DE60108211T2

DE60108211T2 - Optimierung von kanalentzerrung

Info

Publication number: DE60108211T2
Application number: DE60108211T
Authority: DE
Inventors: Olli Piirainen
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2001-04-05
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2021-04-06
Also published as: DE60108211D1; AU5230501A; EP1183840A1; US20020057735A1; WO2001078338A1; BR0105576A; EP1183840B1; FI20000820A; FI20000820A0; US6954495B2; JP2003530769A; CN1148922C; CN1366753A; ATE286639T1

Description

GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Schätzen einer Rauschleistung in einer Funkempfangsvorrichtung, um Kanalentzerrungsparameter zu bestimmen.
HINTERGRUND
Funkempfangsvorrichtungen verwenden unterschiedliche Kanalentzerrungseinrichtungen bzw. Kanalequalizer, um eine Intersymbolstörung (ISI) zu entfernen, die durch lineare und nicht-lineare Verzerrungen verursacht wird, denen ein Signal in einem Funkkanal unterworfen ist. Eine Intersymbolstörung tritt in bandbegrenzten Kanälen auf, wenn sich die verwendete Impulsform zu benachbarten Impulsintervallen ausbreitet. Das Problem ist insbesondere bei hohen Übertragungsgeschwindigkeiten bei Datenübertragungsanwendungen ernsthaft. Es gibt viele unterschiedliche Typen von Entzerrungseinrichtungen bzw. Equalizern, wie beispielsweise eine DFE (Decision Feedback Equalizer bzw. Rückmeldungsentzerrungseinrichtung), eine ML-Entzerrungseinrichtung (Maximum Likelihood bzw. größte Wahrscheinlichkeit) und eine MLSE (Maximum Likelihood Sequence Estimation Equalizer bzw. Größte-Wahrscheinlichkeit-Sequenzschätzungs-Entzerrungseinrichtung), wobei die zwei letztgenannten auf dem Viterbi-Algorithmus beruhen.
Es ist allgemein bekannt, dass die Informationen, die von Entzerrungseinrichtungen empfangen werden, die auf dem Viterbi-Algorithmus für eine weiche Entscheidungstreffung bei einer Dekodierung beruhen, unter Berücksichtigung einer Rausch- oder Störleistung gewichtet werden müssen, um es zu ermöglichen, dass die Leistungsfähigkeit optimiert wird. Die Schwierigkeit ist dann, wie die Rauschleistung auf zuverlässige Weise geschätzt wird.
In der Druckschrift US 5,199,047 ist ein Verfahren offenbart, das es ermöglicht, dass eine Empfangsqualität bei TDMA-Systemen (Time Division Multiple Access bzw. Zeitmultiplex) geschätzt wird. In dem Verfahren werden Kanalentzerrungseinrichtungen eingestellt, indem eine Trainingssequenz, die zuvor in dem Speicher gespeichert wird, mit einer empfangenen Trainingssequenz verglichen wird. Eine Trainingssequenz wird in Verbindung mit jeder Datenübertragung übertragen. Die Druckschrift offenbart einen allgemein bekannten Empfangsvorrichtungsaufbau, wobei eine Impulsantwort H(O) eines Kanals bestimmt wird, indem die Kreuzkorrelation einer empfangenen Trainingssequenz X' mit einer Sequenz X, die in dem Speicher gespeichert ist, berechnet wird. Diese Impulsantwort steuert eine Viterbi-Entzerrungseinrichtung. Die Druckschrift offenbart ein Verfahren, das es ermöglicht, dass die Empfangsqualität geschätzt wird, indem ein Schätzwert S für ein empfangenes Signal berechnet wird:
wobei
y_i der berechnete Schätzwert für ein Signal (einschließlich einer Trainingssequenz) ist, die ohne Störung übertragen wird, und
x'_i der empfangene Abtastwert ist.
Je niedriger ein Schätzwert S ist, desto höher ist die Korrelation der geschätzten Trainingssequenz mit dem empfangenen Signalabtastwert. Somit gilt, je niedriger ein Schätzwert S ist, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass die übertragenen Datenbits durch die Kanalentzerrungseinrichtung, die verwendet wird, erfasst werden können.
Die Druckschrift offenbart ebenso einen relativen Schätzwert, das heißt einen Qualitätskoeffizienten Q, der die Leistung des empfangenen Signals berücksichtigt.
wobei quadratische Werte einer Trainingssequenz X_i' oder individuelle Abtastwerte x_i' summiert werden, um eine empfangene Signalenergie zu bestimmen.
Eine Empfangsvorrichtung, beispielsweise in einer GSM-Systemmodifikation (GSM: Global System for Mobile Communications bzw. globales System für Mobilkommunikationen), das EDGE (Enhanced Data Services for GSM Evolution) genannt wird, umfasst Vorfilter vor der Kanalentzerrungseinrichtung. Die Druckschrift US 5,199,047 offenbart nicht, wie diese Tatsache bei einer Optimierung der Kanalentzerrungseinrichtung verwendet werden kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1. Eine Aufgabe der Erfindung ist somit, ein Verfahren zum Optimieren einer Kanalentzerrungseinrichtung durch Schätzen einer Rauschleistung in zwei Stufen sowie eine Vorrichtung bereitzustellen, die das Verfahren implementiert. Dies wird durch ein Verfahren zum Ausführen einer Kanalentzerrung in einer Funkempfangsvorrichtung erreicht, wobei eine Impulsantwort geschätzt wird, eine Rauschleistung durch Schätzen einer Kovarianzmatrix des in einem empfangenen Signal beinhalteten Rauschens vor einer Vorfilterung bestimmt wird und Anzapfungskoeffizienten bzw. Tap-Koeffizienten von Vorfiltern und einer Entzerrungseinrichtung berechnet werden. Das Verfahren umfasst Schritte zum Bestimmen der Rauschleistung nach einer Vorfilterung durch Schätzen einer Rauschvarianz und zum Gewichten von Einganssignalen der Kanalentzerrungseinrichtung durch Gewichtungskoeffizienten, die durch Schätzen der Rauschvarianz erhalten werden.
Die Erfindung betrifft ebenso eine Funkempfangsvorrichtung mit Einrichtungen zum Schätzen einer Impulsantwort, Einrichtungen zum Bestimmen einer Rauschleistung eines empfangenen Signals durch Schätzen einer Kovarianzmatrix des Rauschens, das in dem empfangenen Signal beinhaltet ist, vor einer Vorfilterung und Einrichtungen zur Berechnung von Anzapfungskoeffizienten bzw. Tap-Koeffizienten von Vorfiltern und einer Kanalentzerrungseinrichtung. Die Empfangsvorrichtung umfasst Einrichtungen zur Bestimmung der Rauschleistung nach einer Vorfilterung durch Schätzen einer Rauschvarianz und Einrichtungen zum Gewichten von Eingangssignalen der Kanalentzerrungseinrichtung durch Gewichtungskoeffizienten, die von der Rauschvarianzschätzung erhalten werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen offenbart.
Die Erfindung beruht auf einem Schätzen der Rauschleistung, das heißt einer Rauschvarianz eines empfangenen Signals nicht nur vor, sondern auch nach einer Vorfilterung. Gewichtungskoeffizienten, die von der Schätzung erhalten werden, werden zur Gewichtung eines Eingangssignals einer Kanalentzerrungseinrichtung verwendet.
Das Verfahren und das System gemäß der Erfindung stellen mehrere Vorteile bereit. Durch ein Gewichten des Eingangssignals der Kanalentzerrungseinrichtung kann die Leistungsfähigkeit einer Kanaldekodierung verbessert werden. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn aufgrund des Modulationsverfahrens des Systems die Leistungsfähigkeit einer Kanaldekodierung von besonderer Wichtigkeit ist, wie beispielsweise in einer GSM-Modifikation, die EDGE genannt wird. Zusätzlich ermöglicht ein Schätzen des Rauschens nochmals nach der Vorfilterung, dass Fehler, die bei der Vorfilterung auftreten, berücksichtigt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die Erfindung ist nachstehend in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung ausführlicher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Beispiel eines Telekommunikationssystems,
2 ein Flussdiagramm, das Verfahrensschritte zum zweimaligen Schätzen einer Rauschkovarianz und zur eventuellen Fehlerentfernung (unbiasing) eines Schätzwerts zeigt,
3 eine Impulsantwort eines empfangenen Signals und
4 eine Lösung zur Berechnung von Kanalentzerrungseinrichtungsparametern in einer Empfangsvorrichtung.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die Erfindung kann bei allen drahtlosen Kommunikationssystem-Empfangsvorrichtungen in Netzwerkteilen, wie beispielsweise Basis-Sende-/Empfangsstationen, und ebenso in unterschiedlichen Teilnehmerendgeräten angewendet werden.
In 1 ist auf vereinfachte Weise ein digitales Datenübertragungssystem veranschaulicht, bei dem die erfindungsgemäße Lösung angewendet werden kann. Das System ist ein Teil eines zellularen Funksystems, das eine Basis-Sende-/Empfangsstation 104 umfasst, die eine Funkverbindung 108 und 110 zu Teilnehmerendgeräten 100 und 102 aufweist, die ortsfest positioniert werden können, in einem Fahrzeug oder in tragbaren Endgeräten, um herumgetragen zu werden, angeordnet werden können. Die Sende-/Empfangseinrichtungen der Basis-Sende-/Empfangsstation sind mit einer Antenneneinheit verbunden, die zur Implementierung einer zweiseitigen Funkverbindung mit einem Teilnehmerendgerät verwendet wird. Die Basis-Sende-/Empfangsstation ist ferner mit einer Basisstationssteuerungsvorrichtung 106 verbunden, die die Teilnehmerendgerätverbindungen zu anderen Teilen des Netzwerks befördert. In einer zentralisierten Weise steuert die Basisstationssteuerungsvorrichtung mehrere Basis-Sende-/Empfangsstationen, die damit verbunden sind.
Das zellulare Funksystem kann ebenso mit einem öffentlichen Telefonnetzwerk verbunden sein, wobei in diesem Fall eine Kodeumsetzeinrichtung bzw. ein Transcoder unterschiedliche digitale Sprachkodierungsbetriebsarten, die zwischen öffentlichen Telefonfestnetz und dem zellularen Funknetzwerk verwendet werden, in Kompatible umwandelt, beispielsweise von der 64-kbit/s-Betriebsart des Festnetzes in eine andere Betriebsart (beispielsweise 13-kbit/s) des zellularen Funknetzwerks und umgekehrt.
In 2 ist ein Flussdiagramm gezeigt, das Verfahrensschritte zum Schätzen einer Rauschvarianz in zwei Stufen und zum Gewichten eines Eingangssignals einer Kanalentzerrungseinrichtung durch Gewichtungskoeffizienten zeigt, die von der Rauschvarianzschätzung erhalten werden. Die einzelnen Verfahrensschritte des Flussdiagramms sind in Verbindung mit der Beschreibung eines Empfangsvorrichtungsaufbaus ausführlicher beschrieben. Die Verarbeitung startet von einem Funktionsblock 200.
In einem Funktionsblock 202 wird eine Impulsantwort berechnet. In 3 ist eine gemessene Impulsantwort als ein Beispiel veranschaulicht. In einer typischen zellularen Funkumgebung breiten sich die Signale zwischen einer Basis-Sende-/Empfangsstation und einem Teilnehmerendgerät aus, wobei mehrere unterschiedliche Routen oder Wege zwischen einem Sender und einem Empfänger genommen werden. Diese Mehrfachwegausbreitung wird hauptsächlich durch ein Signal verursacht, dass von umgebenden Oberflächen reflektiert wird. Signale, die sich über unterschiedliche Routen ausbreiten, kommen bei dem Empfänger zu unterschiedlichen Zeiten aufgrund einer unterschiedlichen Ausbreitungsverzögerung an. Dies gilt für beide Übertragungsrichtungen. Die Mehrfachwegausbreitung eines übertragenen Signals kann bei der Empfangsvorrichtung durch Messen der Impulsantwort eines empfangenen Signals überwacht werden, wobei die Signale, die unterschiedliche Ankunftszeiten aufweisen, als Spitzen, die proportional zu einer zugehörigen Signalstärke sind, gezeigt werden. In 3 ist die gemessene Impulsantwort als ein Beispiel veranschaulicht. Die horizontale Achse 300 bezeichnet die Zeit und die vertikale Achse 302 bezeichnet die Stärke des empfangenen Signals. Spitzenpunkte 304, 306, 308 der Kurve geben die stärksten Bestandteile des empfangenen Signals an.
Als nächstes wird in einem Funktionsblock 204 eine Kovarianzmatrix des Signals, wobei die zugehörige Diagonale eine Rauschvarianz in einer Vektorform bereitstellt, entsprechend einer Gleichung 7 geschätzt. In einem Funktionsblock 206 werden Anzapfungskoeffizienten bzw. Tap-Koeffizienten (tap coeffcients) von Vorfiltern und einer Kanalentzerrungseinrichtung unter Verwendung eines bekannten Verfahrens berechnet. In einem Funktionsblock 208 wird wieder eine Rauschvarianz entsprechend einer Gleichung 10 geschätzt. Schließlich werden in einem Funktionsblock 210 die Signale, die der Kanalentzerrungseinrichtung zugeführt werden, durch Gewichtungskoeffizienten gewichtet, die durch die Rauschschätzung erhalten werden. Ein Pfeil 212 beschreibt die Wiederholbarkeit des Verfahrens gemäß den Erfordernissen des verwendeten Systemstandards, beispielsweise zeitschlitzspezifisch. In einem Funktionsblock 214 wird der Pegel eines möglichen systematischen Fehler bzw. eines möglichen Bias in dem Schätzwert abgeschätzt, um Parameter entsprechend einer Gleichung 11 zu bestimmen. Dieser Schritt ist nicht notwendig, verbessert aber die Leistungsfähigkeit, wenn die Anzapfungskoeffizienten bzw. Tap-Koeffizienten der Vorfilter unter Verwendung eines Entzerreralgorithmus bestimmt worden sind, der einen systematischen Fehler bzw. einen Bias bei dem Rauschenergieschätzwert verursacht. Die Verarbeitung endet in einem Funktionsblock 216.
Als nächstes wird jeder Verfahrensschritt ausführlicher mittels eines vereinfachten Empfangsvorrichtungsaufbaus beschrieben, der zur Bestimmung der Kanalentzerrungseinrichtungsparameter erforderlich ist, wobei der Aufbau in 4 gezeigt ist. Zur Veranschaulichung zeigt die Figur lediglich Empfangsvorrichtungsbauteile, die für die Beschreibung der Erfindung relevant sind.
Ein Schätzungsblock 400 empfängt das abgetastete Signal als Eingangssignal, wobei die Impulsantwort jeder Verzweigung gemäß dem Stand der Technik durch ein Kreuzkorrelieren von empfangenen Abtastwerten mit einer bekannten Sequenz geschätzt wird. Ein Verfahren zum Schätzen von Impulsantworten, das bei den bekannten Systemen anwendbar ist und das beispielsweise bei den GSM-System angewendet wird, verwendet eine bekannte Trainingssequenz, die an einen Burst bzw. eine Signalfolge angehängt wird. 16 Bits der 26 Bit langen Trainingssequenz werden dann zum Schätzen einer jeweiligen Impulsantwortanzapfung bzw. eines jeweiligen Impulsantwort-Tap verwendet. Der Aufbau umfasst üblicherweise auch ein angepasstes Filter, um ein Signal, das in dem Kanal verzerrt wird, zu dem ursprünglichen Datenstrom mit einer Symbolfehlerwahrscheinlichkeit, die von Störfaktoren, wie beispielsweise einer Intersymbolstörung ISI, abhängt, zu rekonstruieren. Die Autokorrelationsanzapfungen bzw. Autokorrelations-Taps der geschätzten Impulsantwort werden bei dem angepassten Filter berechnet. Die vorstehend beschriebenen Einrichtungen können auf vielerlei Weise implementiert werden, beispielsweise durch eine Software, die in einer Verarbeitungseinrichtung bzw. einem Prozessor abläuft, oder durch eine Hardwarekonfiguration, wie beispielsweise eine Logik, die unter Verwendung von getrennten Komponenten oder einer ASIC (Application Specific Integrated Circuit bzw. anwendungsspezifische integrierte Schaltung) aufgebaut ist.
Nach dem Schätzen der Impulsantwort wird die Rauschkovarianzmatrix in einem Funktionsblock 402 berechnet. Gemäß dem Stand der Technik kann die Kovarianzmatrix beispielsweise wie nachstehend angegeben geschätzt werden:
In einem linearen Fall kann der abgetastete Signalsvektor in einer Form gezeigt werden gemäß (wobei fettgeschriebene Variable Vektoren oder Matrizen sind) y1 = H1x + w1 y2 = H2x + w2 (3)wobei
y₁ und y₂ Abtastvektoren der Form
[y[n]y[n + 1]...y[N – 1]]^T sind, wenn n = 0, 1,..., N – 1 gilt, wobei n die Anzahl von Abtastwerten ist und T eine Transponierte ist,
x der zu schätzende Vektor ist,
w₁ und w₂ Rauschvektoren der Form
[w[n]w[n + 1]...w(N – 1]]^T sind,
H eine bekannte Beobachtungsmatrix ist, deren Abmessungen N × (N + h₁ – 1) sind, wobei h₁ die Länge der Impulsantwort ist und wobei h() Impulsantwortbeobachtungswerte sind, wobei sie die Form aufweist
das heißt die Matrix H umfasst eine obere Dreiecksmatrix und eine untere Dreiecksmatrix, deren Wert 0 ist. Eine Matrizenmultiplikation Hx berechnet die Impulsantwort und eine Informationsfaltungsoperation. Somit ist die Kovarianz der zwei Abtastwerte y₁ und y₂
wobei E(y₁) der erwartete Wert von y₁ ist und die Form aufweist
Gemäß Gleichungen (5) und (6) bezeichnet p eine Wahrscheinlichkeitdichtefunktion und * bezeichnet eine Komplex-Konjugierte.
E(y₂) wird auf ähnliche Weise erhalten.
Die Kovarianz kann in einer Matrizenform ebenso auf die folgende Weise ausgedrückt werden: C = E(eiejH), wobei (6)H eine komplex-konjugierte Transponierte der Matrix
wobei T eine Transponierte der Matrix bezeichnet.
Gemäß 4 können mehr Abtastvektoren als y₁ und y₂ vorhanden sein, die in den Gleichungen zur Vereinfachung gezeigt sind. Die Elemente der Diagonalen der Kovarianzmatrix bilden die Signalrauschvarianz in Vektorform.
Die vorstehend beschriebenen Einrichtungen können auf vielerlei Weise implementiert werden, beispielsweise durch eine Software, die in einem Prozessor abläuft, oder durch eine Hardwarekonfiguration, wie beispielsweise eine Logik, die unter Verwendung von getrennten Komponenten oder einer ASIC aufgebaut ist.
In einem Funktionsblock 404 werden die Anzapfungskoeffizienten bzw. Tap-Koeffizienten von Vorfiltern f₁, f₂ usw. f_n und der Kanalentzerrungseinrichtung 412 berechnet. Die Ausgangssignale der Funktionsblöcke 400 und 402 dienen als Eingangssignale des Funktionsblocks. Die geschätzten Impulsantwortwerte und die Rauschkovarianzmatrix können zur Bestimmung der Anzapfungs- bzw. Tap-Koeffizienten der Vorfilter verwendet werden. Die Vorfilter können entweder vom FIR-Typ (Finite Impulse Response bzw. endliche Impulsantwort) oder vom IIR-Typ (Infinite Impulse Response bzw. unendliche Impulsantwort) sein, nicht jedoch angepasste Filter. IIR-Filter erfordern weniger Parameter und weniger Speicher sowie Berechnungskapazität als FIR-Filter, die ein gleichmäßig flaches Stopband aufweisen, aber die IIR-Filter verursachen eine Phasenverzerrung. Soweit es die Anwendung der Erfindung betrifft, ist es irrelevant, welches Filter oder Entwurfsverfahren ausgewählt wird, so dass diese in der vorliegenden Beschreibung nicht ausführlicher diskutiert werden. Unterschiedliche Verfahren für ein Entwerfen von Filtern sind in der Technik allgemein bekannt. Ein Ausgangssignal 416 des Funktionsblocks 404, das Gewichtungseinrichtungen 410 zugeführt wird, ist eine modifizierte Impulsantwort.
Mehrere Kanalentzerrungseinrichtungen unterschiedlichen Typs sind in der Technik allgemein bekannt. In der Praxis umfassen die Gebräuchlichsten eine lineare Entzerrungseinrichtung, eine DEF (Decision Feedback Equalizer bzw. Rückmeldungsentzerrungseinrichtung), die nicht-linear ist, und den Viterbi-Algorithmus, der auf einer ML-Empfangsvorrichtung (ML: Maximum Likelihood bzw. größte Wahrscheinlichkeit) beruht. In Verbindung mit dem Viterbi-Algorithmus ist das Entzerrungseinrichtungsoptimierungskriterium die Sequenzfehlerwahrscheinlichkeit. Herkömmlicherweise wird die Entzerrungseinrichtung mittels eines linearen Filters des FIR-Typs implementiert. Eine derartige Entzerrungseinrichtung kann durch Anwenden unterschiedliche Kriterien optimiert werden. Die Fehlerwahrscheinlichkeit hängt nicht-linear von den Entzerrungseinrichtungskoeffizienten ab, so dass in der Praxis das gebräuchlichste Optimierungskriterien ein MSE (Mean-Square Error bzw. mittlerer quadratischer Fehler) ist, das heißt eine Fehlerleistung Jmin = E|Ik – I ^k|2, wobei (8)J_min das Fehlerleistungsminimum ist,
I_k ein Referenzsignal ist und
I ^_k der Referenzsignalschätzwert ist, wobei
E der erwartete Wert ist.
Soweit es die Anwendung der Erfindung betrifft, ist es irrelevant, welche Entzerrungseinrichtung oder welches Optimierungsverfahren ausgewählt wird, so dass diese in der vorliegenden Beschreibung nicht näher diskutiert werden. Unterschiedliche Verfahren zum Optimieren von Entzerrungseinrichtungen sind in der Technik allgemein bekannt.
In einem Funktionsblock 406 wird die Signalrauschvarianz nochmals nach der Vorfilterung berechnet. Gemäß dem Stand der Technik kann die Rauschvarianz beispielsweise wie nachstehend angegeben geschätzt werden:
Nach der Vorfilterung kann der Signalvektor in der Form yc = Hcx + wc (9)ausgedrückt werden, wobei
y_c ein Abtastvektor der Form
[y[n]y[n + 1]...y[N – 1]]^T ist, wenn n = 0, 1,..., N – 1 gilt, wobei n die Anzahl von Abtastwerten ist und T eine Transponierte ist,
x der zu schätzende Vektor ist,
w_c ein Rauschvektor der Form
[w[n]w[n + 1]...w[N – 1]]^T ist,
H_c bekannte Beobachtungsmatrix ist, deren Abmessungen N × (N + h₁ – 1) sind, wobei h_c() Impulsantwortbeobachtungswerte sind und h₁ die Länge der Impulsantwort ist, wobei sie die Form aufweist
Somit kann die Rauschenergie N unter Verwendung der Gleichung N = c*wt cwc*/Länge(wc) (10)geschätzt werden, wobei
c eine durch den Benutzer ausgewählte Konstante ist, die nicht notwendig ist, aber die, wenn es erforderlich ist, beispielsweise zur Skalierung der Systemdynamik verwendet werden kann,
Länge die Länge des Vektors ist,
t die Transponierte des Vektors ist,
* eine Komplex-Konjugierte ist und
/ eine Teilung bzw. Division ist.
Die vorstehend beschriebenen Funktionselemente können auf vielerlei Weise implementiert werden, beispielsweise durch eine Software, die in einem Prozessor abläuft, oder durch eine Hardwarekonfiguration, wie beispielsweise eine Logik, die unter Verwendung von getrennten Komponenten oder einer ASIC aufgebaut ist.
Wenn die Anzapfungs- bzw. Tap-Koeffizienten der Vorfilter unter Verwendung eines Entzerreralgorithmus bestimmt worden sind, der einen Fehler bzw. Bias bei dem Rauschenergieschätzwert verursacht, wie beispielsweise ein MMMSE-DFE-Entzerreralgorithmus (MMMSE-DFE: Minimum Mean-Square Equalizer – Decision Feedback Equalizer), wird eine Fehlerentfernung (unbiased) bei dem Schätzwert ausgeführt, um die Kanalkodierungsleistungsfähigkeit zu verbessern. In einem Funktionsblock 408 werden die Gewichtungskoeffizienten für eine Fehlerentfernung (unbiasing) aus dem Rauschenergieschätzwert wie nachstehend angegeben berechnet:
N der Rauschenergieschätzwert ist und eine Form aufweist, die in Gleichung 10 gezeigt ist, und
E(|y_c|²) der erwartete Wert der Signalenergie nach einer Vorfilterung ist.
Dies ist eine Lösung gemäß 4.
In der Gleichung 10 zur Berechnung der Rauschenergie M kann die Konstante c unter Verwendung der Gleichung 11 bestimmt werden, wobei bereits die Fehlerentfernung (unbiasing) des Rauschenergieschätzwerts berücksichtigt wird, wenn die Gewichtungskoeffizienten berechnet werden. Nach dem Schätzen der Rauschenergie und dem Abschätzen der Wirkung eines potentiellen Fehlers bzw. Bias werden das Ausgangssignal, das heißt die modifizierte Impulsantwort 416 des Funktionsblockes 404, und ein Summensignal 418, das in einer Addiereinrichtung 414 gebildet wird, der vorgefilterten Abtastsignale mit den erhaltenen Gewichtungskoeffizienten unter Verwendung der Gewichtungseinrichtungen 410 vor dem tatsächlichen Kanalentzerrungseinrichtungsblock 412 multipliziert. Dies ergibt zuverlässigere Symbolfehlerratenwerte für eine Kanaldekodierung.
Die vorstehend beschriebenen Funktionseinheiten können auf vielerlei Weise implementiert werden, beispielsweise durch eine Software, die in einem Prozessor abläuft, oder durch eine Hardwarekonfiguration, wie beispielsweise eine Logik, die unter Verwendung von getrennten Komponenten oder einer ASIC aufgebaut ist.
Obwohl die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf das Beispiel der beigefügten Zeichnung beschrieben worden ist, ist es ersichtlich, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern auf vielerlei Weise innerhalb der erfinderischen Idee, die in dem beigefügten Patentansprüchen offenbart ist, modifiziert werden kann.

Claims

Verfahren zum Ausführen einer Kanalentzerrung in einer Funkempfangsvorrichtung, wobei eine Impulsantwort geschätzt wird, eine Rauschleistung durch Schätzen einer Kovarianzmatrix des in einem empfangenen Signal beinhalteten Rauschens vor einer Vorfilterung bestimmt wird, Anzapfungskoeffizienten von Vorfiltern und einer Entzerrungseinrichtung berechnet werden, gekennzeichnet durch Schritte zum Bestimmen der Rauschleistung nach einer Vorfilterung durch Schätzen einer Rauschvarianz und zum Gewichten sowohl des Ausgangssignals von dem Vorfilter (418) als auch der Anzapfungskoeffizienten (416), die der Kanalentzerrungseinrichtung zuzuführen sind, unter Verwendung von durch Schätzen der Rauschvarianz erhaltenen Gewichtungskoeffizienten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu gewichtenden Signale die Impulsantwort sind, die mittels einer Rauschkovarianzmatrixschätzung und der empfangenen vorgefilterten Signale korrigiert wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt zum Gewichten der Signale (416, 418), die der Kanalentzerrungseinrichtung zugeführt werden, durch Gewichtungskoeffizienten, die unter Berücksichtigung der Beeinflussung in der Rauschleistungsschätzung bestimmt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt zum Ausführen einer Kanalentzerrung unter Verwendung einer Kanalentzerrungseinrichtung, die auf dem Viterbi-Algorithmus beruht.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt zum Ausführen einer Kanalentzerrung unter Verwendung einer Entscheidungsrückkopplungs-Kanalentzerrungseinrichtung.
Funkempfangsvorrichtung mit Einrichtungen (400) zum Schätzen einer Impulsantwort, Einrichtungen (402) zum Bestimmen einer Rauschleistung eines empfangenen Signals durch Schätzen einer Kovarianzmatrix des Rauschens, das in dem empfangenen Signal beinhaltet ist, vor einer Vorfilterung, Einrichtungen (404) zur Berechnung von Anzapfungskoeffizienten von Vorfiltern und einer Kanalentzerrungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsvorrichtung Einrichtungen (406) zur Bestimmung der Rauschleistung nach einer Vorfilterung durch Schätzen einer Rauschvarianz umfasst und die Empfangsvorrichtung Einrichtungen (410) zum Gewichten sowohl des Ausgangssignals von dem Vorfilter (418) als auch der Anzapfungskoeffizienten (416), die der Kanalentzerrungseinrichtung zuzuführen sind, unter Verwendung von von der Rauschvarianzschätzung erhaltenen Gewichtungskoeffizienten umfasst.
Funkempfangsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zu gewichtenden Signale die Impulsantwort sind, die mittels einer Rauschkovarianzmatrixschätzung und der empfangenen vorgefilterten Signale korrigiert wird.
Funkempfangsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsvorrichtung Einrichtungen (410) zum Gewichten der Signale (416, 418) umfasst, die der Kanalentzerrungseinrichtung zugeführt werden, durch Gewichtungskoeffizienten, die unter Berücksichtigung der Beeinflussung in der Rauschleistungsabschätzung bestimmt werden.
Funkempfangsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsvorrichtung Einrichtungen (412) zur Ausführung einer Kanalentzerrung durch eine Kanalentzerrungseinrichtung umfasst, die auf dem Viterbi-Algorithmus beruht.
Funkempfangsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsvorrichtung Einrichtungen (412) zur Ausführung einer Kanalentzerrung unter Verwendung einer Entscheidungsrückkopplungskanalentzerrungseinrichtung umfasst.