DE4327777C1 - Verfahren und System zum Übertragen von Signalen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Übertragen von Signalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein System zur Durchführung des Verfahrens, sowie auf eine entsprechende Empfangseinrichtung.

Bei einer Übertragung von Nachrichten ist es allgemein be­ kannt, ein von einer Signalquelle abgegebenes zu übertra­ gendes Signal, beispielsweise ein Sprach- oder Datensignal, auf der Sendeseite unter Hinzufügung von Redundanz zu co­ dieren, so daß auf der Empfangsseite Übertragungsfehler er­ kennbar und/oder korrigierbar sind. Die Übertragungsfehler können auf dem Verbindungsweg zwischen der Sendeseite und der Empfangsseite infolge von Interferenz und/oder Rauschen entstehen. Die Interferenz entsteht beispielsweise aufgrund von Übersprechen, zeitdispersiven Kanälen (Intersymbol-In­ terferenz) oder, insbesondere beim Mobilfunk, durch Signale anderer Teilnehmer.

Beim Mobilfunk stellt die Reduzierung der Interferenz ein Problem des Vielfachzugriffs dar, dem derzeit durch drei Zugriffsverfahren oder Kombinationen davon begegnet wird. Diese Zugriffsverfahren sind das unter der Bezeichnung Fre­ quency Division Multiple Access bekannte FDMA-Verfahren, das unter der Bezeichnung Time Division Multiple Access be­ kannte TDMA-Verfahren und das unter der Bezeichnung Code Division Multiple Access bekannte CDMA-Verfahren, das ins­ besondere im Zusammenhang mit neuen Mobilfunksystemen ge­ genwärtig diskutiert wird. Bei FDMA und TDMA tritt eine In­ terferenz theoretisch nur durch Teilnehmer in benachbarten Funkbereichen, beispielsweise Funkzellen, auf. Eine derar­ tige Interferenz wird als Interzellen-Interferenz bezeich­ net. Da bei CDMA alle Teilnehmersignale zeit- und frequenz­ gleich gesendet werden, liegt dort eine inhärente Interfe­ renz aufgrund der benachbarten Teilnehmer derselben Funk­ zelle vor. Diese Interferenz wird als Intrazell-Interferenz bezeichnet und diese übertrifft die ebenfalls vorhandene Interzell-Interferenz hinsichtlich der Stärke. Bei CDMA wird jedoch eine zufriedenstellende Signalübertragung da­ durch gewährleistet, daß die Teilnehmersignale senderseitig spektral gespreizt werden. Diese Methode ist als Spread- Spectrum-Methode allgemein bekannt. Durch sie kann die In­ terferenz hinreichend stark unterdrückt werden. Dies ist beispielsweise in Proakis, J.G.: Digital Communications. McGraw Hill, 1989 beschrieben.

Das am häufigsten verwendete Spreizverfahren ist unter der Bezeichnung Direct Sequence (DS) bekannt. Ein Nachteil vieler DS-CDMA-Systeme besteht jedoch darin, daß bei der empfängerseitigen Separierung der Teilnehmersignale die In­ terferenz, insbesondere die Intrazell-Interferenz lediglich als zusätzliche Störung betrachtet wird und sich damit eine beschränkte Teilnehmerkapazität ergibt. In jüngster Zeit ist versucht worden, die Intrazell-Interferenz in ihrer störenden Wirkung zu neutralisieren und damit einen Kapazi­ tätsgewinn zu erzielen. Ein derartiges Verfahren, ist bei­ spielsweise in der DE-OS 41 21 356 oder in Klein, A.; Baier, P.W.: Simultaneous Cancellation of Cross Interfe­ rence and ISI in CDMA Mobile Radio Communications. Proc. Int. Symp. on Personal, Indoor and Mobile Radio Communica­ tions, Boston, 1992, Seiten 118-122 beschrieben. Das dort beschriebene Verfahren, das als JD(Joint Detection)-Verfah­ ren bezeichnet wird ist verhältnismäßig komplex. Bei ihm wird ein linearer Optimalschätzer als JD-Algorithmus einge­ setzt, der einen Kompromiß zwischen Kapazitätsgewinn und Komplexität darstellt. Die lineare erwartungstreue Schät­ zung dient insbesondere zur Interferenzeliminierung. Dieses bekannte Verfahren beinhaltet eine einfache Quantisierung der Symbolschätzwerte, d. h. es werden eindeutige (harte) Entscheidungen (Hard Decisions) getroffen.

Aus der US 52 31 648 ist ein adaptiver Entzerrer für digitale Mobilfunksysteme bekannt, bei dem Parameter eines Mobilfunk­ kanals geschätzt werden, die dann für die Entzerrung und Syn­ chronisation des Funkkanals verwendet werden. Der Kanal wird durch eine diskrete Anzahl von unabhängigen Ausbreitungspfa­ den nachgebildet. Zuerst wird die relative Verzögerung in jedem Pfad unter Verwendung von Verfahren geschätzt, die eine maximale Ähnlichkeit benutzen. Unter Verwendung dieser Infor­ mation werden dann die entsprechenden zeitveränderlichen Pfadgewichte bestimmt. Dies ist ausreichend, um die Impuls­ antwort des Kanals zu schätzen. Die tatsächlichen Pfadge­ wichte des Entzerrers werden dann durch eine Inversion der geschätzten Impulsantwort des des Kanals ermittelt.

Die DE 42 01 439 beschreibt ein digitales Funksystem, mit dem ein analoges Funksystem unter Beibehaltung der Bandbreite ersetzt werden kann, indem die Bandbreite des digitalen Über­ tragungsverfahrens an ein Kanalraster des analogen Funksy­ stems angepaßt wird. Hierzu wird ein Quellencodierungsverfah­ ren benutzt. Im Empfänger wird mit Hilfe einer Trainingsfolge die Impulsantwort des Kanals geschätzt. Mit der geschätzten Impulsantwort wird die Mehrwegeausbreitung kompensiert und die geschätzte Impulsantwort wird den zeitlichen Kanalände­ rungen nachgeführt.

In der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung P 43 27 778.0 ist ein Verfahren zum Übertragen von Signalen, unter Verwendung eines JD(Joint Detection)-Algorithmus oder eines anderen linearen Schätzverfahrens beschrieben. Dort werden zur Verringerung der Bitfehlerwahrscheinlichkeit die Signale auf der Sendeseite in einem die euklid′sche Distanz vergrößernden Codierer, vorzugsweise in einem Trellis-Co­ dierer, codiert und in einer ersten Schaltstufe verschach­ telt. Auf der Empfangsseite werden die Signale in einer Verarbeitungsstufe entsprechend dem JD-Algorithmus verar­ beitet, wobei Soft-Output-Werte und Zuverlässigkeitsinfor­ mationen erzeugt werden. In einer zweiten Schaltstufe werden die Signale entschachtelt und dann in einem nachgeschalteten invers zum Codierer arbeitenden Decodierer decodiert. Wahlweise sind ein Kanalcodierer/Kanaldecodierer und ein Interleaver/De-Interleaver zuschaltbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System anzugeben, bei deren Verwendung die Störsicherheit bei der Nachrichtenübertragung noch weiter erhöht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren der ein­ gangs genannten Art durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Ein erfindungsgemäßes System ist im Patentanspruch 17 angegeben und eine entsprechende Emp­ fangseinrichtung ist im Patentanspruch 32 beansprucht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und des Systems liegt in der Kombination eines nicht optimalen, aber aufwandsgünstigen Schätzverfahrens für die erste Detektionsstufe und des leistungsfähigen, aber aufwendigen MLD-Algorithmus für die noch unsicheren Datenschätzwerte in der zweiten Stufe und gegebenenfalls in weiteren Stufen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß lineare Schätzver­ fahren bei verringertem Umfang des Schätzproblems in den weiteren Stufen zu einer Fehlerreduzierung beitragen.

Die Erfindung kann nicht nur im Zusammenhang mit CDMA-Sy­ stemen, insbesondere CDMA-Mobilfunksystemen, verwendet werden, sondern sie kann auf beliebige Systeme angewendet werden, die neben Schätzwerten für die gesendeten Signale auch Zuverlässigkeitsmaße für die Symbole liefern. Bei der Anwendung der Erfindung bei der Übertragung über zeit­ variante und frequenzselektive Mobilfunkkanäle erhält man zusätzlich zum Codiergewinn durch das Ausnutzen der Zuver­ lässigkeitsinformation einen Diversitygewinn, so daß eine erhebliche Verbesserung des Systemverhaltens zu erzielen ist. Der Diversitygewinn ist um so größer, je geringer der Mittelungseffekt im Frequenzbereich ist, d. h. je geringer die Teilnehmerbandbreite oder je weniger ausgeprägt die Frequenzselektivität des Mobilfunkkanals ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden zu­ sammen mit den in den Zeichnungen dargestellten Figuren be­ schrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein bekanntes System zum Übertragen von Nachrich­ ten,

Fig. 2 ein weiteres bekanntes System zum Übertragen von Nachrichten,

Fig. 3 ein in einer gleichzeitig eingereichten Patentan­ meldung beschriebenes System,

Fig. 4 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sy­ stems zum Übertragen von Nachrichten.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten bekannten System zum Über­ tragen von Nachrichten werden von einer Signalquelle SQ ab­ gegebene zu übertragende Signale, beispielsweise Sprach- oder Datensignale, in einer Codierstufe CD unter Hinzufü­ gung von Redundanz codiert. Anschließend werden die Signale in einer Modulationsstufe MO entsprechend dem zu ver­ wendenden Übertragungsverfahren moduliert und über einen Übertragungskanal K übertragen. Auf der Empfangsseite wer­ den die Signale in einer Demodulationsstufe DM demoduliert und einem Decodierer DC zugeführt, der die Signale wieder decodiert und einer Signalsenke SS zuführt. Während der Übertragung zur Empfangsseite treten infolge einer Inter­ ferenz I oder infolge von Rauschen R gegebenenfalls Über­ tragungsfehler auf, die infolge der Codierung im Codierer CD unter Hinzufügung von Redundanz im Decodierer DC erkenn­ bar und/oder korrigierbar sind.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Nachrichtenübertragungssy­ stem, das dem in der DE-OS 41 21 356 oder in Klein, A.; Baier, P.W.: Simultaneous Cancellation of Cross Interfe­ rence and ISI in CDMA Mobile Radio Communications. Proc. Int. Symp. on Personal, Indoor and Mobile Radio Communi­ cations, Boston, 1992, Seiten 118-122 beschriebenen System entspricht und das nach dem JD(Joint Detection)-Verfahren arbeitet, werden die von der Signalquelle SQ abgegebenen Signale in einer Stufe SM gespreizt und moduliert und an­ schließend über den Übertragungskanal K übertragen. Auf der Empfangsseite werden die übertragenen und gegebenenfalls durch die Interferenz I und das Rauschen R gestörten Signale in der Demodulationsstufe DM demoduliert und dann in einer Schaltstufe JDS demoduliert und an eine Signal­ senke SS abgegeben. Die Schaltstufe JDS arbeitet nach dem bekannten JD-Algorithmus und die Signale werden entspre­ chend einer festen Entscheidung (Hard Decision) durch eine einfache Quantisierung von Symbolschätzwerten decodiert. Bei diesem Nachrichtenübertragungssystem, das, abgesehen von der Signalspreizung, keine Kanalcodierung aufweist, werden das Separieren von mehreren Teilnehmersignalen und das Eliminieren der Interferenz mittels eines linearen Schätzers durchgeführt. Dieser liefert sowohl wertekontinu­ ierliche Schätzwerte für die gesendeten Datenblöcke jedes Teilnehmers als auch ein Maß für die Zuverlässigkeit des Schätzwertes jedes einzelnen Datensymbols eines Daten­ blockes. Aus den Schätzwerten werden durch die Hard Deci­ sion die empfangenen Signale erzeugt, wobei das Maß für die Zuverlässigkeit nicht verwendet wird.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Nachrichtenübertragungssy­ stem, das den Gegenstand der gleichzeitig eingereichten Pa­ tentanmeldung bildet, wird von der Tatsache Gebrauch ge­ macht, daß lineare JD-Algorithmen, wie beispielsweise der aus der DE-OS 41 21 356 bekannte JD-Algorithmus das Poten­ tial haben, ohne weiteres weiche Ausgangswerte, die im fol­ genden als Soft-Output-Werte bezeichnet werden, und Zuver­ lässigkeitsinformation für die Symbolschätzwerte zu lie­ fern. Weiterhin können bei der Verwendung von JD-Algorith­ men eine sog. TCM(Trellis Coded Modulation)-Codierung in Verbindung mit einer als Interleaving bezeichneten Ver­ schachtelung zur Verringerung der Symbolfehlerwahrschein­ lichkeit verwendet werden und gegebenenfalls kann noch eine Kanalcodierung und eine weitere Verschachtelung verwendet werden.

Bei diesem Nachrichtenübertragungssystem werden die von der Signalquelle SQ abgegebenen Signale über einen schematisch dargestellten Schalter S1 entweder direkt oder über einen Kanalcodierer KC und eine als Interleavingstufe ausgebil­ dete Schaltstufe IS2 einem Codierer TCMC zugeführt. Nach der Codierung werden die Signale einer weiteren als Inter­ leavingstufe ausgebildeten Schaltstufe IS1 zugeführt und dann in einer Stufe SM1 gespreizt und moduliert. Diese mo­ dulierten Signale werden über den Übertragungskanal K über­ tragen und sie unterliegen dort gegebenenfalls dem Einfluß einer Interferenz I und dem Rauschen R. Auf der Empfangs­ seite werden die Signale zunächst in der Demodulierstufe DM1 demoduliert und dann einer Verarbeitungsstufe JDS1 zu­ geführt. Diese Verarbeitungsstufe JDS1 beinhaltet den JD-Algorithmus mit einem Soft-Output und mit Zuverlässigkeits­ information. Dieser Verarbeitungsstufe JDS1 folgt eine als De-Interleavingstufe ausgebildete weiter Schaltstufe DI1 und ein Decodierer TCMD. Der Decodierer TCMD liefert vor­ zugsweise ebenfalls einen Soft-Output und Zuverlässigkeits­ information. Entsprechend der Stellung eines Schalters S2 werden die Ausgangssignale des Decodierers TCMD entweder einer Stufe HD für eine Hard-Decision mittels einer einfa­ chen Quantisierung oder einer als De-Interleavingstufe aus­ gebildeten weiteren Schaltstufe DI2 und einem Kanaldecodie­ rer KD zugeführt. Die Ausgangssignale der Stufe HD oder des Kanaldecodierers KD stellen die Empfangssignale dar und sie liegen an der Signalsenke SS an.

Der Kanalcodierer KC kann ein Faltungs-, und/oder Blockco­ dierer sein, und der Kanaldecodierer KD ist entsprechend ausgebildet. Als Codierer TCMC kann ein Codierer verwendet werden, der die euklid′sche Distanz verringert, vorzugs­ weise ein Trellis-Codierer, der nach dem bekannten TCM(Trellis Coded Modulation)-Verfahren arbeitet. Das TCM- Verfahren ermöglicht durch die Verbindung von Codierung und Modulation eine Verringerung der Fehlerwahrscheinlichkeit, ohne daß die effektive Datenrate verringert oder die Band­ breite erhöht werden muß. Weiterhin ist der Schätzalgorith­ mus, der zur Interferenzeliminierung verwendet wird auf­ grund seiner Binearität unabhängig von der Wertigkeit des verwendeten Symbolalphabets, so daß die bei der Anwendung des TCM-Verfahrens entstehenden höherwertigen Symbolalpha­ bete ohne Zusatzaufwand verarbeitet werden können. Das Ver­ fahren ist beispielsweise in Ungerboeck, G.: Trellis-Coded Modulation with Redundant Signal Sets. IEEE Communications Magazine 25 (1987) beschrieben. Der Codierer TCM erzeugt beispielsweise M-PSK- oder M-QAM-Symbole, wobei der Umfang des Symbolalphabets bzw. die Symbolrate je nach Kanalzu­ stand und geforderter Datenrate adaptiert wird.

Die Entscheidung, ob die Schalter S1 und S2 die in Fig. 3 dargestellte Stellung oder die andere Stellung einnehmen hängt vom Zustand des Übertragungskanals, der Datenrate oder den Serviceanforderungen ab. Den Zustand kann man durch Leistungsmessungen, durch die Verwendung von ARQ oder einem aus dem Kanaldecodierer KD abgeleiteten Qualitätsmaß, beispielsweise der Fehlerrate, erhalten. Die Umschaltung kann auch adaptiv erfolgen.

Durch die dem Codierer TCMC nachgeschaltete Interleaving­ stufe IS1 wird eine zeitliche Spreizung von Bündelfehlern erreicht, so daß diese im Decodierer TCMD korrigiert werden können.

Die Verarbeitungsstufe JDS1 verwendet einen JD-Algorithmus, wobei jedoch Soft-Output-Werte und Zuverlässigkeitsinforma­ tion für die geschätzten Symbole ausgegeben werden. Der De­ codierer TCMD verarbeitet diese Soft-Output-Werte und Zu­ verlässigkeitsinformation und verringert die Fehlerwahr­ scheinlichkeit gegenüber quantisierten Schätzwerten ohne Zuverlässigkeitsinformation. Der Decodierer TCMD liefert seinerseits ebenfalls Soft-Output-Werte und Zuverlässig­ keitsinformation, um bei dem über den Schalter S2 nachge­ schalteten Kanaldecodierer KD eine geringere Bitfehlerwahr­ scheinlichkeit zu erreichen. Falls senderseitig keine Ka­ nalcodierung mittels des Kanalcodierers KC und kein Inter­ leaving mittels der Interleavingstufe IS2 durchgeführt wird, so werden die Soft-Output-Werte des Decodierers TCMD in der Stufe HD einfach quantisiert (Hard Decision).

Mit dem in Fig. 4 dargestellten Verfahren wird durch die Einführung einer Entscheidungsrückkopplung (Decision Feed­ back) mit anschließender nochmaliger Datenschätzung nach der Maximum-Likelihood-Methode, einem aus ihr abgeleiteten suboptimalen Algorithmus oder einem linearen Schätzalogo­ rithmus eine weitere Verbesserung der Datenschätzung er­ reicht. Diese Entscheidungsrückkopplung kann iterativ auch mehrfach angewandt werden.

Signale an verschiedenen Stellen einer Empfangseinheit E1, die die in Fig. 3 beschriebene Verarbeitungsstufe JDS1, den De-Interleaver DI1, den Decodierer TCMD, die Stufe HD ent­ hält, sind, wie es durch gestrichelt dargestellte Linien gezeigt ist, wahlweise einer Verarbeitungseinheit VE1 zu­ führbar. Diese Verarbeitungseinheit VE1 führt die im fol­ genden angegebenen Schritte durch.

In einem ersten Schritt erfolgt in einer Bewertungsstufe BS zunächst eine Datenschätzung. Aufgrund der von der Emp­ fangseinheit E1 abgegebenen Daten und gegebenenfalls zuge­ höriger Zuverlässigkeitsinformation wird eine Aufteilung der geschätzten Daten in die beiden Klassen "zuverlässig", und "nicht zuverlässig" vorgenommen. Bei der Aufteilung kann auch die gewünschte Anzahl der als "nicht zuverlässig" klassifizierten Daten vorgegeben werden, um den anschlie­ ßenden Verarbeitungsaufwand zu steuern. In einem zweiten Schritt erfolgt in einer Verarbeitungsstufe VS eine Be­ rechnung der Empfangssignalkomponenten. Für die Klasse der als "zuverlässig" eingestuften Datenschätzwerte wird das zugehörige Summen-Empfangssignal berechnet. Hierbei wird im Empfänger die gesamte Übertragungsstrecke bzw. die Übertra­ gungsstrecken der interferierenden Signale teilweise oder gegebenenfalls insgesamt nachgebildet, wozu gegebenenfalls geschätzte Kanaldaten (z. B. Kanalimpulsantworten) verwendet werden. In einem dritten Schritt werden die im vor­ angehenden Schritt berechneten Empfangssignalkomponenten in einer Subtrahierstufe A1 vom tatsächlich empfangenen Signal subtrahiert. Zum Ausgleich von Laufzeiten wird das tatsächliche Empfangssignal zuvor in einem Zeitglied D1 verzögert. Das Subtraktionsergebnis enthält, abgesehen von der Rauschkomponente, nur noch Signalanteile bezüglich der als "nicht zuverlässig" eingeschätzten Schätzwerte. In einem letzten Schritt erfolgt eine erneute Schätzung für die nur als "nicht zuverlässig" eingestufte Schätzwerte vorliegen. Als zweite Stufe kann eine Empfangseinheit E2 verwendet werden, die der Empfangseinheit E1 entspricht oder es kann die Empfangseinheit E1 selbst nochmals durch­ laufen werden. Das selbe Vorgehen kann mit einer weiteren Verarbeitungseinheit VE2 auf die verbleibenden Daten nochmals angewandt werden, wozu dann das Zeitglied D2 und die Subtrahierstufe A2 und die Empfangsstufe E3 als weitere Stufe vorgesehen sind. Auch hier kann anstelle dieser Stufen eine der vorangehenden Empfangsstufen mehrfach durchlaufen werden. Je nachdem, wo in der jeweils vorange­ henden Empfangsstufe die Signale abgenommen werden, sind in dieser Empfangsstufe die nachfolgenden Einheiten dann selbstverständlich nicht mehr erforderlich. Die Mehrstu­ figkeit ist in Fig. 4 dadurch angedeutet, daß der Signal­ senke SS die empfangenen Signale von einer der Empfangs­ einheiten E1 bis E3 zuführbar sind.

Für den letzten Schritt sind einige Modifikationen denkbar. Einerseits kann der MLD-Algorithmus bei reduzierten Kanal­ impulsantworten angewandt werden. Bei der Anwendung des MLD(Maximum-Likelihood-Detektion)-Algorithmus werden nur solche Koeffizienten der Kanalimpulsantworten gewertet, die als wesentlich eingestuft werden. Die Einstufung erfolgt adaptiv je nach gewünschtem Kanalzustand, gewünschter Ge­ nauigkeit und/oder gewünschtem Verarbeitungsaufwand. Damit reduziert sich der Rechenaufwand für den MLD-Algorithmus erheblich, da sich die Anzahl der in einem Empfangssignal­ abschnitt interferierenden Sendedaten wesentlich verrin­ gert. Weiterhin kann der MLD-Algorithmus entsprechend einem AWGR(additives weißes Gauß′sches Rauschen)-Kanalmodell oder unter Verwendung von korreliertem Rauschen angewandt werden. Da der MLD-Algorithmus die Kenntnis der additiven Rauschstörung voraussetzt, sind hierzu in der konkreten Anwendung in der Regel Annahmen zu treffen. Aufgrund theoretischer Überlegungen und vielfacher Erfahrung ist das Modell einer AWGR für viele Anwendungsfälle gut geeignet. Deshalb kann der MLD-Algorithmus entsprechend einem AWGR- Kanal implementiert werden. Eine solche Realisierung kann beispielsweise mittels einer Bank von Matched-Filtern, Kreuzkorrelatoren oder unter Verwendung eines Viterbi-Al­ gorithmus oder eines davon abgeleiteten suboptimalen Ver­ fahrens geschehen, die speziell auf die möglichen Emp­ fangssignalelemente angepaßt sind. Schließlich kann auf­ grund der Adaptivität des Übertragungssystems und/oder der Zeitvarianz des Übertragungskanals, insbesondere eines Mobilfunkkanals, bei einer Verarbeitung längerer Daten­ blöcke die Verwendung verschiedener aktualisierter Kanal­ impulsantworten vorgesehen werden.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde die Ent­ scheidungsrückkopplung sequentiell angewandt. Es ist jedoch auch möglich, bereits als zuverlässig klassifizierte Daten- Schätzwerte erneut dem Schätzverfahren zu unterwerfen.

Zu Fig. 4 wurde die Verarbeitungsstufe JDS1 in allen Stufen gleich bezeichnet, jedoch können in den verschiedenen Emp­ fangsstufen E1 bis E3 dargestellten Verarbeitungsstufen unterschiedliche JD-Algorithmen, z. B. lineare MLD-Schätz­ verfahren verwendet werden. Außerdem wurden die Empfangs­ stufen E1 bis E3 in Fig. 4 ohne die Schaltstufen IS2, DI2, ohne die Schalter S1 und S2 und ohne den Kanalcodierer KC und den Kanaldecodierer KD dargestellt, jedoch können diese Empfangsstufen E1 bis E2, entsprechend der Darstellung in Fig. 3, auch diese Einheiten enthalten.

Claims (33)

1. Verfahren zum Übertragen von Signalen, von einer Signal­ quelle (SQ) über einen Übertragungskanal (K) zu einer Si­ gnalsenke (SS) unter Verwendung eines JD(Joint Detection)- Algorithmus, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale auf der Sendeseite in einem die euklid′sche Distanz vergrößernden Codierer (TCMC), codiert werden, und auf der Empfangsseite entsprechend dem JD-Algorithmus verarbeitet werden, wobei Soft-Output-Werte und Zuverlässigkeitsinformationen erzeugt werden, in einem invers zum ersten Codierer (TCMC) arbeitenden Decodierer (TCMD) decodiert werden, entsprechend einem Entscheidungsrückkopplungsverfahren verarbeitet werden und dann einer nochmaligen Datenschätzung unterworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale auf der Sendeseite entsprechend dem TCM(Trellis Coded Modulation)-Verfahren codiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Signale auf der Sendeseite ver­ schachtelt und auf der Empfangsseite entschachtelt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale auf der Empfangsseite entsprechend einem linearen JD-Algorithmus verarbeitet werden.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale iterativ mehrfach entsprechend dem Entscheidungsrückkopplungsverfahren verar­ beitet werden und einer jeweils daran anschließenden noch­ maligen Datenschätzung unterworfen werden.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Signale bei der Verarbeitung entsprechend dem Entscheidungsrückkopplungsverfahren zu­ nächst hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit geschätzt wer­ den, daß dann für die als zuverlässig gekennzeichneten Schätzwerte jeweils ein zugehöriges Summen-Empfangssignal berechnet wird, daß dann das Summen-Empfangssignal vom tat­ sächlichen Signal subtrahiert wird und daß anschließend eine Schätzung für die als nicht zuverlässig eingestuften Schätzwerte erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das tatsächliche Signal verzögert zugeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schätzung nach einem MLD(Maximum Li­ kelihood-Detektion)-Algorithmus erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schätzung nach einem linearen Schätzverfahren erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei der Schätzung nur solche Koeffizien­ ten der Kanalimpulsantworten gewertet werden, die als we­ sentlich eingestuft werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstufung adaptiv je nach Kanalzustand, gewünschter Genauigkeit und/oder erforderlichem Verarbeitungsaufwand erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schätzung nach dem MLD-Algorithmus unter Verwendung eines AWGR(additives weißes Gauß′sches Rauschen)-Kanalmo­ dells erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schätzung nach dem MLD-Algorithmus unter Verwendung von korreliertem Rauschen erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schätzung nach dem MLD-Algorithmus unter Verwendung un­ terschiedlicher zeitveränderlicher Kanalimpulsantworten er­ folgt.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale in einem Mobil­ funksystem übertragen werden.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Signale nach dem an sich be­ kannten CDMA-Verfahren übertragen werden.

17. System zum Übertragen von Signalen, von einer Signal­ quelle (SQ) über einen Übertragungskanal (K) zu einer Si­ gnalsenke (SS) unter Verwendung eines JD(Joint Detection)- Algorithmus, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sendeseite ein die euklid′sche Distanz vergrößernder Codierer (TCMC), der die Signale codiert, vorgesehen ist, und daß auf der Empfangsseite eine Verarbeitungsstufe (JDS1), die die Si­ gnale entsprechend dem JD-Algorithmus verarbeitet, wobei Soft-Output-Werte und Zuverlässigkeitsinformationen erzeugt werden, ein nachgeschalteter, invers zum ersten Codierer (TCMC) arbeitender Decodierer (TCMD), der die Signale deco­ diert und eine Verarbeitungseinheit (VE1) vorgesehen sind, die die Signale entsprechend einem Entscheidungsrückkopp­ lungsverfahren verarbeitet und dann in einer Empfangsstufe (E) einer nochmaligen Datenschätzung unterwirft.

18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Codierer (TCMC) als ein nach dem TCM(Trellis Coded Mo­ dulation) Verfahren arbeitender Codierer ausgebildet ist.

19. System nach einem der Ansprüche 17 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf der Sendeseite dem Codierer (TCMC) eine erste Schaltstufe (IS1) nachgeschaltet ist, die die Signale verschachtelt und daß auf der Empfangsseite der Verarbeitungsstufe (JDS1) eine zweite Schaltstufe (DI1) nachgeschaltet ist, die die Signale entschachtelt.

20. System nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verarbeitungsstufe (IDS1) zur Verar­ beitung eines linearen ID-Algorithmus ausgebildet ist.

21. System nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit (VE) und die Empfangsstufe (E) die Signale iterativ mehrfach entspre­ chend dem Entscheidungsrückkopplungsverfahren verarbeitet bzw. mehrfach einer Datenschätzung unterwirft.

22. System nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit (VE) eine Bewer­ tungsstufe (BS), die die Signale hinsichtlich ihrer Zuver­ lässigkeit schätzt und eine Verarbeitungsstufe (VS), die für die als zuverlässig gekennzeichneten Schätzwerte je­ weils ein zugehöriges Summen-Empfangssignal berechnet, und eine Subtrahierstufe (S) enthält, die das Summen-Empfangs­ signal vom tatsächlichen Signal subtrahiert.

23. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitglied (D) vorgesehen ist, das die tatsächlichen Si­ gnale der Subtrahierstufe (S) verzögert zuführt.

24. System nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Empfangsstufe (E) die Schätzung nach einem MLD(Maximum Likelihood-Detektion)-Algorithmus durch­ führt.

25. System nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Empfangsstufe (E) die Schätzung nach einem linearen Schätzalgorithmus durchführt.

26. System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsstufe (E) bei der Schätzung nach dem MLD-Algo­ rithmus nur solche Koeffizienten der Kanalimpulsantworten bewertet, die als wesentlich eingestuft werden.

27. System nach Anspruch 24 oder Anspruch 25, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Empfangsstufe (E) die Einstufung ad­ aptiv je nach Kanalzustand, gewünschter Genauigkeit und/oder erforderlichem Verarbeitungsaufwand durchführt.

28. System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsstufe (E) die Schätzung nach dem MLD-Algorith­ mus unter Verwendung eines AWGR(additives weißes Gauß′sches Rauschen)-Kanalmodells oder unter Verwendung korrelatien Rauschens durchführt.

29. System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsstufe (E) die Schätzung nach dem MLD-Algorith­ mus unter Verwendung unterschiedlicher zeitveränderlicher Kanalimpulsantworten durchführt.

30. System nach einem der Ansprüche 17 bis 29, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es als Mobilfunksystem ausgebildet ist.

31. System nach einem der Ansprüche 17 bis 30, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es als ein nach dem an sich bekannten CDMA-Verfahren arbeitendes Mobilfunksystem ausgebildet ist.

32. Empfangseinrichtung für ein System zum Übertragen von Signalen, von einer Signalquelle (SQ) über einen Übertra­ gungskanal (K) zu einer Signalsenke (SS) unter Verwendung eines JD(Joint Detection)-Algorithmus, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er eine Verarbeitungsstufe (JDS1), die die Signale entsprechend dem JD-Algorithmus verarbeitet, wobei Soft-Output-Werte und Zuverlässigkeitsinformationen erzeugt werden, einen nachgeschalteten, invers zu einem auf der Sendeseite die euklid′sche Distanz der Signale vergrö­ ßernden Codierer (TCMC), arbeitenden Decodierer (TCMD), der die Signale decodiert, eine Verarbeitungseinheit (VE1), die die Signale entsprechend einem Entscheidungsrückkopp­ lungsverfahren verarbeitet und mindestens eine Empfangs­ stufe (E) enthält, die mindestens einen Teil der Signale einer nochmaligen Datenschätzung unterwirft.

33. Empfangseinrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Schaltstufe (DI1) vorgesehen ist, die auf der Sendeseite verschachtelte Signale entschachtelt.