DE10338050B9

DE10338050B9 - Verfahren zur Entzerrung eines Datensignals unter Berücksichtigung von Störkanälen

Info

Publication number: DE10338050B9
Application number: DE10338050A
Authority: DE
Inventors: Burkhard Becker; Martin Krüger; Xiafeng Wu; Bertram Gunzelmann
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2023-08-20
Also published as: US20050063501A1; US7333577B2; CN100474848C; DE10338050A1; CN1585389A; DE10338050B4

Abstract

Verfahren zum Entzerren eines über einen Nutzkanal übertragenen Signals nach dem DF-Verfahren unter Berücksichtigung wenigstens eines Störkanals, mit dem Schritt:
pro Zeiteinheit Prozessieren von mehreren Trellis-Diagrammen (UT1, UT3, UT2, UT4; UT5, UT7, UT6, UT8) des Nutzkanals, wobei diese Trellis-Diagramme des Nutzkanals den Nutzkanal unter der Bedingung unterschiedlicher angenommener Zustandsübergänge des Störkanals beschreiben und ein beim Prozessieren dieser Trellis-Diagramme verwendeter DF-Beitrag Information zumindest eines Störkanals enthält.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entzerren eines über einen Nutzkanal übertragenen Signals nach dem DF-(Decision Feedback-)Verfahren unter Berücksichtigung eines Störkanals.
Bei der Übertragung von Funksignalen zwischen einem Sender und einem Empfänger treten verschiedene Störeinflüsse auf, die bei der empfängerseitigen Signaldetektion zu berücksichtigen sind. Zum einen erleidet das Signal eine Verzerrung, die dadurch verursacht wird, dass es in der Regel mehrere mögliche Signalausbreitungswege gibt. Aufgrund Reflexion, Streuung und Beugung von Signalwellen an Hindernissen, wie z. B. Gebäuden, Bergen und dergleichen, setzt sich die Empfangsfeldstärke am Empfänger aus mehreren im Allgemeinen unterschiedlich starken und unterschiedlich verzögerten Signalkomponenten zusammen. Dieses als Mehrwegeausbreitung bezeichnete Phänomen verursacht die als Intersymbol-Interferenz (ISI) bekannte Verzerrung des übertragenen Datensignals.
Andere aktive Teilnehmer stellen eine weitere Ursache für Störungen dar. Die von diesen Teilnehmern verursachten Störungen werden als Vielfachzugriffs-Interferenz (Multi Access Interference: MAI) bezeichnet.
Zunächst wird nur ein Kanal betrachtet, d. h. MAI vernachlässigt. Dieser Mehrwege-Übertragungskanal zwischen dem Sender S und dem Empfänger E kann als ein Übertragungsfilter H mit Kanalkoeffizienten h_k modelliert werden, wie dies in 1 dargestellt ist. Der Sender S speist Sendesymbole s_k in den Übertragungskanal, d. h. das Kanalmodell-Übertragungsfilter H, ein. Durch einen Modellsummierer SU kann ein additiver Rauschbeitrag n_k berücksichtigt werden, welcher den mit h_k gefilterten Sendesymbolen s_k am Ausgang des Kanalmodell-Übertragungsfilters H hinzuaddiert wird.
Der Index k bezeichnet die diskrete Zeit in Zeiteinheiten des Symboltaktes. Die durch das Übertragungsfilter H gefilterten und mit Rauschen überlagerten Sendesignale s_k werden als Empfangssignal x_k durch den Empfänger E empfangen. Es gilt:
wobei L die Ordnung des durch das Filter H modellierten Übertragungskanals darstellt. Wie aus Gleichung 1 erkennbar, liegt ISI vor, da x_k nicht nur von s_k sondern auch von s_k–1, ..., s_k–L abhängt.
2 zeigt das Kanalmodell-Übertragungsfilter H. Das Filter H umfasst ein Schieberegister bestehend aus L Speicherzellen Z. Vor und hinter jeder Speicherzelle Z befinden sich jeweils Abgriffe (insgesamt L + 1 Stück), die zu Multiplizierern führen, welche die Werte der über einen Eingang IN im Symboltakt T^–1 in das Schieberegister eingeschobenen Symbole s_k, s_k–1, ..., s_k–L mit den entsprechenden Kanalimpulsantworten h₀, h₁, ..., h_L multiplizieren. Eine Ausgabestufe AD des Filters H addiert die Ausgänge der L + 1 Multiplizierer auf. Es ergibt sich somit ein Ausgangssignal OUT gemäß Gleichung 1.
Der Speicherinhalt des Kanalmodell-Schieberegisters beschreibt den Zustand des Kanals. Der Speicherinhalt der eingangsseitig ersten Speicherzelle enthält in der Zeiteinheit k das Symbol s_k–1 (welches mit h₁ multipliziert wird), die weiteren Speicherzellen Z sind mit den Symbolen s_k–2, s_k–3, ..., s_k–L belegt. Der Zustand des Kanals in der Zeiteinheit k ist damit eindeutig durch die Angabe der Speicherinhalte, das heisst durch das L-Tupel (s_k–L, s_k–L+1, ..., s_k–1), bestimmt.
Im Empfänger E sind die empfangenen Signalwerte x_k als Abtastwerte bekannt und die Kanalimpulsantworten h₀, h₁, ..., h_L des Kanals werden in regelmäßigen Zeitabständen geschätzt. Die Entzerrungsaufgabe besteht darin, aus diesen Informationen die Sendesymbole s_k zu berechnen. Im folgenden wird die Entzerrung mittels eines Viterbi-Entzerrers betrachtet.
Die Viterbi-Entzerrung beruht auf dem Auffinden eines kürzesten Wegs durch ein Zustandsdiagramm des Kanals, welches als Trellis-Diagramm bekannt ist. In dem Trellis-Diagramm sind die Kanalzustände über der diskreten Zeit k aufgetragen. Gemäß dem Viterbi-Algorithmus (VA) wird für jeden möglichen Übergang zwischen zwei Zuständen (Vorgänger-Zustand zur Zeiteinheit k → Zielzustand zur Zeiteinheit k + 1) eine Übergangsmetrik (branch metric) berechnet, welche ein Maß für die Wahrscheinlichkeit des Übergangs darstellt. Anschließend werden die Übergangsmetriken den jeweiligen Zustandsmetriken (in der Literatur häufig auch als Pfadmetriken (path metrics) bezeichnet) der Vorgänger-Zustände hinzuaddiert (ADD). Bei Übergängen in denselben Zielzustand werden die auf diese Weise erhaltenen Summen verglichen (COMPARE). Derjenige Übergang in den betrachteten Zielzustand, dessen Summe aus Übergangsmetrik und Zustandsmetrik des Vorgänger-Zustands minimal ist, wird ausgewählt (SELECT) und bildet die Verlängerung des in diesen Vorgänger-Zustand führenden Pfads in den Zielzustand. Diese drei grundlegenden Operationen des VA sind als ACS-(ADD-COMPARE-SELECT-)Operationen bekannt.
Während sich aus kombinatorischer Sicht die Anzahl der Pfade durch das Trellis-Diagramm mit wachsendem k (d. h. mit Zeitablauf) exponentiell erhöht, bleibt sie beim VA konstant. Ursache hierfür ist der Auswahlschritt (SELECT). Nur der ausgewählte Pfad („survivor") überlebt und kann weitergeführt werden. Die anderen möglichen Pfade werden verworfen. Die rekursive Pfadverwerfung ist das Kernkonzept des VA und unabdingbare Voraussetzung für die rechentechnische Bewältigung des Problems der Suche nach dem kürzesten Pfad (auch als "Bester Pfad" bezeichnet) durch das Trellis-Diagramm.
Die Anzahl der Kanalzustände (d. h. die Anzahl der Belegungsmöglichkeiten des Schieberegisters H) im Trellis-Diagramm, welche identisch ist mit der Anzahl der durch das Trellis-Diagramm verfolgten Pfade, beträgt m^L. Dabei bezeichnet m die Wertigkeit der betrachteten Datensymbole. Der Rechenaufwand des VA erhöht sich demnach exponentiell mit L. Da L der Länge des Kanalgedächtnisses des physikalischen Ausbreitungskanals entsprechen sollte, wächst der Aufwand für die Prozessierung des Trellis-Diagrams mit zunehmendem Kanalgedächtnis des physikalischen Ausbreitungskanals.
Eine simple Methode zur Verringerung des Rechenaufwands besteht darin, der Trellis-Prozessierung ein kurzes Kanalgedächtnis L von z. B. 2 oder 3 Zeiteinheiten (Taps) zugrunde zu legen. Dadurch wird die Performance des Entzerrers jedoch stark beeinträchtigt. Eine wesentlich sinnvollere Maßnahme zur Begrenzung des Rechenaufwands, die die Qualität des Entzerrers nicht gravierend beeinflußt, ist die Methode der Entscheidungsrückkopplung (DF: Decision-Feedback). Beim DF-Verfahren wird dem VA ein reduziertes Trellis-Diagramm zugrunde gelegt, das heisst ein Trellis-Diagramm, in welchem nicht alle sondern nur ein Teil der m^L Kanalzustände berücksichtigt ist. Bei einer Reduzierung des Trellis-Diagramms auf
Trellis-Zustände (L_DF < L) werden die verbleibenden L–L_DF Kanalkoeffizienten (die nicht für die Definition von Trellis-Zuständen verwendet werden) weiterhin berücksichtigt, indem sie für die Berechnung der Übergangsmetriken im reduzierten Trellis-Diagramm eingesetzt werden.
Sowohl beim Prozessieren des vollständigen Trellis-Diagrams als auch bei Prozessieren des reduzierten Trellis-Diagramms (DF-Fall) muss für jeden in Frage kommenden Übergang zwischen zwei Zuständen eine Übergangsmetrik berechnet werden. Die Übergangsmetrik ist der euklidsche Abstand zwischen dem ge messenen Signalwert bzw. Abtastwert x_k und einem rekonstruierten "hypothetischen" Signalwert, welcher bezüglich des Ziel-Zustandes, des Übergangs vom Vorgänger-Zustand in den Ziel-Zustand und der Pfadgeschichte („path history") unter Berücksichtigung der Kanalkenntnis im Empfänger berechnet und „getestet" wird.
Es wird exemplarisch m = 2 (binäres Datensignal) angenommen, d. h. es existieren 2^L (DF-Fall:
) Trellis-Zustände (0,0, ..., 0), (1,0, ..., 0) bis (1,1, ..., 1) bestehend aus L-Tupeln (DF: L_DF-Tupeln). Ein bestimmter hypothetischer Vorgänger-Zustand sei durch die Schieberegister-Belegung (a_L, a_L–1, ..., a₁) definiert (im DF-Fall werden für die Zustandsdefinition nur die L_DF rechten Bits
der Schieberegisterbelegung verwendet). Mit a₀ wird das hypothetisch gesendete Symbol (Bit) 0 oder 1 bezeichnet, welches den Vorgänger-Zustand (a_L, a_L–1, ..., a₁) der Zeiteinheit k in den Ziel-Zustand (a_L–1, a_L–2, ..., a₀) der Zeiteinheit k + 1 (DF: Vorgänger-Zustand
in den Ziel-Zustand
überführt. Die Übergangsmetrik BM_k lautet mit oder ohne DF:
Der rekonstruierte Signalwert (im Folgenden auch als rekonstruiertes Symbol bezeichnet) ist eine Summe von Produkten aus einem Kanalkoeffizient und einem Symbol. Für den DF-Fall kann der Term
noch in einen Trellis-Beitrag und einen DF-Beitrag aufgespalten werden:
D. h., das rekonstruierte Symbol besteht aus zwei (DF-Fall: drei) Beiträgen: einem Beitrag, der durch das hypothetisch gesendete Symbol a₀ für den Übergang von der Zeiteinheit k in die Zeiteinheit k + 1 bestimmt ist, dem Trellis-Beitrag, der durch den Vorgänger-Zustand zur Zeiteinheit k im Trellis-Diagramm gegeben ist, und im DF-Fall kommt aufgrund der reduzierten Trellis-Zustände noch der DF-Beitrag hinzu.
Die Übergangsmetrik BM_k ist mit oder ohne DF immer die gleiche. Die Rechenersparnis beim VA mit DF ergibt sich, wie bereits erwähnt, aus der kleineren Anzahl
der bei der Prozessierung des Trellis-Diagramms zu berücksichtigenden Trellis-Zustände, d. h. aus der Reduzierung des Trellis-Diagramms.
Wenn bei der Entzerrung eines Datensignals ferner ein Störkanal (d. h. ein zweiter Mehrwege-Übertragungskanal) berücksichtigt werden soll, muss eine gemeinsame VA-Entzerrung beider Kanäle (Nutzkanal und Störkanal) durchgeführt werden. Zu diesem Zweck wird ein Gesamt-Trellis-Diagramm aufgebaut, welches die Zustände beider Kanäle umfasst. 3 zeigt ein Beispiel eines solchen Gesamt-Trellis-Diagramms für m = 2 (binäres Datensignal) und L = 2 bezüglich beider Kanäle. Das Trellis-Diagramm jedes einzelnen Kanals weist in diesem Fall (nur) 4 Zustände auf. Das der gemeinsamen VA-Entzerrung beider Signale zugrunde liegende "kombinatorische" Gesamt-Trellis-Diagramm umfasst 4 × 4 = 16 Zustände. Jeder Zustand des Gesamt-Trellis-Diagramms wird durch 4 Bits dargestellt, wobei in 3 zur Definition eines Gesamt-Zustands (kombinierten Nutzer-Störer-Zustands) die Bits des Nutzers und des Störers abwechselnd angegeben werden. 4 Übergänge verlassen einen Zustand des Gesamt-Trellis-Diagramms und 4 Übergänge führen in jeden Zustand des Gesamt-Trellis-Diagramms. Die in die kombinierten Zustände 0,0,0,0, 0,0,1,0, und 1,1,0,0, 1,1,1,0 führenden Übergänge sind in 1 dargestellt. Die vier Übergänge setzen sich jeweils aus zwei Übergängen der einzelnen Trellis-Diagramme zusammen.
Kommt ein weiterer Störer hinzu, umfasst das Gesamt-Trellis-Diagramm bereits 4 × 4 × 4 = 64 Zustände (es wird für den weiteren Störer ebenfalls m = L = 2 angenommen). Spätestens wenn pro Kanal ein Kanalgedächtnis L > 2 berücksichtigt wird, steigt der Rechenaufwand derart an, dass eine herkömmliche VA-Entzerrung des Gesamt-Trellis-Diagramms nicht mehr möglich ist.
In der Schrift Sauer-Greff, W.; Pauly, A.: Suboptimal Multi-User MLSE with Partial Interference Cancellation by Tentative Decisions. In: IEEE 4^th International Symposium on Spread Spectrum Techniques and Applications, Volume: 3, 22–25 Sept. 1996, S. 986–990 wird ein Maximum-Likelihood Sequenzschätzverfahren (MMLSE) verringerter Komplexität durch provisorische Beseitigung von Interkanalinterferenzeffekten (ICI) beschrieben. Dabei wird für jeden Kanal ein ISI-verarbeitender MLSE auf der Basis von Trellis-Diagrammen bereitgestellt, der DF-Beiträge von Trellis-Diagrammen benachbarter Störkanäle verwendet. Es werden hierbei allerdings nur aktuelle Informationen der jeweiligen Störkanäle berücksichtigt.
In der Schrift Esteves, E. S.; Scholtz, R. A.: Reduced Complexity ML Multiuser Sequence Detection with Per-Survivor Interference Cancellation. In: Conference Records of the Thirty-First Asilomar Conference on Signals, Systems & Computers, 1997, Volume: 2, 2–5 Nov. 1997, S. 1415–1419 werden suboptimale MLSE-Algorithmen beschrieben, die auf Trellis-Diagrammen verringerter Zustände basieren. Provisorische Entscheidungen aufgrund überlebender Pfade werden für die Maximum-Likelihood Schätzung verwendet. Dabei werden Informatio nen über die besten Überlebenden zwischen allen verwendeten Trellis-Diagrammen ausgetauscht, um Interferenzen vor den nötigen metrischen Berechnungen beseitigen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein aufwandsgünstiges Verfahren zum Entzerren eines über einen Nutzkanal übertragenen Signals nach dem DF-Verfahren unter Berücksichtigung möglicher Zustände oder Zustandsübergänge zumindest eines Störkanals anzugeben.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 3 und 8 gelöst.
Demnach besteht der Grundgedanke der Erfindung darin, beim Entzerren eines über einen Nutzkanal übertragenen Signals nach dem DF-Verfahren pro Zeiteinheit wenigstens zwei Trellis-Diagramme zu prozessieren, wobei die Zustände wenigstens eines der Trellis-Diagramme teilweise oder ausschließlich den Nutzkanal unter der Bedingung unterschiedlicher angenommener Zustände oder Zustandsübergänge beschreiben und ein beim Prozessieren dieses Trellis-Diagramms verwendeter DF-Beitrag Information des wenigstens einen Störkanals enthält. Mit anderen Worten wird der Störkanal über einen DF-Beitrag beim Prozessieren eines Trellis-Diagramms verwendet, welches dem VA-Algorithmus für die Entzerrung des Nutzkanals zugrunde gelegt wird. Bei einem zweiwertigen Symbolalphabet (m = 2) wird der Rechenaufwand durch diese Maßnahme bei Berücksichtigung eines Störers lediglich verdoppelt anstatt versechzehn-facht, bzw. bei Berücksichtigung von zwei Störern verdreifacht anstatt vervierundsechzig-facht. Dies hat auf der anderen Seite zur Folge, dass das Pfadgedächtnis des Nutzkanals und der Störkanäle nicht eingeschränkt zu werden braucht, d. h. beispielsweise weiterhin 5 Zeiteinheiten (Taps) umfassen kann. Bei dem anhand 3 erläuterten herkömmlichen Verfahren für die Entzerrung eines Nutz- und Störkanals kann aufgrund des hohen Rechenaufwands lediglich ein Kanalgedächtnis von maximal 2 Taps berücksichtigt werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass die beim Prozessieren eines der Trellis-Diagramme im verwendeten DF-Beitrag enthaltene Information zumindest eines Störkanals durch eine Trellis-Prozessierung des Störkanals ermittelt wird. Auch bei dieser Verfahrensvariante wird der Einfluss des oder der Störkanäle (unter anderem) durch einen DF-Beitrag bei der Prozessierung des Nutzkanal-Trellis-Diagramms berücksichtigt. Mit anderen Worten wird die Berechnung von Übergangsmetrikwerten bezüglich Zustands-Paaren des Nutzkanals unter verschiedenen Bedingungen (d. h. mehrfach) durchgeführt, wobei die Bedingungen durch angenommene Zustände des bzw. der Störkanäle gegeben sind. Der DF-Beitrag wird durch eine Trellis-Prozessierung des oder der Störkanäle ermittelt.
Für den Fall eines einzigen Störkanals werden mindestens zwei Trellis-Diagramme pro Zeiteinheit prozessiert. Die Prozessierung des Trellis-Diagramms des Störkanals erfolgt vorzugsweise in der Form, dass seine Zustände den Störkanal unter der Bedingung von angenommenen Zuständen des Nutzkanals beschreiben. Beim Prozessieren des den Störkanal beschreibenden Trellis-Diagramms wird ein DF-Beitrag verwendet, welcher Information des Nutzkanals enthält.
Im Fall von zwei Störkanälen werden mindestens drei Trellis-Diagramme pro Zeiteinheit prozessiert. Die Zustände der anderen beiden Trellis-Diagramme (d. h. der Trellis-Diagramme, die nicht den Nutzkanal beschreiben) beschreiben den ersten Störkanal unter der Bedingung angenommener Zustände des Nutzkanals sowie des zweiten Störkanals und den zweiten Störkanal unter der Bedingung angenommener Zustände des Nutzkanals sowie des ersten Störkanals. Beim Prozessieren der beiden Trellis-Diagramme, die die Störkanäle beschreiben, wird bei der Berechnung der Übergangsmetrikwerte ein DF-Beitrag verwendet, der jeweils Information des Nutzkanals und des jeweils anderen Störkanals enthält.
Die Bedingungen für das Prozessieren der bedingten Trellis-Diagramme können entweder in der vorhergehenden Zeiteinheit oder aber auch in der aktuellen Zeiteinheit ermittelt werden. Werden die Bedingungen in der vorhergehenden Zeiteinheit ermittelt und für die aktuelle Zeiteinheit angewandt, bedeutet dies einen geringeren Berechnungsaufwand (die Bedingungen ergeben sich automatisch beim Prozessieren des bedingten Trellis-Diagramms) aber auch eine verminderte Berechnungsgenauigkeit, da hier kein Bezug auf das aktuelle Symbol bei der Berechnung der Bedingungen gewonnen werden kann. In der vorhergehenden Zeiteinheit werden naturgemäß nur die zurückliegenden Symbole (ausschließlich des aktuellen Symbols) berücksichtigt. Sollen dagegen Bedingungen die aktuelle Zeiteinheit und somit das aktuelle Symbol mit berücksichtigen, muss die Berechnung der Bedingungen in jeder Zeiteinheit separat durch Prozessieren eines zusätzlichen Trellis-Diagramms (des Nutzkanals und/oder des Störkanals) sichergestellt werden. Das zusätzliche Trellis-Diagramm wird ohne DF-Beitrag von Seiten der Nachbarkanäle prozessiert und dient nur dazu, den DF-Beitrag für den Nutzkanal bzw. für den Störkanal bereitzustellen.
Eine "brute force" Entzerrung des kombinatorischen Gesamt-Trellis-Diagramms muss nicht vorgenommen werden, sondern stattdessen können pro Zeiteinheit wenigstens zwei Trellis-Diagramme mit entsprechend kleinerer Dimension prozessiert werden. Wie vorstehend erläutert, kann die Berücksichtigung der Informationen eines oder mehrerer Störkanäle dabei auf unterschiedliche Art und Weise bei der Prozessierung des den Nutzkanal beschreibenden Trellis-Diagramms erfolgen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsvarianten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; in diesen zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines Modells des physikalischen Übertragungskanals;
2 den Aufbau eines Modell-Filters zur Modellierung eines Übertragungskanals;
3 ein Gesamt-Trellis-Diagramm für die Entzerrung eines Nutzsignals im Beisein eines Störsignals für L = 2 und m = 2 nach dem Stand der Technik;
4 eine Darstellung, welche die Partitionierung des in 3 gezeigten Gesamt-Trellis-Diagramms in acht Trellis-Diagramme zeigt, welche jeweils unter der Bedingung eines bestimmten Übergangs im Störkanal-Trellis-Diagramm auftreten, nach einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung;
5 ein Diagramm, welches zwei dem Nutzkanal zugeordnete Trellis-Diagramme mit jeweils sechzehn Zuständen zeigt, welche sich aus den in 4 dargestellten acht Trellis-Diagrammen mit jeweils vier Zuständen ergeben;
6 eine Darstellung, welche zwei Trellis-Diagramme mit jeweils sechzehn Zuständen zeigt, wobei das eine Trellis-Diagramm den Nutzkanal unter der Bedingung bekannter Zustände des Störkanals beschreibt und das andere Trellis-Diagramm den Störkanal unter der Bedingung bekannter Zustände des Nutzkanals beschreibt, nach einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung;
7 eine weitere Darstellung der in 6 gezeigten beiden Trellis-Diagramme, wobei zusätzlich die bei der Berechnung der Übergangsmetrikwerte zu berücksichtigenden DF-Beiträge angegeben sind;
8 eine Darstellung entsprechend der 7 im Fall einer Berücksichtigung von einem Nutzkanal und zwei Störkanälen;
9 eine Darstellung zur Erläuterung der Prozessierung eines den Nutzkanal beschreibenden Trellis-Diagramms und eines den Störkanal beschreibenden Trellis-Diagramms nach einer dritten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens;
10 eine der 9 entsprechende Darstellung für den Fall eines Nutzkanals und zweier Störkanäle;
11 eine Darstellung eines die Zustände des Störkanals beschreibenden Trellis-Diagramms und eines die Zustände des Nutzkanals beschreibenden Trellis-Diagramms für die Zeiteinheit k sowie eine Darstellung des die Zustände des Nutzkanals beschreibenden Trellis-Diagramms für die Zeiteinheit k + 1 mit Angabe der DF-Bits; und
12 eine Darstellung zur Erläuterung der Berechnung einer Bedingung (bester Zustand des Störkanals) für die Prozessierung des Trellis-Diagramms des Nutzkanals, wobei die Bedingung in der aktuellen Zeiteinheit k ermittelt wird und infolgedessen eine zweifache Prozessierung des Trellis-Diagramms des Nutzkanals vorzunehmen ist.
Zum Zwecke einer einfacheren Erläuterung der Erfindung wird in den 4 bis 10 jeweils m = L_DF = 2 für den Nutzkanal und für den oder die Störkanale vorausgesetzt. D. h., die Trellis-Diagramme ohne Berücksichtigung fremder Kanäle enthalten lediglich die Zustände (0,0), (1,0), (0,1), (1,1). Übergänge in diesen Trellis-Diagrammen werden mit I1, I2, I8 für einen Störkanal (I: Interferer) und mit U1, U2, ..., U8 für den Nutzkanal (U: User) bezeichnet. Die Übergänge lauten:
U/I1: (0,0) → (0,0)
U/I2: (1,0) → (0,0)
U/I3: (0,0) → (0,1)
U/I4: (1,0) → (0,1)
U/I5: (0,1) → (1,0)
U/I6: (1,1) → (1,0)
U/I7: (0,1) → (1,1)
U/I8: (1,1) → (1,1)
4 zeigt eine Partitionierung des in 3 dargestellten Gesamt-Trellis-Diagramms in acht bedingte Trellis-Diagramme UT1, UT2, ..., UT7, UT8 für den Nutzkanal. "Bedingte" Trellis-Diagramme bedeutet in diesem Zusammenhang, dass jedes dieser bedingten Trellis-Diagramm unter der Bedingung prozessiert wird, dass in der selben Zeiteinheit ein bestimmter Übergang I1, I2, ..., I8 im Störkanal stattfindet. Das bedingte Trellis-Diagramm UT1 für den Nutzkanal zeigt die Prozessierung der Zustände des Nutzkanals unter der Bedingung, dass im Störkanal der Zustandsübergang I1 stattfindet. Das bedingte Trellis-Diagramm UT2 für den Nutzkanal zeigt die Prozessierung der Zustände des Nutzkanals unter der Bedingung, dass im Störkanal der Zustandsübergang I3 stattfindet. Analog setzen die bedingten Trellis-Diagramme UT7 bzw. UT8 das Auftreten des Zustandübergangs I7 bzw. I8 in dem Trellis-Diagramm des Störkanals voraus.
Die den bedingten Trellis-Diagrammen UT1, UT2, ..., UT8 zugrunde liegenden Zustände betreffen allein den Nutzkanal. Die Übergänge I1, I2, ..., I8 im Störkanal beeinflussen lediglich die Übergangsmetrikwerte der Zustandsübergänge in den Trellis-Diagrammen UT1, UT2, ..., UT8. Mit anderen Worten erfolgt die Berücksichtigung der Übergänge im Störkanal gemäß dem DF-Prinzip in der Weise, dass die Übergänge im Störkanal als Partialsummen in den Ausdrücken für die Berechnung der Übergangsmetrikwerte für die Übergänge zwischen den Zuständen im Nutzkanal in Erscheinung treten. Insofern ist der Übergangsmetrikwert eines bestimmten Übergangs Ui, i = 1, 2, ..., 8, in jedem der bedingten Trellis-Diagramme UT1, UT2, ..., UT8 in der Regel ein anderer. Das Trellis-Diagramm des Störkanals wird bei der in 4 dargestellten ersten Verfahrensvariante ebenfalls prozessiert, um in derselben oder der nächsten Zeiteinheit aktualisierte Störer-Zustände für das Prozessieren (Berechnen der Übergangsmetrikwerte) der bedingten Trellis-Diagramme UT1, UT2, ..., UT8 des Nutzkanals zur Verfügung stellen zu können.
5 zeigt die acht bedingten Trellis-Diagramme des Nutzkanals in einer Darstellung, in welcher jeweils vier bedingte Trellis-Diagramme UT1, UT3, UT2, UT4 bzw. UT5, UT7, UT6, UT8 jeweils in einem 16-Zustands-Schema rekonfiguriert sind. Für eine Zeiteinheit müssen beide 16-Zustands-Schemata UT1, UT3; UT3, UT4 bzw. UT5, UT7, UT6, UT8 prozessiert werden. Die in 5 gezeigte Gruppierung der bedingten Trellis-Diagramme UT1, UT2, ..., UT8 bietet sich an, wenn eine Hardware-Implementierung gewählt wird, bei welcher wechselweise eine VA-Prozessierung von Gruppen bestehend aus 16 Zuständen durchgeführt werden kann. Wie bereits anhand 4 erläutert, ist der Einfluss des Störkanals auf die Berechnung der Übergangsmetrikwerte beschränkt. Die in 5 4-fach parallelisierte Trellis-Prozessierung berücksichtigt keine Störkanal-Zustände, weshalb auch der Trellis-Beitrag bei der Berechnung der Übergangsmetrikwerte durch den Störkanal nicht beeinflusst wird. Lediglich der DF-Beitrag wird durch den Störkanal beeinflusst. Die beiden 16-Zustands-Schemata werden bei einer solchen Hardware-Implementierung nacheinander (innerhalb einer Zeiteinheit) abgearbeitet. Anschließend muss das Trellis-Diagramm des Störkanals zum Aktualisieren der DF-Informationen der bedingten Trellis-Diagramme UT1, UT3, UT2, UT4 bzw. UT5, UT7, UT6, UT8 des Nutzkanals prozessiert werden. Als Übergangsmetrikwerte beim Prozessieren des Trellis-Diagramms des Störkanals dienen die besten Metriken innerhalb der bedingten Trellis-Diagramme des Nutzkanals, welche dem Übergang im Trellis-Diagramm des Störkanals zugeordnet sind.
Da jedes bedingte Trellis-Diagramm UT1, UT3, UT2, UT4 bzw. UT5, UT7, UT6, UT8 des Nutzkanals unter der Bedingung eines Übergangs im Trellis-Diagramm des Störkanals prozessiert wird, ist die beste Metrik innerhalb des bedingten Trellis-Diagramms des Nutzkanals ein Maß für die Übergangswahrscheinlichkeit des damit verbundenen Übergangs im Trellis-Diagramm des Störkanals.
6 zeigt die Prozessierung von zwei bedingten Trellis-Diagrammen UT bzw. IT nach einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung. Dabei bezeichnet UT ein 16-Zustands-Trellis-Diagramm, welches bedingte Zustände des Nutzkanals jeweils unter der Voraussetzung (Bedingung) bekannter Zustände des Störkanals berücksichtigt. Die Prozessierung des "bedingten" Trellis-Diagramms UT hängt somit von dem Zustand des Störkanals (und nicht von dem Übergang im Störkanal wie bei der ersten Verfahrensvariante) ab. Das Trellis-Diagramm des Nutzkanals zerfällt also in 4 (Anzahl der möglichen Zustände des Störkanals) Sub-Trellis-Diagramme, die jeweils einem bestimmten Zustand des Störkanals zugeordnet sind. Analog umfasst das "bedingte" Trellis-Diagramm IT des Störkanals Sub-Trellis-Diagramme mit bedingten Zustände des Störkanals, welche jeweils unter der Voraussetzung (Bedingung) bekannter Zustände des Nutzkanals prozessiert werden. D. h., die Prozessierung des bedingten Trellis-Diagramms IT des Störkanals hängt sowohl von den Zuständen des Störkanals als auch von den Zuständen des Nutzkanals ab. Die Bedingungen werden hier durch die aktuellen Zustände des jeweils anderen Kanals gegeben.
7 zeigt die alternierende Prozessierung der bedingten Trellis-Diagramme UT und IT. Wie bereits erwähnt, werden für die Bedingungen (Störer-Zustände im Trellis-Diagramm UT, Nutzer-Zustände im Trellis-Diagramm IT) die exakten Zustandsbeschreibungen (j₁, j₂), j₁, j₂ ∈ {0,1}, verwendet. Hinzu kommen jeweils 2 DF-Bits
für den Zustand des Störkanals und zwei DF-Bits
für den Zustand des Nutzkanals.
Die jeweiligen DF-Bits sind durch die Pfade bestimmt, welche in die jeweiligen Zustände (j₁, j₂) münden.
Es gibt aufgrund der parallelen Prozessierung von 4 Sub-Trellis-Diagrammen des Störkanals 4 Zustände (0,0), 4 Zustände (1,0), 4 Zustände (0,1) und 4 Zustände (1,1) im bedingten Trellis-Diagramm des Störkanals – jeweils bezogen auf unterschiedliche Nutzkanal-Zustände (Bedingung). Aus den jeweils vier Zuständen (0,0) (bzw. (1,0) bzw. (0,1) bzw. (1,1)) des Störkanals wird derjenige mit der besten (d. h. kleinsten) Metrik ermittelt: Dies ist der Beste Zustand (0,0) (bzw. Beste Zustand (1,0) bzw. Beste Zustand (0,1) bzw. Beste Zustand (1,1)) des Störkanals. Der Pfad dieses jeweils Besten Zustands des Störkanals bestimmt die Bedingung und damit auch die Bits
des DF-Beitrags zur Prozessierung des bedingten Trellis-Diagramms des Nutzkanals in der nächsten oder auch in der aktuellen Zeiteinheit.
Für die Ermittlung der Bedingungen für die Prozessierung des Trellis-Diagramms des Störkanals wird dasselbe Verfahren zur Ermittlung der Besten Zustände des Nutzkanals angewandt.
Die Prozessierung der beiden bedingten Trellis-Diagramme UT und IT erfolgt für die Zeiteinheit k in folgender Weise:
Aufgrund der vorhergehenden Trellis-Prozessierungen (Zeiteinheit k – 1 oder auch k) sind die in die jeweiligen Trellis-Zustände mündenden Besten Pfade ("survivors") bekannt. Bei der Prozessierung des bedingten Trellis-Diagramms UT für den Nutzkanal für die Zeiteinheit k werden für die Bedingungen (aktuelle Zustände des Störkanals) die exakte Zustands-Beschreibung des jeweiligen Störkanal-Zustands (j₁, j₂) sowie die zugehörigen DF-Bits, die sich aus dem in diesen aktuellen (Zeiteinheit k oder auch k + 1) Zustand (j₁, j₂) mündenden Besten Pfad ergeben, verwendet. Diese Bedingungen (vier verschiedene Bedingungen für die Prozessierung des bedingten Trellis-Diagramms UT des Nutzkanals) gehen lediglich als Partialsummen in die Berechnung der Übergangsmetrikwerte ein.
Die Prozessierung des bedingten Trellis-Diagramms IT des Störkanals erfolgt in analoger Weise. Die Bedingung wird hier durch zwei Zustands-Bits des aktuellen Kanal-Zustands des Nutzkanals sowie zwei DF-Bits repräsentiert. Die Prozessierung der beiden bedingten Trellis-Diagramme UT, IT innerhalb einer Zeiteinheit erfolgt nacheinander. Beide bedingten Trellis-Diagramme UT, IT werden separat berechnet bzw. prozessiert.
8 zeigt die Erweiterung der in 7 dargestellten Prozessierung von bedingten Trellis-Diagrammen im Fall von zwei Störern, nämlich Störer 1 und Störer 2. Es ergeben sich drei bedingte Trellis-Diagramme UT (für den Nutzkanal), I1T (für den Kanal des Störers 1) und I2T (für den Kanal des Störers 2).
Die Prozessierung dieser drei bedingten Trellis-Diagramme erfolgt in Analogie zu dem anhand von 7 beschriebenen Verfahren:
Das bedingte Trellis-Diagramm UT für den Nutzkanal wird unter den Zustandsbedingungen des Störers 1 und den Zustandsbedingungen des Störers 2 prozessiert. Für den Störer 1 werden wie anhand 7 erläutert die exakten Zustände (in der vorhergehenden oder auch in der aktuellen Zeiteinheit) mit den DF-Beiträgen verwendet. Für den Störer 2 wird der in der vorhergehenden Zeiteinheit berechnete beste Zustand verwendet.
Das bedingte Trellis-Diagramm I1T für den Kanal des Störers 1 wird unter den Zustandsbedingungen des Nutzkanals und den Zustandsbedingungen des Störers 2 prozessiert. Für den Nutzkanal werden die exakten Zustände (in der vorhergehenden oder auch in der aktuellen Zeiteinheit) mit den DF-Beiträgen verwendet. Für den Störer 2 wird der in der vorhergehenden Zeiteinheit berechnete beste Zustand verwendet.
Das bedingte Trellis-Diagramm I2T für den Kanal des Störers 2 wird unter den Zustandsbedingungen des Nutzkanals und den Zustandsbedingungen des Störers 1 prozessiert. Für den Nutzkanal werden die exakten Zustände (in der vorhergehenden oder auch in der aktuellen Zeiteinheit) mit den DF-Beiträgen verwendet. Für den Störer 1 wird der in der vorhergehenden Zeiteinheit berechnete Beste Zustand verwendet.
Dabei werden in 8 für die Angabe der Bedingungen die folgenden Notationen verwendet: Die DF-Bits des Störers 1 zu einem exakten Zustand (j₂, j₁) werden mit
bezeichnet, d. h.,
gibt die 4-Bit-Bedingung dafür an, dass beim Prozessieren des bedingten Trellis-Diagramms UT der Kanal des Störers 1 in derselben Zeiteinheit in dem exakten Zustand (0,0) vorliegt, wobei die zwei zugehörigen DF-Bits
berücksichtigt werden.
In analoger Weise werden die beiden DF-Bits des Nutzkanals zu dem exakten Zustand (j₂, j₁) mit
angegeben. D. h., dass bei der Prozessierung des bedingten Trellis-Diagramms I1T des Störers 1 und bei der Prozessierung des bedingten Trellis-Diagramms I2T des Störers 2 beispielsweise zu dem exakten Zustand (0,0) des Nutzkanals in derselben Zeiteinheit die 4 Bits
bei der Berechnung der Übergangsmetrikwerte berücksichtigt werden. Die kreuzweise Berücksichtigung der exakten Zustände des anderen Kanals erfolgt gemäß den Erläuterungen zu 7.
Wie bereits erwähnt wird der Störer 2 bei der Prozessierung des bedingten Trellis-Diagramms UT nicht anhand seines exakten Zustands in derselben Zeiteinheit k, sondern anhand des in der vorhergehenden bzw. in der aktuellen Zeiteinheit (k – 1 bzw. k) ermittelten Besten Zustands berücksichtigt. Der Beste Zustand ist wie bereits erwähnt jener Zustand, der in der vorhergehenden bzw. in der aktuellen Zeiteinheit bei der Prozessierung des bedingten Trellis-Diagramms I2T die kleinste Pfadmetrik unter allen 4 (Anzahl der Bedingungen) × 4 (Anzahl der Zustände) = 16 bedingten Zuständen des bedingten Trellis-Diagramms I2T aufweist. Dieser Zustand wird durch die beiden Bits (I_2,2, I_1,2) angegeben. Zwei zugehörige DF-Bits sind in 8 mit I_df2,2, I_df1,2 bezeichnet. Die DF-Bits ergeben sich aus dem in den Besten Zustand zur Zeiteinheit k – 1 oder auch zur aktuellen Zeiteinheit k führenden Pfad. Somit geht in die Berechnung der Übergangsmetrikwerte bei der Prozessierung des bedingten Trellis-Diagramms UT des Nutzkanals stets eine durch die 4 Bits (I_df2,2, I_df1,2, I_2,2, I_1,2) bestimmte Partialsumme zur Berücksichtigung von Information aus dem Kanal des Störers 2 ein.
Wie der 8 zu entnehmen ist, werden dieselben 4 Bits auch bei der Prozessierung des bedingten Trellis-Diagramms I1T des Störers 1 berücksichtigt. Bei der Prozessierung des bedingten Trellis-Diagramms I2T des Störers 2 werden in analoger Weise die mit (I_df2,1, I_df1,1, I_2,1, I_1,1) bezeichneten 4 Bits verwendet, wobei I_df2,1, I_df1,1 zwei DF-Bits zu dem Besten Zustand (I_2,1, I_1,1) des Störers 1 in der vorausgegangenen oder auch in der aktuellen Zeiteinheit bezeichnen.
Es wird darauf hingewiesen, dass die in der Berechnung der Übergangsmetrikwerte auftretende Partialsumme zu den Besten Zuständen bei der Prozessierung des jeweiligen bedingten Trellis-Diagramms UT, I1T, I2T – d. h. über die 4 Sub-Trellis-Diagramme – konstant bleibt. Im Gegensatz dazu treten bei der Prozessierung des bedingten Trellis-Diagramms UT, I1T, I2T jeweils vier unterschiedliche Partialsummen hinsichtlich desjenigen Kanals (UT: Kanal des Störers 1; I1T und I2T: Nutzkanal) auf, dessen exakte (aktuelle) Zustände in der Bedingung berücksichtigt werden. Sowohl Beste Pfade als auch exakte Zustands-Pfade werden von Zeiteinheit zu Zeiteinheit aktualisiert.
Die drei bedingten Trellis-Diagramme UT, I1T, I2T werden innerhalb einer Zeiteinheit nacheinander abgearbeitet.
Die 9 bis 11 veranschaulichen die dritte Verfahrensvariante der Erfindung. Die dritte Verfahrensvariante unterscheidet sich von der zweiten Verfahrensvariante dadurch, dass für die Zustands-Bedingungen stets der (in der vorangegangenen oder auch in der aktuellen Zeiteinheit ermittelte) Beste Pfad des Nutzkanals, des Kanals des Störers 1 und des Kanals des Störers 2 verwendet werden. Da keine exakten (aktuellen) Zustände eines Nachbarkanals mehr berücksichtigt werden, reduzieren sich die bedingten Trellis-Diagramme auf die Übergänge zwischen jeweils vier Zuständen. Die Aufspaltung in Sub-Trellis-Diagramme entfällt.
9 zeigt die Situation bei Vorhandensein eines einzigen Störers. Das bedingte Trellis-Diagramm des Nutzkanals ist mit UT' bezeichnet. Bei der Prozessierung des bedingten Trellis-Diagramms UT' werden für die Berechnung der Übergangsmetrikwerte für die Zustandsübergänge im bedingten Trellis-Diagramm UT' die 2 Bits (I₂, I₁) des in der vorausgegangenen oder auch in der aktuellen Zeiteinheit ermittelten Besten Zustands des Störkanals sowie 2 DF-Bits I_df2, I_df1 berücksichtigt. Analog werden bei der Prozessierung des bedingten Trellis-Diagramms des Störkanals IT' 2 Bits (U₂, U₁) berücksichtigt, die den Besten Zustand des Nutzkanals in der vorausgegangenen oder auch in der aktuellen Zeiteinheit angeben, sowie die 2 zugehörigen DF-Bits U_df2, U_df1 des Nutzkanals. Die Prozessierung der beiden bedingten Trellis-Diagramme UT', IT' erfolgt alternierend in jeder Zeiteinheit jeweils ein Mal.
10 zeigt die drei bedingten Trellis-Diagramme UT' des Nutzkanals, I1T' des Kanals des Störers 1 und I2T' des Kanals des Störers 2 für die dritte Verfahrensvariante der Erfindung. Gemäß der bereits erläuterten Notation werden als Bedingung lediglich die in der vorausgegangenen oder auch in der aktuellen Zeiteinheit ermittelten Besten Zustände der Nachbarkanäle und jeweils 2 DF-Bits zu diesen Besten Zuständen berücksichtigt. Die Information aus den Nachbarkanälen geht also lediglich in die Berechnung der Übergangsmetrikwerte, nicht jedoch in die Definition der Trellis-Zustände in den einzelnen "bedingten" Trellis-Diagrammen UT', I1T', I2T' ein. Wie bei der zweiten Verfahrensvariante (8) müssen sämtliche drei bedingten Trellis-Diagramme UT', I1T', I2T' für die Entzerrung eines Symbols (d. h. die Trellis-Prozessierung einer Zeiteinheit) abgearbeitet werden.
Im Vergleich zu einer herkömmlichen Entzerrung ohne Berücksichtigung von Störkanälen muss bei der zweiten Verfahrensvariante (7 und 8) der folgende zusätzliche Implementierungsaufwand vorgenommen werden:

a) Es müssen die Zustands-Darstellungen (exakte Zustände, DF-Bits) für den oder die Störkanäle berechnet werden.
b) Es müssen die Zustands-Darstellungen (Beste Zustände, DF-Bits) zu den Besten Zuständen für den Nutzkanal und den oder die Störkanäle wiederholt für jeweils vier Zustände (Sub-Trellis-Diagramm) des bedingten 16-Zustands-Trellis-Diagramms berechnet werden.
c) Es müssen die Übergangsmetrikwerte unter dem Einfluss der Bedingungs-Information (Zustands-Darstellungen gemäß a) und b)) zu den Zuständen des Nutzkanals und den Zuständen des oder der Störkanäle berechnet werden.

Bei der dritten Verfahrensvariante entfällt der unter Punkt b) angegebene Rechen- bzw. Hardware-Aufwand.
Die Bedingungen für das Prozessieren der bedingten Trellis-Diagramme können entweder in der vorhergehenden Zeiteinheit oder aber auch in der aktuellen Zeiteinheit ermittelt werden. Beispielsweise wird in der dritten Ausführungsvariante abwechselnd ein Trellis-Diagramm des Nutzkanals und ein Trellis-Diagramm des Störkanals prozessiert. Wenn jeder Kanal mit einem DF-Beitrag des jeweils anderen Kanals prozessiert werden soll, gibt es zwei Möglichkeiten:

1. Jeweils der Beste Pfad eines Trellis-Diagramms der vorhergehenden Zeiteinheit wird als DF-Beitrag beim Prozessieren des Trellis-Diagramms des jeweils anderen Kanals benutzt.
2. Man prozessiert in jeder Zeiteinheit zwei Mal das Trellis-Diagramm des Nutzkanals. Das erste Mal wird das Trellis-Diagramm des Nutzkanals ohne DF-Beitrag des Störers prozessiert. Man ermittelt hieraus den Besten Pfad des Nutzkanals und benutzt diesen als DF-Beitrag für das Prozessieren des Störkanals. Der Nutzkanal wird dann ein zweites Mal mit dem DF-Beitrag von Seiten des Störkanals prozessiert. Dieses Vorgehen ist in 12 dargestellt. Man kann natürlich die Verhältnisse umdrehen und anstelle des Trellis-Diagramms des Nutzkanals zwei Mal das Trellis-Diagramm des Störkanals prozessieren.

Die zweite Möglichkeit erfordert somit mehr Aufwand, da zusätzlich ein weiteres Trellis-Diagramm pro Zeiteinheit prozessiert werden muss. Demgegenüber nimmt aufgrund der Berücksichtigung des aktuellen Symbols im DF-Beitrag in der aktuellen Zeiteinheit die Berechnungsgenauigkeit zu.
Die Darstellungen in den 9 und 10 (dritte Ausführungsvariante) sind in einfacher Weise für L_DF = 4 (16 Zustände), L_DF = 5 (32 Zustände), usw., erweiterbar. 11 zeigt im linken Bereich die beiden Trellis-Diagramme für den Nutzkanal und für einen Störkanal für die Zeiteinheit k + 1, d. h. bei einem Übergang von der Zeiteinheit k in die Zeiteinheit k + 1. Die 16 Zustände der beiden Trellis-Diagramme v = 0, ..., 15 sind in Bit-invertierter Reihenfolge definiert:
Zustand v = 0: 0000
Zustand v = 1: 1000
Zustand v = 2: 0100
....
Zustand v = 14: 0111
Zustand v = 15: 1111.
In die Trellis-Diagramme ist exemplarisch ein Butterfly eingezeichnet, welche durch die Übergänge 0→0, 1→0, 0→8, 1→8 definiert ist. Das die jeweiligen Übergänge bewirkende aktuelle Bit wird für den Nutzkanal mit a_U0 und für den Störkanal mit a_I0 bezeichnet. Die Vorgänger-Zustände des Nutzkanals werden durch das 4-Tupel (a_U4, a_U3, a_U2, a_U1) bezeichnet und die Vorgänger-Zustände des Störkanals werden durch die 4-Tupel (a_I4, a_I3, a_I2, a_I1) bezeichnet.
Zunächst wird die Zeiteinheit k + 1 betrachtet. Bei der Betrachtung wird davon ausgegangen, dass der Störbeitrag (Nutzerbeitrag) zum Prozessieren des Trellis-Diagramms des Nutzers (Trellis-Diagramm des Störers) in der vorhergehenden Zeiteinheit k oder auch bereits in der aktuellen Zeiteinheit k + 1 ermittelt wurde.

1. Schritt: Der Nutzkanal (16 Zustände) wird mit einem eigenen DF-Bit a_U5 und 5 DF-Bits a_I1, a_I2, ..., a_I5 des Störkanals prozessiert (Allgemeiner Fall: Der Nutzkanal wird mit keinem, einem oder mehreren eigenen DF-Bits und einer beliebigen Anzahl DF-Bits des Störkanals prozessiert). Das DF-Bit a_U5 des Nutzkanals wurden in einer früheren Zeiteinheit beim Prozessieren des Nutzkanal-Trellis-Diagramms ermittelt. Die DF-Bits des Störkanals repräsentieren den Besten Pfad, der bei der Prozessierung des Trellis-Diagramms des Störkanals in der vorhergehenden oder auch in der aktuellen Zeiteinheit ermittelt wurde.
2. Schritt: Der Störkanal (16 Zustände) wird mit einem eigenen DF-Bit a_I5 und 5 DF-Bits a_U1, a_U2, ..., a_U5 des Nutzkanals prozessiert (Allgemeiner Fall: Der Störkanal wird mit keinem, einem oder mehreren eigenen DF-Bits und einer beliebigen Anzahl DF-Bits des Nutzkanals prozessiert). Das DF-Bit a_I5 des Störkanals wurden in einer früheren Zeiteinheit beim Prozessieren des Störkanal-Trellis-Diagramms ermittelt. Die DF-Bits des Nutzkanals repräsentieren den Besten Pfad, der beim Prozessieren des Trellis-Diagramms des Nutzkanals in der vorhergehenden oder auch in der aktuellen Zeiteinheit ermittelt wurde.

Die Soft- und Hard-Output-Werte werden aus dem ersten Schritt (Entzerrung des Nutzkanals unter Verwendung von DF-Bits des Störkanals) abgeleitet. Soft- und Hard-Output-Werte des Störkanals werden aus dem zweiten Schritt (Entzerrung des Störkanals unter Verwendung von DF-Bits des Nutzkanals) abgeleitet. Hard-Output-Werte sowohl des Nutzkanals als auch des Störkanals können zur weiteren Kanalschätzung (Channel Tracking; Auffrischen der Kanal-Koeffizienten des Nutzers und des Störers) verwendet werden.
Nachfolgend sind die Ausdrücke zur Berechnung der Übergangsmetrikwerte BMU_k für die Prozessierung des Trellis-Diagramms des Nutzkanals in der Zeiteinheit k + 1 und BMI_k für die Prozessierung des Trellis-Diagramms des Störkanals in der Zeiteinheit k + 1 für das in 11 dargestellte Beispiel angegeben.
Die Berechnungen der Übergangsmetrikwerte BMU_k, BMI_k lassen sich in üblicher Weise mit Hilfe der gefilterten Empfangsdaten x_Uk (gefiltert mit dem Vor-Filter des Nutzkanals) und x_Ik (gefiltert mit dem Vor-Filter des Störkanals) und der Kanal-Koeffizienten h_Ui für den Nutzkanal und der Kanalkoeffizienten h_Ii für den Störkanal durchführen.
Die erste Partialsumme in den obigen Gleichungen (5) und (6) beinhaltet jeweils die Information des Nachbarkanals in Form eines DF-Beitrags, berechnet auf der Basis des in der vorangegangenen oder auch in der aktuellen Zeiteinheit berechneten Besten Pfades des Nachbarkanals. Die zweite Partialsumme berücksichtigt die aktuellen Trellis-Zustände und – in optionaler Weise – einen DF-Beitrag (hier nur ein einziges Bit a_U5 bzw. a_I5) des betrachteten Kanals. Das letzte Produkt berücksichtigt den im jeweiligen Trellis-Diagramm aktuell betrachteten Übergang.
Nach der Prozessierung der beiden Trellis-Diagramme in der Zeiteinheit k + 1 wird in der Zeiteinheit k + 2 auf der Basis der ermittelten Besten Pfade die vorstehend beschriebene Prozessierung der beiden Trellis-Diagramme wiederholt. In 11 ist lediglich die Prozessierung des Trellis-Diagramms für den Nutzkanal für die Zeiteinheit k + 2 dargestellt.

Claims

Verfahren zum Entzerren eines über einen Nutzkanal übertragenen Signals nach dem DF-Verfahren unter Berücksichtigung wenigstens eines Störkanals, mit dem Schritt: pro Zeiteinheit Prozessieren von mehreren Trellis-Diagrammen (UT1, UT3, UT2, UT4; UT5, UT7, UT6, UT8) des Nutzkanals, wobei diese Trellis-Diagramme des Nutzkanals den Nutzkanal unter der Bedingung unterschiedlicher angenommener Zustandsübergänge des Störkanals beschreiben und ein beim Prozessieren dieser Trellis-Diagramme verwendeter DF-Beitrag Information zumindest eines Störkanals enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Informationen des oder der Störkanäle enthaltenden DF-Beiträge durch Prozessierung des Trellis-Diagramms eines Störkanals gewonnen werden.
Verfahren zum Entzerren eines über einen Nutzkanal übertragenen Signals nach dem DF-Verfahren unter Berücksichtigung wenigstens eines Störkanals, mit dem Schritt: pro Zeiteinheit Prozessieren von mehreren Trellis-Diagrammen des Nutzkanals, wobei diese Trellis-Diagramme (UT) den Nutzkanal unter der Bedingung unterschiedlicher angenommener Zustände des Störkanals beschreiben und ein beim Prozessieren dieser Trellis-Diagramme (UT) verwendeter DF-Beitrag Information zumindest eines Störkanals enthält.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Informationen des oder der Störkanäle enthaltenden DF-Beiträge durch Prozessierung des Trellis-Diagramms eines Störkanals gewonnen werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass – ein einziger Störkanal berücksichtigt wird, – Trellis-Diagramme (IT) des Störkanals den Störkanal unter der Bedingung unterschiedlicher angenommener Zustände des Nutzkanals beschreiben, und – ein beim Prozessieren der Trellis-Diagramme (IT) des Störkanals verwendeter DF-Beitrag Information des Nutzkanals enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trellis-Diagramme (UT) des Nutzkanals den Nutzkanal unter der Bedingung von aktuellen Zuständen des Störkanals beschreiben.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass – zwei Störkanäle berücksichtigt (I1T, I2T) werden, – Trellis-Diagramme (I1T, I2T) des ersten Störkanals den ersten Störkanal unter der Bedingung unterschiedlicher angenommener Zustände des Nutzkanals und Trellis-Diagramme des zweiten Störkanals den zweiten Störkanal unter der Bedingung unterschiedlicher angenommener Zustände des Nutzkanals beschreiben, und – ein beim Prozessieren der Trellis-Diagramme (I1T, I2T) des ersten und/oder des zweiten Störkanals verwendeter DF-Beitrag jeweils Informationen des Nutzkanals und des jeweils anderen Störkanals (I2T, I1T) enthält.
Verfahren zum Entzerren eines über einen Nutzkanal übertragenen Signals nach dem DF-Verfahren unter Berücksichtigung wenigstens eines Störkanals, wobei pro Zeiteinheit ein Trellis-Diagramm des Nutzkanals unter Verwendung eines DF-Beitrags und ein Trellis-Diagramm des Störkanals unter Verwendung eines DF-Beitrags prozessiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bereitstellung von DF-Beiträgen innerhalb der aktuellen Zeiteinheit zumindest eine zusätzliche Prozessierung des Trellis-Diagramms des Nutz- oder Störkanals ohne DF-Beitrag innerhalb der aktuellen Zeiteinheit vorgenommen wird, wobei bei dieser zusätzlichen Prozessierung eines Trellis-Diagramms der DF-Beitrag für die Prozessierung des Störkanals bzw. des Nutzkanals in der gleichen Zeiteinheit ermittelt wird.