WO2000072458A1 - Cdma reception method and cdma receiver for mobile radiotelephone applications - Google Patents

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WO2000072458A1
WO2000072458A1 PCT/DE2000/001611 DE0001611W WO0072458A1 WO 2000072458 A1 WO2000072458 A1 WO 2000072458A1 DE 0001611 W DE0001611 W DE 0001611W WO 0072458 A1 WO0072458 A1 WO 0072458A1
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WO
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cdma
subscriber
data signal
data
channel
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Application number
PCT/DE2000/001611
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German (de)
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Inventor
Markus Doetsch
Peter Jung
Jörg PLECHINGER
Peter Schmidt
Original Assignee
Infineon Technologies Ag
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/7097—Interference-related aspects
    • H04B1/7103—Interference-related aspects the interference being multiple access interference
    • H04B1/7105—Joint detection techniques, e.g. linear detectors

Definitions

  • the invention relates to a CDMA receiving method and a CDMA receiving device for use in mobile radio systems.
  • FDMA Frequency Division Multiple Access
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • each subscriber data signal is made unmistakable by impressing an individual, subscriber-specific CDMA code.
  • the stamping of the CDMA code is also referred to as "band spreading” or simply as “spreading" the subscriber data signal.
  • a subscriber data signal is understood to mean a data signal assigned to a specific subscriber by means of band spreading, ie "subscriber-individualized".
  • the subscriber data signal can originate from a specific subscriber (ie sent from a specific mobile station via the so-called uplink to a base station) or can be provided for a specific subscriber (ie sent from a base station via the so-called downlink to a specific mobile station).
  • the invention has for its object to provide a powerful CDMA receiving method and a powerful CDMA receiving device.
  • a high number of participants should be reachable.
  • the combination of an iterative equalization with the CDMA multiple pulling method creates a CDMA receiving method or CDMA receiver with increased interference immunity. This assumes - assuming a constant system load - an increase in the receiving quality rate (service quality rate).
  • the increased stability of the receiver in connection with the CDMA method also opens up the possibility of increasing both the number of subscribers (i.e. the system capacity) and the cell area and thus the economy of the CDMA mobile radio system using the method according to the invention.
  • CDMA receiving method and CDMA receiving device used here include the case of hybrid multiple access methods with an obligatory CDMA component and - optionally several - optional other multiple access components (such as TDMA / FDMA).
  • Coherent data detection is preferably carried out in the iterative equalization. Coherent data detection further increases the immunity to interference that can be achieved with the inventive reception method (or the immunity to interference of the CDMA receiving device according to the invention).
  • Another preferred measure is characterized in that at least one further subscriber data signal is determined by spreading decoding with a further CDMA code, that the further subscriber data signal is also iteratively equalized and that by taking the iteratively equalized further subscriber data signal a noise reduction of the specific subscriber data signal is achieved.
  • This technique which is also referred to as “joint detection” or “multi-subscriber detection”, likewise achieves improved interference suppression. Their effect is based on the fact that part of the interference in the specific subscriber data signal of interest is caused by other subscriber data signals (multi-subscriber interference). This interference component is deterministic and can be determined by detecting these further subscriber data signals and then specifically eliminated.
  • the predetermined CDMA code can preferably be selected from a plurality of CDMA codes available on the receiver side. This enables a suitable, still free CDMA code to be agreed between the transmitter and the receiver before the call is started. This creates the possibility of flexible allocation of CDMA codes, for example, depending on the system load (i.e. the codes currently in use).
  • Figure 1 is a schematic representation of the air interface of a mobile radio system.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a possible structure of a CDMA data block
  • FIG. 3 em block diagram of a receiving device according to the invention.
  • FIG. 4 em block diagram of an iterative multi-subscriber equalizer with upstream spreading code decoders, which can be used in the receiving device shown in Fig. 3.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the air interface of a cellular CDMA mobile radio system.
  • Bidirectional communication connections can be set up between three mobile stations MSI, MS2, MS3 assigned to individual subscribers and a common base station BS.
  • the respective transmission behavior of the air interface is described by the three radio channels K1, K2, K3.
  • the communication links between the base station BS connected to the long-distance communication network and the mobile stations MSI, MS2, MS3 are subject to a multipath, which is caused by reflections, for example, on buildings or plantings in addition to the direct propagation path. If one assumes a movement of the mobile stations MSI, MS2, MS3 (relative to the fixed base station BS), the multipath propagation together with further disturbances leads to the fact that the receiving station MSI,
  • MS2, MS3 or BS transfer the signal components of the different propagation paths of a subscriber data signal as a function of time to store. As a result, the transmission properties of the radio channels K1, K2, K3 change continuously.
  • a superposition of several subscriber data signals occurs in both the uplink and the downlink.
  • the subscriber separation carried out in the receiving devices of the mobile stations MSI, MS2, MS3 or the base station BS is carried out by means of one of the known CDMA methods, for example FH (Frequency Hopping: frequency hopping) CDMA, MC (multicarrier code: multicarrier) CDMA or DS (Direct Sequencing) CDMA.
  • FH Frequency Hopping: frequency hopping
  • MC multicarrier code: multicarrier
  • DS Direct Sequencing
  • DS-CDMA serves to explain the CDMA principle for subscriber separation and, for this purpose, uses the example of DS-CDMA to show a possible structure of a data block from one specific mobile station MSX (ie MSI, MS2, ...) to the base station BS or subscriber data signal sent from the base station BS to a specific mobile station MSX.
  • the data block consists of a first sequence S1 of NS data symbols d carrying a message, a training sequence TR consisting of a sequence of data symbols z known by the receiver (which are provided for the purpose of channel estimation), a second sequence S2 of data symbols d carrying NS messages and a protective sequence ending the data block GP.
  • the data symbols z of the training sequence TR are also spread-coded.
  • the subscriber-specific spread coding used for the message-carrying data symbols is used; in the downlink (from BS to MSX), a subscriber-unspecific spread coding of the data symbols z of the training sequence TR that is characteristic of the base station BS alone can be used .
  • the receiving device E can be located both in the mobile station MSX and in the base station BS. In the following (unless otherwise stated) it is assumed that it is located in the mobile station MSX.
  • the receiving device E contains a high-frequency receiving stage HFE, control means SEE with a storage device SPE, demodulation means DMOD with a data detector DD and with a channel decoder KDECOD, the data detector DD comprising a channel estimator KS and a spreading code decoder SDC, and one connected downstream of the demodulator means DMOD Source decoder QDECOD.
  • the radio frequency receiving stage HFE receives a radio wave via an antenna, which contains the subscriber data signal intended for the mobile station MSX and further subscriber data signals intended for other mobile stations. These signals are converted in the high-frequency receiving stage HFE in the usual way by downmixing into an analog baseband received signal.
  • the analog baseband received signal is digitized in a manner not shown by an analog / digital converter with a sufficiently high sampling rate corresponding at least to the chip rate and bandwidth-limited by means of a downstream digital filter (not shown).
  • the digital signal obtained in this way is fed to the data detector DD of the demodulator means DMOD.
  • the data detector DD uses the channel estimator KS to carry out an adaptive, i.e. data detection adapted to the current state of the transmission channel.
  • the subscriber separation is achieved by means of the SDC spreading code decoder.
  • the channel treasurer KS knows the data symbols z of the (undisturbed, transmitted) training sequence TR and the spreading code imprinted on them (the latter is, as already mentioned, in the example considered here of a transmission on the downlink non-specific to the subscriber). By correlating these known, spread-coded data symbols with the corresponding received (disturbed) spread-coded data symbols (denoted by z in FIG. 3), the channel estimator KS calculates the current channel parameters of the mobile radio channel via which the training sequence TR is used for each training sequence TR (ie for each block) was transmitted (on the downlink this is the channel between the BS and MSX for all subscriber data signals).
  • the channel parameters describe the current transmission status of the relevant mobile radio channel. For example, they can be in the form of a parameter set that parameterizes the functional course of the channel impulse response h.
  • the channel impulse response h is the response of the mobile radio channel at time t to a Dirac pulse fed into the channel at time t- ⁇ .
  • the newly determined channel parameters are communicated to the data detector DD. This then leads by folding the received disturbed (spread-coded) versions d (see FIG. 3) of the transmitted data symbols d with the current channel impulse response h (parameterized through the channel parameters) the detection of the message-carrying data symbols d through.
  • Coherent data detection is preferably used.
  • Coherent means that the time-discrete channel impulse responses h are taken into account in the adaptive data detection according to amount and phase. This presupposes that the channel estimator KS generates suitable channel parameters, which contain corresponding amount and phase information, and that the data detector DD also uses this information (amount and phase) in the subsequent data detection.
  • Coherent, adaptive data detection is preferred because, compared to non-coherent, adaptive data detection, it enables an increase in the signal-stor ratio.
  • the subscriber separation can be carried out as part of the data detection.
  • the spreading code decoder SDC separates the subscriber data signal intended for the mobile station MSX under consideration from the other subscriber data signals, which presupposes both knowledge of the spreading code sequence C used on the transmitter side and synchronization with the spreading code encoder used on the transmitter side.
  • the spreading code sequence C used by the transmitter i.e. the subscriber-specific CDMA code
  • It is either predefined or can be agreed when the call is started between the base station BS and the mobile station MSX, i.e. under the control of the control means SEE can be selected from a plurality of spread code sequences C stored in the memory device SPE.
  • the spreading code decoder SDC can be identical to the transmitting-side spreading code encoder, ie it can also consist of a multiplier which multiplies the detected digital signal by the associated spreading code sequence C.
  • the block structure (see FIG. 2) must also be taken into account, ie a distinction must be made between which of the detected data symbols are message-carrying data symbols (according to FIG. 2: reconstructions of the transmitted data signals d of the sequences S1 and S2) and which ones of the detected data symbols are other data symbols carrying additional information (for example for control information and the like).
  • corresponding information about the block structure used is stored in the storage means SPE and is communicated to the demodulator DMOD.
  • the (reconstructed) digital subscriber data signal is available for the specific subscriber, namely the mobile station MSX considered here.
  • the receiver E is housed in the base station BS, a (reconstructed) digital subscriber data signal is available from the particular mobile station MSX).
  • This detected digital subscriber data signal is the receiver-side reconstruction of the sent subscriber signal.
  • the detected data-carrying data symbols are also referred to as d below. Instead of individual data symbols d, sequences of data symbols d can also be detected.
  • the message-carrying data symbols d (or sequences thereof) obtained by the adaptive, coherent data detection are fed to the channel decoder KDECOD.
  • the loop-shaped arrow X indicates that the connection between the data detector DD and the channel decoder KDECOD is recursive. This enables a process called iterative equalization, in which the classic distinction between data detection and channel decoding is eliminated because recursion results in one or more repeated data detections after the first channel decoding.
  • the structure with a dash-dotted line consisting of data detector DD with channel estimator KS, spreading code decoder SDC and channel decoder KDECOD is referred to as an iterative CDMA equalizer IE. The iterative equalization is explained in more detail in FIG. 4.
  • the data signal output by the iterative CDMA equalizer IE (also denoted by ü in FIG. 4) is supplied to an optional source decoder QDECOD after block deinterleaving (not shown). This cancels any source coding that may have been made on the transmission side.
  • the source decoder QDECOD outputs a data signal which is a reconstruction of the original source data signal, i.e. em digitized voice signal, image signal or the like.
  • FIG. 4 shows a block diagram of an iterative multi-user CDMA equalizer, which differs from the CDMA equalizer IE shown in FIG. 3 in that it uses the principle of common detection ("JD") already explained to increase its interference immunity uses. It is therefore referred to below as JD-IE.
  • JD-IE Another (optional) difference is that several signal inputs E1, E2, ..., EK are provided, each of which is assigned to different receiving sensors (usually antennas). This will be explained later; it is initially assumed that there is only one input E1 at which the baseband signal output by the high-frequency receiving stage HFE is present.
  • the iterative multi-subscriber CDMA equalizer JD-IE can be used instead of the iterative CDMA equalizer IE in the inventive CDMA receiving device E of FIG. 3.
  • JD-IE comprises a multi-user data detector JD-DD with a multi-user channel estimator JD-KS and a multi-user spreading code decoder JD-SDC as well as a multi-user Channel decoder JD-KDECOD.
  • a symbol-code bit converter SCM with a downstream deinterleaver DIL can be used between the multi-subscriber data detector JD-DD and the multi-subscriber channel decoder JD-KDECOD, in which case then in a feedback connection R from the multi-subscriber channel decoder JD-KDECOD to provide the multi-subscriber data detector JD-DD em code bit symbol converter CSM with a downstream interleaver IL.
  • the iterative multi-subscriber CDMA equalizer JD-IE works as follows:
  • the multi-user data detector JD-DD has, in addition to the input El, an input EAP for receiving extrinsic information z x , which is available to it as a priori knowledge for data detection.
  • Data detectors which use a priori knowledge in data detection about the data symbols to be detected (or about a finite sequence of data symbols to be detected) are also referred to in the art as APRI detectors.
  • the input EAP is connected via the feedback connection R to the multi-subscriber channel decoder JD-KDECOD m which supplies the extreme information z y .
  • the multi-user data detector JD-DD is designed in such a way that it undertakes coherent detection not only of the user data signal of interest to the receiver but also of further user data signals received.
  • the channel estimation is carried out again. If the receiver is located in the base station BS, channel parameters or channel impulse responses h1, h2,... Of several detected subscriber data signals must be estimated by the multi-subscriber channel estimator JD-KS based on the received training sequences according to the amount and phase. If the receiver is located in the particular mobile station MSX, it is usually sufficient to use only one Evaluate channel (namely from the base station BS to the specific mobile station MSX).
  • the multi-subscriber data detector JD-DD uses the channel impulse response (s) h, (hl, h2, ...) to determine the reconstructions d of the data symbols d sent for the various subscribers (or by the diverse subscribers), the subscriber separation is carried out by means of the multi-user spreading code decoder JD-SDC, for which the spreading codes of all received user data signals must be known.
  • the multi-user data detector JD-DD calculates associated reliability information ⁇ d for each detection result d .
  • Sequence of reliability information ⁇ d are provided at an output of the multi-user data detector JD-DD.
  • the multi-subscriber data detector JD-DD uses the extrinsic information z x (if such already exists) with respect to all received subscriber data signals as a priori knowledge of the transmitted data symbols. At least when detecting the data symbols of the subscriber of interest, he also uses the JD principle, ie he reduces the noise of this subscriber data signal by eliminating "noise components" which are due to interference from (the detected) signals of the other subscribers (multi-subscriber interference ).
  • Both data sequences d and ⁇ d are fed to the combined symbol-code bit converter SCM / deinterleaver DIL and m a sequence of binary data c and a sequence of reliability information ⁇ c relating to the binary data c are converted.
  • the combined symbol-codebit converter SCM / deinterleaver DIL is optional and is only required if corresponding binary data has also been used on the transmission side.
  • Both the sequences d and ⁇ d and the sequences c and ⁇ c are based on the data symbols detected by all received subscriber data signals. For example, the sequence d can be constructed in such a way that it alternately strings the detection results of all detected participants in series.
  • the multi-subscriber channel decoder JD-KDECOD processes the sequences c and ⁇ c in such a way that initially one
  • the multi-subscriber channel decoder JD-KDECOD can use extric information z c which is made available to it as a result of suitable signal processing by the downstream source decoder QDECOD (see FIG. 3).
  • the reliability information ⁇ e is converted into the sequence z x in the combined codebit symbol converter CSM / interleaver IL.
  • the multi-user data detector JD-DD works first (ie when receiving the user data signals at the input E1) without taking into account a priori knowledge.
  • the detection results d and ⁇ d are described as already described translated into episodes c and ⁇ c .
  • the multi-subscriber channel decoder JD-KDECOD which likewise has no prior knowledge (sequence z c ), determines values for ü, ⁇ u and ⁇ e in a first estimate.
  • the sequences ü, ⁇ u are fed to the source decoder QDECOD (see FIG. 3) and the sequence ⁇ e (after conversion into CSM / IL into the symbol sequence z x ) is fed to the multi-user data detector JD-DD.
  • the source decoder QDECOD determines the reliability information z c on the basis of the received sequences ü, ⁇ u , and at the same time the multi-user data detector JD-DD determines an improved one from the sequence already present at the input E1 and the extrinsic information z x that is now present Version of the episodes d and ⁇ d . These in turn are implemented in SCM / DIL in improved versions of episodes c and ⁇ c .
  • the multi-subscriber channel decoder JD-KDECOD processes these improved versions together with the a-priori knowledge z c now also available to the improved versions of the sequences ü, Colour u and ⁇ e .
  • extrinsic information z c provided by the source decoder is optional, ie it can be omitted for example in later or in all iteration steps.
  • Another measure to improve the reception quality is to use signals from several (K) antennas.
  • a mobile station MSX can have two essentially omnidirectional antennas in the form of the usual rod antenna and a planar antenna attached to the rear wall of the housing.
  • antennas with a directional reception characteristic are often used.
  • the baseband signals originating from the K antennas are present at the inputs E1, E2, ..., EK. Because of the spatial diversity, each antenna is assigned its own transmission channel with its own transmission behavior. In this case, the multi-subscriber channel estimator JD-KS must carry out channel estimation for each input E1, E2, ..., EK and, if applicable (for a base station) for each subscriber.
  • the detection gain in this "multi-antenna detection" is based on the improved statistics taking into account K independent channels and increases with increasing K.
  • turbo decoder As a channel decoder KDECOD or JD-KDECOD, if there is sufficient computing capacity, a turbo decoder can be used.
  • a turbo decoder consists of two individual decoders, which are connected recursively and in this way carry out iterative channel decoding.
  • the iterative channel decoding is carried out as a sub-process of the iterative equalization described above.
  • the channel impulse response (s) h or hl, h2, ... a variety of different algorithms and in particular those in the book “Analysis and Design of Digital Mobile Radio Systems", by P. Jung, Stuttgart, BG Teubner , 1997 in chapter 5.2.3 on pages 201-206. These algorithms are the subject of the present application by reference. These are the algorithms for signal-adapted filtering, Gaussian estimation, ML estimation and MAP estimation. Finally, it is pointed out that the midamble-based block structure shown in FIG. 2 is not mandatory. For example, the channel estimation can also be carried out continuously on the basis of a continuous pilot signal broadcast by the base station BS specifically for this purpose.

Abstract

According to the inventive CDMA reception method for mobile radiotelephone applications data signals are received that have been subjected to a subscriber-specific spread spectrum operation. Said data signals are subjected to a spread spectrum operation with respect to a given CDMA code in order to detect a defined subscriber data signal. The respective subscriber data signal is then iteratively equalized by means of an adaptive data detector (DD) and a channel decoder (KDECOD) that is connected to the adaptive data decoder (DD) in a closed loop (R).

Description

Beschreibungdescription
CDMA-Empfangsverfahren und CDMA-Empfangsemrichtung für MobilfunkanwendungenCDMA receiving method and CDMA receiving device for mobile radio applications
Die Erfindung betrifft ein CDMA-Empfangsverfahren und eine CDMA-Empfangsemrichtung zum Einsatz in Mobilfunksystemen.The invention relates to a CDMA receiving method and a CDMA receiving device for use in mobile radio systems.
In einem Mobilfunksyste greifen zahlreiche Teilnehmer zur gleichen Zeit und im gleichen Raumbereich auf einen gemeinsamen Mobilfunkkanal zu. Um einen geordneten Zugriff und eine Teilneh erseparierung zu ermöglichen, werden Vielfachzugriffsverfahren eingesetzt. Neben "traditionellen" Vielfach- zugriffsverfahren wie beispielsweise FDMA (Frequency Division Multiple Access) und TDMA (Time Division Multiple Access), die z.B. beim GSM (Global System for Mobile Communication) Standard eingesetzt werden, werden für zukunftige Mobilfunksysteme zunehmend auch CDMA (Code Division Multiple Access) Verfahren Betracht gezogen.In a mobile radio system, numerous subscribers access a common mobile radio channel at the same time and in the same area. Multiple access methods are used to enable orderly access and participant separation. In addition to "traditional" multiple access methods such as FDMA (Frequency Division Multiple Access) and TDMA (Time Division Multiple Access), which e.g. When using the GSM (Global System for Mobile Communication) standard, CDMA (Code Division Multiple Access) methods are increasingly being considered for future mobile radio systems.
Bei einem CDMA-Vielfachzugriffsverfahren wird weder die Ge- samtubertragungsbandbreite (wie bei FDMA) noch die Gesamt- ubertragungsdauer (wie bei TDMA) eingeteilt. Statt dessen wird jedes Teilnehmerdatensignal durch Aufprägen eines mdi- viduellen, teilnehmerspezifischen CDMA-Codes unverwechselbar gemacht. Das Aufprägen des CDMA-Codes wird auch als "Band- spreizung" oder einfach als "Spreizung" des Teilnehmerdaten- signals bezeichnet.With a CDMA multiple access method, neither the total transmission bandwidth (as with FDMA) nor the total transmission duration (as with TDMA) is classified. Instead, each subscriber data signal is made unmistakable by impressing an individual, subscriber-specific CDMA code. The stamping of the CDMA code is also referred to as "band spreading" or simply as "spreading" the subscriber data signal.
Als Teilnehmerdatensignal wird im folgenden em durch Band- spreizung einem bestimmten Teilnehmer zugeordnetes, d.h. "Teilnehmer-mdividualisiertes" Datensignal verstanden. Das Teilnehmerdatensignal kann von einem bestimmten Teilnehmer stammen (d.h. von einer bestimmten Mobilstation über die so- genannte Aufwartsstrecke zu einer Basisstation gesendet werden) oder für einen bestimmten Teilnehmer vorgesehen sein (d.h. von einer Basisstation über die sogenannte Abwartsstrecke zu einer bestimmten Mobilstation gesendet werden) .In the following, a subscriber data signal is understood to mean a data signal assigned to a specific subscriber by means of band spreading, ie "subscriber-individualized". The subscriber data signal can originate from a specific subscriber (ie sent from a specific mobile station via the so-called uplink to a base station) or can be provided for a specific subscriber (ie sent from a base station via the so-called downlink to a specific mobile station).
In dem Artikel "Co b ed Turbo Equalization and Turbo Deco- ding" von D. Raphaeli und Y. Zarai, IEEE Communications Letters, Bd. 2, Nr. 4, 1998, Seiten 107 bis 109 ist eine iterative Empfangerstruktur beschrieben, die zur adaptiven Kanal- schatzung einen MAP- (Maximum a-posterioπ) Symbolschatzer und zur Decodierung einen nachgeschalteten Turbo-Decodierer ver- wendet. Der MAP-Symbolschatzer und der Turbo-Decodierer sind in einer Ruckkoppelschleife angeordnet und fuhren eine iterative Entzerrung durch.In the article "Co ed Turbo Equalization and Turbo Decoding" by D. Raphaeli and Y. Zarai, IEEE Communications Letters, Vol. 2, No. 4, 1998, pages 107 to 109, an iterative receiver structure is described which leads to adaptive channel estimation uses a MAP (maximum a-posterioπ) symbol estimator and a downstream turbo decoder for decoding. The MAP symbol set and the turbo decoder are arranged in a feedback loop and perform an iterative equalization.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, em leistungsfahi- ges CDMA-Empfangsverfahren sowie eine leistungsfähige CDMA- Empfangsemrichtung zu schaffen. Insbesondere soll eine hohe Teilnehmerzahl erreichbar sein.The invention has for its object to provide a powerful CDMA receiving method and a powerful CDMA receiving device. In particular, a high number of participants should be reachable.
Zur Losung der Aufgabe sind die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 vorgesehen.To solve the problem, the features of claims 1 and 7 are provided.
Durch die Kombination einer iterativen Entzerrung mit dem CDMA-Vielfachzugπffsprmzip wird em CDMA-Empfangsverfahren bzw. e CDMA-Empfanger mit einer erhöhten Storfestigkeit ge- schaffen. Dies ermöglicht - unter der Annahme einer gleichbleibenden Systemlast - eine Erhöhung der Empfangsqualltat (Dienstqualltat) . Darüber hinaus eröffnet die erhöhte Stor- festigkeit des Empfangers in Verbindung mit dem CDMA-Verfahren aber auch die Möglichkeit, sowohl die Teilnehmerzahl (d.h. die Systemkapazitat) als auch die Zellflache und damit die Wirtschaftlichkeit des das erfindungsgemäße Verfahren einsetzenden CDMA-Mobilfunksystems zu erhohen.The combination of an iterative equalization with the CDMA multiple pulling method creates a CDMA receiving method or CDMA receiver with increased interference immunity. This assumes - assuming a constant system load - an increase in the receiving quality rate (service quality rate). In addition, the increased stability of the receiver in connection with the CDMA method also opens up the possibility of increasing both the number of subscribers (i.e. the system capacity) and the cell area and thus the economy of the CDMA mobile radio system using the method according to the invention.
Die letztgenannten Aspekte sind m der Praxis von großem In- teresse. Sie beruhen darauf, daß bei dem CDMA-Verfahren die Teilnehmerzahl softwaretechnisch - durch Vergabe von Teilneh- mercodes (CDMA-Codes) - verändert werden kann. Diese Flexi- bilität ermöglicht, daß bei störfesteren Empfängern mehr Teilnehmer zugelassen bzw. zusätzliche Teilnehmer aufgenommen werden können. Mit anderen Worten kann der durch den Einsatz störfesterer Empfänger erzielte "Gewinn" statt zur Verbesse- rung der Dienstqualität auch zur Erhöhung der Teilnehmerzahl bzw. zur Vergrößerung der Zellfläche verwendet werden.The latter aspects are of great interest in practice. They are based on the fact that in the CDMA process the number of participants can be changed by software - by assigning participant codes (CDMA codes). This flexi- bility enables more subscribers to be accepted or additional subscribers to be accepted for more interference-free receivers. In other words, the "profit" achieved by using more interference-free receivers can also be used to increase the number of subscribers or to increase the cell area instead of improving the quality of service.
Würde demgegenüber das Konzept der iterativen Entzerrung beispielsweise bei dem bekannten GSM-Mobilfunkstandard (der kei- ne CDMA-Komponente verwendet) eingesetzt werden, wäre zwar auch eine Verbesserung der Dienstqualität erreichbar. Die maximale Teilnehmerzahl pro Zelle sowie die Zellfläche (sofern diese durch die Auslastung begrenzt ist) wären jedoch auf diese Weise nicht zu beeinflussen, da diese Größen durch das von GSM verwendete FDMA/TDMA-Zugriffsverfahren (8 TDMA- Zeitschlitze und 124 FDMA-Teilnehmerkanäle, ergibt etwa 1000 Teilnehmer pro Funkzelle) fest vorgegeben sind.On the other hand, if the concept of iterative equalization were used, for example, in the known GSM mobile radio standard (which does not use a CDMA component), an improvement in the quality of service would also be achievable. However, the maximum number of subscribers per cell and the cell area (provided this is limited by the load) would not be influenced in this way, since these sizes are due to the FDMA / TDMA access method used by GSM (8 TDMA time slots and 124 FDMA subscriber channels, results in about 1000 participants per radio cell) are fixed.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäß ermöglichten Erhöhung der Teilnehmerzahl wirkt sich günstig aus, daß CDMA-Systeme in der Regel eine sogenannte weiche Degradation ("Soft Degradation" oder "Graceful Degradation") zeigen, was bedeutet, daß bei Zunahme der Vielfachzugriffsinterferenz (d.h. der Störungen durch andere Teilnehmer) die Funktionstüchtigkeit des Mobilfunksystems nur allmählich und nicht schlagartig verloren geht. Das erfindungsgemäß geschaffene zusätzliche Teilnehmerpotential kann somit gut ausgeschöpft werden, weil das das erfindungsgemäße Verfahren einsetzende CDMA-Mobilfunksystem noch nahe seiner Kapazitätsgrenze relativ stabil betrieben werden kann.In connection with the increase in the number of subscribers made possible according to the invention, the fact that CDMA systems generally exhibit a so-called soft degradation ("soft degradation" or "graceful degradation") has a favorable effect, which means that when the multiple access interference (ie the interference) increases by other participants) the functionality of the mobile radio system is only gradually and not suddenly lost. The additional subscriber potential created according to the invention can thus be fully exploited because the CDMA mobile radio system using the method according to the invention can still be operated relatively stable near its capacity limit.
Die hier verwendeten Begriffe CDMA-Empfangsverfahren und CDMA-Empfangseinrichtung schließen den Fall hybrider Vielfachzugriffsverfahren mit einer obligatorischen CDMA-Ko - ponente und - gegebenenfalls mehreren - fakultativen anderen Vielfachzugriffskomponenten (wie z.B. TDMA/FDMA) ein. Vorzugsweise wird bei der iterativen Entzerrung eine kohärente Datendetektion durchgeführt. Durch eine kohärente Daten- detektion wird die mit dem erfindungsgemäßen Empfangsverfahren erreichbare Störfestigkeit (bzw. die Störfestigkeit der erfindungsgemäßen CDMA-Empfangseinrichtung) weiter erhöht.The terms CDMA receiving method and CDMA receiving device used here include the case of hybrid multiple access methods with an obligatory CDMA component and - optionally several - optional other multiple access components (such as TDMA / FDMA). Coherent data detection is preferably carried out in the iterative equalization. Coherent data detection further increases the immunity to interference that can be achieved with the inventive reception method (or the immunity to interference of the CDMA receiving device according to the invention).
Eine weitere bevorzugte Maßnahme kennzeichnet sich dadurch, daß durch Spreizdecodieren mit einem weiteren CDMA-Code zumindest ein weiteres Teilnehmerdatensignal ermittelt wird, daß auch das weitere Teilnehmerdatensignal iterativ entzerrt wird und daß durch Berücksichtigung des iterativ entzerrten weiteren Teilnehmerdatensignals eine Rauschverminderung des bestimmten Teilnehmerdatensignals erzielt wird. Durch diese auch als "gemeinsame Detektion" ("Joint Detection") oder Mehrteilnehmerdetektion bezeichnete Technik wird ebenfalls eine verbesserte Störungsunterdrückung erreicht. Ihre Wirkung beruht darauf, daß ein Teil der Störungen des interessierenden, bestimmten Teilnehmerdatensignals durch andere Teilnehmerdatensignale hervorgerufen wird (Mehrteilnehmerin- terferenz) . Dieser Störungsanteil ist deterministisch und läßt sich durch eine Detektion dieser weiteren Teilnehmerdatensignale ermitteln und sodann gezielt eliminieren.Another preferred measure is characterized in that at least one further subscriber data signal is determined by spreading decoding with a further CDMA code, that the further subscriber data signal is also iteratively equalized and that by taking the iteratively equalized further subscriber data signal a noise reduction of the specific subscriber data signal is achieved. This technique, which is also referred to as "joint detection" or "multi-subscriber detection", likewise achieves improved interference suppression. Their effect is based on the fact that part of the interference in the specific subscriber data signal of interest is caused by other subscriber data signals (multi-subscriber interference). This interference component is deterministic and can be determined by detecting these further subscriber data signals and then specifically eliminated.
Vorzugsweise ist der vorgegebene CDMA-Code aus einer Mehrzahl von empfängerseitig verfügbaren CDMA-Codes auswählbar. Dies ermöglicht, daß vor der Gesprächsaufnahme zwischen der Sendeeinrichtung und dem Empfänger ein geeigneter, noch freier CDMA-Code vereinbart wird. Dadurch wird die Möglichkeit einer flexiblen Vergabe von CDMA-Codes beispielsweise in Abhän- gigkeit von der Systemauslastung (d.h. den momentan gerade genutzten Codes) geschaffen.The predetermined CDMA code can preferably be selected from a plurality of CDMA codes available on the receiver side. This enables a suitable, still free CDMA code to be agreed between the transmitter and the receiver before the call is started. This creates the possibility of flexible allocation of CDMA codes, for example, depending on the system load (i.e. the codes currently in use).
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausfuhrungsbei- spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in die¬ ser zeigt:Further advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims. The invention is explained below using an exemplary embodiment with reference to the drawing; At ¬ ser shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Luftschnittstelle eines Mobilfunksystems;Figure 1 is a schematic representation of the air interface of a mobile radio system.
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer möglichen Struktur eines CDMA-Datenblocks;2 shows a schematic representation of a possible structure of a CDMA data block;
Fig. 3 em Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Empfangseinrichtung; undFig. 3 em block diagram of a receiving device according to the invention; and
Fig. 4 em Blockschaltbild eines iterativen Mehrteilnehmer- Entzerrers mit vorgeschalteten Spreizcode-Decodierern, der in der m Fig. 3 gezeigten Empfangseinrichtung zum Einsatz kommen kann.Fig. 4 em block diagram of an iterative multi-subscriber equalizer with upstream spreading code decoders, which can be used in the receiving device shown in Fig. 3.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Luftschnitt- stelle eines zellularen CDMA-Mobilfunksystems . Zwischen drei jeweils einzelnen Teilnehmern zugeordneten Mobilstationen MSI, MS2, MS3 und einer gemeinsamen Basisstation BS können bidirektionale Kommunikationsverbindungen aufgebaut werden. Das jeweilige Übertragungsverhalten der Luftschnittstelle wird durch die drei Funkkanale Kl, K2, K3 beschrieben.1 shows a schematic representation of the air interface of a cellular CDMA mobile radio system. Bidirectional communication connections can be set up between three mobile stations MSI, MS2, MS3 assigned to individual subscribers and a common base station BS. The respective transmission behavior of the air interface is described by the three radio channels K1, K2, K3.
Die Kommunikationsverbindungen zwischen der an em Fernkommu- nikationsnetz angeschlossenen Basisstation BS und den Mobilstationen MSI, MS2, MS3 unterliegen einer Mehrwegeausbrei- tung, die durch Reflexionen beispielsweise an Gebäuden oder Bepflanzungen zusätzlich zum direkten Ausbreitungsweg hervorgerufen wird. Geht man von einer Bewegung der Mobilstationen MSI, MS2, MS3 (relativ zu der ortsfesten Basisstation BS) aus, dann fuhrt die Mehrwegeausbreitung zusammen mit weiteren Störungen dazu, daß sich bei der empfangenden Station MSI,The communication links between the base station BS connected to the long-distance communication network and the mobile stations MSI, MS2, MS3 are subject to a multipath, which is caused by reflections, for example, on buildings or plantings in addition to the direct propagation path. If one assumes a movement of the mobile stations MSI, MS2, MS3 (relative to the fixed base station BS), the multipath propagation together with further disturbances leads to the fact that the receiving station MSI,
MS2, MS3 bzw. BS die Signalkomponenten der verschiedenen Aus- breitungswege eines Teilnehmerdatensignals zeitabhängig über- lagern. Dies hat zur Folge, daß sich die Übertragungseigenschaften der Funkkanäle Kl, K2, K3 fortwährend ändern.MS2, MS3 or BS transfer the signal components of the different propagation paths of a subscriber data signal as a function of time to store. As a result, the transmission properties of the radio channels K1, K2, K3 change continuously.
Darüber hinaus tritt sowohl in der Aufwärts- als auch in der Abwärtsstrecke eine Überlagerung von mehreren Teilnehmerdatensignalen (d.h. Funksignalen von oder für unterschiedliche Teilnehmer) ein. Die in den Empfangseinrichtungen der Mobilstationen MSI, MS2, MS3 bzw. der Basisstation BS vorgenommene Teilnehmerseparierung erfolgt durch eines der bekannten CDMA- Verfahren, beispielsweise FH- (Frequency Hopping: Frequenzsprung-) CDMA, MC- (Multicarrier Code: Multiträger-) CDMA oder DS-(Direct Sequencing-) CDMA.In addition, a superposition of several subscriber data signals (i.e. radio signals from or for different subscribers) occurs in both the uplink and the downlink. The subscriber separation carried out in the receiving devices of the mobile stations MSI, MS2, MS3 or the base station BS is carried out by means of one of the known CDMA methods, for example FH (Frequency Hopping: frequency hopping) CDMA, MC (multicarrier code: multicarrier) CDMA or DS (Direct Sequencing) CDMA.
Fig. 2 dient der Erläuterung des CDMA-Prinzips zur Teilneh- merseparierung und zeigt zu diesem Zweck am Beispiel von DS- CDMA einen möglichen Aufbau eines Datenblocks eines von einer bestimmten Mobilstation MSX (d.h. MSI, MS2, ...) zu der Basisstation BS oder von der Basisstation BS zu einer bestimmten Mobilstation MSX gesendeten Teilnehmerdatensignals.2 serves to explain the CDMA principle for subscriber separation and, for this purpose, uses the example of DS-CDMA to show a possible structure of a data block from one specific mobile station MSX (ie MSI, MS2, ...) to the base station BS or subscriber data signal sent from the base station BS to a specific mobile station MSX.
Der Datenblock besteht aus einer ersten Sequenz Sl von NS nachrichtentragenden Datensymbolen d, einer Trainingssequenz TR aus einer Folge von empfängerseitig bekannten Datensymbolen z (welche zum Zwecke der Kanalschätzung vorgesehen sind) , einer zweiten Sequenz S2 von NS nachrichtentragenden Datensymbolen d und einer den Datenblock beendenden Schutzsequenz GP.The data block consists of a first sequence S1 of NS data symbols d carrying a message, a training sequence TR consisting of a sequence of data symbols z known by the receiver (which are provided for the purpose of channel estimation), a second sequence S2 of data symbols d carrying NS messages and a protective sequence ending the data block GP.
Das CDMA-Verfahren beruht darauf, daß jedes einzelne Daten- symbol d mit einem teilnehmerspezifischen Spreizcode bestehend aus einer Folge von Q Chips c(i), i = 1, 2, .., Q gespreizt wird, wie dies im linken unteren Teil der Fig. 2 veranschaulicht ist. Beim DS-CDMA wird das gespreizte Datensymbol d durch direktes, sequentielles Multiplizieren des Daten- symbolwertes mit den Werten c(i) (z.B. c(i) = -1 oder 1) der Q Chips c(i) der Spreizcodefolge C gewonnen. Die Datensymbole z der Trainingssequenz TR sind ebenfalls spreizcodiert. In der Aufwärtsstrecke (von MSX zu BS) wird die bei den nachrichtentragenden Datensymbolen verwendete teilnehmerspezifische Spreizcodierung verwendet, in der Ab- wärtsstrecke (von BS zu MSX) kann eine allein für die Basisstation BS charakteristische, teilnehmerunspezifische Spreizcodierung der Datensymbole z der Trainingssequenz TR eingesetzt werden.The CDMA method is based on the fact that each individual data symbol d is spread with a subscriber-specific spreading code consisting of a sequence of Q chips c (i), i = 1, 2, .., Q, as is shown in the lower left part of the Fig. 2 is illustrated. In DS-CDMA, the spread data symbol d is obtained by directly, sequentially multiplying the data symbol value by the values c (i) (for example c (i) = -1 or 1) of the Q chips c (i) of the spread code sequence C. The data symbols z of the training sequence TR are also spread-coded. In the uplink (from MSX to BS), the subscriber-specific spread coding used for the message-carrying data symbols is used; in the downlink (from BS to MSX), a subscriber-unspecific spread coding of the data symbols z of the training sequence TR that is characteristic of the base station BS alone can be used .
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Empfangseinrichtung E. Die Empfangseinrichtung E kann sich sowohl in der Mobilstation MSX als auch in der Basisstation BS befinden. Im folgenden wird (sofern nichts anderes angegeben ist) angenommen, daß sie sich in der Mobilstation MSX befin- det. Die Empfangseinrichtung E enthält eine Hochfrequenz- Empfangsstufe HFE, Steuermittel SEE mit einer Speichereinrichtung SPE, Demodulationsmittel DMOD mit einem Datendetektor DD und mit einem Kanaldecodierer KDECOD, wobei der Datendetektor DD einen Kanalschätzer KS und einen Spreizcode- Decodierer SDC umfaßt, sowie einen dem Demodulatormittel DMOD nachgeschalteten Quellendecodierer QDECOD.3 shows a block diagram of a receiving device E according to the invention. The receiving device E can be located both in the mobile station MSX and in the base station BS. In the following (unless otherwise stated) it is assumed that it is located in the mobile station MSX. The receiving device E contains a high-frequency receiving stage HFE, control means SEE with a storage device SPE, demodulation means DMOD with a data detector DD and with a channel decoder KDECOD, the data detector DD comprising a channel estimator KS and a spreading code decoder SDC, and one connected downstream of the demodulator means DMOD Source decoder QDECOD.
Die Hochfrequenz-Empfangsstufe HFE nimmt über eine Antenne eine Funkwelle entgegen, die das für die Mobilstation MSX be- stimmte Teilnehmerdatensignal und weitere, für andere Mobilstationen bestimmte Teilnehmerdatensignale enthält. Diese Signale werden in der Hochfrequenz-Empfangsstufe HFE in üblicher Weise durch Heruntermischen in ein analoges Basisband- Empfangssignal umgewandelt.The radio frequency receiving stage HFE receives a radio wave via an antenna, which contains the subscriber data signal intended for the mobile station MSX and further subscriber data signals intended for other mobile stations. These signals are converted in the high-frequency receiving stage HFE in the usual way by downmixing into an analog baseband received signal.
Das analoge Basisband-Empfangssignal wird in nicht dargestellter Weise von einem Analog/Digital-Umsetzer mit einer ausreichend hohen, mindestens der Chiprate entsprechenden Abtastrate digitalisiert und mittels eines nachgeschalteten di- gitalen Filters (nicht dargestellt) Bandbreiten-begrenzt . Das auf diese Weise erhaltene digitale Signal wird dem Datendetektor DD des Demodulatormittels DMOD zugeführt.The analog baseband received signal is digitized in a manner not shown by an analog / digital converter with a sufficiently high sampling rate corresponding at least to the chip rate and bandwidth-limited by means of a downstream digital filter (not shown). The digital signal obtained in this way is fed to the data detector DD of the demodulator means DMOD.
Der Datendetektor DD fuhrt mit Hilfe des Kanalschatzers KS eine adaptive, d.h. an den momentanen Zustand des Übertragungskanals angepaßte Datendetektion durch. Die Teilnehmer- sepaπerung wird mittels des Spreizcode-Decodierers SDC erreicht.The data detector DD uses the channel estimator KS to carry out an adaptive, i.e. data detection adapted to the current state of the transmission channel. The subscriber separation is achieved by means of the SDC spreading code decoder.
Im einzelnen geschieht dies folgendermaßen: Dem Kanalschat- zer KS sind die Datensymbole z der (ungestörten, gesendeten) Trainingssequenz TR sowie der ihnen aufgeprägte Spreizcode (letzterer ist wie bereits erwähnt in dem hier betrachteten Beispiel einer Übertragung auf der Abwartsstrecke teilnehmer- unspezifisch) bekannt. Durch Korrelation dieser bekannten, spreizcodierten Datensymbole mit den entsprechenden empfangenen (gestörten) spreizcodierten Datensymbolen (in Fig. 3 mit z bezeichnet) berechnet der Kanalschatzer KS bezüglich jeder Trainingssequenz TR (d.h. für jeden Block) die aktuellen Kanalparameter desjenigen Mobilfunkkanals, über den die Trainingssequenz TR übertragen wurde (auf der Abwartsstrecke ist dies f r alle Teilnehmerdatensignale der Kanal zwischen BS und MSX) .In detail, this happens as follows: The channel treasurer KS knows the data symbols z of the (undisturbed, transmitted) training sequence TR and the spreading code imprinted on them (the latter is, as already mentioned, in the example considered here of a transmission on the downlink non-specific to the subscriber). By correlating these known, spread-coded data symbols with the corresponding received (disturbed) spread-coded data symbols (denoted by z in FIG. 3), the channel estimator KS calculates the current channel parameters of the mobile radio channel via which the training sequence TR is used for each training sequence TR (ie for each block) was transmitted (on the downlink this is the channel between the BS and MSX for all subscriber data signals).
Die Kanalparameter beschreiben den momentanen Übertragungszustand des betreffenden Mobilfunkkanals. Sie können beispielsweise in Form eines Parametersatzes vorliegen, der den funktionalen Verlauf der Kanalimpulsantwort h parametrisiert . Die Kanalimpulsantwort h ist die Antwort des Mobilfunkkanals zur Zeit t auf einen zur Zeit t-τ den Kanal eingespeisten Dirac-Impuls .The channel parameters describe the current transmission status of the relevant mobile radio channel. For example, they can be in the form of a parameter set that parameterizes the functional course of the channel impulse response h. The channel impulse response h is the response of the mobile radio channel at time t to a Dirac pulse fed into the channel at time t-τ.
Nach jeder Kanalschatzung werden die neu ermittelten Kanalparameter dem Datendetektor DD mitgeteilt. Dieser fuhrt dann durch eine Faltung der empfangenen gestörten (spreizcodierten) Versionen d (siehe Fig. 3) der ausgesendeten Datensymbole d mit der aktuellen Kanalimpulsantwort h (parametrisiert durch die Kanalparameter) die Detektion der nachrichtentragenden Datensymbole d durch.After each channel estimation, the newly determined channel parameters are communicated to the data detector DD. This then leads by folding the received disturbed (spread-coded) versions d (see FIG. 3) of the transmitted data symbols d with the current channel impulse response h (parameterized through the channel parameters) the detection of the message-carrying data symbols d through.
Vorzugsweise wird eine kohärente Datendetektion eingesetzt. Kohärent bedeutet, daß die zeitdiskreten Kanalimpulsantworten h bei der adaptiven Datendetektion nach Betrag und Phase berücksichtigt werden. Dies setzt voraus, daß der Kanalschat- zer KS geeignete Kanalparameter, die entsprechende Betragsund Phaseninformation enthalten, generiert, und daß der Da- tendetektor DD diese Informationen (Betrag und Phase) bei der anschließenden Datendetektion auch nutzt.Coherent data detection is preferably used. Coherent means that the time-discrete channel impulse responses h are taken into account in the adaptive data detection according to amount and phase. This presupposes that the channel estimator KS generates suitable channel parameters, which contain corresponding amount and phase information, and that the data detector DD also uses this information (amount and phase) in the subsequent data detection.
Die kohärente, adaptive Datendetektion ist bevorzugt, da sie im Vergleich zu einer nicht-koharenten, adaptiven Datendetek- tion em Erhöhung des Signal-Stor-Verhaltnisses ermöglicht.Coherent, adaptive data detection is preferred because, compared to non-coherent, adaptive data detection, it enables an increase in the signal-stor ratio.
Die Teilnehmersepaπerung kann im Rahmen der Datendetektion durchgeführt werden. Der Spreizcode-Decodierer SDC separiert das für die betrachtete Mobilstation MSX bestimmte Teilneh- merdatensignal von den anderen Teilnehmerdatensignalen, was sowohl die Kenntnis der senderseitig verwendeten Spreizcodefolge C als auch eine Synchronisierung mit dem senderseitig eingesetzten Spreizcode-Codierer voraussetzt. Die senderseitig verwendete Spreizcodefolge C (d.h. der teilnehmer- spezifische CDMA-Code) ist in der Speichereinrichtung SPE abgelegt. Sie ist entweder fest vorgegeben oder kann bei einer Gesprachsaufnahme zwischen der Basisstation BS und der Mobil- station MSX vereinbart, d.h. unter der Steuerung durch das Steuermittel SEE aus mehreren m der Speichereinrichtung SPE gespeicherten Spreizcodefolgen C ausgewählt werden.The subscriber separation can be carried out as part of the data detection. The spreading code decoder SDC separates the subscriber data signal intended for the mobile station MSX under consideration from the other subscriber data signals, which presupposes both knowledge of the spreading code sequence C used on the transmitter side and synchronization with the spreading code encoder used on the transmitter side. The spreading code sequence C used by the transmitter (i.e. the subscriber-specific CDMA code) is stored in the storage device SPE. It is either predefined or can be agreed when the call is started between the base station BS and the mobile station MSX, i.e. under the control of the control means SEE can be selected from a plurality of spread code sequences C stored in the memory device SPE.
Der Spreizcode-Decodierer SDC kann bei Verwendung von DS-CDMA mit dem sendeseitigen Spreizcode-Codierer identisch sein, d.h. ebenfalls aus einem Multiplizierer bestehen, der das de- tektierte digitale Signal mit der zugehörigen Spreizcodefolge C multipliziert. Bei der Datendetektion ist ferner die Blockstruktur (siehe Fig. 2) zu berücksichtigen, d.h. es ist zu unterscheiden, welche der detektierten Datensymbole nachrichtentragende Datensymbole (gemäß Fig. 2: Rekonstruktionen der gesendeten Da- tensignale d der Sequenzen Sl und S2) sind und welche der detektierten Datensymbole andere, Zusatzinformation-tragende Datensymbole (beispielsweise für Steuerinformation und dergleichen) sind. Zu diesem Zweck sind in dem Speichermittel SPE entsprechende Informationen über die verwendete Block- Struktur (unter anderem die Sequenzlänge NS) gespeichert und werden dem Demodulator DMOD mitgeteilt.When using DS-CDMA, the spreading code decoder SDC can be identical to the transmitting-side spreading code encoder, ie it can also consist of a multiplier which multiplies the detected digital signal by the associated spreading code sequence C. In the case of data detection, the block structure (see FIG. 2) must also be taken into account, ie a distinction must be made between which of the detected data symbols are message-carrying data symbols (according to FIG. 2: reconstructions of the transmitted data signals d of the sequences S1 and S2) and which ones of the detected data symbols are other data symbols carrying additional information (for example for control information and the like). For this purpose, corresponding information about the block structure used (including the sequence length NS) is stored in the storage means SPE and is communicated to the demodulator DMOD.
Am Ausgang des Datendetektors DD steht das (rekonstruierte) digitale Teilnehmerdatensignal für den bestimmten Teilnehmer, nämlich die hier betrachtete Mobilstation MSX, bereit. (Sofern der Empfänger E in der Basisstation BS untergebracht ist, steht ein (rekonstruiertes) digitales Teilnehmerdatensignal von der bestimmten Mobilstation MSX bereit) . Dieses detektierte digitale Teilnehmerdatensignal ist die empfänger- seitige Rekonstruktion des gesendeten Teilnehmersignals. Die detektierten nachrichtentragenden Datensymbole werden im folgenden auch als d bezeichnet. Statt einzelner Datensymbole d können auch Folgen von Datensymbolen d detektiert werden.At the output of the data detector DD, the (reconstructed) digital subscriber data signal is available for the specific subscriber, namely the mobile station MSX considered here. (If the receiver E is housed in the base station BS, a (reconstructed) digital subscriber data signal is available from the particular mobile station MSX). This detected digital subscriber data signal is the receiver-side reconstruction of the sent subscriber signal. The detected data-carrying data symbols are also referred to as d below. Instead of individual data symbols d, sequences of data symbols d can also be detected.
Die durch die adaptive, kohärente Datendetektion gewonnenen nachrichtentragenden Datensymbole d (oder Folgen derselben) werden dem Kanaldecodierer KDECOD zugeführt.The message-carrying data symbols d (or sequences thereof) obtained by the adaptive, coherent data detection are fed to the channel decoder KDECOD.
Durch den schleifenförmigen Pfeil X ist angedeutet, daß die Verbindung zwischen dem Datendetektor DD und dem Kanaldecodierer KDECOD rekursiv ist. Dies ermöglicht einen als iterative Entzerrung bezeichneten Prozeß, bei dem die klassische Unterscheidung zwischen Datendetektion und Kanaldecodierung aufgehoben ist, weil durch die Rekursion nach der erstmaligen Kanaldecodierung eine oder mehrere nochmalige Datendetektio- nen erfolgen. Die mit einer strichpunktierten Linie umrandete Struktur aus Datendetektor DD mit Kanalschatzer KS, Spreizcode-Decodierer SDC und Kanaldecodierer KDECOD wird als iterativer CDMA- Entzerrer IE bezeichnet. Die iterative Entzerrung wird in Fig. 4 naher erläutert.The loop-shaped arrow X indicates that the connection between the data detector DD and the channel decoder KDECOD is recursive. This enables a process called iterative equalization, in which the classic distinction between data detection and channel decoding is eliminated because recursion results in one or more repeated data detections after the first channel decoding. The structure with a dash-dotted line consisting of data detector DD with channel estimator KS, spreading code decoder SDC and channel decoder KDECOD is referred to as an iterative CDMA equalizer IE. The iterative equalization is explained in more detail in FIG. 4.
Das von dem iterativen CDMA-Entzerrer IE ausgegebene Datensignal (in Fig. 4 auch mit ü bezeichnet) wird nach einer Blockentschachtelung (nicht dargestellt) einem optionalen Quellendecodierer QDECOD zugeführt. Dieser macht eine ggf. sendeseitig erfolgte Quellencodierung rückgängig. Der Quellendecodierer QDECOD gibt em Datensignal aus, das eine Rekonstruktionen des ursprunglichen Quellendatensignals, d.h. em digitalisiertes Sprachsignal, Bildsignal oder dergleichen ist.The data signal output by the iterative CDMA equalizer IE (also denoted by ü in FIG. 4) is supplied to an optional source decoder QDECOD after block deinterleaving (not shown). This cancels any source coding that may have been made on the transmission side. The source decoder QDECOD outputs a data signal which is a reconstruction of the original source data signal, i.e. em digitized voice signal, image signal or the like.
Fig. 4 zeigt em Blockschaltbild eines iterativen Mehrteil- nehmer-CDMA-Entzerrers, der sich von dem m Fig. 3 gezeigten CDMA-Entzerrer IE dadurch unterscheidet, daß er das bereits erläuterte Prinzip der gemeinsamen Detektion ("JD") zur Erhöhung seiner Storfestigkeit nutzt. Er wird deshalb im folgenden als JD-IE bezeichnet wird. Em weiterer (optionaler) Unterschied besteht darin, daß mehrere Signaleingange El, E2, ..., EK vorgesehen sind, die jeweils unterschiedlichen Emp- fangssensoren (in der Regel Antennen) zugeordnet sind. Dies wird spater erläutert; zunächst wird angenommen, daß nur ein Eingang El vorhanden sei, an dem das von der Hochfrequenz- Empfangsstufe HFE ausgegebene Basisbandsignal anliegt.FIG. 4 shows a block diagram of an iterative multi-user CDMA equalizer, which differs from the CDMA equalizer IE shown in FIG. 3 in that it uses the principle of common detection ("JD") already explained to increase its interference immunity uses. It is therefore referred to below as JD-IE. Another (optional) difference is that several signal inputs E1, E2, ..., EK are provided, each of which is assigned to different receiving sensors (usually antennas). This will be explained later; it is initially assumed that there is only one input E1 at which the baseband signal output by the high-frequency receiving stage HFE is present.
Der iterative Mehrteilnehmer-CDMA-Entzerrer JD-IE kann anstelle des iterativen CDMA-Entzerrers IE in der erfmdungsge- aßen CDMA-Empfangsemrichtung E der Fig. 3 zum Einsatz kommen.The iterative multi-subscriber CDMA equalizer JD-IE can be used instead of the iterative CDMA equalizer IE in the inventive CDMA receiving device E of FIG. 3.
JD-IE umfaßt einen Mehrteilnehmer-Datendetektor JD-DD mit einem Mehrteilnehmer-Kanalschatzer JD-KS und einem Mehrteilneh- mer-Spreizcode-Decodierer JD-SDC sowie einen Mehrteilnehmer- Kanaldecodierer JD-KDECOD. Zwischen dem Mehrteilnehmer-Datendetektor JD-DD und dem Mehrteilnehmer-Kanaldecodierer JD- KDECOD kann in optionaler Weise ein Symbol-Codebit-Umsetzer SCM mit nachgeschaltetem Entschachteier DIL eingesetzt wer- den, wobei dann in einer Ruckkoppelverbindung R von dem Mehrteilnehmer-Kanaldecodierer JD-KDECOD zu dem Mehrteilnehmer- Datendetektor JD-DD em Codebit-Symbol-Umsetzer CSM mit nachgeschaltetem Verschachteler IL vorzusehen ist.JD-IE comprises a multi-user data detector JD-DD with a multi-user channel estimator JD-KS and a multi-user spreading code decoder JD-SDC as well as a multi-user Channel decoder JD-KDECOD. A symbol-code bit converter SCM with a downstream deinterleaver DIL can be used between the multi-subscriber data detector JD-DD and the multi-subscriber channel decoder JD-KDECOD, in which case then in a feedback connection R from the multi-subscriber channel decoder JD-KDECOD to provide the multi-subscriber data detector JD-DD em code bit symbol converter CSM with a downstream interleaver IL.
Die Arbeitsweise des iterativen Mehrteilnehmer-CDMA-Entzerrers JD-IE ist wie folgt:The iterative multi-subscriber CDMA equalizer JD-IE works as follows:
Der Mehrteilnehmer-Datendetektor JD-DD weist neben dem Eingang El einen Eingang EAP zur Entgegennahme einer extrinsi- sehen Information zx auf, die ihm bei der Datendetektion als a-priori-Wissen zur Verfugung steht. Datendetektoren, die bei der Datendetektion a-priori-Wissen über die zu detektie- renden Datensymbole (oder über eine endliche Folge von zu de- tektierenden Datensymbolen) verwenden, werden in der Technik auch als APRI-Detektoren bezeichnet.The multi-user data detector JD-DD has, in addition to the input El, an input EAP for receiving extrinsic information z x , which is available to it as a priori knowledge for data detection. Data detectors which use a priori knowledge in data detection about the data symbols to be detected (or about a finite sequence of data symbols to be detected) are also referred to in the art as APRI detectors.
Der Eingang EAP steht über die Ruckkoppelverbindung R mit dem die extrmsische Information zy liefernden Mehrteilnehmer-Kanaldecodierer JD-KDECOD m Verbindung.The input EAP is connected via the feedback connection R to the multi-subscriber channel decoder JD-KDECOD m which supplies the extreme information z y .
Der Mehrteilnehmer-Datendetektor JD-DD ist so ausgelegt, daß er eine kohärente Detektion nicht nur von dem für den Empfanger bestimmten, interessierenden Teilnehmerdatensignal sondern von weiteren empfangenen Teilnehmerdatensignalen gleich- zeitig vornimmt. Zunächst wird wiederum die Kanalschatzung durchgeführt. Befindet sich der Empfanger m der Basisstation BS, müssen Kanalparameter bzw. Kanalimpulsantworten hl, h2 , ... von mehreren detektierten Teilnehmerdatensignalen nach Betrag und Phase von dem Mehrteilnehmer-Kanalschatzer JD-KS anhand der empfangenen Trainingssequenzen geschätzt werden. Sofern sich der Empfanger in der bestimmten Mobilstation MSX befindet, reicht es m der Regel aus, nur einen Kanal (nämlich von der Basisstation BS zu der bestimmten Mobilstation MSX) auszuwerten.The multi-user data detector JD-DD is designed in such a way that it undertakes coherent detection not only of the user data signal of interest to the receiver but also of further user data signals received. First, the channel estimation is carried out again. If the receiver is located in the base station BS, channel parameters or channel impulse responses h1, h2,... Of several detected subscriber data signals must be estimated by the multi-subscriber channel estimator JD-KS based on the received training sequences according to the amount and phase. If the receiver is located in the particular mobile station MSX, it is usually sufficient to use only one Evaluate channel (namely from the base station BS to the specific mobile station MSX).
Der Mehrteilnehmer-Datendetektor JD-DD ermittelt dann mit Hilfe der Kanalimpulsantwort (en) h, (hl, h2, ... ) die Rekonstruktionen d der für die diversen Teilnehmer (bzw. von den diversen Teilnehmern) gesendeten Datensymbole d, wobei die Teilnehmerseparation mittels des Mehrteilnehmer-Spreizcode- Decodierers JD-SDC durchgeführt wird, dem dafür die Spreiz- codes aller empfangenen Teilnehmerdatensignale bekannt sein müssen.The multi-subscriber data detector JD-DD then uses the channel impulse response (s) h, (hl, h2, ...) to determine the reconstructions d of the data symbols d sent for the various subscribers (or by the diverse subscribers), the subscriber separation is carried out by means of the multi-user spreading code decoder JD-SDC, for which the spreading codes of all received user data signals must be known.
Ferner berechnet der Mehrteilnehmer-Datendetektor JD-DD für jedes Detektionsergebnis d eine zugehörige Zuverlassig- keitsinformation Λd. Die Datenfolge d und die zugehörigeIn addition, the multi-user data detector JD-DD calculates associated reliability information Λ d for each detection result d . The data sequence d and the associated one
Folge von Zuverlassigkeitsinformation Λd werden an einem Ausgang des Mehrteilnehmer-Datendetektors JD-DD bereitgestellt.Sequence of reliability information Λ d are provided at an output of the multi-user data detector JD-DD.
Bei der Datendetektion verwendet der Mehrteilnehmer-Daten- detektor JD-DD bezuglich aller empfangenen Teilnehmerdatensignale die extrinsischen Information zx (sofern eine solche bereits vorliegt) als a-priori-Wissen über die gesendeten Datensymbole. Zumindest bei der Detektion der Datensymbole des interessierenden Teilnehmers wendet er ferner das JD-Prmzip an, d.h. er vermindert das Rauschen dieses Teilnehmerdaten- signals durch Elimmierung von "Rauschanteilen", die auf Störungen durch (die detektierten) Signale der anderen Teilnehmer zurückzuführen sind (Mehrteilnehmerinterferenz ) .In data detection, the multi-subscriber data detector JD-DD uses the extrinsic information z x (if such already exists) with respect to all received subscriber data signals as a priori knowledge of the transmitted data symbols. At least when detecting the data symbols of the subscriber of interest, he also uses the JD principle, ie he reduces the noise of this subscriber data signal by eliminating "noise components" which are due to interference from (the detected) signals of the other subscribers (multi-subscriber interference ).
Beide Datenfolgen d und Λd werden dem kombinierten Symbol- Codebit-Umsetzer SCM/Entschachteler DIL zugeführt und m eine Folge von binaren Daten c und eine Folge von Zuverlassig- keitsmformation Λc betreffend der binaren Daten c umgesetzt. Der kombinierte Symbol-Codebit-Umsetzer SCM/Ent- schachteler DIL ist optional und wird nur dann benotigt, wenn auch sendeseitig entsprechende binare Daten eingesetzt wurden. Sowohl den Folgen d und Λd als auch den Folgen c und Λc liegen die von sämtlichen empfangenen Teilnehmerdatensignalen detektierten Datensymbole zugrunde. Beispielsweise kann die Folge d so aufgebaut sein, daß sie die Detektionsergebnisse aller detektierten Teilnehmer in serieller Form alternierend aneinanderreiht .Both data sequences d and Λ d are fed to the combined symbol-code bit converter SCM / deinterleaver DIL and m a sequence of binary data c and a sequence of reliability information Λ c relating to the binary data c are converted. The combined symbol-codebit converter SCM / deinterleaver DIL is optional and is only required if corresponding binary data has also been used on the transmission side. Both the sequences d and Λ d and the sequences c and Λ c are based on the data symbols detected by all received subscriber data signals. For example, the sequence d can be constructed in such a way that it alternately strings the detection results of all detected participants in series.
Der Mehrteilnehmer-Kanaldecodierer JD-KDECOD verarbeitet die genannten Folgen c und Λc dergestalt, daß zunächst eineThe multi-subscriber channel decoder JD-KDECOD processes the sequences c and Λ c in such a way that initially one
Schätzung ü der entsprechenden sendeseitigen, (Kanal-) un- codierten Datenfolge und gegebenenfalls zusätzlich eine zugehörige Folge Λu von Zuverlassigkeits formation ausgegeben werden.Estimate ü of the corresponding transmission-side, (channel) uncoded data sequence and, if necessary, additionally an associated sequence Λ u of reliability formation.
Bei dieser Schätzung kann der Mehrteilnehmer-Kanaldecodierer JD-KDECOD extr sische Information zc heranziehen, die ihm als Resultat einer geeigneten Signalverarbeitung von dem nachgeschalteten Quellendecodierer QDECOD (siehe Fig. 3) zur Verfugung gestellt wird.In this estimation, the multi-subscriber channel decoder JD-KDECOD can use extric information z c which is made available to it as a result of suitable signal processing by the downstream source decoder QDECOD (see FIG. 3).
Der Mehrteilnehmer-Kanaldecodierer JD-KDECOD ermittelt ferner eine Folge von Zuverlassigkeitsinformation Λe, deren Elemente im wesentlichen Schätzungen der Treffer- bzw. Erfolgsquote der vorausgegangenen Datendetektionen (d.h. der Wahrscheinlichkeit c = c ) repräsentieren. Die Zuverlassigkeitsmformation Λe wird m dem kombinierten Codebit-Symbol-Umsetzer CSM/Verschachteler IL in die Folge zx umgesetzt.The multi-subscriber channel decoder JD-KDECOD also determines a sequence of reliability information Λ e , the elements of which essentially represent estimates of the hit or success rate of the previous data detections (ie the probability c = c). The reliability information Λ e is converted into the sequence z x in the combined codebit symbol converter CSM / interleaver IL.
Im folgenden wird em Durchlauf der Iterationsschleife bei der iterativen Entzerrung beschrieben.The iteration of the iteration loop in the iterative equalization is described below.
Bei dem ersten Iterationsschritt liegt noch keine Folge zy vor. Daher arbeitet der Mehrteilnehmer-Datendetektor JD-DD zunächst (d.h. beim Erhalt der Teilnehmerdatensignale an dem Eingang El) ohne Berücksichtigung von a-priori-Wissen. Die Detektionsergebnisse d und Λd werden wie bereits beschrieben in die Folgen c und Λc umgesetzt. Der Mehrteilnehmer-Kanaldecodierer JD-KDECOD, dem ebenfalls noch kein a-priori-Wissen (Folge zc) vorliegt, bestimmt in einer ersten Schätzung Werte für ü, Λu und Λe. Die Folgen ü, Λu werden dem Quellendeco- dierer QDECOD (siehe Fig. 3) und die Folge Λe wird (nach Umsetzung in CSM/IL in die Symbolfolge zx) dem Mehrteilnehmer-Datendetektor JD-DD zugeführt.In the first iteration step there is no sequence z y . Therefore, the multi-user data detector JD-DD works first (ie when receiving the user data signals at the input E1) without taking into account a priori knowledge. The detection results d and Λ d are described as already described translated into episodes c and Λ c . The multi-subscriber channel decoder JD-KDECOD, which likewise has no prior knowledge (sequence z c ), determines values for ü, Λ u and Λ e in a first estimate. The sequences ü, Λ u are fed to the source decoder QDECOD (see FIG. 3) and the sequence Λ e (after conversion into CSM / IL into the symbol sequence z x ) is fed to the multi-user data detector JD-DD.
Der Quellendecodierer QDECOD ermittelt auf der Basis der er- haltenen Folgen ü, Λu die Zuverlässigkeitsinformation zc, und gleichzeitig ermittelt der Mehrteilnehmer-Datendetektor JD-DD aus der bereits an dem Eingang El vorhandenen Folge und der nunmehr vorliegenden extrinsischen Information zx eine verbesserte Version der Folgen d und Λd. Diese wiederum werden in SCM/DIL in verbesserte Versionen der Folgen c und Λc umgesetzt. Der Mehrteilnehmer-Kanaldecodierer JD-KDECOD verarbeitet diese verbesserten Versionen zusammen mit dem nun ebenfalls vorliegenden a-priori-Wissen zc zu den verbesserten Versionen der Folgen ü, Λu und Λe.The source decoder QDECOD determines the reliability information z c on the basis of the received sequences ü, Λ u , and at the same time the multi-user data detector JD-DD determines an improved one from the sequence already present at the input E1 and the extrinsic information z x that is now present Version of the episodes d and Λ d . These in turn are implemented in SCM / DIL in improved versions of episodes c and Λ c . The multi-subscriber channel decoder JD-KDECOD processes these improved versions together with the a-priori knowledge z c now also available to the improved versions of the sequences ü, Folgen u and Λ e .
Entsprechend der beschriebenen Vorgehensweise können weitere Iterationsschritte durchgeführt werden. Es sei erwähnt, daß die Berücksichtigung der von dem Quellendecodierer bereitgestellten extrinsischen Information zc optional ist, d.h. bei- spielsweise bei späteren oder auch bei allen Iterationsschritten unterbleiben kann.Further iteration steps can be carried out in accordance with the procedure described. It should be mentioned that the extrinsic information z c provided by the source decoder is optional, ie it can be omitted for example in later or in all iteration steps.
Eine weitere Maßnahme zur Verbesserung der Empfangsqualität besteht darin, Signale von mehreren (K) Antennen zu nutzen.Another measure to improve the reception quality is to use signals from several (K) antennas.
Dabei kann es sich um omnidirektionale Antennen oder um Antennen mit Richtempfangscharakteristik handeln. Bei einer Mobilstation MSX können beispielsweise zwei im wesentlichen omnidirektionale Antennen in Form der üblichen Stabantenne und einer an der Gehäuserückwand angebrachten Planarantenne vorhanden sein. Bei Basisstationen BS werden häufig (auch) Antennen mit einer Richtempfangscharakteristik verwendet. Die von den K Antennen stammenden Basisbandsignale liegen an den Eingängen El, E2, ..., EK an. Aufgrund der Raumdiversi- tat ist jeder Antenne em eigener Übertragungskanal mit einem eigenen Ubertragungsverhalten zugeordnet. Der Mehrteilnehmer-Kanalschatzer JD-KS muß in diesem Fall für jeden Eingang El, E2, ..., EK und gegebenenfalls (bei einer Basisstation) für jeden Teilnehmer eine Kanalschatzung durchfuhren. Der Detektionsgewmn bei dieser "Mehrantennen-Detektion" beruht auf der verbesserten Statistik bei Berücksichtigung von K unabhängigen Kanälen und steigt mit zunehmendem K.These can be omnidirectional antennas or antennas with directional reception characteristics. A mobile station MSX, for example, can have two essentially omnidirectional antennas in the form of the usual rod antenna and a planar antenna attached to the rear wall of the housing. At base stations BS, antennas with a directional reception characteristic are often used. The baseband signals originating from the K antennas are present at the inputs E1, E2, ..., EK. Because of the spatial diversity, each antenna is assigned its own transmission channel with its own transmission behavior. In this case, the multi-subscriber channel estimator JD-KS must carry out channel estimation for each input E1, E2, ..., EK and, if applicable (for a base station) for each subscriber. The detection gain in this "multi-antenna detection" is based on the improved statistics taking into account K independent channels and increases with increasing K.
Es sind vielfaltige Modifikationen der m den Fig. 3 und 4 dargestellten Empfangseinrichtung E und der iterativen CDMA- Entzerrer IE bzw. JD-IE möglich.Various modifications of the receiving device E shown in FIGS. 3 and 4 and the iterative CDMA equalizer IE or JD-IE are possible.
Als Kanaldecodierer KDECOD bzw. JD-KDECOD kann - sofern ausreichend Rechenkapazitat vorhanden ist - em Turbo-Decodierer eingesetzt werden. Em Turbo-Decodierer besteht aus zwei einzelnen Decodierern, die rekursiv verschaltet sind und auf diese Weise eine iterative Kanaldecodierung vornehmen. Bei Verwendung eines Turbo-Decodierers wird die iterative Kanaldecodierung als Unterprozeß der vorstehend beschriebenen iterativen Entzerrung ausgeführt.As a channel decoder KDECOD or JD-KDECOD, if there is sufficient computing capacity, a turbo decoder can be used. A turbo decoder consists of two individual decoders, which are connected recursively and in this way carry out iterative channel decoding. When using a turbo decoder, the iterative channel decoding is carried out as a sub-process of the iterative equalization described above.
Zur Schätzung der Kanalparameter (d.h. der Kanalimpulsantwort (en) h bzw. hl, h2, ...) können eine Vielzahl unterschiedlicher Algorithmen und insbesondere die in dem Buch "Analyse und Entwurf digitaler Mobilfunksysteme", von P. Jung, Stuttgart, B.G. Teubner, 1997 im Kapitel 5.2.3 auf den Seiten 201-206 beschriebenen Algorithmen eingesetzt werden. Diese Algorithmen werden durch Bezugnahme Gegenstand der vorliegenden Anmeldung. Es handelt sich dabei um die Algorithmen für die signalangepaßte Filterung, die Gauß-Schatzung, die ML-Schatzung und die MAP-Schätzung. Schließlich wird noch darauf hingewiesen, daß die in der Fig. 2 dargestellte mittambelbasierte Blockstruktur nicht zwingend ist. Beispielsweise kann die Kanalschätzung auch kontinuierlich anhand eines eigens zu diesem Zweck von der Basisstation BS ausgestrahlten, kontinuierlichen Pilotsignals durchgeführt werden. To estimate the channel parameters (ie the channel impulse response (s) h or hl, h2, ...), a variety of different algorithms and in particular those in the book "Analysis and Design of Digital Mobile Radio Systems", by P. Jung, Stuttgart, BG Teubner , 1997 in chapter 5.2.3 on pages 201-206. These algorithms are the subject of the present application by reference. These are the algorithms for signal-adapted filtering, Gaussian estimation, ML estimation and MAP estimation. Finally, it is pointed out that the midamble-based block structure shown in FIG. 2 is not mandatory. For example, the channel estimation can also be carried out continuously on the basis of a continuous pilot signal broadcast by the base station BS specifically for this purpose.

Claims

Patentansprüche claims
1. CDMA-Empfangsverfahren für Mobilfunkanwendungen, das die Schritte aufweist: - Empfangen von mit CDMA-Codes teilnehmerspezifisch spreizcodierten Datensignalen; und1. CDMA reception method for mobile radio applications, comprising the steps of: - receiving subscriber-specific data signals coded with subscriber; and
- iteratives Entzerren eines durch Spreizdecodieren der empfangenen Datensignale bezüglich eines vorgegebenen CDMA- Codes (C) bestimmten Teilnehmerdatensignals mittels eines adaptiven Datendetektors (DD; JD-DD) und eines in Rückkopplung (R) mit dem adaptiven Datendetektor (DD; JD-DD) geschalteten Kanaldecodierers (KDECOD; JD-KDECOD) .- Iterative equalization of a subscriber data signal determined by spread decoding the received data signals with respect to a predetermined CDMA code (C) by means of an adaptive data detector (DD; JD-DD) and one connected in feedback (R) to the adaptive data detector (DD; JD-DD) Channel decoder (KDECOD; JD-KDECOD).
2. CDMA-Empfangsverfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei der iterativen Entzerrung eine kohärente Datendetektion durchgeführt wird.2. CDMA reception method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a coherent data detection is carried out in the iterative equalization.
3. CDMA-Empfangsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,3. CDMA reception method according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
- daß durch Spreizdecodieren mit einem weiteren CDMA-Code zumindest ein weiteres Teilnehmerdatensignal ermittelt wird;- That at least one further subscriber data signal is determined by spreading decoding with a further CDMA code;
- daß auch das weitere Teilnehmerdatensignal iterativ entzerrt wird; und - daß durch Berücksichtigung des iterativ entzerrten weiteren Teilnehmerdatensignals eine Rauschverminderung des bestimmten Teilnehmerdatensignals erzielt wird.- That the further subscriber data signal is equalized iteratively; and that by taking into account the iteratively equalized further subscriber data signal, a reduction in noise of the specific subscriber data signal is achieved.
4. CDMA-Empfangsverfahren nach einem der vorhergehenden An- sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der vorgegebene CDMA-Code (C) aus einer Mehrzahl von emp- fangsseitig verfügbaren CDMA-Codes auswählbar ist.4. CDMA reception method according to one of the preceding claims, so that the specified CDMA code (C) can be selected from a plurality of CDMA codes available on the reception side.
5. CDMA-Empfangsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei der Kanaldecodierung eine bei einer Quellendecodierung ermittelte extrinsische Information (zc) genutzt wird.5. CDMA receiving method according to one of the preceding claims, characterized in that that extrinsic information (z c ) determined during source decoding is used in the channel decoding.
6. CDMA-Empfangsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei der adaptiven Datendetektion von mehreren räumlich getrennten Empfangssensoren erhaltene Datensignale berücksichtigt werden.6. CDMA reception method according to one of the preceding claims, that data signals obtained in the adaptive data detection from a plurality of spatially separate reception sensors are taken into account.
7. CDMA-Empfangseinrichtung für Mobilfunkanwendungen,7. CDMA receiving device for mobile radio applications,
- mit einer Hochfrequenzstufe (HFE) zum Empfangen von mit CDMA-Codes teilnehmerspezifisch spreizcodierten Datensignalen, und - mit einem iterativen CDMA-Entzerrer (IE; JD-IE) , der- With a radio frequency stage (HFE) for receiving subscriber-specific data signals coded with CDMA codes, and - With an iterative CDMA equalizer (IE; JD-IE), the
- einen Spreizcode-Decodierer (SDC; JD-SDC) zum Spreizdecodieren der empfangenen Datensignale bezüglich eines vorgegebenen CDMA-Codes (C) zur Ermittlung eines bestimmten Teilnehmerdatensignals enthält, und der — zur Entzerrung des bestimmten Teilnehmerdatensignals einen adaptiven Datendetektor (DD; JD-DD) und einen in Rückkopplung (R) mit dem adaptiven Datendetektor (DD; JD-DD) geschalteten Kanaldecodierer (KDECOD; JD-KDECOD) aufweist.- A spreading code decoder (SDC; JD-SDC) for spreading decoding of the received data signals with respect to a predetermined CDMA code (C) for determining a specific subscriber data signal, and - for equalizing the specific subscriber data signal contains an adaptive data detector (DD; JD-DD ) and a channel decoder (KDECOD; JD-KDECOD) connected in feedback (R) with the adaptive data detector (DD; JD-DD).
8. CDMA-Empfangseinrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der adaptive Datendetektor (DD; JD-DD) eine kohärente Datendetektion durchführt.8. CDMA receiving device according to claim 7, so that the adaptive data detector (DD; JD-DD) performs a coherent data detection.
9. CDMA-Empfangseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,9. CDMA receiving device according to claim 7 or 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
- daß der Spreizcode-Decodierer (JD-SDC) zum Spreizdecodieren zumindest eines weiteren Teilnehmerdatensignals vorgesehen ist, - daß der iterative CDMA-Entzerrer (JD-IE) zumindest auch das weitere Teilnehmerdatensignal entzerrt, und daß durch Berücksichtigung des detektierten weiteren Teilnehmerdatensignals eine Rauschverminderung des bestimmten Teilnehmerdatensignals erzielt wird. - That the spreading code decoder (JD-SDC) is provided for spreading decoding at least one further subscriber data signal, - that the iterative CDMA equalizer (JD-IE) at least also equalizes the further subscriber data signal, and that by taking into account the detected further subscriber data signal, a noise reduction of the specific subscriber data signal is achieved.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0633677A2 (en) * 1993-07-08 1995-01-11 Nec Corporation CDMA Receiver with interference and phase variation canceller
WO1997005707A1 (en) * 1995-08-01 1997-02-13 Siemens Aktiengesellschaft Process and device for reducing common channel interference in cellular jd-cdma radio systems
DE19717546A1 (en) * 1996-12-05 1998-06-10 Deutsche Telekom Ag Decoding method for CDMA transmission system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0633677A2 (en) * 1993-07-08 1995-01-11 Nec Corporation CDMA Receiver with interference and phase variation canceller
WO1997005707A1 (en) * 1995-08-01 1997-02-13 Siemens Aktiengesellschaft Process and device for reducing common channel interference in cellular jd-cdma radio systems
DE19717546A1 (en) * 1996-12-05 1998-06-10 Deutsche Telekom Ag Decoding method for CDMA transmission system

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RAPHAELI D ET AL: "COMBINED TURBO EQUALIZATION AND TURBO DECODING", IEEE COMMUNICATIONS LETTERS,US,IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY,US, vol. 2, no. 4, 1 April 1998 (1998-04-01), pages 107 - 109, XP000752598, ISSN: 1089-7798 *
ZHISHI PENG ET AL: "Joint channel and source decoding for vector quantized images using turbo codes", ISCAS '98. PROCEEDINGS OF THE 1998 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON CIRCUITS AND SYSTEMS (CAT. NO.98CH36187), ISCAS '98 PROCEEDINGS OF THE 1998 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON CIRCUITS AND SYSTEMS, MONTEREY, CA, USA, 31 MAY-3 JUNE 1998, 1998, New York, NY, USA, IEEE, USA, pages 5 - 8 vol.4, XP002149349, ISBN: 0-7803-4455-3 *

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