DE69736546T2

DE69736546T2 - Verfahren und Gerät zum Messen der Wellenformqualität von CDMA-Signalen

Info

Publication number: DE69736546T2
Application number: DE1997636546
Authority: DE
Inventors: Juichi Kumagaya-shi Nakada
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1997-12-09
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2017-12-10
Also published as: EP0847153B1; US6104983A; DE69736546D1; KR19980063938A; JP3746580B2; EP0847153A2; JPH10173628A; EP0847153A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Wellenformqualität eines modulierten CDMA-(Code Division Multiple Access)-Signals, das bei der Mobilkommunikation oder dergleichen verwendet wird.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4 sind bekannt aus einer Doktorarbeit mit dem Titel "Overview of Code-Domain Power, Timing and Phase Measurements", Hewlett-Packard Journal, Seiten 73–93, Februar 1996. Das herkömmliche Verfahren misst Bewertungsparameter eines jeden Kanalsignals in einer von einer Basisstation eines CDMA-Mobilkommunikationssystems ausgesendeten Funkwelle, d.h. einen Leistungskoeffizienten ρi, die Ausgangszeitlage Δτi und einen Phasenversatz Δθi.
Mit Bezug auf 3 wird das herkömmliche Verfahren kurz beschrieben. Ein CDMA-Signal von einer Basisstation wird über einen Eingangsanschluss 11 in einen Abwärtswandler 12 eingegeben. Das CDMA-Signal wird von dem Abwärtswandler 12 in ein Zwischenfrequenzsignal umgewandelt, das seinerseits von einem Verstärker 13 verstärkt wird. Das verstärkte Zwischenfrequenzsignal wird von einem Filter 14 bandbegrenzt und von einem A/D-(Analog-Digital-)-Wandler 15 in ein digitales Signal umgewandelt. Das in digitale Form umgewandelte Messsignal (das CDMA-Signal) wird von einem Quadraturtransformationsteil 16 in ein komplexes Basisbandsignal umgewandelt. Das Basisbandsignal wird an ein Frequenz-Phase-Kompensationsteil 17 angelegt, wo seine Frequenz- und Phasenverschiebungen kompensiert werden. Das kompensierte Basisbandsignal wird an ein ρi-Berechnungs-/Biterfassungsteil 18 und an ein Parameterbewertungsteil 19 angelegt.
Ein Pilotsignalerzeugungsteil 20 ist ein Mittel zum Erzeugen eines bekannten Pilotsignals. Basierend auf dem bekannten Pilotsignal von dem Pilotsignalerzeugungsteil 20 und der Ausgabe aus dem Frequenz-Phase-Kompensationsteil 17 berechnet das ρi-Berechnungs-/Biterfassungsteil 18 den Leistungskoeffizienten ρi und erfasst für jeden Kanal ein Bit. Der Leistungskoeffizient ρi und das so erfasste Bit werden einem Idealsignalerzeugungsteil 21 zur Verfügung gestellt, das aus dem erfassten Bit und dem Leistungskoeffizienten ρi und dem von dem Pilotsignalerzeugungsteil 20 aus zugeführten Pilotsignal ein Idealsignal erzeugt. Das Idealsignal wird an das Parameterbewertungsteil 19 angelegt.
Das Parameterbewertungsteil 19 ist auch mit der Ausgabe des Frequenz-Phase-Kompensationsteils 17 versorgt. Basierend auf den beiden Eingangssignalen berechnet das Parameterbewertungsteil 19 eine Ausgangszeitlage (eine Zeitverschiebung) Δτi und einen Phasenversatz (eine Phasenverschiebung) Δθi für jeden der anderen Kanäle in Bezug auf einen Vorsteuerkanal in dem Eingangssignal (dem CDMA-Signal), so dass das mittlere Quadrat der Differenz zwischen den zwei Eingangssignalen minimiert wird. Die so berechneten Ausgaben Δτi und Δθi werden an das Idealsignalerzeugungsteil 21 zurückgeführt. Das Idealsignalerzeugungsteil 21 erzeugt erneut ein Idealsignal und legt es an das Parameterbewertungsteil 19 an, welches wiederholt die Ausgangszeitlage Δτi und den Phasenversatz Δθi berechnet.
Das obige herkömmliche Verfahren berechnet die Ausgangszeitlage Δτi und den Phasenversatz Δθi in dem Parameterbewertungsteil 19 durch Optimierung derselben, beinhaltet aber keine Optimierung des Leistungskoeffizienten ρi. Daher bleibt der berechnete Leistungskoeffizient ρi von der Ausgangszeitlage Δτi und dem Phasenversatz Δθi beeinflusst, und deshalb ist seine Messgenauigkeit gering. Da das Idealsignalerzeugungsteil 21 den wenig genauen Leistungskoeffizienten ρi verwendet, um das Idealsignal zu erzeugen, fehlt auch der gemessenen Ausgangszeitlage und dem Phasenversatz Δτi bzw. Δθi Genauigkeit.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Messverfahren zu schaffen, mit dem es möglich ist, die Wellenformqualität des modulierten CDMA-Signals mit hoher Genauigkeit zu messen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Messvorrichtung anzugeben, mit der es möglich ist, die Wellenformqualität des modulierten CDMA-Signals mit hoher Genauigkeit zu messen.
Diese Ziele werden erreicht durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 4. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der Korrekturschritt korrigiert das Messsignal unter Verwendung auch von Amplitude, Zeitversatz oder Verzögerung und Phasenparametern eines dafür spezifizierten Kanals. Der Parameterschätzschritt schätzt die Amplitude, den Zeitversatz oder die Verzögerung und Phasenparameter durch Lösen von simultanen Näherungsgleichungen eines Parameters, der das Quadrat der Differenz zwischen dem Messsignal und dem Idealsignal minimiert.
Der Parameterschätzschritt umfasst einen Schritt des Berechnens von fünf Stück Hilfsdaten A(k), B(k), C(k), I(k) und H(k) unter Verwendung des Idealsignals, des Amplitudenparameters, des Zeitversatzes oder Verzögerungsparameters, des Phasenparameters und einer Datennummer (Zeit) k als Variablen sowie einen Schritt des Lösens der simultanen Näherungsgleichungen durch Verwendung der fünf Stück Hilfsdaten und des Messsignals.
In der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Speichermittel zum Speichern des durch das Analog-Digital-Wandlermittel umgewandelten digitalen Signals vorgesehen. Das gespeicherte digitale Signal wird von dem Analog-Digital-Wandlermittel aus dem Speichermittel gelesen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Quadratur-Transformationsschritt das Eingangssignal unter Verwendung diverser Parameter aus dem Idealsignal und dem Basisband-Messsignal geschätzt. In dem Optimierungsschritt werden die diversen geschätzten Parameter verwendet, um die Erzeugung des Basisband-Messsignals und des Idealsignals zu optimieren, wonach der Demodulationsschritt, der Idealsignalerzeugungsschritt und der Parameterschätzungsschritt wiederholt werden. Nach der Optimierung wird der Leistungskoeffizient des Messsignals in dem Leistungskoeffizientenberechnungsschritt berechnet.
Bei der vorliegenden Erfindung werden alle Parameter in dem Parameterschätzschritt geschätzt. Dieses Schema wird im folgenden beschrieben. Ein Ideaisignal R wird optimiert, so dass das Quadrat einer Differenz ε zwischen ihm und einem Messsignal Z minimiert wird, wie durch folgende Gleichung (1) gegeben:
wobei k die Anzahl von abgetasteten Daten, Z_k ein Datenwert, Z_b = Z(t_k) ist, der durch Abtasten des Messsignals Z in Chipintervallen erhalten ist, und R_k zeigt ein optimales Idealsignal, wenn die Differenz ε minimiert worden ist.
Das optimale Idealsignal Ȓ_k ist gegeben durch folgende Gleichung (2):
wobei τ ^_i der optimale Wert einer Signalausgangszeitlage des i-Kanals ist, Δω ^ der Optimalwert eines Trägerfrequenzfehlers ist, θ_i der Optimalwert der Trägerphase des i-ten Kanals ist und
die Summation von Idealsignalen aller Kanäle darstellt.
Das Idealsignal R_i kann durch folgende Gleichung (3) ausgedrückt werden:
Indem in Gleichung (3) unter der Annahme, dass das Idealsignal in dem Optimierungsschritt optimiert worden ist, â_i für a_i eingesetzt wird, ergibt sich
wobei der Term innerhalb der Klammer [] ein Idealsignal darstellt, dessen Amplitude 1 ist, â_i der Optimalwert der Amplitude des i-ten Kanalsignals ist und R_k durch folgende Gleichung (5) ausgedrückt werden kann:
wobei R'₁ der Term innerhalb der Klammer [] in Gleichung (4) ist.
Aus diesen Optimalwerten der Parameter können folgende Werte erhalten werden.
Δω ^: Schätzwert des Trägerfrequenzfehlers
Δτ ^_i = τ ^_i – τ ^₀: geschätzter Wert der Zeitlagendifferenz (Zeitversatz) des i-ten Kanals relativ zum 0-ten Kanal
Δθ ^_i = θ ^_i – θ ^₀: geschätzter Wert der Phasendifferenz des i-ten Kanals relativ zum 0-ten Kanal.
D.h., der geschätzte Verzögerungsbetrag τ ^₀ und die geschätzte Phase θ ^₀ des 0-ten Kanals werden von Werten bei geeigneten Zeitpunkten der gemessenen Zeitlage und der Phase zu der gemessenen Zeit genommen, und die Schätzwerte Δτ ^_i und θ ^_i können aus diesen Werten τ ^₀ und θ ^₀ und dem geschätzten Verzögerungsbetrag τ ^_i und der geschätzten Phase θ ^₀ des i-ten Kanals relativ zu der gemessenen Zeitlage berechnet werden.
Bei dem Optimierungsschritt wird die Abtastung des Messsignals Z so wiederholt, dass τ ^₀ auf Null reduziert wird. Folglich werden optimierte Parameter schließlich aus Abtastwerten zu dem Zeitpunkt festgelegt, an dem τ ^₀ Null wird. Das Messsignal Z am Punkt der Beendigung des Optimierungsschritts wird verwendet, um den Leistungskoeffizienten ρi in jedem Kanal durch folgende Gleichung (6) zu berechnen:
wobei j und k Symbole sind, die anstelle von Abtastnummern verwendet werden. Wenn k bis jetzt durch k' ersetzt wird, kann Gleichung (6) durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: k' = k-1 + (j-1) × 64
In Gleichung (6) ist R_i,j,k dasselbe wie R', wie bisher verwendet.
Um die Differenz ε² zwischen dem Messsignal Z und dem durch Gleichung (1) gegebenen Idealsignal zu minimieren, muss eine Gleichung durch partielle Differenzierung von Gleichung (1) nach jedem Parameter gelöst werden. Die partielle Differenzialgleichung ist ein Polynom, das eine Kombination von Parametern verwendet. Die Parameter werden jeweils bestimmt durch Formulieren von simultanen linearen Gleichungen, die jeweilige partielle Differenzialgleichungen approximieren, wobei Terme von zweiter und höherer Ordnung jedes Parameters weggelassen sind, und Lösen der simultanen linearen Gleichungen. Damit die gegenwärtig definierten Parameter Δω ^, τ ^_i, θ ^_i und â_i als Parameter der Optimierungsgleichung verwendet werden können, werden die folgenden Korrekturparameter ω', τ'_i, θ'_i und a'_i eingeführt.
Diese Parameter werden optimiert, so dass die hinzu addierten Parameter mit Δ letztlich Null werden. Diese Parameter ω', τ'_i, θ'_i und a'_i enthalten vor ihrer Optimierung Fehler. Der Parameter ω' wird vor seiner Optimierung als ein Schätzwert verwendet. Dieser Parameter wird verwendet, um das Messsignal vorab zu korrigieren. Die anderen Parameter werden vor ihrer Optimierung als Schätzwerte verwendet. Diese Parameter werden verwendet, um das Idealsignal vorab zu korrigieren.
Die Einführung der oben erwähnten Parameter ermöglicht die Approximation einer Funktion um den Nullpunkt, was die Ableitung der Optimierungsgleichung vereinfacht. Auch wenn ein Näherungsausdruck als Optimierungsgleichung verwendet wird, werden durch Erzeugung einer Optimierungsschleife der Parameter ω' und die anderen Schritt für Schritt korrigiert. Daher nimmt die Näherungsgenauigkeit mit der Anzahl der Male, die die Optimierungsschleife ausgeführt wird, zu.
Formulierung von τ'_i
τ ist in der Gleichung des Idealsignals R formuliert. In Bezug auf das Idealsignal R sei angenommen, dass nur Daten in Abtastintervallen erhalten werden. Da das Abtastzeitintervall ausgedrückt ist durch t_k, ist R wie folgt gegeben:
R(t_k)
Ein digitales Filterungsschema ist bekannt als ein Verfahren zum Erhalten eines gegen den abgetasteten Wert R um τ verschobenen Werts.
r(tk – τ)
Eine Impulsantwort eines geeigneten digitalen Filter sei gegeben durch h(t), dann wird eine um τ verschobene Impulsantwort h (mTs – τ) vorausberechnet. Mit Verwendung dieser Impulsantwort kann ein um τ verschobener Wert von R durch folgende Gleichung erhalten werden:
wobei T_s die Abtastintervalle bezeichnet. Diese Impulsantwort wird angenähert durch Verwendung einer Taylor-Reihe um Null und Abbrechen der Gleichung nach dem Term zweiter Ordnung. So ist die Impulsantwort gegeben durch die folgende Gleichung: h(mTs – τ) ≈ a(mTs)·τ2 + b(mTs)·τ + c(mTs) (8)
R kann unter Verwendung der obigen Gleichung (8) wie folgt beschrieben werden:
Da t_k = kT_s, wird durch Weglassen von T_s die folgende Gleichung (9) erhalten.
Indem diese Gleichung in eine definierende Gleichung eingesetzt wird, ist es möglich, simultane Gleichungen zu formulieren, die die jeweiligen Parameter verwenden.
Es ist sehr kompliziert, durch Verwendung aller vorkommenden mathematischen Ausdrücke die Optimierungsgleichung zu formulieren, und die Rechenkomplexität kann verringert werden, indem sie zusammen vorausberechnet werden. Zu diesem Zweck werden die fünf nachfolgend beschriebenen Symbole eingeführt.
Die partiellen Differenzialgleichungen für die jeweiligen Parameter werden aus der definierenden Gleichung (1) gelöst.
Indem die partielle Differenzierung z.B. mit ∂ε²/∂Δω = 0 durchgeführt wird, um jeden Parameter auf seinen Term erster Ordnung zu approximieren, werden jeweilige Parameter und konstante Terme wie folgt erhalten:

wobei die p's Koeffizienten von jeweiligen Termen sind. Diese p's bilden eine Koeffizientenmatrix.
Die Ergebnisse der jeweiligen partiellen Differenzierungen sind nachfolgend gezeigt. Die Parameter Δω, Δa_i, Δτ_i, Δθ_i und Const. sind auf der linken Seite eines Multiplikationssymbols "·" (Punkt) gezeigt, und Koeffizienten p(p(ΔωΔω), p(ΔωΔa_i), p(ΔωΔτ_i), p(ΔωΔθ_i) und Const. sind auf der rechten Seite des Multiplikationssymbols "·" gezeigt.
Die jeweiligen Parameterwerte werden erhalten durch Lösen der simultanen Gleichungen, wie in 1 gezeigt, die gebildet sind durch eine Matrix der Koeffizienten p's und einer Matrix der Parameter Δω, Δa_i, Δτ_i und Δθ_i, wie oben angegeben.
Die so erhaltenen Parameter Δω, Δa_i, Δτ_i und Δθ_i, werden verwendet, um die Korrekturparameter ω', a'_i, τ'_i und θ'_i wie folgt zu aktualisieren:
θ'i ← θ'i + Δθi (15)
Die aktualisierten Korrekturparameter werden verwendet, um das Messsignal Z zu korrigieren und das Idealsignal neu zu erzeugen, und die oben erwähnte Optimierung wird wiederholt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das simultane Gleichungen zeigt, die zum Schätzen von Parametern in einer Ausgestaltung des CDMA-Signal-Wellenformqualitätsmessverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
2 ist ein Blockdiagramm, das die allgemeine Konfiguration einer Ausgestaltung einer CDMA-Signal-Wellenformqualitätsmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
3 ist ein Blockdiagramm, das die allgemeine Konfiguration einer herkömmlichen CDMA-Signal-Wellenformqualitätsmessvorrichtung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSGESTALTUNGEN
Eine detaillierte Beschreibung einer Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung zum Messen der Wellenformqualität eines CDMA-Signals gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gegeben.
2 zeigt in Blockform die Konfiguration einer Ausgestaltung einer CDMA-Signal-Wellenformqualitätsmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Teile oder Komponenten, die denjenigen in 3 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht beschrieben, soweit nicht notwendig.
Wie im Fall des Beispiels zum Stand der Technik der 3 wird das CDMA-Signal von einer Basisstation über den Eingangsanschluss 11 eingegeben und von dem Abwärtswandler 12 in ein Zwischenfrequenzsignal umgewandelt, das von dem Verstärker 13 verstärkt wird. Das verstärkte Zwischenfrequenzsignal wird von dem Filter 14 bandbreitenbegrenzt und durch den A/D-(Analog-Digital-)-Wandler 15 in digitale Form umgewandelt. Das digitale Zwischenfrequenzsignal wird zeitweilig in einem Speicher 40 gespeichert, aus dem es ausgelesen und an ein Quadraturtransformationsteil/Komplementärfilter 22 angelegt wird. Das digitale Zwischenfrequenzsignal wird zunächst in dem Quadraturtransformationsteil des Quadraturtransformationsteil/Komplementärfilters 22 in ein Basisbandsignal umgewandelt. Das Basisbandsignal wird durch den Komplementärfilter des Quadraturtransformationsteil/Komplementärfilters 22 durchgeführt, das ein Empfangsfilter oder Messfilter ist, durch welches es in das Basisband-Messsignal Z(k) umgewandelt wird.
Das Messsignal Z(k) wird an ein Demodulationsteil 25 angelegt, in dem es durch das Pilotsignal (einen PN-Code) aus dem Pilotsignalerzeugungsteil 20 entstreut und entspreizt wird. Als Ergebnis werden Bitdaten demoduliert, und gleichzeitig wird die Amplitude a'_i jedes Kanals erfasst. In einem Idealsignal-/Hilfsdatenerzeugungsteil 26 wird ein Idealsignal R_i aus den Bitdaten von dem Demodulationsteil 25 und dem Pilotsignal (PN-Code) vom Pilotsignalerzeugungsteil 20 erzeugt. Ferner werden durch Berechnen der oben erwähnten Gleichungen (10) bis (14) Hilfsdaten von dem Idealsignal R_i abgeleitet.
Das Idealsignal R_i wird wie folgt erzeugt. Die demodulierten Bitdaten vom Demodulationsteil 25 werden durch I- und Q-Seiten-Pilotsignale (PN-Codes) vom Pilotsignalerzeugungsteil 20 gestreut. Dann werden Chips „0" und "1" der gestreuten I- und Q-seitigen Chipzüge in +√2 bzw. –√2 umgewandelt, um I- und Q-Signale eines QPSK-Signals zu erhalten, dessen Amplitude 1 ist. D.h., ein amplitudennormiertes Idealsignal R₁(k-m) wird erhalten. Das Idealsignal R_i(k-m) und die Amplitude a'_i von dem Demodulationsteil 25 werden verwendet, um die Hilfsdaten A_i(k), B_i(k), C_i(k), I_i(k) und H_i(k) der Gleichungen (10) bis (14) zu berechnen.
Diese Hilfsdaten A_i(k), B_i(k), C_i(k), I_i(k), H_i(k) und das Messsignal Z(k) werden in ein Parameterschätzteil 27 eingegeben, worin die in 1 abgebildeten simultanen Gleichungen gelöst werden, um jeweilige Schätzwerte Δa_i, Δτ_i, Δθ_i und Δω zu erhalten. In einem ersten Transformationsteil 28 werden diese Schätzwerte verwendet, um die vorherigen Korrekturparameter a'_i, τ'_i, θ'_i und ω' durch Gleichung (15) zu aktualisieren. Die aktualisierten Korrekturparameter a'_i, τ'_i, θ'_i und ω' werden verwendet, um das Messsignal Z(k) zu korrigieren. Das so korrigierte Messsignal Z(k) durchläuft erneut die Prozesse des Demodulationsteils 25, des Idealsignal-/Hilfsdatenerzeugungsteils 26, des Parameterschätzteils 27 und des ersten Transformationsteils 28. Dieser Korrekturprozess wird wiederholt, bis die Schätzwerte Δa_i, Δτ_i, Δθ_i und Δω optimiert sind, d.h. bis sie auf Null oder einen nahe daran liegenden Wert reduziert sind oder bis sie unverändert bleiben. Diese Wiederholung des Korrekturprozesses ist der Optimierungsschritt. Hierdurch werden das Idealsignal R_i sowie das Messsignal Z(k) korrigiert.
Die Korrektur des Messsignals Z(k) erfolgt durch Korrigieren des vorhergehenden Signals Z(k) durch folgende Gleichung: Z(k) ← Z(t – τ'0)(1/a'0)exp[–j(ω'(t – τ'0) + θ'0) (16)
Die in diesem Fall verwendeten Anfangswerte sind a'₀=1, τ'₀=0, θ'₀=0, und ω'₀=0. Alle Zeitparameter werden in dem Parameterschätzteil 27 neu geschätzt, Gleichung (16) wird für die neuen Parameter a'₀, τ'₀, θ'₀, und ω'₀ berechnet. Diese Korrekturberechnung wird an dem Signal durchgeführt, das in das Quadraturtransformationsteil/Komplementärfilter 22 eingegeben wird, d.h. auf die Ausgabe des Speichers 40 (und folglich die Ausgabe des A/D-Wandlers 15). Die Korrekturberechnung kann an dem ins Basisband transformierten Messsignal Z(k) vorgenommen werden. Dieses ins Basisband transformierte Messsignal ist allerdings ein Signal, das das Komplementärfilter (ein Filter, das die Durchgangsbandbreite als Bandbreite des Eingangssignals hat) durchlaufen hat. Wenn das Signal einen großen Frequenzfehler hat, besteht die Gefahr, dass ein Teil des Signals durch die Filterung entfernt wird, d.h. eine Gefahr, dass das für die Parameterschätzung usw. zu verwendende Messsignal entfernt ist. Aus diesem Grund wird das Ergebnis der Frequenzschätzung vor dem Komplementärfilter korrigiert. Wenn allerdings das in das Basisband in dem orthogonalen Transformationsteil transformierte Messsignal durch ein Tiefpassfilter mit ausreichend großer Durchgangsbandbreite anstelle des Komplementärfilter geführt wird, d.h. wenn das Quadraturtransformationsteil/Komplementärfilter 22 durch ein orthogonales Transformationsteil/Breitbandtiefpassfilter gebildet ist, kann die Korrektur am ins Basisband transformierten Messsignal vorgenommen werden.
Die Korrekturparameter a'_i, τ'_i, θ'_i und ω' werden einem dritten Transformationsteil 29 zur Verfügung gestellt, wo sie die folgende Transformation durchlaufen:
Da die Parameter des 0-ten Kanals des Messsignals Z(k) durch Gleichung (16) korrigiert sind, werden die Parameter zum Korrigieren des Idealsignals R₀ des 0-ten Kanals wie folgt normiert:
a''₀ = 1
τ''₀ = 0
θ''₀ = 0
Die Parameter für die Idealsignale R_i von anderen als dem 0-ten Kanal werden durch die Parameter des 0-ten Kanals korrigiert, um die in Gleichung (17) angegebenen Werte zu bekommen.
D.h. in dem ersten Durchgang des Optimierungsschritts werden die Parameter für die Idealsignale R_i von vom 0-ten Kanal verschiedenen Kanälen des Messsignals Z(k) durch die Korrekturparameter des 0-ten Kanals korrigiert. Folglich verwendet das Hilfsdatenerzeugungsteil 26 als Korrekturparameter die Parameter der durch die Parameter des 0-ten Kanals durch Gleichung (17) normierten Werte, d.h., die Ausgabe des dritten Transformationsteils 29. Mit anderen Worten werden die durch Gleichung (17) erhaltenen Parameter verwendet, um Gleichungen (10) bis (14) zu berechnen, um die Hilfsdaten A_i(k), B_i(k), C_i(k), I_i(k) und H_i(k) zu erhalten. Die Berechnungen für die Hilfsdaten verwenden die Bitdaten und die Amplitude a'_i, die durch Demodulation des durch Gleichung (16) korrigierten Messsignals Z(k) im Demodulationsteil 25 erhalten werden.
Wie oben beschrieben, werden bei jeder Schätzung der Parameter in dem Parameterschätzteil 27 das Messsignal und das Idealsignal beide entsprechend korrigiert, und die Parameter werden erneut geschätzt. Wenn die Schätzwerte der Parameter nach einigen Durchgängen von Korrektur und Schätzung optimiert sind, wird der Leistungskoeffizient ρi durch Gleichung (6) aus dem Messsignal Z(k) und dem Pilotsignal (dem PN-Code) zu dieser Zeit in einem Leistungskoeffizientenberechnungsteil 31 berechnet. Dabei ist Gleichung (6) in Messstandards definiert und genauso wie im Stand der Technik.
Das zweite Transformationsteil 32 führt die folgenden Berechnungen aus:
Diese Parameter
und der in dem Berechnungsteil 31 berechnete Leistungskoeffizient ρi werden in einem Rechenergebnis-Anzeigeteil 33 angezeigt. Die Schätzung eines beliebigen der Parameter kann der Einfachheit halber weggelassen werden. Wenn z.B. Δa' nicht geschätzt wird, wird die in dem Demodulationsteil 25 erhaltene Amplitude unverändert verwendet; wenn Δτ' nicht geschätzt wird, wird es auf 0 gesetzt, und wenn Δω nicht geschätzt wird, wird es genauso auf Null gesetzt.
Wie oben beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Erfindung geschätzte Parameter verwendet, um das Messsignal Z(k) und das Idealsignal R_i zu korrigieren, und die beiden korrigierten Signale werden verwendet, um die Parameter erneut zu schätzen. Die Signalkorrektur und die Parameterschätzung werden wiederholt, bis die geschätzten Parameter optimiert sind. Da diese Optimierung alle Parameter verwendet, sind sie alle optimiert. Und da das Messsignal mit allen optimierten Parametern verwendet wird, um den Leistungskoeffizienten ρ_i zu berechnen, kann dieser mit hoher Genauigkeit erhalten werden. Auch andere Parameter sind mit hoher Genauigkeit erhältlich, weil das Messsignal in der Optimierungsschleife enthalten ist.
Es wird deutlich, dass viele Abwandlungen und Veränderungen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie in den Ansprüchen definiert, zu verlassen.

Claims

Verfahren zum Messen der Wellenformqualität eines CDMA-Signals, mit den Schritten: a) Umwandeln eines CDMA-Eingangssignals in ein digitales Signal; und b) Erzeugen eines bekannten Pseudorausch-Codes, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es ferner umfasst: c) Korrigieren einer Trägerfrequenzverschiebung des digitalen Signals und Umwandeln des korrigierten digitalen Signals in ein digitales Basisband-Messsignal (Z(k)); d) Demodulieren des digitalen Messsignals (Z(k)) mit dem Pseudorausch-Code, um die Bitdaten und den Amplitudenwert (a'_i) des digitalen Messsignals (Z(k)) zu erhalten; e) Erzeugen eines Idealsignals basierend auf den Bitdaten und dem Pseudorausch-Code; f) Erzeugen von Hilfsdaten (Ai(k), Bi(k), Ci(k), Ii(k), Hi(k)) durch Verwendung des erzeugten Idealsignals und des Amplitudenwerts (a'_i), wobei die Hilfsdaten (Ai(k), Bi(k), Ci(k), Ii(k), Hi(k)) verwendet werden, um unter Parametern (Δa_i, Δτ_i, Δθ_i, Δω), die sich jeweils auf Verschiebungen von Amplitude, Verzögerung, Phase bzw. Frequenz des digitalen Signals (Z(k)) beziehen, wenigstens drei Parameter zu finden; g) Schätzen der wenigstens drei Parameter durch Verwendung der erzeugten Hilfsdaten (Ai(k), Bi(k), Ci(k), Ii(k) und Hi(k)) und des digitalen Messsignals (Z(k)); h) Aktualisieren von Korrekturparametern, die bisher verwendet worden sind, durch Verwendung der geschätzten Parameter; i) Korrigieren einer Trägertrequenzverschiebung des digitalen Signals durch Verwendung der aktualisierten Korrekturparameter, Umwandeln des korrigierten digitalen Signals in das digitale Basisband-Messsignal (Z(k)), Ausführen jeweiliger Prozesse in Schritt d), Schritt e), Schritt f), Schritt g) und Schritt h) mit Bezug auf das digitale Messsignal (Z(k)) und Wiederholen der oben erwähnten jeweiligen Prozesse, bis die geschätzten Parameter auf Null oder einen festgelegten Wert nahe Null reduziert sind; und j) Berechnen des Leistungskoeffizienten (ρi) des digitalen Messsignals in dem Zustand, in dem die geschätzten Parameter zu Null oder besagtem festgelegtem Wert nahe Null geworden sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Schritt c) ferner einen Schritt des Durchführens einer komplementären Filterung des digitalen Basisband-Messsignals (Z(k)), bei dem eine Trägerfrequenzverschiebung korrigiert worden ist, umfasst, und Schritt g) einen Schritt des Lösens von simultanen Näherungsgleichungen von Parametern, die das Quadrat der Differenz zwischen dem digitalen Messsignal (Z(k)) und dem Idealsignal minimieren, und des Schätzens der Parameter (Δa_i, Δτ_i, Δθ_i, Δω) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem Schritt f) einen Schritt des Findens von fünf Stück Hilfsdaten (A(k), B(k), C(k), I(k) und H(k)) umfasst, die als Variablen einen Amplitudenparameter, einen Zeitversatz- oder Verzögerungsparameter, einen Phasenparameter und eine Datennummer (Zeit) k haben, in einem spezifizierten Kanal des digitalen Messsignals (Z(k)) durch Verwendung des Idealsignals und der Bitdaten, und Schritt g) einen Schritt des Lösens der simultanen Näherungsgleichungen durch die Verwendung der fünf Stück Hilfsdaten und des digitalen Messsignals (Z(k)) umfasst.
Vorrichtung zum Messen der Wellenformqualität eines CDMA-Signals, mit einem Analog-Digital-Wandlermittel (15) zum Wandeln eines eingegebenen CDMA-Signals in ein digitales Signal; und einem Pilotsignalerzeugungsmittel (20) zum Erzeugen eines bekannten Pseudorausch-Codes, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ferner umfasst: ein Quadraturtransformations- und Korrekturmittel (22) zum Korrigieren einer Trägerfrequenzverschiebung des digitalen Signals aus dem Analog-Digital-Wandlermittel (15) und Transformieren des korrigierten Digitalsignals in ein digitales Basisband-Messsignal (Z(k)); ein Demodulationsmittel (25) zum Demodulieren des digitalen Messsignals (Z(k)) durch den von dem Pilotsignalerzeugungsmittel (20) gelieferten Pseudorausch-Code, um die Bitdaten und den Amplitudenwert des digitalen Messsignals (Z(k)) zu erhalten; ein Idealsignal- und Hilfsdatenerzeugungsmittel (26) zum Erzeugen eines Idealsignals basierend auf den Bitdaten von dem Demodulationsmittel (25) und dem Pseudorausch-Code von dem Pilotsignalerzeugungsmittel (20), und zum Erzeugen von Hilfsdaten (Ai(k), Bi(k), Ci(k), Ii(k), Hi(k)) durch Verwendung des erzeugten Idealsignals und der Bitdaten, wobei die Hilfsdaten (Ai(k), Bi(k), Ci(k), Ii(k), Hi(k)) verwendet werden, um wenigstens drei Parameter unter Parametern (Δa_i, Δτ_i, Δθ_i, Δω), die jeweilige Verschiebungen von Amplitude, Verzögerung, Phase und Frequenz des digitalen Messsignals (Z(k)) betreffen, zu finden; ein Parameterschätzmittel (27) zum Lösen von simultanen Näherungsgleichungen zum Finden der wenigstens drei Parameter durch Verwendung der Hilfsdaten (Ai(k), Bi(k), Ci(k), Ii(k), Ni(k)) und des digitalen Messsignals (Z(k)) und Schätzen dieser Parameter; ein Mittel (28) zum Aktualisieren von Korrekturparametern, die bisher verwendet worden sind, durch Verwendung der gegenwärtig von dem Parameterschätzmittel (27) geschätzten Parameter; ein Optimierungsmittel zum Durchführen einer Trägerfrequenzverschiebung des digitalen Signals durch Verwendung der aktualisierten Korrekturparameter, Umwandeln des korrigierten digitalen Signals in das Basisbandmesssignal (Z(k)), Ausführen von jeweiligen Prozessen in dem Demodulationsmittel (25), dem Idealsignal- und Hilfsdatenerzeugungsmittel (26), dem Parameterschätzmittel (27) und dem Aktualisierungsmittel (28) für geschätzte Parameter mit Bezug auf das digitale Messsignal (Z(k)) und Wiederholen der oben erwähnten jeweiligen Prozesse, bis die geschätzten Parameter auf Null oder einen festgelegten Wert nahe Null reduziert sind; und ein Leistungskoeffizientenberechnungsmittel (31) zum Berechnen des Leistungskoeffizienten (ρi) des digitalen Messsignals in dem Zustand, in welchem die geschätzten Parameter zu Null oder besagtem festgelegtem Wert nahe Null geworden sind, durch Verwendung des digitalen Messsignals zu dieser Zeit und eines von dem Pilotsignalerzeugungsmittel (20) gelieferten Pseudorausch-Codes.
Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner mit einem Speichermittel (40) zum Speichern des von dem Analog-Digital-Wandlermittel (15) umgewandelten digitalen Signals.