WO2000051300A1 - Verfahren zur kanalschätzung - Google Patents

Abstract

Erfindungsgemäß wird bei dem Verfahren zur Kanalschätzung aus zumindest zwei Mittambelgrundkodes eine Anzahl von Mittambelkodes mittels eines individuellen Zeitversatzes des jeweiligen Mittambelgrundkodes abgeleitet. Ein Mittambelkode wird einer ersten Funkstation zugeordnet und von dieser in einem Funkblock gesendet. Eine zweite Funkstation empfängt den gesendeten Funkblock, wobei der Mittambelkode in der zweiten Funkstation für die Kanalschätzung berücksichtigt wird.

Description

Beschreibung

Verfahren zur Kanalschätzung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kanalschätzung m Funkstationen eines Funk-KommunikationsSystems, insbesondere eines Mobilfunk- oder drahtlosen Teilnehmeranschlußsystems.

In Funk-Ko munikationssystemen werden Informationen wie bei- spielsweise Sprache, Bildinformationen oder andere Daten, mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle zwischen einer sendenden und einer empfangenden Funk^¬ station, wie beispielsweise einer Basisstation bzw. Mobilsta- tion, übertragen. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wel- len erfolgt dabei mit Tragerfrequenzen, die m dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Beim GSM (Global System for Mobile Communication) , das unter anderem aus J. Biala „Mobilfunk und Intelligente Netze", Vieweg Verlag, 1995, bekannt ist, liegen die Tragerfrequenzen im Be- reich von 900 MHz, 1800 MHz und 1900 MHz. Für zukunftige Mo- bilfunksysteme mit CDMA- oder TD/CDMA- Übertragungsverfahren über die Funkschnittstelle, wie beispielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) oder andere Systeme der 3. Generation sind Frequenzen im Frequenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen.

Das Ubertragungsverfahren f r die Funkschnittstelle wird m dem standardisierten europaischen Mobilfunksyste e der 3. Generation UMTS auf einem CDMA-Teilnehmerseparierungsverfahren (CDMA Code Division Multiple Access) basieren, bei dem m einem gemeinsamen Frequenzband eine Vielzahl von physikalischen Ubertragungskanalen durch individuelle Spreizkodes (CDMA- Kodes) unterschieden wird. Aus DE 195 49 148 ist ein Funk-Kommunikationssystem bekannt, das eine CDMA-Teilnehmerseparierung nutzt, wobei die Funk^¬ schnittstelle zusätzlich ein Zeitmultiplex-Teilnehmersepaπe- rungverfahren (TDMA Time Division Multiple Access) aufweist. Empfangsseitig wird ein Jomt-Detection-Verfahren angewendet, um unter Kenntnis von CDMA-Kodes mehrerer Teilnehmer eine verbesserte Detektion der übertragenen Daten vorzunehmen. Da^¬ bei ist es unter anderem aus dem Artikel von J. Mayer, J. Schlee, T. Weber „Protocol and Signalling Aspects of Joint Detection CDMA", PIMRC97, Helsinki, 1997, Seiten 867-871, bekannt, daß einer Verbindung über die Funkschnittstelle zu^¬ mindest zwei Ubertragungskanale entsprechend einem Channel- Pooling zugeteilt werden können, wobei jeder Ubertragungska- nal durch einen individuellen Spreizkode unterscheidbar ist. Das Verfahren des Channel-Poolmgs wird vorteilhaft eingesetzt, um Kom unikationsverbindungen zu bzw. von Funkstatio^¬ nen mit unterschiedlichen Datenraten zu realisieren oder auf einer Kommunikationsverbindung mehrere Dienste parallel betreiben zu können.

Es ist weiterhin aus dem GSM-Mobilfunksyste bekannt, daß übertragene Daten als Funkblocke (Bursts) innerhalb von Zeit- schlitzen übertragen werden, wobei innerhalb eines Funkblocks Mittambeln mit bekannten Symbolen übertragen werden. Diese Mittambeln können im Sinne von Trainingssequenzen zum emp- fangsseitigen Abstimmen der Funkstation genutzt werden. Die empfangende Funkstation fuhrt anhand der Mittambeln eine Schätzung der Kanalimpulsantworten f r verschiedene Ubertragungskanale durch. Die Lange der Mittambeln ist dabei unab- hangig von den Verkehrsbedingungen fest definiert.

Werden wie beim erwähnten TD/CDMA-Ubertragungsverfahren gleichzeitig Informationen mehrerer Verbindungen m einem Zeitschlitz übertragen, so muß empfangsseitig eine gleichzei- tige Kanalschätzung für unterschiedliche Ubertragungskanale durchgeführt werden. Diese gleichzeitige Kanalschätzung wirc gemäß der DE 42 12 300 C2 dadurch erleichtert, daß ie Sym- bolfolge (Chipfolge) der Mittambeln als eine jeweils zeitver^¬ schobene Version einer Grundsymbolfolge gewählt wird. Hier- durch kann die Kanalschätzung von nur einem, beispielsweise als Korrelator, verwirklichten Kanalschatzer erfolgen.

In Anbetracht der Tatsache, daß für eine jeweilige Kanal^¬ schätzung eines Ubertragungskanal ein bestimmtes Zeitmter- vall bzw. eine bestimmte Anzahl von Symbolen benotigt wird und die Anzahl verarbeitbarer Mittambeln hinsichtlich einer großen Anzahl von Ubertragungskanalen maximiert werden soll, wird die Große des Zeitmtervalls entsprechend der Lange αer Kanalimpulsantwort resp. der maximalen Signallaufzeitdiffe- renz (delay spread) aufgrund einer Mehrfachausbreitung inner^¬ halb einer Funkzelle dimensioniert. Diese Dimensionierung setzt eine zeitliche Synchronisierung zwischen den Funkstationen voraus. Sind die Funkstationen dahingegen beispielsweise bei einem Verbindungsaufbauversuch durch eine Funksta- tion nicht synchronisiert, so kann der Fall auftreten, daß die Signallaufzeit zu groß wird, die von der Funkstation ausgewählte Mittambel hierdurch zeitlich verzögert an dem Kanal- schatzer anliegt und gegebenenfalls eine zeitliche Überschneidung mit einer Mittambel einer weiteren Verbindung auf- tritt, und als Folge keine Kanalschätzung innerhalb des für die Verbindung vorgesehenen Zeitmtervalls durchgeführt werden kann. Implizit wird durch das begrenzte Zeitfenster die Große der Funkzelle für außergewöhnlich auftretende Zeitverzogerungen bei der Übertragung von Funkblocken, wie bei- spielsweise dem beschriebenen Verbindungsaufbauversuch, nachteilig verkleinert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das eine gesicherte Kanalschätzung auch bei synchrom- sationsbed gten Ubertragungsverzogerungen ermöglicht. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des unab^¬ hängigen Patentanspruchs 1 gelost. Vorteilhafte Ausgestaltu^n¬ gen der Erfindung sind den Unteranspruchen zu entnehmen.

Erfmdungsgemaß wird bei dem Verfahren zur Kanalschätzung aus zumindest zwei Mittambelgrundkodes eine Anzahl von Mittambel^¬ kodes mittels eines individuellen Zeitversatzes des jeweili^¬ gen Mittambelgrundkodes abgeleitet. Ein Mittambelkode wird einer ersten Funkstation zugeordnet und von dieser einem Funkblock gesendet. Eine zweite Funkstation empfangt den ge^¬ sendeten Funkblock, wobei der Mittambelkode der zweiten Funkstation für die Kanalschätzung berücksichtigt wird.

Dieses Verfahren ermöglicht vorteilhaft, daß durch die Ver- wendung von zumindest zwei Mittambelgrundkodes, aus denen jeweils Mittambelkodes abgeleitet werden, das jeweilige Zeitm- tervall für die Kanalschätzung der zugeordneten Mittambel vergrößert wird und/oder die Anzahl der abgeleiteten Mittambeln und somit der parallelen Verbindungen erhöht werden kann.

Gemäß einer ersten Weiterbildung des erfmdungsgemaßen Verfahrens werden die Mittambelgrundkodes derart ausgewählt, daß die abgeleiteten Mittambelkodes gute gegenseitige Korrelati- onseigenschaften aufweisen. Diese Korrelationseigenschaften können beispielsweise durch eine Wahl von Mittambelkodes erreicht werden, die eine geringe gegenseitige Beeinflussung aufweisen, wenn die Mittambelkodes gleichzeitig oder einem festen zeitlichen Verhältnis zueinander aus den Mittambel- grundkodes abgeleitet werden. Weiterhin kann bei einer geringen Anzahl von Funkstationen eine Zuordnung hinsichtlich eines möglichst großen jeweiligen Zeitversatzes zwischen den einzelnen Verbindungen erfolgen. Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird die An^¬ zahl der Ableitungen von einem Mittambelgrundkode bzw. die Anzahl der Mittamblegrundkodes abhangig von einer Große einer mit funktechnischen Ressourcen versorgten Funkzelle und/oder abhangig von einer maximal auftretenden einfachen Laufzeit beim Senden des Funkblocks gewählt. Diese Weiterbildung er^¬ möglicht eine vorteilhafte Anpassung hinsichtlich eines je^¬ weils ausreichenden Zeitmtervalls zur Kanalschätzung. So können beispielsweise bei Funkzellen mit einem kleinen Radius em Mittamblegrundkode mit acht Ableitungen und bei größeren Funkzellen zwei Mittambelgrundkodes mit jeweils vier Ableitungen ausreichend sein, währenddessen bei Funkzellen mit einem großen Radius entsprechend eine größere Anzahl von Mittambelgrundkodes eingesetzt wird.

Die Anzahl der verwendeten Mittambelgrundkodes kann gemäß einer weiteren Weiterbildung von der zweiten Funkstation m einem allgemeinen Signalisierungskanal zu der ersten Funkstation signalisiert wird. Hierdurch ist der ersten Funkstation bei einem beispielhaften Verbindungsaufbauversuch bekannt, aus welcher Anzahl Mittambelgrundkodes und jeweiligen Zeit- versatzen sie einen geeigneten Mittambelkode auswählen kann. Die Signalisierung kann beispielsweise mittels einer Systemnachricht m dem allgemeinen Signalisierungskanal erfolgen.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung wird der Zeitversatz durch eine jeweilige zyklische Verschiebung einer Anzahl von Symbolen des Mittambelgrundkodes erzeugt. Hierdurch wird vorteilhaft die Ausgestaltung des Kanalschatzers vereinfacht, da alle von einem Mittambelgrundkode abgeleiteten Mittambelkodes von einem Kanalschatzer verarbeitet werden können.

Einer weiteren Weiterbildung der Erfindung zufolge wird aus den Mittambelgrundkodes eine jeweils unterschiedliche Anzahl von Mittambelkodes abgeleitet. Dieses ermöglicht vorteilhaft eine effiziente Nutzung der Anzahl Mittambelkodes m einer

Funkzelle. So kann beispielsweise entsprechend einer weitere- Weiterbildung aus einem Mittambelgrundkode eine geringe An^¬ zahl Mittambelkodes, aus einem anderen Mittambelgrundkode hingegen eine größere Anzahl Mittambelkodes abgeleitet wer^¬ den. Funkstationen, die einen Verbindungsaufbauversuch durch^¬ fuhren können beispielsweise jeweils eine Mittambelgrundkode auswählen, aus dem nur wenige weitere Mittambelkodes abgelei^¬ tet werden, da diese große Zeitmtervalle für die Kanalschat- zung zur Verfugung stellen. Diese Auswahl kann davon abhängig gemacht werden, welchem Abstand sich die Funkstation von der zweiten Funkstation befindet.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung wird der zweiten Funk- Station zusätzlich zumindest em weiterer, aus dem selben und/oder aus einem weiteren Mittambelgrundkode abgeleiteter, Mittambelkode für die Kanalschätzung berücksichtigt. Diese gemeinsame Kanalschätzung für mehrere Mittambelkodes verein^¬ facht vorteilhafterweise em eingangs beschriebenes Jomt-De- tection-Verfahren m der zweiten Funkstation.

Einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zufolge wird der zweiten Funkstation für die Mittambelgrundkodes eine jeweilige Korrelationsemrichtung vorgesehen. Diese Korrelati- onsemrichtungen fuhren eine gemeinsame Kanalschätzung der jeweiligen aktiven Mittambelkodes durch. Diese parallele Ausfuhrung ermöglicht vorteilhafterweise eine schnellere jeweilige Verarbeitung m den Korrelatoren und eine geringere Komplexität .

Gemäß einer darauf basierenden weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die gemeinsame Kanalschätzung der Mittambelkodes m der zweiten Funkstation für em Jomt-Detection-Verfahren zur Detektion von Informationen m dem gesendeten Funkblock verwendet. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen Einsatz des Joint-Detection-Verfahrens bei einer Verwendung mehrerer

Mittambelgrundkodes, wodurch die Kanalschätzungen aller aktiven Teilnehmer in der Funkzelle für die Detektion der in dem Funkblock enthaltenen Informationen verwendet werden können.

Einer weiteren Ausgestaltung zufolge wird in den Korrelationseinrichtungen eine parallele oder sequentielle Kanalschät^¬ zung der jeweiligen Mittambelkodes durchgeführt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Dabei zeigen

FIG 1 ein Blockschaltbild eines Funk-Kommunikationssystems, insbesondere eines Mobilfunksystems, FIG 2 ein Blockschaltbild einer Empfangseinrichtung einer

Funkstation des Funk-Kommunikationssystems, FIG 3 eine schematische Darstellung der Rahmenstruktur der

Funkschnittstelle und des Aufbaus eines Funkblocks, FIG 4 eine schematische Darstellung der Ableitung mehrerer

Mittambelkodes aus einem Mittambelgrundkode, und FIG 5 eine schematische Darstellung von aus jeweils einem Mittambelgrundkode abgeleiteten Mittambelkodes.

Das in FIG 1 dargestellte und beispielhaft als ein Mobilfunksystem ausgestaltete Funk-Kommunikationssystem entspricht in seiner Struktur dem bekannten GSM-Mobilfunksystem, das aus einer Vielzahl von Mobilvermittlungsstellen MSC besteht, die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN herstellen. Weiterhin sind diese Mobilvermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einer Einrichtung zur Zuweisung funktechnischer Ressourcen RNM verbunden. Jede dieser Ein- richtungen RNM ermöglicht wiederum eine Verbindung zu zumin- dest einer Basisstation BS . Diese Basisstation BS ist eine

Funkstation, die über eine Funkschnittstelle Kommunikations^¬ verbindungen zu weiteren Funkstationen, die als Mobilstatio^¬ nen MS oder stationäre Teilnehmerendgerate ausgestaltet sein können, aufbauen und auslosen kann. Die Funktionalität dieser Struktur wird von dem erfmdungsgemaßen Verfahren genutzt.

In FIG 1 ist beispielhaft Funkverbindungen zur Übertragung von Nutzdaten und Signalisierungsmformationen zwischen der Basisstation BS und zwei Mobilstationen MS dargestellt, die sich m dem Funkversorgungsgebiet resp. m der Funkzelle C der Basisstation BS befinden.

Von einer jeweiligen Datenquelle der Mobilstation MS resp. m der Basisstation BS wird eine Folge modulierter und kodierter Symbole in Form eines Sendesignals abgegeben und m einem hochfrequenten Frequenzband über einen als Funkkanal ausgebildeten Ubertragungskanal fk zu der jeweils empfangenen Basisstation BS resp. Mobilstation MS übertragen.

Das Sendesignal besteht entsprechend dem GSM-Mobilfunksystem aus mindestens einer als Trainingssequenz bezeichneten vorgegebenen Folge von Symbolen und mindestens einem, die Datensymbole enthaltenen, Datenteil mit Datensymbolen. Das Sende- Signal unterliegt zeitvarianten Einflüssen des mehrwegebehaf- teten Funkkanals, den Funkstorungen, die als Impuls-, Burst- oder Dauerstorer auftreten können, sowie dem Einfluß des Rauschens. Die detaillierte Struktur der Funkschnittstelle wird nachfolgend m der FIG 3 erläutert.

Die Basisstation BS signalisiert periodisch mittels einer Systemnachricht in einem allgemeinen Signalisierungskanal, der beispielsweise auf dem von dem GSM-Mobilfunksystem bekannten BCCH (Broadcast Control Channel) basieren kann, daß die Mit- tambelgrundkodes bei, bc2 unterstutzt werden. Diese System- nachricht wird von den Mobilstationen MS m der Funkzelle C ausgewertet und beispielsweise für eine Auswahl eines freier Mittambelkodes für einen Verbindungsaufbauversuch mittels ei^¬ nes spezifischen Signalisierungskanals RÄCH (Random Access Channel) berücksichtigt.

Die Signale der m der Funkzelle C der Basisstation BS be^¬ findlichen Mobilstationen MS müssen innerhalb eines bestimm^¬ ten Zeitmtervalls an der Empfangseinrichtung EE der Basis- Station BS anliegen, damit in dieser eine jeweilige Kanal^¬ schätzung der Ubertragungskanale fk durchgeführt werden kann. Die Mobilstation MS mit der bereits bestehenden Kommunikationsverbindung und einem zugewiesenen Ubertragungskanal fk sowie Mittambelkode m21 synchronisiert sich fortlaufend mit der Basisstation BS auf der Grundlage einer periodisch ermittelten Signallaufzeit, wodurch m der Basisstation BS em kurzes Zeitintervall zur Kanalschätzung ausreicht.

Diese Signallaufzeit ist der einen Verbindungsaufbauversuch unternehmenden Mobilstation MS nicht bekannt. Hierdurch kann der Fall auftreten, daß es bei der Kanalschätzung m der Basisstation BS zu einer zeitlichen Überlagerung mehrerer empfangener Mittambelnkodes und somit zu einer fehlerhaften Kanalschätzung kommt, wenn beispielsweise die Signallaufzeit von der Mobilstation MS zu der Basisstation BS sehr groß ist. Die Mobilstation MS wählt daher, wie nachfolgend zu den FIG 4 und FIG 5 erläutert wird, einen Mittambelkode mll aus, der m der Basisstation BS e längeres Zeitintervall zur Kanalschätzung ermöglicht.

In der FIG 2 sind nur die für den Empfangsfall relevanten Einrichtungen der Basisstation BS bzw. Mobilstation MS dargestellt, es besteht üblicherweise jedoch eine beschriebene zweiseitige Verkehrsverbindung, d.h. die Basisstation BS und die Mobilstation MS weisen m gleicher Weise eine Sendeein^¬ richtung auf.

Über eine Antenneneinrichtung AE werden Empfangssignale rx empfangen und einer Empfangseinrichtung EE zugeführt. Aus der Empfangssignalen rx werden in der Empfangseinrichtung EE z.B. durch eine Übertragung ms Basisband und eine darauffolgende Analog/Digitalwandlung digitale Signale drx erzeugt, die in^¬ nerhalb der Empfangseinrichtung EE einem Kanalschatzer KS zα- gefuhrt werden. In dem Kanalschatzer KS sind entsprechend der Anzahl verwendeter Mittambelgrundkodes bei, bc2 beispielhaft zwei Korrelatoren CORR1, CORR2 verwirklicht. Sind diese Kor- ralatoren CORR1, CORR2 jeweils als zyklische Korrelatoren nach Steiner DE 42 12 300 C2 ausgestaltet, so liegen am Aus- gang sequentiell die Kanalimpulsantworten für die jeweiligen Mittambelkodes an. In dem nachgeschalteten Detektor DT erfolgt anschließend die Detektion der empfangenen Datensymbole, wobei für den Fall eines Jomt-Detection-Verfahrens die Kanalimpulsantworten aller aktiven Mittambelkodes der Funk- zelle C für die Detektion berücksichtigt werden.

Die Rahmenstruktur der Funkschnittstelle ist aus der FIG 3 ersichtlich. Gemäß einer TDMA-Komponente ist eine jeweilige Aufteilung mehrerer breitbandiger Frequenzbereiche, bei- spielsweise der Bandbreite B = 5 MHz, m mehrere Zeitschlitze ts, beispielsweise 16 Zeitschlitze tsO bis tsl5 vorgesehen. Jeder Zeitschlitz ts innerhalb des Frequenzbereiches B bildet einen physikalischen Ubertragungskanal fk. Die 16 Zeitschlitze tsO bis tsl5 werden entsprechend einer Rah en- Struktur zu einem Zeitrahmen zusammengefaßt. Innerhalb der Ubertragungskanale fk, die zur Nutzdatenubertragung vorgesehen sind, werden wiederkehrend Informationen einer jeweiliger Kommunikationsverbindungen m Funkblocken übertragen. Weitere Ubertragungskanale, beispielsweise zur Frequenz- oder Zeit- Synchronisation werden nicht m jedem Rahmen, jedoch zu vor- gegebenen Zeitpunkten innerhalb eines Multirahmens einge^¬ führt. Gemäß einer FDMA-Komponente sind dem Funk-Ko mumkati- onssystem ggf. mehrere Frequenzbander B zugeordnet.

Bei einer Nutzung eines TDD-Ubertragungsverfahrens wird em Teil der Zeitschlitze tsO bis ts7 m Aufwartsrichtung und em Teil der Zeitschlitze ts8 bis tsl5 m Abwartsrichtung benutzt, wobei die Übertragung m Aufwartsrichtung beispiels^¬ weise vor der Übertragung in Abwartsrichtung erfolgt. Da- zwischen liegt em Umschaltzeitpunkt SP. Em Ubertragungs- kanal fk für die Aufwartsrichtung entspricht m diesem Fall dem Ubertragungskanal fk für die Abwartsrichtung. In gleicher Weise sind die weiteren Ubertragungskanale fk strukturiert.

Gemäß der FIG 3 bestehen diese Funkblocke zur Nutzdatenuber- tragung aus Datenteilen dt mit Datensymbolen d, m denen Abschnitte mit empfangsseitig bekannten Mittambelkodes mll...ml4 eingebettet sind. Die Daten d sind verbindungsindividuell mit einer Feinstruktur, einem Spreizkode c (CDMA- Kode) , gespreizt, so daß empfangsseitig beispielsweise n

Ubertragungskanale fk durch diese CDMA-Komponente separierbar sind. Jedem dieser Ubertragungskanale fk wird senderseitig pro Symbol eine bestimmte Energie E zugeordnet.

Die Spreizung von einzelnen Symbolen der Daten d mit Q Chips bewirkt, daß innerhalb der Symboldauer Ts Q Subabschnitte der Dauer Tc übertragen werden. Die Q Chips bilden dabei den individuellen CDMA-Kode c. Der Mittambelkode mll...ml4 Desteht aus L Chips, ebenfalls der Dauer Tc. Weiterhin ist innerhalb des Zeitschlitzes ts eine Schutzzeit guard zur Kompensation unterschiedlicher Signalaufzeiten der Kommunikationsverbm- dungen aufeinanderfolgender Zeitschlitze ts vorgesehen.

Die beispielhaften Parameter der Funkschnittstelle sind wie folgt: Dauer eines Funkblocks 577μs

Anzahl Chips pro Mittambel m 512

Schutzzeit Tg 32μs

Datensymbole pro Datenteil N 33 Symboldauer Ts 6,46μs

Chips pro Symbol Q 14

Max. Anzahl K Mittambelkodes m pro ts 8

In Aufwärts- (MS -> BS) und Abwartsrichtung (BS -> MS) können die Parameter auch unterschiedlich eingestellt sein.

Wird die Mittambelkodelange dynamisch der Anzahl der Kommunikationsverbindungen m Zeitschlitz ts und an die Lange W der zu schatzenden Kanalimpulsantwort angepaßt, so erhöht sich im Mittel die spektrale Effizienz der Funkschnittstelle. Dabei ist zu beachten, daß pro Zeitschlitz ts nur eine begrenzte Anzahl von Kanalimpulsantworten gemeinsam schatzbar ist. Diese Limitierung ergibt sich daraus, daß die Mittambelkodes L auswertbare Chips enthalten, die Kanalimpulsantwort zur ge- nauen Kanalschätzung W Koeffizienten aufweisen und M die Anzahl der Kommunikationsverbindungen pro Zeitschlitz ts darstellt. Die Anzahl gemeinsam schatzbarer Kanalimpulsantworten ist dabei durch die Ungleichung L > M*W+W-1 begrenzt.

Durch die Nutzung eines gemeinsamen Mittambelkodes m für mehrere Ubertragungskanale fk einer Kommunikationsverbmdung ist es möglich, m einem Zeitschlitz ts eine größere Anzahl von Ubertragungskanalen fk zu übertragen. Dies fuhrt zu einer Erhöhung der Datenrate pro Zeitschlitz ts oder zu einer Verlan- gerung der schatzbaren Kanalimpulsantworten m diesem Zeitschlitz ts.

In der FIG 4 ist beispielhaft die Ableitung einer Anzahl K von Mittambelkodes m.21... aus einem Mittambelgrundkode bc2 schematisch dargestellt. Aus dem Mittambelgrundkode bc2 mit einer Anzahl P = 456 Chips werden mittels einer zyklischen

Verschiebung die Anzahl K von Mittambelkodes m21... mit einer jeweiligen Anzahl von L = 512 erzeugt, wobei als maximale An^¬ zahl ableitbarer Mittambelkodes K = 8 angenommen wird. Für die Ermittlung einer jeweiligen Kanalimpulsantwort stehen W = 57 Chips zur Verfugung, welches einem Zeitmtervall von 13,9μs entspricht.

In dem zukunftigen UMTS-Funk-Kommunikationssystem entspricht dieses Zeitmtervall einer einfachen Signallaufzeit bei einer Entfernung von ca. 3,5 km zwischen der Mobilstation MS und der Basisstation BS . Diese Entfernung entspricht somit dem maximalen Radius der von der Basisstation BS ausgeleuchteten Funkzelle C. Für den beschriebenen Fall eines Verbmdungsauf- bauversuchs durch eine Mobilstation MS muß jedoch aufgrund der fehlenden zeitlichen Synchronisation der Mobilstation MS mit der Basisstation BS mit einer deutlich längeren Signal- laufzeit gerechnet werden. Bei einer Entfernung von 3,5km entspricht diese Signallaufzeit ca. 23,3μs. Dieses bedeutet, daß sich die Mobilstation MS, die einen Verbmdungsaufbauver- such unternimmt, innerhalb eines Radius von ca. 1 km um die Basisstation BS befinden muß, damit es zu keiner fehlerhaften Kanalschätzung kommt.

Hier setzt das erfmdungsgemaße Verfahren an, das bezugnehmend auf die Darstellung der FIG 5 und der beschriebenen Situation der FIG 1 und FIG 2 beschrieben wird. In dem unteren Teil der FIG 5 sind die aus dem Mittambelgrundkode bc2 durch eine zyklische Verschiebung abgeleiteten Mittambelkodes m21...m28 entsprechend den Erläuterungen zu der FIG 4 dargestellt. Da die Anzahl der Symbole des Mittambelkodes konstant ist, erfolgt praktisch eine Verschiebung des jeweiligen Startpunktes des Mittambelkodes, wie es durch den fetten Strich verdeutlicht ist. Zwischen diesem Startpunkt und dem nachfolgenden Mittambelkode befindet sich das der Anzahl W = 57 Chips entsprechende Zeitmtervall von 13, 9μs, m dem die

Kanalschätzung des jeweiligen Mittambelkodes m21...n28 er^¬ folgt. In dem oberen Teil der FIG 5 ist eine gegenüber dem unteren Teil eine kleinere Anzahl K = 4 aus dem Mittambel- grundkode bei abgeleiteter Mittambelkodes mll... l4 darge^¬ stellt. Durch die geringere Anzahl K = 4 Mittambelkodes mll... l 4 st das jeweils für die Kanalschätzung zur Verfu^¬ gung stehende Zeitmtervall großer und ermöglicht somit eine fehlerfreie Kanalschätzung von Mittambelkodes, wie beispiels- weise dem von der einen Verbindungsaufbauversuch ausführenden Mobilstation MS ausgewählten Mittambelkode mll, auch bei ei^¬ ner großen Signallaufzeit . Nach einem erfolgreichen Verbindungsaufbau kann der Mobilstation MS von der Basisstation BS beispielsweise der Mittambelkode m22 zugewiesen werden, da die verringerte maximale Signallaufzeit nach einer erfolgten Synchronisierung der Mobilstation MS auf das Zeitschema der Basisstation BS eine Kanalschätzung innerhalb eines kurzen Zeitmtervalls gestattet.

Wie zu der FIG 1 beschrieben, kann die Basisstation BS beide Mittambelgrundkodes bei, bc2 zur Verfugung stellen und hieraus jeweils Mittambelkodes mll..., m21... ableiten. Die jeweils erzeugten Mittambelkodes mll..., m21... sind derart gestaltet, daß sie gute gegenseitige Korrelationseigenschaften aufweisen. Um diese weiter zu verbessern, können die Anfange der jeweiligen Mittambelkodes mll... bzw. m21... wie dargestellt beispielsweise durch einen bestimmten Zeitversatz voneinander getrennt sein. Die maximale Gesamtanzahl K = 12 von der Basisstation BS unterstützter Mittambelkodes ist m dem dargestellten Beispiel frei gewählt, eine Ausgestaltung hinsichtlich einer Gesamtanzahl K = 8 ableitbarer Mittambelkodes aus beispielsweise zwei Mittambelgrundkodes bei, bc2 entsprechend der standardisierten Funkschnittstelle des UMTS-Funk- Kommumkationssystems oder eine weitere Erhöhung der Anzahl der Mittambelgundkodes sind ebenfalls denkbar. Im RÄCH wählt die Mobilstation MS einen von mehreren Mittambelgrundkodes und eine Verschiebung willkürlich, bei den übrigen Kanälen erfolgt eine neztseitige Zuweisung von Mitt- ambelgrundkode und Verschiebung. Damit kann der Durchsatz in den Kanälen erhöht werden. Im RÄCH sind auch in großen Funkzellen acht Aussendungen der Mobilstationen MS trennbar und in anderen Kanälen, die bereits vorsynchronisiert sind, sind 16 gleichzeitige Kanalschätzungen und damit eine anschließ- ende Detektion erreichbar.

Gemäß der Erfindung sind in einem Funk-Kommunikationssystem entsprechend der gewünschten Größe der Funkzelle eine unterschiedliche Anzahl von gleichzeitig genutzten Mittambel- grundkodes und zeitlichen Verschiebungen innerhalb des Mittambelgrundkodes definierbar, wodurch eine flexible Funknetzplanung und eine gute Ausnutzung der funktechnischen Ressourcen ermöglicht wird.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Kanalschätzung m Funkstationen (MS, BS) eines Funk-Kommunikationssystems, bei dem

- aus zumindest zwei Mittambelgrundkodes (bei, bc2) eine An- zahl (Kl, K2) von Mittambelkodes (mll..., m21...) mittels eines individuellen Zeitversatzes des jeweiligen Mittam^¬ belgrundkodes (bei, bc2) abgeleitet wird,

- einer ersten Funkstation (MS, BS) e Mittambelkode (midi) zugeordnet wird, - die erste Funkstation (MS, BS) einen den zugeordneten Mittambelkode (mll) enthaltenden Funkblock sendet,

- eine zweite Funkstation (BS, MS) den gesendeten Funkblock empfangt, und

- m der zweiten Funkstation (BS, MS) der zugeordnete Mitt- ambelkode (mll) für die Kanalschätzung berücksichtigt wird.

2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Mittambelgrundkodes (bei, bc2) derart ausgewählt werden, daß die abgeleiteten Mittambelkodes (mll..., m21...) gute ge- genseitige Korrelationseigenschaften aufweisen.

3. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Anzahl der Mittambelgrundkodes (bei, bc2) abhangig von einer Große einer mit funktechnischen Ressourcen versorgten Funkzelle (C) und/oder einer maximal auftretenden einfachen Laufzeit beim Senden des Funkblocks gewählt wird.

4 . Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem von der zweiten Funkstation (BS, MS) die Anzahl der Mittambelgrundkodes (bei, bc2) m einem allgemeinen Signalisierungskanal (BCCH) zu der ersten Funkstation (MS, BS) signali- siert wird.

5. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Zeitversatz durch eine jeweilige zyklische Verschiebung einer Anzahl (W) von Symbolen (chip) des Mittambelgrundkodes

(bei, bc2) erzeugt wird.

6. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem aus den Mittambelgrundkodes (bei, bc2) eine jeweils unter^¬ schiedliche Anzahl (Kl, K2) von Mittambelkodes (midi...) ab^¬ geleitet wird.

7. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem von der ersten Funkstation (MS, BS) bei einem Verbindungsauf^¬ bauversuch mittels eines spezifischen Signalisierungskanals (RÄCH) der Mittambelgrundkode (bei) mit der geringeren Anzahl (Kl) Mittambelkodes (mll...) ausgewählt wird.

8. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem m der zweiten Funkstation (BS, MS) zusätzlich zumindest em weiterer, aus dem selben (bei) und/oder aus einem weiteren Mittambelgrundkode (bc2) abgeleiteter, Mittambelkode (ml2...) für die Kanalschätzung berücksichtigt wird.

9. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem m der zweiten Funkstation (BS, MS) für die Mittambelgrundkodes (bei, bc2) eine jeweilige Korrelationseinrichtung (CORR1, CORR2) vorgesehen wird, die eine gemeinsame Kanalschätzung der jeweiligen Mittambelkodes (mll..., m21...) durchfuhrt .

10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die gemeinsame Kanalschätzung der Mittambelkodes (mll..., m21...) m der zweiten Funkstation (BS, MS) für em Jomt-Detection-Verfahren zur Detektion von Informationen m dem gesendeten Funkblock verwendet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem m den Korrelationseinrichtungen (CORR1, CORR2 ) eine paral^¬ lele oder sequentielle Kanalschätzung der jeweiligen Mittam^¬ belkodes (mll..., m21...) durchgeführt wird.

12. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem der zugeordnete Mittambelkode (mll) in einer Trainingssequenz (tseq) des Funkblocks angeordnet wird.

13. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem m dem Funk-Kommunikationssystem eine Teilnehmersepaπerung gemäß einem CDMA-Verfahren durchgeführt wird, wobei em Uber- tragungskanal (fk) zumindest durch em Frequenzband (B) und einen CDMA-Kodes (c) definiert ist.

14. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem zusätzlich eine Teilnehmerseparierung gemäß einem TDMA-Ver- fahren durchgeführt wird, wobei der Ubertragungskanal (fk) zusatzlich durch einen Zeitschlitz (ts) definiert ist.

15. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Übertragung m Abwartsrichtung (DL) von der zweiten Funkstation (BS, MS) zu der ersten Funkstation (MS, BS) und m Aufwartsrichtung (UL) von der ersten Funkstation (MS, BS) zu der zweiten Funkstation (BS, MS) zeitlich getrennt m dem gleichen Frequenzband (B) gemäß einem TDD-Verfahren durchgeführt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem der ersten Funkstation (MS, BS) zumindest zwei Ubertragungs- kanale (fk) entsprechend einem Channel-Poolmg-Verfahren zugewiesen werden, wobei der zugeordnete Mittambelkode (mll) von der ersten Funkstation (MS, BS) m den Funkblocken der zugewiesenen Ubertragungskanale (fk) gesendet wird.