DE10260290B4 - Method for data transmission and communication system - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Kommunikationssystem, bei dem ein Sender (NodeB) Daten an einen Empfänger (UE); der insbesondere als Teilnehmer-Endgerät (UE) ausgebildet ist, über mindestens zwei Sendeeinrichtungen (Ant1, Ant2) sendet, in dem Empfänger (UE) die von den Sendeeinrichtungen (Ant1, Ant2) kommenden mindestens zwei Empfangssignale (E1, E2) unterscheidbar empfangen und miteinander kombiniert werden, wobei Sender (NodeB) und Empfänger (UE) einen geschlossenen Regelkreis bilden, und eine Auswertung von Systemparametern zur geregelten Nachführung des Übertragungsverfahrens und/oder des Übertragungssystems, insbesondere zu einer verbesserten Einstellung von nach einem ”Closed Loop Transmit Diversity”-Verfahren geschätzten und beim Sender (NodeB) einzustellenden Gewichten (wi), vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass für die geregelte Nachführung des Übertragungsverfahrens und/oder des Übertragungssystems eine Änderung (&Dgr;h) von Kanalkoeffizienten (hi) zur Prüfung der Relevanz der ausgewerteten Systemparameter als weiterer Systemparameter bestimmt wird.Method for the transmission of data in a communication system, in which a transmitter (NodeB) sends data to a receiver (UE); which is designed in particular as a subscriber terminal (UE), transmits via at least two transmission devices (Ant1, Ant2), in which the receiver (UE) receives and distinguishes the at least two received signals (E1, E2) coming from the transmission devices (Ant1, Ant2) are combined with each other, with the transmitter (NodeB) and receiver (UE) forming a closed control loop, and an evaluation of system parameters for the regulated tracking of the transmission method and / or the transmission system, in particular for an improved setting of according to a " closed loop transmit diversity " Method estimated weights (wi) to be set at the transmitter (NodeB), characterized in that a change (Δh) of channel coefficients (hi) to check the relevance of the transmission method and / or the transmission system is performed for the regulated tracking of the transmission method evaluated system parameters is determined as a further system parameter.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Daten nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Kommunikationssystem nach dem Oberbegriff von Anspruche 9. Dabei wird unter dem Begriff der Daten im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch jede Art von Information verstanden, die aus einzelnen Bestandteilen zusammengesetzt ist. Diese einzelnen Bestandteile oder Elemente können dabei nach unterschiedlichen Standards aufgebaut, organisiert und/oder codiert sein. Demnach können in diesem Sinne Daten auch eine multimediale Nachricht darstellen, also Daten in Form von Text- und/oder Bilddaten mit oder ohne Ton, die auch diverse Elemente verschiedener Standards umfasst. Ferner wird als Übertragung über eine Luftstrecke jede Art einer wenigstens teilweise oder abschnittsweise drahtlosen Übertragung verstanden, wie es beispielsweise im Bereich der Mobilfunktechnik heute üblich ist.The present invention relates to a method for the transmission of data according to the preamble of
Verfahren und Vorrichtungen zur Übertragung von Daten über eine Luftstrecke bei Versendung über mehrere Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen bzw. Antennen sind bekannt. In Übertragungssystemen und insbesondere in mobilen Übertragungssystemen wird die Qualität der Übertragung wesentlich durch die Eigenschaften des Kanals bzw. des Mobilfunkkanals geprägt. Unter anderem erreicht ein gesendetes Signal den Empfänger über mehrere Wege im Zug einer sog. Mehrwegeausbreitung. Die über mehrere Ausbreitungswege empfangenen Signale überlagern sich am Empfänger zu einem resultierenden Signal. Hierbei weisen die sich überlagernden Signale zufällige Phasen auf. Bewegt sich der mobile Empfänger, kommt es wiederholt durch destruktive Überlagerungen der empfangenen Signale zur teilweisen Auslöschung des Empfangssignals, dem sog. Fast Fading. Dadurch nimmt die Qualität der Übertragung insgesamt stark ab.Methods and devices for transmitting data over an air gap when sending via multiple transmitting and / or receiving devices or antennas are known. In transmission systems, and in particular in mobile transmission systems, the quality of the transmission is significantly influenced by the characteristics of the channel or of the mobile radio channel. Among other things, a transmitted signal reaches the receiver via multiple paths in the train of a so-called multipath propagation. The signals received over several propagation paths are superimposed on the receiver to form a resulting signal. In this case, the overlapping signals have random phases. If the mobile receiver moves, destructive overlays of the received signals repeatedly result in the partial extinction of the received signal, the so-called fast fading. As a result, the quality of the transmission decreases sharply overall.
Eine bekannte weitgehende Abhilfe schafft in diesem Fall z. B. der Einsatz von mehreren Sendevorrichtungen beispielsweise in der Form von Sendeantennen, die von einem Sender gespeist werden und beispielsweise ca. 3 m voneinander entfernt sind. Auf ein derartiges, auch als Transmit Diversity bezeichnetes Verfahren beziehen sich die vorliegende Erfindung. Wenn die Sendeantennen eines Mobilfunk-Kommunikationssystems einen genügend großen Abstand voneinander aufweisen, dann sind die Eigenschaften der Übertragungskanäle voneinander unabhängig. Die Zeiten, zu denen es zu einer starken Auslöschung bzw. Fading kommt, sind dann für beide Sendeantennen i. a. unterschiedlich. Dadurch wird erreicht, dass mindestens eines der beiden empfangenen Signale in einem bestimmten Zeitpunkt einen guten Empfangspegel liefert.A well-known major remedy in this case creates z. Example, the use of multiple transmitting devices, for example in the form of transmitting antennas, which are fed by a transmitter and are, for example, about 3 m apart. Such a method, also referred to as transmit diversity, relates to the present invention. If the transmission antennas of a mobile communication system have a sufficiently large distance from each other, then the properties of the transmission channels are independent of each other. The times when there is a strong extinction or fading are then for both transmit antennas i. a. differently. This ensures that at least one of the two received signals at a certain time provides a good reception level.
Zum besseren Verständnis des Standes der Technik und der Ausführungsformen der Erfindung wird der Stand der Technik nachfolgend mit den hierin auftretenden Probleme unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:For a better understanding of the prior art and the embodiments of the invention, the prior art will be explained in more detail below with the problems occurring herein with reference to the accompanying drawings. In the drawing show:
Die Abbildung von
Für das Mobilfunksystem der nächsten Generation, das Universal Mobile Telecommunication System UMTS, ist ebenfalls ein Verfahren vorgesehen, durch welches die Empfangsleistung eines von zwei Antennen abgestrahlten Signals maximiert wird. Nach dem UMTS-Standard wird dieses Verfahren als „Closed Loop Transmit Diversity” bezeichnet, kurz CLTD. Die Sendesignale werden dabei für jede Antenne mit einem komplexen Gewichtungsfaktor w multipliziert. Dadurch lassen sich die Phasen beider Signale am Empfänger beeinflussen. Die Gewichtungsfaktoren wi werden von einem mobilen Empfänger bzw. mobilen Teilnehmer-Endgerät UE bestimmt und zur Basisstation NodeB signalisiert.For the next generation mobile radio system, the Universal Mobile Telecommunication System UMTS, a method is also provided by which the reception power of a signal radiated from two antennas is maximized. According to the UMTS standard, this method is referred to as "Closed Loop Transmit Diversity", short CLTD. The transmission signals are multiplied for each antenna with a complex weighting factor w. This allows the phases of both signals at the receiver to be influenced. The weighting factors w i are determined by a mobile receiver or mobile user terminal UE and signaled to the base station NodeB.
Die Abbildung von
Zur Demodulation der nach dem UMTS-Standard empfangenen Daten des Dedicated Physical Data Channels DPDCH in einem Teilnehmer-Endgerät UE werden die Koeffizienten hi des Übertragungskanals und die von der Basisstation NodeB eingestellten Antennengewichte wi benötigt. Die Koeffizienten müssen in dem Teilnehmer-Endgerät UE geschätzt werden. Die beste Schätzung der Koeffizienten hi wird erreicht, wenn man die Pilotsymbole des Common Pilot Channel CPICH verwendet. Da die CPICH-Signale im Sender nicht mit den Antennengewichten wi multipliziert werden, müssen die wi in dem Teilnehmer-Endgerät UE gesondert geschätzt werden. Für den Closed Loop Mode 1 ist in [1] im Annex A ein Verfahren beschrieben, mit dem die wi in dem UE geschätzt werden können. Dieses Verfahren wird als Antenna Verification bezeichnet. Dazu werden die folgenden zwei Formeln verwendet, die sich aus der Theorie eines MAP-Detektors ergeben, siehe [2]:In order to demodulate the data of the dedicated physical data channel DPDCH received in accordance with the UMTS standard in a subscriber terminal UE, the coefficients h i of the transmission channel and the antenna weights w i set by the base station NodeB are required. The coefficients must be estimated in the subscriber terminal UE. The best estimate of the coefficients h i is obtained using the pilot symbols of the common pilot channel CPICH. Since the CPICH signals in the transmitter are not multiplied by the antenna weights w i , the w i must be estimated separately in the subscriber terminal UE. For
Für eine grade Slotnummer: For a grade slot number:
Für eine ungerade Slotnummer: unter Berücksichtigung der in einer Datenrahmenstruktur bzw. Radio frame eines UMTS-Signals Zeitschlitz bzw. Slot genannten Einheiten.For an odd slot number: taking into account the units referred to in a data frame structure or radio frame of a UMTS signal time slot or slot.
Es gilt
- – h (p) / 2,i
- sind die mit den Symbolen des CPICH geschätzten Kanalkoeffizienten der Antenne Ant2.
- – h d / 2,i
- sind die mit den Pilotsymbolen des Dedicated physical Control Channel DPCCH geschätzten Kanalkoeffizienten der Antenne Ant2.
- – γ2
- ist das Verhältnis der Leistung des Dedicated physical Channel DPCH und des Common Pilot Channel CPICH.
- – σ 2 / i
- ist die Summe aus Rauschleistung und Interferenzleistung auf dem i-ten Pfad.
- - H (p) / 2, i
- are the channel coefficients of the antenna Ant 2 estimated with the symbols of the CPICH.
- - H d / 2, i
- are the channel coefficients of the antenna Ant 2 estimated with the pilot symbols of the Dedicated Physical Control Channel DPCCH.
- - γ 2
- is the ratio of the performance of the dedicated physical channel DPCH and the common pilot channel CPICH.
- - σ 2 / i
- is the sum of noise power and interference power on the ith path.
Der Ausdruck
Diese Wahrscheinlichkeiten lassen sich durch die Bitfehlerrate PE für die FBI-Bits im Uplink, d. h. in einer Übertragungsrichtung von einem Teilnehmer-Endgerät UE zu einer Basisstation NodeB hin, darstellen. In [1] ist angegeben, dass im normalen Betrieb PE = 4% ist. Mit PE ergibt sich für die rechten Seiten der Ungleichungen: These probabilities can be represented by the bit error rate P E for the FBI bits in the uplink, ie in a transmission direction from a subscriber terminal UE to a base station NodeB. In [1] it is stated that in normal operation P E = 4%. With P E results for the right sides of the inequalities:
Auch für „Closed Loop Mode 2” lassen sich Formel finden, mit denen die von der Basisstation NodeB eingestellten Gewichte wi in einem Teilnehmer-Endgerät UE geschätzt werden können.It is also possible to find a formula for "
Diese sind allerdings nicht in [1] angegeben und werden auch hier nicht näher erläutert.However, these are not specified in [1] and are not explained here.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Kommunikationssystem vorzuschlagen, die jeweils eine weitere Verbesserung der Übertragungsqualität in einem vorstehend beschriebenen Kommunikationssystem bewirken.The present invention has for its object to propose a method and a communication system, each causing a further improvement of the transmission quality in a communication system described above.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Kommunikationssystems mit den Merkmalen des Anspruchs gelöst. Die Unteransprüche definieren jeweils bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.This object is achieved by a method with the features of
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Kommunikationssystem, bei dem ein Sender Daten an einen Empfänger über mindestens zwei, also zwei oder mehr Sendeeinrichtungen sendet und die von den Sendeeinrichtungen kommenden mindestens zwei Empfangssignale in dem Empfänger (UE) unterscheidbar empfangen und miteinander kombiniert werden, wobei Sender und Empfänger (UE) einen geschlossenen Regelkreis bilden, zeichnet sich demnach erfindungsgemäß dadurch aus, dass im Zuge einer Auswertung von Systemparametern zur geregelten Nachführung des Übertragungsverfahrens und/oder des Übertragungssystems, insbesondere zu einer verbesserten Einstellung von nach einem ”Closed Loop Transmit Diversity”-Verfahren geschätzten und beim Sender NodeB einzustellenden Gewichten, eine Änderung (Δh) von Kanalkoeffizienten (hi) zur Prüfung der Relevanz der ausgewerteten Systemparameter als weiterer Systemparameter bestimmt wird. Das Verfahren baut also in anderen Worten gesagt auf einer Regelschleife auf, die in einer bevorzugten Ausführungsform beispielsweise über einen Luftspalt geschlossen ist und eine Übertragung über mindestens zwei Antennen von einem Sender an einen Empfänger Übertragungskanal aufweist. Im Rahmen dieses Closed Loop transmit Diversity-Verfahrens müssen Einstellungen von Gewichten auf der Senderseite durch Messung einer jeweiligen Empfangsqualität auf Empfängerseite vorgenommen werden. Ein Rückkoppelpfad von der Empfängerseite liefert Aufforderung zur Einstellung bestimmter Gewichte an den Sender, vorzugsweise eine Basisstation. Durch eine verbesserte Einstellung von Gewichten wird eine Steigerung der Empfangsqualität auf Empfängerseite im Zuge einer Kombination der mehr als zwei Empfangssignale erreicht, wobei die von den unterschiedlichen Sendeantennen stammenden Empfangssignale senderseitig insbesondere durch ein Code Division Multiple Access- bzw. CDMA-Verfahren unterscheidbar ausgestaltet werden. Eine weitere Verbesserung der Empfangsqualität durch eine Auswertung von Systemparametern, die insbesondere aus den mehr als zwei Empfangssignalen gewonnen werden und zur geregelten Nachführung des Übertragungsverfahrens herangezogen werden, ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung.A method according to the invention for the transmission of data in a communication system in which a transmitter transmits data to a receiver via at least two, ie two or more transmitting devices and the at least two received signals coming from the transmitting devices are distinctively received in the receiver (UE) and combined with each other , wherein transmitter and receiver (UE) form a closed loop, is characterized according to the invention in that in the course of an evaluation of system parameters for the controlled tracking of the transmission method and / or the transmission system, in particular to an improved setting of after a "closed loop Transmit Diversity "method estimated and set at the transmitter NodeB weights, a change (Δh) of channel coefficients (h i ) for checking the relevance of the evaluated system parameters is determined as a further system parameters. In other words, the method is based on a control loop, which in a preferred embodiment is closed, for example, via an air gap and has a transmission via at least two antennas from a transmitter to a receiver transmission channel. In the context of this closed loop transmit diversity method, adjustments of weights must be made on the transmitter side by measuring a respective reception quality on the receiver side. A feedback path from the receiver side provides a request to set certain weights to the transmitter, preferably a base station. By an improved setting of weights, an increase in the reception quality on the receiver side is achieved in the course of a combination of more than two received signals, whereby the received signals originating from the different transmitting antennas are designed to be distinguishable on the transmitter side, in particular by a code division multiple access or CDMA method. A further improvement of the reception quality by an evaluation of system parameters, which are obtained in particular from the more than two received signals and used for the controlled tracking of the transmission method, is the subject of the present invention.
In Ausbildungen der Erfindung werden Schwachstellen der in [1] beschriebenen Verfahren für „Closed Loop Transmit Diversity” gezielt durch die nachfolgend beschriebenen Verfahren verringert.In embodiments of the invention, weak points of the methods described in [1] for "closed loop transmit diversity" are deliberately reduced by the methods described below.
In einer Weiterbildung der Erfindung werden demnach Systemparameter in dem Empfänger ermittelt. Als insbesondere zusätzliche Systemparameter und/oder Kriterien eine tatsächliche FBI-Übertragungsfehlerwahrscheinlichkeit PE, eine Phasendifferenz zwischen den mindestens zwei Antennensignalen E1, E2 an dem Teilnehmer-Endgerät DE, eine Änderung (Δh) von Kanalkoeffizienten (hi) und/oder tatsächliche und erkannte FBI-Fehler bestimmt. Die so ermittelten Daten bzw. mindestens einer der vorstehend genannten auszuwertenden Systemparameter von einem Teilnehmer-Endgerät UE, der vorzugsweise in Form eines mobilen Teilnehmer-Endgeräts ausgebildet ist und insbesondere ein Mobiltelefon nach einer Version des UMTS-Standards darstellt, zu einer entsprechenden Basisstation NodeB zur Verarbeitung übertragen.In a further development of the invention, system parameters are therefore determined in the receiver. In particular, additional system parameters and / or criteria an actual FBI transmission error probability P E , a phase difference between the at least two antenna signals E 1 , E 2 at the subscriber terminal DE, a change (Δh) of channel coefficients (h i ) and / or actual and detected FBI errors determined. The data thus determined or at least one of the abovementioned system parameters to be evaluated by a subscriber terminal UE, which is preferably in the form of a mobile subscriber terminal and in particular represents a mobile telephone according to a version of the UMTS standard, to a corresponding base station NodeB Transfer processing.
Erfindungsgemäß wird hier nun eine neue Möglichkeit zur verbesserten senderseitigen Einstellung von Gewichten geschaffen. Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann dabei in jeder Sende- und/oder Empfangseinheit eines Kommunikationssystems beispielsweise über ein Computerprogrammprodukt in Form einer Software eingespielt und eingesetzt werden. Neben der besonderen Art einer struktur- und standardkonformen Steuerung der Empfangsqualität für eine jeweilige Sende- und/oder Empfangseinheit werden durch das Verlagern einer jeweiligen Auswertung und Systemeinstellung in eine zugehörige Basisstation Ressourcen in den jeweiligen Endgeräten geschont. Aufgrund einer verbesserten Übertragungsqualität wird auch die Effizienz der jeweiligen Übertragungskanäle erhöht, da Übertragungswiederholungen bei physikalisch gleichbleibendem bzw. unverändertem Kanal und einer erfindungsgemäß verbesserten Übertragungsqualität wesentlich weniger häufig sind. According to the invention, a new possibility for improved transmitter-side adjustment of weights is now created here. A method according to the invention can in this case be recorded and used in the form of software in each transmitting and / or receiving unit of a communication system, for example via a computer program product. In addition to the special nature of a structure and standard-compliant control of the reception quality for a respective transmitting and / or receiving unit, resources in the respective terminals are spared by moving a respective evaluation and system setting into an associated base station. Due to an improved transmission quality, the efficiency of the respective transmission channels is also increased, since retransmissions with a physically constant or unchanged channel and an inventively improved transmission quality are substantially less frequent.
Wie bereits eingangs beschrieben ist im UMTS-Standard als bevorzugtem Einsatzfall der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Closed Loop Transmit Diversity vorgesehen, um eine Empfangsqualität an einem jeweiligen Empfänger möglichst gut einzustellen. Nachfolgend wird nun genauer beschrieben, wie gemäß verschiedener und auch miteinander kombinierbarer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die vorstehend angegebenen Formeln (1) bis (4) zur Antenna Verification verbessert umgesetzt werden können. Dadurch wird die Häufigkeit für falsch eingestellte Antennengewichte wi reduziert, was wiederum zu einer Verbesserung der Übertragungsqualität führt:
- 1. Verwendung der tatsächlichen FBI-Übertragungsfehlerwahrscheinlichkeit PE anstatt eines festen Wertes für PE: Bisher ist vorgesehen, dass man für die FBI-Übertragungsfehlerwahrscheinlichkeit PE in der rechten Seite der Ungleichung (1) bzw. (2) einen festen Wert, nämlich PE = 0,04, einsetzt. Die tatsächliche Fehlerwahrscheinlichkeit kann allerdings aufgrund der Bewegung des UE's stark schwanken. Dadurch wird ein fester Wert für PE nie der optimale Wert sein. Eine Verbesserung erreicht man, indem man die tatsächliche FBI-Übertragungsfehlerwahrscheinlichkeit in einem UE misst und diesen Wert für das PE in die Ungleichung (1) bzw. (2) einsetzt.
- 1. Use of the actual FBI transmission error probability P E instead of a fixed value for P E : So far, it is provided that for the FBI transmission error probability P E in the right side of inequality (1) or (2) a fixed value, P E = 0.04. However, the actual error probability may vary greatly due to the UE's motion. As a result, a fixed value for P E will never be the optimal value. An improvement is achieved by measuring the actual FBI transmission error probability in an UE and substituting this value for the P E into inequality (1) and (2), respectively.
Die FBI-Übertragungsfehlerwahrscheinlichkeit PE wird bestimmt, indem das UE die Anzahl der erkannten FBI-Bitfehler NE über einen vorgegebenen Zeitraum misst, hier z. B. 100 Slots, und durch die Anzahl der in diesem Zeitraum gesendeten FBI-Bits NFBI teilt.The FBI transmission error probability P E is determined by the UE measuring the number of detected FBI bit errors N E over a predetermined period of time, here e.g. B. 100 slots, and divided by the number of FBI bits sent in this period N FBI .
Die Genauigkeit steigt mit der Dauer des Messintervalls. Allerdings werden bei großen Messintervallen kurzeitige Änderungen von PE nicht erfasst. Das Messintervall sollte größer als 25 Slots sein, um eine Fehlerrate von 4% messen zu können.The accuracy increases with the duration of the measurement interval. However, with large measurement intervals, short-term changes of P E are not recorded. The measurement interval should be greater than 25 slots to measure an error rate of 4%.
Zu Beginn der Übertragung sollte für PE der vorgegebene Wert von 4% in den Formeln (1) bis (4) verwendet werden, da die Messung erst nach Ablauf eines vollständigen Messintervalls brauchbare Werte liefert. Diese Verbesserung wirkt sich sowohl im Mode 1 als auch im Mode 2 aus.
- 2. Auswertung der Phasendifferenz beider Antennensignale am Empfänger: Ein UE, das „Closed Loop transmit Diversity” verwendet, bestimmt die FBI-Bits so, dass die empfangene Leistung des DPCH maximiert wird. Das ist gleichbedeutend mit einer Minimierung der Phasendifferenz zwischen den DPCH-Signalen von Antenne Ant1 und Antenne Ant2 am Empfänger UE. Wenn ein FBI-Bit falsch empfangen wurde, dann werden von der NodeB falsche Antennengewichte wi eingestellt und die Phasendifferenz ist größer als der sonst übliche Wert bei korrekt eingestellten Antennengewichten wi. Aus diesem Grund ist eine zu große Phasendifferenz ein Anzeichen für ein falsch empfangenes FBI-Bit. Neben den Ungleichungen (1) und (2) liefert demnach auch die Bestimmung von ein Kriterium für korrekt eingestellte Antennengewichte wi. Dieses zusätzliche Kriterium kann verwendet werden, um die eingestellten Antennengewichte wi und die aktuelle FBI-Übertragungsfehlerwahrscheinlichkeit PE zu schätzen.
- 2. Evaluation of the phase difference of both antenna signals At the receiver: A UE that uses closed loop transmit diversity determines the FBI bits to maximize the received power of the DPCH. This is equivalent to minimizing the phase difference between the DPCH signals from antenna Ant 1 and antenna Ant 2 at the receiver UE. If an FBI bit was received incorrectly, then the NodeB will set wrong antenna weights w i and the phase difference is greater than the usual value with correctly set antenna weights w i . For this reason, a too large phase difference is an indication of an incorrectly received FBI bit. In addition to the inequalities (1) and (2), the determination of a criterion for correctly set antenna weights w i . This additional criterion can be used to estimate the adjusted antenna weights w i and the current FBI transmission error probability P E.
Zur Bestimmung der Phasendifferenz beider Antennensignale am Empfänger UE werden Mode 1 und Mode 2 unterschieden:
Im Mode 1 können vier unterschiedliche Antennengewichte w2 für Antenne Ant2 eingestellt werden. Die Schrittweite der Phase beträgt 90° (siehe [1]). Die größte Phasendifferenz die sich am Empfänger bei korrekt eingestellten Antennengewichten w2 einstellt, ist demnach ±45° zuzüglich der Phasenänderung Δφh, die sich in den Kanalkoeffizienten seit der letzten Bestimmung der optimalen Antennengewichte w2 ergeben hat.For determining the phase difference of both antenna signals At the receiver UE, a distinction is made between
In
Es gilt: The following applies:
Für die Entscheidungsregel, ob das letzte FBI-Bit richtig empfangen wurde oder nicht, folgt damit: For the decision rule whether the last FBI bit was received correctly or not, it follows:
Ist diese Ungleichung erfüllt, wurde das letzte FBI-Bit richtig empfangen.If this inequality is met, the last FBI bit was received correctly.
Im Mode 2 können acht unterschiedliche Antennengewichte w2 für Antenne Ant2 eingestellt werden. Die Schrittweite der Phase beträgt 45°. Hieraus ergibt sich für die maximale Phasendifferenz und für die Entscheidungsregel: In
Auch hier gilt: ist diese Ungleichung erfüllt, wurde das letzte FBI-Bit richtig empfangen.
- 3. Auswertung der Änderung der Kanalkoeffizienten: Nachdem ein UE, das „Closed Loop transmit Diversity” verwendet, ein FBI-Bit bestimmt hat, wird das FBI-Bit über den Uplink-DPCCH zur NodeB übertragen. Anschließend stellt die NodeB mit den empfangenen FBI-Bit die neuen Antennengewichte wi ein und überträgt dann die Daten für den nächsten Slot zum UE. Zwischen dem Zeitpunkt der FBI-Bit-Bestimmung und dem Erreichen der Daten mit den neuen Antennengewichten w2 bei dem UE besteht die Möglichkeit, dass die Kanalkoeffizienten sich verändern. Dadurch sind die von der NodeB eingestellten Antennengewichte wi nicht immer optimal. Bei zu starken Veränderungen der Kanalkoeffizienten während dieser Zeit, kann das vorstehend zu Punkt 2. genannte Verfahren falsche Informationen über den korrekten Empfang der FBI-Bits liefern. Um das zu vermeiden, kann die Änderung der Kanalkoeffizienten Δh von dem UE bestimmt werden. Anhand dieser Größe können Aussagen über die Relevanz des
im vorstehenden Abschnitt 2. genannten Verfahrens gemacht werden. Überschreitet Δh einen vorgegebenen Wert, so sind die zusätzlichen Informationen zu vernachlässigen. - 4. Signalisierung eines erkannten FBI-Fehlers zur NodeB: Die beiden in [1] beschriebenen Modi für „Closed Loop transmit Diversity” benötigen zwei (Mode 1) bzw. vier (Mode 2) FBI-Bits, um ein Antennengewicht wi einzustellen. Da pro Slot nur ein FBI-Bit übertragen wird und nach jedem Slot ein neues Antennengewicht w eingestellt werden soll, wird das zuvor empfangene FBI-Bit (Mode 1) bzw. die drei zuvor empfangenen FBI-Bits (Mode 2) im NodeB gespeichert. Wird ein FBI-Bit falsch empfangen, werden in zwei (Mode 1) bzw. in vier (Mode 2) aufeinander folgenden Slots die Antennengewichte wi falsch eingestellt.
- 3. Evaluation of the change of the channel coefficients: After an UE using "Closed Loop Transmit Diversity" has determined an FBI bit, the FBI bit is transmitted via the uplink DPCCH to the NodeB. Subsequently, the NodeB sets the new antenna weights w i with the received FBI bits and then transmits the data for the next slot to the UE. Between the time of the FBI bit determination and the achievement of the data with the new antenna weights w 2 at the UE, there is the possibility that the channel coefficients will change. As a result, the antenna weights w i set by the NodeB are not always optimal. If the channel coefficients change too much during this time, the method referred to in
point 2 above can give false information about the correct reception of the FBI bits. To avoid this, the change of the channel coefficients Δh may be determined by the UE. Based on this size, statements can be made about the relevance of the procedure mentioned insection 2 above. If Δh exceeds a predetermined value, the additional information is negligible. - 4. Signaling a detected FBI error to the NodeB: The two closed loop transmit diversity modes described in [1] require two (Mode 1) and four (Mode 2) FBI bits, respectively, to set an antenna weight w i . Since only one FBI bit is transmitted per slot and a new antenna weight w is to be set after each slot, the previously received FBI bit (mode 1) or the three previously received FBI bits (mode 2) is stored in the NodeB. If an FBI bit is received incorrectly, the antenna weights w i are set incorrectly in two (mode 1) or in four (mode 2) consecutive slots.
Um das zu verhindern, kann das UE, wenn es einen FBI-Fehler erkannt hat, dies der NodeB signalisieren. Die NodeB kann dann im nächsten Slot den abgespeicherten Wert für das vorherige FBI-Bit korrigieren. Dadurch werden pro falsch empfangenen FBI-Bit nur in einem Slot die Antennengewichte wi falsch eingestellt.To prevent this, the UE, if it has detected an FBI error, can signal this to the NodeB. The NodeB can then correct the stored value for the previous FBI bit in the next slot. As a result, the antenna weights w i are set incorrectly per wrongly received FBI bit in only one slot.
Zusammenfassend sind vorstehend verschiedene Möglichkeiten zur Verbesserung der Empfangsqualität im Fall von Mehrfachempfang vorgestellt worden, wobei der Wirkungsgrad des Nachrichtenflusses vorteilhafterweise verbessert wird. UMTS bietet bereits Mechanismen zum Regeln und Einhalten einer bestimmten Empfangsqualität. Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine strukturkonforme Eingliederung neuer und vorteilhafter Verfahren in bekannte Nachrichtenflüsse und/oder Standards zusammen mit einer Nutzung bekannter Einstellungsmechanismen und deren jeweiligen Vorteile.In summary, various possibilities for improving the reception quality in the case of multiple reception have been presented above, whereby the efficiency of the message flow is advantageously improved. UMTS already provides mechanisms for regulating and maintaining a particular reception quality. The present invention enables structure-consistent incorporation of new and advantageous methods into known message flows and / or standards along with use of known adjustment mechanisms and their respective advantages.
Es versteht sich, dass die Erfindung auch auf andere Standards bzw. Mobilfunksysteme in entsprechender Weise übertragbar ist. Insbesondere sind hier auch gemischte Kommunikationssysteme gemeint, die neben Mobilfunkstrecken auch Festnetzverbindungen o. ä. umfassen.It is understood that the invention can also be applied to other standards or mobile radio systems in a corresponding manner. In particular, here also mixed communication systems are meant, which include not only mobile radio links but also landline connections or the like.
Hintergrundangaben zu UMTS finden sich zu den vorstehend genannter Referenzpunkte insbesondere an folgenden Stellen:
- [1] Technical Specification Group Radio Access Network, ”3GPP TS 25.214”; Third Generation Partnership Project
- [2] K. D. Kammeyer, ”Nachrichtenübertragung”
- [1] Technical Specification Group Radio Access Network, "3GPP TS 25.214"; Third Generation Partnership Project
- [2] KD Kammeyer, "Messaging"
Als Formelzeichen und Abkürzungen wurden im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgängig benutzt:
- hi Koeffizienten des Übertragungskanals
- h
(p) / 2,i - h
(d) / 2,i - Phase des Kanalkoeffizienten der i-ten Antenne im aktuellen Slot
- Phase des Kanalkoeffizienten der i-ten Antenne im vorherigen Slot
- Δφh Änderung der Phasendifferenz der Kanalkoeffizienten von Antenne Ant1 und Antenne Ant2 an der UE
- øRx Phase des Antennengewichts w2
- γ2 Verhältnis der Leistung des DPCH und des CPICH
σ 2 / i -
p - PE FBI-Übertragungsfehlerwahrscheinlichkeit
- Phasendifferenz beider Antennensignale am Empfänger (UE)
- max. Phasendifferenz beider Antennensignale am Empfänger UE bei korrektem FBI-Bit Empfang
- NE Anzahl gemessener FBI-Bitfehler innerhalb der letzten NFBI empfangenen FBI-Bits
- NFBI Dauer der Auswertung der FBI-Bitfehler in Slots als Zeitschlitze innerhalb eines Rahmens Frame
- NPath Anzahl der Pfade
- A Auswertelogik für die FBI-Bits vom Uplink-DPCCH
- Ant1, Ant2 Antenne 1,
Antenne 2 - CPICH Common Pilot Channel
- DPDCH Dedicated Physical Data Channel
- DPCCH Dedicated Physical Control Channel
- DPCH Dedicated Physical Channel, Oberbegriff für DPCCH und DPDCH
- FBI Feedback Information, Rückmeldeinformation
- NodeB UMTS-Basisstation
- UE User Equipment/Teilnehmer-Endgerät
- Spr Spreizung, Verwürfelung
- E relative Empfangsleistung
- E1, E2 Empfangssignal
- S1, S2 Sendesignal
- t Zeit
- w, w1, w2, wi Gewichte
- w-Gen Gewicht-Generator
- UMTS Universal Mobile Telecommunication System Standard
- h i coefficients of the transmission channel
- H
(p) / 2, i - H
(d) / 2, i - Phase of the channel coefficient of the ith antenna in the current slot
- Phase of the channel coefficient of the i-th antenna in the previous slot
- Δφ h change the phase difference of the channel coefficients of antenna Ant 1 and antenna Ant 2 at the UE
- ø Rx phase of the antenna weight w 2
- γ 2 Ratio of the power of the DPCH and the CPICH
-
σ 2 / i -
p - P E FBI transmission error probability
- Phase difference of both antenna signals at the receiver (UE)
- Max. Phase difference of both antenna signals at the receiver UE with correct FBI bit reception
- N E Number of measured FBI bit errors within the last N FBI received FBI bits
- N FBI Duration of evaluation of FBI bit errors in slots as time slots within a frame frame
- N Path Number of paths
- A Evaluation logic for the FBI bits from the uplink DPCCH
- Ant 1 , Ant 2 Antenna 1,
Antenna 2 - CPICH Common Pilot Channel
- DPDCH Dedicated Physical Data Channel
- DPCCH Dedicated Physical Control Channel
- DPCH Dedicated Physical Channel, generic term for DPCCH and DPDCH
- FBI Feedback Information, Feedback Information
- NodeB UMTS base station
- UE User Equipment / subscriber terminal
- Spr spreading, scrambling
- E relative reception power
- E 1 , E 2 received signal
- S 1 , S 2 transmission signal
- t time
- w, w 1 , w 2 , w i weights
- w gene weight generator
- UMTS Universal Mobile Telecommunication System Standard
Claims (9)
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DE2002160290 DE10260290B4 (en) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | Method for data transmission and communication system |
Applications Claiming Priority (1)
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DE2002160290 DE10260290B4 (en) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | Method for data transmission and communication system |
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DE10260290B4 true DE10260290B4 (en) | 2014-02-13 |
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-
2002
- 2002-12-20 DE DE2002160290 patent/DE10260290B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2002095982A1 (en) * | 2001-05-21 | 2002-11-28 | Nokia Corporation | Communication system and method using transmit diversity |
Non-Patent Citations (1)
Title |
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3GPP TS 25.214 V5.2.0 (2001-09) 3rd generation Partnership Project, Technical Specification Group Radio Access Network, Physical layer procedures (FDD)(Release 5)[recherchiert am 18.03.2009] Im Internet: http://www.3gpp.org/ftp/Specs/2002-09/Rel-5/25_series/25214-520.zip * |
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