WO2004110001A1 - Verfahren zur bestimmung von kanalkoeffizienten eines datenübertragungskanals mit variabler anzahl von koeffizienten - Google Patents

Verfahren zur bestimmung von kanalkoeffizienten eines datenübertragungskanals mit variabler anzahl von koeffizienten Download PDF

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WO2004110001A1
WO2004110001A1 PCT/EP2004/050685 EP2004050685W WO2004110001A1 WO 2004110001 A1 WO2004110001 A1 WO 2004110001A1 EP 2004050685 W EP2004050685 W EP 2004050685W WO 2004110001 A1 WO2004110001 A1 WO 2004110001A1
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WO
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channel
bit sequence
coefficients
channel coefficients
coefficient
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PCT/EP2004/050685
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French (fr)
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Claudiu Krakowski
Frank Von Bergen
Ralf Zoll
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/0212—Channel estimation of impulse response
    • H04L25/0216—Channel estimation of impulse response with estimation of channel length

Definitions

  • the present invention describes a method for determining channel coefficients f-, a data transmission channel for correcting transmission changes after the transmission of data via the data transmission channel, a transmission bit sequence Sj. after its transmission over the data transmission channel as reception bit sequence e, is present and the transmission bit sequence Si contains a predetermined channel estimation bit sequence v x for determining the channel coefficients u.
  • a transmission signal sent by a transmitter can reach a receiver in several ways. On the one hand, this can be the direct route between the transmitter and the receiver, but other signal components can also be deflected by obstacles that are present in the area between the transmitter and the receiver in such a way that they also make a detour from the transmitter to the receiver.
  • This means that a data signal sent by the transmitter is usually distorted in time. So that the receiver of the radio signal can interpret the transmission signal with a low error rate, it may be necessary to calculate this signal distortion from the received signal.
  • the amount of the relevant channel coefficients of a data transmission channel is also referred to as the channel length and indicates how many consecutive bits of a digital transmission signal are superimposed in a reception bit.
  • the channel length is essentially given by the area between the transmitter and the receiver. So the channel length will be close to 1 if there are no objects between the transmitter and the receiver. However, the channel length will increase if the transmitter and the receiver are, for example, in an urban area or in a very mountainous area, in which radio signals can get from the transmitter to the receiver in many different ways.
  • channel estimation bit sequences are used in conventional mobile radio systems, such as GSM, GPRS or EDGE systems.
  • the data transmission is divided into so-called time slots.
  • Each time slot, or a specific selection of time slots contains a channel estimation bit sequence which is known to both the transmitter and the receiver.
  • an approximate starting position of the channel estimation bit sequence within the reception bit sequence is then determined, for example, by correlating the channel estimation bit sequence with the reception bit sequence. If the approximate starting position is known, the Emp beginning bit sequence with the known channel estimation bit sequence determines a set of channel coefficients.
  • the control system of the mobile radio network does not know in which terrain profile the transmitter and receiver are located, it is assumed that these are in the least favorable area, i.e. the maximum possible number L of the channel coefficients is assumed when determining the channel coefficients.
  • the L adjacent channel coefficients are selected from the set of channel coefficients determined by correlation, the sum of which is the maximum of the squares of magnitude.
  • the area currently between the transmitter and the receiver is characterized by a channel profile with a channel length shorter than the maximum channel length, some of the L selected channel coefficients usually have relatively small values. These worsen the quality of the back calculation of the transmission distortion. Therefore, before this recalculation, coefficient values below a predetermined threshold are deleted and only the remaining coefficients are used for the recalculation.
  • This problem is solved by a method for determining channel coefficients f. of a data transmission channel, a transmission bit sequence s ⁇ . after it has been transmitted via the data transmission channel as a receive bit sequence e x and the transmit bit sequence Sj. a predetermined channel estimation bit string j. for determining the channel coefficients, and furthermore for determining the channel coefficients f from the received bit sequence e, and the channel estimation bit sequence t, both first channel coefficients h - using a maximum channel length and second channel coefficients g - are determined using a reduced channel length L * and that Channel coefficients f. can be selected from the first channel coefficient h 3 or the second channel coefficient g-.
  • This method is based, among other things, on the knowledge that the quality of the determined channel coefficients of a data transmission channel becomes better if the channel length used in determining the channel coefficients corresponds to the channel profile of the data transmission channel that actually exists between the transmitter and the receiver.
  • By determining channel coefficients using both the maximum channel length L and the reduced channel length L * it is achieved that improved channel coefficients are determined on average across all possible channel profiles of the data transmission channel. This increases the quality of the correction of the transmission change in the digital information sent via the data transmission channel.
  • the method comprises the steps a) Determination of a channel coefficient set k- with at least L channel coefficient values using the channel estimation bit sequence Vj. and the receive bit sequence e x ; b) determination of the first channel coefficients h-, in particular of L first channel coefficients h-, from the channel coefficient set k-, using the channel length L; c) Determination of the second channel coefficients g, in particular L * second channel coefficients g D , from the channel coefficient set k. using the channel length L *; d) Selection of the channel coefficients f-, from the first channel coefficients h-, or from the second channel coefficients g-,.
  • step a correlation of the received bit sequence with the channel estimation bit sequence v ⁇ and, if appropriate, an initial position of the channel estimation bit sequence within the received bit sequence can be carried out.
  • the starting position of the channel estimation bit sequence within the received bit sequence can also be determined, for example, by correlating a channel estimation bit sequence, which may also be additional, with the received bit sequence. In correspondingly well time-synchronized data transmission systems, the starting position of the channel estimation bit sequence can also be known beforehand due to the time synchronization.
  • the number of channel coefficients within the channel coefficient set k- can, for example, be in the order of twice the maximum channel length, in particular 2L or 2L + 1.
  • the determination of the first or second channel coefficients from the channel coefficient set k 3 described in steps b) and c) can be carried out, for example, in such a way that those adjacent L or * channel coefficients are selected from the channel coefficient set whose sum of the squares of amounts is maximal. Instead of the sum of the amount squares, various other functions such as the sum of the amounts or similar functions can also be used.
  • the number of the first channel coefficients h- and the second channel coefficients g- can be L and L *, respectively. Furthermore, from the channel coefficients determined assuming a channel length L or L *, coefficients can again be deleted or added according to certain selection criteria.
  • the first channel coefficients h- can advantageously be selected if the channel profile that actually characterizes the data transmission channel during data transmission is better by the maximum channel length L than by the reduced one Channel length L * is described.
  • the second channel coefficients g- can then be selected as channel coefficients f-. From the then selected channel coefficients h- or g- those channel coefficients can be selected which lie above a certain predetermined threshold value. This threshold value can also be 0, which means that all first channel coefficients or second channel coefficients are used to correct the transmission changes.
  • a threshold value greater than 0 can, for example, be chosen such that those channel coefficients of the first or second channel coefficients h- or g : which are essentially dominated by background noise are not taken into account. By ignoring such noise-dominated channel coefficients, the result of the correction of the transmission changes can be further improved.
  • At least one coefficient value can be obtained, for example after method step c) in a step cl) from at least parts of the first channel coefficients h- and at least parts of the second channel coefficients g- E are determined and further process step d) for the correction of the transmission veranda channel coefficients to be used are selected from the first or second channel coefficients using the at least one coefficient value E as a decision criterion.
  • the at least one coefficient value can be determined in such a way that, for example with this size, amount and / or sign, it is characteristic of whether the currently existing channel profile of the data transmission channel is better described by the maximum channel length L or by the reduced channel length *. If several coefficient values are determined, it can be determined, for example, by comparing the coefficient values whether the currently existing channel profile of the data transmission channel is better described by the maximum channel length L or the reduced channel length L *.
  • the channel coefficients to be used for correcting the transmission change can then be selected accordingly from the first channel coefficients h- or the second channel coefficients g- in method step d). The selection can again be made in such a way that only the channel coefficients above a predetermined threshold value are used to correct the transmission change, the threshold value also being able to be 0.
  • the at least one coefficient value E advantageously a first sum value Ei, based on a sum of the amounts or a sum of the amount squares of at least parts of the first channel coefficients h D , and a second sum value E 2 , based on a sum of the amounts or a sum of the squares of amounts of at least parts of the second channel coefficients g-.
  • the sum of the amounts and in particular the amount quad rate of the first channel coefficients h- and / or the second channel coefficients g- are a suitable measure for the completeness of the corresponding channel coefficients.
  • coefficient values E can at least be used to determine whether all the channel coefficients relevant for correcting the transmission change are contained in the first channel coefficients h- and the second channel coefficients g-.
  • the sum of the amounts or the sum of the squares of the amounts of the channel coefficients h 3 does not differ significantly from the sum of the amounts or the sum of squares of the amounts of the second channel coefficients g-, it can be assumed that the use of the reduced channel length L * determined channel coefficients g- include all relevant channel coefficients, and thus the second channel coefficients g- are better suited for correcting the transmission changes or distortions. This would then mean that the real channel profile of the data transmission channel is better described by the reduced channel length L * than by the maximum channel length.
  • the at least one coefficient value can, for example, be a quotient or a difference between the first and the second total value E] and E ? his.
  • the coefficient value can be used directly as a decision criterion in method step d).
  • the decision in method step d) can also be made by comparing the first and second total values Ei and E ? the decision about the use of the first channel coefficients h or the second channel coefficients g 3 is made.
  • a further possibility for improvement arises in the event that the data transmission channel is divided into time slots, the transmission bit sequence being transmitted within one time slot.
  • This possibility for improvement consists in that after method step cl) a temporal coefficient mean Q using the coefficient value E and at least one other corresponding one Coefficient value is formed, the at least one further coefficient value being determined from at least one previous time slot in a comparable or identical manner, and that in method step d) the coefficient mean value Q is used instead of the coefficient value E. Since high-frequency changes in the coefficient value are often caused by so-called noise or brief technical disturbances and not by an actual change in the channel profile of the data transmission channel, the transmission of these disturbances can be reduced to the quality of the determined channel coefficients by averaging the coefficient value.
  • each time slot of a sequence of time slots comprises a channel estimation bit sequence. Furthermore, only a part of the time slots of a sequence of time slots can comprise a channel estimation bit sequence.
  • a selection of the previous time slots, which comprise a channel estimation bit sequence, can then be used, for example, for averaging.
  • the time slots can be selected, for example, by a predetermined time period or by a certain number of time slots.
  • the averaging can be designed, for example, as an arithmetic mean of the coefficient values, as a geometric mean and / or as a weighted mean.
  • a low-pass function can also be used, which in particular suppresses high-frequency fluctuations in the at least one coefficient value.
  • a further possibility of realizing a method in which channel coefficients are determined assuming both a maximum channel length L and an effective channel length L * and which uses one of the two coefficient sets to correct transmission changes is given by the following method steps: A) Determination of a channel coefficient set k-, in particular with at least L channel coefficient values, using the channel estimation bit sequence x and the reception bit sequence ⁇ j .;
  • the first channel coefficients are determined from the channel coefficient set k-, assuming the maximum channel length L. Assuming that the number of relevant channel coefficients essentially corresponds to the channel length, it can be assumed that the channel coefficients relevant for the actually existing channel profile should be contained in the determined first channel coefficients h-.
  • the determination of the first channel coefficients h- from the channel coefficient set k- can be determined, for example, by selecting those L adjacent coefficient values from the channel coefficient set k- for which the sum of the amounts or squares of amounts becomes maximum.
  • the second channel coefficients g- can be determined using the reduced channel length L * by selecting those L * adjacent channel coefficients from the channel coefficient set k ⁇ which have a maximum sum of the amounts or maximum sum of the amount squares.
  • Channel length L * determined. This can be done, for example, by determining the number of those channel coefficients of the first channel coefficients h- which are above a predetermined threshold value.
  • the threshold value can be selected so that channel coefficients below the threshold value are mainly dominated by noise effects or similar interference effects.
  • the reduced channel length L * is then given by the number of channel coefficients selected.
  • the second channel coefficients g- from the channel coefficient set k-, are now determined.
  • the channel coefficients f- to be used to correct the transmission change are selected as those from the second channel coefficients g-, the amounts of which lie above a predetermined threshold value, this threshold value also being able to be 0.
  • the data transmission channel is divided into time slots in time, with several of the time slots "each comprising a channel estimation bit sequence, then in an advantageous embodiment of the method according to method step C), a temporal average of the reduced channel length L using the reduced channel length L * and at least one further corresponding reduced channel length are formed, the at least one further corresponding reduced channel length having been determined in a comparable or identical manner from at least one previous time slot and, in method step D), the mean value of the reduced channel length L is used instead of the reduced channel length *.
  • such averaging of the reduced channel length L * can reduce or limit fluctuations which are caused, for example, by noise and / or other technical disturbances. You can do this reduced channel lengths L * are determined from different time slots and subsequently averaged. In this case, for example, a predetermined number of time slots with a channel estimation bit sequence can be taken into account. Furthermore, those time slots which comprise a channel estimation bit sequence can also be used within a predetermined time period.
  • the averaging can be designed, for example, as an arithmetic mean, as a geometric mean and / or as a weighted mean. Furthermore, the use of a low-pass function can be provided.
  • an initial bit position e A of the channel estimation bit sequence can be determined within the receive bit sequence.
  • the starting bit position e A can take place, for example, by correlating the receive bit sequence with the channel estimation bit sequence v or a second channel estimation bit sequence v2 contained in the transmission bit sequence.
  • the second channel estimation bit sequence may comprise 2 ⁇ the channel estimation bit sequence> partially or entirely.
  • an electronic circuit which is designed to carry out one of the aforementioned methods, the electronic circuit furthermore being able to be in the form of at least one integrated circuit.
  • the task is also solved by a telecommunications terminal with a corresponding electronic circuit or at least one corresponding integrated circuit.
  • a telecommunications terminal with a receiving unit for receiving the received bit sequence e lr , the telecommunications terminal having an execution environment and / or a data processing device for performing one of the methods described above.
  • a computer program product which can or has been loaded into the internal digital memory of a telecommunication terminal with a processor unit and which further comprises software sections with which steps are carried out according to one of the methods described above if the computer program product is executed in the telecommunications terminal.
  • Such a computer program product effects within the telecommunications terminal the determination of the channel coefficients of the data transmission channel used to correct transmission changes, via which the transmission bit sequence was transmitted, according to one of the methods explained above.
  • the internal digital memory and the processor units can, for example, be designed as separate circuit devices, in particular integrated circuits, or can also be integrated, for example, in a circuit device, in particular an integrated circuit.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a transmitting and receiving unit of a mobile radio system
  • FIG. 2 flow chart of a first example of a method
  • FIG. 3 flow chart of a second method example.
  • FIG. 1 schematically shows a mobile radio system 10 with a transmitter unit 20 and a receiver unit 30.
  • the transmitter 20 includes a transmission antenna 22 for transmitting radio signals and a microprocessor 24 for processing program and / or user data stored in a memory device 26.
  • the receiver 30 comprises a receiving antenna 32 for receiving the radio signals emitted by the transmitter 20 and a microprocessor 34 for processing program and / or user data stored in a memory device 36 or data received by the receiving antenna 32.
  • the transmitter processor 24 and transmitter memory 26 as well as the receiver processor 34 and receiver memory 36 can generally each be integrated on one chip.
  • the radio signals can be propagated from the transmitting unit 20 to the receiving unit 30 via signal paths 40, 42 and 44.
  • the radio signal propagates via path 42, reflection occurs at an object 52 and during propagation direction of the radio signal via path 44, a reflection at an obstacle 54 takes place.
  • the radio signals transported via paths 40, 42 and 44 arrive at antenna 32 of receiving unit 30 at different times due to the difference in transit time. This leads to distortion of the radio signal or a digital signal sequence which is transmitted from the transmitter 20 to the receiver 30.
  • the number and size as well as the reflection behavior of obstacles such as obstacles 52 and 54 determine a channel profile of a data transmission channel between transmitter 20 and receiver 30.
  • a first example of a method according to the invention is described below, the essential method steps being illustrated in a flow chart shown in FIG.
  • the determination of the channel coefficients is described using the example of a mobile radio system, a data transmission channel divided into time slots being used.
  • the data transmission channel comprises a sequence of time slots, each of which comprises a transmission bit sequence with a channel estimation bit sequence i and a second channel estimation bit sequence 2j, the second channel estimation bit sequence 2 ⁇ further comprising the channel estimation bit sequence vj.
  • the time slots under consideration can either follow one another directly in time, for example in the case of a UMTS system, or can also be spaced in time, for example in the case of a GSM, a GPRS or an EDGE system.
  • a transmission bit sequence Si is transmitted in a first step 110 in FIG. 1 within a time slot from a mobile radio transmitter, for example a base station, to a mobile radio receiver, for example a mobile telephone, and is received there as a reception bit sequence ej.
  • the approximate starting position of the second channel estimation bit sequence within the reception bit sequence e x is determined by correlating the received bit sequence e with the second channel estimation bit sequence 2 x .
  • the approximate starting position e A of the channel estimation bit sequence i is thus also known.
  • a channel coefficient set k With 2L-1 channel coefficients is determined, in which the channel estimation bit sequence v is correlated with the received bit sequence e ⁇ .
  • a next step 116 those seven adjacent channel coefficients h 3 are selected from the channel coefficient set k- j , the sum of which gives the maximum squares of the absolute value squares. This sum value then continues to form a first coefficient value Ei.
  • a next method step 118 those five adjacent channel coefficients g-, the channel coefficient set k-, are selected whose sum of the squares of magnitude gives a maximum value. This maximum total value forms a second coefficient value E ? ,
  • the quotient of the second and first coefficient value E 2 is formed by E x and fed to an averaging algorithm which comprises a low-pass function. This averager leads a middle the quotients supplied to him over a certain period of time.
  • the current averaged quotient is taken from this averaging algorithm, whereupon in step 124 the quotient is compared with a threshold value, which can be in the region of 0.9, for example.
  • a threshold value which can be in the region of 0.9, for example. The exact value of the threshold value depends on the mobile radio system used and on the technical units and methods used. If the quotient in method step 126 is greater than the threshold value of 0.9, then the second set of channel coefficients g 3 is selected, otherwise the first channel coefficients h- are selected in step 128.
  • a predetermined second threshold value is selected in a step 130 from the selected coefficients h- or g-.
  • This second threshold value is chosen such that only those channel coefficients are selected which are not dominated by background noise. This second threshold value also depends on the technical system used and the mobile radio standard used.
  • the channel coefficients £ - selected in method step 130 are then fed together with the received bit sequence, for example, to a Viterbi algorithm in order to correct the transmission changes.
  • a further example of a method according to the invention is shown below, the essential method steps being shown in FIG. 3.
  • the first method steps of this second exemplary method 210, 212, 214 and 216 correspond to method steps 110, 112, 114 and 116 of the first example in FIG. 2.
  • a step 218 following step 216 from the selected seven first channel coefficients h D, those are selected which lie above a predetermined third threshold value. This third threshold value is chosen such that only those of the first channel coefficients h-, are selected which are not dominated by noise.
  • the number of channel coefficients selected in step 218 is determined and the reduced channel length L * is set equal to the number of selected channel coefficients.
  • This reduced channel length L * is fed to an averaging algorithm in step 222, the averaging of the reduced channel length L * in step 222 being carried out in a manner comparable to the averaging of the quotient in method step 122 of the first example (FIG. 2).
  • the current average reduced channel length L is taken from the averaging algorithm.
  • those L adjacent channel coefficients g- are selected from the channel coefficient set k- which have the maximum sum of the squares of magnitude. These selected channel coefficients form second channel coefficients g D.
  • those channel coefficients £ become comparable to step 218. selected from the second channel coefficients g-, which lie above a fourth threshold value, the fourth threshold value being determined in a manner similar to that of the third or the second threshold value.
  • the channel coefficients selected in step 228 are then fed to a Viterbi algorithm to correct the change in transmission of the transmission bit sequence.
  • the present invention describes a method for determining channel coefficients f of a data transmission channel for correcting transmission changes, a transmission bit sequence s being present as a reception bit sequence after being transmitted via the data transmission channel and comprising a predetermined channel estimation bit sequence v, furthermore comprising Determination of the channel coefficients f- both first channel coefficients h- using a maximum channel length L and second channel coefficients g- are determined using a reduced channel length L * and the channel coefficients f- are determined from the first channel coefficients h 3 or the second channel coefficients g -, to be selected.
  • This method enables an improved determination of the channel coefficients £ -, since the channel length used in the determination of the channel coefficients used can be better adapted to a real channel length corresponding to an existing channel profile.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung von Kanalkoeffizienten fj eines Datenübertragungskanals zur Korrektur von Übertragungsveränderungen nach der Übertragung von Daten über den Datenübertragungskanal, wobei eine Sendebitfolge si nach ihrer Übertragung über den Datenübertragungskanal als Empfangsbitfolge ei vorliegt und die Sendebitfolge si eine vorbestimmte Kanalschätzungs-Bitfolge vi zur Bestimmung der Kanalkoeffizienten umfasst, und weiterhin zur Bestimmung der Kanalkoeffizienten fj aus der Empfangsbitfolge ei und der Kanalschätzungs-Bitfolge vi sowohl erste Kanalkoeffizienten hj unter Verwendung einer maximalen Kanallänge L (116, 216) als auch zweite Kanalkoeffizienten gj unter Verwendung einer reduzierten Kanallänge L* ermittelt werden (118, 224) und die Kanalkoeffizienten fj aus den ersten Kanalkooffizienten hj oder den zweiten Kanalkoeffizienten gj ausgewählt werden (130, 226).

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG VON KANALKOEFFIZIENTEN EINES DATENUBERTRAGUNGSKANALS MIT VARIABLER ANZAHL VON KOEFFIZIENTEN
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung von Kanalkoeffizienten f-, eines Datenubertragungska- nals zur Korrektur von Ubertragungsveranderungen nach der U- bertragung von Daten über den Datenubertragungskanal, wobei eine Sendebitfolge Sj. nach ihrer Übertragung über den Datenubertragungskanal als Empfangsbitfolge e, vorliegt und die Sendebitfolge Si eine vorbestimmte Kanalschatzungsbitfolge vx zur Bestimmung der Kanalkoeffizienten u fasst.
Derartige Verfahren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei der Datenübertragung beispielsweise über Funk, wie zum Beispiel bei Mobilfunknetzen, tritt das Problem auf, dass ein von einem Sender abgeschicktes Sendesignal auf mehreren Wegen zu einem Empfanger gelangen kann. Dies kann zum einen der direkte Weg zwischen Sender und Empfanger sein, weiterhin können aber andere Signalkomponenten von Hindernissen, welche im Bereich zwischen Sender und Empfanger vorhanden sind, so abgelenkt werden, dass sie auf einem Umweg ebenfalls vom Sender zum Empfanger gelangen. Das fuhrt dazu, dass ein vom Sender abgesendetes Datensignal üblicherweise zeitlich verzerrt wird. Damit der Empfanger des Funksignals das Sendesignal mit geringer Fehlerrate interpretieren kann, kann es erforderlich sein, diese Signalverzerrung aus dem empfangenen Signal herauszurechnen.
Dazu sind in der Funktechnik Methoden bekannt (siehe z.B.: 1.) Baier, Alfred: "Correlative and Iterative Channel Estimation in Adaptive Viterbi Equalizers für TDMA Mobile Radio Systems", ITG Fachtagung 1989 Nürnberg, ITG Fachbericht 107: Stochastische Methoden und Modelle in der Informationstechnik / 2.) Proakis, J.G.: "Digital Communications", McGraw-Hill, New York, 1983) . Dabei werden sogenannte Kanalkoeffizienten des Datenübertragungskanals ermittelt, und mit den Kanalkoeffizienten die Ubertragungsverzerrungen, beispielsweise unter Verwendung eines sogenannten Viterbi-Algorithmus , herausgerechnet. Die Qualität, mit der aus den empfangenen Daten die ursprunglich gesendeten Daten rekonstruiert werden können, hangt unter anderem davon ab, wie gut es gelingt, die aktuellen Kanalkoeffizienten des Datenubertragungskanals zu bestimmen.
Die Menge der relevanten Kanalkoeffizienten eines Datenubertragungskanals wird auch als Kanallange bezeichnet und gibt an, wie viele aufeinanderfolgende Bits eines digitalen Sendesignals sich in einem Empfangsbit überlagern. Bei digitaler Funkubertragung wird die Kanallange im Wesentlichen gegeben durch das Gelände zwischen Sender und Empfanger. So wird die Kanallange in der Nahe von 1 sein, wenn sich zwischen Sender und Empfanger keine Gegenstande befinden. Die Kanallange wird sich aber steigern, wenn der Sender und der Empfanger beispielsweise in einem Stadtgebiet oder in einem sehr bergigen Gebiet befinden, bei welchen Funksignale auf vielen verschiedenen Wegen vom Sender zum Empfanger gelangen können.
Bei herkömmlichen Mobilfunksystemen, wie beispielsweise GSM-, GPRS- oder EDGE-Systemen, werden beispielsweise vorbestimmte, sogenannte Kanalschatzungs-Bitfolgen verwendet. In diesen genannten digitalen Funksystemen ist die Datenübertragung zeitlich in sogenannte Zeitschlitze aufgeteilt. Dabei enthalt jeder Zeitschlitz, oder eine bestimmte Auswahl von Zeitschlitzen, eine Kanalschatzungs-Bitfolge, welche sowohl dem Sender als auch dem Empfanger bekannt ist. Zur Bestimmung der Kanalkoeffizienten des aktuell vorliegenden Datenubertragungskanals wird dann beispielsweise durch Korrelation der Kanalschatzungs-Bitfolge mit der Empfangsbitfolge eine ungefähre Anfangsposition der Kanalschatzungs-Bitfolge innerhalb der Empfangsbitfolge bestimmt. Bei Kenntnis der ungefähren Anfangsposition wird dann wiederum durch Korrelation der Emp fangsbitfolge mit der bekannten Kanalschatzungs-Bitfolge ein Satz von Kanalkoeffizienten bestimmt.
Da dem Steuerungssystem des Mobilfunknetzes nicht bekannt ist, in welchem Gelandeprofil sich Sender und Empfanger befinden, wird davon ausgegangen, dass diese sich im ungunstigst möglichen Gebiet befinden, d.h. es wird bei der Bestimmung der Kanalkoeffizienten von der maximal möglichen Anzahl L der Kanalkoeffizienten ausgegangen. Diese maximale Kanallange kann beispielsweise bei GSM-Systemen =6 oder bei EDGE- Systemen L=7 betragen. Solche maximalen Kanallangen liegen zum Beispiel vor, wenn sich gebirgiges Gelände zwischen Sender und Empfanger befindet .
Ausgehend von dieser maximalen Kanallange L werden dann aus dem durch Korrelation bestimmten Satz von Kanalkoeffizienten die L benachbarten Kanalkoeffizienten ausgewählt, deren Summe der Betragsquadrate maximal ist. Wird das aktuell zwischen Sender und Empfanger befindliche Gelände allerdings durch ein Kanalprofil mit geringerer Kanallange als der maximalen Kanallange charakterisiert, so haben üblicherweise einige der L ausgewählten Kanalkoeffizienten relativ kleine Werte. Diese verschlechtern die Qualität der Ruckrechnung der Ubertra- gungsverzerrung. Daher werden vor dieser Ruckrechnung Koeff- zientenwerte unterhalb einer vorgegebenen Schwelle gestrichen und nur die dann verbleibenden Koeffizienten zur Ruckrechnung verwendet .
Es ist ein Problem des Stands der Technik, dass, wenn die real vorliegende Kanallange kleiner als die maximale Kanallange ist, die Qualität der Ruckrechnung der Ubertragungsverzerrung vergleichsweise schlecht wird.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfugung zu stellen, welches für unterschiedliche vorliegende Kanalprofile verbesserte Kanalkoeffizienten und damit eine verbesserte Ruckrechnung von bei der Daten bertragung auftretenden Verzerrungen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelost durch ein Verfahren zur Bestimmung von Kanalkoeffizienten f. eines Datenubertragungskanals, wobei eine Sendebitfolge s^. nach ihrer Übertragung über den Da- tenubertragungskanal als Empfangsbitfolge ex vorliegt und die Sendebitfolge Sj. eine vorbestimmte Kanalschatzungs-Bitfolge j. zur Bestimmung der Kanalkoeffizienten umfasst, und weiterhin zur Bestimmung der Kanalkoeffizienten f aus der Empfangsbitfolge e, und der Kanalschatzungsbitfolge t sowohl erste Kanalkoeffizienten h- unter Verwendung einer maximalen Kanallange als auch zweite Kanalkoeffizienten g- unter Verwendung einer reduzierten Kanallange L* ermittelt werden und dass die Kanalkoeffizienten f. aus dem ersten Kanalkoeffizienten h3 oder dem zweiten Kanalkoeffizienten g-, ausgewählt werden .
Dieses Verfahren beruht unter anderem auf der Erkenntnis, dass die Qualität der bestimmten Kanalkoeffizienten eines Datenubertragungskanals besser wird, wenn die bei der Bestimmung der Kanalkoeffizienten verwendete Kanallange dem tatsachlich zwischen Sender und Empfanger bestehenden Kanalprofil des Datenubertragungskanals entspricht. Durch die Bestimmung von Kanalkoeffizienten sowohl unter Verwendung der maximalen Kanallange L als auch der reduzierten Kanallange L* wird erreicht, dass damit im Mittel über alle möglichen Kanalprofile des Datenubertragungskanals verbesserte Kanalkoeffizienten bestimmt werden. Damit erhöht sich die Qualität der Korrektur der Ubertragungsveranderung der über den Datenuber- tragungskanal gesendeten digitalen Information.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte a) Ermittlung eines Kanalkoeffizientensatzes k- mit mindestens L Kanalkoeffizientenwerten unter Verwendung der Kanalschatzungs-Bitfolge Vj. und der Empfangsbitfolge ex; b) Ermittlung der ersten Kanalkoeffizienten h-,, insbesondere von L ersten Kanalkoeffizienten h-,, aus dem Kanalkoeffizientensatz k-, unter Verwendung der Kanallange L; c) Ermittlung der zweiten Kanalkoeffizienten g-, insbesondere L* zweiten Kanalkoeffizienten gD, aus dem Kanalkoeffizientensatz k. unter Verwendung der Kanallange L*; d) Auswahl der Kanalkoeffizienten f-, aus den ersten Kanalkoeffizienten h-, oder aus den zweiten Kanalkoeffizienten g-, .
Die Bestimmung des Kanalkoeffizientensatzes k. in Schritt a) kann beispielsweise, wie im Stand der Technik bereits beschrieben, durch Korrelation der Empfangsbitfolge mit der Ka- nalschatzungsbitfolge vα und gegebenenfalls einer Anfangsposition der Kanalschatzungsbitfolge innerhalb der Empfangsbitfolge durchgeführt werden. Die Anfangsposition der Kanalschatzungs-Bitfolge innerhalb der Empfangsbitfolge kann beispielsweise ebenfalls durch Korrelation einer, unter Umstanden auch weiteren, Kanalschatzungs-Bitfolge mit der Empfangsbitfolge ermittelt werden. In entsprechend gut zeitsynchroni- sierten DatenubertragungsSystemen kann die Anfangsposition der Kanalschatzungs-Bitfolge auch aufgrund der Zeitsynchronisation vorbekannt sein. Die Anzahl der Kanalkoeffizienten innerhalb des Kanalkoeffizientensatzes k- kann beispielsweise in der Größenordnung der zweifachen maximalen Kanallange sein, insbesondere 2L oder 2L + 1.
Die in Schritt b) und c) beschriebene Ermittlung der ersten bzw. zweiten Kanalkoeffzienten aus dem Kanalkoeffizientensatz k3 kann beispielsweise derart erfolgen, dass diejenigen benachbarten L bzw. * Kanalkoeffizienten aus dem Kanalkoeffizientensatz ausgew hlt werden, deren Summe der Betragsquadrate maximal wird. Statt der Summe der Betragsquadrate können auch verschiedene andere Funktionen wie beispielsweise die Summe der Betrage oder ahnliche Funktionen verwendet werden . Die Anzahl der ersten Kanalkoeffizienten h-, und der zweiten Kanalkoeffizienten g-, kann L bzw. L* sein. Es können weiterhin aus den unter Annahme einer Kanallange L bzw. L* ermittelten Kanalkoeffizienten nach bestimmten Auswahlkriterien nochmals Koeffizienten weggestrichen werden oder auch hinzugef gt werden.
Bei der Auswahl der Kanalkoeffizienten £- aus den ersten Kanalkoeffizienten oder den zweiten Kanalkoeffizienten in Schritt d) können vorteilhafterweise die ersten Kanalkoeffizienten h-, ausgewählt werden, wenn das bei der Datenübertragung den Datenubertragungskanal real charakterisierende Kanalprofil besser durch die maximale Kanallange L als durch die reduzierte Kanallange L* beschrieben wird. Im anderen Fall können dann die zweiten Kanalkoeffizienten g-, als Kanalkoeffizienten f- gewählt werden. Aus den dann gewählten Kanalkoeffizienten h-, oder g- können dann weiterhin beispielsweise diejenigen Kanalkoeffizienten ausgewählt werden, die oberhalb eines bestimmten vorgegebenen Schwellwerts liegen. Dieser Schwellwert kann auch 0 sein, was bedeutet, dass alle ersten Kanalkoeffizienten oder zweiten Kanalkoeffizienten zur Korrektur der übertragungsveranderungen verwendet werden. Ein Schwellwert großer als 0 kann beispielsweise so gewählt werden, dass diejenigen Kanalkoeffizienten der ersten oder zweiten Kanalkoeffizienten h-, oder g: nicht berücksichtigt werden, die im Wesentlichen durch Hintergrundrauschen dominiert werden. Durch die Nichtberucksichtigung solcher Rauschdominierten Kanalkoeffizienten lasst sich das Ergebnis der Korrektur der übertragungsveranderungen weiter verbessern.
Zur Auswahl der Kanalkoeffizienten f: aus den ersten Kanalkoeffizienten h- oder den zweiten Kanalkoeffizienten g- kann beispielsweise nach Verfahrensschritt c) in einem Schritt cl) aus zumindest Teilen der ersten Kanalkoeffizienten h-, und zumindest Teilen der zweiten Kanalkoeffizienten g-, mindestens ein Koeffizientenwert E ermittelt werden und weiterhin Verfahrensschritt d) die zur Korrektur der Ubertragungsverande rung zu verwendenden Kanalkoeffizienten f- aus den ersten oder zweiten Kanalkoeffizienten unter Verwendung des mindestens einen Koeffzientenwerts E als ein Entscheidungskriterium ausgewählt werden.
Dabei kann der mindestens eine Koeffizientenwert derart ermittelt werden, dass beispielsweise bei diesem Große, Betrag und/oder Vorzeichen charakteristisch dafür ist, ob das aktuell vorliegende Kanalprofil des Datenubertragungskanals besser durch die maximale Kanallange L oder durch die reduzierte Kanallange * beschrieben wird. Werden mehrere Koeffizientenwerte bestimmt, so kann beispielsweise durch Vergleich der Koeffizientenwerte ermittelt werden, ob das aktuell vorliegende Kanalprofil des Datenubertragungskanals besser durch die maximale Kanallange L oder die reduzierte Kanallange L* beschrieben wird. Aufgrund des auf diese Weise ermittelten mindestens einen Koeffizientenwertes E können dann in Verfahrensschritt d) die zur Korrektur der Ubertragungsveranderung zu verwendenden Kanalkoeffizienten entsprechend aus den ersten Kanalkoeffizienten h-, oder den zweiten Kanalkoeffizienten g-, ausgewählt werden. Die Auswahl kann dabei wiederum derart erfolgen, dass zur Korrektur der Ubertragungsveranderung nur die Kanalkoeffizienten oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts verwendet werden, wobei der Schwellwert auch 0 sein kann.
Untersuchungen haben ergeben, dass der mindestens eine Koeffizientenwert E vorteilhafterweise einen ersten Summenwert Ei, basierend auf einer Summe der Betrage oder einer Summe der Betragsquadrate von zumindest Teilen der ersten Kanalkoeffizienten hD, und einem zweiten Summenwert E2, basierend auf einer Summe der Betrage oder einer Summe der Betragsquadrate von zumindest Teilen der zweiten Kanalkoeffizienten g-, umfassen kann.
Die vorstehend genannten Untersuchungen haben zudem ergeben, dass die Summe der Betrage und insbesondere der Betragsquad rate der ersten Kanalkoeffizienten h-, und/oder der zweiten Kanalkoeffizienten g- ein geeignetes Maß f r die Vollständigkeit der entsprechenden Kanalkoeffizienten sind. Das bedeutet, dass sich aus solchen Koeffizientenwerten E zumindest ablesen lasst, ob alle zur Korrektur der Ubertragungsveranderung relevanten Kanalkoeffizienten in den ersten Kanalkoeffizienten h- bzw. den zweiten Kanalkoeffizienten g-, enthalten sind. Unterscheidet sich beispielsweise die Summe der Betrage oder die Summe der Betragsquadrate der Kanalkoeffizienten h3 nicht wesentlich von der Summe der Betrage oder der Summe der Betragsquadrate der zweiten Kanalkoeffizienten g-,, so ist davon auszugehen, dass auch die unter Verwendung der reduzierten Kanallange L* ermittelten Kanalkoeffizienten g- alle relevanten Kanalkoeffizienten umfassen, und somit die zweiten Kanalkoeffizienten g-, besser zur Korrektur der Übertragungsveranderungen oder -Verzerrungen geeignet sind. Dies wurde dann bedeuten, dass das real vorliegende Kanalprofil des Datenubertragungskanals besser durch die reduzierte Kanallange L* als durch die maximale Kanallange beschrieben wird.
Der mindestens eine Koeffizientenwert kann beispielsweise ein Quotient oder eine Differenz des ersten und des zweiten Sum- menwerts E] und E? sein. In diesem Fall kann im Verfahrensschritt d) direkt der Koeffizientenwert als Entscheidungskriterium verwendet werden. Alternativ kann die Entscheidung im Verfahrensschritt d) auch durch den Vergleich des ersten und zweiten Summenwerts Ei und E? die Entscheidung über die Verwendung der ersten Kanalkoeffizienten h- oder der zweiten Kanalkoeffizienten g3 erfolgen.
Eine weiter Verbesserungsmoglichkeit ergibt sich für den Fall, dass der Datenubertragungskanal in Zeitschlitze unterteilt ist, wobei die Sendebitfolge innerhalb eines Zeit- schlitzes übertragen wird. Diese Verbesserungsmoglichkeit besteht darin, dass nach dem Verfahrensschritt cl) ein zeitlicher Koeffizientenmittelwert Q unter Verwendung des Koeffizientenwertes E und mindestens einem weiteren entsprechenden Koeffizientenwert gebildet wird, wobei der mindestens eine weitere Koeffizientenwert aus mindestens einem vorausgegangenen Zeitschlitz auf vergleichbare oder identische Weise bestimmt wurde, und dass in Verfahrensschritt d) anstatt des Koeffizientenwerts E der Koeffizienten-Mittelwert Q verwendet wird. Da h ufig hochfrequente Veränderungen des Koeffizientenwertes durch sogenanntes Rauschen oder auch kurzzeitige technische Störungen verursacht werden und nicht durch eine tatsächliche Veränderung des Kanalprofils des Datenubertragungskanals, kann über eine Mittelwertbildung des Koeffizientenwerts die Übertragung dieser Störungen auf die Qualität der ermittelten Kanalkoeffizienten reduziert werden.
Dabei kann vorgesehen sein, dass jeder Zeitschlitz einer Abfolge von Zeitschlitzen eine Kanalschatzungs-Bitfolge umfasst. Weiterhin kann auch nur ein Teil der Zeitschlitze einer Folge von Zeitschlitzen eine Kanalschatzungs-Bitfolge umfassen. Zur Mittelwertbildung können dann zum Beispiel eine Auswahl der vorausgegangenen Zeitschlitze verwendet werden, die eine Kanalschatzungs-Bitfolge umfassen. Die Auswahl der Zeitschlitze kann beispielsweise durch einen vorbestimmten Zeitraum oder durch eine bestimmte Anzahl an Zeitschlitzen gegeben sein. Die Mittelwertbildung kann beispielsweise als arithmetischer Mittelwert der Koeffizientenwerte, als geometrischer Mittelwert und/oder als gewic teter Mittelwert ausgebildet sein. Weiterhin kann eine Tiefpass-Funktion verwendet werden, welche insbesondere hochfrequente Schwankungen des mindestens einen Koeffizientenwerts unterdruckt.
Eine weitere Möglichkeit, ein Verfahren zu realisieren, bei welchem Kanalkoeffizienten sowohl unter Annahme einer maximalen Kanallange L als auch einer effektiven Kanallange L* ermittelt werden und welches zur Korrektur von Übertragungsveranderungen einen der beiden Koeffizientensatze verwendet, ist durch folgende Verfahrensschritte gegeben: A) Ermittlung eines Kanalkoeffizientensatzes k-,, insbesondere mit mindestens L Kanalkoeffizientenwerten, unter Verwendung der Kanalschatzungs-Bitfolge x und der Empfangsbitfolge βj.;
B) Ermittlung der ersten Kanalkoeffizienten h-,, insbesondere von L ersten Kanalkoeffizienten h-, aus dem Kanalkoeffizientensatz k- unter Verwendung der Kanallange L;
C) Bestimmung der reduzierten Kanallange L* aus den ersten Kanalkoeffizienten h:,
D) Ermittlung der zweiten Kanalkoeffizienten g-, insbesondere von L* zweiten Kanalkoeffizienten g3, aus dem Kanalkoeffizientensatz k3 unter der Annahme einer Kanallange von L*;
E) Ermittlung der zur Korrektur der Ubertragungsveranderung zu verwendenden Kanalkoeffizienten £- aus den zweiten Kanalkoeffizienten g-, .
Im Rahmen dieses Verfahrens werden aus dem Kanalkoeffizientensatz k-, die ersten Kanalkoeffizienten unter Annahme der maximalen Kanallange L ermittelt. Unter der Annahme, dass die Zahl der relevanten Kanalkoeffizienten im wesentlichen der Kanallange entspricht, kann man davon ausgehen, dass die für das real vorliegende Kanalprofil relevanten Kanalkoeffizienten in den bestimmten ersten Kanalkoeffizienten h-, enthalten sein sollten.
Die Ermittlung der ersten Kanalkoeffizienten h- aus dem Kanalkoeffizientensatz k-, kann beispielsweise durch Auswahl derjenigen L benachbarten Koeffizientenwerte aus dem Kanalkoeffizientensatz k-, ermittelt werden, bei welchen die Summe der Betrage oder Betragsquadrate maximal wird. Auf entsprechende Weise können auch die zweiten Kanalkoeffizienten g-, unter Verwendung der reduzierten Kanallange L* durch Auswahl derjenigen L* benachbarten Kanalkoeffizienten aus dem Kanalkoeffizientensatz kα ermittelt werden, die eine maximale Summe der Betrage oder maximale Summe der Betragsquadrate aufweisen.
Kanallange L* bestimmt. Dies kann beispielsweise geschehen, indem die Zahl derjenigen Kanalkoeffizienten der ersten Kanalkoeffizienten h-, bestimmt wird, welche oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegen. Der Schwellwert kann dabei so gew hlt werden, dass unterhalb des Schwellwerts liegende Kanalkoeffizienten vor allem durch Rauscheffekte oder ahnliche Storungseffekte dominiert werden. Die reduzierte Kanallange L* ist dann durch die Anzahl der ausgewählten Kanalkoeffizienten gegeben. Unter Verwendung dieser reduzierten Kanallange * werden nun die zweiten Kanalkoeffizienten g-, aus dem Kanalkoeffizientensatz k-, bestimmt. Nachfolgend werden die zur Korrektur der Ubertragungsveranderung zu verwendenden Kanalkoeffizienten f- als diejenigen aus den zweiten Kanalkoeffizienten g-, ausgewählt, deren Betrage oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegen, wobei dieser Schwellwert auch 0 sein kann.
Ist der Datenubertragungskanal zeitlich in Zeitschlitze unterteilt, wobei mehrere der Zeitschlitze "jeweils eine Kanalschatzungs-Bitfolge umfassen, so kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens nach dem Verfahrensschritt C) ein zeitlicher Mittelwert der reduzierten Kanallange L unter Verwendung der reduzierten Kanallange L* und mindestens einer weiteren entsprechenden reduzierten Kanallange gebildet werden, wobei die mindestens eine weitere entsprechende reduzierte Kanallange aus mindestens einem vorausgegangenen Zeitschlitz auf vergleichbare oder identische Weise bestimmt wurde und weiterhin im Verfahrensschritt D) anstatt der reduzierten Kanallange * der Mittelwert der reduzierten Kanallange L verwendet werden.
Wie bei der vorstehend erwähnten Mittelwertbildung des Koeffizientenwerts E können durch eine solche Mittelwertbildung der reduzierten Kanallange L* Schwankungen reduziert oder e- liminiert werden, die beispielsweise durch Rauschen und/oder andere technische Störungen verursacht werden. Dazu können aus verschiedenen Zeitschlitzen jeweils reduzierte Kanallangen L* bestimmt und nachfolgend gemittelt werden . Dabei kann beispielsweise eine vorgegebene Anzahl von Zeitschlitzen mit einer Kanalschatzungs-Bitfolge berücksichtigt werden. Weiterhin können auch diejenigen innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums befindlichen Zeitschlitze verwendet werden, welche eine Kanalschatzungs-Bitfolge umfassen .
Die Mittelwertbildung kann beispielsweise als arithmetischer Mittelwert, als geometrischer Mittelwert und/oder als gewich- teter Mittelwert ausgebildet sein. Weiterhin kann die Verwendung einer Tiefpass-Funktion vorgesehen sein.
Zur Vereinfachung der Bestimmung der Kanalkoeffizienten kann in einer weiteren Ausgestaltung des beschriebenen Verfahrens eine Anfangs-Bitposition eA der Kanalschatzungs-Bitfolge innerhalb der Empfangsbitfolge ermittelt werden. Die Anfangs- Bitposition eA kann beispielsweise durch Korrelation der Emp- fangsbitfolge mit der Kanalschatzungs-Bitfolge v oder einer zweiten in der Sendebitfolge enthaltenen Kanalschatzungs- Bitfolge v2, erfolgen. Dabei kann die zweite Kanalschatzungs- Bitfolge 2x die Kanalschatzungs-Bitfolge > teilweise oder auch ganz umfassen.
Unter Umstanden werden an eine Kanalschatzungs-Bitfolge zur Ermittlung von Kanalkoeffizienten etwas andere Anforderungen gestellt als an eine Kanalschatzungs-Bitfolge zur zumindest ungefähren Ermittlung der Anfangsposition der Kanalschatzungs-Bitfolge innerhalb der Empfangsbitfolge. Daher bietet die Verwendung einer zweiten Kanalschatzungs-Bitfolge, die die Kanalschatzungs-Bitfolge umfasst, Vorteile. So kann zum Auffinden der ungefähren Anfangsposition der Kanalschatzungs- Bitfolge innerhalb der Empfangsbitfolge eine entsprechend lange Bitfolge verwendet werden, wahrend zur Bestimmung der Kanalkoeffizienten eine kürzere Kanalschatzungs-Bitfolge mit speziellen Autokorrelationseigenschaften verwendet wird (z.B. dass die Autokorrelation naherungsweise ein λ-Funktion ist) .
Die vorstehend beschriebene Aufgabe wird weiterhin gelost von einer elektronischen Schaltung, die zur Durchfuhrung eines der vorstehend genannten Verfahren ausgebildet ist, wobei die elektronische Schaltung weiterhin als mindestens ein integrierter Schaltkreis ausgebildet sein kann.
Da das vorstehend beschriebene Verfahren insbesondere in Te- lekommunikations-Endgeraten mit einer Empfangseinheit zum Empfang der Empfangsbitfolge verwendet werden kann, wird die Aufgabe weiterhin auch von einem Telekommunikations-Endgerat mit einer entsprechenden elektronischen Schaltung oder mindestens einem entsprechenden integrierten Schaltkreis gelost.
Weiterhin wird die Aufgabe gelost von einem Telekommunikations-Endgerat mit einer Empfangseinheit zum Empfang der Empfangsbitfolge el r wobei das Telekommunikationsendgerat eine Ausfuhrungsumgebung und/oder eine Datenverarbeitungseinrichtung zur Durchfuhrung eines der vorstehend beschriebenen Verfahren aufweist.
Die vorstehend beschriebene Aufgabe wird auch von einem Computerprogrammprodukt gelost, welches in den internen digitalen Speicher eines Telekommunikations-Endgerats mit einer Prozessoreinheit geladen werden kann oder geladen wurde, und welches weiterhin Softwareabschnitte umfasst, mit welchen Schritte gemäß eines der vorstehend beschriebenen Verfahren ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt im Telekommunikations-Endgerat ausgeführt wird.
Ein solches Computerprogrammprodukt bewirkt innerhalb des Te- lekommunikationsendgerats die Bestimmung der zur Korrektur von übertragungsveranderungen zu verwendeten Kanalkoeffizienten des Datenubertragungskanals, über welchen die Sendebitfolge gesendet wurde, nach einem der vorstehend erläuterten Verfahren. Der interne digitale Speicher und die Prozessor einheit können beispielsweise als getrennte Schaltungseinrichtungen, insbesondere integrierte Schaltkreise, ausgeführt sein oder weiterhin zum Beispiel auch in einer Schaltungseinrichtung, insbesondere einem integrierten Schaltkreis, integriert sein.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen enthalte .
Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
Figur 1 schematische Darstellung einer Sende- und Empfangseinheit eines Mobilfunksystems;
Figur 2 Ablaufdiagramm eines ersten Verfahrensbeispiels;
Figur 3 Ablaufdiagramm eines zweiten Verfahrensbeispiels.
In Figur 1 ist schematisch ein Mobilfunksystem 10 mit einer Sendeeinheit 20 und einer Empfangseinheit 30 dargestellt. Der Sender 20 umfasst dabei eine Sendeantenne 22 zur Aussendung von Funksignalen sowie einen Mikroprozessor 24 zur Verarbeitung von in einer Speichereinrichtung 26 gespeicherten Programm- und/oder Nutzdaten. Der Empfänger 30 umfasst eine Empfangsantenne 32 zum Empfang der vom Sender 20 ausgesandten Funksignale sowie einen Mikroprozessor 34 zur Verarbeitung von in einer Speichereinrichtung 36 gespeicherten Programmund/oder Nutzdaten oder von durch die Empfangsantenne 32 empfangenen Daten. Der Sender-Prozessor 24 und Sender-Speicher 26 sowie der Empfänger-Prozessor 34 und Empfänger-Speicher 36 können allgemein jeweils auf einem Chip integriert sein.
Die Ausbreitung der Funksignale von der Sendeeinheit 20 zur Empfangseinheit 30 kann über Signalwege 40, 42 und 44 erfolgen. Bei der Ausbreitung des Funksignals über den Weg 42 erfolgt eine Reflexion an einem Objekt 52 und bei der Ausbrei tung des Funksignals über den Weg 44 findet eine Reflexion an einem Hindernis 54 statt. Die über die Wege 40, 42 und 44 transportierten Funksignale kommen aufgrund des Laufzeitunterschieds zu verschiedenen Zeitpunkten an der Antenne 32 der Empfangseinheit 30 an. Dies führt zu einer Verzerrung des Funksignals bzw. einer digitalen Signalfolge, welche vom Sender 20 zum Empfänger 30 übertragen wird.
Die Zahl und Größe sowie das Reflexionsverhalten von Hindernissen wie beispielsweise des Hindernisses 52 und 54 bestimmt ein Kanalprofil eines Datenübertragungskanals zwischen dem Sender 20 und dem Empfänger 30.
Verfahrensbeispiel 1 :
Im Folgenden wird ein erstes Beispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben, wobei die wesentlichen Verfahrensschritte in einem in Figur 2 dargestellten Ablaufdiagramm dargestellt sind. In diesem ersten Beispiel wird die Bestimmung der Kanalkoeffizienten am Beispiel eines Mobilfunksystems beschrieben, wobei ein in Zeitschlitze eingeteilter Datenübertragungskanal Verwendung findet. Dabei umfasst der Datenübertragungskanal eine Folge von Zeitschlitzen, die jeweils eine Sendebitfolge mit einer Kanalschatzungs-Bitfolge i und einer zweiten Kanalschatzungs-Bitfolge 2j umfasst, wobei weiterhin die zweite Kanalschatzungs-Bitfolge 2ι die Kanalschatzungs-Bitfolge vj umfasst. Die betrachteten Zeitschlitze können entweder zeitlich direkt aufeinander folgen, wie beispielsweise bei einem UMTS-System, oder auch zeitlich beabstandet sein, wie beispielsweise bei einem GSM-, einem GPRS- oder einem EDGE-System.
Eine Sendebitfolge Si wird in einem ersten Schritt 110 in Figur 1 innerhalb eines Zeitschlitzes von einem Mobilfunksender, beispielsweise einer Basisstation, an einen Mobilfunkempfänger, beispielsweise ein Mobiltelefon gesendet, und wird dort als Empfangsbitfolge ej empfangen. In einem darauffol genden Schritt 112 wird durch Korrelation der Empfangsbitfolge e mit der zweiten Kanalschatzungs-Bitfolge 2x die ungefähre Anfangsposition der zweiten Kanalschatzungs-Bitfolge innerhalb der Empfangsbitfolge ex bestimmt. Damit ist auch die ungefähre Anfangsposition eA der Kanalschatzungs-Bitfolge i bekannt.
In einem nächsten Schritt 114 wird ein Kanalkoeffizientensatz k., mit 2L-1 Kanalkoeffizienten bestimmt, in dem die Kanalschatzungs-Bitfolge v mit der Empfangsbitfolge e^., wie aus dem Stand der Technik bekannt, korreliert wird, und die Korrelation symmetrisch um eA erfolgt. Die maximale Kanallange L hangt dabei von dem verwendeten Mobilfunksystem und Daten- ubertragungskanal ab. So wird beispielsweise bei GSM-Systemen häufig eine maximale Kanallange von 6 angesetzt, wahrend beispielsweise bei EDGE-Systemen häufig eine maximale Kanallange von 7 verwendet wird. Im Folgenden soll das Beispiel für eine maximale Kanallange von L = 7 und eine vorbestimmte reduzierte Kanallange L* = 5 beschrieben werden.
In einem nächsten Schritt 116 werden aus dem Kanalkoeffizientensatz k-j diejenigen sieben benachbarten Kanalkoeffizienten h3 ausgewählt, deren Summe der Betragsquadrate einen maximalen Wert ergeben. Dieser Summenwert bildet dann weiterhin einen ersten Koeffizientenwert Ei.
In einem n chsten Verfahrensschritt 118 werden diejenigen fünf benachbarten Kanalkoeffizienten g-, des Kanalkoeffizientensatzes k-, ausgewählt, deren Summe der Betragsquadrate einen maximalen Wert ergeben. Dieser maximale Summenwert bildet einen zweiten Koeffizientenwert E? .
Im darauffolgenden Schritt 120 wird der Quotient des zweiten und ersten Koeffizientenwerts E2 durch Ex gebildet und einem Mittelungsalgorithmus zugeführt, welcher eine Tiefpass- Funktion umfasst. Dieser Mittelwertbildner führt eine Mitte lung der ihm ber einen gewissen Zeitraum zugeführten Quotienten durch .
Im nächsten Schritt 122 wird diesem Mittelungsalgorithmus der aktuelle gemittelte Quotient entnommen, worauf im Schritt 124 der Quotient mit einem Schwellwert verglichen wird, der beispielsweise in der Gegend von 0,9 liegen kann. Der genaue Wert des Schwellwerts hangt vom verwendeten Mobilfunksystem sowie von den verwendeten technischen Einheiten und Verfahren ab. Ist der Quotient im Verfahrensschritt 126 großer als der Schwellwert von 0,9, so wird der zweite Satz von Kanalkoeffizienten g3 ausgewählt, ansonsten werden in Schritt 128 die ersten Kanalkoeffizienten h- ausgewählt.
Zur Unterdrückung von nicht relevanten Kanalkoeffizienten werden weiterhin in einem Schritt 130 diejenigen Koeffizienten f3 aus den ausgewählten Koeffizienten h-, oder g- ausgewählt, welche großer als ein vorgegebener zweiter Schwellwert sind. Dieser zweite Schwellwert wird so gewählt, dass nur solche Kanalkoeffizienten ausgewählt werden, welche nicht durch Hintergrundrauschen dominiert werden. Auch dieser zweite Schwellwert hangt vom verwendeten technischen System und vom verwendeten Mobilfunkstandard ab.
Die im Verfahrensschritt 130 ausgewählten Kanalkoeffizienten £- werden dann zur Korrektur der übertragungsveranderungen zusammen mit der Empfangsbitfolge beispielsweise einem Viter- bi-Algorithmus zugeführt .
Verfahrensbeispiel 2 :
Im folgenden wird ein weiteres Beispiel für ein erfindungsge- maßes Verfahren dargestellt, wobei die wesentlichen Verfahrensschritte in Figur 3 dargestellt sind. Die ersten Verfah- rensschritte dieses zweiten beispielhaften Verfahrens 210, 212, 214 und 216 entsprechen den Verfahrensschritten 110, 112, 114 und 116 des ersten Beispiels in Figur 2. In einem dem Schritt 216 folgenden Schritt 218 werden aus den ausgewählten sieben ersten Kanalkoeffizienten hD diejenigen ausgewählt, die ber einem vorgegebenen dritten Schwellwert liegen. Dieser dritte Schwellwert ist dabei so gewählt, dass nur diejenigen der ersten Kanalkoeffizienten h-, ausgewählt werden, welche nicht durch Rauschen dominiert werden.
Im darauffolgenden Schritt 220 wird die Anzahl der in Schritt 218 ausgewählten Kanalkoeffizienten bestimmt und die reduzierte Kanallange L* gleich der Zahl der ausgewählten Kanalkoeffizienten gesetzt.
Diese reduzierte Kanallange L* wird in Schritt 222 einem Mittelungsalgorithmus zugeführt, wobei die Mittelung der reduzierten Kanallangen L* in Schritt 222 auf vergleichbare Weise wie die Mittelung des Quotienten im Verfahrensschritt 122 des ersten Beispiels (Figur 2) durchgeführt wird.
Dem Mittelungsalgorithmus wird in einem nächsten Schritt 224 die aktuelle mittlere reduzierte Kanallange L entnommen.
In einem folgenden Schritt 226 werden dann diejenigen L benachbarten Kanalkoeffizienten g-, aus dem Kanalkoeffizientensatz k- ausgewählt, welche die maximale Summe der Betragsquadrate aufweisen. Diese ausgewählten Kanalkoeffizienten bilden zweite Kanalkoeffizienten gD .
In einem folgenden Schritt 228 werden vergleichbar mit dem Schritt 218 diejenigen Kanalkoeffizienten £. aus den zweiten Kanalkoeffizienten g-, ausgewählt, welche oberhalb eines vierten Schwellwerts liegen, wobei der vierte Schwellwert in ahnlicher Weise wie der dritte oder der zweite Schwellwert festgelegt werden. Die in Schritt 228 ausgewählten Kanalkoeffizienten werden dann zur Korrektur der Übertragungsveränderung der Sendebitfolge einem Viterbi-Algorithmus zugeführt.
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung von Kanalkoeffizienten f- eines Datenubertragungskanals zur Korrektur von Übertragungsveranderungen, wobei eine Sendebitfolge s, nach ihrer Übertragung über den Datenuber- tragungskanal als Empfangsbitfolge vorliegt und eine vor- bestimmte Kanalschatzungs-Bitfolge v, umfasst, wobei weiterhin zur Bestimmung der Kanalkoeffizienten f- sowohl erste Kanalkoeffizienten h-, unter Verwendung einer maximalen Kanallange L als auch zweite Kanalkoeffizienten g-, unter Verwendung einer reduzierten Kanallange L* ermittelt werden und die Kanalkoeffizienten f-, aus den ersten Kanalkoeffizienten h3 oder den zweiten Kanalkoeffizienten g-, ausgewählt werden. Durch dieses Verfahren ist eine verbesserte Bestimmung der Kanalkoeffizienten £- möglich, da die bei der Bestimmung der verwendeten Kanalkoeffizienten verwendete Kanallange besser an eine einem vorliegenden Kanalprofil entsprechende reale Kanallange anpassbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung von Kanalkoeffizienten f-, eines Datenubertragungskanals zur Korrektur von Übertragungsveranderungen nach der Übertragung von Daten über den Da- tenubertragungskanal, wobei
- eine Sendebitfolge sn nach Ihrer Übertragung über den Datenubertragungskanal als Empfangsbitfolge ex vorliegt und
- die Sendebitfolge s3 eine vorbestimmte Kanalschatzungs- Bitfolge vx zur Bestimmung der Kanalkoeffizienten umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Kanalkoeffizienten f- aus der Empfangsbitfolge ex und der Kanalschatzungs-Bitfolge vx sowohl erste Kanalkoeffizienten hD unter Verwendung einer maximalen Kanallange L (116, 216) als auch zweite Kanalkoeffizienten gD unter Verwendung einer reduzierten Kanallange L* ermittelt werden (118, 224) und dass die Kanalkoeffizienten f: aus den ersten Kanalkoeffizienten h3 oder den zweiten Kanalkoeffizienten g-, ausgewählt werden (130, 226) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend die Schritte: a.) Ermittlung eines Kanalkoeffizientensatzes k-, mit mindestens L Kanalkoeffizientenwerten unter Verwendung der Kanalschatzungs-Bitfolge v-, und der Empfangsbitfolge eα
(114, 214); b.) Ermittlung der ersten Kanalkoeffizienten hD, insbesondere von L ersten Kanalkoeffizienten h-,, aus dem Kanalkoeffizientensatz k-, unter Verwendung der Kanallange L
(116, 216);
c.) Ermittlung der zweite Kanalkoeffizienten g3, insbesondere von L* zweiten Kanalkoeffizienten g-,, aus dem Kanalkoeffizientensatz k- unter Verwendung der Kanallange L* (118, 224); d.) Auswahl der Kanalkoeffizienten f. aus den ersten Kanalkoeffizienten h. oder aus den zweiten Kanalkoeffizienten g-, (130, 226) .
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
- dass nach Verfahrensschritt c.) in einem Schritt cl . ) aus zumindest Teilen der ersten Kanalkoeffizienten h-, und zumindest Teilen der zweiten Kanalkoeffizienten g3 mindestens ein Koeffizientenwert E ermittelt wird (120) , und
- dass in Verfahrensschritt d.) die zur Korrektur der U- bertragungsveranderung zu verwendenden Kanalkoeffizienten f-, aus den ersten Kanalkoeffizienten h-, oder aus den zweiten Kanalkoe fizienten gj unter Verwendung des mindestens einen Koeffizientenwerts E als ein Entscheidungskriterium ausgewählt werden (124, 126, 128, 130) .
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Koeffizientenwert E einen ersten Summenwert, basierend auf einer Summe der Betrage oder eine Summe der Betragsquadrate von zumindest Teilen der ersten Kanalkoeffizienten h-,, und einen zweiten Summenwert, basierend auf einer Summe der Beträge oder eine Summe der Betragsquadrate von zumindest Teilen der zweiten Kanalkoeffizienten g- umfasst. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
- dass ein Koeffizientenwert E aus einem Quotient oder einer Differenz des ersten und des zweiten Summenwerts gebildet wird oder
- dass der erste Summenwert als ein erster Koeffizientenwert und der zweite Summenwert als ein zweiter Koeffizientenwert gewählt werden, wobei der Vergleich des ersten und zweiten Koeffizientenwerts als ein Entscheidungskriterium in Schritt d. ) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichne ,
- dass der Datenubertragungskanal in Zeitschlitze unterteilt ist und die Sendebitfolge innerhalb eines Zeitschlitzes übertragen wird, sowie,
- dass nach dem Verfahrensschritt cl . ) ein zeitlicher Koeffizienten-Mittelwert E unter Verwendung des Koeffizientenwerts E und mindestens einem weiteren entsprechenden Koeffizientenwert gebildet wird, wobei der mindestens eine weitere entsprechende Koeffizientenwert aus mindestens einem vorausgegangenen Zeitschlitz auf vergleichbare oder identische Weise bestimmt wurde (122) , und dass weiterhin in Verfahrenschritt d.) anstatt des Koeffizientenwerts E der Koeffizienten-Mittelwert E verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Koeffizienten-Mittelwert E ein arithmetischer Mittelwert, ein geometrischer Mittelwert und/oder ein ge- wichteter Mittelwert ist und/oder unter Verwendung einer Tief ass-Funktion bestimmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend die Schritte:
A. ) Ermittlung eines Kanalkoeffizientensatzes k-,, insbesondere mit mindestens L Kanalkoeffizientenwerten, unter Verwendung der Kanalschatzungs-Bitfolge vx und der Empfangsbitfolge ex (114, 214);
B.) Ermittlung der ersten Kanalkoeffizienten h-,, insbesondere von L ersten Kanalkoeffizienten h-, aus dem Kanalkoeffizientensatz k- unter Verwendung der Kanallange L (116, 216);
C.) Bestimmung der reduzierten Kanallange L* aus den ersten Kanalkoeffizienten h-, (220) ,
D.) Ermittlung der zweite Kanalkoeffizienten g-, insbesondere von L* zweiten Kanalkoeffizienten g:, aus dem Kanalkoeffizientensatz k-, unter der Annahme einer Kanallange L* (224);
E.) Ermittlung der zur Korrektur der Ubertragungsveranderung zu verwendenden Kanalkoeffizienten f-, aus den zweiten Kanalkoeffizienten g: (226) .
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
- dass der Datenubertragungskanal in Zeitschlitze unterteilt ist und die Sendebitfolge innerhalb eines Zeitschlitzes übertragen wird, sowie,
- dass nach dem Verfahrensschritt C.) ein zeitlicher Mittelwert der reduzierten Kanallange L unter Verwendung der reduzierten Kanallange L* und mindestens einer weiteren entsprechenden reduzierten Kanallange gebildet wird, wobei die mindestens eine weitere entsprechende reduzierte Kanallange aus mindestens einem vorausgegangenen Zeit schlitz auf vergleichbare oder identische Weise bestimmt wurde (222), und dass weiterhin in Verfahrenschritt D.) anstatt der reduzierten Kanallänge L* der Mittelwert der reduzierten Kanallänge T" verwendet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelwert der reduzierten Kanallänge L ein a- rithmetischer Mittelwert, ein geometrischer Mittelwert und/oder ein gewichteter Mittelwert ist und/oder unter Verwendung einer Tiefpass-Funktion bestimmt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anfangs-Bitposition eA der Kanalschatzungs- Bitfolge innerhalb der Empfangsbitfolge ermittelt wird (112, 212), insbesondere dass die Ermittlung durch eine Korrelation der Empfangsbitfolge mit der Kanalschatzungs- Bitfolge i oder einer zweiten in der Sendebitfolge enthaltenen Kanalschatzungs-Bitfolge 2j erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kanalschatzungs-Bitfolge die Kanalschatzungs-Bitfolge zumindest teilweise umfasst.
13. Elektronische Schaltung, die zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.
14 . Elektronische Schaltung gemäß Anspruch 13 , da du r c h g e k e n n z e i c hn e t .
dass die elektronische Schaltung als mindestens ein Integrierter Schaltkreis ausgebildet ist.
15. Telekommunikations-Endgerät mit einer elektronischen Schaltung gemäß Anspruch 13 oder 14.
16. Telekommunikations-Endgerät mit einer Ausführungsumgebung
(34, 36), die zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.
17. Telekommunikations-Endgerät mit einer Datenverarbeitungseinrichtung (34, 36) zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 mit einer Sende- /Empfangseinheit zum Empfang der Empfangsbitfolge ei.
18. Computerprogrammprodukt, welches in einen internen digitalen Speicher (36) eines Telekommunikations-Endgeräts mit einer Prozessoreinheit (34) geladen werden kann oder geladen wurde, und welches weiterhin Softwareabschnitte umfasst, mit welchen Schritte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt im Telekommunikations-Endgerät ausgeführt wird.
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