DE19915584A1

DE19915584A1 - Verfahren und System zur Interferenzreduzierung

Info

Publication number: DE19915584A1
Application number: DE1999115584
Authority: DE
Inventors: Rorie O'neill; Rene Jepsen; Reza Karimi; Behzad Mohebbi
Original assignee: Motorola Ltd
Current assignee: Google Technology Holdings LLC
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 1999-10-21
Anticipated expiration: 2019-04-08
Also published as: GB2336506A; GB9807681D0; FR2777402B1; GB2336506B; DE19915584B4; FR2777402A1

Abstract

Ein Verfahren zur Reduzierung von Interferenz in einem Radiokommunikationssystem mit sehr niedriger Streuung durch Einbringen einer künstlichen Streuung, was es einem Empfänger erlaubt, zwischen einem gewünschten Signal und einem störenden Signal zu unterscheiden, wird angegeben. DOLLAR A Insbesondere ist die Erfindung anwendbar auf ein zellulares Mobilkommunikationssystem wie ein GSM-System.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zur Interferenzreduzierung, genauer zur Erleichte rung einer Interferenzreduzierung in einem Radiokommunikati onssystem, insbesondere für Gleichkanalinterferenz in einem zellularen Mobilkommunikationssystem.

Hintergrund der Erfindung

Interferenzreduzierung und Vielfachbenutzer-Detektionsver fahren haben eine bemerkenswerte Beachtung in der Forschung bei Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA = Code Division Multi ple Access)-basierten zellularen Anwendungen gefunden. Für Zeitmultiplex-Vielfachzugriff (TDMA = Time Division Multiple Access)-Systemen wie dem Globalen System für Mobilkommunikati on (GSM) ist relativ wenig Forschung ausgeführt worden. Dieses ist zum Teil so, da das Problem dahingehend schwieriger ist, daß Signaltrennung möglich ist, zum Beispiel unter Verwendung eines Verbund-Maximalwahrscheinlichkeitsfolgeabschätzung (MLSE = Maximum Likelihood Sequence Estimation)-Entzerrers in dem Empfänger. Ein solcher Verbunddetektionsempfänger verwendet die Tatsache, daß Gleichkanalinterferenz (co-channel interfe rence) deterministisch in der Natur ist, wenn einmal die Im pulsantwort des Kanals für jeden Störer (und das gewünschte Signal) bekannt sind.

Jedoch erfordert, selbst mit einer solchen Information, eine effektive Trennung, daß die Impulsantworten für jedes der Si gnale signifikant unterschiedlich sind. Das Maß der Kreuzkor relation bestimmt die fundamentale Leistung des Empfängers.

Für einige Ausbreitungsbedingungen, wie zum Beispiel eine In nenraumumgebung mit kleinen Zellen, wird der Kanal nicht in ausreichendem Maße signifikante Variationen in die Fortpflan zungsübertragungsfunktion des gewünschten Signales und der In terferenzen (Störungen) einbringen. Eine Unterscheidung bzw. Differenzierung wird daher nicht möglich sein.

Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung

Die vorliegende Erfindung versucht, eine Interferenz- bzw. Störungsreduzierung in einem Radiokommunikationssystem, insbe sondere für Gleichkanalsignale in einem zellularen Mobilkommu nikationssystem bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. ein System nach Anspruch 10.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen an gegeben.

Bevorzugterweise wird die künstliche Dispersion in jedes Gleichkanalsignal (Co-Kanalsignal) eingebracht. Die künstliche Dispersion kann insbesondere eine spektrale Signatur oder eine Zeitverzögerung zwischen einer ersten und einer zweiten Versi on des Signals sein. Das Radiokommunikationssystem kann typi scherweise ein GSM-System oder ein ähnliches TDMA-System sein.

Beschreibung der Zeichnung

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten, nur im Wege der Illustration, unter Bezugnahme auf die beglei tende Zeichnung beschrieben, wobei die einzige Figur eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Gleichka nalinterferenzunterdrückungssystems ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in einem zel lularen Mobilkommunikationssystem wie einem GSM-System imple mentiert, obwohl die Erfindung durch keine Mittel auf ein sol ches System begrenzt ist. Die Beschreibung geht weiter davon aus, daß ein Zeitmultiplex-Vielfachzugriff zu verwenden ist.

In den meisten zellularen Systemen variiert die Fortpflanzung eines Signales von einem Sender zu einem Empfänger mit der Zeit und mit dem geographischen Ort. Typischerweise werden viele unterschiedliche Signalkomponenten aus dem übertragenen Signal aufgrund vieler unterschiedlicher Strahlen des Signa les, die den Empfänger erreichen, empfangen. Dieses gibt Anlaß zur Dispersion bzw. ist der Grund für die Dispersion bzw. Streuung des Signales. Für sehr niedrige Pegel der Dispersion, bei denen alle Strahlen ungefähr zum selben Zeitpunkt empfan gen werden, wird die Dispersion typischerweise ignoriert. Für größere Dispersionen, bei denen die Strahlen entlang verschie dener Wege mit signifikant unterschiedlichen Weglängen laufen, wird die Dispersion Anlaß dazu geben, daß getrennte Vielfach weg-Signalkomponenten an dem Empfänger ankommen. Für einen op timalen Empfang müssen diese Signalkomponenten in dem Empfän ger kombiniert werden.

Falls Interferenzreduzierungstechniken (Störungsreduzierungs techniken) angewandt werden, ist es für den Empfänger erfor derlich, daß er zur Differenzierung zwischen einem gewünschten Signal und einem interferierenden (störenden) Signal in der Lage ist. Es ist in der Technik bekannt, wie dieses für hohe Pegel der Dispersion zu erreichen ist, aber eine zuverlässige Differenzierung für niedrige Pegel der Dispersion ist proble matisch. Ein Beispiel eines Algorithmus zur Interferenzredu zierung, der zwischen Signalen abhängig von der Dispersion differenziert, kann in "Co-channel interference canceling receiver for TDMA mobile systems", Ranta, Hottingen & Honkasa lo, Proceedings of IEEE Int. Conf. on Conf. on Communications (ICC), Seattle, 1995 gefunden werden.

Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf eine Schmalband-Anwendung gerichtet, bei der die Dispersi on sehr niedrig sein kann, wie zum Beispiel auf eine Innenrau mumgebung mit sehr kleinen Zellen. Eine zusätzliche Wider standsfähigkeit für Gleichkanalinterferenz für solche Umgebun gen kann durch Interferenzreduzierungssysteme wie zum Beispiel eine Verbunddetektion erreicht werden (siehe: "Co-channel in terference canceling receiver for TDMA mobile Systems", Ranta, Hottinen & Honkasalo, Proceedings of IEEE Int. Conf. on Commu nications, (ICC), Seattle, 1995). Jedoch benötigt dies, wie zuvor erwähnt wurde, eine Differenzierung, die für eine nied rige Dispersion problematisch ist.

Die beschriebene Ausführungsform adressiert das Problem einer kleinen oder virtuell gar keiner natürlicher Dispersion wäh rend der Fortpflanzung der Signale. Sie sucht danach, eine ausreichende Dispersion zu liefern, um in der Lage zu sein, ein gewünschtes Signal von einem Störer zu trennen. Die be schriebene Ausführungsform ist auf die Trennung und Interfe renzreduzierung für Gleichkanalsignale (Co-Kanalsignale) ge richtet.

Insbesondere bringt die beschriebene Ausführungsform in Gleichkanalsignale, an dem Punkt der Übertragung, eine künst liche Dispersion (Streuung) ein.

Wie in der Figur dargestellt ist, das Verfahren bringt in je des Signal einen vorbestimmten Unterschied ein, der zum Extra hieren dieses Signales aus den Gleichkanalsignalen in dem Emp fänger benutzt werden kann. Der Unterschied kann irgendeine geeignete Eigenschaft wie eine besondere spektrale Signatur und eine Zeitverzögerung zwischen übertragenen Versionen des Signales sein.

Zum Beispiel kann jeder Gleichkanalsender zwei Signalkomponen ten, die dem ursprünglichen Signal und einer zeitverzögerten Version desselben entsprechen, übertragen. Die Zeitverzögerung zwischen den beiden Signalkomponenten würde bei unterschiedli chen Sendern unterschiedlich sein, was es dem Empfänger er laubt, zwischen den Signalen auf dieser Basis zu differenzie ren bzw. zu unterscheiden. Zusätzlich kann das verzögerte Si gnal unterschiedliche Verstärkungs- und Phasenwerte für unter schiedliche Sender haben, wodurch eine Differenzierung zwi schen den Signalen für identische Zeitverzögerungen erlaubt wird.

Das Beispiel, das in der Figur gezeigt ist, liefert Signale von drei Basisstationen zu einer Mobilstation mit einer künst lichen Dispersion oder Unterschieden, die in jedes Signal für eine nachfolgende Extraktion eingebracht sind. Die Mobilstati on 103 überträgt an die Basisstation 101 über einen Kanal mit einer Ein-Abgriff-Übertragungsfunktion 109. Die beiden Gleich kanalstörer 105, 107 übertragen ebenfalls über eine Ein-Ab griff-Übertragungsfunktion, aber eine künstliche Dispersion wird eingebracht, was in den an der Basisstation empfangenen Signalen resultiert, die Zwei-Abgriff-Übertragungsfunktionen 111, 113 entsprechen.

Für eine optimale Signaltrennung sind die Unterschiede, die in diese verschiedenen Gleichkanalsignale eingebracht werden, un abhängig voneinander.

Die künstliche Dispersionsmuster können durch das Netzwerk wie benötigt wiederholt werden. Eine erneute Benutzung bzw. Wie derholung ist möglich, vorausgesetzt, daß der Wiederholabstand den Frequenzwiederholabstand überschreitet. Die erneute Benut zung bzw. Wiederholung von Mustern ist ebenfalls zwischen be nachbarten Zellen mit unterschiedlichen Frequenzen möglich.

Es ist wichtig zu bemerken, daß diese Technik mit der Übertra gung von einer einzelnen Antenne benutzt werden kann, obwohl sie zusätzlich zu einer Übertragungsdiversity verwendet werden kann, falls benötigt.

Es wird für den Fachmann offensichtlich sein, daß das Verfah ren gleichermaßen in Aufwärtsverbindungen (Uplink) und Ab wärtsverbindungen (Downlink) anwendbar ist.

Eine Vorrichtung zum Ausführen des oben beschriebenen Verfah rens wird dem Fachmann sofort präsent bzw. offensichtlich sein.

Claims

1. Verfahren zur Interferenzreduzierung in einem Radiokommu nikationssystem, das die Schritte aufweist:
Einbringen einer künstlichen Streuung in ein erstes Signal,
wodurch ein erstes künstlich gestreutes Signal erzeugt wird; und
Unterscheiden zwischen dem ersten Signal und einem zweiten Si gnal als Reaktion auf die künstliche Streuung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die künstliche Streuung in jedes Gleichkanalsignal eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die künstliche Streuung eine spektrale Signatur ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die künstliche Streuung eingebracht wird durch Übertragen von mindestens einer ersten und einer zweiten Version des ersten Signales mit einer Zeitverzögerung zwischen diesen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das erste künstlich gestreute Signal von nur einer Antenne übertragen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem eine Verbunddetektion einer Mehrzahl von Signalen in dem Emp fänger ausgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Radiokommunikationssystem ein zellulares Mobilkommunikati onssystem ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das zellulare Mobilkommunikationssystem einen Zeitmultiplex-Viel fachzugriff mit einem Maximum von einem Benutzer, der in jedem Zeitschlitz für jede Zelle zugewiesen ist, verwendet.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem das zellulare Mobilkommunikationssystem ein GSM-System ist.

10. System zur Interferenzreduzierung in einem Radiokommuni kationssystem, das aufweist:
ein Mittel zum Einbringen einer künstlichen Streuung in ein erstes Signal, wodurch ein erstes künstlich gestreutes Signal erzeugt wird; und
ein Mittel zum Unterscheiden zwischen dem ersten Signal und einem zweiten Signal als Reaktion auf die künstliche Streuung.

11. System nach Anspruch 10, bei dem die künstliche Streuung in jedes Gleichkanalsignal eingebracht wird.

12. System nach Anspruch 10 oder 11, bei dem die künstliche Streuung eine spektrale Signatur ist.

13. System nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem die künstliche Streuung durch Übertragen von mindestens einer ersten und einer zweiten Version des ersten Signales mit einer Zeitverzögerung zwischen diesen eingebracht wird.

14. System nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem das erste künstlich gestreute Signal von nur einer Antenne übertragen wird.

15. System nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem eine Verbunddetektion einer Mehrzahl von Signalen in dem Emp fänger ausgeführt wird.

16. System nach einem der Ansprüche 10 bis 15, bei dem das Radiokommunikationssystem ein zellulares Mobilkommunikati onssystem ist.

17. System nach Anspruch 16, bei dem das zellulare Mobilkommunikationssystem einen Zeitmultiplex-Viel fachzugriff mit einem Maximum von einem Benutzer, der in jedem Zeitschlitz für jede Zelle zugewiesen ist, verwendet.

18. System nach Anspruch 16 oder 17, bei dem das zellulare Mobilkommunikationssystem ein GSM-System ist.