DE69325087T2

DE69325087T2 - Verfahren zur bildung einer qualitätsmessung für signalburst

Info

Publication number: DE69325087T2
Application number: DE69325087T
Authority: DE
Inventors: Leif Ericsson; Johan Skoeld; Andras Toth
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1992-08-21
Filing date: 1993-08-02
Publication date: 1999-10-28
Anticipated expiration: 2013-08-03
Also published as: RU2111618C1; NZ255004A; WO1994005100A1; FI111205B; FI941834A; CN1051889C; US5657348A; DE69325087D1; AU4766193A; BR9305615A; ES2132386T3; SE9202406D0; JPH07500472A; AU662445B2; CN1085367A; FI941834A0; HK1013530A1; CA2119864A1; TW237521B; KR100216019B1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für digitale Mobilfunk-Kommunikationssysteme zum Bilden eines Qualitätsmaßes SQ für den Signalvektor eines Signalbursts, der von einem Empfänger empfangen wird.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

In digitalen Mobilfunk-Kommunikationssystemen werden verschiedene Typen von Qualitätsmaßen des von einem Empfänger empfangenen Signals beispielsweise zur Überprüfung der Gültigkeit dieses Signals verwendet. Die Gültigkeit von sog. Zugriffsbursts wird beispielsweise in einer Basisstation getestet. Derartige Bursts werden von einer Mobilstation im Zusammenhang mit einem Zugriff gesendet. In dieser Situation ist es wichtig, entscheiden zu können, ob der empfangene Signalburst tatsächlich ein Zugriffsburst ist oder ob er eine Störung ist, die wie ein Zugriffsburst aussieht.
Jedoch haben sich verfügbare Qualitätsmaße als unzureichend stabil erwiesen und bestimmte spezielle Typen von Störungen können von der Basisstation fehlinterpretiert und als richtige Zugriffsburst interpretiert werden und blockieren dadurch die gesamte Basisstation.
Die FI-B 86935 beschreibt ein analoges System, bei dem das Verhältnis zwischen Signal + Rauschen und Rauschen für die spezielle Situation gebildet wird, bei der die Signalfrequenz bekannt ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Bestimmen eines stabilen Qualitätsmaßes SQ des Signal/Rausch-Verhältnisses des empfangenen Signals bereitszustellen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren des im Oberbegriff angegebenen Typs gelöst, wobei dieses Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert ist.
Es hat sich erwiesen, daß dieses Maß SQ gut mit der Rohbit- Fehlerrate nach dem Equaliser in dem Empfänger ist und es ist zu einem hohen Ausmaß unabhängig von dem Typ der Störung.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung, zusammen mit weiteren Aufgaben und Vorteilen davon, läßt sich am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung verstehen, die ein Blockschaltbild zum Berechnen eines Qualitätsmaßes SQ gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild zum Berechnen des Qualitätsmaßes SQ gemäß der vorliegenden Erfindung. Die komplexen (in der Zeichnung sind komplexe Signale mit doppelten Linien dargestellt) Signalkomponenten X(k), die von dem Empfänger empfangen werden, werden an einen Korrelator 10 weitergeleitet, in dem sie mit den Signalkomponenten in einen Trainingssequenz d(k) in einer an sich bekannten Weise korreliert werden. Diese Sequenz wird durch einen Trainingssequenz-Generator 12 erzeugt. In beispielsweise dem GSM-Standard weist diese Trainingssequenz eine Länge von 41 Bit für Zugriffsbursts und 26 Bit für normale Bursts auf. Die gleiche Sequenz wird auch von dem Sender gesendet und in dem GSM-Standard wird sie an den Anfang eines Zugriffsbursts und in die Mitte eines normalen Signalbursts positioniert. In einem Kanalabschätzer 14 wird eine Kanalabschätzung mit Hilfe der Korrelationswerte von dem Korrelator gebildet. Diese Abschätzung kann beispielsweise fünf Korrelationswerte h(i) um den Teil der von dem Generator 10 erzeugten Korrelationssequenz herum, an dem die Energie konzentriert ist, umfassen. Verschiedene Verfahren zum Bestimmen dieser fünf Korrelationswerte sind bereits bekannt; ein geeignetes Verfahren wird beispielsweise in der schwedischen Patentanmeldung 92079-3 (siehe auch die am 21. Juli 1993 veröffentlichte EP-A-51803) beschrieben, die am 14. Juli 1993 veröffentlicht wurde. Mehr oder weniger als fünf Komponenten h(i) können die Kanalabschätzung bilden.
Die Kanalabschätzung von dem Kanalabschätzer 14 wird an einen Energierechner 16 weitergeleitet, in dem ein Maß der Energie der Kanalabschätzung berechnet wird, beispielsweise gemäß der folgenden Formel:
Es = h(i) ²
Die Korrelationskomponenten h(i) von der Kanalabschätzung werden auch als Filterkoeffizienten in einem Filter 18 verwendet, in dem die von dem Trainingssequenz-Generator 12 erzeugte Sequenz d(k) zum Bilden einer Probenabschätzungssequenz Y(k) in Abhängigkeit von der folgenden Formel gefiltert wird:
Y(k) = d(k - i)h(i)
Diese Probenabschätzungssequenz Y(k) stellt die Trainingssequenz dar, die in dem Empfänger empfangen worden wäre, wenn der Funkkanal exakt durch die Kanalabschätzung h(i) beschrieben wurde.
In einer Berechnungseinheit 20 wird das Differenzsignal zwischen dem gefilterten Signal Y(k) und dem tatsächlich empfangenen Signal X(k) gebildet, wonach ein Maß der Energie des Differenzsignals gebildet wird, beispielsweise gemäß der folgenden Formel:
En = Y(k) - X(k) ²
Diese Formel ist für Zugriffsbursts geeignet. In normalen Bursts ist die Summation anstelle davon zwischen 5 und 26. Die Ursache, warum die Summation in diesem Fall bei 5 beginnt, besteht darin, daß vorangehende Y(k)-Werte von X(k)-Werten abhängen, die außerhalb der empfangenen Trainingssequenz liegen und deshalb unbekannt sind (siehe die obige Formel für Y(k)). In Zugriffsbursts sind jedoch die acht ersten Bits des Bursts, die der Trainingssequenz vorangehen, ebenfalls bekannt (ein sog. erweiterter Schwanz). Deshalb kann die Summation in Zugriffsbursts bei 1 starten.
Schließlich wird in einer Berechnungseinheit 22 das Qualitätsmaß SQ in Abhängigkeit von der folgenden Formel gebildet:
SQ = K&sub1;Es/K&sub2;+En
In dieser letzten Formel ist K&sub1; eine Konstante zum Einstellen der Dynamik in einer Integer-Nummern-Implementierung. Für die oben erwähnten Zugriffsbursts kann K&sub1; beispielsweise den Wert 32768 aufweisen, während ein geeigneter Wert von K&sub1; für normale Signalbursts 8192 ist.
K&sub2; ist eine Konstante, die garantiert, daß SQ sich Null annähert, wenn sowohl Es als auch En kleine Werte aufweisen.
Deshalb sollte K&sub2; vorzugsweise größer als 0 sein. Ein geeigneter Wert von K&sub2; ist ungefähr 1000.
Voranstehend wurde die vorliegende Erfindung hauptsächlich im Zusammenhang mit den sogenannten Zugriffsbursts beschrieben. Jedoch ist offensichtlich, daß das Verfahren gemäß der Erfindung genauso zum Bilden eines Qualitätsmaßes SQ für normale Datenbursts geeignet ist. Ferner ist das Verfahren im Zusammenhang mit dem europäischen GSM-System beschrieben worden. Jedoch ist offensichtlich, daß die gleichen Prinzipien in anderen digitalen Mobilfunk-Kommunikationssystemen verwendet werden können, beispielsweise in dem amerikanischen System gemäß dem Standard IS-54.
Einem Durchschnittsfachmann ist offensichtlich, daß verschiedene Modifikationen und Änderungen bei der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden können, ohne von dem Umfang davon abzuweichen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Verfahren in einem digitalen Mobilfunk- Kommunikationssystem zum Bilden eines Qualitätsmaßes SQ in einem Empfänger für einen Signalvektor eines empfangenen Signalbursts, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Bilden einer komplexen Kanalabschätzung (h(i)) aus dem Signalvektor;

Bilden einer ersten Abschätzung Es der Energie des nützlichen Signals des Signalvektors durch Berechnen der Gesamtenergie der komplexen Kanalabschätzung (h(i));

Bilden einer zweiten Abschätzung En der Energie der übrigen Signalkomponenten des Signalvektors; und

Bilden eines Qualitätsmaßes SQ für den Signalvektor gemäß der Formel:

SQ = K&sub1;Es/K&sub2;+En

wobei K&sub1; und K&sub2; vorgegebene Konstanten sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalabschätzung eine vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden Korrelationwerten (h(i)) zwischen der Trainingssequenz des empfangenen Signalbursts und einer exakten Trainingssequenz (d(k)), die intern in dem Empfänger erzeugt wird, umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalabschätzung fünf Korrelationswerte (h(i)) umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kanalabschätzung En durch Berechnen der Energie des Differenzsignalvektors zwischen einem Vektor, der durch die Trainingssequenz (X(k)) des empfangenen Signalbursts gebildet wird, und einem Probenabschätzungsvektor, der durch Filtern der intern erzeugten Trainingssequenz durch ein von der Kanalabschätzung (h(i)) gebildetes Filter gebildet wird, gebildet wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß K&sub2; größer als 0 ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß K&sub2; ungefähr 1000 ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6 gekennzeichnet durch K&sub1; = 32768.

8. Verfahren nach Anspruch 6 gekennzeichnet durch K&sub1; = 8192.