DE602005002001T2

DE602005002001T2 - Paketfehlerrateschätzung in einem Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE602005002001T2
Application number: DE602005002001T
Authority: DE
Inventors: Bi Qi; Cui Dongzhe; Qinqingzhang
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2025-09-23
Also published as: DE602005002001D1; US20060067242A1; EP1643674B1; CN1758578A; JP5004450B2; KR20060051952A; US7889692B2; KR101169576B1; EP1643674A1; CN1758578B; JP2006109445A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Telekommunikation.
Beschreibung des Standes der Technik
Kommunikationssysteme können auf Drahtverbindungen, drahtlosen Signalübertragungen oder einer Kombination der beiden basieren. Einige Systeme können Sprachkommunikation durchführen. Einige können Datenkommunikation durchführen. Einige können mehr als eine Art der Kommunikation durchführen (also Sprach- und Datenkommunikation).
In Datenkommunikationssystemen werden Informationsbit typischerweise zu einem Rahmen- oder Paketformat gruppiert und zu einem Empfänger übertragen. Die empfangenen Pakete können verloren werden oder zum Beispiel wegen eines rauschbehafteten Kanals zur Übertragung der Daten Fehler aufweisen. Die Paketfehlerrate (PER, Packet Error Rate) ist der Prozentsatz der empfangenen Pakete, welche einen Fehler aufweisen.
Bekannte Systeme ermitteln eine PER direkt durch Zählen der Anzahl der verlorenen oder fehlerhaften Pakete während eines Zeitintervalls. In vielen Situationen ist es jedoch nicht möglich, unter Anwendung direkter Zähltechniken die PER richtig zu ermitteln. In vielen Datenübertragungsanordnungen ist die Übertragung über den Kanal nicht durchgängig. Datenübertragungen neigen zum Beispiel dazu, stoßweise vor sich zu gehen. Während ruhiger Perioden, während derer keine Datenpakete empfangen werden, gibt es nichts, was gezählt werden kann, und keine Basis zum Ermitteln der PER.
Eine andere Situation, wo das direkte Zählen, um die PER zu ermitteln, nicht notwendigerweise zu zuverlässigen Ergebnissen führt, ist es, wenn die tatsächliche PER sehr klein ist. Die PER kann zum Beispiel in der Größenordnung von 10^–4 oder 10^–5 liegen. Innerhalb eines begrenzten Zeitintervalls ist die Anzahl der empfangenen Pakete nicht groß genug, um ausreichende Informationen zur genauen Ermittlung der PER zu liefern.
Die PER ist ein wichtiges Maß, welches die Kanalqualität und die Systemleistungsfähigkeit anzeigt. Die PER kann gesteuert werden, indem ein Signal-Rausch-Verhältnis (SIR) eingestellt wird, eine Redundanz eingeführt wird oder beides, um das Auftreten von Paketfehlern zu verringern. Bekannte Systeme sind so gestaltet, dass sie versuchen, die PER unterhalb eines gewählten Zielwertes zu halten. Es ist ein Ausgleich zwischen Dienstqualität und Signalübertragungsleistung, welcher typischerweise die Wahl des PER-Zielwertes beeinflusst.
Die Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC, Forward Error Correction) und die automatische Wiederholanforderung (ARQ, Automatic Repeat Request) sind herkömmliche Fehlerschutzschemen in Kommunikationssystemen. An einem Sender fügt ein Codierer Redundanz hinzu, um das Informationsbit in der Form von Paritätsbit zu schützen. Am Empfänger untersucht ein Decoder die Redundanz, so dass eine bestimmte Zahl von Fehlern korrigiert werden kann. Ein codiertes System kann mehr Kanalfehler je Schnittstelle tolerieren und kann es sich deswegen erlauben, mit einer geringeren Übertragungsleistung zu arbeiten und mit einer höheren Datenrate zu übertragen. Bei der ARQ sendet der Sender ein Paket an den Empfänger. Der Empfänger führt nach Empfang des Pakets eine Fehlererfassung durch, um zu ermitteln, ob das Paket Fehler aufweist. Der Empfänger sendet eine Bestätigung zurück an den Sender, welche zeigt, ob das Paket erfolgreich empfangen wurde. Wenn das Paket nicht richtig empfangen wird, überträgt der Sender dasselbe Paket erneut.
Anderenfalls entfernt der Sender das Paket aus seinem Puffer und verarbeitet das nächste Paket.
Es gibt auch eine Kombination aus FEC- und ARQ-Techniken, welche als das hybride ARQ(HARQ)-Schema bekannt ist. Innerhalb der HARQ sind zwei spezielle Techniken bekannt: Chase-Kombination und inkrementelle Redundanz. Ein ursprüngliches Datenpaket wird mit einem Niedergeschwindigkeits-FEC-Code codiert. Das codierte Paket wird dann in mehrere Unterpakete aufgeteilt. Jedes Unterpaket wird als Einheit für die Übertragung benutzt. Bei der Chase-Kombination ist jedes Unterpaket dasselbe wie das ursprüngliche codierte Paket. Wenn das Unterpaket mit Fehlern decodiert wird, wird das nächste Unterpaket übertragen. Am Empfänger werden mehrere empfangene Unterpakete optimal kombiniert und decodiert. Bei der inkrementellen Redundanz ist jedes Unterpaket verschieden und weist Redundanzinformationen des ursprünglichen Pakets auf. Wenn das erste Unterpaket fehlerhaft decodiert wird, wird das nächste Unterpaket übertragen. Am Empfänger werden mehrere empfangene Unterpakete miteinander verkettet und bilden ein codiertes Wort für die Decodierung. Die Verwendung mehrerer Unterpakete in einer Übertragung führt zu einem längeren codierten Wort am Empfänger mit mehr Redundanzinformationen. Dementsprechend liefert bei einer inkrementellen Redundanztechnik jede Übertragung zusätzliche Redundanzinformationen für eine höhere Fehlerkorrekturkapazität.
In drahtlosen Kommunikationssystemen werden als FEC-Codes typischerweise Faltungscodes und Turbocodes benutzt.
Die PER in einem codierten System hängt von dem Verhältnis der Bitenergie zur Rauschspektrumsdichte (Eb/No), der FEC-Codegeschwindigkeit, dem ARQ-Schema und der Paketgröße ab. Eine Decodierfehlerwahrscheinlichkeit für Faltungscodes und Turbocodes ist schwierig analytisch zu errechnen. Anstatt die genaue Fehlerwahrscheinlichkeit zu erhalten, wird typischerweise eine Grenze hergeleitet, um ein angemessenes Maß der Decodierleistung widerzuspiegeln. Zum Zwecke der Beschreibung findet die Datenübertragung auf dem Verkehrskanal in einem Beispiel unter Anwendung der drahtlosen Kommunikation statt. Ein beispielhaftes System, welches diese Fähigkeit aufweist, ist das 1xEV-DV-System, bei welchem es sich um die CDMA2000-Standards der dritten Generation handelt, definiert durch 3GPP2.
In dem 1xEV-DV-System sind mehrere Kanäle auf einer Aufwärtsstrecke konfiguriert. Der Hochgeschwindigkeits-Datenkanal zur Übertragung von Benutzerverkehr ist der Paketdatenkanal der Aufwärtsstrecke (R-PDCH, Reverse Link Packet Data Channel). Die Übertragungs-Zeiteinheit auf diesem Kanal wird typischerweise als Slot bezeichnet und weist oft eine Länge von 10 Millisekunden auf. Ein Codierpaket, welches mit einem FEC-Code codiert ist, wird in Unterpakete aufgeteilt. Jedes Unterpaket wird innerhalb eines Zeit-Slots eingeteilt und übertragen. Es gibt mehrere verschiedene Codierpaketgrößen. Turbocode wird bekanntermaßen als FEC-Code für PDCH verwendet. Faltungscode wird bekanntermaßen für vorhandene 3G1x-Verkehrskanäle verwendet, z.B. den Grundkanal (FCH, Fundamental Channel) und den Zusatzkanal (SCH, Supplemental Channel). Die Übertragungsgeschwindigkeit auf R-PDCH variiert typischerweise von 6,4 kB/s bis 1,8 MB/s und wird gemäß dem Kanalzustand und den verfügbaren Daten an der Mobilstation dynamisch eingestellt. Die unterschiedliche Übertragungsgeschwindigkeit auf dem R-PDCH ist das Ergebnis unterschiedlicher Codierergrößen und des Modulationsschemas.
In einem Beispiel wird auf dem R-PDCH eine hybride ARQ angewendet, um die Zeitdiversität und die Verbesserung der Fehlercharakteristik zu untersuchen.
Der Pilotkanal der Aufwärtsstrecke (R-PICH, Reverse Link Pilot Channel) wird benutzt, um kontinuierlich die Pilotsequenz zu senden. Die Pilotsequenz ist eine Sequenz unmodulierter bekannter Signale, z.B. mehrere Binärzeichen. In einem CDMA-Streuspektrumsystem wird das Pilotsignal benutzt, um Mehrwege-Komponenteneigenschaften zu ermitteln und bei der kohärenten Demodulation der empfangenen Signale unterstützend mitzuwirken. Die Übertragungsleistung auf dem Pilotkanal wird zum Beispiel als Bezugspunkt für andere Kanäle benutzt. Der R-PDCH weist zum Beispiel einen festen Abstand gegenüber der Sendeleistung des Pilotkanals auf, welcher typischerweise als T2P(Traffic-to-Pilot)-Verhältnis bezeichnet wird.
In einem CDMA-System ist es zum Beispiel wünschenswert, die PER des Verkehrskanals unter einem bestimmten Zielwert zu halten. In einem Beispiel wird durch eine PER von 1 % eine angemessene Qualität eines Benutzerdatendienstes bewahrt. Durch Einstellen eines Verkehrs-SIR wird die Kontrolle über die PER bewahrt. Wenn die PER zum Beispiel zu hoch ist, wird das Ziel-SIR erhöht. Wenn die PER zum Beispiel zu niedrig ist, wird das Ziel-SIR verringert, um die Störungen zu verringern, die von einer bestimmten Mobilstation erzeugt werden. Das Einstellen des Ziel-SIR, um die PER unter einem Zielschwellenwert zu halten, wird manchmal als Außenschleifen-Leistungssteuerung bezeichnet. Durch Innenschleifen-Leistungssteuerung wird die Übertragungsleistung gemäß dem Ziel-SIR eingestellt. Die Innenschleifen- und Außenschleifen-Leistungssteuerung werden gleichzeitig betrieben, um eine gute Systemleistung zu erzielen. Der Leistungssteuerungsteil 22 einer Basisstation ist für die Außenschleifen-Leistungssteuerung verantwortlich.
Für die Außenschleifen-Leistungssteuerung wird zum Beispiel der PER-Wert benutzt. Unter gewissen Umständen ist es möglich, eine direkte Messung der PER auf dem PDCH (also dem Verkehrskanal) zu erreichen. Es gibt jedoch Zeiten, in denen keine Pakete verfügbar sind und der Leistungssteuerungsteil 22 einer Basisstation die PER nicht direkt messen kann. Unter solchen Umständen kann die Außenschleifen-Leistungssteuerung beeinträchtigt sein.
Die veröffentlichte Druckschrift WO 00/48336 enthält einen Ansatz, in welchem ein Signal-Rausch-Verhältnis von Leistungssteuerungsbit in Gegenwart oder Abwesenheit von Daten in einem DTX-Modus verwendet wird.
Eine weitere Überlegung ist es, dass der R-PDCH in 1xEV-DV vier verschiedene Modi aufweist, die für verschiedene Anwendungen ausgestaltet sind. Der Verstärkungsmodus ist zum Beispiel für verzögerungsempfindliche Anwendungen ausgestaltet. Im Verstärkungsmodus wird das Paket mit einer höheren Leistung als der Leistungseinstellung für den regulären Modus gesendet. Hierdurch wird die Erfolgswahrscheinlichkeit einer ersten Übertragung erhöht und die Neuübertragungsverzögerung verringert. Als Ergebnis ist die PER nach der HARQ-Kombination im Verstärkungsmodus üblicherweise sehr klein. Sie kann zum Beispiel weniger als 1 % betragen. Unter solchen Umständen ist es schwierig, eine PER direkt zu errechnen, auch wenn empfangene Pakete verfügbar sind.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf das Erfordernis der Ermittlung einer PER, auch wenn es keine ausreichenden empfangenen Daten gibt, so dass eine direkte Ermittlung der PER nicht möglich oder unzuverlässig ist. Es werden verschiedene Techniken zum Abschätzen der PER offenbart.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Datenaustauschverfahren, wie es in den Patentansprüchen ausgeführt.
Ein beispielhaftes Datenaustauschverfahren umfasst das Ermitteln der Paketfehlerrate für einen Verkehrskanal unter Verwendung mindestens einer ausgewählten Ausgabe eines zugehörigen Pilotkanals. Mehrere Werte der ausgewählten Pilotkanalausgabe werden ermittelt und in eine entsprechende Anzahl von Werten einer entsprechenden Verkehrskanalausgabe umgesetzt. Die Anzahl von Werten entspricht einer maximalen Anzahl von Übertragungen eines Codierpakets.
In einem Beispiel umfasst die ausgewählte Ausgabe ein Pilotkanalverhältnis der Energie je Chip zur Rauschspektrumsdichte. Das Umsetzen des Chipenergie-Rausch-Verhältnisses des Pilotkanals zu einem entsprechenden Bitenergie-Rausch-Verhältnis des Verkehrskanals und das folgende Verwenden eines Vektorausdrucks des entsprechenden Bitenergie-Rausch-Verhältnisses des Verkehrskanals liefert ein äquivalentes Bitenergie-Rausch-Verhältnisses des Verkehrskanals, welches dann verwendet wird, um eine Paketfehlerrate auf dem Verkehrskanal abzuschätzen.
In einem anderen Beispiel umfasst die ausgewählte Ausgabe eine Pilot-Symbolfehlerrate aus dem Pilotkanal. Das Umsetzen der Pilot-Symbolfehlerrate zu einer entsprechenden Verkehrskanal-Bitfehlerrate und das folgende Ermitteln eines Vektorausdrucks der entsprechenden Rate ermöglicht die Ermittlung einer äquivalenten Kanal-Bitfehlerrate. Die Verkehrskanal-Bitfehlerrate kann dann basierend auf der äquivalenten Verkehrskanal-Bitfehlerrate ermittelt werden.
Ein Beispiel umfasst die Vorabermittlung einer Korrekturfunktion, welche für ein gegebenes Zeitintervall alle Unstimmigkeiten zwischen einer Paketfehlerrate, die basierend auf der ausgewählten Ausgabe des zugehörigen Pilotkanals geschätzt wird, und einer tatsächlichen Paketfehlerrate erklärt. Die Korrektur funktion kann verwendet werden, um an einer im Folgenden basierend auf der Pilotkanalausgabe ermittelten Paketfehlerrate alle notwendigen Anpassungen vorzunehmen.
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich. Die Zeichnungen, welche die detaillierte Beschreibung begleiten, können kurz wie folgt beschrieben werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht schematisch ausgewählte Teile eines beispielhaften Kommunikationssystems.
2 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein beispielhaftes Verfahren zur Abschätzung einer Paketfehlerrate zusammenfasst.
3 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein alternatives Verfahren zur Abschätzung einer Paketfehlerrate zeigt.
4 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein anderes beispielhaftes Verfahren zur Abschätzung einer Paketfehlerrate zusammenfasst.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 zeigt schematisch ausgewählte Teile eines Kommunikationssystems 20. In diesem Beispiel stellt ein Leistungssteuerungsteil einer Basisstation, welche für die drahtlose Kommunikation verwendet wird, einen Leistungsniveau-Schwellenwert ein, um eine Ziel-Paketfehlerrate (PER) zu erhalten. In einem Beispiel handelt es sich bei dem Schwellenwert um ein Signal-Rausch-Verhältnis (SIR). Eine Mobilstation 23 verwendet den Schwellenwert, um in bekannter Weise ihre Übertra gungsleistung zu steuern.
Ein Empfängerteil 24 empfängt in bekannter Weise Datenpakete von der Mobilstation 23 auf einem Verkehrskanal, Das Empfängerteil 24 empfängt auch in bekannter Weise ein Aufwärtsstrecken-Pilotsignal auf einem Pilotkanal.
Ein Abschätzteil 26 liefert dem Leistungssteuerungsteil 22 eine geschätzte PER. In einem Beispiel basiert die geschätzte PER auf mindestens einer ausgewählten Ausgabe des Pilotkanals. In einem Beispiel handelt es sich bei der ausgewählten Ausgabe um ein Verhältnis der Energie je Chip zur Rauschspektrumsdichte des Pilotkanals. In einem anderen Beispiel handelt es sich bei der ausgewählten Ausgabe um eine Pilot-Symbolfehlerrate aus dem Pilotkanal. Die Verwendung der Pilotkanalausgabe, um die PER eines Verkehrskanals abzuschätzen, der für Datenübertragungen verwendet wird, ermöglicht es auch unter Umständen, wenn keine ausreichende Datenübertragung auf dem Verkehrskanal vorliegt, um eine direkte Messung der PER zu ermöglichen, dass das Leistungssteuerungsteil 22 einen geeigneten Schwellenwert festsetzt.
Bevor einige beispielhafte Verfahren zur Abschätzung der Verkehrskanal-PER basierend auf der Pilotkanalausgabe betrachtet werden, ist es sinnvoll, einige Merkmale einer beispielhaften Technik zur Ermittlung einer Decodierfehlerwahrscheinlichkeit zu betrachten.
Die Decodierfehlerwahrscheinlichkeit eines Faltungscodes oder Turbocodes ist eine Funktion der speziellen Codegeschwindigkeit, der codierten Wortlänge und der Kanal-Bitfehlerrate (Pb). Die Kanal-Bitfehlerrate ist eine Funktion des Verhältnisses der Bitenergie zur Rauschspektrumsdichte (Eb/No) und des Modulationsschemas. Für einen speziellen Code von Interesse und ein Modulationsschema kann die Decodierfehlerwahrscheinlichkeit Pe ausgedrückt werden als Funktion von (Eb/No): Pe = f1(Eb/N0) (1)für Faltungscode, oder Pe = f1'(Eb/N0) (2)für Turbocode.
Oder Pe kann ausgedrückt werden als Funktion von Pb: Fe = f2(Pb) (3)für Faltungscode, oder Pe = f2'(Pb) (4)für Turbocode.
Es ist praktisch schwierig, die Lösung der Decodierfehlerwahrscheinlichkeit in geschlossener Form zu analysieren und zu erhalten. Stattdessen wird typischerweise eine obere Grenze benutzt, um die Leistungsfähigkeit von Faltungscodes oder Turbocodes darzustellen. Es sind die oberen Grenzen für die Pe in AWGN-Kanälen untersucht worden. Die Beschreibung beruht auf den wohlbekannten oberen Grenzen für AWGN-Kanäle und benutzt Erweiterungen, um andere zeitveränderliche Kanäle und die Wirkung der HARQ einzubeziehen.
Ein drahtloser Kanal, der einem Fading unterliegt, ist zeitabhängig. Die Leistungssteuerung zielt darauf ab, die Veränderung des Kanals zu verfolgen, und lässt die empfangene Signalstärke um das Ziel-SIR herum schwanken. Außerdem besteht das empfangene Paket wegen der HARQ aus Unterpaketen, welche zu verschiedenen Zeiten übertragen werden. All diese Faktoren bewirken, dass Eb/No oder die Bitfehlerwahrscheinlichkeit (Pb) des empfangenen Pakets variieren. Die wohlbekannten analytischen Grenzen für die Pe für AWGN-Kanäle sind in diesem Szenario nicht mehr anwendbar.
Deswegen sind Erweiterungen der Analyse sinnvoll, z.B. die Ableitung von Grenzen, wobei die variierenden Eb/No- oder Pb-Situationen berücksichtigt werden. In einem Beispiel wird ein äquivalenter Eb/NO-Wert in AWGN-Kanälen benutzt. Es wird angenommen, dass die Pe für ein spezielles Codewort und Modulationsschema eine Funktion des variierenden Eb/No- oder Pb-Wertes ist, was durch einen L-dimensionalen Vektor dargestellt wird,
oder
Für AWGN-Kanäle wird Pe durch Gleichung (1) oder (2) dargestellt. Der äquivalente Eb/No- oder Pb-Wert ist definiert als
Mit anderen Worten handelt es sich bei dem äquivalenten Eb/No-Wert um einen äquivalenten konstanten Wert in AWGN-Kanälen, welcher dieselbe Pe erzeugt wie derjenige mit den variierenden Eb/No-Werten (oder Pb-Werten).
Hierdurch wird die Pe-Analyse für variierende Eb/No-Werte (oder Pb-Werte) umgeformt zu der Aufgabe, den äquivalenten Eb/No- oder Pb-Wert zu finden.
Da die Analyse für Faltungscodes und Turbocodes verschieden ist, ist es dementsprechend sinnvoll, die Funktionen für die Berechnung der Pe für die beiden Arten von Codes getrennt zu betrachten:
Für Faltungscodes lassen sich die Funktionen zur Berechnung des äquivalenten Pb- oder Eb/No-Werts ausdrücken als:
oder
Für Turbocodes lassen sich die Funktionen zur Berechnung des äquivalenten Pb- oder Eb/No-Werts ausdrücken als:
oder
In einem Beispiel wird basierend auf dem Verhältnis der Energie je Chip zur Rauschspektrumsdichte im Pilotkanal eine Beziehung zwischen den empfangenen Pilotsymbolen und der PER des Verkehrskanals ermittelt. In 2 fasst ein Ablaufdiagramm 40 diesen beispielhaften Ansatz zusammen. Die Pilotkanalsequenz wird bei 42 erfasst. Ein mittleres Verhältnis der Energie je Chip zur Rauschspektrumsdichte (Ec/Nt) über die Dauer eines Zeit-Slots kann unter Anwendung bekannter Techniken aus dem Pilotkanal ermittelt werden. In diesem Beispiel ist der mittlere Ec/Nt-Wert die ausgewählte Pilotkanalausgabe, welche die Basis für eine Abschätzung der Verkehrskanal-PER liefert.
Der mittlere Ec/Nt-Wert über einen Slot mit dem Index i wird bei 44 ermittelt. Bei 46 wird der mittlere Ec/Nt-Wert für K Slots gespeichert, wobei K = 4·N und N die für ein Paket erlaubte maximale Anzahl an Übertragungen ist. In einem Beispiel entsprechen die N Übertragungen der Anzahl der erneuten Übertragungen eines Pakets bei Anwendung von HARQ. Daher ist es möglich, durch Verwendung jeder der Übertragungen eines Pakets einen Vektor einer Dimension N zu bilden.
Die Abschätzung der Verkehrskanal-PER beginnt bei 48 an einem i-ten Slot, wobei eine Paketkennung j = 0, wobei j für die empfangene Sequenznummer der Pakete steht. In einem Beispiel mit erneuter Übertragung ist die Zeit zwischen der Ankunft der Pakete keine Konstante. Bei 50 liest das Abschätzteil 26 N Werte von Ec/Nt aus. Bei 52 werden die N Werte von Ec/Nt zu einem entsprechenden Ec/Nt-Wert auf dem Verkehrskanal umgesetzt. In einem Beispiel ist das Verhältnis des Walsh-Code-Spreizfaktors für den Pilotkanal (DICH) und des Walsh-Code-Spreizfaktors für die Aufwärtsstrecke des Verkehrs- oder Paketdatenkanals (R-PDCH) W. Die Umsetzung bei 52 in 2 kann unter Anwendung der folgenden Gleichung durchgeführt werden: (Ec/Nt)PDCH = W(Ec/Nt)PICH (13)
In einem Beispiel gibt es eine maximale Anzahl N von Übertragungen je Codierpaket. Ein Codierpaket wird als fehlerhaft erklärt, nachdem die maximale Anzahl von Übertragungen erreicht ist. Ein codiertes Paket besteht in einem Beispiel aus N Unterpaketen. Der Schritt 52 in 2 umfasst in diesem Beispiel die Bildung eines Vektorausdrucks für Ec/Nt mit einer Dimension N, wobei jedes Element (Ec/Nt)n für den Ec/Nt-Wert des n-ten Unterpakets steht. Unter der Annahme, dass im i-ten Slot die maximale Anzahl von Übertragungen eines bestimmten Pakets erreicht ist, können die N Werte des Vektors Ec/Nt des Pakets ausgedrückt werden durch:
Der Term (N-n-1) wird in diesem Beispiel mit 4 multipliziert, weil die erneute Übertragung eines Unterpakets vier Slots später als die jüngste Unterpaketübertragung stattfindet.
Als Nächstes wird bei 54 aus dem Ec/Nt-Vektor ein äquivalenter Eb/No-Wert auf dem Verkehrskanal ermittelt. In einem Beispiel, bei welchem Faltungscode benutzt wird, liefert Gleichung (9) den äquivalenten Eb/No-Wert. In einem Beispiel, bei welchem Turbocode benutzt wird, liefert Gleichung (11) den äquivalenten Eb/No-Wert.
Der äquivalente Eb/No-Wert wird dann in Beispielen, bei welchen Faltungscode benutzt wird, als ein Eingabeparameter in Gleichung (1) verwendet. In Beispielen, welche Turbocodes umfassen, ist der äquivalente Eb/No-Wert der Eingabeparameter in die obige Gleichung (2). In beiden Fällen ist das Ergebnis die Berechnung der Pe für das j-te Paket auf dem Verkehrskanal. Dies geschieht in 2 bei 56. Die abgeschätzte PER des Verkehrskanals ergibt sich dann aus dem Abschluss der oben beschriebenen Berechnungen.
Im Beispiel der 2 ist es der nächste Schritt bei 58, den Wert von j zu inkrementieren und das Verfahren erneut zu wiederholen.
Ebenfalls im Beispiel der 2 umfassen die Berechnungen bei 56 die Verwendung einer Verweistabelle 60, welche für die verschiedenen Codierpaketgrößen Beziehungen zwischen Pe und Eb/No in AWGN-Kanälen bereitstellt. Die Berechnung bei 56 umfasst auch die Verwendung einer bekannten Doppler-Abschätztechnik bei 62. Diese Abschätzung wird in diesem Beispiel verwendet, um bei 64 für die abgeschätzte PER eine geeignete Korrekturfunktionseinstellung zu ermitteln.
In einem Beispiel wird die Korrekturfunktion durch eine empirische Analyse ermittelt, wobei unter Anwendung des soeben beschriebenen Algorithmus eine über eine vorgegebene Zeitperiode direkt gemessene PER mit einer über dieselbe Zeitperiode abgeschätzten PER verglichen wird. Die Korrekturfunktion ist dann von Nutzen für folgende Einstellungen, falls diese erforderlich sind, damit die abgeschätzte PER so genau wie gewünscht der direkt gemessenen PER entspricht. In einem Beispiel wird die Korrekturfunktion als F(.) bezeichnet, welche in Abhängigkeit von der Code-Art verschieden ist. In solch einem Beispiel kann die Pe ausgedrückt werden durch: Pe = F(f(Eb/N0),c) (15),wobei c eine Konstante ist und für verschiedene Szenarios angepasst werden kann. Das c kann basierend auf den Kanalzustandsinformationen, z.B. Doppler-Frequenz, Mehrwegeführung usw., angepasst werden. Mit der vorliegenden Beschreibung kann der Fachmann eine geeignete Korrekturfunktion auswählen, um den Erfordernissen seiner speziellen Situation zu genügen.
Ein weiterer beispielhafter Ansatz zur Abschätzung der PER des Verkehrskanals basierend auf einer ausgewählten Ausgabe des zugehörigen Pilotkanals ist in dem Ablaufdiagramm der 3 zusammengefasst. In diesem Beispiel umfasst das Ablaufdiagramm 40' vieles der Technik, die in dem Beispiel angewendet wird, das in 2 zusammengefasst ist. Dementsprechend findet man in 2 und 3 eine ähnliche Bezifferung. Der Unterschied zwischen dem Beispiel der 2 und dem Beispiel der 3 ist, dass, während in 2 ein mittlerer Ec/Nt-Wert je Slot benutzt wurde, der Ec/Nt-Wert, der im Beispiel der 3 benutzt wird, variiert und verschiedene Werte je Slot aufweist. In einem Beispiel liefert der Pilotkanal einen Ec/Nt-Wert für jedes Leistungssteuerungs-Gruppenintervall. In einem Beispiel besetzt jeder Zeit-Slot 10 Millisekunden, und jedes Leistungssteuerungs-Gruppenintervall besetzt 1,25 Millisekunden. In diesem Beispiel gibt es für jeden Zeit-Slot acht Werte für Ec/Nt aus dem Pilotkanal. Jeder dieser Ec/Nt-Werte wird bei 44' gesammelt und bei 46' gespeichert. In diesem Beispiel werden die acht Ec/Nt-Werte je Slot benutzt, um den Vektorausdruck zu bilden. Sogar in einer Situation, wenn ein Paket in einer ersten Übertragung erfolgreich empfangen wird, dienen die mehreren Pilotkanal-Ec/Nt-Werte je Slot als Basis für die Bildung des Vektors.
Das Abschätzteil 26 verwendet bei 50' die einzelnen Ec/Nt-Werte, anstatt Mittelwerte zu benutzen, wie es im zuvor beschriebenen Beispiel der Fall ist. Für die Zwecke der Beschreibung bezeichnet M die Anzahl der Ec/Nt-Werte in jedem Slot. In diesem Beispiel berechnet das Abschätzteil 26 M Ec/Nt-Werte für den Verkehrakanal, welche den Ec/Nt-Werten aus dem Pilotkanal entsprechen. In einem Beispiel wird Gleichung (13) benutzt. In einem Beispiel, welches HARQ umfasst, wobei die N maximalen Unterpakete kombiniert werden, gibt es M·N Ec/Nt-Werte für das codierte Paket.
Bei 52' wird der entsprechende Ec/Nt-Vektor für den Verkehrskanal ermittelt. Bei 54' wird der äquivalente Eb/No-Wert für den Verkehrskanal ermittelt. Es sollte angemerkt werden, dass in diesem Beispiel intensivere Rechenoperationen stattfinden, da mehr Ec/Nt-Werte verwendet werden. Der Ausgleich zwischen zusätzlichen Rechenoperationen und zusätzlicher Genauigkeit bestimmt die Wahl zwischen dem Beispiel, das in 2 zusammengefasst ist, und diesem Beispiel, das in 3 zusammengefasst ist. Mit der vorliegenden Beschrei bung kann der Fachmann eine Technik auswählen, welche den Erfordernissen seiner speziellen Situation am besten genügt.
Ein weiteres Beispiel ist in 4 zusammengefasst. In diesem Beispiel umfasst das Ablaufdiagramm 70 das Ermitteln der ausgewählten Ausgabe des Pilotkanals bei 72. In diesem Beispiel ist die ausgewählte Ausgabe eine Symbolfehlerrate des Pilotkanals. Bei 74 wird eine mittlere Symbolfehlerrate ermittelt. Bei 76 wird die mittlere Symbolfehlerrate für K Slots gespeichert.
Das Abschätzteil 26 wählt bei 78 für eine Paketkennung j = 0 eine Startzeit auf dem i-ten Slot aus. Bei 80 liest das Abschätzteil 26 N Werte der Pilotkanal-Symbolfehlerrate aus.
Bei 82 setzt das Abschätzteil 36 die Pilot-Symbolfehlerrate zu einer entsprechenden Bitfehlerrate Pb für den Verkehrskanal um. Eine solche Umsetzung wird angewendet, weil Verkehrskanäle verglichen mit dem Pilotkanal verschiedene Modulationsschemen und Codierungen aufweisen. In einem Beispiel werden basierend auf den Modulationen und Codierungen bekannte Techniken und bekannte Beziehungen angewendet, um die Umsetzung durchzuführen.
In einem Beispiel, welches HARQ-Operationen umfasst, weist jedes Unterpaket eine unterschiedliche Pb auf, wenn das Meldeintervall der Pilot-Symbolfehlerrate kürzer ist als die gesamte Paketübertragungszeit. In einem Beispiel weist ein Pb-Vektor eine Dimension N auf, wenn die gemeldete Pilot-Symbolfehlerrate 1 je Slot ist und es insgesamt N Slots gibt, die für Übertragungen verwendet werden.
Bei 84 wird aus den N entsprechenden Pb-Werten zum Beispiel unter Anwendung der obigen Gleichungen (10) oder (12) die äquivalente Pb für den Verkehrskanal ermittelt.
Der äquivalente Pb-Wert wird dann bei 86 benutzt, um zum Beispiel unter Anwendung der obigen Gleichungen (3) oder (4) die geschätzte PER zu ermitteln. Das Verfahren wird bei 88 für das nächste Paket fortgesetzt.
In dem Beispiel der 4 wird eine Verweistabelle 90, welche Informationen hinsichtlich Pe im Verhältnis zu Pb für verschiedene Codierpaketgrößen enthält, zur Ermittlung der geschätzten PER bei 86 benutzt. Eine Korrekturfunktion 92, welche auf einer Doppler-Abschätzung 94 basiert, passt, wie es erforderlich sein kann, die geschätzte PER an, wie oben erwähnt.
Jedes der oben angeführten Beispiele bietet die Möglichkeit, basierend auf mindestens einer ausgewählten Ausgabe des entsprechenden Pilotkanals eine Verkehrskanal-PER abzuschätzen. Mehr als eine der offenbarten Techniken könnten gleichzeitig angewendet werden, oder es ist eine Kombination von diesen möglich. Der Fachmann, der die vorliegende Beschreibung nutzt, wird erkennen, welche Technik am besten den Erfordernissen seiner speziellen Situation genügt. In ähnlicher Weise kann der Fachmann, der die vorliegende Beschreibung nutzt, unter Verwendung von Hardware, Software, Firmware oder einer Kombination dieser ein Abschätzteil 26 konfigurieren, um eine geschätzte PER bereitzustellen, welche den Erfordernissen seiner speziellen Situation genügt.
Die vorstehende Beschreibung ist in ihrer Natur beispielhaft und nicht beschränkend. Für den Fachmann können Variationen und Modifikationen der beschriebenen Beispiele ersichtlich werden, welche nicht notwendigerweise vom Kern der vorliegenden Erfindung abweichen. Der gesetzliche Schutzumfang der vorliegenden Erfindung kann nur durch Studieren der folgenden Patentansprüche ermittelt werden.

Claims

Datenaustauschverfahren, umfassend: Ermitteln (56, 86) einer Paketfehlerrate eines Verkehrskanals unter Verwendung mindestens einer ausgewählten Ausgabe eines zugehörigen Pilotkanals; gekennzeichnet durch Ermitteln (50, 50', 80) von M·N Werten der mindestens einen ausgewählten Pilotkanalausgabe (44, 44', 74), wobei M eine ganze Zahl und N eine maximale Anzahl von Übertragungen je Codierpaket ist; und Umsetzen (52, 52', 82) der ermittelten N Werte der mindestens einen ausgewählten Pilotkanalausgabe zu N Werten einer entsprechenden Verkehrskanalausgabe.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei M größer als Eins ist und es bei jeder Übertragung des Codierpakets M Werte der mindestens einen ausgewählten Pilotkanalausgabe gibt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei M = 1 und es für jede Übertragung des Codierpakets mehrere der ausgewählten Pilotkanalausgaben gibt, und wobei das Verfahren das Folgende umfasst: Ermitteln eines Mittelwerts (44) der ausgewählten Pilotkanalausgabe für jede Übertragung des Codierpakets; und Verwenden des ermittelten Mittelwerts als ausgewählte Pilotkanalausgabe.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend das Ermitteln (52, 52', 82) eines Vektorausdrucks der entsprechenden Verkehrskanalausgabe, welcher eine Dimension M·N aufweist, welche die M·N Werte der entsprechenden Verkehrskanalausgabe aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, umfassend das Ermitteln (54, 54', 84) einer äquivalenten Verkehrskanalausgabe aus dem Vektorausdruck.
Verfahren nach Anspruch 5, umfassend das Ermitteln (56, 86) der Verkehrskanal-Paketfehlerrate aus der äquivalenten Verkehrskanalausgabe.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die ausgewählte Ausgabe eine Pilot-Symbolfehlerrate aus dem Pilotkanal umfasst, die entsprechende Verkehrskanalausgabe eine Verkehrskanal-Bitfehlerrate umfasst und die äquivalente Verkehrskanalausgabe eine Verkehrskanal-Bitfehlerrate umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die ausgewählte Ausgabe ein Chipenergie-Rausch-Verhältnis des Pilotkanals umfasst, die entsprechende Verkehrskanalausgabe ein Bitenergie-Rausch-Verhältnis des Verkehrskanals umfasst und die äquivalente Verkehrskanalausgabe ein Bitenergie-Rausch-Verhältnis des Verkehrskanals umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein codiertes Paket N Unterpakete aufweist.