DE19638404C1 - Verfahren und Empfänger zum Ermitteln von mit dem CDMA-Verfahren codierten Symbolwertfolgen mit Hilfe individueller Viterbi-Algorithmen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer von mindestens zwei nach dem CDMA-Verfahren codierten Symbolwert­ folgen.

Beim bekannten CDMA-Verfahren, siehe bspw. das CDMA-Übertra­ gungssystem nach DE 43 16 939 A1, bei dem zusätzlich für eine Datenschätzung Verbund-Wahrscheinlichkeitsverteilungen be­ rücksichtigt werden, können mehrere Teilnehmer desselben CDMA-Verfahrens gleichzeitig in einem einzigen Übertragungs­ kanal Informationen übertragen. Die Informationen werden in Symbolen mit bestimmten Symbolwerten hinterlegt. Im Falle zweier Symbolwerte handelt es sich um binäre Symbole. Möglich sind aber auch mehr als zwei Symbolwerte. Jedem Teilnehmer wird ein Code-Schlüssel zugeordnet, mit dem die zu sendenden Symbolwerte verschlüsselt werden. An einem Empfänger überla­ gern sich dann die von den verschiedenen Teilnehmern gleich­ zeitig gesendeten Signale zu einem Empfangssignal. Im Emp­ fänger können aus dem Empfangssignal mit Hilfe der auch im Empfänger bekannten Code-Schlüssel die Symbolwerte für die einzelnen Teilnehmer wieder dekodiert werden. Dazu wird z. B. für einen ersten Teilnehmer das bereits vorverarbeitete Emp­ fangssignal mit dem Code-Schlüssel des ersten Teilnehmers kreuzkorreliert.

Das CDMA-Verfahren wird auch in Mobilfunknetzen eingesetzt, in denen jedoch eine Vielzahl von Störungen bei der Übertra­ gung von Signalen zwischen einer Mobilstation und einer Ba­ sisstation auftreten. Diese Störungen sind zum Beispiel dar­ auf zurückzuführen, daß sich die Mobilstation mit einer Ge­ schwindigkeit von z. B. 300 km/h bewegt. Außerdem treten Mehrfachreflexionen des gesendeten Signals, Gleichkanalstö­ rungen und Rauschen auf. Die Folge ist, daß in der Basissta­ tion und der Mobilstation stark verzerrte und gestörte Si­ gnale empfangen werden. Um aus den stark gestörten Empfangs­ signalen die gesendete Information zu gewinnen, wird seit langem der Viterbi-Algorithmus eingesetzt. Dieser Algorithmus wurde zum Beispiel von G.D. Forney, Jr., in den "Proceedings of the IEEE", Band 61, Nummer 3, März 1973, Seite 268 bis 278, erläutert. Die Grundidee des Viterbi-Algorithmus besteht darin, daß im Empfänger das Übertragungsverhalten des Kanals zwischen Sender und Empfänger nachgebildet wird, wozu eine Kanal-Impulsantwort {H}=[h1, . . ., hK] ermittelt wird. Dabei gibt K die Anzahl der Abtastwerte beim Ermitteln der Impuls­ antwort {H} an. Eine geschweifte Klammer bedeutet im folgen­ den, daß es sich um eine Folge von Werten handelt; eckige Klammern geben die konkreten Werte der Folge an. Da der konkrete Wert für K meist kleiner ist, als die Anzahl von Symbolen, die durch einen Teilnehmer in einer Sequenz (sogenannter Burst), gesendet werden, wird beim Viterbi-Algo­ rithmus die Symbolfolge in mehreren Schritten sk abschnitts­ weise beginnend mit den ersten gesendeten Symbolen betrach­ tet. Da im Empfänger die tatsächlich gesendete Symbolfolge nicht bekannt ist, werden alle in Frage kommenden Symbolfol­ gen oder zumindest ein Teil der in Frage kommenden Symbolfol­ gen im Empfänger generiert. Aus den in Frage kommenden Sym­ bolfolgen werden dann durch Faltung mit der Impulsantwort {H} Empfangsfolgen generiert, die anschließend mit der tatsäch­ lich empfangenen Empfangsfolge verglichen werden. Von den in Frage kommenden Symbolfolgen wird die Symbolfolge als gesen­ det angenommen, deren zugehörige generierte Empfangsfolge die geringsten Abweichungen von der tatsächlich empfangenen Empfangsfolge hat.

Um den Aufwand zu reduzieren, werden beim bekannten Viterbi-Algorithmus beim Vergleich für die Abschnitte der Symbolfol­ gen sogenannte Metrikinkremente berechnet, die anschließend zu einer Gesamtmetrik für eine der in Frage kommenden Sym­ bolfolgen addiert werden. Zu vorgegebenen Schritten sk gibt es beim Durchführen des Viterbi-Algorithmus eine Anzahl von Symbolfolgen bzw. Symbolvektoren {gQm(sk)} = [gqm(sk)1, . . ., gqm(sk)L-1]. Dabei kennzeichnet m die verschiedenen in Frage kommenden Symbolvektoren zu einem bestimmten Schritt sk; L kennzeichnet die Anzahl von Symbolen in unten erläuterten Übergängen. Wird im Verlaufe des Viterbi-Algorithmus die nächste Teilsymbolfolge betrachtet, so wird genau ein Symbol von links in den Symbolvektor {gQm(sk)} geschoben, so daß sich ein Symbolvektor {gQm(sk+1) }=[gqm(sk+1)1 . . ., gqm(sk+1)L -1] ergibt. Einzelne Symbole innerhalb eines Vektors sind hierbei durch Nachstellen einer Zahl gekennzeichnet. Die er­ sten L-2 Elemente des Symbolvektors {gQm(sk)} stimmen mit den letzten L-2 Elementen des Symbolvektors {gQm(sk+1)} überein. Die Symbolvektoren {gQm} werden auch als Zustände bezeichnet. Für den Übergang vom Zustand {gQm(sk)} zu einem Zustand {gQm(sk+1} beim Einschieben eines Symbols, kann auch ein Übergangsvektor {gSm(sk)}=[gsm(sk)1, . . ., gsm(sk+1)L] definiert werden, dessen erstes Element gsm(sk)1 mit dem Element gqm(sk+1)1 überein stimmt. Die weiteren Elemente des Über­ gangsvektors {gSm(sk+1)} sind mit denen des Zustandsvektor {gQm(sk)} identisch.

Beim Viterbi-Algorithmus gibt die Anzahl der in Frage kommen­ den Symbolvektoren {gQm(sk)} bzw. die Anzahl der möglichen Übergangsvektoren {gSm(sk)} einen Anhaltspunkt für den in je­ dem Schritt des Viterbi-Algorithmus durchzuführenden Aufwand an.

Soll der Viterbi-Algorithmus in einem Empfänger verwendet werden, in dem das CDMA-Verfahren angewendet wird, so poten­ ziert sich der Aufwand. Vorgeschlagen wurde ein Verfahren, das auch als Vektor-Viterbi-Algorithmus bezeichnet wird, weil mehrere Zustandsvektoren einen kombinierten Zustandsvektor bilden. Eine Darstellung des Vektor-Viterbi-Algorithmus be­ findet sich zum Beispiel in einem Artikel von W. van Etten, in "IEEE Transactions on Communications", Februar 1976, Seite 276 bis 283. Der bekannte Vektor-Viterbi-Algorithmus hat auf­ grund der Länge L_*N der Übergangsvektoren, in denen Symbole für N Teilnehmer enthalten sind einen erhöhten Rechenaufwand zur Folge, der die Durchführbarkeit des Vektor-Viterbi-Algo­ rithmus in Frage stellt. Zumindest wird aber die Anzahl N der Teilnehmer, die gleichzeitig in einem Kanal senden dürfen, beschränkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Ermitteln ei­ ner von mindestens zwei nach dem CDMA-Verfahren codierter Symbolfolgen in einem Empfänger anzugeben, das mit geringem Rechenaufwand auch bei einer Vielzahl von Teilnehmern durch­ geführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, bei dem die folgenden Schritte aus­ geführt werden:

• a) Aus dem Empfangssignal werden die Übertragungskanäle der beiden Teilnehmer abgeschätzt, wobei für jeden abge­ schätzten Übertragungskanal eine Folge von Kanalschätz­ werten erzeugt wird,
• b) aus dem Empfangssignal wird für jedes gesendete Symbol ein Empfangswertvektor ermittelt, der mindestens zwei Komponenten enthält,
• c) aus dem Empfangswertvektor und den Kanalschätzwertfolgen wird unter Verwenden des Viterbi-Algorithmus unter Be­ rücksichtigung von Metrikinkrementen für Zustands-Über­ gänge die Symbolwertfolge ermittelt,

wobei zur Berechnung mindestens eines Metrikinkrements mindestens ein Fehlerwert gebildet wird, der ein Maß für eine Abweichung des Empfangswertvektors von einem Soll-Empfangswertvektor ist, der mit Hilfe der Kanal­ schätzwertfolgen für die beiden Teilnehmer erzeugt wird,
und wobei beim Berechnen des Fehlerwerts für den ersten Teilnehmer eine Folge derjenigen Symbolwerte verwendet wird, die den zum Metrikinkrement gehörenden Übergang eindeutig definiert.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der bisher für das CDMA-Verfahren vorgeschlagene Vektor-Viterbi-Algorithmus aufgrund der Vereinigung mehrerer Zustandsvektoren zu einem kombinierten Zustandsvektor einen unvertretbar hohen Rechen­ aufwand zur Folge hat. Deshalb wird bei der Erfindung jeder Einzelschritt des Viterbi-Algorithmus für jeden Teilnehmer des CDMA-Verfahrens getrennt durchgeführt, d. h. es werden individuelle Viterbi-Algorithmen verwendet. Eine Verkopplung der individuellen Viterbi-Algorithmen ist lediglich indirekt über den Austausch von bereits für andere Teilnehmer berech­ neter Metrik vorgesehen. Bei der Erfindung wird für den Teilnehmer, für den der individuelle Viterbi-Algorithmus durchgeführt wird, eine Folge derjenigen Symbolwerte verwen­ det, die den zum Metrikinkrement gehörenden Übergang eindeu­ tig definiert. Eindeutig bedeutet dabei, daß Übergänge für die anderer Teilnehmer zum Definieren des zum Metrikinkrement gehörenden Übergangs nicht herangezogen werden. Überraschen­ derweise zeigt sich, daß der Aufwand zur mehrmaligen Durch­ führung individueller Viterbi-Algorithmen erheblich unter dem Aufwand für ein einmaliges Durchführen des Vektor-Viterbi- Algorithmus liegt.

Die Erfindung geht außerdem von der Überlegung aus, daß beim Durchführen des Viterbi-Algorithmus für Symbole, die mit dem CDMA-Verfahren codiert wurden, beim Berechnen der Metrikin­ kremente für alle Teilnehmer des CDMA-Verfahrens Symbole festgelegt werden müssen. Dieses Problem tritt beim bekannten Viterbi-Algorithmus nicht auf. Die Wahl der Symbolfolgen für die anderen Teilnehmer erfolgt bei der Erfindung aufzweckmä­ ßige Art und Weise, wie sie in den Unteransprüchen angegeben ist. Es zeigt sich, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren ein Ermitteln der Symbolfolgen für den jeweiligen Teilnehmer möglich ist, auf den sich der individuelle Viterbi-Algorith­ mus bezieht. Das Ermitteln gelingt um so besser, je näher die für die anderen Teilnehmer festgelegten Symbolwertfolgen mit den tatsächlich gesendeten Symbolwertfolgen übereinstimmen.

Da nur in einem Idealfall davon ausgegangen werden kann, daß für die anderen Teilnehmer die gesendeten Symbolwertfolgen bereits beim Durchführen des Viterbi-Algorithmus nach der Er­ findung bekannt sind, wird bei der Erfindung zur Berechnung eines betrachteten Metrikinkrements mindestens ein Fehlerwert berechnet. Die Anzahl der Fehlerwerte wird bei der Erfindung durch die Anzahl von Symbolwertfolgen bestimmt, die für den zweiten Teilnehmer wahrscheinlich sind. Im negativen Extrem­ fall ist nichts über die Symbolwertfolgen des zweiten Teil­ nehmers bekannt, so daß für jede mögliche Symbolwertfolge ein Fehlerwert gebildet wird. Im positiven Extremfall ist die wahrscheinlichste Symbolwertfolge des anderen Teilnehmers zum betrachteten Zeitpunkt bekannt, so daß nur ein einziger Fehlerwert pro Metrikinkrement berechnet wird. Die verfügba­ ren Informationen über die Symbolwertfolgen der anderen Teil­ nehmer richten sich z. B. danach, ob die individuellen Viter­ bi-Algorithmen schrittweise parallel oder schrittweise hin­ tereinander ausgeführt werden. Selbst wenn bereits Informa­ tionen vorliegen, ist es zum Vermeiden von Fehlern zweckmäßig mehrere Symbolwertfolgen für die anderen Teilnehmer bei der Berechnung des Metrikinkrements zu berücksichtigen, wenn die Richtigkeit der vorliegenden Information nicht vollständig sicher ist.

Durch die Erfindung verringert sich der Rechenaufwand gegen­ über dem Vektor-Viterbi-Algorithmus erheblich, da die Anzahl der Teilnehmer in die Anzahl der benötigten Rechenoperationen nicht mehr exponentiell, sondern annähernd linear eingeht. Der Rechenaufwand verringert sich erheblich durch die Erfin­ dung. Außerdem verringert sich bei der Erfindung der Spei­ cheraufwand für die Durchführung des Viterbi-Algorithmus, da die Anzahl der Teilnehmer nur noch linear in den Speicherauf­ wand eingeht. Das liegt zum einen daran, daß die Anzahl möglicher Übergänge aufgrund der kürzeren Übergangsvektoren gegenüber dem Vektor-Viterbi-Algorithmus verringert wird und daß zum anderen für das Abspeichern der Pfade bei der Durch­ führung des Viterbi-Algorithmus weniger Speicherplatz benö­ tigt wird.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird beim Berech­ nen des Fehlerwerts für den zweiten Teilnehmer eine Folge von Symbolwerten verwendet, die mit großer Wahrscheinlichkeit ein Abschnitt einer zum Zeitpunkt des Übergangs durch den zweiten Teilnehmer gesendeten Symbolfolge ist. Durch diese Maßnahme wird der Aufwand zur Berechnung des Metrikinkrements maximal reduziert. Da oft jedoch die wahrscheinlichste Folge von Sym­ bolwerten für den zweiten Teilnehmer nicht bekannt ist, muß ein Kompromiß zwischen möglicher Fehlentscheidung und Aufwand eingegangen werden. Aus diesem Kompromiß resultiert dann die tatsächlich betrachtete Anzahl von Symbolwertfolgen für den zweiten Teilnehmer bei Berechnung des jeweiligen Metrikinkre­ ments.

Werden alle theoretisch in Frage kommenden Symbolwertfolgen für den zweiten Teilnehmer bei der Berechnung des Metrikin­ krements betrachtet, so tritt eine Mitteilung auf. Da die Me­ trikinkremente das Entscheidungskriterium sind, nach dem zwi­ schen den verschiedenen in Frage kommenden Symbolfolgen für den ersten Teilnehmer ausgewählt wird, ist diese Auswahl durch den zweiten Teilnehmer aufgrund der Mittlung kaum ge­ stört, und erfolgt somit optimal. Dies geschieht durch eine ODER-Verknüpfung der betrachteten Möglichkeiten für den zweiten Teilnehmer.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden als Maß für die Wahrscheinlichkeit Metriken verwendet, die für den zweiten Teilnehmer in einem zweiten Viterbi-Algorith­ mus berechnet werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird so­ mit parallel für jeden Teilnehmer des CDMA-Verfahrens ein in­ dividueller Viterbi-Algorithmus durchgeführt. Die Zwischener­ gebnisse können bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wechselweise zur Verbesserung der Endergebnisse der beiden individuellen Viterbi-Algorithmen verwendet werden. Die Anzahl von Zwischenergebnissen, welche aus dem jeweils ande­ ren individuellen Viterbi-Algorithmus verwendet wird, läßt sich zwischen eins und einer Maximalanzahl festlegen, welche durch die möglichen Kombinationen von Symbolen in einem Übergangsvektor gegeben ist. Die tatsächlich verwendete Zahl hängt z. B. von dem zu vertretenden Aufwand ab. Auf jeden Fall sollte die Zahl verwendeter Zwischenergebnisse so hoch sein, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht in eine Richtung gezwungen wird, die ein zu starkes Abweichen der ermittelten Symbolwertfolge von der tatsächlichen Symbolwertfolge zur Folge hat.

Das Berechnen der Fehlerwerte kann in mehrere Abschnitte un­ terteilt werden. In diesem Fall werden Beiträge zum Fehler­ wert für den ersten und den zweiten Teilnehmer getrennt be­ rechnet. Dies kann zum einen durch zeitlich parallele Be­ rechnung oder eine zeitlich aufeinanderfolgende Berechnung geschehen. Die parallele Berechnung führt zu einer Verringe­ rung des notwendigen Zeitaufwands zur Berechnung der Fehler­ werte und die serielle Berechnung gestattet es, den schal­ tungstechnischen Aufwand für die Berechnung gering zu halten, da z. B. Speicher mehrfach genutzt werden können.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Empfangs­ wertvektor durch Abtastung des Empfangssignals mit einem Subsymboltakt erzeugt, der auch als Chiptakt bezeichnet wird. Diese Maßnahme gestattet es, den Empfangswertvektor auf ein­ fache Art und Weise aus dem Empfangssignal zu erzeugen.

In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Empfangswertvektor durch eine Filterbank erzeugt (matched filter). Dieses Verfahren ermöglicht eine Unterabtastung des Empfangssignals ohne wesentlichen Informationsverlust. Durch die Unterabtastung wird erreicht, daß die Berechnung der Feh­ lerwerte auf Symbole bezogen werden kann. Demzufolge sinkt im Vergleich zu einer Fehlerberechnung bezogen auf den Subsym­ boltakt die notwendige Geschwindigkeit für den Echtzeit-Be­ trieb. Durch die parallele Verarbeitung der durch die Filter­ bank erzeugten Werte kommt es zu einem schaltungstechnischen bzw. softwaretechnischen Mehraufwand. Der Gesamtaufwand bei Einsatz der Filterbank liegt aber unter dem Aufwand bei der Fehlerberechnung im Subsymboltakt, da üblicherweise mehr Subsymbole (Chips) pro Symbol verwendet werden, als Teilneh­ mer vorhanden sind.

Bei der Filterung müssen bereits Kanalschätzfunktionen für die Übertragungskanäle des ersten und des zweiten Teilnehmers bekannt sein. Aus diesen Kanalschätzfunktionen läßt sich die Kanalschätzwertfolge auf einfache Art und Weise erzeugen. Handelt es sich um analoge Filter, so wird die Kanalschätz­ funktion abgetastet. Bei digitalen Filtern müssen nur Koeffi­ zienten der Kanalschätzfunktion übernommen werden.

Die Erfindung betrifft außerdem einen Empfänger zum Ermitteln einer CDMA-codierten Symbolfolge aus einem Empfangssignal. Dieser Empfänger realisiert das erfindungsgemäße Verfahren. Somit übertragen sich die oben genannten Wirkungen auch auf dem Empfänger.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Durchführung des Viterbi-Algorithmus auch für Symbolwerte technisch realisier­ bar wird, die nach dem CDMA-Verfahren codiert sind. Außerdem kann durch die in den Ausführungsbeispielen angegebenen Maß­ nahmen erreicht werden, daß der Aufwand weiter gesenkt wird.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 die Signalbearbeitung für zwei Teilnehmer des CDMA-Verfahrens,

Fig. 2 eine Darstellung des Symboltakts und des Subsymboltakts,

Fig. 3 ein Blockschaltbild für die Nachbildung von vier Empfangssignalen,

Fig. 4 die Gruppen zur Berechnung der Metrikinkre­ mente im individuellen Viterbi-Algorithmus,

Fig. 5 ein Blockschaltbild für die Berechnung der neuen Metrik im individuellen Viterbi-Algo­ rithmus,

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung einer Schaltungsar­ chitektur für die Durchführung des individu­ eller Viterbi-Algorithmen.

Fig. 7 ein zweites Ausführungsbeispiel zur Durchfüh­ rung individueller Viterbi-Algorithmen.

Fig. 1 zeigt die Signalverarbeitung für zwei Teilnehmer Tln1 und Tln2 in einem Mobilfunknetz, in welchem das CDMA-Verfah­ ren zum Austausch von Informationen zwischen den Teilnehmern Tln1, Tln2 und einem Empfänger E1 in einer feststehenden Ba­ sisstation genutzt wird. Die Teilnehmer Tln1 und Tln2 können sich bezüglich des Empfängers E1 bewegen und senden bzw. emp­ fangen im gleichen Frequenzbereich zur gleichen Zeit. Der Teilnehmer Tln1 sendet im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ei­ ne Information I1, z. B. ein Sprachsignal. Die Information I1 wird in einer faltungscodierten Symbolfolge {S1} hinterlegt. Im Ausführungsbeispiel können die einzelnen Symbole s1 der Symbolfolge {S1} die numerischen Werte "1" oder "-1" anneh­ men, so daß es sich um einen Binärfolge handelt. Die Symbol­ folge {S1} wird mit einem dem Teilnehmer Tln1 zugeordneten Schlüssel C1 codiert und anschließend in einem Sender 10 in ein erstes Sendesignal umgewandelt, das über eine Antenne 12 abgestrahlt wird. Das über die Antenne 12 abgestrahlte Sende­ signal breitet sich in Richtung einer Empfangsantenne 14 aus, die Bestandteil des Empfängers E1 ist. Zwischen der Antenne 12 und der Empfangsantenne 14 befindet sich somit ein erster Übertragungskanal Ü1. Bei der Übertragung wird das von der Antenne 12 abgestrahlte Sendesignal durch Störungen F1 ge­ stört, die z. B. durch Mehrwegausbreitung entstehen.

Eine Information I2, die z. B. Teil einer Datenfolge ist, wird durch den Teilnehmer Tln2 in einer faltungscodierten Symbol­ folge {S2}, hinterlegt. Die Symbolfolge {S2} ist ebenfalls eine Binärfolge. Mit Hilfe eines Schlüssels C2, der dem Teil­ nehmer Tln2 zugeordnet ist, wird die Symbolfolge {S2} co­ diert, in ein Sendesignal umgewandelt und von einem Sender 16 über eine Antenne 18 abgestrahlt. Das abgestrahlte Sende­ signal der Antenne 18 trifft ebenfalls auf die Empfangsan­ tenne 14. Zwischen Antenne 18 und Empfangsantenne 14 exi­ stiert somit ein zweiter Übertragungskanal Ü2, in dem eben­ falls Störungen F2 auftreten.

An der Empfangsantenne 14 kommt es zur Überlagerung der über die Antenne 12 und die Antenne 18 abgestrahlten Sendesignale, so daß im Empfänger E1 nur ein einziges Empfangssignal z(t) empfangen wird. Das Empfangssignal z(t) wird in einem Subsym­ boltakt SST (sogenannter Chiptakt) abgetastet, wobei eine Empfangsfolge {Z} entsteht. Die Empfangsfolge {Z} wird im Empfänger E1 zum Ermitteln einer Kanalschätzfolge {H1} für den Übertragungskanal Ü1 und zum Ermitteln einer Kanalschätz­ folge {H2} für den Übertragungskanal Ü2 verwendet. In der Kanalschätzfolge {H1} bzw. {H2} ist außerdem der Einfluß der Modulation im Sender 10 bzw. 16 berücksichtigt. Die beiden Kanalschätzfolgen {H1}, {H2} können während eines sogenannten Bursts unverändert sein oder aber an eine Veränderung der Übertragungskanäle Ü1 und Ü2 angepaßt werden.

Aus der Empfangsfolge {Z}, den Kanalschätzungen {H1}, {H2} und den auch im Empfänger E1 bekannten Schlüsseln C1 und C2 werden im Empfänger E1 mit Hilfe von durch einen Block 20 dargestellten individuellen Viterbi-Algorithmen die faltungs­ codierten Symbolfolgen {S1} und {S2} abgeschätzt. Dabei entsteht für den ersten Teilnehmer Tln1 eine geschätzte Symbolfolge {S1+} und für den Teilnehmer Tln2 eine geschätzte Symbolfolge {S2+}. Aus den im Empfänger E1 geschätzten Sym­ bolfolgen {S1+} bzw. {S2+} wird unter Zuhilfenahme eines Fal­ tungsdekodierers (nicht dargestellt) für den ersten Teilneh­ mer Tln1 eine Information I1+ bzw. für den zweiten Teilnehmer Tln2 eine Information I2+ ermittelt. Die Information I1+ stimmt im wesentlichen mit der Information I1 überein. Das­ selbe trifft für die Information I2 und die Information I2+ zu.

Fig. 2 zeigt eine Periodendauer T des Symboltakts ST und eine Periodendauer Ts des Subsymboltakts SST. Ein Ausschnitt 50 aus der Symbolfolge {S1} enthält ein Symbol "1" und ein Sym­ bol "-1". Der Schlüssel C1 wird durch vier aufeinanderfol­ gende Abtastwerte 52 bis 58 definiert. Die Abtastwerte 52 und 54 sind in der Fig. 2 normiert und haben einen Wert von "+1". Die beiden ebenfalls normierten Abtastwerte 56 und 58 haben jeweils einen Wert von "-1". Zwischen zwei benachbarten Abtastwerten, z. B. zwischen dem Abtastwert 52 und dem Ab­ tastwert 54 liegt eine Zeit Ts, die den Subsymboltakt SST de­ finiert. Ein Ausschnitt 60 der codierten Symbolfolge {S1} zeigt das Ergebnis der Codierung des Ausschnitts 50 mit dem Schlüssel C1. In dem Ausschnitt 60 der codierten Symbolfolge {S1} lassen sich zwei Teilfolgen 62 und 64 unterscheiden. Die Teilfolge 62 ist die verschlüsselte "1" und die Teilfolge 64 ist die verschlüsselte "-1". Für das Verschlüsseln eines Symbols wird eine Zeit T benötigt, die das Vierfache der Zeit Ts ist. Die Zeit T definiert den Symboltakt ST.

Ein Ausschnitt 70 aus der Symbolfolge {S2} wird ebenfalls codiert, wobei jedoch der Schlüssel C2 verwendet wird. Vier Abtastwerte 72 bis 78 des Schlüssels C2 sind so vorgegeben, daß eine Multiplikation der Abtastwerte 52, 54, 56 bzw. 58 mit dem Abtastwert 72, 74, 76 bzw. 78 mit einer anschließen­ den Summation über die Produkte zum Wert Null führt. Mit an­ deren Worten sind die beiden Schlüssels C1 und C2 orthogonal zueinander. Beim Codieren des Ausschnitts 70 aus der Symbol­ folge {S2} mit dem Schlüssel C2 entsteht ein Ausschnitt 80 aus der codierten Symbolfolge {S2}. Eine erste Teilfolge 82 ist die Codierung eines ersten Symbols "1" im Ausschnitt 70, und eine Teilfolge 84 enthält ein zweites Symbol "1" des Aus­ schnitts 70. Die Teilfolge 62 wird synchron zur Teilfolge 82 erzeugt. Einen Symboltakt später wird dann die Teilfolge 64 synchron mit der Teilfolge 84 erzeugt. Die Synchronität muß jedoch nicht in jedem Fall gegeben sein und wird im allgemei­ nen durch die Übertragungskanäle Ü1, Ü2 zerstört.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild für die Nachbildung von je­ weils vier Empfangswerten y1, y2, y3 und y4, die mit Werten z1, z2, z3 und z4 der Empfangsfolge {Z} beim Durchführen des modifizierten Viterbi-Algorithmus verglichen werden, wenn für einen Übergang {gS1m(sk)} für den Teilnehmer Tln1 das Metrik­ inkrement berechnet wird. Die Bezeichnung {gS1m(sk)} ist so zu interpretieren, daß es sich bei dem Übergang um eine ge­ schätzte Teilfolge der Symbolfolge {S1} zu einem diskreten Schritt sk bei der Durchführung des Viterbi-Algorithmus han­ delt. Der Kleinbuchstabe m gekennzeichnet den betrachteten Übergang eindeutig. Einzelne Symbole des Übergangs {gS1m(sk)} werden durch Nachstellen einer Zahl gekennzeichnet, z. B. gs1m(sk)1.

Beim modifizierten Viterbi-Algorithmus nach dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der be­ kannte Viterbi-Algorithmus trotz Anwendung des CDMA-Verfah­ rens separat für jeden Teilnehmer Tln1, Tln2 durchgeführt. Die folgenden Ausführungen beziehen sich im wesentlichen auf einen individuellen Viterbi-Algorithmus zur ausschließlichen Bestimmung der Symbolfolge {S1+}. Das Verfahren zur Bestim­ mung der Symbolfolge {S2+} erfolgt jedoch auf analoge Weise.

Für jeden betrachteten Übergang {gS1m(sk)} werden in jedem diskreten Schritt sk die Metrikinkremente nach der folgenden Formel oder einer geeigneten Näherung für diese Formel be­ rechnet:

Dabei kennzeichnen M das jeweilige Metrikinkrement, einen Vektor mit den Komponenten z1, z2, z3 und z4, der erste ver­ tikale Strich die bedingte Wahrscheinlichkeit, log die Log­ arithmusfunktion, exp die Exponentialfunktion, die weiteren vertikalen Striche den absoluten Betrag, σ die Rauschlei­ stungsdichte, n eine Laufvariable, SZ die Anzahl verschiede­ ner Symbole in einer Symbolmenge, aus der die Symbole für die Symbolwertfolgen bzw. für die Übergänge entnommen werden, L eine Symbolanzahl der Symbole pro Übergang und n einen Vek­ tor mit den Komponenten y1, y2, y3 und y4, wobei die Laufva­ riable n den bei der Berechnung der Komponenten von n fest­ zulegenden Übergang für den zweiten Teilnehmer Tln2 kenn­ zeichnet. Der Ausdruck |-n| wird auch als Fehlerwert e be­ zeichnet.

Im folgenden wird für die Symbolanzahl L der Übergänge {gS1(sk)} der Wert drei festgelegt. Werden alle Kombinationen von drei Symbolen mit jeweils einem der beiden Symbolwerte "+1" und "-1" gebildet, so ergeben sich 2ˆL, d. h. acht mög­ liche Übergänge {gS1(sk)}. Somit sind in jedem Schritt sk Me­ trikinkremente für m=1 bis m=2ˆL=8 zu berechnen.

In Fig. 3 ist die Berechnung von n sowie die Berechnung von eˆ2 für einen Summanden der Metrik-Formel (1) dargestellt. Letztlich wird mit der gezeigten Anordnung der Fig. 3 der Einfluß der Übertragungskanäle Ü1, Ü2 auf Teilabschnitte der Symbolfolgen {S1}, {S2} nachgebildet. Für den Teilnehmer Tln1 wird als in Frage kommende Teilfolge der Symbolfolge {S1} der Übergang {gS1m(sk)} betrachtet. Für den Teilnehmer Tln2 wird ein Teilabschnitt {gS2m(sk)} der Symbolfolge {S2} festgelegt. Der Zugriff auf die Symbole des Übergangs {gS1m(sk)} wird durch Verzögerungsglieder 100 und 102 dargestellt. Ist die Symbolzahl L größer als drei, so werden weitere Verzögerungs­ glieder 104 verwendet. Die Verzögerungsglieder 100, 104, 102 sind mit Bussystemen 106, 107, 108 bzw. 109 aus jeweils vier Leitungen hintereinander verbunden. Das Bussystem 106 ist mit den Eingängen des Verzögerungsglieds 100 verbunden. Das Bussystem 107 führt von Ausgängen des Verzögerungsglieds 100 zu Eingängen des Verzögerungsglieds 104 bzw., wenn dieses nicht vorhanden ist, zu Eingängen des Verzögerungsglieds 102. Außerdem führt das Bussystem 108 gegebenenfalls von den Aus­ gängen des Verzögerungsglieds 104 zu den Eingängen des Verzö­ gerungsglieds 102. Schließlich ist das Verzögerungsglied 102 ausgangsseitig mit dem Bussystem 109 verbunden.

Der Zugriff auf die Symbole des Übergangs {gs2m(sk)} wird durch Verzögerungsglieder 110 und 112 dargestellt. Für eine Symbolanzahl L größer als drei werden weitere Verzögerungs­ glieder 114 verwendet. Die Verzögerungsglieder 110 bis 114 sind über Bussysteme 116 bis 119 aus jeweils vier Leitungen analog zu den Verzögerungsgliedern 100 bis 104 hintereinander verbunden.

Die Symbole gs1m(sk) werden mit Hilfe des Schlüssels C1 ver­ schlüsselt, so daß jeweils vier Abtastwerte entstehen. Die Abtastwerte für das Symbol gs1m(sk)1 werden mit a1, a2, a3 und a4 bezeichnet. Analog dazu werden die Abtastwerte für das zweite Symbol gs1m(sk)2 bzw. für das dritte Symbol gs1m(sk)3 mit a5 bis a8 bzw. mit a9 bis a12 bezeichnet. Der Abtastwert a1, a5 bzw. a9 ist auf der ersten Leitung des Bussystems 106, 107 bzw. 109, der Abtastwert a2, a6 bzw. a10 ist auf der zweiten Leitung des Bussystems 106, 107 bzw. 109, der Abtast­ wert a3, a7 bzw. a11 ist auf der dritten Leitung des Bussy­ stems 106, 107 bzw. 109 und der Abtastwerte a4, a8 bzw. a12 ist auf der vierten Leitung des Bussystems 106, 107 bzw. 109 verfügbar.

Die Symbole des Übergangs {gS2n(sk)} werden mit dem Schlüssel C2 verschlüsselt, so daß wiederum jeweils vier Abtastwerte entstehen, die für das erste Symbol gs2m(sk)1 mit b1 bis b4, für das zweite Symbol gs2m(sk)2 mit b5 bis b8 und für das dritte Symbol gs2m(sk)3 mit b9 bis b12 bezeichnet sind. Der Abtastwert b1, b5 bzw. b9 ist auf der ersten Leitung des Bus­ systems 116, 117 bzw. 119, der Abtastwert b2, b6 bzw. b10 ist auf der zweiten Leitung des Bussystems 116, 117 bzw. 119, der Abtastwert b3, b7 bzw. b11 ist auf der dritten Leitung des Bussystems 116, 117 bzw. 119 und der Abtastwerte b4, b8 bzw. b12 ist auf der vierten Leitung des Bussystems 116, 117 bzw. 119 verfügbar.

Die jeweiligen Abtastwerte a1 bis a12 werden mit der Kanal­ schätzfolge {H1} gefaltet, wobei deren Koeffizienten h1,1 bis h1,12 verwendet werden. Die Abtastwerte b1 bis b12 werden mit der zweiten Kanalschätzfolge {H2} gefaltet, wobei deren Koef­ fizienten h2,1 bis h2,12 verwendet werden. Bei der Faltung werden vier Summen gebildet, die durch Blöcke 120 bis 126 dargestellt werden, die jeweils an ihrem Ausgang die nachge­ bildeten Empfangswerte y1, y2, y3 und y4 haben. Das Erzeugen der Eingangswerte für die Blöcke 120 bis 126 wird anhand der Symbole gs1m(sk)1 und gs2n(sk)1 exemplarisch erläutert. Der Abtastwert a1 wird mit dem Koeffizienten h1,1 multipliziert und das Ergebnis wird anschließend als Summand für die Sum­ menbildung im Block 120 verwendet. Die Abtastwerte a2, a3 bzw. a4 werden mit den Koeffizienten h1,2; h1,3 bzw. h1,4 multipliziert, wobei die so entstehenden Produkte zur Summa­ tion im Block 122, 124 bzw. 126 verwendet werden. Der Abtast­ wert b1 wird mit dem Koeffizienten h2,1 multipliziert und das Ergebnis wird im Block 120 weiterverarbeitet. Die Abtastwerte b2, b3 bzw. b4 werden mit den Koeffizienten h2,2; h2,3 bzw. h2,4 multipliziert. Anschließend wird das zum Abtastwert b2 gehörende Produkt im Block 122, das zum Abtastwert b3 gehö­ rende Produkt im Block 124 und das zum Abtastwert b4 gehö­ rende Produkt im Block 126 weiterverarbeitet. In den Blöcken 120 bis 126 wird somit auch die Überlagerung an der Empfangs­ antenne 14 nachgebildet.

In Fig. 3 ist außerdem die Empfangsantenne 14 dargestellt, die das Empfangssignal z(t) empfängt. Wie bereits erwähnt, entsteht durch Abtastung des mit der Empfangsantenne 14 emp­ fangenen Empfangssignals z(t) im Subsymboltakt SST die Emp­ fangsfolge {Z}. Aus dieser Empfangsfolge {Z} werden die zum diskreten Zeitpunkt tk gehörenden Subabtastwerte, d. h. die tatsächlichen Empfangswerte z1, z2, z3 und z4 entnommen. Die Abtastung wird in einer Abtasteinheit 130 durchgeführt. Die Bildung des Fehlerwerts e bzw. eines Fehlerwertquadrates eˆ2 kann nun nach der bekannten Betragsformel erfolgen:

e² = |-|² = (z1-y1)²+(z2-y2)²+(z3-y3)²+(z4-y4)² (2)

Diese Berechnung wird anhand der Fig. 5 unten erläutert. Zu­ vor soll jedoch der Einfluß der Laufvariable n bei der Be­ rechnung des Metrikinkrements nach Formel (1) dargestellt werden.

Fig. 4 zeigt in einem oberen Teil die zur Berechnung der Me­ trikinkremente m=1 bis m=8 in einem jeweiligen Schritt sk festzulegenden Übergänge {gS1m(sk)} und {gS2n(sk)}, wenn für den Teilnehmer Tln1 die Symbolfolge {S1+} ermittelt wird. In einem unteren Teil werden die festzusetzenden Übergänge {gS1m(sk)} und {gS2n(sk)} für den modifizierten Viterbi-Algo­ rithmus dargestellt, der für den Teilnehmer Tln2 die Symbol­ folge {S2+} ermittelt.

Bei einer Symbolanzahl L=3 gibt es für die Symbolwerte "1" und "-1" genau acht verschiedene Übergänge {gS1m(sk)}, wobei m von 0 bis 7 läuft. Anstelle der Schreibweise in geschweif­ ten Klammern wird nun eine einfachere Schreibweise verwendet, bei der die Übergänge mit U0 bis U7 bezeichnet werden. Der Übergang U0 ist durch die Symbolfolge "-1", "-1" und "-1" de­ finiert. Für die anderen Übergänge U1 bis U7 gilt, U1=[-1,- 1,+1] U2=[-1,+1,-1] U3=[-1,+1,+1] U4=[+1,-1,-1] U5=[+1,- 1,+1] U6=[+1,+1,-1] und U7=[+1,+1,+1].

Für die acht verschiedenen Übergänge {gS2n(sk)} mit n=0 bis n=8 werden ebenfalls andere Bezeichnungen U0′ bis U7′ defi­ niert. Die Übergänge U0′ bis U7′ sind wie die Übergänge U0 bis U7 definiert, z. B. U0′=[-1,-1,-1].

In Blöcken 150 bis 164 sind jeweils die Übergänge für den er­ sten Teilnehmer Tln1 und den zweiten Teilnehmer Tln2 darge­ stellt, die zur Berechnung der Metrikinkremente M(|U0) bis M(|U7) für den Teilnehmer Tln1 festzulegen sind. Soll z. B. für den Übergang U0 bzw. {gS1m(sk)} mit m=0 das Metrikinkre­ ment M(|U0) berechnet werden, so wird der Übergang U0 für den Teilnehmer Tln1 festgelegt und nacheinander mit den Über­ gängen U0′ bis U7′ für den Teilnehmer Tln2 kombiniert, wie im Block 150 dargestellt. Somit läuft die Laufvariable n der Formel (1) bei festem m=0 im Block 150 von n=0 bis n=7. Für jede Kombination, z. B. U0 und U0′, wird ein Beitrag zum Me­ trikinkrement M(|U0) berechnet. Die Berechnung der Metrikin­ kremente M(|U1) bis M(|U7) erfolgt analog für die Übergänge U1 bis U7, wie in den Blöcken 152 bis 164 gezeigt, wobei jedoch jeweils einer der Übergänge U1 bis U7 festgelegt wird.

Bei der Durchführung des individuellen Viterbi-Algorithmus für den Teilnehmer Tln2 werden die Metrikinkremente M(|U0′) bis M(|U7′) für einen der Übergänge U1′ bis U7′ berechnet, indem der jeweilige Übergang U0′ bis U7′ unverändert bleibt und sukzessive mit den Übergängen U0 bis U7 kombiniert wird. Diese Kombinationen sind in Blöcken 170 bis 184 dargestellt. In diesem Fall sind in Formel (1) die Buchstaben m und n zu vertauschen.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild für die Berechnung einer neuen Metrik 200 mit dem individuellen Viterbi-Algorithmus. Wie auch beim bekannten Viterbi-Algorithmus erfolgt ein Ver­ gleich zweier Metriken 202 und 204, von denen die kleinere Metrik ausgewählt und zur weiteren Verarbeitung bereitgehal­ ten wird. Das Auswählen und Vergleichen der Metriken 202 und 204 erfolgt in einem Auswahlblock 206.

Die Metrik 202 ist ein Maß für die Abweichung eines ersten sogenannten Pfades im Trellis von der Empfangsfolge {Z}. Der erste Pfad unterscheidet sich von anderen Pfaden dadurch, daß an seinem Ende der Übergang U0 auftritt.

Die Metrik 204 ist ein Maß für die Abweichung eines zweiten Pfades im Trellis von der Empfangsfolge {Z}. Dieser zweite Pfad unterscheidet sich von anderen Pfaden dadurch, daß an seinem Ende der Übergang U4 auftritt.

Der erste und der zweite Pfad vereinigen sich im Schritt sk, so daß zur weiteren Durchführung des Viterbi-Algorithmus nur der Pfad betrachtet wird, der die kleinste Metrik 202 bzw. 204 hat.

Die Metrik 202 wird in einem Summierer 208 aus der in einem Schritt sk-1 berechneten Metrik 212 für den ersten Pfad und dem Metrikinkrement M(|U0) durch Addition berechnet.

Die Metrik 204 wird in einem Summierer 210 durch Addition der im Schritt sk-1 berechneten Metrik 214 für den zweiten Pfad und dem Metrikinkrement M(|U4) für den Übergang U0 berech­ net.

Das Metrikinkrement M(|U0) wird in einem Block 216 aus vier Fehlerwerten e1 bis e4 berechnet. Die Fehlerwerte e1, e2, e3 bzw. e4 werden in Subtrahierern 218, 220, 222 bzw. 224 be­ rechnet. Für die Fehlerwerte e1 bis e4 gilt dabei: e1=z1-y1, e2=z2-Y2, e3=z3-y3, e4=z4-y4. Damit die Formel (1) für m=0 im Block 210 vollständig berechnet wird, werden nacheinander für n=0 bis n=7 die nachgebildeten Empfangswerte y1 bis y4 gemäß Fig. 3 bestimmt und mit den tatsächlichen Empfangswerten z1 bis z4 in dem Summierern 218 bis 224 verknüpft (vgl. auch Fig. 4, Block 150).

In einem Block 216′ erfolgt auf ähnliche Weise die Berechnung des Metrikinkrements M(|U4) gemäß Formel (1) für m=4. In vier Summierern 218′ bis 224′ werden vier Fehlerwerte e1′ bis e4′ berechnet, wobei gilt: e1′=z1-y1′, e2′=z1-y2′, e3′=z3-y3′, e4′=z4-y4′. Dabei sind y1′, y2′, y3′ und y4′ nachgebil­ dete Empfangswerte. Die Empfangswerte y1′ bis y4′ können mit der Schaltung gemäß Fig. 3 zeitlich nach der Berechnung der Empfangswerte y1 bis y4 berechnet werden. Möglich ist aber auch eine gleichzeitige Berechnung der nachgebildeten Emp­ fangswerte y1 bis y4 und y1′ bis y4′ in zwei Schaltungen ge­ mäß Fig. 3.

Die Berechnung des Metrikinkrements M(|U4) gemäß Formel (1) erfordert, daß die nachgebildeten Empfangswerte y1′ bis y4′ achtmal für n=0 bis n=7 berechnet werden (vgl. Block 158, Fig. 4).

Von den Metriken 202 und 204 wird die Metrik ausgesucht, die den kleinsten Wert hat. Diese Metrik wird als neue Metrik 200 zur weiteren Verarbeitung gespeichert. Der zur neuen Metrik gehörende Pfad wird ebenfalls in einem Pfadspeicher zur wei­ teren Bearbeitung hinterlegt. Der zur größeren Metrik gehö­ rende Pfad wird verworfen, da er zur weiteren Durchführung des modifizierten Viterbi-Algorithmus nicht notwendig ist.

Fig. 6 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Schaltungsarchi­ tektur für die Durchführung individueller Viterbi-Algorithmen für den Fall, daß vier Teilnehmer Tln1 bis Tln4 gleichzeitig Symbolfolgen {S1} bis {S4} senden können. In diesem Fall treten in der Formel (1) zur Summe für den Laufvariable n zwei weitere Summen für Laufvariablen o und p hinzu, so daß ein Vektor n,o,p entsteht. Um den Aufwand zur Berechnung ei­ nes Metrikinkrements zu verringern, wird eine Aufspaltung der Schaltung gemäß Fig. 3 vorgenommen, die im folgenden näher erläutert wird. Außerdem werden zur Verringerung des be­ trächtlichen Rechenaufwands bei der Berechnung der Metrikin­ kremente für den Code C1 bis C4 nur für den jeweilig betrach­ teten Code C1, C2, C3 bzw. C4 alle berechneten Beiträge ver­ wendet. Für die anderen Codes werden nur die Beiträge ver­ wendet, die wahrscheinlich relevant sind.

In einer Recheneinheit 300 werden Beiträge yp1 für alle in Frage kommenden Übergänge des Teilnehmers Tln1 berechnet, indem die in der Fig. 3 angegebene Schaltung dahingehend ab­ gewandelt wird, daß die Überlagerung in den Blöcken 120 bis 126 der Fig. 3 noch nicht durchgeführt wird. In jeden Block führen demzufolge nur Beiträge von der geschätzten Symbol­ folge {gS1m(sk)}. Analog dazu werden in Recheneinheiten 302 bis 306 Beiträge yp2, yp3 bzw. yp4 für die Teilnehmer Tln2, Tln3 bzw. Tln4 berechnet.

In Metrikeinheiten 310 bis 316 werden die Metrikinkremente für die individuellen Viterbi-Algorithmus für die Teilnehmer Tln1 bis Tln4 berechnet. Die Recheneinheit 300 ist über eine dick dargestellte Vollverbindung 320 mit der Metrikeinheit 310 verbunden, so daß sichtbar wird, daß alle berechneten Beiträge der Recheneinheit 300 in der Metrikeinheit 310 ver­ wendet werden. Ebenso ist die Recheneinheit 302, 304 bzw. 306 mit der Metrikeinheit 312, 314 bzw. 316 über Vollverbindungen 322, 324 bzw. 326 verbunden. Die Recheneinheit 300 ist außer­ dem über dünner gezeichnete Teilverbindungen 330 mit den Me­ trikeinheiten 312 bis 316 verbunden. Die Recheneinheiten 302 bis 306 sind über Teilverbindungen 332 bis 336 jeweils mit den Metrikeinheiten 310, 312, 314 bzw. 316 verbunden, mit de­ nen sie nicht über Vollverbindungen 322, 324 bzw. 326 verbun­ den sind.

Beim Berechnen der Metrikinkremente in der Metrikeinheit 310 werden jeweils nur Beiträge aus den Recheneinheiten 302 bis 306 verwendet, die wahrscheinlich relevant sind. Die Relevanz läßt sich z. B. aus Metrikinkrementen bestimmen, die für die betreffenden Übergänge bereits in individuellen Viterbi-Algo­ rithmen 340, 342, 344 bzw. 346 für den Teilnehmer Tln1, Tln2, Tln3 bzw. Tln4 berechnet wurden. So könnten z. B. in den in der Fig. 4 dargestellten Blöcken 150 bis 164 nur die Über­ gange U0′ und U3′ für den Teilnehmer Tln2 relevant sein. In diesem Fall wären pro Block 150 bis 164 nur jeweils zwei Übergangskombinationen zu berechnen.

Auch die Metrikeinheiten 312 bis 316 berechnen die jeweiligen Metrikinkremente nur unter Einbeziehung derjenigen Übergänge für die anderen Teilnehmer Tln1, Tln2, Tln3 bzw. Tln4, deren in den Recheneinheiten 300 bis 306 berechneten Beiträge yp1 bis yp4 relevant sind.

Anschließend wird jeweils ein weiterer Schritt sk in den in­ dividuellen Viterbi-Algorithmen 340 bis 346 durchgeführt.

Fig. 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für die Durch­ führung von individuellen Viterbi-Algorithmen. Nunmehr nehmen acht Teilnehmer am CDMA-Verfahren teil, und pro Symbol werden vierzehn Abtastwerte mit Schlüsseln C1 bis C8 verschlüsselt. Aus dem Empfangssignal z(t) werden in einer Kanalschätzein­ heit 400 acht Kanalschätzfolgen {H1} bis {H8} für acht Teil­ nehmer Tln1 bis Tln8 erzeugt. Diese Kanalschätzfolgen {H1} bis {H8} werden zum einen einer Filtereinheit 402 aus acht sogenannten Matched-Filtern zugeführt. Außerdem werden die Kanalschätzfolgen {H1} bis {H8} einer Viterbi-Einheit 404 zu­ geführt.

Die Filtereinheit 402 enthält acht Filter Fi1 bis Fi8, denen jeweils das Empfangssignal z(t) zugeführt wird. Der Filter Fi1 hat eine Filterfunktion, die aus der Kanalschätzfolge {H1} und aus dem Schlüssel C1 für den Teilnehmer Tln1 berech­ net wurde. Am Ausgang des Filters Fi1 liegt ein Filtersignal S1 an. Analog haben die Filter Fi2 bis Fi8 Filterfunktionen, die aus den Kanalschätzfolgen {H2} bis {H8} und den Schlüsseln C2 bis C8 berechnet wurden. Die Filter Fi2 bis Fi8 er­ zeugen ausgangsseitig Filtersignale S2 bis S8. Ein Dezimierer 406 dezimiert die Filtersignale S1 bis S8 so, daß pro Symbol genau acht Empfangswerte z1(sk) bis z8(sk) erzeugt werden.

Die Viterbi-Einheit 404 enthält eine ähnliche Schaltung wie in der Fig. 3 bereits erläutert wurde. Jedoch gibt es nun­ mehr acht Übergänge und acht Blöcke zur Berechnung der Sum­ men. Die Koeffizienten bestimmen sich aus den Kanaleigen­ schaften des jeweiligen Übertragungskanals Ü1 bis Ü8 ein­ schließlich Modulationseinfluß und dem jeweiligen Schlüssel C1 bis C8.

Die Berechnung von Werten y1 bis y8 erfolgt analog. Jedoch werden die Symbole der Übergänge nicht mehr verschlüsselt. Auch die Berechnung der Fehlerwerte e erfolgt wie in Fig. 3 erläutert, jedoch für jeweils acht Komponenten z und y.

In der Viterbi-Einheit 404 werden individuelle Viterbi-Algo­ rithmen wie oben erläutert durchgeführt. Am Ausgang der Vi­ terbi-Einheit 404 werden die geschätzten Symbolfolgen {S1+} bis {S8+} ausgegeben.

Die Viterbi-Einheit 404 arbeitet prinzipiell im Symboltakt ST. Demzufolge ergeben sich geringere Anforderungen bezüglich der Rechengeschwindigkeit im Vergleich zur Schaltung gemäß Fig. 3. Durch die parallele Verarbeitung der durch die Filterbank erzeugten acht Werte z1(sk) bis z8(sk) kommt es zu einem schaltungstechnischen bzw. softwaretechnischen Mehr­ aufwand. Der Gesamtaufwand bei Einsatz der Filterbank liegt aber unter dem Aufwand bei der Fehlerberechnung im Subsymbol­ takt, da dort für das Beispiel der Fig. 7 vierzehn Abtast­ werte bzw. Subsymbole (Chips) pro Symbol zu verarbeiten sind.

Claims (10)

1. Verfahren zum Ermitteln einer in einem Empfangssignal (z(t)) gemäß einem Symboltakt (ST) enthaltenen Folge von Symbolwerten ({S1}, {S2}),
wobei die Symbolwerte nach dem CDMA-Verfahren mit einem ersten Schlüssel (C1) für einen ersten Teilnehmer (Tln1) von mindestens zwei Teilnehmern (Tln1, Tln2) des CDMA-Verfahren verschlüsselt sind,
bei dem die folgenden Schritte ausgeführt werden:

• a) Aus dem Empfangssignal (z(t)) werden die Übertra­ gungskanäle (Ü1, Ü2) der beiden Teilnehmer (Tln1, Tln2) abgeschätzt, wobei für jeden abgeschätzten Übertragungskanal (Ü1, Ü2) eine Folge von Kanal­ schätzwerten ({H1}, {H2}) erzeugt wird,
• b) aus dem Empfangssignal (z(t)) wird für jedes gesen­ dete Symbol ein Empfangswertvektor () ermittelt, der mindestens zwei Komponenten enthält,
• c) aus dem Empfangswertvektor () und den Kanal­ schätzwertfolgen ({H1}, {H2}) wird unter Verwenden des Viterbi-Algorithmus unter Berücksichtigung von Metrikinkrementen (M(|U0) bis M(|U7)) für Zu­ stands-Übergänge (U0 bis U7) die Symbolwertfolge ({S1+}) ermittelt,

wobei zur Berechnung mindestens eines Metrikinkre­ ments (M(|U0) bis M(|U7)) mindestens ein Fehler­ wert (e) gebildet wird, der ein Maß für eine Abwei­ chung des Empfangswertvektors () von einem Soll-Empfangswertvektor (n) ist, der mit Hilfe der Ka­ nalschätzwertfolgen ({H1}, {H2}) für die beiden Teil­ nehmer (Tln1, Tln2) erzeugt wird,
und wobei beim Berechnen des Fehlerwerts (e) für den ersten Teilnehmer (Tln1) eine Folge derjenigen Sym­ bolwerte (U0 bis U7) verwendet wird, die den zum Me­ trikinkrement (M(|U0) bis M(|U7)) gehörenden Über­ gang (U0 bis U7) eindeutig definiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Berechnen des Fehlerwerts (e) ein Übergang (U0′ bis U7′) für den zweiten Teilnehmer (Tln2) verwendet wird, der mit großer Wahrscheinlichkeit ein Abschnitt einer zum Zeitpunkt des Übergangs durch den zweiten Teilnehmer (Tln2) gesendeten Symbolwertfolge ({S2}) ist.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß beim Berechnen weiterer Fehlerwerte (e) für den zweiten Teilnehmer (Tln2) jeweils voneinander verschiedene Übergänge (U0′ bis U7′) verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Maß für die Wahrscheinlichkeit Metriken (M(|U0′) bis M(|U7′)) verwendet werden, die für den zweiten Teilnehmer (Tln2) in einem zweiten Viterbi-Algo­ rithmus berechnet werden,
und das für den zweiten Teilnehmer (Tln2) die Übergänge (U0′ bis U7′) ausgewählt werden, zu denen die m kleinsten Metriken (200) bezüglich des zweiten Viterbi-Algorithmus gehören,
wobei m eine positive ganze Zahl zwischen eins und einer Potenz der Anzahl der verschiedenen Symbolwerte und der Anzahl von Symbolen in einem Übergang ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß beim Berechnen des Fehlerwerts (e) Beiträge (yp1 bis yp4) zum Fehlerwert (e) für den ersten Teilnehmer (Tln1) und den zweiten Teilnehmer (Tln2) getrennt berechnet werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet,
daß die nach dem CDMA-Verfahren verschlüsselten Symbole in Übereinstimmung mit einem Subsymboltakt (SST) verschlüsselt sind, der eine gegenüber dem Symboltakt (ST) höhere Frequenz hat,
das Empfangssignal (z(t)) mit der Frequenz des Subsymbol­ takts (SST) abgetastet wird, wobei der Empfangswertvektor () entsteht,
und/oder das die Kanalschätzwertfolgen ({H1}, {H2}) aus dem Empfangswertvektor () mit Hilfe von im Empfänger bekannten Informationen ermittelt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet,
daß aus dem Empfangssignal (z(t)) die Übertragungskanäle (Ü1, Ü2) durch Kanalschätzfunktionen ({H1}, {H2}) abgeschätzt werden,
aus der Kanalschätzfunktion ({H1}) für den ersten Teil­ nehmer (Tln1) und dem ersten Schlüssel (C1) eine erste Filterfunktion (Fi1) bestimmt wird,
aus der Kanalschätzfunktion ({H2}) für den zweiten Teil­ nehmer (Tln2) und einem zweiten Schlüssel (C2) eine zwei­ te Filterfunktion (Fi2) bestimmt wird,
das Empfangssignal (z(t)) mit der ersten Filterfunktion (Fi1) und mit der zweiten Filterfunktion (Fi2) gefiltert wird, wobei ein erstes Filtersignal (S1) und ein zweites Filtersignal (S2) entsteht,
und daß die beiden Filtersignale (S1, S2) etwa im Symbol­ takt (ST) abgetastet werden, wobei die Komponenten (z1, z2) des Empfangswertvektors () entstehen.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet , daß die Metrikinkremente (M(|U0) bis M(|U7)) nach folgender Formel oder einer geeigneten Näherung für diese Formel berechnet werden: wobei M das jeweilige Metrikinkrement, den Empfangswertvektor, um den jeweiligen Übergang (U0 bis U7), σ die Rauschleistungsdichte, n eine Laufvariable, |-n| den Fehlerwert (e), SZ die Anzahl verschiedener Symbole in einer Symbolmenge aus der die Symbole für die Übergänge entnommen werden und L die Länge der Übergänge (U0 bis U7) bezeichnen.

9. Empfänger zum Ermitteln einer CDMA-codierten Symbolfolge aus einem Empfangssignal (z(t)), insbesondere unter Ver­ wenden des Verfahrens nach einem der vorhergehenden An­ sprüche,
mit einer Kanalschätzeinheit (400) zum Abschätzen der Übertragungskanäle (Ü1, Ü2) von mindestens zwei Teilneh­ mern (Tln1, Tln2) des CDMA-Verfahrens,
einer Umwandlungseinheit (130; 402, 406) zum Erzeugen ei­ nes Empfangswertvektors () aus dem Empfangssignal (z (t)),
einer Recheneinheit (120 bis 126) zum Bestimmen eines je­ weiligen Fehlerwerts (e) aus dem Empfangswertvektor () und im Empfänger erzeugten Symbolfolgen (U0 bis U7, U0′ bis U7′)
und mit einer Einheit (340, 404) zum Durchführen eines Viterbi-Algorithmus für den ersten Teilnehmer (Tln1) un­ ter Verwendung der Abschätzung ({H1},{H2}) der Übertra­ gungskanäle (Ü1, Ü2) und der Fehlerwerte (e), wobei aus mindestens einem Fehlerwert (e) ein Metrikinkrement (M(|U0) bis M(|U7)) berechnet wird,
und wobei der zum Metrikinkrement (M(|U0) bis M(|U7)) gehörende Zustands-Übergang (U0 bis U7) durch den beim Berechnen des Fehlerwerts (e) verwendeten Übergang (U0 bis U7) für den ersten Teilnehmer (Tln1) eindeutig defi­ niert ist.