über einen Beobachtungszeitraum gezählt werden. Somit wird über einen Beobachtungszeitraum ein Histogramm gebildet.
Die Histogramm-Quantisierungsniveaus können vorbestimmt oder variabel einstellbar sein. Die Quantisierungsniveaus können ausreichend dicht sein, um dem Histogramm eine ausreichende Statistik zu verleihen. Das heißt, der Abstand der Quantisierungsniveaus kann so gewählt sein, um das Abtasttheorem beinahe oder vollständig zu erfüllen um die Wahrscheinlichkeitsdichteverteilungen aufzulösen. Das heißt, die Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung, betrachtet als ein Tiefpasssignal, kann durch das Histogramm überabgetastet sein. Als Beispiel, in dem dies der Fall ist, wird 2 angeführt, wo Histogrammabtastwerte (Kreise) mit 3 dB Abstand die gemischte Wahrscheinlichkeitsdichte (sum pdf) ohne Informationsverlust darstellt. Generell kann der Abstand bei der Histogramm-Quantisierung gleich oder kleiner als die Mindeststandardabweichung min(σ_k) für k = 1, ... K gewählt werden, sodass alle relevanten Störsignalquellen (d. h. Rauschsignal- und Störsignalquellen) aufgelöst werden können.
Die Ereigniszählung wird über einen vorbestimmten oder anpassbaren Beobachtungszeitraum ausgeführt. Als ein Beispiel wird ein Block von Eingangsleistungsabtastwerten z_b, z. B. Leistungsabtastwerten pro PRB z_n, verwendet, um ein Histogramm zu bilden. Als Beispiel kann ein Histogramm aus einer Anzahl N von Blöcken oder Unterrahmen erzeugt werden, wobei N eine ganzzahlige Zahl größer oder gleich 1 ist. N-mal die Blocklänge (oder die Länge des Unterrahmens) kann somit den Beobachtungszeitraum festlegen, über den die leistungsspezifische Ereigniszählung durchgeführt wird.
Als Beispiel kann eine wirksame Art, ein Histogramm zu erzeugen das Finden der Position des höchstwertigen Bits (most-significant bit (MSB)) für jeden Eingangsleistungsabtastwert z_n und das Zählen seines Auftretens für alle Eingangsleistungsabtastwerte z_n im Beobachtungszeitraum umfassen. Zum Beispiel ergeben 24 bit Eingangsleistungsabtastwerte z_n von 12 bit I/Q Signalen Histogramme mit z. B. L = 24 Abtastwerten, 69 dB dynamischen Bereich und einer Quantisierung von 3 dB.
Histogramme H_b, die über den Beobachtungszeitraum (z. B. N Blöcke) in der Ereigniszähleinheit 402 gezählt wurden, können an eine Schätzeinheit 403 übergeben werden, die dazu konfiguriert ist, Rausch- und Störparameter basierend auf empfangenen Histogrammen H_b zu schätzen. Beispielsweise kann die Schätzeinheit 403 die (geschätzte) Anzahl von Rauschquellen und Störsignalquellen K ^ erzeugen. Die Schätzeinheit 403 kann zudem die mittlere Leistung μ_k und/oder die Leistungsstandardabweichung σ_k (oder Varianz) und/oder den Verstärkungsfaktor g_k der partiellen Rauschwahrscheinlichkeitsdichteverteilung erzeugen. Zudem können die von der Schätzeinheit 403 erzeugten Rausch- und Störparameter Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerte θ_k der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte des empfangenen Signals umfassen. Diese Rausch- und Störparameter können für einen Beobachtungszeitraum (z. B. pro empfangenen Histogramm) oder auf der Basis einer Mehrzahl empfangener Histogramme erzeugt werden, wie im Zusammenhang mit der „Parameternachverfolgung” nachfolgend noch genauer beschrieben wird.
Eine Histogrammanalyse kann der allgemeinen Erwartungsmaximierungsstrategie (EM-Strategie: engl.: expectation-maximation) folgen:

1) Erwartung (E): Jede Beobachtung wird einer Rauschsignal- und Störsignalquelle k (d. h. einer Rauschquelle und/oder einer Störsignalquelle, sofern vorhanden) zugeordnet.
2) Maximierung (M): Schätzen der Rausch- und Störparameter (z. B., K ^, g_k, μ_k, σ_k, und/oder θ_k).

Ein wie oben erläutertes, grundlegendes EM-Schema kann die folgenden Merkmale einsetzen:
E-Prozess (Erwartung):

(1) Histogrammabtastwerte H_m (m = 1, ..., M) werden als Beobachtungen (anstelle von Leistungsabtastwerten z_n) eingesetzt. M ist die Anzahl der Quantisierungsniveaus, m ist der Quantisierungsindex und H_m ist die Anzahl der (gezählten) Ereignisse. H_b kann als ein Satz Histogrammabtastwerte definiert sein {H_m/m = 1, ..., M}.
(2) Die Beobachtungen (H_m) können mittels einer weichen (toleranten) Zuweisung (anstelle einer harten (strengen) Zuweisung) einer Rauschsignal- und Störsignalquelle zugewiesen werden. Weiche Zuweisung kann eine Gewichtungsfunktion einsetzen, um Beobachtungen Störsignalquellen zuzuweisen. Eine harte Zuweisung kann Rauschsignal- und Störsignalquellen zu Quantisierungsniveaus (und die darin gezählten Beobachtungen) zuweisen. Ein spezieller Ansatz für eine weiche Zuweisung wird im Folgenden beispielhaft erklärt.

M-Prozess (Maximierung):

(1) Die Rauschsignal- und Störsignalquellen können basierend auf einem Teil oder allen derzeitigen Rauschsignal- und Störparametern (z. B. K ^, g_k, μ_k, σ_k, und/oder θ_k) und einem parametrischen Rausch- und Störmodell (z. B. einem Gauß'schen Modell, wie bereits in Zusammenhang mit 2 erwähnt), regeneriert werden.
(2) Eine Gewichtungsfunktion v_k kann für die weiche Zuweisung der Beobachtungen (H_m) zu einer bestimmten Rauschsignal- und Störsignalquelle erzeugt werden.
(3) Rausch- und Störparameter können basierend auf der weichen Zuweisung der Beobachtungen erneut geschätzt werden, was aktualisierte Rausch- und Störparameter (z. B. K ^, g_k, μ_k, σ_k, und/oder θ_k) ergibt.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Schätzeinheit 403 andere Rausch- und Störparameter als die oben spezifizierten Parameter K ^, g_k, μ_k, σ_k, und/oder θ_k ausgeben kann. Als Beispiel kann die Schätzeinheit 403 einen Eingang, der Eingangs-Signalleistungsabtastwerte p_n empfängt, die in einer optionalen Signalleistungsschätzeinheit 404 erzeugt werden, haben. Die Schätzeinheit 403 kann dazu konfiguriert sein, mittlere SINR für jedes k basierend auf den eingehenden Signalleistungsabtastwerten p_n und auf den durchschnittlichen Rauschsignal- und Störsignalleistungen μ_k und/oder den Verstärkungsfaktoren g_k zu erzeugen. Anschließend können, anstatt die mittleren Rausch- und Störsignalleistungen μ_k und/oder die Verstärkungsfaktoren g_k auszugeben, oder zusätzlich zu diesen Parametern die mittlere SINR von jeder Rauschsignal- und Störsignalquelle k erzeugt werden. Die mittleren SINR von jeder Rauschsignal- und Störsignalquelle k werden hierin mit γ_k bezeichnet. Es wird angemerkt, dass γ_k eine SNR ist, wenn eine bestimmte Rauschsignal- und Störsignalquelle k im Wesentlichen eine Rauschquelle ist, und γ_k ein SIR ist, wenn eine bestimmte Rauschsignal- und Störsignalquelle k im Wesentlichen eine Störsignalquelle ist.
5 veranschaulicht ein Beispiel der Rausch- und Störparameter-Erfassung basierend auf Histogrammabtastwerten H_m aus einem Beobachtungszeitraum von z. B. einem Block oder einem Unterrahmen (zwei Blöcke). Hier werden beispielsweise 100 Eingangsleistungsabtastwerte z_n verwendet. Eine erste Parameterschätzung (z. B. K ^, g_k, μ_k, σ_k) wird aus den Histogrammabtastwerten H_m mittels Peak-Detektion (z. B. durch lokale Maximumsuche), harte Zuweisung von Histogrammabtastwerten H_m zu Rauschsignal- und Störsignalquellen (z. B. durch das Zuordnen von Quantisierungsindexsubsätzen m(k), die einige Histogrammabtastwerte um jeden der detektierten Peaks abdecken, zu einer Rauschsignal- und Störsignalquelle k) und durch Berechnen der Rausch- und Störparameter, z. B. durch Anwenden der Definitionen des Mittelwerts und der Standardabweichung und dem Anwenden einer geeigneten Skalierung erfasst: g_k = sum(H(m_k)) μ_k = sum(X(m_k)·H(m_k))/g_k σ_k = sqrt(sum((X(m_k) – μ_k)²·H(m_k))/g_k), (1) wobei X der Leistungspegelskalierung (in dB/log) des eingehenden Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerts z_n ist und X(m_k) die Untermenge der Eingangsleistungspegels in der Nähe des k-ten detektierten Peaks ist. Somit wird in Gleichung (1) eine Summe durchgeführt für jede Rauschsignal- und Störsignalquelle k über die Quantisierungsindex-Teilmenge m(k) in einem Bereich (z. B. ein paar Quantisierungsintervalle) um ein detektiertes lokales Maximum (was im Histogramm als Rauschsignal- und Störsignalquelle k identifiziert wird). Der Begriff sqrt() bezeichnet die Quadratwurzelfunktion.
Die ersten Parameterschätzungen (z. B. K ^, g_k, μ_k, σ_k) können anschließend z. B. als endgültige Rausch- und Störparameter verwendet werden. Jedoch können, wie weiter unten ausgeführt, die ersten Parameter auch als vorläufige Parameter verwendet werden, um die Rauschsignal- und Störsignalquelledichten über ein parametrisches Rauschsignal- und Störsignalquellenmodell, insbesondere ein Modell, das z. B. eine Gauß'sche Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung verwendet, zu regenerieren.
Die regenerierten Rauschsignal- und Störquellendichten r_m(k) für jede identifizierte Rauschsignal- und Störsignalquelle k können z. B. wie folgt erhalten werden r_m(k) = g_k·N(m; μ_k, σ_k) (2) und sind beispielhaft als Kurven 1, 2 und 3 für k = 1, 2 und 3 in 5 dargestellt. Hier kann N(m; μ_k, σ_k) die Gauß'sche Normalverteilung des Mittelwerts μ_k, der Standardabweichung σ_k und der Teilmenge m(k) von Eingangsleistungspegeln um den k-ten detektierten Peak darstellen. Es ist auch möglich, andere Verteilungen zu verwenden, insbesondere wenn zusätzliches Wissen über das Störszenario und/oder die Parameter einer spezifischen Störsignalquelle k verfügbar sind (jedoch wird angemerkt, dass der hierin beschriebene Ansatz besonders anwendbar auf den Fall ist, dass das Störszenario in dem UE vollkommen oder hauptsächlich unbekannt ist, d. h. wenn von der Basisstation eine geringe oder keine Signalisierung, die auf die Gegenwart und/oder die Parameter von Störsignalquellen hinweist, bereitgestellt wird). Es wird angemerkt, dass der Verstärkungsfaktor g_k, der von der Höhe des entsprechenden lokalen Maximums des Histogramms abhängt, als ein Parameter für das Skalieren der Modellverteilung N(m; μ_k, σ_k) verwendet werden kann. Jeder Verstärkungsfaktor g_k weist auf die Intensität der entsprechenden Rauschsignal- und Störsignalquelle k hin.
Aus den regenerierten Rauschsignal- und Störsignalquellendichten r_m(k) können weiche Zuweisungsgewichtungsfunktionen v_m(k) abgeleitet werden, z. B. als v_m(k) = r_m(k)/sum(r_m(k)). (3)
Die Gewichtungsfunktionen v1 für k = 1, v2 für k = 2 und v3 für k = 3 werden in 6 durch die gepunkteten Kurven 1, 2 bzw. 3 dargestellt.
Die Gewichtungsfunktionen v1, v2, v3 (d. h. der Satz der Gewichtungsfaktoren für jeden Wert k = 1, ..., K) kann anschließend verwendet werden, um die weiche Zuweisung der Beobachtungen (d. h. Histogrammabtastwerte H_m (m = 1, ..., M)) durch die Berechnung gewichteter, Rauschsignal- und Störsignalquellenspezifischer Histogramme durchzuführen. Diese gewichteten Rauschsignal- und Störsignalquellenspezifischen Histogramme werden in 6 mit wH1, wH2 bzw. wH3 bezeichnet. Die gewichteten Histogramme wH1, wH2 und wH3 werden hierin auch als weich zugordnete Histogramme bezeichnet.
Die Rausch- und Störparameter können anschließend basierend auf den weich zugeordneten Histogrammen wH1, wH2 und wH3 erneut geschätzt werden. Die erneute Schätzung kann auf die gleiche Weise wie in Gleichung (1) durchgeführt werden, aber durch Ersetzen der Teilmenge der Histogrammabtastwerte H(m_k) nahe des Peaks k durch die gewichteten Histogramme H_m(k): g_k = sum(H_m(k)) μ_k = sum(X_m·H_m(k))/g_k σ_k = sqrt(sum((X_m – μ_k)²·H_m(k))/g_k) (4)
Somit wird in Gleichung (4) die Summe über alle (gewichteten) Histogrammabtastwerte durchgeführt (das heißt, die Summe kann über alle Leistungspegel m = 1, ..., M durchgeführt werden im Gegensatz zu den Index-Teilmengen m(k), die nur ein paar Histogrammabtastwerte um jeden der detektierten Peaks abdecken, wie in einer harten Zuweisungsanalyse gemäß Gleichung (1) verwendet). Diese zweiten Parameterschätzungen (z. B., K ^, g_k, μ_k, σ_k) sind genauer als die entsprechenden ersten (oder vorläufigen) Parameterschätzungen. Sie können als endgültige Parameterschätzungen anhand der Histogrammanalyse angenommen werden.
Wie aus dem Vergleich von 5 (hart zugeordnete Histogramme) und 6 (weich zugeordnete Histogramme) ersichtlich ist, liegen die mittleren Schätzungen μ_k, (die bei der SINR-Schätzung von zentralem Interesse sind) nahe bei den wahren Werten μ_t,k, und durch die weiche Zuweisung von Beobachtungen (Histogrammabtastwerten) hat sich insbesondere die zweite mittlere Schätzung μ₂ beträchtlich verbessert. Weitere Wiederholungen (Regenerierungen der Dichtefunktion und Parameterschätzungen) sind möglich und können erhalten werden, wenn die Genauigkeit noch weiterer Verbesserung bedarf.
Es versteht sich, dass das tiefergestellte b in 5 und 6 sowie in 4 zu den geschätzten Rausch- und Störparametern hinzugefügt wird, um anzudeuten, dass der entsprechende Parameter auf der Basis eines Histogramms, d. h. während eines Beobachtungszeitraumes (z. B. N Blöcke) abgeleitet wurde. Dieser Index b wird in den Gleichungen (1) bis (4) zu Gunsten der einfacheren Notation unterdrückt.
Bezugnehmend auf 10 kann die Schätzeinheit 403 aus 4 z. B. eine erste Schätzungseinheit 1001 umfassen, die dazu konfiguriert ist, vorläufige Störparameter basierend auf der Anzahl von Ereignissen der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte pro Quantisierungsniveau über den Beobachtungszeitraum zu schätzen, wobei jeder Rauschsignal- und Störsignalquelle ein vorbestimmtes Intervall von Quantisierungsniveaus (siehe z. B. Gleichung (1)) zugewiesen wird. Zudem kann die Schätzeinheit 403 eine zweite Schätzungseinheit 1002 umfassen, die dazu konfiguriert ist, eine weiche Zuweisungsgewichtungsfunktion V_m(k) für jede Rauschsignal- und Störsignalquelle basierend auf den vorläufigen Rausch- und Störparametern und einer Rauschsignal- und Störsignalquellen-Modellwahrscheinlichkeitsdichteverteilung zu schätzen (siehe z. B. Gleichungen (2) und (3)). Die Schätzeinheit 403 kann zudem eine dritte Schätzungseinheit 1003 umfassen, die dazu konfiguriert ist, die Rausch- und Störparameter basierend auf der weichen Zuweisungsgewichtungsfunktion und der Anzahl von Ereignissen der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte pro Quantisierungsniveau über den Beobachtungszeitraum (siehe z. B. Gleichung (4)) zu schätzen. Die Schätzungseinheiten 1001, 1002 und 1003 können in Software oder in Hardware umgesetzt sein und z. B. die erste und die dritte Schätzungseinheit 1001 und 1003 können vom selben Schaltkreis umgesetzt sein.
7 veranschaulicht eine Vorrichtung zum Schätzen von Rausch- und Störparametern 700. Die Vorrichtung 700 ist ähnlich zu Vorrichtung 400 und es wird auf obige Beschreibung verwiesen, um eine Wiederholung zu vermeiden. Jedoch kann eine Parameter-Verfolgungsfunktion hinzugefügt werden. In 7 kann eine Schätzeinheit 703, die dazu konfiguriert ist, Rausch- und Störparameter basierend auf der Anzahl von Ereignissen von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau über den Beobachtungszeitraum zu schätzen, zudem eine Parameterauswertungseinheit 705 umfassen. Die Parameterauswertungseinheit 705 kann dazu konfiguriert sein, für jede Rauschsignal- und Störsignalquelle k eine Anzahl von Beobachtungszeiträumen, über die die Rauschsignal- und Störsignalquelle (z. B. die geplante Störsignalquelle) gegenwärtig ist, zu bestimmen. Die Parameterauswertungseinheit 705 kann auch dazu konfiguriert sein, Mittelwerte der von der Schätzeinheit 403 erhaltenen Rausch- und Störparameter (die durch Histogrammanalyse über einen Beobachtungszeitraum erhalten werden) über eine Anzahl von Beobachtungszeiträumen, z. B. über die Anzahl von Beobachtungszeiträumen, über die die jeweilige Rauschsignal- und Störsignalquelle detektiert wurde bis in die Gegenwart, zu berechnen.
Genauer werden die beobachtungszeitraumbasierten Parameterschätzungen (z. B. K ^_b, g_b,k, μ_b,k, σ_b,k) und möglicherweise andere beobachtungszeitraumbasiere Parameter in der für die Parameterverfolgung verwendeten Parameterauswertungseinheit 705 kontinuierlich aktualisiert, um Langzeitschätzungen K ^_b, g_k, μ_k, σ_k und möglicherweise andere Parameter zu bilden.
Basierend auf einer Sequenz von aufeinanderfolgenden beobachtungszeitraumbasierten Schätzungen K ^_b kann zuerst detektiert werden, ob das Störszenario für jede detektierte Rauschsignal- und Störsignalquelle k stabil ist oder sich verändert. Wenn es stabil ist, können Langzeitparameterschätzungen durch die Berechnung von Mittelwerten der beobachtungszeitraumbasierten Parameterschätzungen verfeinert werden. Ansonsten kann, wenn sich das Szenario verändert (d. h. neue Störsignalquellen auftreten und die alten verschwinden), die Verfolgung für die detektierten, neuen Störsignalquellen initialisiert und für die verschwindenden aufgegeben werden.
Eine Veränderung im Störszenario wird schneller detektiert (innerhalb einiger Millisekunden) indem eine kurze Beobachtungszeitraumlänge bei der Histogrammerzeugung und -analyse gewählt wird. Als Beispiel kann der Beobachtungszeitraum z. B. eine oder nur ein paar Blockperioden lang sein, wobei eine Blockperiode die Mindestzeitbasis ist, auf der ein Zeitablaufsteuerungsmuster sich verändern kann (z. B. bei LTE ist ein Block ein PRB). Wenn sich das Störszenario verändert, wird die Verfolgung für die neu detektierte Rauschsignal- und Störsignalquelle initialisiert und für die verschwindende Rauschsignal- und Störsignalquelle aufgegeben. Es kann vorteilhaft sein, mehr Zeit und Ressourcen auf die Nachverarbeitung von Blockparameterschätzungen in der Auswertungseinheit 705 zu verwenden als lange Beobachtungszeiträume bei der Histogrammerzeugung und -analyse durch die Schätzeinheit 403 zu wählen.
8 illustriert eine Vorrichtung für das Schätzen von Rausch- und Störparametern 800. Die Vorrichtung 800 ist den Vorrichtungen 400 und 700 ähnlich und es wird auf obige Beschreibung verwiesen, um Wiederholung zu vermeiden. Zudem kann die Vorrichtung 800 eine Einheit für eine Störsignal-Zeitablaufentscheidung 806 umfassen. Die Einheit für Störsignal-Zeitablaufentscheidung 806 kann einen Eingang haben, um einen Störsignalquellentrennschwellenwert θ_b,k auf Blockbasis (oder allgemein auf Basis des Beobachtungszeitraumes), wie z. B. von der Schätzeinheit 403 ausgegeben, zu empfangen und/oder einen Eingang, um einen Störsignalquellentrennschwellenwert θ_k als Ausgangssignal z. B. von der Auswertungseinheit 705 zu empfangen. Der Störsignalquellentrennschwellenwert θ_k kann ein Durchschnitt von θ_b,k über eine Mehrzahl von Beobachtungszeiträumen sein, z. B. eine Anzahl von Beobachtungszeiträumen abhängig von oder gleich der Anzahl von Beobachtungszeiträumen über die die Gegenwart der jeweiligen Störsignalquelle k detektiert wird.
Als Beispiel können die Störsignalquellentrennschwellenwerte θ_b,k als ein Nebenprodukt der Histogrammanalyse abgeleitet werden. Wie in 6 veranschaulicht können die Kreuzungspunkte zwischen benachbarten Gewichtungsfunktionen V_m(k) zur Definition der Trennschwellenwerte θ_b,k gewählt werden.
Die Einheit für die Störsignal-Zeitablaufentscheidung 806 kann Störsignal-Zeitablaufentscheidungsabtastwerte γ_n ausgeben. Die Abtastwerte γ_n können von jedem Indikator γ_k des SINR der Störsignalquelle k gegeben sein. Der Indikator γ_k des SINR der Störsignalquelle k, der in die Störsignal-Zeitablaufentscheidungseinheit 806 eingegeben wird, kann z. B. von der Schätzeinheit 703 (siehe z. B. 9) oder von jeder anderen Instanz in dem UE (siehe z. B. 8) erzeugt werden.
Die Abtastwerte γ_n können mittels harter Zuweisung basierend auf den Leistungabtastwerten z_n bestimmt werden. Als Beispiel, wenn der Leistungsabtastwert z_n in den Bereich fällt, der von den der Störsignalquelle k zugeordneten, zwei Langzeitschwellenwerten θ_k definiert wird, kann der SINR-Wert γ_k der Störsignalquelle k von der Störsignalablaufentscheidungseinheit 806 als Störsignal-Zeitablaufsteuerungsdetektionsabtastwert γ_n ausgegeben werden. Die Langzeitschwellenwerte θ_k können von den beobachtungszeitraumbasierten Schwellenwerten θ_b,k abgeleitet werden, z. B., wie oben beschrieben, durch Parameterverfolgung. Wie in 8 gezeigt ist es auch möglich, die beobachtungszeitraumbasierten Schwellenwerte θ_b,k als Basis für eine harte Zuweisung in der Störsignal-Zeitablaufentscheidungseinheit 806 zu verwenden. In beiden Fällen wird die Netzwerkstörsignalquellen-Zeitablaufsteuerung durch das Auftreten neuer Schwellenwertparameter (eine neue Störsignalquelle wird aktiv) oder durch das Verschwinden alter Schwellenwertparameter (eine alte Störsignalquelle verschwindet) detektiert. Es wird darauf hingewiesen, dass diese Art der Störsignalquellen-Zeitablaufsteuerungsdetektion besonders wirksam ist, wenn das Netzwerk dazu konfiguriert ist, keine oder nur unzureichende Informationen der Störsignalquellen-Zeitablaufsteuerung an die UEs zu signalisieren.
9 veranschaulicht eine Vorrichtung für das Schätzen von Rausch- und Störparametern 900. Die Vorrichtung 900 kann den Vorrichtungen 400, 700 und 800 ähnlich sein und es wird auf obige Beschreibung verwiesen, um eine Wiederholung zu vermeiden. Wie in 9 dargestellt, können die Störsignal-Zeitablaufsteuerungsdetektionsabtastwerte γ_n von den Langzeit-SINR-Schätzungen γ_k der detektierten Störsignalquelle k als Ausgangssignal der Parameterauswertungseinheit (Parameterverfolgung) 705 vorgegeben werden. Es ist auch möglich, dass die Störsignal-Zeitablaufdetektionsabtastwerte γ_n von den beobachtungszeitraumbasierten (z. B. blockbasierten) SINR-Schätzungen γ_b,k der Schätzeinheit 403 vorgegeben werden. In beiden Fällen können Signalleistungsabtastwerte p_n z. B. der Schätzeinheit 403 für das Berechnen von SINR-Schätzungen γ_b,k basierend auf einem Verhältnis von einem Mittelwert quadratischer Signalleistungen |p_n|² und dem Mittelwert der Rauschsignal- und Störsignalleistung μ_b,k eingegeben werden. Die Langzeit-SINR-Schätzungen γ_k können von den beobachtungszeitraumbasierten SINR-Schätzungen γ_b,k z. B. durch z. B., wie oben beschrieben, eine Parameterverfolgung über eine störsignalquelleindividuelle Anzahl von Beobachtungszeiträumen abgeleitet werden.
Die Störsignal-Zeitablaufsteuerungsdetektionsabtastwerte γ_n können auf ein SINR zum Zeitindex n hinweisen. Diese SINR-Abtastwerte können anschließend an jede Instanz in dem UE, die eine solche Information verwenden kann, geliefert werden, z. B. Datendetektion, CE, CQI-Rückmeldungserzeugung, etc. Insbesondere umfasst die vorliegende Offenbarung die Kanalschätzung basierend auf empfangenen Pilotsymbolen und SINR-Abtastwerten γ_n, die in Übereinstimmung mit obiger Beschreibung hergestellt wurden.
Bezugnehmend auf 11 kann ein Verfahren zum Schätzen von Störparametern bei S1 das Empfangen eines Signals, das einen Rauschsignal- und Störsignalbeitrag umfasst, umfassen.
Bei S2 können Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte basierend auf diesem Signal erzeugt werden. Die Erzeugung von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten kann z. B. durch eine Prä-CE Rauschleistungsschätzung oder durch jedes andere bekannte Verfahren durchgeführt werden.
Bei S3 können die Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte in Quantisierungsniveaus quantisiert werden und das Auftreten der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte kann für jedes Quantisierungsniveau über einen Beobachtungszeitraum gezählt werden. Dieses Verfahren kann auch als Histogrammerzeugung bezeichnet werden.
Bei S4 können Rausch- und Störparameter z. B. basierend auf der Anzahl der Ereignisse von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau über den Beobachtungszeitraum geschätzt werden. Die Parameterschätzung kann die Histogrammanalyse (z. B. harte Zuweisungsanalyse I, wie in 5 dargestellt, und weiche Zuweisungsanalyse II, wie in 5 dargestellt) und optional dazu Parameterdurchschnittswertberechnung über störsignalquellenspezifische Mittlungszeiträume (d. h. Parameterverfolgung), wie z. B. in 7, 8 und 9 dargestellt, umfassen.
Bei S4 ist es zusätzlich oder alternativ dazu möglich, die Anzahl der Ereignisse von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau zu analysieren, um eine Funktion für das Zuweisen einer bestimmten Rauschsignal- und Störsignalquelle zu einem Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert zu erhalten.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele gehören zu weiteren Ausführungsformen. Beispiel 1 ist ein Verfahren zum Schätzen von Rausch- und Störparametern, wobei das Verfahren das Empfangen eines einen Rauschsignal- und Störsignalbeitrag umfassenden Signals umfasst;
das Erzeugen von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten basierend auf dem Signal; das Quantisieren der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte in Quantisierungsniveaus und das Zählen der Ereignisse von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten für jedes Quantisierungsniveau über einen Beobachtungszeitraum; und das Schätzen der Rausch- und Störparameter basierend auf der Anzahl der Ereignisse der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte pro Quantisierungsniveau über den Beobachtungszeitraum.
Beispiel 2 betrifft den Gegenstand von Beispiel 1, wobei die Rausch- und Störparameter gegebenenfalls die Anzahl der Rauschsignal- und Störsignalquellen umfassen können.
Beispiel 3 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 1 oder 2, wobei die Rausch- und Störparameter gegebenenfalls eine mittlere Leistung der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte umfassen können.
Beispiel 4 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 3, wobei die Rausch- und Störparameter gegebenenfalls eine Leistungsvarianz der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte umfassen können.
Beispiel 5 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 4, wobei die Rausch- und Störparameter gegebenenfalls einen Gewichtungsfaktor der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte umfassen können.
Beispiel 6 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 5, wobei die Rausch- und Störparameter gegebenenfalls Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerte umfassen können.
Beispiel 7 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 6, wobei das Schätzen von vorläufigen Rausch- und Störparametern basierend auf der Anzahl der Ereignisse von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau über den Beobachtungszeitraum, wobei jeder Rauschsignal- und Störsignalquelle ein vorbestimmtes Intervall von Quantisierungsniveaus zugewiesen wird; das Schätzen einer weichen Zuweisungsgewichtungsfunktion für jede Rauschsignal- und Störsignalquelle basierend auf den vorläufigen Rausch- und Störparametern und eine Rauschsignal- und Störsignalquellen-Modellwahrscheinlichkeitsdichteverteilung; und das Schätzen der Rausch- und Störparameter basierend auf der weichen Zuweisungsgewichtungsfunktion und der Anzahl von Ereignissen von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau über den Beobachtungszeitraum gegebenenfalls umfasst sein kann.
Beispiel 8 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 7, wobei gegebenenfalls das Bestimmen einer Anzahl von Beobachtungszeiträumen für jede Rauschsignal- und Störsignalquelle, während derer die Rauschsignal- und Störsignalquelle gegenwärtig ist, umfasst sein kann.
Beispiel 9 betrifft den Gegenstand von Beispiel 8, wobei gegebenenfalls das Berechnen eines Mittelwerts der Rausch- und Störparameter über eine Anzahl von Beobachtungszeiträumen, abhängig von der vorbestimmten Anzahl von Beobachtungszeiträumen der jeweiligen Rauschsignal- und Störsignalquelle, umfasst sein kann.
Beispiel 10 betrifft den Gegenstand von Beispiel 8, wobei gegebenenfalls die Gegenwart einer Rauschsignal- und Störsignalquelle basierend auf einer Suche nach einem lokalen Maximum über die Anzahl von Ereignissen von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau während jedes Beobachtungszeitraumes bestimmt wird.
Beispiel 11 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 10, wobei die Rausch- und Störparameter gegebenenfalls Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerte umfassen und der Gegenstand zudem umfasst: das Vergleichen eines Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerts mit den Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerten, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten, das auf eine bestimmte Rauschsignal- und Störsignalquelle hinweist; und das Zuordnen der bestimmten Rauschsignal- und Störsignalquelle zu dem Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert.
Beispiel 12 betrifft den Gegenstand von Beispiel 7, wobei die Rausch- und Störparameter gegebenenfalls Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerte umfassen und wobei jeder Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwert basierend auf den weichen Zuweisungsgewichtungsfunktionen für zumindest zwei Rauschsignal- und Störsignalquellen erzeugt wird.
Beispiel 13 betrifft den Gegenstand von Beispiel 12, wobei gegebenenfalls das Vergleichen der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte mit den Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerten; und das Zuweisen einer bestimmten Rauschsignal- und Störsignalquelle zu einem Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert, basierend auf dem Vergleichsergebnis, umfasst sein kann.
Beispiel 14 betrifft den Gegenstand von Beispiel 13, wobei gegebenenfalls das Erzeugen von einem Signal-zu-Störsignalalus-Rauschsignal-Abtastwert für jeden Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert, basierend auf der jeweiligen Rauschsignal- und Störsignalquelle, umfasst sein kann.
Beispiel 15 betrifft den Gegenstand von Beispiel 14, wobei der Signal-zu-Störsignal-plus-Rauschsignal-Abtastwert gegebenenfalls ein Signal-zu-Störsignal-plus-Rauschsignal-Verhältnis ist, das von den Rausch- und Störparametern der jeweiligen Rauschsignal- und Störsignalquelle, die dem entsprechenden Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert zugewiesen wurde, berechnet wurde.
Beispiel 16 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 15, wobei gegebenenfalls das Erzeugen der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte basierend auf einer blockzellenspezifischen Referenzsignalkanalschätzungsfunktion umfasst sein kann.
Beispiel 17 ist eine Vorrichtung zum Schätzen von Rausch- und Störparametern, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Leistungsabtastwerterzeugungseinheit, die dazu konfiguriert ist, Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte eines empfangenen Signals zu erzeugen; eine Ereigniszähleinheit, die dazu konfiguriert ist, die Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte in Quantisierungsniveaus zu quantisieren und das Auftreten von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte für jedes Quantisierungsniveau über einen Beobachtungszeitraum zu zählen; und eine Schätzeinheit, die dazu konfiguriert ist, Rausch- und Störparameter basierend auf der Anzahl der Ereignisse von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau über den Beobachtungszeitraum zu schätzen.
Beispiel 18 betrifft den Gegenstand von Beispiel 17, wobei die Rausch- und Störparameter gegebenenfalls die Anzahl der Rauschsignal- und Störsignalquellen umfassen können.
Beispiel 19 betrifft den Gegenstand der Beispiele 17 oder 18, wobei die Rausch- und Störparameter gegebenenfalls eine mittlere Leistung der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte umfassen können.
Beispiel 20 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 17 bis 19, wobei die Rausch- und Störparameter gegebenenfalls eine Leistungsvarianz der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte umfassen können.
Beispiel 21 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 17 bis 20, wobei die Rausch- und Störparameter gegebenenfalls einen Gewichtungsfaktor der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte umfassen können.
Beispiel 22 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 17 bis 21, wobei die Rausch- und Störparameter gegebenenfalls Störsignalquellentrennschwellenwerte umfassen können.
Beispiel 23 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 17 bis 22, wobei die Schätzeinheit gegebenenfalls eine erste Schätzungseinheit umfasst, die dazu konfiguriert ist, die vorläufigen Rausch- und Störparameter basierend auf der Anzahl der Ereignisse von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau über den Beobachtungszeitraum zu schätzen und wobei jeder Rauschsignal- und Störsignalquelle ein vorbestimmtes Intervall von Quantisierungsniveaus zugewiesen wird.
Beispiel 24 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 17 bis 23, wobei die Schätzeinheit gegebenenfalls eine zweite Schätzungseinheit umfasst, die dazu konfiguriert ist, eine weiche Zuweisungsgewichtungsfunktion für jede Rauschsignal- und Störsignalquelle basierend auf den vorläufigen Rausch- und Störparametern und eine Rauschsignal- und Störsignalquellen-Modellwahrscheinlichkeitsdichteverteilung zu schätzen.
Beispiel 25 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 17 bis 24, wobei die Schätzeinheit zudem eine dritte Schätzungseinheit umfassen kann, die dazu konfiguriert ist, die Rausch- und Störparameter basierend auf der weichen Zuweisungsgewichtungsfunktion und der Anzahl der Ereignisse von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau über den Beobachtungszeitraum zu schätzen.
Beispiel 26 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 17 bis 25, wobei gegebenenfalls eine Auswertungseinheit umfasst sein kann, die dazu konfiguriert ist, für jede Rauschsignal- und Störsignalquelle eine Anzahl von Beobachtungszeiträumen festzulegen, über die die Rauschsignal- und Störsignalquelle vorliegt und Durchschnittswerte für die Rausch- und Störparameter über eine Anzahl von Beobachtungszeiträumen, abhängig von der bestimmten Anzahl von Beobachtungszeiträumen der entsprechenden Rauschsignal- und Störsignalquelle, zu berechnen.
Beispiel 27 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 17 bis 26, wobei die Schätzeinheit gegebenenfalls dazu konfiguriert sein kann, die Gegenwart einer Rauschsignal- und Störsignalquelle basierend auf der Suche nach einem lokalen Maximum über die Anzahl von Ereignissen der Rauschsignal- und Störsignal leistungsabtastwerte pro Quantisierungsniveau über jeden Beobachtungszeitraum zu bestimmen.
Beispiel 28 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 17 bis 27, wobei gegebenenfalls eine Störsignal-Zeitablaufentscheidungseinheit umfasst sein kann, die dazu konfiguriert ist, einen Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert mit einem Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwert zu vergleichen, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten, das auf eine bestimmte Rauschsignal- und Störsignalquelle für den Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert hinweist.
Beispiel 29 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 17 bis 28, wobei die Störsignal-Zeitablaufentscheidungseinheit gegebenenfalls weiter dazu konfiguriert ist, für jeden Eingangsleistungsabtastwert einen Signal-zu-Störsignal-plus-Rauschsignal-Abtastwert, der sich auf die bestimmte Rauschsignal- und Störsignalquelle bezieht, zu erzeugen.
Beispiel 30 betrifft den Gegenstand eines der Bespiele 17 bis 29, wobei gegebenenfalls eine Störsignal-plus-Rauschsignalleistungsabtastwerterzeugungseinheit umfasst sein kann, die dazu konfiguriert ist, die Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte basierend auf einer blockzellspezifischen Referenzsignalkanalschätzungsfunktion zu erzeugen.
Beispiel 31 ist ein Verfahren zum Schätzen von Rausch- und Störparametern, wobei das Verfahren umfasst: das Erzeugen von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten basierend auf einem eingehenden Signal; das Quantisieren der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte in Quantisierungsniveaus und das Zählen der Ereignisse der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte für jedes Quantisierungsniveau über einen Beobachtungszeitraum; und das Analysieren der Anzahl der Ereignisse von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau, um eine Funktion für das Zuweisen einer bestimmten Rauschsignal- und Störsignalquelle zu einen Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert zu erhalten.
Beispiel 32 betrifft den Gegenstand von Bespiel 31, wobei die Funktion gegebenenfalls dazu konfiguriert ist, eine bestimmte Rauschsignal- und Störsignalquelle einem Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert zuzuweisen, wenn der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert zwischen zwei Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerte, die mit der bestimmten Rauschsignal- und Störsignalquelle in Verbindung stehen, fällt.
Beispiel 33 betrifft den Gegenstand von Beispiel 32, wobei die zwei mit der bestimmten Rauschsignal- und Störsignalquelle in Verbindung stehenden Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerte gegebenenfalls basierend auf Gewichtungsfunktionen, die für die bestimmte Rauschsignal- und Störsignalquelle und benachbarte Rauschsignal- und Störsignalquellen abgeleitet werden, abgeleitet sind.
Beispiel 34 betrifft den Gegenstand von Beispiel 33, wobei die zwei Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerte gegebenenfalls auf den Schnittpunkten der Gewichtungsfunktion, die für die bestimmte Rauschsignal- und Störsignalquelle abgeleitet wurde, mit den Gewichtungsfunktionen von zwei benachbarten Rauschsignal- und Störsignalquellen, basieren.
Beispiel 35 betrifft den Gegenstand von Beispiel 33 oder 34, wobei das Ableiten der Gewichtungsfunktion für eine Rauschsignal- und Störsignalquelle gegebenenfalls umfasst: das Schätzen einer Wahrscheinlichkeitsdichte für die Anzahl von Ereignissen der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte pro Quantisierungsniveau für die Rauschsignal- und Störsignalquelle basierend auf einer Referenzwahrscheinlichkeitsdichteverteilung; das Schätzen einer Intensität der Rauschsignal- und Störsignalquelle; und das Berechnen der Gewichtungsfunktion für die Rauschsignal- und Störsignalquelle basierend auf der geschätzten Wahrscheinlichkeitsdichte für die Rauschsignal- und Störsignalquelle und der Intensität der Rauschsignal- und Störsignalquelle.
Beispiel 36 betrifft den Gegenstand eines der Beispiele 317 bis 35, wobei gegebenenfalls das Schätzen eines Signal-zu-Störsignal-plus-Rauschsignal-Verhältnisses für eine Rauschsignal- und Störsignalquelle; und das Zuweisen des geschätzten Signal-zu-Störsignal-plus-Rauschsignal-Verhältnisses zu der bestimmten Rauschsignal- und Störsignalquelle basierend auf der Funktion umfasst sein kann.
Während ein bestimmtes Merkmal oder Aspekt der Erfindung mit Bezug auf nur eine von mehreren Ausführungen offenbart wurde, kann ein solches Merkmal oder Aspekt zusätzlich dazu mit einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Aspekten der anderen Ausführungen kombiniert werden, wie es wünschenswert oder vorteilhaft für jede gegebene oder bestimmte Anwendung erscheint. Darüber hinaus sollen die Begriffe „beinhalten”, „aufweisen”, „mit” oder andere Varianten davon, die entweder in der detaillierten Beschreibung oder in den Ansprüchen verwendet wurden, als ähnlich dem Begriff „umfassen” einschließend verstanden werden. Darüber hinaus versteht es sich, dass Aspekte der Erfindung in getrennten Schaltkreisen, partiell integrierten Schaltkreisen oder vollständig integrierten Schaltkreisen oder Programmiermittel umgesetzt werden können.
Obwohl bestimmte Aspekte hierin veranschaulicht und beschrieben wurden, versteht es sich für Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung, dass eine Mehrzahl von alternativen und/oder äquivalenten Ausführungen die gezeigten und beschriebenen bestimmten Aspekte ersetzen können, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Diese Anmeldung soll jegliche Anpassungen oder Variationen der hierin besprochenen spezifischen Aspekte abdecken.

Claims

Verfahren zum Schätzen von Rausch- und Störparametern, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen eines Signals, das einen Rauschsignal- und Störsignalbeitrag umfasst; Erzeugen einer Mehrzahl auf diesem Signal basierender Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte; Quantisieren der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten in eine Mehrzahl von Quantisierungsniveaus und das Zählen der Ereignisse der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerte pro Quantisierungsniveau über einen Beobachtungszeitraum, und Schätzen einer Mehrzahl der Rausch- und Störparameter basierend auf der Anzahl an Ereignissen der Mehrzahl an Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau über den Beobachtungszeitraum.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von Rausch- und Störparametern eine Anzahl von Rauschsignal- und Störsignalquellen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Mehrzahl von Rausch- und Störparametern einen oder mehrere aus einer mittleren Leistung der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten, einer Leistungsschwankung der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten, einen Gewichtungsfaktor der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten und eine Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerten umfasst.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verfahren zudem umfasst: Schätzen einer Mehrzahl vorläufiger Rausch- und Störparameter basierend auf einer Anzahl von Ereignissen von einer Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau über den Beobachtungszeitraum, wobei jeder Rauschsignal- und Störsignalquelle ein vorbestimmtes Intervall von Quantisierungsniveaus zugewiesen ist; Schätzen einer weichen Zuweisungsgewichtungsfunktion für jede Rauschsignal- und Störsignalquelle basierend auf der Mehrzahl von vorläufigen Rausch- und Störparametern und einem Rauschsignal- und Störsignalquellen-Wahrscheinlichkeitsdichteverteilungsmodell; und Schätzen der Mehrzahl von Rausch- und Störparametern basierend auf der weichen Zuweisungsgewichtungsfunktion und der Anzahl von Ereignissen der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau über den Beobachtungszeitraum.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verfahren zudem umfasst: Bestimmen für jede Rauschsignal- und Störsignalquelle von einer Anzahl von Beobachtungszeiträumen über die die Rauschsignal- und Störsignalquelle gegenwärtig ist; und Mitteln der Mehrzahl von Rausch- und Störparametern über eine Anzahl von Beobachtungszeiträumen, die abhängig ist von der bestimmten Anzahl von Beobachtungszeiträumen der jeweiligen Rauschsignal- und Störsignalquelle.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Gegenwart einer Rauschsignal- und Störsignalquelle basierend auf einer lokalen Maximumssuche über die Anzahl von Ereignissen der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau während jedes Beobachtungszeitraumes bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Mehrzahl von Rausch- und Störparametern eine Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerten umfasst und wobei das Verfahren zudem umfasst: Vergleichen eines Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerts mit der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerten, um ein Vergleichsergebnis, das auf eine bestimmte Rauschsignal- und Störsignalquelle hinweist, zu erhalten; und Zuordnen der bestimmten Rauschsignal- und Störsignalquelle zu dem Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Mehrzahl von Rausch- und Störparametern eine Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerten umfasst und wobei jeder Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellwert basierend auf den weichen Zuweisungsgewichtungsfunktionen für zumindest zwei der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalquellen erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Verfahren zudem umfasst: Vergleichen der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten mit der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerten; Zuweisen einer bestimmten Rauschsignal- und Störsignalquelle zu einem Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert basierend auf dem Vergleichsergebnis; und das Erzeugen eines Signal-zu-Störsignal-plus-Rauschsignal-Abtastwerts für jeden Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert basierend auf der bestimmten Rauschsignal- und Störsignalquelle.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Signal-zu-Störsignal-plus-Rauschsignal-Abtastwert ein Signal-zu-Störsignal-plus-Rauschsignal-Verhältnis ist, das aus dem Rausch- und Störparameter der bestimmten Rauschsignal- und Störsignalquelle, die dem entsprechenden Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert zugewiesenen ist, errechnet wurde.
Vorrichtung für das Schätzen von Rausch- und Störparametern, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Leistungsabtastwerterzeugungseinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten eines empfangenen Signals zu erzeugen; eine Ereigniszähleinheit, die dazu konfiguriert ist, die Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten in eine Mehrzahl von Quantisierungsniveaus zu quantisieren und das Auftreten der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten für jedes Quantisierungsniveau während eines Beobachtungszeitraums zu zählen; und eine Schätzeinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Mehrzahl von Rausch- und Störparametern basierend auf der Anzahl von Ereignissen der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau über den Beobachtungszeitraum zu schätzen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Mehrzahl von Rausch- und Störparametern eine Anzahl von Rauschsignal- und Störsignalquellen umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die Mehrzahl von Rausch- und Störparametern eines oder mehrere aus einer mittleren Leistung der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten, eine Leistungsschwankung der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten, einen Gewichtungsfaktor der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten und eine Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerten umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Schätzeinheit umfasst: eine erste Schätzungseinheit, die konfiguriert ist, eine Mehrzahl von vorläufigen Rausch- und Störparametern basierend auf der Anzahl der Ereignisse der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau über den Beobachtungszeitraum zu schätzen, wobei jeder Rauschsignal- und Störsignalquelle ein vorbestimmtes Intervall von Quantisierungsniveaus zugewiesen wird, und eine zweite Schätzungseinheit, die konfiguriert ist, eine weiche Zuweisungsgewichtungsfunktion für jede Rauschsignal- und Störsignalquelle basierend auf der Mehrzahl von vorläufigen Rausch- und Störparametern und einem Rauschsignal- und Störsignalquellen-Wahrscheinlichkeitsdichteverteilungsmodell zu schätzen.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Schätzeinheit zudem umfasst: eine dritte Schätzungseinheit, die konfiguriert ist, die Mehrzahl von Rausch- und Störparametern basierend auf der weichen Zuweisungsgewichtungsfunktion und der Anzahl von Ereignissen der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau über den Beobachtungszeitraum zu schätzen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 12, wobei die Vorrichtung zudem umfasst: eine Evaluierungseinheit, die konfiguriert ist, für jede Rauschsignal- und Störsignalquelle eine Anzahl von Beobachtungszeiträumen, während derer die Rauschsignal- und Störsignalquelle gegenwärtig ist, zu bestimmen und Durchschnittswerte der Mehrzahl von Rausch- und Störparametern über eine Anzahl von Beobachtungszeiträumen abhängig von der bestimmten Anzahl von Beobachtungszeiträumen der jeweiligen Rauschsignal- und Störsignalquelle zu berechnen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei die Schätzeinheit dazu konfiguriert ist, die Gegenwart einer Rauschsignal- und Störsignalquelle basierend auf einer lokalen Maximumssuche über die Anzahl von Ereignissen der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau während jedes Beobachtungszeitraumes zu bestimmen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei die Vorrichtung zudem umfasst: eine Störsignal-Zeitablaufentscheidungseinheit, die konfiguriert ist, einen Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert mit einem Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwert zu vergleichen, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten, das auf eine bestimmte Rauschsignal- und Störsignalquelle für den Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert hinweist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Störsignal-Zeitablaufentscheidungseinheit zudem dazu konfiguriert ist, für jeden Eingangsleistungsabtastwert einen die bestimmte Rauschsignal- und Störsignalquelle betreffenden Signal-zu-Störsignal-plus-Rauschsignal-Abtastwert zu erzeugen.
Verfahren zum Schätzen von Rausch- und Störparametern, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen einer Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten basierend auf einem Eingangssignal; Quantisieren der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten in Quantisierungsniveaus und das Zählen der Ereignisse der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten für jedes Quantisierungsniveau während eines Beobachtungszeitraumes; und Analysieren der Anzahl von Ereignissen der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau, um eine Funktion für das Zuweisen von einer bestimmten Rauschsignal- und Störsignalquelle zu einem Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Funktion konfiguriert ist, eine bestimmte Rauschsignal- und Störsignalquelle einem Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert zuzuweisen, wenn der Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwert zwischen eine Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerten fällt, die der bestimmten Rauschsignal- und Störsignalquelle zugeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Mehrzahl der mit der bestimmten Rauschsignal- und Störsignalquelle verbundenen Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerten basierend auf Gewichtungsfunktionen, die für die bestimmte Rauschsignal- und Störsignalquelle und für benachbarte Rauschsignal- und Störsignalquellen abgeleitet wurden, abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalquellentrennschwellenwerten auf den Schnittpunkten der für die spezifische Rauschsignal- und Störsignalquelle abgeleiteten Gewichtungsfunktion mit den Gewichtungsfunktionen einer Mehrzahl benachbarter Rauschsignal- und Störsignalquellen basiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 oder 23, wobei das Ableiten der Gewichtungsfunktion für eine Rauschsignal- und Störsignalquelle umfasst: Schätzen einer Wahrscheinlichkeitsdichte für die Anzahl von Ereignissen der Mehrzahl von Rauschsignal- und Störsignalleistungsabtastwerten pro Quantisierungsniveau für die Rauschsignal- und Störsignalquelle basierend auf einer Wahrscheinlichkeitsreferenzverteilung; Schätzen einer Intensität der Rauschsignal- und Störsignalquelle; und Berechnen der Gewichtungsfunktion für die Rauschsignal- und Störsignalquelle basierend auf der geschätzten Wahrscheinlichkeitsdichte für die Rauschsignal- und Störsignalquelle und der Intensität der Rauschsignal- und Störsignalquelle.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, wobei das Verfahren zudem umfasst: Schätzen eines Signal-zu-Störsignal-plus-Rauschsignal-Verhältnisses für eine Rauschsignal- und Störsignalquelle; und Zuweisen des geschätzten Signal-zu-Störsignal-plus-Rauschsignal-Verhältnisses der bestimmten Rauschsignal- und Störsignalquelle basierend auf der Funktion.