DE10341361B4

DE10341361B4 - Verfahren und Kommunikationsvorrichtung zum Erzeugen von Sendesignalen zum Übertragen von Daten

Info

Publication number: DE10341361B4
Application number: DE10341361A
Authority: DE
Inventors: Martin Weckerle; Elena Dr. Costa; Alexandros Sklavos; Tobias Weber; Paul-Walter Prof. Baier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2003-09-08
Filing date: 2003-09-08
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2023-09-09
Also published as: DE10341361A1

Abstract

Verfahren zum Erzeugen von Sendesignalen (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) zum Übertragen von Daten (d) einer Verbindung über eine Funk-Schnittstelle (V) zwischen einer Sendeeinrichtung (CU) mit zumindest zwei örtlich voneinander getrennten Antennen (AP1, AP2) und einer Empfangseinrichtung (MT1; MT2), wobei
– jeder der Antennen (AP1, AP2) eines der Sendesignale (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) zugeordnet wird und
– für die einzelnen Sendesignale (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) jeweils eine Sendeleistung (T, ε) abhängig von Übertragungsbedingungen bestimmt wird, wobei mit zunehmenden Störungen der Übertragungsbedingungen die Sendeleistung erhöht wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
– jenseits eines Grenzwertes (X) für die Störungen der Übertragungsbedingungen eine Reduzierung der Sendeleistung (T, ε) durchgeführt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen von Sendesignalen zum Übertragen von Daten einer Verbindung über eine Funk-Schnittstelle zwischen einer Sendeeinrichtung mit zumindest zwei örtlich voneinander getrennten Antennen gemäß den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. auf eine entsprechende Kommunikationsvorrichtung mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 10.

In der US 2003/0148738 A1 ist ein drahtloses Kommunikationssystem beschrieben, bei dem eine Basisstation Signale über zwei Sendeantennen zu einer Mobilstation überträgt. In der WO 01/08323 A1 ist ein Funkkommunikationssystem beschrieben, bei dem die Sendeleistung eines Senders in Abhängigkeit vom Überschreiten von Grenzwerten für ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis bzw. für eine Rahmenfehlerrate erfolgt.

Um Daten einer Verbindung über eine Funk-Schnittstelle zwischen einer Sendeeinrichtung und einer Empfangseinrichtung zu übertragen, sind verschiedenartige Kommunikationssysteme und Kommunikationsverfahren bekannt. Bei der zweiten Generation von Mobilfunksystemen wie beispielsweise dem Global System for Mobile Communication (GSM) und der dritten Generation gemäß dem Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) wird für die Übertragung von und zu jeder mobilen teilnehmerseitigen Empfangseinrichtung einer Vielzahl von Empfangseinrichtungen in einer bestimmten geografischen Region bzw. in einer gemeinsamen Funkzelle oder in einem gemeinsamen Versorgungsbereich ein nicht zusammenhängender Satz von Systemressourcen, beispielsweise Zeitschlitzen, Spreizcodes oder Frequenzbändern verwendet. Auf diese Art und Weise wird ein Nebensprechen (cross talk), d. h. eine unerwünschte gegenseiti ge Beeinflussung von Kommunikationsverbindungen zu verschiedenen Empfangseinrichtungen minimiert.

Mit Blick auf hohe Kosten bei einer Netzwerkentwicklung und insbesondere hohen Kosten für Frequenzressourcen besteht einegrundlegende Aufgabe bei der Entwicklung zukünftiger Mobilfunksysteme darin, dass diese kosteneffizient sein müssen und so viele Teilnehmer bzw. Empfangseinrichtungen wie möglich auf dem gleichen Satz von Systemressourcen unterstützen.

Mit Blick auf eine Downlink-Übertragung, d. h. die Übertragung von Signalen in Abwärtsrichtung von einem ortsfesten Zugriffspunkt zu aktiven mobilen Teilnehmerstationen, führt der Betrieb von einer Vielzahl von Teilnehmerstationen unter Verwendung der selben Systemressourcen zu einer Verschlechterung der Qualität der Kommunikationsverbindungen der einzelnen mobilen Teilnehmerstationen. Signale, die durch eine mobile Teilnehmerstation empfangen werden, umfassen neben informationstragenden Signalen für die spezifische mobile Teilnehmerstation zusätzlich Signale, welche für andere Teilnehmerstationen übertragen werden. Dieser Effekt ist als Interferenz bei der Übertragung von Daten in funkgestützten Kommunikationssystemen bekannt. Allgemein gibt es lineare Lösungsansätze zum Beseitigen dieser Interferenz durch das Verwenden geeigneter Sendesignale, wobei diese Lösungsansätze Sendesignale verwenden, welche bezüglich deren spezifischer Sendeleistung nicht optimiert sind.

Zum Entgegenwirken gegen die Verschlechterung der Leistungsfähigkeit in einem Mobilfunksystem durch Interferenz aufgrund der gleichzeitigen Verwendung der selben Systemressourcen durch mehr als eine mobile Teilnehmerstation wurden Verfahren zur Interferenzreduzierung entwickelt. Eine entsprechende Technik zum Beseitigen der Interferenz zwischen mobilen Teilnehmerstationen in einem Mobilfunksystem bei der Downlink-Übertragung ist das sogenannte Joint-Transmission-Verfahren (JT), welches beispielsweise aus M. Meurer, P. W. Baier, T. Weber, Y. Lu and A. Papathanassiou, "Joint transmission: advantageous downlink concept for CDMA mobil radio systems using time division duplexing", IEE Electronics Letters, Band 11, Nr. 10, Seite 900–901, Mai 2000 [1] bekannt ist.

Bei der Joint Transmission werden die Signale, die von Zugriffspunkten, beispielsweise einer Vielzahl von örtlich voneinander getrennten Antennen zum Übertragen von Daten mittels Sendesignalen über eine Funk-Schnittstelle zu einer Empfangseinrichtung in der Abwärtsrichtung übertragen werden sollen, für alle Zugriffspunkte bzw. für diesen zugeordnete einzelne Sendesignale gemeinsam bestimmt. Bei der gemeinsamen Bestimmung der Sendesignale soll eine destruktive Überlagerung der interferierenden Signale an den Positionen der mobilen Teilnehmerstationen bzw. Empfangseinrichtungen erzielt werden. Prinzipiell kann eine große Anzahl von Sendesignalen ermittelt werden, welche zu einer interferenzfreien Übertragung führen. Die Sendesignale, die mittels linearer Joint Transmission erzeugt werden, sind aus der großen Anzahl von Sendesignalen diejenigen Signale, welche der zusätzlichen Beschränkung einer minimalen Sendeleistung genügen. Aufgrund dieser zusätzlichen Beschränkung wird eine interferenzfreie Übertragung mit zugleich minimaler Energieabstrahlung durch die Antennen bzw. Zugriffspunkte erzielt.

Bei Joint Transmission, insbesondere in Verbindung mit einem sogenannten TDD- (Time Division Duplexing) Verfahren sind gleiche Kanal-Impulsantworten für sowohl Übertragungen im Downlink als auch im Uplink, d. h. von der Teilnehmerstation zur ortsfesten Netzeinrichtung, gültig, falls die Zeit zwischen den Uplink- und Downlink-Übertragungen ausreichend gering ist. Joint Transmission ermöglicht insbesondere das gemeinsame Bestimmen gemeinsamer Sendesignale zum Übertragen von Daten zu allen Teilnehmerstationen als Empfangseinrichtungen, wobei vorteilhafterweise jede Empfangseinrichtung die für diese Empfangseinrichtung gesendeten Daten durch einfaches Filtern ohne den Einsatz eines Kanalschätzers rückgewinnen kann. Bei Joint Transmission weist die Sendeeinrichtung eine Vielzahl, zumindest zwei örtlich voneinander getrennte Antennen auf, wobei jeder der Antennen eines der Sendesignale zugeordnet wird. Für die einzelnen Sendesignale wird jeweils eine Sendeleistung derart festgelegt, dass die Sendeleistung aller Sendesignale gleich bleibt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Erzeugen von Sendesignalen, welche von einer Sendeeinrichtung mit zumindest zwei örtlich voneinander getrennten Antennen ausgesendet werden, mit Blick auf die Festlegung der Sendeleistung für die einzelnen Sendesignale oder eine damit verbundene Übertragungsqualität zu verbessern. Ferner soll eine Kommunikationsvorrichtung vorgeschlagen werden, mit welcher ein solches Verfahren umgesetzt wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. eine Kommunikationsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.

Ausgehend von einem Verfahren zum Erzeugen von Sendesignalen zum Übertragen von Daten einer Verbindung über eine Funk-Schnittstelle zwischen einer Sendeeinrichtung mit zumindest zwei örtlich voneinander getrennten Antennen und einer Empfangseinrichtung, insbesondere zwei oder mehr örtlich voneinander getrennten Mobilstationen eines Mehr-Teilnehmersystems mit gemeinsamer Sendesignalerzeugung, wobei jeder der Antennen eines der Sendesignale zugeordnet wird und für die einzelnen Sendesignale jeweils eine Sendeleistung abhängig von Übertragungsbedingungen bestimmt wird, wobei mit zunehmenden Störungen der Übertragungsbedingungen die Sendeleistung erhöht wird, wird gemäß der besonders bevorzugten Ausführungsform jenseits eines Grenzwertes für die Störungen der Übertragungsbedingungen eine Reduzierung der Sendeleistung durchgeführt. Mit anderen Worten, anstelle in für sich bekannter Art und Weise bei zunehmenden Störungen die Sendeleistung weiter zu erhöhen, gegebenenfalls bis zu einer maximal verfügbaren Sendeleistung, wird vorliegend eine Reduzierung der Sendeleistung durchgeführt. Vorzugsweise wird somit abhängig von einer aktuellen Übertragungsbedingung und von den Daten, die gesendet werden sollen, eine Änderung der Sendeleistung gegenüber der zuzuordnenden Sendeleistung für zumindest eine der Sendesignale durchgeführt.

Vorrichtungsgemäß wird von einer Kommunikationsvorrichtung ausgegangen, welche zum Erzeugen von Sendesignalen zum Übertragen von Daten einer Verbindung mittels zumindest zwei ört lich voneinander getrennten Antennen über eine Funk-Schnittstelle zu einer Empfangseinrichtung mit einer Sendesignal-Erzeugungseinrichtung zum gemeinsamen Erzeugen der Sendesignale für die Antennen und zum Bestimmen einer jeweiligen Sendeleistung zu den einzelnen Sendesignalen und mit einer Übertragungsbedingungs-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen oder Abschätzen einer Störung der Übertragungsbedingungen für die Sendesignale derart ausgebildet, dass die durchschnittliche Sendeleistung aller Sendesignale gleich bleibt, wobei die Sendesignal-Erzeugungseinrichtung zum Erhöhen der Sendeleistung für die einzelnen Sendesignale bei zunehmenden Störungen ausgebildet oder gesteuert ist. Neben der Möglichkeit der Bereitstellung getrennter Komponenten für die Sendesignal-Erzeugungseinrichtung und die Sendeleistungs-Bestimmungseinrichtung können diese, gegebenenfalls zusammen mit weiteren Komponenten auch als eine integrale bauliche Einheit bereit gestellt werden. Auch eine verfahrenstechnische Umsetzung in einem entsprechenden Prozessor mit einem geeigneten Steuerverfahren ist umsetzbar.

Insbesondere in Fällen, bei denen zwei oder mehr Empfangseinrichtungen Daten von der Antennenanordnung der Sendeeinrichtung empfangen, würde gemäß der übliche Zuordnungskriterien einer oder mehrerer einer Vielzahl von Antennen ein Sendesignal mit einer sehr hohen Sendeleistung zugeordnet werden, um den einander benachbarten Empfangseinrichtungen, die Auflösung der Empfangssignale ausreichend zu ermöglichen. Da eine überdimensionale Erhöhung der Sendeleistung jedoch störende Wirkung für weitere Empfangseinrichtung haben kann, gegebenenfalls auch hinsichtlich der aufzuwendenden Leistung im Verhältnis zu einer Empfangsqualitätsverbesserung unverhältnismäßig ist, wird vorteilhafterweise vorgesehen, dass im Rahmen einer Änderung der Sendeleistung gegenüber der gemäß üblichen Verfahren zuzuordnenden Sendeleistung eine Reduzierung vorgenommen wird. Eine solche Reduzierung bewirkt zwar gegebenenfalls eine Verschlechterung der Empfangsqualität für eine oder wenige Empfangseinrichtungen, erhöht aber die Emp fangsqualität für weitere Empfangseinrichtungen, die ebenfalls von der Sendeeinrichtung mittels der Sendesignale versorgt werden. Insgesamt kann über die Vielzahl der Empfangseinrichtungen bzw. die Qualität der Vielzahl von Empfangssignalen durch eine solche Reduzierung der Sendeleistung für eine oder einzelne Empfangseinrichtungen eine durchschnittliche Verbesserung erreicht werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.

Vorteilhafterweise wird der Übertragungsbedingung ein Grenzwert zugeordnet, so dass bei Über- bzw. Unterschreiten des Grenzwertes eine Änderung der Sendeleistung in Form der Reduzierung vorgenommen wird, während ansonsten die übliche zuzuordnende Sendeleistung verwendet wird. Die Änderung wird gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorzugsweise durch das Umschalten in eine andere Betriebsart aktiviert, wobei vor der bzw. ohne eine Änderung die Sendeleistung der einzelnen Sendesignale diesen variabel zugeordnet wird, während im Falle der erforderlichen Änderung eine Umschaltung in eine Betriebsart erfolgt, bei der die Sendeleistung für die Sendesignale auf einen vorgegebenen Sendeleistungswert festgelegt wird. Die Sendeleistung kann in einem solchen Fall der Festlegung nach verschiedenen Kriterien festgelegt werden. Möglich ist die Festlegung auch auf einen Sendeleistungswert, welcher für alle Sendesignale gleich vorgegeben wird.

Möglich ist aber auch die Festlegung der Sendeleistung gegenüber der eigentlich zuzuordnenden Sendeleistung für nur eines oder einzelne der Vielzahl von Sendesignalen auf einen solchen vorgegebenen Sendeleistungswert. Unter einem vorgegebenen Sendeleistungswert ist neben einem starren Sendeleistungswert auch ein aus einer Vielzahl möglicher fester Sendeleistungswerte vorgegebener Sendeleistungswert, um verschiedene Arten von Übertragungsbedingungen und Systemsituationen berücksichtigen zu können.

Gemäß einer zweiten grundlegenden Ausführungsform mit eigenständiger erfinderischer Ausgestaltung findet in einem ersten Schritt nicht nur eine theoretische Bestimmung und Zuordnung einer Sendeleistung zu. den entsprechenden Sendesignalen in für sich bekannter Art und Weise statt, sondern auch die tatsächliche Zuordnung von Sendeleistungen zu den einzelnen Sendesignalen abhängig vom Kommunikationsverfahren. Erst in einem zweiten Schritt findet eine Optimierung der Sendeleistung für eines oder mehrere der Sendesignale statt. Insbesondere ist auch eine Kombination der beiden Ausführungsformen möglich, indem in einem ersten Schritt eine für sich bekannte Zuordnung der zuzuordnenden Sendeleistung für die einzelnen Sendesignale praktisch erfolgt, und der zweite Schritt mit der Optimierung nur bei Bedarf durchgeführt wird.

Bei der Bestimmung der Sendeleistung für eines oder mehrere der Sendesignale wird vorzugsweise eine Optimierung bzw. Minimierung mit Blick auf die empfängerseitige Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit vorgenommen. Vorteilhafterweise wird dabei nicht nur die Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit für die Empfangsbedingungen bei einer einzelnen Empfangseinrichtung berücksichtigt, sondern in einem System mit einer Vielzahl gleichzeitig empfangender Empfangseinrichtungen die Gesamt-Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit des Systems berücksichtigt.

Die Zuordnung der jeweiligen Sendeleistung zu den einzelnen Sendesignalen erfolgt vorteilhafterweise so, dass die durchschnittliche Sendeleistung aller Sendesignale gleich bleibt. Dies ist äquivalent ausdrückbar durch eine Verteilung einer vorhandenen Gesamt-Sendeleistung auf die einzelnen Sendesignale, so dass über alle Sendesignale hinweg betrachtet die Gesamt-Sendeleistung konstant bleibt. Dies schließt natürlich eine zusätzliche bzw. parallele Anpassung der Gesamt-Sendeleistung, um diese beispielsweise zu minimieren, nicht aus.

Die Änderung der Sendeleistung erfolgt abhängig von einer Übertragungsbedingung, wobei die Übertragungsbedingung insbesondere störendes Umgebungsrauschen sein kann. Bei niedrigem Umgebungsrauschen können beispielsweise die üblichen zuzuordnenden Sendeleistungen für die einzelnen Sendesignale verwendet werden, während hingegen bei störendem Umgebungsrauschen eine Änderung der zuzuordnenden Sendeleistung zu einer entsprechend geeigneten Sendeleistung vorgenommen wird. Neben Umgebungsrauschen oder alternativ dazu kann die Übertragungsbedingung auch durch eine gegenseitige Störung der verschiedenen Sendesignale auf deren Übertragungsstrecke über die Funk-Schnittstelle definiert sein. Bei einer Anordnung von beispielsweise zwei örtlich voneinander getrennten Antennen, welche jeweils ein zugeordnetes Sendesignal zu einer entfernten Empfangseinrichtung senden, ist eine minimale gegenseitig störende Wirkung zu erwarten, wenn sich die Empfangseinrichtung auf einer Linie befindet, welche eine Linie zwischen den beiden Antennen mittig zwischen diesen und senkrecht dazu kreuzt. Hingegen findet eine gegebenenfalls störende Wirkung der beiden Sendesignale durch Interferenz statt, wenn sich die Empfangseinrichtung bzw. deren Antenne außerhalb auf der Linie befindet, welche durch die beiden Antennen hindurch führt. Üblichweise findet eine gegenseitig störende Wirkung der verschiedenen Sendesignale in Fällen statt, bei denen durch die Sendeeinrichtung Daten zu verschiedenen Empfangseinrichtungen gleichzeitig übertragen werden. Bei einem beispielhaften Fall von zwei Antennen und zwei Empfangseinrichtungen würden bei beispielsweise dem sogenannten Joint Transmission-Verfahren von jeder der beiden Antennen Sendesignale ausgesendet, wobei jedes der Sendesignale Datenanteile für beide der Empfangseinrichtungen aufweist. Durch destruktive Überlagerung am Ort der Empfangseinrichtungen erhält jede Empfangseinrichtung Idealerweise nur die ihr zugedachten Daten, dies gegebenenfalls nach einer einfachen Filterung in der Empfangseinrichtung. Sind die Empfangseinrichtungen Bestandteil einer mobilen Teilnehmerstation, beispielsweise eines Funktelefons, so besteht die Möglichkeit, dass die Emp fangseinrichtungen sich kurzzeitig oder dauerhaft in unmittelbarer Nähe zueinander befinden. In diesem Fall würden die Sendesignalanteile für die beiden Empfangseinrichtungen sich gegenseitig stören, was durch eine entsprechende Erhöhung der jeweiligen Sendeleistung gegenüber der eigentlich zuzuordnenden Sendeleistung in einer Vielzahl von Anwendungsfällen ausgeglichen werden kann.

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung eines solchen Verfahrens, wenn mehrere Empfangseinrichtungen gleichzeitig mit den Sendesignalen von der Sendeeinrichtung entsprechende Daten, die individuell für die Empfangseinrichtungen bereit gestellt werden, über die Funk-Schnittstelle kommunizieren. Besonders bevorzugt ist dabei ein Joint Transmission-System, bei dem sowohl die erste als auch die zweite oder weitere Empfangseinrichtung alle Sendesignale über verschiedene Kanäle als Übertragungsstrecken auf der Funk-Schnittstelle interferierend empfangen, wobei die Sendesignale aus Daten gemeinsam erzeugt werden und die Daten den Empfangseinrichtungen individuell und eindeutig zugeordnet werden.

Ausgenutzt wird insbesondere die Erkenntnis, dass trotz der Beschränkung auf eine minimale Sendeleistung abhängig von den Kanälen zwischen den Zugriffspunkten bzw. Antennen und den Empfangseinrichtungen, beispielsweise mobilen Teilnehmerstationen, und abhängig von einem spezifischen Datenvektor, der zu verschiedenen solcher Empfangseinrichtungen übertragen werden soll, Fälle auftreten, in welchen Sendesignale mit hoher Energie zu verwenden sind, um eine interferenzfreie Übertragung zu erzielen. Es stellte sich heraus, dass die lineare Joint Transmission als ein beispielhaftes Kommunikationssystem mit Blick auf die durchschnittliche Bit-Fehlerrate hinsichtlich einer Vielzahl von Empfangseinrichtungen nur suboptimal funktioniert. Insbesondere falls eine störende Übertragungsbedingung in Form von z. B. Rauschen mit großer Varianz bei den Empfangsantennen der Empfangseinrichtungen besteht, kann eine geringere durchschnittliche Bit-Fehlerrate erzielt werden, falls die mittels linearer Joint Transmission erzeugten Sendesignale auf eine konstante Sendeleistung normiert werden. Äquivalent dazu kann im Fall des Vorliegens von Rauschen mit großer Varianz die gleiche durchschnittliche Bit-Fehlerrate erzielt werden, indem eine geringere Sendeleistung pro Datensymbol durch das Verwenden des originalen linearen Joint-Transmission-Schemas zum Erzeugen der Sendesignale verwendet wird. Entsprechende Simulationsergebnissen der Leistungsfähigkeit dieser linearen Joint Transmission für alle Sendesignale gleich festgelegter Sendeleistung einerseits und andererseits einer Variation der Sendeleistung der verschiedenen Sendesignale mit der Bedingung, die gesamte Sendeleistung aller Sendesignale gleich bzw. konstant zu lassen, zeigen, dass abhängig von der Rauschintensität bzw. der Varianz des Rauschens bei geringem Rauschen am Ort der Empfangseinrichtungen das Verfahren mit festgelegter gleicher Sendeleistung vorteilhaft ist, während bei Rauschwerten jenseits eines Grenzwertes das Verfahren mit individuellen Sendeleistungen für die einzelnen Sendesignale bei durchschnittlicher Sendeleistung für die Gesamtheit aller Sendesignale als Randbedingung vorteilhaft ist.

Ausgehend von dieser Erkenntnis ist es vorteilhaft, die Sendeleistung für eines oder mehrere der Sendesignale gegenüber der eigentlich festzulegenden Sendeleistung abhängig von einer Übertragungsbedingung auf der Funk-Schnittstelle und/oder bei den Empfangseinrichtungen zu reduzieren. In diese Reduzierung geht zweckmäßigerweise auch die Anordnung der senderseitigen Antennen sowie der Datenvektor mit einzelnen Daten für verschiedene Empfangseinrichtungen ein.

Gemäß der ersten Ausführungsform wird entsprechend zwischen den beiden Verfahren umgeschaltet, so dass bei geringem Rauschen festgelegte und für die verschiedenen Sendesignale gleiche Sendeleistungen verwendet werden, während bei hohem Rauschen individuelle Sendeleistungen für die einzelnen Sendesignale verwendet werden.

Gemäß der zweiten Ausführungsform, die vorteilhaft auch mit der ersten kombinierbar ist, wird in einem ersten Schritt einschließlich einer Sendeleistungszuordnung die Struktur der Sendesignale zueinander linear erzeugt, was in für sich bekannter Art und Weise durchgeführt werden kann, und in einem zweiten Schritt eine Änderung der festgelegten Sendeleistung für die einzelnen Sendesignale durch eine Optimierung der Sendeleistung für die Sendesignale durchgeführt. Die Änderung erfolgt vorzugsweise durch das Anwenden eines numerischen Minimierungsverfahrens auf die Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten zum Optimieren der Gesamt-Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit bei der Vielzahl von Empfangseinrichtungen.

Dabei wird somit eine Optimierung der Sendeleistung der Sendesignale vorgenommen, die vorzugsweise mittels linearer Joint Transmission erzeugt wurden. Die Sendesignale, welche zu interferenzfreien Schätzungen bei den Empfangseinrichtungen, insbesondere mobilen Teilnehmerstationen, führen, werden dabei entsprechend der für sich bekannten Prinzipien für die lineare Joint Transmission für die Übertragung über funkgestützte Kanäle zwischen Zugriffspunkten bzw. Antennen und den Empfangseinrichtungen sowie unter Berücksichtigung der spezifischen zu sendenden Datenvektoren erzeugt. In einem zweiten Schritt wird die Energie für jedes Sendesignal hinsichtlich der durchschnittlichen Bit-Fehlerrate bei den Empfangseinrichtungen mit vorteilhafterweise der Beschränkung optimiert, dass die durchschnittliche Sendeleistung gleich bleiben soll.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 Stationen in einem vereinfacht dargestellten Kommunikationssystem zur Veranschaulichung der Verfahrensweise;

2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Signalleistung, welche einzelnen Signalen zugeordnet wird bei festgelegten Leistungswerten;

3 ein solches Diagramm für den Fall individuell zu einzelnen Sendesignalen zugewiesenen Sendeleistungen, wobei die durchschnittliche Gesamtenergie konstant gehalten wird;

4 Ein solches Diagramm für den Fall einer nachträglichen Signalleistungsoptimierung gemäß dem bevorzugten Verfahren;

5 Eine Darstellung im komplexen Raum zur Veranschaulichung des Prinzips der Bestimmung einer den Sendesignalen zuzuordnenden Signalleistung bei zwei Sendesignalen;

6 eine solche Darstellung in sphärischen Koordinaten zur Veranschaulichung des Falls von drei Sendesignalen bzw. drei Empfangseinrichtungen;

7 eine Darstellung von Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten im Fall von zwei Empfangseinrichtungen; und

8 eine Darstellung der durchschnittlichen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit für verschiedene Verfahren über dem Verhältnis von Sendeleistung gegenüber Rauschen.

Wie aus 1 ersichtlich, werden über eine Funk-Schnittstelle V Sendesignale s⁽¹⁾ und s⁽²⁾ von einer Sendeeinrichtung CU mit jeweils einer Antenne AP1, AP2 pro Sendesignal s⁽¹⁾ bzw. s⁽²⁾ zu zwei Empfangseinrichtungen MT1, MT2 übertragen. Beide Empfangseinrichtungen, beispielsweise Mobilfunkgeräte MT1, MT2 als Teilnehmerstationen empfangen neben dem direkt zugeordneten Sendesignal s⁽¹⁾ bzw. s⁽²⁾ auch das an dere Sendesignal s⁽²⁾ bzw. s⁽¹⁾. Außerdem wird über die Antennen AP1, AP2 der Empfangseinrichtungen MT1, MT2 eine störende Größe empfangen, beispielsweise Umgebungsrauschen n⁽¹⁾ bzw. n⁽²⁾.

Wie dies angedeutet ist, ist ein solches System theoretisch beliebig ausbaubar auf Fälle mit drei, vier und mehr (K_B) senderseitigen Antennen an der Sendeeinrichtung CU zur Versorgung einer entsprechenden Anzahl K von Empfangseinrichtungen.

Die Sendeeinrichtung CU ist beispielsweise eine Basisstation in einem üblichen oder zukünftigen Kommunikationssystem G3 und versorgt eine Vielzahl von Zugriffspunkten in Form der einzelnen Antennen AP1, AP2, APK_B als Übertragungsverfahren zum Übertragen von Daten d, vorzugsweise Daten in Form einer Vielzahl von Datenvektoren d⁽¹⁾, d⁽²⁾, ..., d^(K) zu den entsprechenden Empfangseinrichtungen MT1, MT2, ... bzw. MTK. Außerdem wird bevorzugt ein Signalerzeugungsverfahren verwendet, bei dem ein gemeinsames Sendesignal s' bzw. s erzeugt wird, welches pro Antenne AP1, AP2, ... bzw. pro Empfangseinrichtung MT1, MT2, ... ein für die Übertragung zu verwendendes eigenes Sendesignal s⁽¹⁾, s⁽²⁾, ... erzeugt. Beim Erzeugen wird vorzugsweise ein Verfahren wie das sogenannte Joint Transmission JT verwendet, bei welchem eine Optimierung der einzelnen Sendesignale s⁽¹⁾, s⁽²⁾, ... derart vorgenommen wird, dass bei jeder der Empfangseinrichtungen MT1, MT2, ... ein Empfangssignal aufgenommen wird, welches aufgrund destruktiver Überlagerung der verschiedenen empfangenen Sendesignale vorzugsweise nur die Datenanteile bzw. Daten d⁽¹⁾ bzw. d⁽²⁾, ... enthält. Bei Joint Transmission ist in den Empfangseinrichtungen anstelle einer aufwändigen Kanalschätzung vorteilhafterweise nur die Anwendung eines einfachen Filters erforderlich.

Senderseitig werden die Daten d⁽¹⁾, d⁽²⁾, ... in der Sendeeinrichtung CU einer Sendesignal-Erzeugungseinrichtung C zugeführt, welche als eigenständige Baukomponente oder aber als entsprechend angesteuerte zentrale Steuereinrichtung C ausgebildet sein kann. In für sich bekannter Art und Weise werden die einzelnen Sendesignale s⁽¹⁾, s⁽²⁾, ... erzeugt, wobei jedem der einzelnen Sendesignale eine eigene Sendeleistung zugewiesen wird. Gemäß einer ersten einfach handzuhabenden Ausführungsform wird dabei jedem der einzelnen Sendesignale s⁽¹⁾, s⁽²⁾, ... die jeweils gleiche Sendeleistung zugewiesen. Für den Fall von vier Sendesignalen s'⁽¹⁾, ... s'⁽⁴⁾ ist dies anhand 2 veranschaulicht. Die Gesamtenergie T_tot wird auf vier Sendesignale gleichmäßig verteilt. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird die verfügbare Gesamtenergie T_tot auf die verschiedenen Sendesignal s'⁽¹⁾, ..., s'⁽⁴⁾ unter Berücksichtigung der Kanaleigenschaften auf der Funk-Schnittstelle V und der Standorte bzw. Positionen der Empfangseinrichtungen MT1, MT2 relativ zu den Antennen AP1, AP2 der Sendeeinrichtung CU geeignet verteilt. Bei dieser variablen Sendeleistungs-Verteilung ist somit die durchschnittliche Sendeleistung bzw. die Gesamt-Sendeleistung der Sendeeinrichtung CU ebenfalls auf einen festen, konstanten Sendeleistungswert T_tot festgelegt. Die Zuteilung zu den einzelnen Sendesignalen erfolgt jedoch variabel unter der Voraussetzung einer konstanten durchschnittlichen Sendeleistung.

Das derart erzeugte übergeordnete Sendesignal s' kann in bekannter Art und Weise einem Sendemodul TX zur Aufbereitung, über die Antennen AP1, AP2, ... und die Funk-Schnittstelle V zugeleitet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch zuvor eine Änderung der Sendesignale s'⁽¹⁾, s'⁽²⁾, ... hinsichtlich der Sendeleistung insbesondere in Form einer Reduzierung der Sendeleistung durchgeführt, um die Effektivität des Kommunikationssystems bzw. der Übertragungen zu erhöhen. Dazu wird das übergreifende Gesamt-Sendesignal s' = (s'⁽¹⁾, s'⁽²⁾, ...) einer Sendeleistungs-Änderungseinrichtung MIN-P zugeführt, die auch Bestandteil einer Sendesignal-Erzeugungseinrichtung C sein kann. Die Sendeleistungs-Änderungseinrichtung MIN-P kann als eigene bauliche Komponente oder Bestandteil der Sendesignal-Erzeugungseinrichtung, insbesondere als Bestandteil einer zentralen Steuereinrichtung C ausgebildet sein. Von der Sendeleistungs-Änderungseinrichtung MIN-P wird das Gesamt-Sendesignal bzw. werden die einzelnen Sendesignale s'⁽¹⁾, s'⁽²⁾ hinsichtlich der jeweiligen Sendeleistung geändert, insbesondere optimiert und dann als geändertes Gesamt-Sendesignal s mit den einzelnen Sendesignalen s'⁽¹⁾, s'⁽²⁾, ... dem Sendemodul zur Weiterleitung zu den einzelnen Antennen AP1, AP2, ... zugeführt.

Kriterium für die Durchführung einer Änderung, insbesondere Reduzierung der Sendeleistung für eines oder mehrere der einzelnen Sendesignale ist, wie auch aus 5 ersichtlich, eine zugeordnete bzw. bestimmte Sendeleistung, welche zwar zu einer Verbesserung der Empfangsqualität mit Blick auf das zugeordnete Sendesignal führt, jedoch zu einer Verschlechterung der Empfangsqualität mit Blick auf die übrigen Sendesignale. In diesem Fall ist eine Reduzierung der Sendeleistung vorteilhaft, wobei bei Ausführungsformen mit einer vollständigen Verteilung der gesamt verfügbaren Leistung die reduzierten Leistungsanteile anderen Sendesignalen zugeschlagen werden. Das Kriterium ist somit eine Übertragungsbedingung, welche einer Störung unterliegt, wobei gemäß üblichen Kriterien mit zunehmender Störung der Übertragungsbedingung eine Erhöhung der Sendeleistung für das entsprechende Sendesignal vorgenommen wird. Gemäß der vorliegenden Verfahrensweise führt jedoch die Überschreitung eines Grenzwertes X (8) dazu, dass anstelle einer weiteren Erhöhung der dem Sendesignal s'³ zugewiesenen bzw. für das Sendesignal bestimmten Sendeleistung eine Reduzierung durchgeführt wird. Entsprechend weist die Sendeeinrichtung vorteilhafterweise eine eigenständige Übertragungsbedingungs-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen oder Abschätzen einer Störung bzw. eines Maßes der Störung der Übertragungsbedingungen für die Sendesignale auf, wobei die Übertragungsbedingungs-Bestimmungseinrichtung auch Bestandteil einer zentralen Steuereinrichtung der Station sein kann. Die Sendesignal-Erzeugungseinrichtung ist somit nicht nur zum Erhöhen der Sendeleistung T, ε für die einzelnen Sendesignale bei zunehmenden Störungen ausgebildet bzw. angesteuert, sondern im Fall der Störungen der Übertragungsbedingungen jenseits des Grenzwertes X zum Reduzieren der Sendeleistung, die für zumindest eines der Sendesignale abhängig von den Übertragungsbedingen bestimmt ist, ausgebildet oder angesteuert.

5 zeigt ein Beispiel für die Durchführung einer Änderung der Sendeleistung. Bei dem dargestellten dritten Sendesignal s'⁽³⁾ gemäß 4 wird beispielsweise davon ausgegangen, dass die gemäß dem regulären Verfahren zum Erzeugen der Sendesignale zugeordnete Sendeleistung mit fünf Leistungseinheiten zu groß ist, woraufhin eine Optimierung durch Reduzierung der Sendeleistung für das dritte Sendesignal s'⁽³⁾ auf einen Wert von 4,4 vorgenommen wird. Bei Anwendung des Prinzips, dass die Gesamt-Sendeleistung im System konstant bleiben soll, bedeutet dies, dass die überschüssige Sendeleistung auf die weiteren Sendesignale s'⁽¹⁾, s'⁽²⁾ zu übertragen ist. Bei dem anhand 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel weist somit das dritte Sendesignal s'⁽³⁾ nach der Änderung eine gegenüber der ursprünglichen zugeordneten Sendeleistung reduzierte Sendeleistung auf, während die Sendeleistung für das erste und das zweite Sendesignal s'⁽¹⁾ bzw. s'⁽²⁾ eine gegenüber den ursprünglich zugeordneten Sendeleistungen erhöhte Sendeleistung zugewiesen bekommen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass das vierte Sendesignal s'⁽⁴⁾ bereits ebenfalls eine für die vorliegenden Übertragungsbedingungen relativ hohe, zu hohe oder geeignete Sendeleistung aufweisen sollte und eine weitere Erhöhung nachteilhaft wäre.

Neben einer derartigen Verteilung der Sendeleistung auf die verschiedenen Sendesignale gibt es eine Vielzahl möglicher Varianten zur Änderung der Sendeleistung. So kann die Sendeleistung weiterhin gemäß dem Kriterium der konstanten durch schnittlichen Signalleistung auf die verschiedenen Sendesignale verteilt werden. Möglich ist auch eine nicht vollständige Ausnutzung der verfügbaren Gesamt-Sendeleistung, indem beispielsweise lediglich die Sendeleistung eines Sendesignals s'⁽³⁾ gegenüber der ursprünglich zugeordneten Sendeleistung reduziert wird. Weiterhin ist in diesem Sinne möglich, dass zwischen zwei verschiedenen Verfahren zum Zuordnen von Sendeenergie, wie beispielsweise denen, die in den 2 und 3 veranschaulicht sind, hin und her zu schalten ist.

Prinzipiell besteht die Möglichkeit, bereits bei der Erzeugung der Sendesignale s eine Zuordnung der erforderlichen Sendeleistung entsprechend der momentanen Übertragungsbedingungen vorzunehmen und von einer ersten Betriebsart ausgehend, bei der allen Sendesignalen s'⁽¹⁾, s'⁽²⁾, ... die gleiche Sendeleistung zugeordnet wird, eine Änderung derart vorzunehmen, dass in das Verfahren umgeschaltet wird, bei dem die Sendeleistung variabel zugewiesen wird. Umschaltpunkt könnte beispielsweise ein Leistungs-zu-Rausch-Verhältnis mit einem Wert sein, bei dem die mittlere Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit P_b durch den Wechsel des Verfahrens verbessert werden kann, wobei als Umschaltpunkt bzw. Grenzwert X beispielsweise der Kreuzungspunkt aus 8 angesetzt werden kann. Besonders bevorzugt wird ein Verfahren, bei dem nach dem Bestimmen der eigentlich zuzuordnenden Sendeleistung eine Änderung der Sendeleistung vorgenommen wird, falls unter den gegebenen Übertragungsbedingungen eine geänderte Sendeleistung für eines oder mehrere der Sendesignale gegenüber der eigentlich zuzuordnenden Sendeleistung eine günstigere Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit bietet. Dabei kann sowohl die Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit am Empfangsort einer einzelnen Empfangseinrichtung MT1, MT2 oder die Gesamt-Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit des Systems aus allen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten an den Empfangsorten der gesamten Empfangseinrichtungen MT1, MT2, ... angesetzt werden. Dabei würde bedarfsweise eine Änderung der Sendeleistung durchgeführt. Möglich ist auch eine generelle nachträgliche Optimie rung der jeweils zu den verschiedenen Sendesignalen s'⁽¹⁾ s'⁽²⁾, ... zugeordneten Sendeleistungen. In diesem Fall würde auf herkömmliche Art und Weise in einem ersten Verfahrensschritt die Vielzahl der Sendesignale s'⁽¹⁾, s'⁽²⁾, ... einschließlich der zuzuordnenden Sendeleistung bestimmt, um nachfolgend in einem zweiten Schritt eine Optimierung der einzelnen Sendeleistungen vorzunehmen. Die Optimierung kann beispielsweise anhand eines numerischen Minimierungsverfahren zum Minimieren der Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit Pb durchgeführt werden.

Bei einer allgemeinen Betrachtung eines linearen Joint Transmisson-Schemas wird das Sendesignal für die Übertragung in Abwärtsrichtung (downlink) in einer Mehr-Teilnehmer-Umgebung für alle einzelnen Sendesignale s'⁽¹⁾, s'⁽²⁾, ... s'⁽¹⁾, ...,

mit üblicherweise K^b als Anzahl der Sendeantennen AP1, AP2, ..., APK_b kleiner oder gleich der Anzahl der Empfangseinrichtungen MT1, MT2, ..., MTK gemeinsam erzeugt. Basierend auf der Beschränkung, dass die durchschnittliche Sendeleistung aller möglicher Sendesignale gleich bleiben soll, kann vorteilhafterweise die Sendeleistung von jedem individuellen Sendesignal durch die lineare Joint Transmission unabhängig gewählt werden, um die durchschnittliche Bit-Fehlerrate bzw. Bit-Fehler-Wahrscheinlichkeit bei den Empfangseinrichtungen minimieren. Unter der Annahme, dass jedes Sendesignal s'⁽¹⁾, s'⁽²⁾, ... die Information von einem Datensymbol d'⁽¹⁾, d'⁽²⁾, ... für jede Empfangseinrichtung (MT1, MT2) enthält, ist die beschränkende maximale Anzahl von dem verwendeten Modulationsschema und von der Anzahl der K Empfangseinrichtungen MT1, MT2, ... abhängig.

Im Fall, dass eine binäre Phasenverschiebungs-Verschlüsselung BPSK-(Binary Phase Shift Keying) Modulation verwendet wird und das K Empfangseinrichtungen mit einem einzigen bzw. gemeinsam erzeugten Sendesignal s'⁽¹⁾ versorgt werden sollen, gibt es 2^K mögliche verschiedene Sendesignale, welche durch Datenvektoren repräsentiert werden. Aufgrund der Symmetrie der 2^K möglichen Datenvektoren im komplexen Phasenraum müssen nur 2^K-1 Datenvektoren bei dem Verfahren zur Optimierung der Sendeenergie berücksichtigt werden. Die Energieverteilung auf die verschiedenen Sendesignale bzw. Sendesignalvektoren s'⁽¹⁾, s'⁽²⁾, ... wird durch eine Wichtung der Sendesignalvektoren durchgeführt. Abhängig von der Anzahl K der Empfangseinrichtungen MT1, MT2, ..., MTK und dem gewählten Modulationsschema wird eine Anzahl unbekannter Wichtungen erzielt. Aus den gewichteten Sendesignalvektoren wird daraufhin die durchschnittliche Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit berechnet, wozu vorzugsweise ein analytisches numerisches Minimierungsverfahren verwendet wird. Die optimalen Sendesignalvektoren bzw. Wichtungen können durch eine numerische Minimierung der durchschnittlichen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit berechnet werden, was zu einer Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Verfahrens der linearen Joint Transmission führt.

Prinzipiell ist zwar die Verwendung einer linearen Joint Transmission mit einer tatsächlichen Optimierung der Sendeleistung sub-optimal im Vergleich zu einer optimalen Joint Transmission, für die Umsetzung ist jedoch vorteilhafterweise eine erhebliche geringere Komplexität erforderlich. Anhand des Ausführungsbeispiels wird das Verfahren für ein mobiles Funksystem auf Basis einer orthogonalen Frequenzteilungs-Multiplextechnik (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) umgesetzt, die Verfahrensweise kann aber auch auf beliebige andere Mehr-Teilnehmer-Kommunikationssysteme übertragen werden, wobei unter einem Mehr-Teilnehmer-Kommunikationssystem insbesondere ein System mit gemeinsamer Sendesignalerzeugung verstanden wird.

Zum besseren Verständnis wird nachfolgend eine allgemeine Beschreibung unter Berücksichtigung mathematischer Aspekte der Umsetzbarkeit eines Ausführungsbeispiels gegeben. Lediglich als ein Beispiel wird dabei von der Verwendung einer linearen Joint Transmission im Sinne einer zero-forcing (TxZF – Null – erzwingung) Übertragung für die Abwärtsverbindung eines Joint-Kommunikationssystems betrachtet. Ein Nachteil der linearen Joint Transmission JT besteht darin, dass dieses Verfahren nicht in der Lage ist, die von den Zugriffspunkten bzw. Antennen AP1 – APK abgestrahlte Energie bzw. Leistung in Empfangsleistung bei den mobilen Teilnehmerstationen bzw. Empfangseinrichtungen umzusetzen, da die Zentraleinheit bzw. Sendeeinrichtung CU zusätzliche Übertragungsleistung investieren muss, um eine Interferenz innerhalb des Versorgungsbereichs SA (Service Area) vollständig zu unterdrücken. Dieser Effekt wird durch eine geringe Übertragungseffizienz beschrieben. Verbessert werden soll die Verfahrensweise entsprechend den vorstehenden Ausführungen durch die Anwendung eines JT-Schemas, welches eine Optimierung mit Blick auf die durchschnittliche Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit bei den Empfangseinrichtungen MT1 – MTK durchführt. Zur einfachen Veranschaulichung erfolgt die Darstellung anhand eines einfachen Szenarios und einer BPSK-Modulation, analytischer Ausdrücke für die durchschnittliche Bit-Fehler-Wahrscheinlichkeit und einer numerischen Minimierung, um für jeden zu übertragenden Datenvektor das spezifische Übertragungs- bzw. Sendesignal zu erzielen, welches eine minimale durchschnittliche Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit bietet. Diese Verfahrensweise ist von den Grundlagen her nicht linear und alternativ durch eine Tabelle beschreibbar, aus der das optimale Übertragungssignal für jeden Datenvektor gelesen werden kann.

Betrachtet werden Fälle mit einer Anzahl K_B Antennen bzw. Zugriffspunkten AP1, AP2, ..., APK_B = der Anzahl K von Empfangseinrichtungen MT1, MT2, ..., MTK. Umsetzbar sind aber auch Fälle mit insbesondere einer geringeren Anzahl K_B von Antennen als der Anzahl K von Empfangseinrichtungen. Betrachtet werden Fälle mit einer Anzahl K = 2 bzw. K = 3. Betrachtet wird eine Übertragung in Abwärtsrichtung über einen Kanal mit flacher Ausblendung (flat fading) oder äquivalent über einen OFDM-Subträger. Für die Übertragung in Abwärtsrichtung werden in dem Versorgungsbereich SA eine Anzahl von K Datensymbolen d^(k) mit k = 1, ..., K in Form eines Datenvektors d = (d (1) ... d (K))T (1)gruppiert, welcher von einem Kernnetz über die Sendeeinrichtung CU und deren K_B Antennen AP1, ..., APK_B zu den K Empfangseinrichtungen MT1, ..., MTK zu senden ist. Dabei wird angenommen, dass die Datensymbole d^(k) BPSK-moduliert werden, d. h. Elemente {+1, –1} aufweisen. Die Empfangseinrichtungen MT1, ..., MTK erhalten somit einfach quantisierte Größen. Zur Durchführung der Übertragung in Abwärtsrichtung erzeugt die Sendeeinrichtung CU ein K_B-dimensionales Gesamt-Sendesignal s = (s(1) ... s(KB))T (2)welches über einen sogenannten MIMO-Kanal (MIMO: Multiple-Input-Multiple-Output) des Versorgungsbereichs SA übertragen wird. Das Gesamt-Sendesignal s setzt sich dabei aus den einzelnen Sendesignalen s⁽¹⁾, ..., s^(KB) zusammen, wobei in den abgebildeten Formeln Unterstriche zur Kennzeichnung eines Vektors oder einer Matrix dienen und übergesetzte Schlangenlinien etc. zur Kennzeichnung eines Signals auf der eigentlichen Funk-Schnittstelle V dienen. Diese Kennzeichnungen werden im Text zur Vereinfachung nicht weiter übernommen. Die Übertragung über den Kanal der Funk-Schnittstelle V unterliegt Einflüssen, welche durch eine Kanalmatrix

abhängig von K = 2 bzw. K = 3 beschrieben werden. Die Dimension entspricht der Anzahl K der Empfangseinrichtungen MT1, ..., MTK der Anzahl K_B der Sendeantennen AP1, ..., APK_B.

Zum Vergleichen der verschiedenen Übertragungsstrategien für die Abwärtsrichtung wird eine Leistungsbeschränkung für das Gesamt-Sendesignal s aus (2) eingeführt, gemäß der die durchschnittliche Leistung T für die Übertragung eines jeden Datensymbols bzw. der Daten d^k zu verwenden ist, d. h., der Vektor des Gesamt-Sendesignals s aus (2) soll die Gesamtleis

aufweisen. Auf der Funk-Schnittstelle unterliegt das Sendesignal s auch dem Einfluss von Rauschen n mit einer Varianz σ² der Real- und Imaginärteile. Für ein Gesamt-Empfangssignal e welches die Empfangssignale der Empfangseinrichtungen MT1, ..., MTK repräsentiert, gilt damit e = HT s + n. (6)

Im Spezialfall der Anwendung von BPSK sind die Daten bzw. Datensymbole d ^k aus (1) reell, so dass nur die reellen Anteile der empfangenen Signale eine Rolle spielen. Darüber hinaus sind in diesem Fall auch die Kanal-Matrizen H^T reell, d. h. nur die reellen Anteile des Gesamt-Sendesignals s aus (2) sind zu berücksichtigen.

Aufgrund der verwendeten BPSK-Modulation gibt es 2^K mögliche verschiedene Datenvektoren d. Da die gemessene Leistungsquantität die Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit Pb Bemittelt über alle möglichen Datenvektoren d ist, müssen die Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten von nur 2^K-1 Datenvektoren d berücksichtigt werden. Die verbleibenden 2^K-1 Datenvektoren sind symmetrisch zu den untersuchten und erzeugen die selben Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten. Zu betrachten ist, auf welche Art und Weise die Gesamtleistung von 2^K-1KT unter den 2^K-1 effektiven Sendesignalen bzw. Sendesignalvektoren verteilt wird. Gemäß dem festen Sendeleistungsverteilungsschemata haben alle der 2^K-1 Sendesignalvektoren s'⁽¹⁾, ..., s'⁽⁴⁾ für einen Fall von K = 3 und einer Einheitsleistung T = 1 bei vier Sendesig nalvektoren mit einer Gesamtenergie T_tot = 3T pro Signalvektor die gleiche Energie KT, wie dies aus 2 ersichtlich ist. Alternativ zeigt 3 den Fall einer variablen Sendeleistungsverteilung unter vier Sendesignalvektoren s⁽¹⁾, ..., s⁽⁴⁾ mit einer durchschnittlichen Sendeleistung T_tot = 3 pro Sendesignalvektor, wobei die jedem einzelnen Sendesignal s⁽¹⁾, ..., s⁽⁴⁾ zugewiesene Sendeleistung um einen durchschnittlichen Leistungswert von KT variieren kann, während die summierte Gesamtleistung von 2^K ^-1KT fest bzw. gleich bleibt.

Bei dem Verteilungsschema mit fester Sendeleistung genügt es, die Übertragung für jeden Datenvektor separat zu untersuchen. Für den Fall von K = 2 Empfangseinrichtungen MT1, MT2 und einen K × 1-Datenvektor d = (1 ... 1)^T ist die Gesamtenergie 2T. Da nur die reellen Anteile der Sendesignale, in diesem Fall s⁽¹⁾ und s⁽²⁾ zu untersuchen sind, kann die Energiebeschränkung unter Verwendung von Polarkoordinaten grafisch gemäß 5 veranschaulicht werden. Dargestellt sind die beiden Sendesignale s⁽¹⁾ und s⁽²⁾ als zueinander orthogonale Koordinatenachsen und die Sendeleistung als Vektor vom Koordinatenursprung zum Einheitskreis mit der Vektorlänge ρ mit ρ = 2√T und einem Winkel φ als Element aus dem Wertebereich 0, ..., 2π, so dass die Vektorschreibweise für das Sendesignal s mittels eines einzelnen Winkelparameters φ beschrieben werden kann durch

Äquivalent dazu kann der Winkel φ aus den Sendesignalen s^(KB) mit k_B = 1,2 aus (7) berechnet werden durch

Unter Berücksichtigung der Kanalübertragungsmatrix H^T und des Vektors für das Gesamt-Sendesignal s folgt daraus mit Hilfe einer numerischen Optimierung, insbesondere numerischen Minimierung die resultierende Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit

für das BPSK-Datensymbol d^(k). Daraus ergeben sich die individuellen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten

und auch die durchschnittliche Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit

für die beiden übertragenen BPSK-Datensymbole.

Falls 3 Datensymbole d⁽¹⁾, d⁽²⁾, d⁽³⁾ zu übertragen sind, wird der Vektor des Gesamt-Sendesignals s aus (2) unter Berücksichtigung von (5) mit einer Gesamtenergie 3C bei dem Szenario mit fester Leistungsverteilung gebildet. Der Vektor des Gesamt-Sendesignals s spannt in diesem Fall einen dreidimensionalen Vektorraum auf und wird vorteilhafterweise in sphärischen Koordinaten beschrieben, wie dies in 6 dargestellt ist. Zusätzlich zu den Koordinaten aus 5 wird ein weiterer Winkel θ mit einem Wertebereich von 0, ..., π verwendet. Der Vektor des Gesamt-Sendesignals wird damit beschreibbar durch

Falls der Vektor des Gesamt-Sendesignals bekannt ist, dann kann der Winkelparameter φ gemäß (8) berechnet werden und für den weiteren Winkelparameter θ gilt,

Darüber hinaus gilt für die Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten gem. (9)

für jedes der übertragenen Datensymbole d^(k) mit k = 1,2,3. Dies führt Bemittelt über alle Datensymbole zur Gesamt-Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit

Bei variabler Sendeenergie wird ein zusätzlicher Wichtungsfaktor für Vektordarstellung des Sendesignals s aus (7) mit einer sinusförmigen Funktion und der Variable πε mit ε als Element aus dem Bereich von 0 bis π/2 eingeführt, um als Vektoren für das Sendesignal

für die beiden effektiven Datenvektoren d für BPSK und den Fall von zwei Empfangseinrichtungen MT1, MT2 zu erzielen. Falls die Vektoren der Sendesignale s|_{d = (1)} ^T bzw. s|_{d = (1 – 1)} ^T gegeben sind, kann der Wichtungs- bzw. Begrenzungsparameter ε berechnet werden durch

Abhängig von den Wertender Datensymbole d⁽¹⁾ und d⁽²⁾folgen unter Verwendung der Vektoren der Sendesignale aus (19, 20) sowie der Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten entsprechend (9) für die durchschnittliche Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit

als vom variablen Wichtungsfaktor ∈ abhängige Formel der durchschnittlichen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten für alle effektiven Datenvektoren d, womit sich die durchschnittliche Gesamt-Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit ergibt zu

Im Fall von drei Empfangseinrichtungen MT1, MT2, MTK mit K = 3 wir die variable Leistungsverteilung zwischen den verschiedenen Vektoren der Sendesignale s¹, ... unter Verwendung von zwei Wichtungsparametern ε₁ und ε₂ realisiert, womit jeder Vektor der Sendesignale als eine Funktion von θ, φ, ε₁, und ε₂ ausgedrückt wird durch

was vier effektiven Datenvektoren entspricht. Analog (21) resultieren daraus die Begrenzungs- bzw. Wichtungsparameter ε₁ und ε₂ durch

Darüber hinaus wird (9) zum Bestimmen der individuellen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten

verwendet, woraus sich die durchschnittliche Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit berechnen lässt zu

Daraus ergibt sich die durchschnittliche Gesamt-Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit, Bemittelt über alle vier Datenvektoren für den Fall mit drei Empfangseinrichtungen zu

Eine erste Option zum Erzeugen der Vektoren für die Sendesignale besteht darin, die Daten bzw. Datensymbole d^k mit einem an den Kanal angepassten Filter aus den K_B Antennen AP1, ..., APK für eine spezifische Empfangseinrichtung MTk zu erzielen, um den entsprechenden Vektor des Sendesignals s_MF'^k. Eine TxMF-Lösung kann dabei nicht für alle Empfangseinrichtungen gemeinsam ausgebildet werden. Für den Fall mit zwei Empfangseinrichtungen MT1, MT2 folgt für die Vektoren der Sendesignalen unter Verwendung des Verteilungsschemas mit fester Sendeleistung bei dieser Vereinfachung für die Vektoren der Sendesignale

bzw. für den Fall mit drei Empfangseinrichtungen

Natürlich minimiert die TxMF-Linear-JT-Lösung die Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit P_b ^k des Datensymbols d^(k), an dessen Kanal der Übertragungsfilter angepasst wurde. Jedoch gibt die Verwendung von TxZF für eine bestimmte Empfangseinrichtung MT1 kein brauchbares Signal für den Empfangsbereich der anderen Empfangseinrichtungen, was über alle Empfangseinrichtungen Bemittelt zu einer hohen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit führt. Gemäß der linearen TxZF-Lösung erzeugt die Sendeeinrichtung CU antennenspezifische Sendesignale s^(kB) durch lineares Modulieren des Datenvektors d der zu übertragen ist, mit der Pseudo-Inversen H(H^TH)^-1 der Kanalübertragungsmatrix H^T des Versorgungsbereichs SA. Im Fall des voll ausgelasteten Joint-Systems resultiert der Vektor des Gesamt-Sendesignals 24 SZF, var = (HT)-1d (40)

Die TxZF-Lösung von (40) ist der Vektor des linear erzeugten Sendesignals mit der minimalen Energie, mit Hilfe dessen die gesamte Interferenz innerhalb des Versorgungsbereichs SA unterdrückt wird, dies jedoch auf Kosten einer verringerten Übertragungseffizienz t_eff, d. h. einer ineffizienten Leistungstransformation zwischen gesendeter und empfangener Leistung, wenn dies mit einem theoretischen optimalen System hinsichtlich der Übertragungseffizienz verglichen wird.

Da die Leistung

des Vektors des Gesamt-Sendesignals s_ZF,var aus (41) nicht nur von der Kanalübertragungsmatrix H^T, sondern auch von dem zu übertragenden Datenvektor d als Daten d abhängt, gehört die Lösung zu den Übertragungsschemata für variable Übertragungsleistung bzw. Sendeleistung. Die lineare TxZF-Lösung mit der festen Sendeleistung kann aus (41) durch geeignetes Normieren der Vektoren der Gesamt-Sendeleistung s_{ZF, var} auf die Leistung KT erhalten werden als

Mit diesen Vektoren für die normierten Sendesignale (42) werden an den Eingängen der Quantisierer der Empfangseinrichtungen MT1, ... sowohl interferenzfreie als auch skalierte BPSK-Datensymbole empfangen.

Allgemein kann zusätzlich zur linearen TxMF und TxZF JT ein optimales und im allgemeinen Fall nicht lineares JT-Übertragunsschemata mit Blick auf die durchschnittliche Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit P_b verwendet werden.

Falls zwei Empfangseinrichtungen MT1, MT2 in dem Versorgungsbereich SA aktiv sind und das Verteilungsschema für feste Energie verwendet wird, ist die resultierende durchschnittliche Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit aus (12) eine Funktion des Winkels φ. Bei Verwendung der variablen Sendeleistung hängt die durchschnittliche Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit P_b zusätzlich von dem Parameter E ab. Für den Fall von drei Empfangseinrichtungen werden die Parameter θ, φ bei fester Energie bzw. θ, φ, ∈₁, ∈₂ bei variabler Leistung bzw. Energie betrachtet. Die Werte der Variablen, für die Vektoren der opti malen Sendesignale resultieren, können durch eine numerische Minimierung der durchschnittlichen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit Pb berechnet werden. Für sich bekannte Verfahren sind beispielsweise das Newton-Raphson-Verfahren und das Nelder-Mead-Simplex-Minimierungs-Verfahren, welche bekannt sind aus z. B. J. Stoer: Numerische Mathematik. Berlin: Springer-Verlag, 1983 und J. A. Neider, R. Mead: A simplex method for function minimization. Computer Journal, Band 7, 1965, Seiten 308–313

Im Gegensatz zu anderen Verfahren benötigt das letzt genannte Verfahren vorteilhafterweise keine ableitenden Annäherungen sondern nur Funktionswerte. Das Ergebnis eines solchen Minimierungsverfahrens ist praktisch eine Tabelle, welche das optimale Sendesignal für alle der möglichen zu sendenden Datenvektoren ausgibt.

7 zeigt einen Vergleich verschiedener Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten und durchschnittlicher Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten als eine Funktion des Winkels φ für K = 2, T = 1, ρ₁₂ = 0,72 und ρ₂₁ = 0,89 für die Übertragung eines Einheits-Kχ1-BPSK Datenvektor d mittels JT mit fester Sendeleistung. Die Formel (8) kann zum Berechnen der skalierten linearen TxZF-Lösung aus (39) verwendet werden, woraus φ_ZF = 0,36 folgt, was durch eine durchgehende Linie in 7 markiert ist und zu einer durchschnittlichen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit P_b(φ_ZF) = 0,22 führt. Andererseits führt eine numerische Minimierung gemäß dem vorliegenden Verfahren zu einem optimalen Winkelwert φ_opt = 0,73, wofür die durchschnittliche Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit P_b(φ_opt) |_{d = (1} ₁₎ = 0,20 minimal wird, was durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Ersichtlich ist, dass die lineare TxZF JT-Lösung φ_ZF für beide Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten der beiden Empfangseinrichtungen MT1, MT2 gleich wird. Ersichtlich ist ferner, dass hinsichtlich der durchschnittlichen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit die optimale Lösung φ_opt ermöglicht, dass eine einzelne Empfangsstation MT2 eine hohe Bit- Fehlerwahrscheinlichkeit erhält, um die durchschnittliche Leistungsfähigkeit der durchschnittlichen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten zu verbessern. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird eine Verfahrenslösung bevorzugt, bei der zwischen verschiedenen Verfahren zum Bestimmen und Zuordnen der Sendeleistung für die verschiedenen Sendesignale s⁽¹⁾, ..., s^(KB) während des Sendebetriebs gewechselt wird. Wie dies aus 8 ersichtlich ist, nimmt die durchschnittliche Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit Pb mit zunehmendem Verhältnis der Sendeleistung gegenüber der Rauschvarianz, ausgedrückt in 10 log₁₀ T/σ²)/dB ab. Dargestellt sind als durchgezogene Linien die Zuordnung einer variablen Sendeleistung für die einzelnen Sendesignale, während mit gestrichelter Linie die Zuordnung einer einheitlichen festen Sendeleistung zu den verschiedenen Sendesignalen dargestellt ist. In beiden Fällen wird durch Kreise die entsprechende Kurve beschrieben, welche mittels des Standardverfahrens ermittelt wurde, während mit Dreiecken die Kurven gekennzeichnet sind, welche durch eine Minimierung der durchschnittlichen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit erzielbar sind. Dabei zeigt sich, dass ein Kreuzungspunkt für die Kurven der nicht optimierten linearen TxZF JT mit fester und mit variabler Sendeleistung existiert. Verfahrensgemäß wird daher bevorzugt, dass in Umgebungsbedingungen mit niedrigem Rauschen lineare TxZF JT-Schemata mit fester Sendeleistung verwendet werden, während für die Bereiche mit hohem Umgebungsrauschen auf ein lineares TxZF JT mit variabler Sendeleistung umgeschaltet wird. Anstelle von störenden Umgebungsrauschen kann als Übertragungsbedingung, welche als Kriterium zum Wechsel zwischen den beiden Verfahrensweisen verwendet wird, auch eine gegenseitig störende Wirkung von mehreren der Sendesignale auf deren Übertragungsstrecke über die Funk-Schnittstelle V gewählt werden. Somit folgt eine Änderung durch Umschalten in eine andere Betriebsart, wobei vor der Änderung bzw. ohne eine Änderung die Sendeleistung bzw. der Parameter θ der Sendesignale (s¹, s²) variabel zugeordnet wird und nach der Änderung die Sendeleistung für das oder die Sendesignale auf einen vorgegebenen Sendeleistungswert festgelegt wird.

Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist aus 8 ersichtlich, dass eine Optimierung durch eine nachträgliche Minimierung der durchschnittlichen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit Pb die durchschnittliche Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit für die Vielzahl der Empfangseinrichtungen MT1, MT2, ... verbessert. Daher wird verfahrensgemäß bevorzugt, nach einer anfänglichen Zuordnung der Sendeleistung zu den einzelnen Sendesignalen in gegebenenfalls für sich bekannter Art und Weise eine nachträgliche Optimierung bzw. Minimierung der durchschnittlichen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit Pb für die Sendeleistungen der Sendesignale zu erzielen. Die ist zwar eine sub-optimale Lösung im Vergleich zu der theoretisch erzielbaren optimalen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit, bietet aber eine schnelle Verbesserung der durchschnittlichen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit gegenüber den vorstehend beschriebenen Verfahren ohne eine solche. Im Vergleich zum Erzielen einer optimalen Lösung ist diese sub-optimale Lösung mit einem rechentechnisch günstigeren Aufwand erzielbar.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform, welche sich an die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen anlehnt, wird ebenfalls eine Umschaltung zwischen zwei Betriebsarten mit bzw. ohne nachträglicher Minimierung der Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit umgeschaltet. Wie aus den gestrichelten Kurven für die Zuordnung einer festen Sendeleistung zu den Sendesignalen ersichtlich ist, ist die Differenz der erzielbaren durchschnittlichen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit mit zunehmendem Umgebungsrauschen abnehmend. Unterhalb eines festlegbaren Grenzwertes X ist daher der zusätzliche Schritt des nachträglichen Optimierens der durchschnittlichen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit gegenüber dem dafür erforderlichen erhöhten Rechenaufwand nicht mehr wirtschaftlich, so dass ab einem solchen Grenzwert wiederum zwischen den Verfahren mit und ohne Optimierung der durchschnittlichen Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit umgeschaltet werden kann.

Aus 8 ist ersichtlich, dass anhand analytischer Berechnungen ein theoretisch erwartetes asymptotisches Verhalten von TxZF als Verfahren zur Signalbestimmung mit optimierter Sendeleistung erzielbar ist. Darüber hinaus ist ersichtlich, dass die Leistungsfähigkeiten von TxZF mit optimierter Sendeleistung und einer optimalen JT nahezu gleich sind, dies insbesondere für den Fall von zwei Empfangsstationen, wobei 8 den Fall von drei Empfangsstationen zeigt. Daher kann gefolgert werden, dass die Sendeleistung eher als die Struktur der Sendesignalvektoren für die Leistungsfähigkeit des des JT-Verfahrens entscheidend ist und die vorstehend bevorzugten Verfahren vorteilhafte Anwendungsergebnisse erzielen lassen. Insbesondere in Fällen, bei denen eine für zwei ähnliche Kanäle zweier Empfangsstationen erforderliche hohe Sendeleistungen vermieden werden, so dass insbesondere bei vorgegebener Gesamtsendeleistung mehr Leistung für die Verbindungen zu anderen Teilnehmerstationen bzw. Empfangseinrichtungen zur Verfügung steht, lassen sich vorteile erzielen. Mit Blick auf die Gesamt-Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit wird in solchen Situationen die ohnehin schlechte Verbindung zu den entsprechenden beiden Empfangseinrichtungen mit ähnlichen Kanälen nur unwesentlich verschlechtert, während hingegen eine diesbezüglich überproportionale Verbesserung der Qualität derjenigen Verbindungen gleichzeitig erzielbar ist, denen die freiwerdende Sendeleistung zugeschlagen wird. Eine Anwendung ist bei TDD-Systemen besonders günstig einsetzbar, da bei diesen sich Kanäle in Aufwärtsverbindungen reziprok zu den Kanälen in Abwärtsrichtung verhalten, da eine nur zeitliche, nicht aber frequenzmäßige Trennung voneinander vorliegt. Daher kann auf die Kanaleigenschaften in Abwärtsverbindungen aus der Erkenntnis über die Eigenschaften der Kanäle in Aufwärtsverbindungen geschlossen werden, so dass der zentralen Sendeeinrichtung mit räumlich verteilten Antennen nicht der Ort der einzelnen Empfangseinrichtungen bekannt sein muss. Bei mobi len Empfangseinrichtungen wird außerdem davon ausgegangen, dass der Zustand währenddessen sich die beiden Empfangseinrichtungen an Punkten aufhalten, für die alle betreffenden Kanäle sich für beide Stationen gleich oder sehr ähnlich verhalten nur von kurzer Dauer ist. Dies könnte beispielsweise nur die Dauer eines Zeitschlitzes sein, so dass in Kauf genommen werden kann, dass während dieses Zeitraums die Datenübertragung zu diesen beiden Empfangseinrichtung gestört wird.

Zusammengefasst werden gemäß der bevorzugtesten Ausführungsform zuerst bei der Bestimmung der Sendesignale s⁽¹⁾, s⁽²⁾ für den Fall von zwei Empfangseinrichtungen MT1, MT2 oder drei Empfangseinrichtungen die Winkel φ_ZF oder entsprechend (ε_ZFφ_ZF) berechnet, d. h. es werden leistungsnormierte Sendesignale aus den Daten d^k, k = 1, 2 bzw. k = 1, 2,3 gemäß dem TxZF-Prinzip erzeugt. In eine zweiten Schritt werden die analytischen Funktionen zur Bestimmung der Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit P_b (ε, φ_ZF) bzw. P_b (ε₁, ε₂, θ_ZF, φ_ZF) hinsichtlich der Wichtungsfaktoren ε bzw. (ε₁, ε₂) unter Verwendung beispielsweise des Simplex-Algorithmus numerisch minimiert. Dabei wird berücksichtigt, dass die Werte der Wichtungsfaktoren ε bzw. ε₁, ε₂ von den zu übertragenden Daten bzw. dem Datenvektor d abhängen, wodurch das beschriebene Verfahren nicht linear ist. Bei der Minimierung der Bit-Fehlerwahrscheinlichkeiten aus (9) wird der einleitende Kosinusfunktionsanteil mit dem Wichtungsfaktor ε aus (19) für den Fall von zwei Empfangseinrichtungen MT1, MT2 minimiert. Entsprechendes gilt für den Fall von drei Empfangseinrichtungen für die Formeln (18) und (24)–(27), in denen Sinus- und Kosinusfunktionen der Wichtungsfaktoren ε₁ und ε₂ zu minimieren sind.

Weitere Vorteile können sich durch das Bereitstellen eines Rückkanals in der Aufwärtsverbindung zur Mitteilung der Rauschvarianz vergeben um den Maximalwert für die Sendeleistung in Anhängigkeit davon zu bestimmen.

Claims

Verfahren zum Erzeugen von Sendesignalen (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) zum Übertragen von Daten (d) einer Verbindung über eine Funk-Schnittstelle (V) zwischen einer Sendeeinrichtung (CU) mit zumindest zwei örtlich voneinander getrennten Antennen (AP1, AP2) und einer Empfangseinrichtung (MT1; MT2), wobei – jeder der Antennen (AP1, AP2) eines der Sendesignale (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) zugeordnet wird und – für die einzelnen Sendesignale (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) jeweils eine Sendeleistung (T, ε) abhängig von Übertragungsbedingungen bestimmt wird, wobei mit zunehmenden Störungen der Übertragungsbedingungen die Sendeleistung erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass – jenseits eines Grenzwertes (X) für die Störungen der Übertragungsbedingungen eine Reduzierung der Sendeleistung (T, ε) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem – vor Erreichen des Grenzwertes (X) die Sendeleistung (T, ε) den Sendesignalen (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) in Abhängigkeit von den Störungen variabel zugeordnet wird und – nach Erreichen des Grenzwertes (X) die Sendeleistung (T, ε) für zumindest eines der Sendesignale (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) auf einen vorgegebenen Sendeleistungswert festgelegt wird.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Bestimmung der reduzierten Sendeleistung (T, ε) der einzelnen Sendesignale (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) unter Optimierung einer empfängerseitigen mittleren Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit (P_b) für eine Vielzahl von Empfängereinrichtungen (MT1, MT2) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem – in einem ersten Schritt die Sendesignale (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) einschließlich einer jeweiligen Sendeleistung (T, ε) bestimmt werden und – in einem zweiten Schritt die Sendeleistung (T, ε) durch Optimieren einer empfängerseitigen mittleren Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit (P_b) für eine Vielzahl von Empfängereinrichtungen (MT1, MT2) geändert wird.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem den einzelnen Sendesignalen (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) jeweils eine Sendeleistung (ε) derart zugeordnet wird, dass die durchschnittliche Sendeleistung aller Sendesignale (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) gleich bleibt .
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die beim Reduzieren der Sendeleistung für eines der Sendesignale (s⁽³⁾) freiwerdende Sendeleistung auf andere Sendesignale (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) verteilt wird, wobei die Summe aller Sendeleistungen der Sendesignale konstant bleibt.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Störungen der Übertragungsbedingungen durch Umgebungsrauschen und/oder eine gegenseitig störende Wirkung von mehreren der Sendesignale (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) unterschiedlicher Verbindungen auf deren Übertragungsstrecke über die Funk-Schnittstelle (V) verursacht werden.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Sendeleistung (ε) abhängig von den Übertragungsbedingungen und von den Daten (d) reduziert wird.
Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem – die Sendesignale (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) zusätzlich zu der einen Empfangseinrichtung als erster Empfangseinrichtung (MT1) zu zumindest einer zweiten Empfangseinrichtung (MT2) übertragen werden, wobei – sowohl die erste als auch die zweite Empfangseinrichtung (MT1, MT2) alle Sendesignale (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) über verschiedene Kanäle (H) als Übertragungsstrecken auf der Funk-Schnittstelle empfangen und – die Sendesignale (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) aus Daten (d⁽¹⁾ bzw. d⁽²⁾), die der ersten bzw. der zweiten Empfangseinrichtung (MT1, MT2) zugeordnet sind, gemeinsam erzeugt werden (JT).
Kommunikationsvorrichtung (CU) zum Erzeugen von Sendesignalen (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) zum Übertragen von Daten (d) einer Verbindung über eine Funk-Schnittstelle (V) zwischen einer Sendeeinrichtung (CU) mit zumindest zwei örtlich voneinander getrennten Antennen (AP1, AP2) und einer Empfangseinrichtung (MT1; MT2), mit – einer Sendesignal-Erzeugungseinrichtung (C) zum gemeinsamen Erzeugen der Sendesignale für die Antennen und zum Bestimmen jeweils einer Sendeleistung (T, ε) zu den einzelnen Sendesignalen (s⁽¹⁾, ...) abhängig von Übertragungsbedingungen derart, dass jeder der Antennen (AP1, AP2) eines der Sendesignale (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) zugeordnet wird die durchschnittliche Sendeleistung aller Sendesignale (s⁽¹⁾, s⁽¹⁾) gleich bleibt, und – einer Übertragungsbedingungs-Bestimmungseinrichtung (C) zum Bestimmen oder Abschätzen einer Störung der Übertragungsbedingungen für die Sendesignale, wobei die Sendesignal-Erzeugungseinrichtung zum Erhöhen der Sendeleistung (T, ε) für die einzelnen Sendesignale (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) bei zunehmenden Störungen ausgebildet oder gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Sendeleistungs-Erzeugungseinrichtung (C, MIN-P) im Fall der Störungen der Übertragungsbedingungen jenseits eines Grenzwertes (X) zum Reduzieren der Sendeleistung (T, ε) für zumindest eines der Sendesignale (s⁽¹⁾, s⁽²⁾) abhängig von den Übertragungsbedingungen ausgebildet oder angesteuert ist.