DE4430349C2

DE4430349C2 - Verfahren zum Messen der Leistung eines zusammen mit einem Carrier-Signal in einem Funkkanal eines Mobilfunknetzes empfangenen und dort ein Summensignal bildenden Interferer-Signals

Info

Publication number: DE4430349C2
Application number: DE4430349A
Authority: DE
Inventors: Otmar Dipl Phys Wanierke
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1994-08-26
Filing date: 1994-08-26
Publication date: 1996-11-28
Anticipated expiration: 2014-08-27
Also published as: DE4430349A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Leistung eines zusammen mit einem Carrier-Signal in einem Funkkanal eines Mobilfunknetzes empfangenen und dort ein Summensignal bildenden Interferer-Signals, bei dem das Carrier-Signal zwischen signalbelegten Zeitschlitzen auch unbelegte Zeitschlitze aufweist, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Mobilfunknetzen, bei denen von mehreren Sendern zu verschiedenen Empfängern Carrier-Signale übertragen wer den, entstehen an einzelnen Empfängern Interferer-Sig nale, die am Empfängereingang dem für diesen Empfänger bestimmten Carrier-Signal überlagert werden. Die Inter ferer Signale kommen einerseits von den netzeigenen Sendern oder von anderen Störsignalquellen.

Unter Carrier-Signal wird nachfolgend das eigentliche Nutzsignal in einem Funkkanal bezeichnet, das von einer Basisstation zu einem mobilen Empfänger übertragen wird, unter Interferer-Signal wird ein dieses Carrier-Signal störendes Signal verstanden, das sich dem Carrier-Signal überlagert, so daß am Eingang des Empfängers ein aus Carrier und Interferer zusammengesetztes Summensignal entsteht.

Für den Betrieb solcher Mobilfunknetze ist die Messung der Leistung solcher Interferer-Signale wichtig.

Mit den bekannten Spitzenleistungsmessern (z. B. nach Neues von Rohde & Schwarz, Heft 145, 1994, Seiten 14 bis 17) ist dies nicht möglich, da hiermit nur die Leistungsmessung des Summensignals durchgeführt werden kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Ver fahren zum gesonderten Messen der Leistung eines solchen Interferer-Signals aufzuzeigen, das zusammen mit einem Carrier-Signal das neben den eigentlichen signalbelegten Zeitschlitzen auch unbelegte Zeitschlitze aufweist, als Summensignal auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren laut Hauptanspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht aus von der Erkennt nis, daß bei Carrier-Signalen, die zwischen den signal belegten Zeitschlitzen auch unbelegte Zeitschlitze aufweisen, eine einfache Messung der Leistung eines überlagerten Interferer-Signals dadurch möglich ist, daß in dem empfangsseitig aufbereiteten Summensignal nur solche Zeitabschnitte ausgewählt werden, die kein Carrier-Signal enthalten. Dies wird durch Anwendung der Impulskompression und den erfindungsgemäßen Verfahrens schritten erreicht. Die Impulskompression kann bei einem GSM-Signal beispielsweise am Trainingssequenz-Signal abschnitt durchgeführt werden, wie er beispielsweise für das GSM-Netz in der "Recommandation GSM 05.02" der ETSI/PT 12 vom Januar 1990 unter Abschnitt 3.4.1 als Digitalsignal näher definiert ist. Für das sogenannte Indoor-Funknetz DECT (Digital European Cordless Telephon) kann als zu komprimierender Signalabschnitt beispielsweise die Synchronisationssequenz benutzt werden.

Die mittlere Leistung der aufeinander folgenden Zeit schlitze des Summensignals kann entweder über die gesamte Breite des Zeitschlitzes oder nur über einen Teil davon erfolgen, in gleicher Weise kann die mittlere Leistung des einem Kompressionsverfahren unterworfenen Signal abschnittes nur über einen Teil des durch die Kompression gewonnenen Impulses, über den gesamten Impuls oder über eine vorgegebene Breite des komprimierten Signals gemessen bzw. berechnet werden, dies hängt von der Signalband breite, der Qualität der Synchronisation und den möglichen Umweglaufzeiten im Funkkanal ab.

Als Impulskompressionsverfahren eignet sich beispielsweise ein bekanntes Korrelationsverfahren, wie es beschrieben ist in "Zum Mismatched-Filter-Entwurf für periodische binärphasencodierte Signale" von H. Rohling und W. Borchert, ntz Archiv Bd. 10 (1988) Heft 5, S. 111-117 oder ein Verfahren zur linearen Abbildung in Form einer Matrix, wie es beschrieben ist in DE-OS 41 35 953. Die eigentliche Messung der Leistung des Interferer-Signals in dem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgewählten carrierlosen Zeitschlitz kann aus den digitalen Daten dieses Zeitschlitzes entweder als Mittelwert über einen Teil oder die Gesamtdauer dieses Zeitschlitzes berechnet werden, auch eine spektrale Leistungsauswertung ist möglich.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den Zusammenhang zwischen einem Carrier-Sig nals C, das aus signalbelegten Zeitabschnitten Z_S und dazwischenliegenden unbelegten Zeitabschnitten Z₀ besteht, einem Interferer-Signal I, dem daraus resultierenden Summensignal S am Eingang E eines Funkempfängers, den zur Impulskompression verwendeten Signalabschnitten im Signal S_k und den für jeden Zeitschlitz komprimierten Signalabschnitten im Signal K am Beispiel eines GSM-Mobilfunknetz.

Fig. 2 zeigt die mittlere Leistung P1 des Summensignals S in den Zeitschlitzen des Carrier-Signals C, die mittlere Leistung P2 in den Impulsen des komprimierten Signals, das Leistungsverhältnis als Zahlenbeispiel und die durch den Vergleich des Verhältnisses mit dem Grenzwert G=2 gewonnene Entscheidung, ob ein Zeitschlitz des Summen signals S zur Leistungsauswertung des Interferer-Signals I benutzt werden kann.

Fig. 3 zeigt das Prinzipschaltbild einer Anordnung zum Messen der Leistung des Interferer-Signals I. Das in einem Empfänger 1 empfangene hochfrequente Summensignal S wird nach Demodulation in einem A/D-Wandler 2 digita lisiert und die Folge von Abtastwerten der einzelnen aufeinanderfolgenden Zeitschlitze z₁, z₂ bis z_N des Summensignals S werden in einem digitalen Speicher 3 abgespeichert. Die zeitliche Synchronisation zwischen den Abtastzeitpunkten des Summensignals und der Rahmen struktur des im empfangenen Summensignal liegenden Carrier-Signals wird vor, nach oder während der Abtastung der zu untersuchenden Zeitschlitze vorgenommen. Dabei ist es unabhängig ob der zur Messung verwendete HF-Empfänger oder ein anderer HF-Empfänger, ggf. ein Mobilfunktelefon, zur Synchronisation benutzt wird. Ebenfalls kann auch das Signal eines anderen Funkkanals des Senders, der auch das Carrier-Signal aussendet, zur Synchronisation benutzt werden, so wie es im GSM-Netz üblich ist, in dem das Signal des BCCH-Trägers als Synchronisationssignal verwendet wird.

In einfacher und vorteilhafter Weise können die zur Synchronisation benutzten Funksignale mit dem HF-Empfänger 1 und dem A/D-Wandler 2 empfangen, digitalisiert und im Speicher 3 abgespeichert werden. Dabei erhält man für die Abtastwerte eine einwertige reelle Folge, wenn man ein Zwischenfrequenzsignal abtastet und eine zwei wertige komplexe Folge, wenn man ein I-Q-Signal abtastet. Beim I-Q-Signal werden zwei A/D-Wandler benötigt. Danach kann mit dem Prozessor 4 nach bekannten Verfahren, wie sie z. B. in Mobilfunktelefonen angewendet werden, aus den gespeicherten Signaldaten eine Zeitsynchronisation zwischen der Rahmenstruktur des Carrier-Signals und den schon abgetasteten oder noch abzutastenden Abtastwerten des Summensignals hergestellt werden.

Anschließend wird aus den digitalen Abtastwerten der aufeinanderfolgenden Zeitschlitze z₁ bis z_N zunächst beispielsweise über die gesamte Breite b jedes Zeit schlitzes oder auch nur über einen Teil davon die mittlere Hochfrequenzleistung P1 berechnet. Gleichzeitig wird ein ausgewählter netzspezifischer Signalabschnitt des Carrier-Signals, beispielsweise der Trainingssequenz-Ab schnitt T des GSM-Signals, der innerhalb eines Zeit schlitzes Z zwischen den eigentlichen Signalisierungs- oder Datenabschnitten des Zeitschlitzes liegt, einem bekannten Impulskompressionsverfahren unterworfen und dann wird auch die mittlere Leistung P2 dieses durch Kompression erzeugten Impulses im komprimierten Signal K berechnet. Im Prozessor 4 wird dann das Verhältnis dieser beiden berechneten mittleren Leistungen P2 zu P1 gebildet und mit einem vorgegebenen Grenzwert G, beispielsweise dem Verhältniswert 2 verglichen. Wenn dieser Grenzwert G, der unter anderem auch vom Impuls kompressionsverfahren abhängt, unterschritten wird, so wird daraus erkannt, daß es sich um einen Zeitschlitz Z₀ handelt, in dem kein Carrier-Signal vorhanden ist, also um einen Zeitschlitz, in dem nur ein auszuwertendes Interferer-Signal vorhanden ist. Die im Speicher 3 abge legten digitalen Daten dieses so ausgewählten Zeit schlitzes können dann zur Interferenzleistungsmessung weiter verarbeitet werden und zwar kann entweder aus den Abtastwerten eine mittlere Interferenzleistung, eine maximale Interferenzleistung oder eine statistische Verteilung der zeitlichen Interferenzleistung gebildet werden. Im einfachsten Fall kann auch die schon berechnete Leistung P1 für solche Zeitschlitze Z₀ als mittlere Interferenzleistung angenommen werden. Eine weitere vorteilhafte Auswertung der Interferenzleistung kann erfolgen, wenn man die spektrale Interferenzleistungs dichte berechnet. Dazu werden alle oder ein Teil der Abtastwerte des Zeitschlitzes Z₀ mit dem Prozessor 4 diskret fourier-transformiert und die Betragsquadrate der erhaltenen Fourierkomponenten berechnet, die das Leistungsdichtespektrum des Interferenzsignals während des Zeitschlitzes Z₀ darstellen.

Claims

1. Verfahren zum Messen der Leistung eines zusammen mit einem Carrier-Signal in einem Funkkanal eines Mobil funknetzes empfangenen und dort ein Summensignal bildenden Interferer-Signals, bei dem das Carrier-Sig nal zwischen signalbelegten Zeitschlitzen auch unbe legte Zeitschlitze aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Summensignal auf die Signalrahmenstruktur des Carrier-Signals synchronisiert wird,
- mehrere der aufeinanderfolgenden belegten und unbe legten Zeitschlitze des Summensignals digitalisiert und die Abtastwerte in einem Speicher zwischenge speichert werden,
- für jeden Zeitschlitz die mittlere Leistung berechnet wird und außerdem ein ausgewählter netzspezifischer Signalabschnitt einem Impulskompressionsverfahren unterworfen wird und dann auch die mittlere Leistung dieses komprimierten Signals berechnet wird,
- anschließend das Verhältnis dieser beiden mittleren Leistungen gebildet und mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird, und
- bei Unterschreitung dieses Grenzwertes aus den Daten dieses so ausgewählten Zeitschlitzes die Leistung des Interferer-Signals bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem GSM-Signal als netzspezifischer Signalabschnitt die Trainingssequenz benutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem DECT-Signal als netzspezifischer Signalabschnitt die Synchronisationssequenz ausgewählt wird.