DE10351051A1 - Vertifikation der Antennengewichte der Basisstation in einem UMTS-Mobilfunkempfänger durch Verwendung des Viterbi-Algorithmus bei der rückgekoppelten Sendediversität - Google Patents

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    • H04B7/0654Feedback error handling at the receiver, e.g. antenna verification at mobile station

Abstract

Eine Mobilstation sendet an die Basisstationen einen Bit-Vektor, in welchem Gewichtungsfaktoren (w¶1¶, w¶2¶) für die Amplituden und/oder die Phasen der von den Antennen abzustrahlenden Signale enthalten sind. Der Bit-Vektor wird dadurch aktualisiert, dass pro Zeitschlitz genau eine Bit-Position geändert und von der Mobilstation an die Basisstation in Form eines Bits b (FBI-Bit) übersandt wird. Es kann ein Trellis-Diagramm aus den möglichen Zuständen des Bit-Vektors und den möglichen Zustandsänderungen (Zweigen) aufgestellt werden und bei der Bestimmung der tatsächlich von der Basisstation verwendeten Gewichtungsfaktoren der Viterbi-Algorithmus angewandt werden, wobei sowohl die aktuell übersandten als auch die zurückliegend übersandten Trainingssymbole berücksichtigt werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verifikation der Antennengewichte der zwei in einer Basisstation verwendeten Antennen in einem UMTS-Mobilfunkempfänger.
  • Bei einem Mobilfunksystem, welches eine Basisstation mit zwei Antennen und einen Mobilfunkteilnehmer umfasst, stellt sich zwischen den beiden Übertragungskanälen, die jeweils einer der Antennen der Basisstation zuzuordnen sind, eine feste Phasenbeziehung ein. Im UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)-Standard kann mittels einer sogenannten CLTD (Closed Loop Mode Transmit Diversity)-Funktion die Beziehung der von den beiden Antennen abgestrahlten Signale beeinflusst werden, um dadurch eine konstruktive Interferenz der beiden Übertragungskanäle zu erzielen. Die CLTD-Funktion kann in einem Modus 1 und einem Modus 2 betrieben werden. Im Modus 1 lässt sich die Phase einer der beiden Antennen variieren, während die Phase der anderen Antenne fest bleibt. Insgesamt wird dadurch die Phasenbeziehung zwischen beiden Antennen variiert. Der Modus 2 sieht neben der aus dem Modus 1 bekannten Variation der Phasenbeziehung eine Variation der Amplituden der von den Antennen abgestrahlten Signale vor. Im Modus 2 sind die Amplituden beider Antennen veränderbar.
  • Die CLTD-Funktion ist in der UMTS-Spezifikation 3GPP TS 25.214 beschrieben. Diese Spezifikation, insbesondere das Kapitel 7 und der Annex A, wird hiermit in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen. Im Folgenden wird auf diese Spezifikation wiederholt Bezug genommen. Alle Angaben beziehen sich dabei auf die Version V5.6.0 (2003-09).
  • Mittels der CLTD-Funktion werden in dem Mobilfunkendgerät aus geschätzten Kanalimpulsantworten FSM (Feedback Signalling Message)-Datenwörter gebildet, welche an die Basisstation übermittelt werden. Dabei werden für ein FSM-Datenwort stets die Kanalimpulsantworten beider Kanäle herangezogen. Die FSM-Datenwörter enthalten für die Basisstation bestimmte Informationen über die optimale Phasenbeziehung und gegebenenfalls über die optimalen Amplituden der von den beiden Antennen auszusendenden Signale.
  • Bei dem hier betrachteten Sendediversitätsverfahren werden in einer Basisstation zwei Antennen zur Übertragung genutzt. Aus einem FSM-Datenwort werden in der Basisstation zwei Antennengewichte w1 und w2 gebildet, mit welchen die Signale, die von den zwei Antennen abgestrahlt werden sollen, beaufschlagt werden. Dies ist in der 1 dargestellt. Um eine eventuelle destruktive Interferenz der Signale beider Antennen zu vermeiden, werden die Nutzdaten (DPDCH) und die sogenannten "dedicated control" Daten (DPCCH) in beiden Sendezweigen mit den komplexen Gewichtungsfaktoren w1 und w2 multipliziert. Die Dedicated-Control-Daten beinhalten Trainingssymbole, die im Folgenden Dedicated-Pilots (dedizierte Piloten) genannt werden. Parallel dazu werden als Trainingsdaten die sogenannten CPICH-Symbole oder Common-Pilots (gemeinsame Piloten) gesendet, die nicht mit den Gewichtungsfaktoren multipliziert werden. Im Empfänger können dank der orthogonalen Eigenschaften der CPICH-Symbole die Kanalparameter h (p) / 1,i und h (p) / 2,i bezüglich beider Sendeantennen bestimmt werden. Die anhand der Dedicated-Pilots geschätzten Kanalparameter werden dagegen mit h (d) / 1,i und h (d) / 2,i bezeichnet. Im Fall des Modus 2 ist anhand der Dedicated-Pilots nur die Schätzung des resultierenden Kanals beider Antennen möglich, dessen Kanalparameter im Folgenden mit h d / i bezeichnet werden.
  • Die Antennengewichte werden in der Basisstation anhand von Informationen, die das Mobilteil zurücksendet, berechnet. Im Mobilteil werden durch Auswertung der CPICH-Symbole die je weils optimalen Sendegewichte bestimmt und nach einer in der Basisstation bekannten Regel quantisiert, auf eine Bit-Sequenz abgebildet und an die Basisstation gesendet. Dabei wird pro UMTS-Zeitschlitz jeweils ein Bit (das sogenannte FBI-Bit) gesendet und daraufhin in der Basisstation die Gewichte angepasst. Im Fall von Modus 1 werden die aktuellen Gewichte durch einen Vektor mit zwei Bit {b1, b2} bestimmt, sie sind also abhängig vom aktuellen gesendeten sowie von einem Vorgänger-Bit. Im Fall von Modus 2 werden die aktuellen Gewichte durch einen Vektor mit vier Bit {b1, b2, b3, b4} bestimmt, das Gedächtnis beträgt also in diesem Fall vier Bit. Bei der Demodulation der empfangenen Daten im Mobilteil müssen diese Sendegewichte berücksichtigt werden. Hierbei können die zuvor bestimmten quantisierten Gewichte verwendet werden. Bei der Übertragung der FBI-Bits an die Basisstation kann es aufgrund von Kanaleinflüssen zu Übertragungsfehlern kommen. Dies führt dazu, dass die im Mobilteil bei der Demodulation angenommenen Gewichte von den tatsächlich verwendeten Sendegewichten abweichen, was zu gravierenden Fehlern bei der Demodulation der Daten führt. Simulationen zeigen, dass die vom Standard. geforderte Leistungsfähigkeit des Empfängers so nicht zu erreichen ist. Um dies zu vermeiden, wird im Empfänger mittels einer sogenannten Antennen-Verifikation überprüft, ob die im Sender verwendeten Antennengewichte tatsächlich mit den im Mobilteil berechneten Pfadgewichten übereinstimmen. Im Fall einer Abweichung werden die Gewichte entsprechend korrigiert.
  • Im Annex A des eingangs erwähnten Standards werden sowohl für den Modus 1 als auch für den Modus 2 Verfahren für die Antennen-Verifikation vorgeschlagen. Für den Modus 1 wird ein Test zweier Hypothesen vorgeschlagen, nämlich gemäß der Ungleichung
    Figure 00030001
    für geradzahlige UMTS-Zeitschlitze und
    Figure 00040001
    für ungeradzahlige UMTS-Zeitschlitze.
  • Anhand des Ergebnisses dieses Hypothesentests kann dann auf das tatsächlich verwendete Bit geschlossen werden. Da im Fall des Modus 1 das Gewicht von Antenne 1 konstant ist, und das Gewicht von Antenne 2 nur vier diskrete Werte mit großer euklidischer Distanz annehmen kann, ist die Zuverlässigkeit der durch die Formeln (1) und (2) beschriebenen Verifikation bereits sehr hoch.
  • Für den Modus 2 wird ein Test von 16 Hypothesen vorgeschlagen. Dabei wird die Maximierung
    Figure 00040002
    durchgeführt, wobei p(w1, w2) die a-priori-Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Gewichtepaars (w1, w2) ist. Diese kann aus dem (bekannten) gesendeten FBI-Bit sowie einer Hypothese für die Fehlerwahrscheinlichkeit bei der Übertragung der FBI-Bits berechnet werden. Die aufgrund der Trainingssymbole bestimmbare Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein eines gewissen Gewichtepaars berechnet sich gemäß
    Figure 00040003
    wobei h (d) / i die anhand des dedizierten Pilotkanals bestimmten Kanalparameter des resultierenden Kanals beider Antennen, h (p) / 1,i und h (p) / 2,i die anhand des gemeinsamen Pilotkanals bestimmten Ka nalparameter der Antennen 1 und 2, γ2 das Verhältnis zwischen den Signal-zu-Interferenz-und-Rausch-(SINR-)Werten des DPCH-Pilotkanals und des CPICH-Kanals ist, Npath die Anzahl der Ausbreitungspfade und σ 2 / 2 die Summe aus der Rausch- und der Interferenzleistung auf dem i-ten Ausbreitungspfad ist.
  • Diese Vorgehensweise beinhaltet die folgenden zwei Nachteile. Die verwendeten Entscheidungsmetriken beruhen nur auf den aktuell empfangenen Trainingssymbolen. Da im Fall von Modus 2 beide Gewichte modifiziert werden und die Konstellation möglicher Gewichtsvektoren wesentlich geringere euklidische Distanz aufweist als bei Modus 1, besteht eine große Gefahr, dass die Gewichte falsch bestimmt werden. Insbesondere beim Modus 2, bei dem die Phasenunterschiede zwischen den in Frage kommenden Gewichten kleiner sind, ist bei einer nur auf ein Empfangssymbol gestützten Metrik die Gefahr einer Fehldetection relativ hoch. Zudem ist bei dem Modus 2 auch noch die Komplexität der Lösung sehr hoch, da 16 Metriken gemäß Gleichung (4) berechnet werden müssen, wobei die Berechnung jeder einzelnen Metrik für sich genommen schon erheblich aufwändiger ist als bei dem Modus 1.
  • Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verifikation der Antennengewichte der Basisstation in einem UMTS-Mobilfunkempfänger anzugeben, mit welchem die Gefahr von Fehldetektionen verringert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Es ist ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben.
  • Die vorliegende Erfindung beruht darauf, dass das aktuell verwendete Gewicht nicht nur vom aktuell gesendeten FBI-Bit, sondern auch von vorher gesendeten Bits abhängig ist. Dies erlaubt es prinzipiell, die Antennen-Verifikation nicht nur auf eine, sondern auf mehrere empfangene Trainingssymbole zu stützen, was die Zuverlässigkeit der Detektion stark erhöht.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich dementsprechend auf ein Verfahren zur Verifikation eines von einer Mobilstation an eine, zwei Antennen enthaltende Basisstation übersandten Bit-Vektors, enthaltend Gewichtungsfaktoren (w1, w2) für die Amplituden und/oder Phasen der von den Antennen abzustrahlenden Signale, wobei Aktualisierungen des Bit-Vektors dadurch erfolgen, dass zu einem Zeitpunkt genau eine Bit-Position des Bit-Vektors geändert und von der Mobilstation an die Basisstation in Form eines Bits b (0 oder 1) übersandt wird. Das Verfahren wird in der Mobilstation anhand der von der Basisstation übersandten und von der Mobilstation empfangenen Trainingssymbolen ausgeführt, um festzustellen, welche Gewichtungsfaktoren in der Basisstation verwendet wurden, wobei bei dem Verfahren aktuell übersandte und zurückliegend übersandte Trainingssymbole berücksichtigt werden.
  • Das Bit b kann hierbei das eingangs erwähnte, standardmäßige FBI-Bit des UMTS-Standards sein. In jedem UMTS-Zeitschlitz wird somit ein FBI-Bit zur Aktualisierung des Bit-Vektors von der Mobilstation an die Basisstation übertragen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Folgenden für den Fall des eingangs beschriebenen, standardmäßigen Modus 2 erläutert, da hierfür die Anwendung besonders von Vorteil ist. Prinzipiell ist das Verfahren jedoch ebenso für den Modus 1 verwendbar. Im Modus 2 wird pro Zeitschlitz ein FBI-Bit übertragen, wobei sukzessive jeweils eines der Bits des Bit-Vektors {b1, b2, b3, b4} erneuert wird. Die Grundlage für das erfindungsgemäße Verfahren liegt somit darin, dass ausgehend von einem gewissen Zustand nicht jeder beliebige Folgezustand erreicht werden kann.
  • Anstatt die Entscheidung über die in der Basisstation verwendeten Antennengewichte in der Mobilstation nur anhand der ak tuell empfangenen Trainingsdaten zu treffen, werden auch die Trainingsdaten vorangegangener UMTS-Zeitschlitze berücksichtigt. Da in einem Zeitschlitz immer nur ein Bit des Bit-Vektors verändert werden kann, kann der Bit-Vektor nur in bestimmter Weise seinen Zustand ändern. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also gewissermaßen das Gedächtnis des CLTD-Verfahrens ausgenutzt. Entsprechend wird das Problem nicht mehr als Detektion eines einzelnen Wertes, sondern als Detektion einer Wertesequenz aufgefasst, wodurch es möglich ist, das Prinzip der Maximum Likelihood Sequence Estimation (MLSE) (Sequenzschätzung nach der Methode der maximalen Wahrscheinlichkeit) auf das Problem anzuwenden.
  • Für die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Viterbi-Algorithmus angewandt werden. Zu diesem Zweck kann zunächst ein Trellis-Diagramm aus den möglichen Zuständen des Bit-Vektors und den möglichen Zustandsänderungen oder Zweigen zwischen den Zuständen aufgestellt werden. Bei der Bestimmung der von der Basisstation verwendeten Gewichtungsfaktoren kann der Viterbi-Algorithmus angewandt werden, indem mit jedem Zustand eine akkumulative Metrik assoziiert wird, eine Zweigmetrik in Abhängigkeit von den empfangenen Trainingssymbolen definiert und für jeden der zu einem Zustand führenden Zweige berechnet wird, für jeden einzelnen Zustand die akkumulative Metrik berechnet wird, der Zustand mit der größten akkumulativen Metrik bestimmt wird und die zu diesem Zustand gehörigen Gewichtungsfaktoren ausgewählt werden.
  • Die Zweigmetrik Δm b / p,k kann durch
    Figure 00070001
    definiert. werden, wobei (w 1, w 2) ein dem Zustandsübergang entsprechendes Paar von Gewichtungsfaktoren ist und p(w 1,w 2) eine a-priori-Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Gewichtungspaars (w 1, w 2) ist, die aus dem übersandten Bit b und einer Hypothese für die Fehlerwahrscheinlichkeit bei der Übertragung des Bits b berechnet wird, und
    Figure 00080001
    die aus den Trainingssymbolen bestimmbare Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Gewichtepaars (w 1, w 2) ist, wobei h (d) / i die anhand des dedizierten Pilotkanals bestimmten Kanalparameter des resultierenden Kanals beider Antennen, h (p) / 1,i und h (p) / 2,i die anhand des gemeinsamen Pilotkanals bestimmten Kanalparameter der Antennen 1 und 2, γ2 das Verhältnis zwischen den Signal-zu-Interferenz-und-Rausch-(SINR-)Werten des DPCH-Pilotkanals und des CPICH-Kanals ist, Npath die Anzahl der Ausbreitungspfade und σ 2 / i die Summe aus der Rausch- und der Interferenzleistung auf dem i-ten Ausbreitungspfad ist.
  • Die obige Zweigmetrik der Gl. (5) stellt lediglich ein Beispiel für die Berechnung einer Zweigmetrik dar, welche sich an obiger Gl. (3) des Standards orientiert. In der Praxis könnte es sich als vorteilhaft erweisen, vereinfachte, daraus abgeleitete Zweigmetriken zu verwenden.
  • Die akkumulative Metrik mp,k eines Zustands kann durch
    Figure 00080002
    berechnet werden, wobei mit dem Index p die Zustände und mit dem Index k die Zeitschritte indiziert werden, mp,k-1 die akkumulative Metrik des Vorgänger-Zustandes ist und maxb(Δm b / p,k) das Maximum der Zweigmetriken Δm b / p,k der zu dem Zustand führenden Zweige ist.
  • Der zur Implementierung verwendete Viterbi-Algorithmus kann dabei vereinfacht werden, indem nicht der vollständige Trellis, sondern nur der Trellis, der von den jeweils M wahr scheinlichsten Zuständen aufgespannt wird, adaptiv weiterverfolgt wird. Es kann vorgesehen sein, dass bei einer Gesamtzahl N von Zuständen nur M ≤ N/2 Zustandsvariablen verfolgt werden, indem ausgehend von einem Initialisierungszustand im Trellis-Diagramm solange in aufeinander folgenden Zeitschritten Folgezustände erzeugt werden, bis M Zustandsvariablen jeweils ein Wert der akkumulativen Metrik zugewiesen wurde. Für diese M Zustandsvariablen werden 2M Folgezustände mit akkumulativen Metriken berechnet, die akkumulativen Metriken werden nach ihrem Betrag sortiert und nur die M größten Zustände werden den M Zustandsvariablen zugewiesen und die restlichen Zustände werden verworfen und nicht weiterverfolgt.
  • Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist eine Metrikberechnungseinheit für die Berechnung der Zweigmetriken Δm b / p,k und der akkumulativen Metriken mp,k aus den empfangenen Trainingssymbolen, der a-priori-Wahrscheinlichkeit p(w1, w2) für das Auftreten eines Paars von Gewichtungsfaktoren und eine Sortier- und Auswahleinheit für die Sortierung der akkumulativen Metriken nach ihrem Betrag und für die Ausgabe des dem Zustand mit der höchsten akkumulativen Metrik entsprechenden Paars von Gewichtungsfaktoren (w1, w2) auf.
  • Die Vorrichtung kann zusätzlich eine Statusspeichereinheit für die Speicherung der M Zustände mit den betragshöchsten akkumulativen Metriken aufweisen, wobei die Sortier- und Auswahleinheit dafür ausgelegt ist, die M Zustände mit den betragshöchsten Metriken an die Statusspeichereinheit zu liefern, und die Statusspeichereinheit dafür ausgelegt ist, die zu verfolgenden M Zustandsvariablen und die zugehörigen M gespeicherten akkumulativen Metriken an die Metrikberechnungseinheit zu liefern.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungsfiguren noch näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein schematisches Blockschaltbild des standardmäßigen CLTD-Verfahrens;
  • 2 ein Trellis-Diagramm für ein auf den standardmäßigen Modus 2 angewandtes erfindungsgemäßes Verfahren; und
  • 3 ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Das in 2 gezeigte Trellis-Diagramm betrifft den Fall, dass entsprechend dem standardmäßigen Modus 2 in jedem UMTS-Zeitschlitz ein FBI-Bit übertragen wird, wobei sukzessive jeweils eines der Bits des Bit-Vektors {b1, b2, b3, b4} aktualisiert wird. Eine Aktualisierung kann darin bestehen, dass die entsprechende Bit-Position unverändert bleibt oder dass an der entsprechenden Bit-Position ein Wechsel von 0 nach 1 oder von 1 nach 0 stattfindet. Jeder Bit-Vektor bezeichnet dabei eindeutig ein Paar von Antennengewichten (w1, w2). Im Folgenden wird jedem Bit-Vektor {b1, b2, b3, b4} ein Zustand sp,k zugeordnet. Dabei bezeichnet k den k-ten Empfangszeitschlitz und es gilt p ∊ {0, 1, ..., M-1} mit M = 16. Entsprechend der im Standard spezifizierten Quantisierungsvorschrift kann ausgehend von einem gewissen Zustand sp,k nicht jeder beliebige Folgezustand erreicht werden. Ausgehend vom Zustand s0,0 →{0,0,0,0} ergibt sich das Trellis-Diagramm der 2.
  • Aufgrund dieser Strukturierung des Problems kann zur Bestimmung der aktuell gesendeten Antennengewichte ein Maximum-Likelihood-Verfahren wie etwa der Viterbi-Algorithmus angewendet werden. Entsprechend wird mit jedem Zustand sp,k eine akkumulative Metrik mp,k assoziiert. Wie in 2 zu sehen ist, führen im Wesentlichen zu jedem Zustand jeweils zwei Zustandsänderungen (Zweige), die jeweils der Hypothese für das von der Basisstation detektierte FBI-Bit (b = 1 oder b = 0) entsprechen. Für jeden der zu einem Zustand p im Zeitschlitz k führenden Zweige wird eine Zweigmetrik Δm b / p,k berechnet. Bezieht man in die Berechnung die verfügbare a-priori-Information ein, so ergibt sich eine mögliche Zweigmetrik zu
    Figure 00110001
    dabei ist (w 1, w 2) das zu dem Zustandsübergang und der Hypothese für das gesendete FBI-Bit b korrespondierende Gewichtepaar. Wie eingangs erwähnt, ist p(w 1, w 2) die a-priori-Wahrscheinlichkeit oder -Information für das Auftreten eines Gewichtepaars (w 1, w 2), die aus dem bekannten gesendeten FBI-Bit und einer Hypothese für die Fehlerwahrscheinlichkeit bei der Übertragung der FBI-Bits berechnet werden kann, während ln (p ^(w 1, w 2)) die aufgrund der Trainingssymbole bestimmbare Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Gewichtepaars (w 1, w 2) ist und durch die Gleichung (3) gegeben ist. In obiger Gleichung (5) ist (w 1, w 2) das zu dem Zustandsübergang und der Hypothese für das gesendete FBI-Bit b korrespondierende Gewichtepaar.
  • Gemäß der Struktur des Viterbi-Algorithmus werden nun die akkumulierten Metriken für die einzelnen Zustände gemäß der Regel
    Figure 00110002
    berechnet. Anders als beim klassischen Viterbi-Ansatz wird die Entscheidung über die Gewichte nicht erst nach der Auswertung weiterer (zukünftiger) Empfangswerte getroffen, sondern direkt nach Berücksichtigung des aktuellen Metrikinkrements. Dabei wird zunächst der Zustand sp,k mit der größten akkumulativen Metrik mp,k bestimmt. Das dazu korrespondierende Gewichtepaar (w1, w2) wird dann als wahrscheinlichstes Gewichtepaar empfohlen.
  • Die mit der vorstehend beschriebenen Lösung erreichbare Entscheidungssicherheit für die jeweiligen Antennengewichte ist deutlich höher als mit dem im Standard vorgeschlagenen Hypothesentest. Allerdings ist zunächst die Komplexität noch relativ hoch, wenn alle im Trellis-Diagramm vorhandenen N Zustände betrachtet und verfolgt werden. Da das Signal-zu-Rausch-Leistungsverhältnis im Verhältnis zu der zu treffenden Entscheidung relativ hoch ist, lässt sich das Verfahren auf die folgende Weise vereinfachen.
  • Anstatt alle N = 16 Zustände zu betrachten, werden nur M ≤ N/2 Zustandsvariablen s q,k verfolgt. Diese Zustandsvariablen können als Wert alle N Zustände sq,k annehmen. Bei der Initialisierung wird zunächst die Zuweisung s 0,0 = s1,0 vorgenommen, wobei s1,0 der Initialisierungszustand gemäß Standard ist. Gemäß des geltenden Trellis-Diagramms werden dann die Folgezustände für die Hypothesen b = 0 und b = 1 bestimmt, und den zwei Zustandsvariablen s 0,1 und s 1,1 zugewiesen. Zunächst wird wie im ursprünglichen Algorithmus weiter so verfahren, bis allen M Zustandsvariablen s q,k ein Wert zugewiesen wurde. Für diese M Zustandsvariablen werden dann die 2M Folgezustände s q,k berechnet. Die 2M Zustände werden dann in absteigender Reihenfolge des Betrags der akkumulierten Metriken m q,k sortiert und die M größten Zustände den M Zustandsvariablen s q,k zugewiesen. Die restlichen Zustände werden verworfen. Gemäß dieser Vorschrift wird dann jeweils das zum Zustand s 0,k korrespondierende Gewichtepaar als Hypothese für das gesendete Gewichtepaar verwendet. Wählt man nun beispielsweise M = N/4, so reduziert sich die Anzahl der zu berechnenden Metriken im Vergleich zum vollständigen Hypothesentest um einen Faktor 2, wobei aufgrund der Berücksichtigung des Gedächtnisses sogar bessere Ergebnisse erzielt werden können.
  • In der 3 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt, wobei mit dieser Vorrichtung die weiter oben beschriebene Beschränkung auf die M wahrscheinlichsten Zustände möglich ist.
  • Einer Metrikberechnungseinheit 1 werden sowohl die dedizierten Pilotsignale als auch die gemeinsamen Pilotsignale zugeführt. Außerdem wird der Metrikberechnungseinheit 1 die a-priori-Information p(w1, w2) zugeführt sowie die in einer Zustandsspeichereinheit 3 gespeicherten Zustandsvariablen s q,k-1 und deren zugehörige akkumulative Metriken mq,k-1. Aus diesen Größen berechnet die Metrikberechnungseinheit 1 in dem nächst folgenden Zeitschritt die neuen Zustandsvariablen s q,k und deren zugehörige akkumulative Metriken m q,k und übergibt diese Größen an eine Sortier- und Auswahleinheit 2. In dieser werden die akkumulativen Metriken sortiert und die Gewichtsfaktoren w1 und w2 entsprechend der betragsmäßig höchsten akkumulativen Metrik ausgegeben. Außerdem werden von der Sortier- und Auswahleinheit 2 die M betragshöchsten akkumulativen Metriken m q,k und deren zugehörige Zustandsvariablen s q,k an die Zustandsspeichereinheit 3 abgegeben.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Verifikation eines von einer Mobilstation an eine, zwei Antennen enthaltende Basisstation übersandten Bit-Vektors enthaltend Gewichtungsfaktoren (w1, w2) für die Amplituden und/oder Phasen der von den Antennen abzustrahlenden Signale, wobei – Aktualisierungen des Bit-Vektors dadurch erfolgen, dass zu einem Zeitpunkt genau eine Bit-Position des Bit-Vektors geändert und von der Mobilstation an die Basisstation in Form eines Bits b (0 oder 1) übersandt wird, und – das Verfahren in der Mobilstation anhand der von der Basisstation übersandten und von der Mobilstation empfangenen Trainingssymbolen ausgeführt wird, um festzustellen, welche Gewichtungsfaktoren in der Basisstation verwendet wurden, dadurch gekennzeichnet, dass – bei dem Verfahren aktuell übersandte und zurückliegend übersandte Trainingssymbole berücksichtigt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Trellis-Diagramm aus den möglichen Zuständen des Bit-Vektors und den möglichen Zustandsänderungen oder Zweigen zwischen ihnen aufgestellt wird, – bei der Bestimmung der verwendeten Gewichtungsfaktoren der Viterbi-Algorithmus angewandt wird, indem mit jedem Zustand eine akkumulative Metrik assoziiert wird, eine Zweigmetrik in Abhängigkeit von den empfangenen Trainingssymbolen definiert und für jeden der zu einem Zustand führenden Zweige berechnet wird, für jeden einzelnen Zustand die akkumulative Metrik berechnet wird, der Zustand mit der größten akkumulativen Metrik bestimmt wird und die zu diesem Zustand gehörigen Gewichtungsfaktoren (w1, w2) ausgewählt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die Zweigmetriken Δm b / p,k durch
    Figure 00150001
    definiert wird, wobei (w 1, w 2) ein dem Zustandsübergang entsprechendes Paar von Gewichtungsfaktoren und p(w1, w2) eine a-priori-Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Gewichtungspaars (w 1, w 2) ist und p(w1, w2) aus dem übersandten Bit b und einer Hypothese für die Fehlerwahrscheinlichkeit bei der Übertragungs des Bits b berechnet wird und
    Figure 00150002
    wobei h (d) / i die anhand des dedizierten Pilotkanals bestimmten Kanalparameter des resultierenden Kanals beider Antennen, h (p) / 1,i und h (p) / 2,i die anhand des gemeinsamen Pilotkanals bestimmten Kanalparameter der Antennen 1 und 2, γ2 das Verhältnis zwischen den Signal-zu-Interferenz-und-Rausch-(SINR-)Werten des DPCH-Pilotkanals und des CPICH-Kanals ist, Npath die Anzahl der Ausbreitungspfade und σ 2 / i die Summe aus der Rausch- und der Interferenzleistung auf dem i-ten Ausbreitungspfad ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass – die akkumulative Metrik mp,k eines Zustands durch
    Figure 00150003
    berechnet wird, wobei durch p die Zustände und durch k die Zeitschritte indiziert werden, mp,k-1 die akkumulative Metrik des Vorgänger-Zustandes ist und maxb(Δm b / p,k) das Maximum der Zweigmetriken Δm b / p,k ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass – bei einer Gesamtzahl N von Zuständen nur M ≤ N/2 Zustandsvariablen verfolgt werden, indem – ausgehend von einem Initialisierungszustand im Trellis-Diagramm solange in aufeinander folgenden Zeitschritten Folgezustände erzeugt werden, bis M Zustandsvariablen jeweils ein Wert der akkumulativen Metrik zugewiesen wurde, – für die M Zustandsvariablen 2M Folgezustände mit akkumulativen Metriken berechnet werden, die akkumulativen Metriken nach ihrem Betrag sortiert werden und nur die M größten Zustände den M Zustandsvariablen zugewiesen werden und die restlichen Zustände verworfen und nicht weiterverfolgt werden.
  6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 5, mit – einer Metrikberechnungseinheit (1) für die Berechnung der Zweigmetriken Δm b / p,k und der akkumulativen Metriken mp,k aus den empfangenen Trainingssymbolen, der a-priori-Wahrscheinlichkeit p(w1, w2) für das Auftreten eines Paares von Gewichtungsfaktoren, – einer Sortier- und Auswahleinheit (2) für die Sortierung der akkumulativen Metriken nach ihrem Betrag und zur Ausgabe des dem Zustand mit der höchsten akkumulativen Metrik entsprechenden Paars von Gewichtungsfaktoren (w1, w2).
  7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Statusspeichereinheit (3) für die Speicherung der M Zustände mit den betragshöchsten akkumulativen Metriken vorgesehen ist, wobei – die Sortier- und Auswahleinheit (2) dafür ausgelegt ist, die M Zustände mit den betragshöchsten Metriken an die Statusspeichereinheit (3) zu liefern, und die Statusspeichereinheit (3) dafür ausgelegt ist, die zu verfolgenden M Zustandsvariablen und die zugehörigen M gespeicherten akkumulativen Metriken an die Metrikberechnungseinheit (1) zu liefern.
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