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Dokumentenidentifikation DE10359886B4 08.06.2006
Titel Verfahren zur Entzerrung eines Nutzsignals bei Berücksichtigung eines Störers
Anmelder Infineon Technologies AG, 81669 München, DE
Erfinder Becker, Burkhard, 85737 Ismaning, DE
Vertreter Lange, T., Dipl.-Phys.(Univ.) Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 81673 München
DE-Anmeldedatum 19.12.2003
DE-Aktenzeichen 10359886
Offenlegungstag 28.07.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 08.06.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.06.2006
IPC-Hauptklasse H03M 13/41(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H04B 7/005(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   H04L 27/01(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   H04L 25/03(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entzerrung eines über einen Nutzkanal übertragenen Signals unter Berücksichtigung wenigstens eines Störkanals.

Bei der Übertragung von Funksignalen zwischen einem Sender und einem Empfänger treten verschiedene Störeinflüsse auf, die bei der empfängerseitigen Signaldetektion zu berücksichtigen sind. Zum einen erleidet das Signal eine Verzerrung, die dadurch verursacht wird, dass es in der Regel mehrere mögliche Signalausbreitungswege gibt. Aufgrund Reflexion, Streuung und Beugung von Signalwellen an Hindernissen, wie z.B. Gebäuden, Bergen und dergleichen, setzt sich die Empfangsfeldstärke am Empfänger aus mehreren im Allgemeinen unterschiedlich starken und unterschiedlich verzögerten Signalkomponenten zusammen. Dieses als Mehrwegeausbreitung bezeichnete Phänomen verursacht die als Intersymbol-Interferenz (ISI) bekannte Verzerrung des übertragenen Datensignals.

Andere aktive Teilnehmer stellen eine weitere Ursache für Störungen dar. Die von diesen Teilnehmern verursachten Störungen werden als Vielfachzugriffs-Interferenz (Multi Access Interference: MAI) bezeichnet. Häufig tritt ein Szenarium auf, in dem gerade ein dominanter Störer bzw. Störkanal die Signaldetektion im Nutzkanal gravierend beeinträchtigt.

Zunächst wird nur ein Kanal betrachtet, d.h. MAI vernachlässigt. Dieser Mehrwege-Übertragungskanal zwischen dem Sender S und dem Empfänger E kann als ein Übertragungsfilter H mit Kanalkoeffizienten hk modelliert werden, wie dies in 1 dargestellt ist. Der Sender S speist Sendesymbole sk in den Übertragungskanal, d.h. das Kanalmodell-Übertragungsfilter H, ein. Durch einen Modellsummierer SU kann ein additiver Rauschbeitrag nk berücksichtigt werden, welcher den mit hk gefilterten Sendesymbolen sk am Ausgang des Kanalmodell-Übertragungsfilters H hinzuaddiert wird.

Der Index k bezeichnet die diskrete Zeit in Zeiteinheiten des Symboltaktes. Die durch das Übertragungsfilter H gefilterten und mit Rauschen überlagerten Sendesignale sk werden als Empfangssignal xk durch den Empfänger E empfangen. Es gilt:

wobei L die Ordnung des durch das Filter H modellierten Übertragungskanals darstellt. Wie aus Gleichung (1) erkennbar, liegt ISI vor, da xk nicht nur von sk sondern auch von sk-1, ..., sk-L abhängt.

2 zeigt das Kanalmodell-Übertragungsfilter H. Das Filter H umfasst ein Schieberegister bestehend aus L Speicherzellen Z. Vor und hinter jeder Speicherzelle Z befinden sich jeweils Abgriffe (insgesamt L + 1 Stück), die zu Multiplizierern führen, welche die Werte der über einen Eingang IN im Symboltakt T–1 in das Schieberegister eingeschobenen Symbole sk, sk-1, ..., sk-L mit den entsprechenden Kanalimpulsantworten h0, h1, ..., hL multiplizieren. Eine Ausgabestufe AD des Filters H addiert die Ausgänge der L + 1 Multiplizierer auf. Es ergibt sich somit ein Ausgangssignal OUT gemäß Gleichung 1.

Durch den Speicherinhalt des Kanalmodell-Schieberegisters wird der Zustand des Kanals beschrieben. Der Speicherinhalt der eingangsseitig ersten Speicherzelle enthält in der Zeiteinheit k das Symbol sk-1 (welches mit h1 multipliziert wird), die weiteren Speicherzellen Z sind mit den Symbolen sk-2, sk-3, ..., sk-L belegt. Der Zustand des Kanals in der Zeiteinheit k ist damit eindeutig durch die Angabe der Speicherinhalte, das heisst durch das L-Tupel (sk-L, sk-L+1, ..., sk1), bestimmt.

Im Empfänger E sind die empfangenen Signalwerte xk als Abtastwerte bekannt und die Kanalimpulsantworten h0, h1, ..., hL des Kanals werden in regelmäßigen Zeitabständen geschätzt. Die Entzerrungsaufgabe besteht darin, aus diesen Informationen die Sendesymbole sk zu berechnen. Im folgenden wird die Entzerrung mittels eines Viterbi-Entzerrers betrachtet.

Die Viterbi-Entzerrung beruht auf dem Auffinden eines kürzesten Wegs durch ein Zustandsdiagramm des Kanals, welches als Trellis-Diagramm bekannt ist. In dem Trellis-Diagramm sind die Kanalzustände über der diskreten Zeit k aufgetragen. Gemäß dem Viterbi-Algorithmus (VA) wird für jeden möglichen Übergang zwischen zwei Zuständen (Vorgänger-Zustand zur Zeiteinheit k → Ziel-Zustand zur Zeiteinheit k + 1) eine Übergangsmetrik (branch metric) berechnet, welche ein Maß für die Wahrscheinlichkeit des Übergangs darstellt. Anschließend werden die Übergangsmetriken den jeweiligen Zustandsmetriken (in der Literatur häufig auch als Pfadmetriken (path metrics) bezeichnet) der Vorgänger-Zustände hinzuaddiert. Bei Übergängen in denselben Endzustand werden die auf diese Weise erhaltenen Summen verglichen. Derjenige Übergang in den fraglichen Endzustand, dessen Summe aus Übergangsmetrik und Zustandsmetrik des Vorgänger-Zustands minimal ist, wird ausgewählt und bildet die Verlängerung des in diesen Vorgänger-Zustand führenden Pfads in den Zielzustand. Diese drei grundlegenden Operationen des VA sind als ACS-(ADD-COMPARE-SELECT-)Operationen bekannt.

Während sich aus kombinatorischer Sicht die Anzahl der Pfade durch das Trellis-Diagramm mit wachsendem k (d.h. mit Zeitablauf) exponentiell erhöht, bleibt sie beim VA konstant. Ursache hierfür ist der Auswahlschritt (SELECT). Nur der ausgewählte Pfad („survivor") überlebt und kann weitergeführt werden. Die anderen möglichen Pfade werden verworfen. Die rekursive Pfadverwerfung ist das Kernkonzept des VA und unabdingbare Voraussetzung für die rechentechnische Bewältigung des Problems der Suche nach dem kürzesten Pfad durch das Trellis-Diagramm.

Die Anzahl der Kanalzustände (d.h. die Anzahl der Belegungsmöglichkeiten des Schieberegisters H) im Trellis-Diagramm, welche identisch ist mit der Anzahl der durch das Trellis-Diagramm verfolgten Pfade, beträgt pL. Dabei bezeichnet p die Wertigkeit der betrachteten Datensymbole. Der Rechenaufwand des VA erhöht sich demnach exponentiell mit L. Da L der Länge des Kanalgedächtnisses des physikalischen Ausbreitungskanals entsprechen sollte, wächst der Aufwand für die Prozessierung des Trellis-Diagrams mit zunehmendem Kanalgedächtnis des physikalischen Ausbreitungskanals.

Eine simple Methode zur Verringerung des Rechenaufwands besteht darin, der Trellis-Prozessierung ein kurzes Kanalgedächtnis L zugrunde zu legen. Dadurch wird die Performance des Entzerrers jedoch stark beeinträchtigt. Eine wesentlich sinnvollere Maßnahme zur Begrenzung des Rechenaufwands, die die Qualität des Entzerrers nicht gravierend beeinflußt, ist die Methode der Entscheidungsrückkopplung (DF: Decision-Feedback). Beim DF-Verfahren wird dem VA ein reduziertes Trellis-Diagramm zugrunde gelegt, das heisst ein Trellis-Diagramm, in welchem nicht alle sondern nur ein Teil der pL Kanalzustände berücksichtigt ist. Bei einer Reduzierung des Trellis-Diagramms auf

Trellis-Zustände (LDF < L) werden die verbleibenden L-LDF Kanalkoeffizienten (die nicht für die Definition von Trellis-Zuständen verwendet werden) weiterhin berücksichtigt, indem sie für die Berechnung der Übergangsmetriken im reduzierten Trellis-Diagramm eingesetzt werden.

Sowohl beim Prozessieren des vollständigen Trellis-Diagramms als auch bei Prozessieren des reduzierten Trellis-Diagramms (DF-Fall) muss für jeden in Frage kommenden Übergang zwischen zwei Zuständen eine Übergangsmetrik berechnet werden. Die Übergangsmetrik ist der euklidische Abstand zwischen dem gemessenen Signalwert bzw. Abtastwert Xk und einem geschätzten "hypothetischen" Signalwert, welcher bezüglich des Ziel-Zustandes, des Übergangs vom Vorgänger-Zustand in den Ziel-Zustand und der Pfadgeschichte („path history") unter Berücksichtigung der Kanalkenntnis im Empfänger berechnet und „getestet" wird:

Zur Erläuterung wird exemplarisch p = 2 (binäres Datensignal) angenommen, d.h. es existieren 2L (DF-Fall:

) Trellis-Zustände (0, 0, ..., 0), (1, 0, ..., 0) bis (1, 1, ..., 1) bestehend aus L-Tupeln (DF: LDF-Tupeln). Ein bestimmter hypothetischer Vorgänger Zustand sei durch die Schieberegister-Belegung (aL, aL-1, ..., a1) definiert (im DF-Fall werden für die Zustandsdefinition nur die LDF rechten Bits (
..., a1) der Schieberegisterbelegung verwendet). Mit a0 wird das hypothetisch gesendete Symbol (Bit) 0 oder 1 bezeichnet, welches den Vorgänger-Zustand (aL, aL-1, ..., a1) im Zeitschritt k in den Ziel-Zustand (aL-1, aL-2, ..., a0) im Zeitschritt k + 1 (DF : Vorgänger-Zustand (
..., a1) in den Ziel-Zustand (
..., a0)) überführt. Die Übergangsmetrik BMk lautet mit oder ohne DF:

Der geschätzte Signalwert (im Folgenden auch als geschätztes Symbol bezeichnet) ist eine Summe von Produkten aus einem Kanalkoeffizient und einem Symbol. Für den DF-Fall kann der Term

noch in einen Trellis-Beitrag und einen DF-Beitrag aufgespalten werden:

D.h., das geschätzte Symbol besteht aus zwei (DF-Fall: drei) Beiträgen: einem Beitrag, der durch das hypothetisch gesendeten Symbol a0 für den Übergang von der Zeiteinheit k in die Zeiteinheit k + 1 bestimmt ist, dem Trellis-Beitrag, der durch den Vorgänger-Zustand zur Zeiteinheit k im Trellis-Diagramm gegeben ist, und im DF-Fall kommt aufgrund der reduzierten Trellis-Zustände noch der DF-Beitrag hinzu.

Die Übergangsmetrik BMk ist mit oder ohne DF immer die gleiche. Die Rechenersparnis beim VA mit DF ergibt sich, wie bereits erwähnt, aus der kleineren Anzahl

der bei der Prozessierung des Trellis-Diagramms zu berücksichtigenden Trellis-Zustände, d.h. aus der Reduzierung des Trellis-Diagramms.

Wenn bei der Entzerrung eines Datensignals ferner ein Störkanal (d.h. ein zweiter Mehrwege-Übertragungskanal) berücksichtigt werden soll, muss eine gemeinsame VA-Entzerrung beider Kanäle (Nutzkanal und Störkanal) durchgeführt werden. Zu diesem Zweck wird ein Gesamt-Trellis-Diagramm aufgebaut, welches die Zustände beider Kanäle umfasst: Ein Beispiel: Ist p = 2 (binäres Datensignal) und L = 4 für beide Kanäle, umfasst das Trellis-Diagramm des Nutzkanals 16 Zustände und das Trellis-Diagramm des Störkanals ebenfalls 16 Zustände. Das der gemeinsamen VA-Entzerrung beider Signale zugrunde liegende "kombinatorische" Gesamt-Trellis-Diagramm umfasst dann 16 × 16 = 256 Zustände. Wird jeweils ein zusätzliches DF-Bit berücksichtigt (d.h. L = 5, LDF = 4), umfasst das Gesamt-Trellis-Diagramm weiterhin 256 Zustände, bei der Berechnung der Übergangsmetriken kommen als DF-Beitrag jedoch noch zwei DF-Bits (pro Kanal jeweils eines) hinzu.

Der Aufwand für die Prozessierung des Gesamt-Trellis-Diagramms ist gegenüber dem Aufwand für die Prozessierung des Trellis-Diagramms für den Nutzkanal alleine um den Faktor 16 erhöht. Bei einer Prozessierung des Trellis-Diagramms mittels Steuerung durch einen DSP (digitaler Signalprozessor) führt eine solche Lösung zu einer sehr hohen MIPS-Belastung (MIPS: million instructions per second) des DSP, so dass andere Anwendungen auf dem DSP nicht oder nicht mehr in akzeptabler Zeit ablaufen können. Für ein nach dem EDGE-(Enhanced Data Rates for GSM Evolution-)Standard (mit p = 8) übertragenes Nutzsignal ist eine Entzerrung mit Berücksichtigung eines Störers bei Verwendung des Gesamt-Trellis-Diagramms aufgrund einer zu hohen DSP-Belastung in der Mobilfunkpraxis nicht mehr möglich.

Um die DSP-Belastung zu reduzieren ist es bereits bekannt, die Prozessierung des Trellis-Diagramms durch spezielle dedizierte Hardware-Schaltungen, sogenannte Hardware-Beschleuniger, zu unterstützen. Diese führen Zeitschritt für Zeitschritt die ACS-Operationen in einem Trellis-Diagramm durch. Dabei können die Hardware-Beschleuniger zwischen zwei Kanalschätzungen (welche eine Neuberechnung der Kanalkoeffizienten bewirken) eine weitestgehend autarke Abarbeitung des Trellis-Diagramms über mehrere Zeiteinheiten hinweg durchführen.

In der am Anmeldetage noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit Aktenzeichen 103 23 407.1 ist ein Entzerrungsverfahren beschrieben, bei welchem ein über einen Nutzkanal übertragenes Signal nach dem DF-Verfahren unter Berücksichtigung eines Störkanals entzerrt wird. Bei diesem Verfahren werden in jeder Zeiteinheit abwechselnd das Trellis-Diagramm des Nutzkanals und das Trellis-Diagramm des Störkanals prozessiert. Die in der betrachteten Zeiteinheit gewonnenen Informationen des Störkanals (Nutzkanals) werden als DF-Beitrag bei der Prozessierung des Trellis-Diagramms des Nutzkanals (Störkanals) entweder in derselben Zeiteinheit oder für die nächste Zeiteinheit eingesetzt. Ein Nachteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass aufgrund der wechselweisen Berücksichtigung von DF-Beiträgen aus dem jeweiligen Nachbarkanal ein speziell aufgebauter Hardware-Beschleuniger implementiert sein muss.

In der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 32 237 A1 ist ein Viterbi-Entzerrer beschrieben, welcher einen DSP sowie einen Hardware-Beschleuniger zur Durchführung der ACS-Operationen umfasst. Der Hardware-Beschleuniger umfasst einen ersten Hardware-Berechnungsschaltkreis, welcher Partialsummen von Übergangsmetrikwerten bzw. aus neuen Partialsummen die Übergangsmetrikwerte berechnet. Ein zweiter Hardware-Berechnungsschaltkreis greift auf die im ersten Hardware-Berechnungsschaltkreis berechneten Partialsummen bzw. Übergangsmetrikwerte zu und führt Zeitschritt für Zeitschritt die ACS-Operationen durch. Eine Neukonfigurierung des Hardware-Beschleunigers findet lediglich bei einer neuen Kanalschätzung statt, da der erste Hardware-Berechnungsschaltkreis zu diesem Zeitpunkt neue Partialsummen der Übergangsmetrikwerte bzw. aus neuen Partialsummen die Übergangsmetrikwerte berechnen muss.

In der Veröffentlichung "Nonlinear Techniques for the Joint Estimation of Cochannel Signals", K. Giridhar et al., IEEE Transactions on Communications, Band 45, Nr. 4, April 1997, Seiten 473–484, ist ein Verfahren zur iterativen Entzerrung eines über einen Nutzkanal übertragenen Signals unter Berücksichtigung wenigstens eines Störkanals beschrieben. Dabei wird ein zweistufiger MAP-Detektor eingesetzt, welcher eine gemeinsame Detektion (joint detection) des Störkanals und des Nutzkanals durchführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entzerrung eines Nutzkanals unter Berücksichtigung eines Störkanals anzugeben, welches eine möglichst aufwandsgünstige Berücksichtigung des Störkanals bei der Entzerrung des Nutzkanals ermöglicht. Insbesondere soll das erfindungsgemäße Verfahren in einem üblichen Entzerrer, welcher einen DSP und einen Hardware-Beschleuniger umfasst, ohne eine bauliche Veränderung des Hardware-Beschleunigers ablaufen können.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nach Anspruch 1 umfasst eine Entzerrung eines über einen Nutzkanal übertragenen Signals unter Berücksichtigung wenigstens eines Störkanals die folgende Schritte: (a) Prozessieren des Trellis-Diagramms des Störkanals über ein Intervall von Zeiteinheiten; (b) Korrigieren der in dem Intervall von Zeiteinheiten empfangenen Symbole mittels Information, die beim Prozessieren des Trellis-Diagramms des Störkanals erhalten wurde; und (c) Prozessieren des Trellis-Diagramms des Nutzkanals über dasselbe Intervall von Zeiteinheiten unter Verwendung der korrigierten Symbole.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird kein kombinatorisches Gesamt-Trellis-Diagramm aufgebaut, sondern eine getrennte Entzerrung des Nutzkanal-Trellis-Diagramms und des Störkanal-Trellis-Diagramms vorgenommen. Durch die Korrektur der in dem Intervall von Zeiteinheiten empfangenen Symbole mittels Information, die beim Prozessieren des Trellis-Diagramms des Störkanals erhalten wurde, wird die Wechselwirkung des Störkanals beim Prozessieren des Trellis-Diagramms des Nutzkanals (Schritt (c)) berücksichtigt. Ferner werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die jeweiligen Trellis-Diagramme (Nutzkanal, wenigstens ein Störkanal) jeweils über mehrere Zeiteinheiten (sogenanntes Intervall von Zeiteinheiten) prozessiert. Da keine pro Zeiteinheit wechselweise Prozessierung der Trellis-Diagramme vorgenommen wird, sondern jedes Trellis-Diagramm stets über ein zusammenhängendes Zeitintervall prozessiert wird, wird bis auf die erforderliche "Umschaltung" zwischen den Trellis-Diagrammen nach Ablauf des Zeitintervalls ein dem üblichen Prozessieren eines Nutzkanal-Trellis-Diagramms (ohne Berücksichtigung eines Störkanals) vergleichbarer Ablauf ausgeführt.

Vorzugsweise wird das Prozessieren der Trellis-Diagramme des Nutzkanals und des Störkanals mittels einer dedizierten Hardware-Schaltung, im folgenden auch als "Hardware-Beschleuniger" (hardware accelerator) bezeichnet, durchgeführt, während die Korrektur der in dem Intervall von Zeiteinheiten empfangenen Symbole in einem Software-Modul (z.B. DSP) durchgeführt wird. Da die Korrektur der empfangenen Symbole im Software-Modul durchgeführt wird, besteht für den Hardware-Beschleuniger kein Unterschied beim Abarbeiten des Trellis-Diagramms des Störkanals in Schritt (a) und des Nutzkanals in Schritt (c). Insofern können mit ein und demselben Hardware-Beschleuniger beide Trellis-Prozessierungen (ohne und mit Wechselwirkung durch den jeweiligen Nachbarkanal) durchgeführt werden. Mit anderen Worten kann das erfindungsgemäße Verfahren durch einen einfachen Firmware-Update auf einer bekannten Entzerrer-Hardware (DSP mit Hardware-Beschleuniger) implementiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 6 kennzeichnet sich dadurch, dass vor den Schritten (a) bis (c), die identisch mit den Schritten (a) bis (c) nach Anspruch 1 sind, die folgenden Schritte durchgeführt werden: (i) erstmaliges Prozessieren des Trellis-Diagramms des Nutzkanals über das Intervall von Zeiteinheiten; und (ii) Korrigieren der in dem Intervall von Zeiteinheiten empfangenen Symbole mittels Information, die beim Prozessieren des Trellis-Diagramms des Nutzkanals in Schritt (i) erhalten wurde, wobei für die Störkanal-Trellis-Prozessierung in Schritt (a) die in Schritt (ii) korrigierten Symbole verwendet werden.

In diesem Fall erfolgt also (nur) die erstmalige Prozessierung des Trellis-Diagramms des Nutzkanals (Schritt (i)) ohne Wechselwirkung mit dem Nachbarkanal (Störkanal). Die in den Schritten (a) und (c) durchgeführten Prozessierungen des Störkanals bzw. Nutzkanals erfolgen jeweils unter Verwendung korrigierter Abtastwerte zur Berücksichtigung eines DF-Beitrags aus dem jeweiligen Nachbarkanal. Das nochmalige Prozessieren des Trellis-Diagramms des Nutzkanal über dasselbe Intervall von Zeiteinheiten unterscheidet sich von dem erstmaligen Prozessieren des Trellis-Diagramms (Schritt (i)) also dadurch, dass korrigierte empfangene Symbole verwendet werden. Durch diese Korrektur der Symbole wird im Vergleich zum erstmaligen Prozessieren des Trellis-Diagramms des Nutzkanals ein DF-Beitrag aus dem Störkanal in die Berechnung der Übergangsmetrikwerte einbezogen. Die der Berechnung der Übergangsmetrikwerte zugrunde liegenden geschätzten Symbole können unverändert, d.h. identisch mit den in Schritt (i) verwendeten Faltungsprodukten sein.

Wie bei Schritt (b) werden auch die Abtastwerte-Korrekturen im Schritt (ii) vorzugsweise im Software-Modul (DSP) durchgeführt, so dass der Hardware-Beschleuniger in Bezug auf seine Verdrahtung unabhängig davon ist, ob ein DF-Beitrag des Nachbarkanals berücksichtigt wird oder nicht. Also kann wie bereits erläutert auch hier derselbe Hardware-Beschleuniger für sämtliche Trellis-Prozessierungen eingesetzt werden; es ist lediglich erforderlich, den Hardware-Beschleuniger in den Schritten (a) und (c) mit den jeweiligen korrigierten Symbolen zu konfigurieren.

Da der Nutzkanal bei dieser Verfahrensvariante "zweimal" über dasselbe Intervall von Zeiteinheiten entzerrt wird, wird von einer iterativen Entzerrung gesprochen. Durch die iterative Entzerrung wird eine besonders gute Reduzierung der Störkanal-Interferenz möglich.

Die Länge des Zeitintervalls hat einen deutlichen Einfluss sowohl auf die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens als auch auf die MIPS-Belastung des Software-Moduls. Generell gilt, dass eine kürzere Intervall-Länge die Leistungsfähigkeit des Verfahrens erhöht, jedoch auch eine höhere Belastung des Software-Moduls bedeutet. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher die Intervall-Länge steuerbar, so dass je nach den Gegebenheiten ein geeigneter Kompromiss zwischen Entzerrungsqualität und Prozessorbelastung gefunden werden kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; in diesen zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Modells des physikalischen Übertragungskanals;

2 den Aufbau eines Modell-Filters zur Modellierung eines Übertragungskanals;

3 einen Ausschnitt aus einem Trellis-Diagramm für zwei Zeiteinheiten k und k + 1 für L = 5 und LDF = 4 bezüglich eines Kanals;

4 eine schematische Darstellung eines zu einem bestimmten Zustand in der Zeiteinheit k + 1 hinführenden Pfades im Trellis-Diagramm sowie eine Angabe des zugehörigen Pfadvektors bezüglich eines Kanals;

5 eine schematische Darstellung eines Zeitschlitzes im Nutzkanal und eines Zeitschlitzes im Störkanal bezogen auf die Empfangszeit;

6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Prozessierung des Trellis-Diagramms des Nutzkanals (2-fach) und des Trellis-Diagramms des Störkanals (1-fach) bei einer Intervallbreite, die einem Halb-Zeitschlitz entspricht;

7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Prozessierung des Trellis-Diagramms des Nutzkanals (2-fach) und des Trellis-Diagramms des Störkanals (1-fach) bei einer Unterteilung eines Halb-Zeitschlitzes in drei Intervalle; und

8 eine schematische Darstellung einer Architektur eines Entzerrers, welcher einen DSP und einen Hardware-Beschleuniger umfasst.

Die 3 und 4 dienen der exemplarischen Erläuterung der Viterbi-Entzerrung mit DF-Verfahren. Es wird beispielhaft der Fall p = 2 betrachtet. Ein zweiwertiges Symbolalphabet wird im Mobilfunkstandard GSM (Global System for Mobile Communications) verwendet. Ferner wird ebenfalls in beispielhafter Weise der Entzerrung des betrachteten Kanals (Störkanal oder Nutzkanal) ein Kanalmodell-Filter H gemäß 2 zugrunde gelegt, das L = 5 Speicherzellen beinhaltet. Jeder Zustand im Trellis-Diagramm wird durch 4 Bits definiert (LDF = 4). Infolgedessen weist das Trellis-Diagramm sowohl des Störkanals als auch des Nutzkanals jeweils 24 = 16 Zustände auf.

In 3 ist ein Ausschnitt (Zeiteinheit k und Zeiteinheit k + 1) aus dem zugehörigen Trellis-Diagramm (das sowohl für den Nutzkanal als auch für den Störkanal gilt) mit 16 Zuständen dargestellt. Zunächst wird allgemein die Prozessierung eines solchen Trellis-Diagramms erläutert, ohne auf die erfindungsgemäße Berücksichtigung des anderen (zweiten) Kanals einzugehen. Die Zustände sind mit dem Index v bezeichnet und durch die von 0 bis 15 durchnummerierten Kästchen über den Zeiteinheiten k und k + 1 dargestellt. In jeder Zeiteinheit können die ersten 4 Speicherzellen des Modell-Filters H somit einen von 16 möglichen Kanalzuständen einnehmen.

Die ACS-Operationen bezüglich der Zeiteinheit k seien bereits durchgeführt. Für jeden der 16 Zustände der Zeiteinheit k ist dann bereits eine Zustandsmetrik berechnet worden. Ferner steht der zu jedem dieser Zustände führende Pfad (Sequenz von Vorgänger-Zuständen) fest. Der für den Zustand v, v = 0, ..., 15, in der Zeiteinheit k berechnete "alte" Zustandsmetrikwert wird mit oSMv bezeichnet.

Die Aufgabe der ACS-Operation besteht darin, für jeden Ziel-Zustand v' in der Zeiteinheit k + 1 einen neuen Zustandsmetrikwert zu berechnen. Die für die Ziel-Zustände in der Zeiteinheit k + 1 berechneten neuen Zustandsmetrikwerte werden mit nSMv', v' = 0, ..., 15, bezeichnet.

Die Berechnung der neuen Zustandsmetrikwerte für die Ziel-Zustände wird gemäß dem bekannten VA folgendermaßen durchgeführt:

Betrachtet wird zunächst der Ziel-Zustand v' = 0. Mit dem Wert des hypothetischen Bits a0 = 0 wird der Ziel-Zustand v' = 0 der Zeiteinheit k + 1 entweder von dem Zustand v = 0 oder von dem Zustand v = 1 der Zeiteinheit k erreicht. Um den wahrscheinlicheren dieser beiden Vorgänger-Zustände und damit den wahrscheinlicheren der beiden möglichen Übergänge zu entscheiden, werden die Summen oSM0 + BMk(0 → 0) und oSM1 + BMk(1 → 0) gebildet (ADD-Operation). Dabei bezeichnet BMk(0 → 0) den zu dem Übergang von dem Vorgänger-Zustand v = 0 zu dem Ziel-Zustand v' = 0 gehörenden Übergangsmetrikwert, und BMk(1 → 0) bezeichnet den zu dem Übergang von dem Vorgänger-Zustand v = 1 zu dem Ziel-Zustand v' = 0 gehörenden Übergangsmetrikwert.

Der kleinere der beiden Summenwerte wird ermittelt (COMPARE-Operation) und wird der neue Zustandsmetrikwert nSM0 des Ziel-Zustands v = 0 der Zeiteinheit k + 1, d.h. nSM0 = min (oSM0 + BMk(0 → 0); oSM1 + BMk(1 → 0)). Der zugehörige Übergang wird als der wahrscheinlichere der beiden möglichen Übergänge ausgewählt (SELECT-Operation). Auf diese Weise wird für jeden Ziel-Zustand v = 0, ..., 15 der Zeiteinheit k + 1 der wahrscheinlichere Übergang sowie der wahrscheinlichere Vorgänger-Zustand bestimmt. Pro Ziel-Zustand ist also eine ACS-Operation durchzuführen.

Die beiden anderen möglichen Übergänge aus den Vorgänger-Zuständen v = 0, 1 der Zeiteinheit k führen ebenfalls in denselben Ziel-Zustand, und zwar v = 8. Die Übergänge 0 → 0, 1 → 0, 0 → 8, 1 → 8 werden (aufgrund ihrer Schmetterlings-ähnlichen Gestalt) als Butterfly 1 bezeichnet. Ein zweiter Butterfly – Butterfly 2 – wird durch die Übergänge 2 → 1, 3 → 1 und 2 → 9, 3 → 9 definiert. Ein achter Butterfly ist noch in 3 eingezeichnet und durch die Übergänge 14 → 7, 14 → 15 und 15 → 7, 15 → 15 gegeben.

"Prozessieren des Trellis-Diagramms" bedeutet die Durchführung sämtlicher ACS-Operationen für eine bestimmte Zeiteinheit k. Die ACS-Operationen werden vorzugsweise Butterfly für Butterfly, d.h. in Vorwärtsrichtung, durchgeführt. Diese im Stand der Technik bekannte Vorgehensweise hat den Vorteil, dass für die Durchführung von 2 ACS-Operationen lediglich 2 alte Zustandsmetrikwerte (z.B. für das Butterfly 1 die Zustandsmetrikwerte oSM0 und oSM1) aufgerufen werden müssen.

Die Zustände des Trellis-Diagramms v = 0, ..., 15 werden in Bit-invertierter Reihenfolge definiert:

Zustand v = 0: 0000

Zustand v = 1: 1000

Zustand v = 2: 0100

....

Zustand v = 14: 0111

Zustand v = 15: 1111.

Gemäß 2 setzen sich die Zustände aus den Hypothesen für die letzten 4 in das Kanalmodell-Filter H eingegebenen Bits a4, a3, a2, a1 zusammen. Ein zuvor in das Kanalmodell-Filter H (hypothetisch) eingegebenes Bit a5 (oder auch mehrere solcher Bits) kann als DF-Bit des betrachteten Kanals (Nutzkanal oder Störkanal) verwendet werden. Es wird nicht für die Definition der Trellis-Zustände für diesen Kanal herangezogen.

Die anhand der 3 erläuterten ACS-Operationen werden Zeiteinheit für Zeiteinheit abgearbeitet, wodurch für jeden Zustand v = 0, ..., 15 ein Pfad durch das Trellis-Diagramm gezogen wird. 4 zeigt abstrahiert einen Pfad P(v = 4, k + 1), welcher in der Zeiteinheit k + 1 in den Zustand v = 4 führt. Unterhalb des Trellis-Diagramms sind die jeweiligen hypothetischen Bits a10, ..., a5, a4, a3, a2, a1, a0, der Übergänge, aus denen sich der spezielle Pfad P(v = 4, k + 1) zusammensetzt, angegeben. Da zu jedem Zustand v = 0, ..., 15 ein Pfad hinführt, existieren 16 Pfadvektoren der oben angegebenen Form.

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft eine spezielle zeitliche Abfolge bei der Prozessierung des Trellis-Diagramms des Nutzkanals sowie des Trellis-Diagramms eines Störkanals (oder auch mehrerer Störkanäle). Diese wird im folgenden erläutert:

5 zeigt einen Zeitschlitz des Nutzkanals und einen Zeitschlitz des Störkanals in ihrer zeitlichen Lage beim Empfang im Empfänger. Beide Zeitschlitze weisen einen linken Datenabschnitt LHS (left halfslot), einen rechten Datenabschnitt RHS (right halfslot) sowie einen zwischenliegenden Abschnitt TSCu (Nutzkanal) bzw. TSCI (Störkanal) auf, in welchen jeweilige Trainingssequenzen (TSC: trainings sequence code) übertragen werden. Die Trainingssequenzen sind in dem Empfänger bekannt und dienen der Kanalschätzung.

6 veranschaulicht die erfindungsgemäße Prozessierung des Trellis-Diagramms des Nutzkanals und des Trellis-Diagramms des Störkanals im Verarbeitungsablauf. Die Darstellung bezieht sich auf die Prozessierung des linken Halb-Zeitschlitzes LHS. Die Prozessierung des rechten Halb-Zeitschlitzes erfolgt anschließend in genau der gleichen Weise.

Zunächst wird angenommen, dass ein Verarbeitungsintervall sich über den gesamten linken Halb-Zeitschlitz LHS erstreckt. Dieser umfasst in dem hier dargestellten Beispiel 58 Symbole.

(1) In einem ersten Verarbeitungsschritt wird das Trellis-Diagramm des Nutzkanals ohne eine Beteiligung des Störkanals prozessiert. Die Prozessierung erstreckt sich, wie bereits erwähnt, über den gesamten linken Halb-Zeitschlitz LHS. Die Übergangsmetrikwerte BMk lassen sich in der folgenden Form angeben:

Dabei bezeichnen hui, i = 0, 1, ..., L, die Kanalkoeffizienten für den Nutzkanal und aUi die Bits des Nutzkanals. Die Verwendung eines DF-Beitrags für den Nutzkanal ist optional, d.h. es kann auch L = LDF gelten. Bei dem vorstehend diskutierten Beispiel (L = 5) treten 64 mögliche verschiedene Schätzwerte für die Faltungsprodukte

im Nutzkanal auf, die mit dem Index j unterschieden werden:
wobei mit aj = (a5j, a4j, a3j, a2j, a1j, a0j) gilt:

aj = (0, 0, 0, 0, 0, 0), ..., (1, 1, 1, 1, 1, 1) für j = 0, ..., 63. Diese 64 Faltungsprodukte (oder auch Partialsummen derselben) können nach einer Kanalschätzung in einem digitalen Signalprozessor berechnet werden und bleiben für den Zeitraum bis zur nächsten Kanalschätzung unverändert.

Das Trellis-Diagramm des Nutzkanals wird nun über den gesamten linken Halb-Zeitschlitz LHS, d.h. 58 Zeiteinheiten, abgearbeitet. Wie noch später näher erläutert wird, wird in jeder Zeiteinheit k der Hardware-Beschleuniger mit dem aktuellen Empfangswert Xk und den Faltungsprodukten (bzw. Partialsummen derselben) nach Gleichung (5) versorgt. Nach der Prozessierung des linken Halb-Zeitschlitzes LHS des Trellis-Diagramms des Nutzkanals steht eine Sequenz von hart entschiedenen Ausgabewerten, sogenannte Hard-Output-Werte b1, ..., bk-L, ..., bk, ..., b58, (d.h. bm, m = 1, ..., 58) zur Verfügung.

(2) In einem zweiten Verarbeitungsschritt erfolgt die Prozessierung des Trellis-Diagramms des Störkanals. Diese erstreckt sich über das gleiche Verarbeitungszeitintervall (LHS) des Trellis-Diagramms des Störkanals, d.h. in dem hier betrachteten Beispiel über dieselben 58 Zeiteinheiten. Im Unterschied zu dem vorstehend beschriebenen Schritt (1) wird aber der andere Kanal (Nutzkanal) durch einen DF-Beitrag berücksichtigt:

Dabei bezeichnen hii, i = 0, 1, ..., L, die Kanalkoeffizienten für den Störkanal und aIi die Bits des Störkanals. Die Verwendung eines DF-Beitrags für den Störkanal ist optional, d.h. es kann L = LDF gelten. Bei dem vorstehend diskutierten Beispiel (L = 5) treten 64 verschiedene Werte für das Faltungsprodukt

im Störkanal auf, die mit dem Index j unterschieden werden:
wobei wiederum mit aj = (a5j, a4j, a3j, a2j, a1j, a0j) gilt

aj = (0, 0, 0, 0, 0, 0), ..., (1, 1, 1, 1, 1, 1) für j = 0, ..., 63. Erfindungsgemäß wird von den Empfangswerten Xk der DF-Beitrag des Nutzkanals (d.h. der Schätzwert des in der betreffenden Zeiteinheit k im Nutzkanal erhaltenen Symbols, der sich aus der Faltung der Kanalkoeffizienten des Nutzkanals mit den im Schritt (1) berechneten Hard-Output-Werten ergibt) abgezogen. Die pro Zeiteinheit einmal stattfindende Subtraktion des DF-Beitrages des Nutzkanals von dem Empfangswert Xk wird in dem DSP durchgeführt. Der Hardware-Beschleuniger wird über das Verarbeitungszeitintervall mit den korrigierten Empfangswerten Xkorrk gemäß
gespeist. Die vom Hardware-Beschleuniger berechneten Übergangsmetrikwerte lauten somit:
d.h. unterscheiden sich von dem in einem herkömmlichen Entzerrer berechneten Übergangsmetrikwerten nur durch die Verwendung eines korrigierten Abtastwertes Xkorrk anstelle von Xk.

Die im Hardware-Beschleuniger verwendeten Faltungsprodukte

sind die Schätzwerte des Störkanals. Nach der Prozessierung des LHS des Störkanals stehen die Hard-Output-Werte des Störkanal-Trellis-Diagramms (berechnet unter Berücksichtigung der Wechselwirkung mit dem Nutzkanal) zur Verfügung. Die Sequenz der bei der Viterbi-Entzerrung über das Verarbeitungsintervall m = 1, ..., 58 berechneten Hard-Output-Werte des Störkanals wird mit c1, ..., ck-L, ... ck, ..., c58 (d.h. cm, m = 1, ..., 58) bezeichnet.

(3) Im einen dritten Verarbeitungsschritt wird nochmals der Nutzkanal über dasselbe Verarbeitungszeitintervall (hier: LHS) prozessiert. Hierbei wird aber im Gegensatz zum ersten Prozessieren dieses Verarbeitungszeitintervalls im Schritt (1) von den zugrunde liegenden Empfangswerten Xk der Einfluss des Störkanals, der sich aus der Faltung der Kanalkoeffizienten des Störkanals mit den im Schritt (2) berechneten Hard-Output-Werten des Störkanals ergibt, abgezogen. Erfindungsgemäß wird die Subtraktion der Faltungsprodukte von den Empfangswerten Xk in dem DSP durchgeführt, so dass der Hardware-Beschleuniger mit den korrigierten Empfangswerten

gespeist wird. In jeder Zeiteinheit k muss eine Korrektur des entsprechenden Empfangswertes Xk durchgeführt werden.

Die Schätzwerte

der Nutzkanal-Symbole sind identisch mit den im Schritt (1) verwendeten Faltungsprodukten (Schätzwerten des Nutzkanals). Am Ende des Verarbeitungszeitintervalls (hier: LHS) stehen die Hard-Output-Werte und die Soft-Output-Werte des Trellis-Diagramms des Nutzkanals (korrigiert um die Wechselwirkung mit dem Störkanal) im betrachteten Zeitintervall (LHS) zur Verfügung. Damit ist die Entzerrung der Empfangswerte in dem betrachteten Zeitintervall unter Eliminierung des Störers abgeschlossen.

Die Hard-Output-Werte für den Störkanal und den Nutzkanal können nach dem folgenden Verfahren ermittelt werden: In jeder Zeiteinheit k wird der Zustand mit der minimalen Metrik ermittelt. Der zugehörige Zustandsvektor beinhaltet den in diesen Zustand der betreffenden Zeiteinheit führenden besten Pfad. Als Hard-Output-Wert einer zurückliegenden Zeiteinheit wird ein Bit bzw. Symbol an der entsprechenden Stelle des besten Pfads (z.B. a10 in der 4) genommen. Mit diesem Verfahren wird sichergestellt, dass eine Entscheidung für einen Hard-Output-Wert einer zurückliegenden Zeiteinheit erst dann getroffen wird, wenn ein Konvergenzzeitintervall (z.B. 10 Zeiteinheiten) bereits überschritten wurde.

7 zeigt eine Variante des vorstehend beschriebenen Verfahrens, bei welcher der linke Halb-Zeitschlitz LHS und der rechte Halb-Zeitschlitz RHS in Segmente SEG1, SEG2, SEG3 unterteilt sind, siehe auch 5. Die Verarbeitungszeitintervalle werden nun durch die Segmente SEG1, SEG2, SEG3 definiert. Der entsprechende Verfahrensablauf ist in 7 dargestellt. Jedes Segment wird gemäß den vorstehend erläuterten Schritten (1) bis (3) einzeln für sich iterativ entzerrt. Zunächst erfolgt die Entzerrung des ersten Segmentes SEG1 des LHS, anschließend die Entzerrung des zweiten Segments SEG2 des LHS und zuletzt die Entzerrung des dritten Segments SEG3 des LHS. Nach der iterativen segmentweisen Entzerrung des LHS schließt sich die ebenfalls iterative, segmentweise Entzerrung des RHS an. Mit seg1, seg2, seg3 wird die Länge der einzelnen Segmente SEG1, SEG2 bzw. SEG3 bezeichnet.

Auch im Fall der in 6 dargestellten Halb-Zeitschlitzweisen Entzerrung können Segmente SEG1, SEG2, SEG3 in den einzelnen Halbzeitschlitzen definiert werden, wobei innerhalb dieser Segmente z.B. durch Channel-Tracking aktualisierte (unterschiedliche) Kanalparameter verwendet werden können. Diese Segmente SEG1, SEG2, SEG3 werden jedoch im Gegensatz zu dem in 7 dargestellten Vorgehen für jeden Kanal direkt nacheinander entzerrt, d.h. es wird erst der vollständige Halbzeitschlitz des Nutzkanals, dann der vollständige Halbzeitschlitz des Störkanals und zuletzt nochmal der vollständige Halbzeitschlitz des Nutzkanals prozessiert. Die Reihenfolge, mit welcher die einzelnen Segmente SEG1, SEG2 und SEG3 des LHS des Nutzkanals und des Störkanals in 6 entzerrt werden, ist durch die in Klammern gesetzten Zahlen (1), (2), ..., (9) angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auf verschiedene Weisen modifizieren:

  • – Bei der segmentweisen iterativen Entzerrung der linken und rechten Halb-Zeitschlitze LHS bzw. RHS kann ein sogenanntes "Channel-Tracking" eingesetzt werden. Channel-Tracking bedeutet, dass in den verschiedenen Segmenten SEG1, SEG2, SEG3 jeweils unterschiedliche Kanalkoeffizienten hui bzw. hii eingesetzt werden. Die segmentweise Aktualisierung von Kanalkoeffizienten (z.B. durch ein Channel-Tracking, bei dem statt aufgrund der Trainingssequenz nun aufgrund von bereits entschiedenen Symbolen eine Kanalschätzung wiederholt durchgeführt wird) bedeutet für den DSP einen erhöhten Rechenaufwand, verbessert jedoch im Allgemeinen die Qualität der Entzerrung. Bei Channel-Tracking müssen also für jedes Segment unterschiedliche Faltungsprodukte dem Hardware-Beschleuniger zur Verfügung gestellt werden.
  • – Eine weitere Verbesserung der Entzerrungsleistung kann durch eine Kanal-bezogene Vorfilterung der Empfangswerte Xk erreicht werden. In diesem Fall werden unterschiedliche Empfangswerte Xuk bzw. Xik als Empfangswerte für die Berechnung der Übergangsmetrikwerte im Nutzkanal bzw. im Störkanal eingesetzt.
  • – Es wird ferner darauf hingewiesen, dass der DF-Beitrag des Nutzkanals in den Schritten (1) und (3) und der DF-Beitrag des Störkanals in dem Schritt (2) optional ist, d.h. dass kein "Intra-Kanal-DF-Beitrag" erforderlich ist. Der DF-Beitrag des Nutzkanals im Schritt (2) sowie der DF-Beitrag des Störkanals im Schritt (3), welche als "Inter-Kanal-DF-Beiträge" bezeichnet werden können, sind hingegen zwingend, da sie die Wechselwirkung zwischen den beiden Kanälen (Nutzkanal, Störkanal) bewirken.
  • – Anstelle der iterativen Entzerrung (mit zweifacher Entzerrung des Nutzkanals) kann ggf. auch eine nicht-iterative Entzerrung durchgeführt werden, bei welcher auf den Schritt (1) verzichtet wird und der Schritt (2) mit unkorrigierten Abtastweren Xk ausgeführt wird.
  • – Es kann in analoger Weise auch mehr als ein Störkanal berücksichtigt werden.

Im wichtigsten Anwendungsfall des TU-Kanalmodells (TU: Typical Urban; die Geschwindigkeit der Mobilstation ist auf eine Geschwindigkeit von maximal 50 km/h beschränkt) wird eine Kanaltiefe von vier Zeiteinheiten verwendet. Für GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) kann zudem auf eine Vorfilterung der Empfangswerte verzichtet werden.

8 zeigt in stark vereinfachter Darstellung den Aufbau einer bekannten Empfängerstruktur zum Entzerren eines Nutzdatensignals, welche aus einem DSP und einem mit dem DSP in Verbindung stehenden Hardware-Beschleuniger besteht. Derartige Architekturen sind bekannt und können für das erfindungsgemäße Verfahren ohne konstruktiven Umbau eingesetzt werden. Die erforderlichen Modifizierungen beschränken sich allein auf Firmware-Änderungen, welche hauptsächlich die Berechnung der korrigierten Empfangswerte Xkorrk in dem DSP und die Steuerung des Hardware-Beschleunigers in Hinblick auf die segmentweise Trellis-Prozessierung betreffen. Dies stellt einen wesentlichen Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens für seine Implementierung auf bestehende Empfängerstrukturen dar.

Ein DSP steht über einen Bus 1 mit einer Einheit zur Berechnung von Übergangsmetrikwerten BMU (Brauch Metric Unit), einer Einheit zur Durchführung der ACS-Operationen ACS und einer Einheit zur Durchführung der Pfadrückverfolgung (SMU: Survivor Memory Unit) in Verbindung. Über eine Datenverbindung 2 teilt der DSP der BMU die aktuellen Kanalkoeffizienten oder bereits die Faltungsprodukte bestehend aus Kanalkoeffizienten und Datensymbolen mit. Sofern Kanalkoeffizienten mitgeteilt werden, werden in der Einheit CAL der BMU die Faltungsprodukte berechnet. Andernfalls kann die Einheit CAL als Speicher ausgeführt sein.

In einem nachgeschalteten Subtrahierer SUB wird das Faltungsprodukt von dem Empfangswert Xk subtrahiert. Das Subtraktionsergebnis wird in einem Quadrier 3 quadriert und als Übergangsmetrikwert BMk(v → v') der ACS-Einheit zur Verfügung gestellt. Die ACS-Einheit führt die Abarbeitung des Trellis-Diagramms in jeder Zeiteinheit k durch und wird zu diesem Zweck von dem DSP mittels eines Steuersignals CON gesteuert. Bei der Abarbeitung greift die ACS-Einheit auf Pfadmetriken zu, die in einem Pfadmetrikspeicher PM abgelegt sind und nach jeder Zeiteinheit aktualisiert werden. Am Ausgang 4 der ACS-Einheit werden die hypothetischen Symbole der Gewinner-Pfade ausgegeben. Die Einheit SMU führt die Trace-Back-Operation durch und ermittelt die Hard- und Soft-Output-Werte HO, SO der Viterbi-Entzerrung.

Eine derartige Architektur eines Viterbi-Entzerrers ist beispielsweise aus der Schrift DE 100 32 237 A1 bekannt.

Bei der Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens müssen im Wesentlichen folgende Änderungen vorgenommen werden:

  • – Während der iterativen Entzerrung eines Verarbeitungsintervalls (Halb-Zeitschlitz oder Segment desselben) werden in dem Schritt (2) und (3) anstelle der Abtastwerte Xk die korrigierten Abtastwerte Xkorrk vom DSP an die Einheit BMU übertragen.
  • – Ein Verarbeitungsintervall (Halb-Zeitschlitz bzw. Segment) wird drei Mal (sofern nicht iterativ entzerrt wird: zwei Mal) prozessiert. Insofern wird die ACS-Einheit über die Steuerung CON angewiesen, drei Mal (zwei Mal) nacheinander das gleiche Verarbeitungsintervall im jeweiligen Trellis-Diagramm zu prozessieren. Ferner werden im Verarbeitungsschritt (2) die Kanalkoeffizienten oder Faltungsprodukte des Störkanals verwendet, welche von dem DSP zuvor der Einheit CAL übermittelt werden müssen.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen erkennbar, können sämtliche dieser Maßnahmen durch eine Umprogrammierung des DSP, d.h. auf Software-Basis, vorgenommen werden.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Entzerrung eines über einen Nutzkanal übertragenen Signals unter Berücksichtigung wenigstens eines Störkanals, mit den Schritten:

    (a) Prozessieren des Trellis-Diagramms des Störkanals über ein Intervall von Zeiteinheiten;

    (b) Korrigieren der in dem Intervall von Zeiteinheiten empfangenen Symbole mittels Information, die beim Prozessieren des Trellis-Diagramms des Störkanals erhalten wurde; und

    (c) Prozessieren des Trellis-Diagramms des Nutzkanals über dasselbe Intervall von Zeiteinheiten unter Verwendung der korrigierten Symbole.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    – das Korrigieren der in dem Intervall von Zeiteinheiten empfangenen Symbole in einem Software-Modul durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    – das Prozessieren der Trellis-Diagramme des Nutzkanals und des Störkanals mittels einer dedizierten Hardware-Schaltung durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    der Korrekturschritt (b) umfasst:

    – Subtrahieren eines DF-Beitrags aus dem Störkanal von dem empfangenen Symbol.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der DF-Beitrag aus dem Störkanal ein Faltungsprodukt von Kanalkoeffizienten des Störkanals und den hart entschiedenen Datensymbolen des Störkanals umfasst.
  6. Verfahren zur iterativen Entzerrung eines über einen Nutzkanal übertragenen Signals unter Berücksichtigung wenigstens eines Störkanals, mit den Schritten:

    (i) erstmaliges Prozessieren des Trellis-Diagramms des Nutzkanals über ein Intervall von Zeiteinheiten; und

    (ii) Korrigieren der in dem Intervall von Zeiteinheiten empfangenen Symbole mittels Information, die beim Prozessieren des Trellis-Diagramms des Nutzkanals in Schritt (i) erhalten wurde;

    (a) Prozessieren des Trellis-Diagramms des Störkanals über das Intervall von Zeiteinheiten, wobei für die Störkanal-Trellis-Prozessierung die in Schritt (ii) korrigierten Symbole verwendet werden;

    (b) Korrigieren der in dem Intervall von Zeiteinheiten empfangenen Symbole mittels Information, die beim Prozessieren des Trellis-Diagramms des Störkanals erhalten wurde; und

    (c) nochmaliges Prozessieren des Trellis-Diagramms des Nutzkanals über dasselbe Intervall von Zeiteinheiten unter Verwendung der in Schritt (b) korrigierten Symbole.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    der Korrekturschritt (ii) der Symbole für die Störkanal-Trellis-Prozessierung umfasst:

    – Subtrahieren eines DF-Beitrags aus dem Nutzkanal von den empfangenen Symbolen.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der DF-Beitrag aus dem Nutzkanal ein Faltungsprodukt von Kanalkoeffizienten des Nutzkanals und den hart entschiedenen Datensymbolen des Nutzkanals umfasst.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Intervalls von Zeiteinheiten steuerbar ist.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Intervall von Zeiteinheiten einen Halb-Zeitschlitz darstellt.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 2 und 5 Intervalle von Zeiteinheiten in einem Halb-Zeitschlitz enthalten sind.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entzerrung nach dem EDGE-Standard vorgenommen wird.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






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