DE60011566T2

DE60011566T2 - Empfänger für ein CDMA Mobilfunkkommunikationssystem

Info

Publication number: DE60011566T2
Application number: DE60011566T
Authority: DE
Inventors: Pascal Agin; Ghislaine Reybet-Degat
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2020-04-08
Also published as: ATE269607T1; CN1321016A; EP1143630B1; US6718162B1; DE60011566D1; EP1143630A1; JP4769366B2; JP2001308743A; CN100448187C

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Mobilfunkkommunikationssysteme.
In Mobilfunkkommunikationssystemen besteht die allgemeine Anforderung nach höherer Leistungsfähigkeit, einschließlich einer höheren Dienstqualität und/oder höherer Kapazitäten. Gleichzeitig besteht auch die allgemeine Anforderung nach kleineren, preiswerteren Einrichtungen, die weniger Leistung verbrauchen, insbesondere bei Teilnehmereinrichtungen (oder Mobilstationen).
In Mobilfunkkommunikationssystemen werden im Allgemeinen Verfahren des Vielfachzugriffs verwendet, um es einer Vielzahl von Teilnehmern zu ermöglichen, eine gegebene Bandbreite gemeinsam zu nutzen, indem diesen unterschiedlichen Teilnehmern unterschiedliche Kanäle zugewiesen werden.
In CDMR-Systemen (Code Division Multiple Access, Codemultiplex mit Vielfachzugriff) entsprechen unterschiedliche Kanäle unterschiedlichen Spreizungs-Codes, die es ermöglichen, ein Signal entsprechend der bekannten Prinzipien der Spread-Spectrum-Verfahren von einer Basisrate auf eine höhere Rate (oder Chiprate) zu spreizen.
Es ist bekannt, dass CDMA-Systeme durch Störungen begrenzte Systeme sind. Dies bedeutet, dass wenn der Störpegel zu stark ansteigt, die Leistungsfähigkeit (bezüglich der Qualität und/oder der Kapazität) auf nicht akzeptierbare Werte sinken kann. Daher besteht ein Bedarf, in solchen Systemen die Störungen zu verringern, um die Leistungsfähigkeit zu erhöhen.
Im Allgemeinen können die Störungen verringert werden, indem Spreizungs-Codes verwendet werden, die so weit wie möglich orthogonal zueinander sind. Selbst bei Auswahl orthogonaler Spreizungs-Codes können jedoch immer noch Störungen erzeugt werden, wenn ein Empfänger ein Empfangssignal empfängt, das die Überlagerung verschiedener Signale ist (hier auch Pfad-Signale genannt), die unterschiedlichen Ausbreitungspfaden desselben gesendeten Signals entsprechen. Solche unterschiedlichen Pfad-Signale können entweder unbeabsichtigt durch Reflexionen an verschiedenen Elementen der Umgebung erzeugt werden, oder beabsichtigt sein, indem Diversity-Übertragungsverfahren verwendet werden, d. h. durch gleichzeitige Übertragung von verschiedenen Netzwerkeinrichtungen oder Basisstationen zur gleichen Mobilstation.
Im Gegensatz zu anderen Systemen mit Vielfachzugriff, wie z. B. TDMA-Systemen (Time Division Multiple Access, Zeitmultiplex mit Vielfachzugriff) kann in CDMA-Systemen eine solche Mehrwege-Ausbreitung in einem Empfänger genutzt werden, um die Qualität des demodulierten Signals zu verbessern.
Zum Beispiel werden in einem so genannten Rake-Empfänger verschiedene Finger oder Pfade bereitgestellt, wobei jeder Finger zur Verarbeitung eines gegebenen Pfadsignals gedacht ist, und die von den verschiedenen Fingern bereitgestellten Ergebnisse werden dann auf optimale Weise kombiniert, um die Qualität des demodulierten Signals zu optimieren.
Das an jeden Finger angelegte Signal ist jedoch die Überlagerung der verschiedenen Pfad-Signale, die den verschiedenen Ausbreitungs-Pfaden entsprechen, und daher wirken sich bei der Verarbeitung eines gegebenen Pfad-Signals immer noch die Störungen von allen anderen Pfad-Signalen aus.
Dieses Problem ist bei Empfängern in Mobilstationen, d. h. für die Abwärts-Übertragungsrichtung vom Netzwerk zu den Mobilstationen aus folgenden Gründen noch ernster.
In einem Mobilfunkkommunikationssystem ist es im Allgemeinen erforderlich, damit das System richtig arbeitet, dass das Netzwerk neben der Teilnehmer-Information, die zwischen Teilnehmern ausgetauscht werden soll, einige allgemeine Informationen an alle Mobilstationen rundsendet, wie z. B. insbesondere um es den Mobilstationen zu ermöglichen, sich mit dem Netzwerk zu synchronisieren. Ein in Abwärtsrichtung gesendetes Signal ist daher die Überlagerung unterschhiedlicher Signale (hier auch Kanal-Signale genannt), die unterschiedlichen Kanälen (oder physikalischen Kanälen) entsprechen, welche diese unterschiedlichen Informationstypen übertragen und allgemein als spezielle physikalische Kanäle in Abwärtsrichtung bzw. allgemeine physikalische Kanäle in Abwärtsrichtung bezeichnet werden.
In Breitband-CDMA-Systemen, wie UMTS ("Universal Mobile Telecommunication System") können solche allgemeinen physikalischen Kanäle in Abwärtsrichtung zum Beispiel folgendes enthalten:

– Physikalische Synchronisations-Kanäle (PSCH), mit denen die Mobilstationen die Frequenz und/oder Zeitsynchronisation durchführen können. In UMTS gibt es zwei Synchronisationskanäle, einen Primär-SCH zur Durchführung der Zeitschlitz-Synchronisation und einen Sekundär-SCH zur Durchführung der Rahmensynchronisation und zur Erkennung der Verwürfelungs-Code-Gruppe des Verwürfelungs-Codes in Abwärtsrichtung der Zelle.
– Einen physikalischen Primär-Kanal zur allgemeinen Steuerung (P-CCPCH), der den Rundsende-Kanal (BCH) überträgt, welcher Systeminformationen (Nummer der Zelle, Verwürfelungs-Code(s) des Kanals mit wahlfreiem Zugriff (RACH), ...) enthält.
– Einen physikalischen Sekundär-Kanal zur allgemeinen Steuerung (S-CCPCH), der den Paging-Kanal (PCH) und den Vorwärts-Zugriffs-Kanal (FACH) überträgt.

Einen primären und sekundären allgemeinen Pilotkanal (P-CPICH und S-CPICH), der für verschiedene Zwecke verwendet wird, wie Kanalbewertung oder Basisstationswechsel.
Da die allgemeinen Kanäle in Abwärtsrichtung von allen Mobilstationen (MS) in einer Zelle empfangen werden müssen, muss ihre Sendeleistung recht hoch sein, z. B. 10% der gesamten Sendeleistung einer Base Transceiver Station (BTS) und darüber hinaus verfügen sie nicht über eine Leistungsregelung (d. h. ihre Sendeleistung ist konstant).
Wenn eine MS sich in der Nähe einer BTS befindet, sind daher die Störungen, die auf den speziellen Kanal-Signal(en) in Abwärtsrichtung dieser MS für einen gegebenen Pfad von den allgemeinen Kanal-Signalen aller anderen Pfade verursacht werden, beträchtlich. Um die Qualität beizubehalten, d. h. um den Signal-Störabstand (SIR) in Abwärtsrichtung nahe bei einem gegebenen Ziel-SIR zu halten, wird daher die MS über einen im Allgemeinen in diesen Systemen bereitgestellten Leistungsregelungs-Mechanismus die BTS auffordern, die Sendeleistung dieses/dieser speziellen Kanal-Signal(e) zu erhöhen. Hierdurch werden sich die Störungen für alle MS noch weiter erhöhen, die wiederum über diesen Leistungsregelungs-Mechanismus eine Erhöhung der BTS-Sendeleistung anfordern werden. Bei einer gegebenen Gesamt-Sendeleistung wird dies daher zu einem Verlust an Systemkapazität in Abwärtsrichtung führen. Somit müssen solche Störungen durch allgemeine Kanal-Signale in Abwärtsrichtung so weit wie möglich vermieden oder wenigstens reduziert werden, um die Leistungsfähigkeit des Systems zu erhöhen.
Zu diesem Zweck wurden spezielle Verarbeitungstechniken, die auch Störungs-Kompensations-Techniken genannt werden, vorgeschlagen.
In WO 97/08846 wird ein Verfahren zur subtraktiven Störungs-Kompensation bei Vielfachzugriff offen gelegt, worin eine drahtlose Teilnehmereinheit mehrere Vorwärts-Verbindungs-Signale empfängt und die über jedes Vorwärts-Verbindungs-Signal übertragenen Daten berechnet. Als Reaktion auf diese Berechnungen wird eine zugehörige ideale Signalform für jedes empfangene Vorwärts-Verbindungs-Signal erzeugt. Für jedes verarbeitete Vorwärts-Verbindungs-Signal wird die ideale Signalform der anderen Vorwärts-Verbindungs-Signale vom Signalpegel des Vorwärts-Verbindungs-Signals, das gerade verarbeitet wird, subtrahiert, bevor die übertragenen Daten ermittelt werden. In einer alternativen Ausführung wird die Bewertung der Daten auf einem einzelnen Kanal oder auf einer Untermenge von Kanälen durchgeführt, die von den Vorwärts-Verbindungs-Signalen übertragen werden, wobei mindestens der zu einem Pilotkanal gehörende Signalpegel berechnet wird.
In EP 0 876 002 wird ein CDMA-Empfänger offen gelegt, der ein kohärentes CDMA-Signal empfängt und demoduliert, das mindestens einen Teilnehmer-Datenkanal und einen getrennten Pilotkanal enthält, die über eine Vielzahl von L Pfaden empfangen werden, wobei für einen gegebenen Pfad der gewünschte Datenkanal orthogonal zum Pilotkanal ist. Der CDMA-Empfänger enthält L Pfad-Demodulatoren, jeder Demodulator zur Bewertung eines Datenkanals und eines Pilotkanals aus einem CDMA-Signal, das über einen der L Pfade empfangen wird, und zur Erzeugung von L-1 Kompensationssignalen, von denen jedes von einem speziellen von L Subtrahierer-Mitteln zu verwenden ist. Jedes der L Subtrahierer-Mittel wird dazu verwendet, die L-1 Kompensationssignale, die von unterschiedlichen der anderen L-1 Pfad-Demodulatoren erzeugt werden, von dem mit den Subtrahierer-Mitteln verbundenen CDMA-Signal zu subtrahieren. In einer Ausführung sind die L-1 Kompensationssignale rekonstruierte Pilotsignale, und jedes der Subtrahierer-Mittel befindet sich vor seinem zugehörigen Demodulator, um die rekonstruierten Pilotsignale von dem Signal zu subtrahieren, das in seinen Demodulator eingegeben wird.
Daher entsprechen diese beiden Literaturhinweise der gleichen Lösung, wobei in jedem Finger des Rake-Empfängers das entsprechende Pfad-Signal des Pilotsignals (oder sogar im Fall des ersten Literaturhinweises das entsprechende Pfad-Signal des gesamten empfangenen Signals) berechnet wird und von jedem anderen Pfad-Signal in jedem anderen Finger subtrahiert wird, bevor es von jedem dieser anderen Finger verarbeitet wird.
Eine ähnliche Lösung wird in S. RAMAN; L. YUE: "Simulation Results and Interference Cancellation in UMTS Downlink Receiver", FIRST INTERNATIONAL CONFERENCE ON 3G MOBILE COMMUNIACATION TECHNOLOGIES, 27.–29. März 2000, Seite 266–270, London, offen gelegt.
Diese Lösung ist in 1 gezeigt, wobei ein Empfänger auf herkömmliche Weise folgendes enthält: Eine Antenne 1, einen Rake-Empfänger 2 und einige Zwischen-Verarbeitungen 3 (einschließlich HF-Verarbeitung, automatische Verstärkungsregelung, Empfangs-Filterung, ... usw.) zwischen der Antenne 1 und dem Rake-Empfänger 2. Der Rake-Empfänger 2 umfasst auf herkömmliche Weise L Finger 4₁ , 4₂ , ... 4_L und einen Kombinierer 5, wobei jeder Finger auf bekannte Weise durch Mittel 6 zur Berechnung der Impulsantwort des Kanals gesteuert wird, welche die Amplituden, Phasen und Verzögerungen der verschiedenen Ausbreitungspfade bestimmen.
In dieser Lösung sind für die Kompensation der Störungen L Berechner 7₁ , 7₂ , ... 7_L erforderlich, um die oben erwähnten Berechnungen auszuführen, sowie L(L – 1) Subtrahierer 8₁₂ , ... 8_1L , 8_2l , ... 8_2L , ... 8_L1 , 8_L2 , ... zur Ausführung der oben erwähnten Subtraktionen.
Ein Nachteil dieser Lösung ist, dass sie eine Menge von Signalverarbeitungen und Berechnungen erfordert und daher die Komplexität und die Leistungsaufnahme der Einrichtungen beträchtlich erhöht, was nicht wünschenswert ist, insbesondere für Teilnehmereinrichtungen (oder Mobilstationen).
Es besteht daher ein Bedarf, einen solchen Nachteil zu vermeiden und dabei weiterhin eine effiziente Kompensation der Störungen zu bieten.
Im ersten der oben erwähnten Literaturhinweise wird übrigens eine solche Kompensation der Störungen immer ausgeführt, d. h. sogar wenn das Pilotsignal das Nutzsignal nicht wesentlich stört (was der Fall sein wird, wenn die Mobilstation sich nicht in der Nähe der Basisstation befindet). Dies hat den Nachteil, dass in diesem Fall die Kompensation der Störungen unnötigerweise ausgeführt wird, wodurch sich ebenfalls unnötigerweise der Leistungsverbrauch der Einrichtungen erhöht.
Im zweiten der oben erwähnten Literaturhinweise kann die Kompensation des Pilotsignals auf der Grundlage eines Kriteriums des minimalen mittleren quadratischen Fehlers ein- und ausgeschaltet werden, um einen minimalen mittleren quadratischen Fehler am Rake-Ausgang bereitzustellen. Ein solches Kriterium hat jedoch den Nachteil, dass es eine Menge sehr komplexer Verarbeitungen und Berechnungen erfordert.
Daher besteht auch der Bedarf, einen solchen Nachteil zu vermeiden und weiterhin ein effizientes Kriterium bereitzustellen, eine solche Kompensation von Störungen durchzuführen oder nicht.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Empfänger für ein CDMA-Mobilfunkkommunikationssystem, der ein Signal empfängt, das die Überlagerung von verschiedenen Signalen oder Pfad-Signalen ist, die verschiedenen Ausbreitungs-Pfaden eines gesendeten Signals entsprechen, das wiederum eine Überlagerung von unterschiedlichen Signalen oder Kanal-Signalen ist, die verschiedenen Kanälen entsprechen, die verschiedene gesendete Informationen übertragen, wobei der Empfänger vor der Wiederherstellung der gesendeten Information, die von einem gegebenen Kanal übertragen wird, durch Nutzung der verschiedenen Ausbreitungs-Pfade folgendes enthält:

– Mittel zur Berechnung mindestens eines gestörten Signals, das ein empfangenes Kanal-Signal ist, und das eine Überlagerung verschiedener Pfad-Signale ist, die verschiedenen Ausbreitungs-Pfaden eines gesendeten Kanal-Signals entsprechen, das mindestens einem Kanal entspricht, der sich von dem gegebenen Kanal unterscheidet,
– Mittel zur Subtraktion von mindestens einem berechneten Signal eines Störers von dem empfangenen Signal.

Gemäß einer weiteren Aufgabe der Erfindung ist der gegebene Kanal ein spezieller Kanal in Abwärtsrichtung und der mindestens eine Kanal, der sich von dem gegebenen Kanal unterscheidet, ist ein allgemeiner Kanal in Abwärtsrichtung.
Gemäß einer weiteren Aufgabe der Erfindung umfassen die Mittel zur Berechnung des mindestens einen Signal eines Störers:

– Mittel zur Berechnung der Impulsantwort h(t) des Übertragungskanals, wobei die Mittel einen Schätzwert h ^(t) liefern,
– Mittel zur Berechnung von c(t) * h ^(t), wobei c(t) das gesendete Kanal-Signal ist, das mindestens einem Kanal entspricht, der sich von dem gegebenen Kanal unterscheidet, und wobei * der Faltungs-Operator ist, und wobei die Mittel einen Schätzwert c(t) * h ^(t) des Signals des Störers liefern.

Gemäß einer weiteren Aufgabe der Erfindung umfassen die Mittel zur Berechnung des mindestens einen Störsignals folgendes:

– Mittel zur Berechnung der Impulsantwort h(t) des Übertragungskanals, wobei die Mittel einen Schätzwert h ^(t) liefern,
– Mittel zur Berechnung des gesendeten Kanal-Signals c(t), das mindestens einem Kanal entspricht, der sich von dem gegebenen Kanal unterscheidet, wobei die Mittel einen Schätzwert c ^(t) liefern,
– Mittel zur Berechnung von c ^(t) * h ^(t), wobei * der Faltungs-Operator ist, und die Mittel einen Schätzwert c ^(t) * h ^(t) des Signals des Störers liefern.

Gemäß einer weiteren Aufgabe enthält der Empfänger:

– Mittel zur Steuerung der Subtrahier-Mittel als Funktion der Leistung des berechneten Signals des Störers.

Gemäß einer weiteren Aufgabe enthalten die Steuerungs-Mittel:

– Mittel zur Bestimmung der Leistung P des mindestens einen berechneten Signals des Störers,
– Mittel zur Freigabe der Subtraktion, wenn das folgende Kriterium gilt: P > α·Iwobei α ein vorher festgelegter Parameter und I eine Referenzleistung ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung für ein CDMA-Mobilfunkkommunikationssystem, das einen Empfänger der oben genannten Art enthält.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Teilnehmereinrichtung für ein CDMA-Mobilfunkkommunikationssystem, das einen Empfänger der oben genannten Art enthält.
Diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung zusammen mit den begleitenden Zeichnungen deutlicher, in denen:
1 ein Diagramm ist, das einen Empfänger nach dem oben erwähnten bisherigen Stand der Technik zeigt,
2 ein Diagramm ist, das ein Beispiel für einen Empfänger gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt,
3 ein Diagramm ist, das ein Beispiel für einen Empfänger gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
In diesen Diagrammen werden Elemente, die diesen verschiedenen Figuren gemeinsam sind, auf die gleiche Weise bezeichnet.
Gemäß der Erfindung enthält ein Empfänger für ein CDMA-Mobilfunkkommunikationssystem, der ein Signal empfängt, welches eine Überlagerung von verschiedenen Signalen oder Pfad-Signalen ist, die verschiedenen Ausbreitungs-Pfaden eines gesendeten Signals entsprechen, das wiederum eine Überlagerung von unterschiedlichen Signalen oder Kanal-Signalen ist, die verschiedenen Kanälen entsprechen, die verschiedene gesendete Informationen übertragen, im Wesentlichen vor der Wiederherstellung der gesendeten Information, die von einem gegebenen Kanal übertragen wird, durch Nutzung der verschiedenen Ausbreitungs-Pfade folgendes:

– Mittel zur Berechnung mindestens eines empfangenen Kanal-Signals oder Signals eines Störers, das eine Überlagerung verschiedener Pfad-Signale ist, die verschiedenen Ausbreitungs-Pfaden eines gesendeten Kanal-Signals entsprechen, das mindestens einem Kanal entspricht, der sich von dem gegebenen Kanal unterscheidet,
– Mittel zur Subtraktion mindestens eines berechneten Signals eines Störers von dem empfangenen Signal.

Die vorliegende Erfindung kann auch auf folgende Weise beschrieben werden.
Das am Empfänger empfangene Signal kann nach der Empfangs-Filterung allgemein wie folgt geschrieben werden: r(t) = s(t) * h(t) + c(t) * h(t) + b(t)wobei

– s(t) das Nutzsignal oder das gesendete Kanal-Signal ist, das dem gegebenen Kanal entspricht, der die gesendete, wiederherzustellende Information überträgt (in den betrachteten Beispielen ein spezieller physikalischer Kanal in Abwärtsrichtung),
– c(t) das gesendete Kanal-Signal ist, das dem mindestens einem Kanal entspricht, der sich vom gegebenen Kanal unterscheidet (in den betrachteten Beispielen ein allgemeiner physikalischer Kanal in Abwärtsrichtung),
– * der Faltungs-Operator ist,
– h(t) die Kanal-Impulsantwort des Übertragungskanals ist, einschließlich des Beitrages der Sende- und Empfangfilter,
– c(t) * h(t) das empfangene Kanal-Signal oder Signal eines Störers ist, das dem gesendeten Kanal-Signal c(t) entspricht,
– b(t) das Rauschen und andere Störsignale repräsentiert.

In einer ersten Ausführung ist das mindestens eine Signal eines Störers das Signal, welches mindestens einem allgemeinen Kanal in Abwärtsrichtung entspricht, der Informationen überträgt, die der Empfänger kennt, z. B. in UMTS den primären Synchronisations-Kanal (P-SCH) oder den Pilotkanal (CPICH).
In dieser ersten Ausführung und wie in dem Beispiel von 2 gezeigt, verwendet die vorliegende Erfindung:

– Mittel 6 zur Berechnung der Impulsantwort h(t) des Übertragungskanals, wobei die Mittel einen Schätzwert h ^(t) liefern,
– Mittel 9 zur Berechnung von c(t) * h ^(t), wobei c(t) das gesendete Kanal-Signal ist, das mindestens einem Kanal entspricht, der sich von dem gegebenen Kanal unterscheidet, und wobei * der Faltungs-Operator ist, und wobei die Mittel einen Schätzwert c(t) * h ^(t) des Signals des Störers liefern,
– Mittel 10 zur Berechnung von r'(t) = r(t) – c(t) * h ^(t).

Es soll darauf hingewiesen werden, dass die Mittel 6 zur Berechnung der Impulsantwort die sind, die bereits zur Steuerung der Finger 4₁ , 4₂ , ... 4_L , des Rake-Empfängers 2 benötigt werden; daher hat dies keine zusätzliche Komplexität des Empfängers zur Folge.
In UMTS zum Beispiel wird eine solche Berechnung der Impulsantwort vorzugsweise unter Verwendung des CPICH durchgeführt, da das entsprechende Kanal-Signal mit einer großen Leistung empfangen wird (die Kanal-Bewertung kann jedoch auch mit anderen Kanälen durchgeführt werden, wie zum Beispiel dem DPCCH (Dedicated Physical Control Channel)). Die Impulsantwort des Kanals wird dann normalerweise in der folgenden Form berechnet:
wobei p(t) den Beitrag aller Übertragungs- und Empfangsfilter enthält und so normiert ist, dass seine Energie 1 beträgt, α ^_p, die komplexe Amplitude des p-ten Pfads ist und τ ^_p die Verzögerung des p-ten Pfades ist.
Wenn die Leistung des betrachteten Signals des Störers groß ist, was dann der Fall ist, wenn die Mobilstation sich nahe an der Basisstation befindet, ist der Schätzwert der Kanal-Impulsantwort h ^(t) fast gleich der Kanal-Impulsantwort h(t), und somit kann das Signal r'(t) wie folgt geschrieben werden: r'(t) ≈ s(t) * h(t) + b(t)
Das Nutzsignal s(t) kann dann aus dem Signal r'(t) bestimmt werden, in dem dieses Signal auf herkömmliche Weise, im Rake-Empfänger 2 oder in jedem anderen Verarbeitungsmittel verarbeitet wird.
In Systemen, wie zum Beispiel UMTS, in denen die gesendeten Signale in Rahmen strukturiert sind, die wiederum in Zeitschlitzen strukturiert sind, werden die oben erwähnten Operationen vorzugsweise Zeitschlitz für Zeitschlitz ausgeführt. In der Tat müssen bestimmte Informationen, wie Leistungs-Steuerbits, die eine Leistungssteuerung ermöglichen, Zeitschlitz für Zeitschlitz wiederhergestellt werden (und nicht auf der Grundlage einer längeren Zeitdauer).
In dieser ersten Ausführung wird angenommen, dass das Signal c(t) dem Empfänger bekannt ist. Für den CPICH zum Beispiel enthält c(t) die Spreizung und die Verwürfelung und kann in jedem Zeitschlitz wie folgt ausgedrückt werden:
Hierbei ist N die Anzahl der Symbole pro Zeitschlitz, (d₀, ..., d_N–1) sind die N Symbole dieses Zeitschlitzes, c^(ch) ist der Kanalbildungs-Code der Länge Q (wobei Q der Spreizungsfaktor ist), c^(scramb) ist der in diesem Zeitschlitz verwendete komplexe Verwürfelungs-Code, T_c ist die Chip-Periode und δ(t) ist die Dirac-Funktion (δ(t) = 1, wenn t = 0, δ(t) = 0 sonst).
In einer zweiten Ausführung ist das mindestens eine Signal eines Störers das Signal, welches mindestens einem allgemeinen Kanal in Abwärtsrichtung entspricht, der Information überträgt, die dem Empfänger nicht bekannt ist.
In dieser zweiten Ausführung und wie in dem Beispiel von 3 gezeigt, verwendet die Erfindung folgendes:

– Mittel 6 zur Berechnung der Kanal-Impulsantwort h(t) des Übertragungskanals, wobei die Mittel einen Schätzwert h(t) liefern,
– Mittel 11 zur Berechnung des gesendeten Kanal-Signals c(t), das mindestens einem Kanal entspricht, der sich von dem gegebenen Kanal unterscheidet, und wobei die Mittel einen Schätzwert c(t) liefern,
– Mittel 9' zur Berechnung von c ^(t) * h ^(t), wobei * der Faltungs-Operator ist und die Mittel einen Schätzwert c ^(t) * h ^(t) des Signals des Störers liefern,
– Mittel 10' zur Berechnung von r'(t) = r(t) – c ^(t) * h ^(t).

Daher ist der Unterschied im Vergleich zu 2, dass das Signal c(t), das dem Empfänger nicht bekannt ist, berechnet werden muss.
Die Mittel 11 zur Berechnung des Signals c(t) können jedes herkömmliche Verarbeitungsverfahren verwenden, wie z. B. die Rake-Empfänger-Technik oder jede andere Verarbeitungs-Technik, um die Information aus dem empfangenen Signal r(t) wiederzugewinnen, die von dem mindestens einen allgemeinen Kanal in Abwärtsrichtung übertragen wird, und dann kann jedes herkömmliche Verfahren verwendet werden, um ein Signal c(t) aus der so wiedergewonnenen Information zu rekonstruieren.
Die Lösung gemäß der Erfindung kann dazu verwendet werden, die von einem oder mehreren allgemeinen Kanälen in Abwärtsrichtung hervorgerufenen Störungen im Empfangssignal zu beseitigen. Wenn die von mehreren allgemeinen Kanälen in Abwärtsrichtung hervorgerufenen Störungen beseitigt werden sollen, können die Operationen der Berechnung der Kanal-Impulsantwort und der Faltung mit der berechneten Kanal-Impulsantwort in einem einzigen Schritt für diese unterschiedlichen allgemeinen Kanäle in Abwärtsrichtung durchgeführt werden (und nicht in einem Schritt pro allgemeinem Kanal in Abwärtsrichtung). Somit wird nur eine vernachlässigbar kleine Komplexität hinzugefügt, um alle bekannten allgemeinen Kanäle in Abwärtsrichtung zu beseitigen und nicht nur einen.
Die Störungs-Kompensation gemäß der vorliegenden Erfindung kann immer verwendet werden, d. h. sogar wenn das mindestens eine Signal eines Störers nicht gut empfangen wird (und somit das Nutzsignal nicht wesentlich stört): In diesem Fall wird die Leistungsfähigkeit nicht verbessert, aber auch nicht verschlechtert.
Um den Leistungsverbrauch des Empfängers jedoch zu verringern (insbesondere eines MS-Empfängers), kann das Verfahren nur durchgeführt werden, wenn es wirklich benötigt wird.
Um die Komplexität des Empfängers zu verringern, (insbesondere eines MS-Empfängers), ist es übrigens von Vorteil, das Kriterium, ob die Störungs-Kompensation durchgeführt werden soll oder nicht auf der Leistung P des mindestens einen berechneten Signals eines Störers basieren zu lassen.
Zum Beispiel kann die Störungs-Kompensation nur durchgeführt werden, wenn das folgende Kriterium gilt: P > α·Iwobei α ein vorher festgelegter Parameter und I eine Referenzleistung ist, die zum Beispiel die berechnete gesamte Störleistung sein kann oder die gesamte Leistung des empfangenen Signals (die mit jedem bekannten Verfahren bestimmt werden kann).
Die Leistung P des berechneten Signals des Störers kann ebenfalls entsprechend jedem bekannten Verfahren bestimmt werden.
Zum Beispiel kann in UMTS für den Fall, dass das Signal des Störers dem allgemeinen physikalischen Kanal in Abwärtsrichtung CPICH entspricht, die Leistung P_CPICH aus der berechneten Kanal-Impulsantwort h ^(t) wie folgt berechnet werden: PCPICH = ∫|h ^(t)|2dt
In der Praxis wird das integral durch eine diskrete Summation ersetzt.
In UMTS wird die Kanal-Impulsantwort normalerweise in der Form
berechnet, wobei p(t) den Beitrag aller Übertragungs- und Empfangsfilter enthält und so normiert ist, dass seine Energie 1 beträgt, α ^_p, die komplexe Amplitude des p-ten Pfads ist und τ ^_p, die Verzögerung des p-ten Pfades ist. In diesem Fall ist
Daher kann, wie in den Beispielen in 2 oder 3 gezeigt, ein Empfänger weiterhin folgendes enthalten:

– Mittel 12 oder 12' zur Steuerung der Mittel zur Subtraktion (10 oder 10') als Funktion der Leistung des berechneten Signals des Störers.

In den gezeigten Beispielen enthalten die Mittel 12 oder 12' übrigens:

– Mittel 13 oder 13' zur Bestimmung der Leistung P des mindestens einen berechneten Signals des Störers,
– Mittel 14 oder 14' zur Freigabe der Subtraktion, wenn das folgende Kriterium gilt: P > α·Iwobei α ein vorher festgelegter Parameter und I eine Referenzleistung ist, die zum Beispiel die berechnete gesamte Störleistung oder die gesamte Leistung des empfangenen Signals sein kann.

Es soll darauf hingewiesen werden, dass ein solches Kriterium für jeden Typ von Störungs-Kompensation gelten kann, nicht nur für den gemäß der vorliegenden Erfindung.
Es soll auch darauf hingewiesen werden, dass in dem offen gelegten Beispiel h(t) nicht nur die Kanal-Impulsantwort des Übertragungskanals enthält, sondern auch den Beitrag von Sende- und Empfangsfiltern, sowie die Sendeleistung des Signals c(t) (wenn mehrere Signale gesendet werden, wird h(t) bezüglich der Leistung eines der gesendeten Signale normiert, welches in dem betrachteten Beispiel CPICH ist). In der Tat repräsentiert in diesem Beispiel c(t) das gesendete Signal vor dem Sendefilter und dem Leistungsverstärker. Allgemeiner kann c(t) mit jedem gegebenen Faktor multipliziert und h(t) gleichzeitig durch denselben Faktor dividiert werden, vorausgesetzt c(t) * h(t) bleibt unverändert.
Im Allgemeinen wird die Berechnung von c(t) * h(t) übrigens auf digitale Weise durchgeführt, d. h. mit einem abgetasteten Signal (und nicht mit einem kontinuierlichen Signal). Daher wird die Berechnung mit den Abtastwerten des gesendeten Signals durchgeführt, wobei das Signal im Allgemeinen im Abstand von T_c/e abgetastet wird, wobei T_c die Chip-Periode und e der Oversampling-Faktor ist (e ist eine ganze Zahl).

Claims

Ein Empfänger für ein CDMA-Mobilfunkkommunikationssystem, das ein Signal empfängt, welches die Überlagerung verschiedener Signale oder Pfad-Signale ist, die unterschiedlichen Ausbreitungspfaden eines gesendeten Signals entsprechen, das wiederum die Überlagerung verschiedener Signale oder Kanal-Signale ist, die unterschiedlichen Kanälen entsprechen, die verschiedene Informationen übertragen, wobei der Empfänger dadurch gekennzeichnet ist, dass er vor der Wiederherstellung der gesendeten Information, die von einem gegebenen Kanal übertragen wird, durch Nutzung der verschiedenen Ausbreitungs-Pfade folgendes enthält: – Mittel (6, 9, 11, 9') zur Berechnung mindestens eines Signals eines Störers, das ein empfangenes Kanal-Signal ist, und das eine Überlagerung verschiedener Pfad-Signale ist, die verschiedenen Ausbreitungs-Pfaden eines gesendeten Kanal-Signals entsprechen, das mindestens einem Kanal entspricht, der sich von dem gegebenen Kanal unterscheidet, – Mittel (10, 10') zur Subtraktion von mindestens einem berechneten Signal eines Störers von dem empfangenen Signal.
Ein Empfänger gemäß Anspruch 1, worin der gegebene Kanal ein spezieller Kanal in Abwärtsrichtung ist und der mindestens eine Kanal, der sich von dem gegebenen Kanal unterscheidet, ein allgemeiner Kanal in Abwärtsrichtung ist.
Ein Empfänger gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 oder 2, worin die Mittel zur Berechnung des mindestens einen Signals eines Störers folgendes enthalten: – Mittel (6) zur Berechnung der Impulsantwort h(t) des Übertragungskanals, wobei die Mittel einen Schätzwert h ^(t) liefern, – Mittel (9) zur Berechnung von c(t) * h ^(t), wobei c(t) das gesendete Kanal-Signal ist, das mindestens einem Kanal entspricht, der sich von dem gegebenen Kanal unterscheidet, und wobei * der Faltungs-Operator ist, und wobei die Mittel einen Schätzwert c(t) * h ^(t) des Signals des Störers liefern.
Ein Empfänger gemäß Anspruch 1, worin die Mittel zur Berechnung des mindestens einen empfangenen Kanal-Signals folgendes enthalten: – Mittel (6) zur Berechnung der Kanal-Impulsantwort h(t) des Übertragungskanals, wobei die Mittel einen Schätzwert h(t) liefern, – Mittel (11) zur Berechnung des gesendeten Kanal-Signals c(t), das dem mindestens einem Kanal entspricht, der sich von dem gegebenen Kanal unterscheidet, wobei die Mittel einen Schätzwert c(t) liefern, – Mittel (9') zur Berechnung von c ^(t) * h ^(t), wobei * der Faltungs-Operator ist, und wobei die Mittel einen Schätzwert c ^(t) * h ^(t) des Signals des Störers liefern.
Ein Empfänger gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, der weiterhin folgendes enthält: – Mittel (12, 12') zur Steuerung der Mittel (10, 10') zur Subtraktion als Funktion der Leistung des berechneten Signals des Störers.
Ein Empfänger gemäß Anspruch 5, worin die Mittel (12, 12') folgendes enthalten: – Mittel (13, 13') zur Bestimmung der Leistung P des mindestens einen berechneten Signals des Störers, – Mittel (14, 14') zur Freigabe der Subtraktion, wenn das folgende Kriterium gilt: P > α·I wobei α ein vorher festgelegter Parameter und I eine Referenzleistung ist.
Eine Einrichtung für ein CDMA-Mobilfunkkommunikationssystem, die einen Empfänger gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6 enthält.
Eine Teilnehmereinrichtung für ein CDMA-Mobilfunkkommunikationssystem, die einen Empfänger gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6 enthält.