Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen digitale Empfänger,
die zum Empfangen eines Empfangssignals betriebsfähig sind, das auf einem Kanal
übertragen wird, der für eine Interferenz, wie beispielsweise eine Interferenz
aus dem gleichen Kanal bzw. Co-Kanal-Interferenz, anfällig ist. Im Besonderen
betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren
zum Identifizieren eines Interferenzsignalkomponenten-Teilstücks des durch
den Empfänger empfangenen Signals und zum selektiven Unterdrücken des
Interferenzsignalkomponenten-Teilstücks aus dem Empfangssignal.
Das Interferenzsignalkomponenten-Teilstück wird selbst ohne Kenntnis
einer Trainingssequenz identifiziert, die mit dem Interferenzsignalkomponenten-Teilstück
verknüpft ist und ein Teilstück davon bildet. Das Empfangssignal wird
analysiert, um zuerst eine mit einem Interferenzsignalkomponenten-Teilstück
verknüpfte Trainingssequenz zu identifizieren. Und es wird eine Bestimmung
hinsichtlich der Weise getätigt, durch welche die Nutzsignalkomponente des
Empfangssignals am besten wiederhergestellt wird. Eine Auswahl wird getätigt,
um entweder die Nutzsignalkomponente des Empfangssignals wiederherzustellen, z.B.
durch gemeinschaftliches Erfassen eines Interferenzsignalkomponenten-Teilstücks
zusammen mit der Nutzsignalkomponente und dadurch Unterdrücken des Interferenzsignalkomponenten-Teilstücks,
oder um die Nutzsignalkomponente durch Erfassen lediglich der Nutzsignalkomponente
des Empfangssignal wiederherzustellen.
Bei Aufnahme in einem Zellularkommunikationssystem erleichtert der
Betrieb einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine bessere Unterdrückung
einer Interferenz aus dem gleichen Kanal. Da eine Interferenz aus dem gleichen Kanal
besser unterdrückt werden kann, können in einem Zellularkommunikationssystem
definierte Kanäle auf eine effizientere Weise wiederverwendet werden, wodurch
die Systemkapazität erhöht wird. Zum Beispiel kann die Anzahl ein Zellengruppenmuster
bildender Zellen reduziert werden.
STAND DER TECHNIK
Die Nutzung digitaler Kommunikationstechnik zum Kommunizieren von
Information zwischen einer Sendestation und einer Empfangsstation ist in den vergangenen
Jahren zunehmend populär geworden. Funkkommunikationssysteme, wie beispielsweise
Zellularkommunikationssysteme, sind beispielhaft für Kommunikationssysteme,
die zunehmend zum Nutzen digitaler Kommunikationstechniken konstruiert werden.
Zwischen den Sende- und Empfangsstationen eines Funkkommunikationssystems
gebildete Kommunikationskanäle sind auf einem Teilstück des elektromagnetischen
Spektrums, der "Bandbreite", definiert, das dem System zugeteilt ist. Die Kanäle
sind wenigstens teilweise auf Trägerfrequenzen, "Träger", innerhalb der
zugeteilten Bandbreite definiert. Die an ein Funkkommunikationssystem zugeteilte
und verfügbare Bandbreite ist üblicherweise begrenzt. Und die Kommunikationskapazität
des Funkkommunikationssystems ist unter anderem definiert und begrenzt durch die
dem System zugeteilte Bandbreite.
In einem Mehrbenutzer-Funkkommunikationssystem, wie beispielsweise
einem Zellularkommunikationssystem, verhindern Kommunikationskapazitätsbeschränkungen
als ein Ergebnis der Bandbreitenbeschränkungen manchmal, dass zusätzliche
Benutzer das Kommunikationssystem nutzen. Durch effizientere Nutzung der dem Kommunikationssystem
zugeteilten Bandbreite kann die Kommunikationskapazität des Systems erhöht
werden.
Die einem Funkkommunikationssystem zugeteilte Bandbreite kann effizienter
genutzt werden, wenn digitale Kommunikationstechniken zum Übertragen Information
enthaltender Kommunikationssignale auf Kanälen verwendet werden, die Verbindungen
zwischen einer Sendestation und einer Empfangstation bilden.
Wenn ein Kommunikationssignal unter Nutzung einer digitalen Kommunikationstechnik
gebildet wird, wird ein Informationssignal manchmal digitalisiert und auf einen
Träger unter Nutzung einer ausgewählten Modulationstechnik moduliert,
wie beispielsweise einer QPSK-(Quadrature Phase Shift Keying) oder einer GMSK-(Gaussian
Minimum Shift Keying) Technik. Die Verwendung anderer Modulationstechniken wird
manchmal alternativ genutzt. Weil das Informationssignal digitalisiert ist, kann
das daraus gebildete Kommunikationssignal durch eine Sendestation auf einem Kommunikationssignal
in diskreten Bündeln bzw. Bursts übertragen werden. Wenn das Kommunikationssignal
in diskreten Bündeln bzw. Bursts übertragen wird, werden die Bündel
bzw. Bursts dort zusammen bei der Empfangsstation verkettet.
Weil Kommunikationssignale in diskreten Bündeln bzw. Bursts übertragen
werden können, ist ein Zeitmultiplexen eines Trägers zugelassen. Zwei
oder mehr Kanäle können auf einem einzelnen Träger definiert sein.
In wenigstens einem Typ eines Zellularkommunikationssystems, einem
System, das gemäß der Global System for Mobile communikations (GSM) Betriebsspezifikation
konstruiert ist, wird eine digitale Kommunikationstechnik genutzt. Träger der
dem Kommunikationssystem zugeteilten Bandbreite sind in acht Zeitschlitze aufgeteilt.
Ein Acht-Wege-Zeitmultiplexen ist in solch einem Kommunikationssystem bereitgestellt,
und Bündel bzw. Bursts von Kommunikationssignalteilstücken werden zwischen
einer Sendestation und einer Empfangsstation auf ausgewählten solcher Zeitschlitze
übertragen. Träger/Zeitschlitzkombinationen bilden die Kommunikationskanäle,
auf denen die Kommunikationssignale übertragen werden.
In der GSM-Betriebsspezifikation bekannt gemachte Standardprotokolle
definieren die Struktur normaler Bündel bzw. Bursts, die während in dem
GSM-System definierter Zeitschlitze kommuniziert werden. Die während der in
dem GSM-System definierten Zeitschlitze übertragenen Kommunikationssignalteilstücke
sind wenigstens in ein Datenfeld und ein Trainingssequenzfeld aufgeteilt. Das Trainingssequenzfeld
ist aus einer Reihe von Bits gebildet, die der Empfangsstation bekannt sind. Der
Zweck des Übertragens bekannter Bits an den Empfänger ist es, dass der
Empfänger den Kanal entzerren kann. Typischerweise wird das Signal gestört,
wenn es durch das Funkmedium schreitet, und die Entzerrung ermöglicht es dem
Empfänger, die Kanalimpulsantwort zu schätzen, d.h., wie die Störung
das Signal während seiner Übertragung an den Empfänger beeinträchtigt
hat.
Solche Trainingssequenzbits werden bei der Empfangsstation genutzt,
um die Erfassung des Informationsinhalts der zusammen mit dem Trainingssequenzfeld
kommunizierten Datenfelder zu erleichtern.
Zellularkommunikationssysteme, sowohl die, die konventionelle analoge
Techniken nutzen, als auch die, die digitale Kommunikationstechniken nutzen, definieren
Zellen über ein geographisches Gebiet, das von dem Zellularkommunikationssystem
umspannt wird. Ansammlungen von Zellen bilden Zellengruppen. In jeder Zellengruppe
wird die dem Kommunikationssystem zugeteilte gesamte verfügbare Bandbreite
genutzt. In nachfolgenden Zellengruppen wird die zugeteilte Bandbreite wiederverwendet.
Die Kommunikationskapazität, die durch die Anzahl von Kanälen begrenzt
ist, die auf der zugeteilten Bandbreite definiert werden können, wird effektiv
durch ein Wiederverwenden der Kanäle in jeder der Zellengruppen erhöht.
Ein manchmal mit der Wiederverwendung der Bandbreite verknüpftes
Problem ist eine Störung aus dem gleichen Kanal. Wenn Kommunikationssignale
gleichzeitig in unterschiedlichen Zellen auf demselben Kommunikationskanal übertragen
werden, interferieren solche gleichzeitig übertragenen Signale manchmal miteinander;
solch eine Interferenz wird als Interferenz aus dem gleichen Kanal bzw. Co-Kanal-Interferenz
bezeichnet. Eine Interferenz aus dem gleichen Kanal macht eine Erfassung des bei
einer Empfangsstation empfangenen Nutzsignals schwieriger. Wenn die Pegel einer
Interferenz aus dem gleichen Kanal signifikant sind, könnte die Qualität
der Signalerfassung mangelhaft sein.
Empfangsstationen, die unter Nutzung digitaler Kommunikationstechniken
erzeugte Kommunikationssignale empfangen, enthalten manchmal eine Entzerrerschaltungsanordnung,
um die Signalerfassung des Informationsinhalts eines bei der Empfangsstation empfangenen
Kommunikationssignals zu erleichtern. Typischerweise wird eine ein Teilstück
eines Kommunikationssignals bildende Trainingssequenz von dem Entzerrer genutzt,
um die Erfassung des Informationsinhalts des bei der Empfangsstation empfangenen
Nutzsignals zu erleichtern.
Wenn das bei der Empfangsstation empfangene Empfangssignal sowohl
aus einer Nutzsignalkomponente als auch einer Interferenzsignalkomponente gebildet
ist, kann ein Entzerrer zum gemeinschaftlichen Erfassen sowohl der Nutzsignalkomponente
als auch der Interferenzsignalkomponente konstruiert werden. In solch einem Entzerrer
müssen jedoch sowohl die mit der Nutzsignalkomponente als auch die mit der
Interferenzsignalkomponente verknüpften Trainingssequenzen typischerweise beide
bekannt sein. Während die mit der Nutzsignalkomponente verknüpfte Trainingssequenz
typischerweise der Empfangsstation bekannt ist, ist die Trainingssequenz, die mit
einem Interferenzsignalkomponenten-Teilstück verknüpft ist, das wenigstens
ein Teilstück der Interferenzsignalkomponente bildet, nicht notwendigerweise
und nicht typischerweise der Empfangsstation bekannt. Ohne Kenntnis der Trainingssequenz
des Interferenzsignalkomponenten-Teilstücks sind existierende Empfangsstationen
typischerweise unfähig, solch ein Interferenzsignalkomponenten-Teilstück
eines Empfangssignals sachgemäß zu erfassen und zu unterdrücken.
Eine Methode wäre vorteilhaft, welche es einer Empfangsstation
erlaubt, das Interferenzsignalkomponenten-Teilstück eines bei der Empfangsstation
empfangenen Empfangssignals besser zu bestimmen. Durch ein besseres
Erfassen des Interferenzsignalkomponenten-Teilstücks kann die Unterdrückung
solch eines Interferenzsignalkomponenten-Teilstücks besser bewirkt werden.
Dadurch kann die Bandbreitenwiederverwendung effizienter gemacht werden, was in
erhöhten Kommunikationskapazitäten des Kommunikationssystems resultiert.
Angesichts dieser Hintergrundinformation mit Bezug zu digitalen Empfängern
haben sich die signifikanten Verbesserungen der vorliegenden Erfindung herausgebildet.
EP 0 667 683 A2 beschreibt ein System
zum Aufheben einer Mehrbenutzerinterferenz in zellularen Mobilfunksystemen. Es wird
beschrieben, dass bekannte Datensequenzen sowohl erwünschte übertragene
Signale als auch interferierende übertragene Signale aus dem gleichen Kanal
kennzeichnen. Ein Empfänger umfasst einen Signalsequenzidentifizierer, der
einen Speicher für bekannte Datensequenzen und einen Korrelator enthält,
der zum Korrelieren empfangener Signale mit den gespeicherten bekannten Datensequenzen
dient. Ein Impulsantwortschätzer schätzt die Impulsantwort jedes Signals,
und dann wird eine Menge möglicher Signalkonfigurationen produziert. Ein Detektor
vergleicht die Signale jeder Menge mit dem empfangenen Signal, um dadurch das Nutzsignal
zu filtern.
US 5 375 143 beschreibt ein Verfahren zur
kanaladaptiven Erfassung/Entzerrung. Es wird beschrieben, dass ein kohärenter
Detektor alleine nicht eine sogenannte Mehrpfad- oder verzögerungsgespreizte
Verzerrung aus einem empfangenen Signal entfernen kann. Dieser Typ einer Erfassung
erfordert einen Detektor mit einem Kanalentzerrer. Andererseits ist ein Kanalentzerrer
in einer Umgebung schädlich, in der keine verzögerungsgespreizte Verzerrung
vorhanden ist. Folglich umfasst das vorgeschlagene System zwei kohärente Erfassungsalgorithmen,
von denen einer einen entscheidungsrückgekoppelten Entzerrer hat, und ein Detektorauswählalgorithmus
wird zum dynamischen Auswählen eines Detektors in Abhängigkeit davon verwendet,
ob eine verzögerungsgespreizte Verzerrung vorhanden ist oder nicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, einen verbesserten Funkempfänger
für den Umgang mit einer Interferenz aus dem gleichen Kanal bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch den Funkempfänger gemäß Anspruch
1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen
beschrieben.
In der Erfindung wird eine Auswahl hinsichtlich dessen getätigt,
wie die Nutzsignalkomponente des Empfangssignals erfasst wird. Die Nutzsignalkomponente
wird entweder durch gemeinschaftliches Erfassen des Interferenzsignalkomponenten-Teilstücks
zusammen mit der Nutzsignalkomponente oder durch bloßes Erfassen der Nutzsignalkomponente
des Empfangssignals erfasst.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt vorteilhafter
Weise eine Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren bereit zum Identifizieren
eines Interferenzsignalkomponenten-Teilstücks eines Empfangssignals, was höchst
vorteilhaft zum Unterdrücken bei dem Detektor in einer Empfangsstation ist.
Sobald das Interferenzsignalkomponenten-Teilstück identifiziert ist, wird es
wählbar aus dem Empfangssignal unterdrückt. Das Interferenzsignalkomponenten-Teilstück
wird unterdrückt, wenn eine solche Unterdrückung die Erfassung eines Nutzsignalkomponenten-Teilstücks
des Empfangssignals erleichtern würde.
Die Operation einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
schätzt eine oder mehrere Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke, ohne
zu erfordern, dass mit einem oder mehreren Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke
verknüpfte Trainingssequenzen im Voraus bekannt sind. Das Empfangssignal wird
analysiert, um zuerst die mit dem einen oder mehr Interferenzsignalkomponenten-Teilstücken
verknüpfte Trainingssequenz zu bestimmen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Vorrichtung
und das Verfahren in einem Zellularkommunikationssystem aufgenommen, um die Erfassung
einer bei einer Empfangsstation empfangenen Nutzsignalkomponente zu erleichtern.
Die Empfangsstation ist aus einem Mobilendgerät gebildet, wenn Downlink-Signale
dorthin übertragen werden. Und die Empfangsstation ist aus einer Funkbasisstation
der Netzwerkinfrastruktur des Zellularkommunikationssystems gebildet, wenn Uplink-Signale
dorthin übertragen werden.
Durch Bereitstellen der Fähigkeit zum Identifizieren, Erfassen
und möglichen Unterdrücken des Interferenzsignalkomponenten-Teilstücks
sogar ohne vorherige Kenntnis der damit verknüpften Trainingssequenz kann
die Empfangsstation manchmal den Informationsinhalt der Nutzsignalkomponente besser
wiederherstellen.
Eine bessere Unterdrückung der Störung aus dem gleichen
Kanal wird durch den Betrieb einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
erleichtert. Aufgrund solch einer verbesserten Fähigkeit zum Unterdrücken
solch einer Interferenz können die in einem Zellularkommunikationssystem definierten
Kanäle auf effizientere Weise wiederverwendet werden, wodurch eine Erhöhung
in der Kommunikationskapazität des Systems zugelassen wird.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
die Nutzsignalkomponente des Empfangssignals gemeinschaftlich mit einem Interferenzsignalkomponenten-Teilstück
erfasst. Eine gemeinschaftliche Kanalschätzung bzw. Verbundkanalschätzung
wird für das Nutzsignal zusätzlich zu einem Interferenzsignalkomponenten-Teilstück
oder mehr als einem Interferenzsignalkomponenten-Teilstück berechnet. Ein Wert
einer Restinterferenz wird für jede der berechneten Schätzungen berechnet.
Der Wert der Restinterferenz ist eine Angabe über die nach der Erfassung verbleibende
Interferenz. Das Interferenzsignalkomponenten-Teilstück, das am effizientesten
unterdrückt werden kann, ist das, welches die geringste Schätzung einer
Restinterferenz aufweist. Die effizienteste Unterdrückung ist z.B. die, die
eine Maximierung der Qualität erfasster erwünschter Daten zulässt.
Solch ein Interferenzsignalkomponenten-Teilstück wird aus dem Empfangssignal
unterdrückt. Und weitere Empfängeroperationen werden danach auf dem verbleibenden
Signalteilstück durchgeführt.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
eine Kanalschätzung ferner nur der Nutzsignalkomponente getätigt, und
es wird ein Wert der Restinterferenz daraus berechnet. Der berechnete Wert wird
mit dem Wert der Restinterferenz des niedrigsten Wertes verglichen, der zur gemeinschaftlichen
Kanalschätzung bzw. Verbundkanalschätzung berechnet ist. Die Nutzung des
Verbunddetektors wird getätigt, wenn die daraus berechnete Restinterferenz
einen niedrigeren Wert als der Wert der dem Einzelkanaldetektor zugänglichen
berechneten Restinterferenz hat. Und wenn der dem Einzelkanal-Detektor zugängliche
erzeugte Restinterferenzwert von einem geringeren Wert als die dem Verbunddetektor
zugängliche berechnete Restinterferenz ist, wird anstelle dessen der Einzelkanaldetektor
genutzt. Dadurch wird die Trainingssequenz bestimmt, die mit einem Interferenzsignalkomponenten-Teilstück
eines Empfangssignals verknüpft ist, das am effizientesten unterdrückt
wird, und die Nutzung eines durch einen Verbunddetektor oder eines Einzelkanaldetektors
erzeugten Signals wird ferner getätigt. Auf analoge Weise kann mehr als ein
Interferenzsignalkomponenten-Teilstück unterdrückt werden.
In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
sind eine Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren in einem Funkempfänger
betriebsfähig, der ein Empfangssignal empfängt. Das Empfangssignal ist
aus einer Nutzsignalkomponente und einer Interferenzsignalkomponente gebildet. Die
Interferenzsignalkomponente ist aus wenigstens einem Interferenzsignalkomponenten-Teilstück
gebildet. Das Nutzsignal hat eine damit verknüpfte erste Trainingssequenz.
Und das wenigstens eine Interferenzsignalkomponenten-Teilstück hat wenigstens
eine damit verknüpfte zweite Trainingssequenz. Die erste bzw. die zweite Trainingssequenz
wird aus einer Menge von Trainingssequenzen ausgewählt. Die erste Trainingssequenz
hat einen Wert, der dem Empfänger wenigstens bekannt ist, wenn das Signal bei
dem Empfänger empfangen wird. Die Vorrichtung und das Verfahren bestimmen den
Wert der wenigstens zweiten Trainingssequenz. Ein Kanalschätzer ist zum Empfangen
wenigstens von Angaben des bei dem Empfänger empfangenen Empfangssignals gekoppelt.
Der Kanalschätzer erzeugt Gruppen von Kanalschätzungen, wobei die Kanalschätzungen
jeder Gruppe Eigenschaften der geschätzten Kanäle darstellen, Kanäle
schätzend, auf denen das Empfangssignal an den Empfänger übertragen
wird. Die Kanalschätzungen jeder Gruppe enthalten Schätzungen von Kanälen,
auf denen Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke übertragen werden. Die
Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke haben damit verknüpfte Trainingssequenzen
der Menge von Trainingssequenzen. Ein Restinterferenzschätzer ist zum Empfangen
von Angaben der durch den Kanalschätzer gebildeten Schätzungen gekoppelt.
Der Restinterferenzschätzer erzeugt Werte einer durch den Restinterferenzschätzer
geschätzten Restinterferenz. Die Auswähleinheit wählt eine Gruppe
der Kanalschätzungen der Gruppen der durch den Kanalschätzer geschätzten
Kanalschätzungen aus, die einen Wert einer Restinterferenz eines erwünschten
Wertes aufweisen. Die mit der Gruppe durch die Auswähleinheit ausgewählter
Kanalschätzungen verknüpfte Trainingssequenz oder Sequenzen wird als der
Wert der wenigstens zweiten Trainingssequenz bestimmt.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
die Nutzsignalkomponente des Empfangssignals zusätzlich zu einem oder mehreren
der Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke erfasst. Die Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke
werden zuerst in einem Schätzer durch Erkennung z.B. von einer Trainingssequenz
für die Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke identifiziert. Der Schätzer
erzeugt auch ein Qualitätsmaß für das Empfangssignal.
Das Qualitätsmaß gibt die Qualität der Nutzsignalkomponente nach
der Erfassung wider, z.B. ein Maß einer Restinterferenz. Für jede Kombination
von Schätzungen einer Nutzsignalkomponente und von Interferenzsignalkomponenten-Teilstücken,
die für eine bekannte Anzahl zu erfassender Störer möglich ist, wird
ein Qualitätsmaß bestimmt. Ein Interferenzdetektor wählt dann aus,
um die Kombination der Nutzsignalkomponente/Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke
zu erfassen, die am vorteilhaftesten zu erfassen sind, gemäß dem erzeugten
Qualitätsmaß.
In diesen und anderen Aspekten erleichtert deshalb eine Vorrichtung
und ein zugehöriges Verfahren die Verarbeitung eines bei einem Funkempfänger
empfangenen Empfangssignals. Das Empfangssignal ist aus einem Nutzsignalkomponenten-Teilstück
und wenigstens einem Interferenzsignalkomponenten-Teilstück gebildet. Eine
Qualitätsmaß-Bestimmungseinheit ist zum Empfangen wenigstens von Angaben
des Empfangssignals gekoppelt. Die Qualitätsmaß-Bestimmungseinheit bildet
wenigstens ein Qualitätsmaß des empfangenen Signals. Ein Interferenzdetektor
ist außerdem zum Empfangen wenigstens der Angaben des Empfangssignals und der
Angaben des wenigstens einen durch die Qualitätsmaß-Bestimmungseinheit
bestimmten Qualitätsmaßes des Empfangssignals gekoppelt. Der Interferenzdetektor
erfasst das Nutzsignalkomponenten-Teilstück des Empfangssignals und unterdrückt
selektiv das wenigstens eine Interferenzsignalkomponenten-Teilstück.
Eine vollständigere Einschätzung der vorliegenden Erfindung
und des Schutzbereiches davon können aus den begleitenden Zeichnungen, die
unten kurz zusammengefasst sind, der folgenden detaillierten Beschreibung der gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung und den angehängten Ansprüchen
erhalten werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht ein 4:12-Wiederverwendungsmuster,
das manchmal zum Zuteilen von Kanälen verwendet wird, die zur Verwendung in
einem Zellularkommunikationssystem verfügbar sind.
2 veranschaulicht ein Zellen-Wiederverwendungsmuster,
das dem in 1 gezeigten ähnlich ist, aber mit einem
1:3-Kanal-Wiederverwendungsmuster.
3 veranschaulicht eine beispielhafte Rahmenstruktur
eines Bündels bzw. Bursts, in welcher zwischen einer Sendestation und einer
Empfangsstation eines Kommunikationssystems übertragene Bits formatiert sind.
4 veranschaulicht ein funktionales Blockdiagramm eines
Modells eines Kommunikationssystems mit einem Kommunikationskanal, auf dem Interferenzsignalkomponenten
aus dem gleichen Kanal zusammen mit einer Nutzsignalkomponente bei einer Empfangsstation
empfangen werden.
5 veranschaulicht ein funktionales Blockdiagramm der
Vorrichtung, die ein Teilstück der in 4 gezeigten
Empfangsstation bildet.
6 veranschaulicht ein funktionales Blockdiagramm einer
Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein Teilstück
der in 4 gezeigten Empfangsstation bildet.
7 veranschaulicht ein Verfahrensflussdiagramm, das
die Verfahrensschritte des Verfahrens der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
1 zeigt ein beispielhaftes Rastermuster, allgemein
bei 10 gezeigt, eines in einem beispielhaften Zellularkommunikationssystem
definierten Kanalzuteilungsmusters. Das Rastermuster veranschaulicht bildmäßig
die Weise, in welcher Kanalgruppen in einem von dem System umschlossenen geographischen
Gebiet wiederverwendet werden.
Sechseckförmige Zellen 12 sind durch Funkbasisstationen
14 definiert. Typischerweise existiert das sechseckige Muster nur für
Zellplanungszwecke und es sollte verstanden werden, dass die durch die Basisstationen
und Antennenstandorte bereitgestellte tatsächliche Abdeckung typischerweise
nicht sechseckig ist. Die Funkbasisstationen 14 bilden Teilstücke
der Zellularnetzwerkinfrastruktur-Ausrüstung des Zellularkommunikationssystems.
In dem in 1 veranschaulichten Rastermuster
10 definiert jede Funkbasisstation 14 drei Zellen 12.
Im Allgemeinen sendet und empfängt ein (nicht gezeigtes) in einer der Zellen
12 positioniertes Mobilendgerät Kommunikationssignale zu und von der
Funkbasisstation 14, die die Zelle definiert, in der das Mobilendgerät
positioniert ist. Die Nutzung eines Zellularkommunikationssystems ist vorteilhaft,
da eine fortwährende Kommunikation mit dem Mobilendgerät selbst dann möglich
ist, wenn das Mobilendgerät nachfolgende Zellen 12 durchschreitet.
Kommunikations-"Hand-offs" zwischen Funkbasisstationen 14, die die nachfolgenden
der Zellen 12 definieren, lassen eine fortwährende Kommunikation insgesamt
ohne ersichtliche Unterbrechung andauernder Kommunikationen zu.
Wie zuvor bemerkt tritt ein signifikanter Vorteil eines Zellularkommunikationssystems
aufgrund der Fähigkeit zur Wiederverwendung von Kanälen auf, die in der
dem Kommunikationssystem zugeteilten Bandbreite definiert sind. Unterschiedliche
Gruppen von Kanälen sind zur Verwendung bei unterschiedlichen Zellen
12 zugewiesen. Und solche Kanalzuweisungen werden in nachfolgenden Gruppen
der Zellen wiederholt. Während typischerweise Kanalzuweisungen benachbarter
Zellen 12 verschiedenartig sind, werden die Kanalzuweisungen über
die nachfolgenden Gruppen der Zellen wiederholt.
Das in 1 gezeigten Rastermuster
10 wird manchmal als ein "4:12"-Schema bezeichnet. In solch einem Schema
sind die dem Zellularkommunikationssystem zugeteilten Kanäle in zwölf
Kanalgruppen aufgeteilt. Die Gruppen sind in der Figur durch A1, A2, A3, B1, B2,
B3, C1, C2, C3, D1, D2 und D3 bezeichnet. Gruppen von zwölf Zellen, wie beispielsweise
die durch den fett gedruckten Umriss in der Figur angegebene Gruppe 22,
sind überall in dem Muster 10 definiert. Den an jede Zelle der Zwölfzellengruppen
zugewiesenen Kanäle ist eine unterschiedlichen Kanalmenge zugewiesen, und benachbart
positionierte Zellen sind nicht dieselben Kanäle zugewiesen. Eine Interferenz
zwischen den benachbart positionierten Zellen erzeugten Signalen wird dadurch reduziert.
Zum Erhöhen der Kapazität des Zellularsystems können
wie auch zuvor erwähnt die Zellen häufiger wiederverwendet werden, aber
mit dem Risiko einer erhöhten Möglichkeit, dass eine Interferenz gleichzeitig
erzeugter Kommunikationssignale wahrscheinlicher auftreten könnte.
2 veranschaulicht ein anderes Rastermuster, allgemein
bei 30 gezeigt, das ein anderes Kanalzuteilungsmuster veranschaulicht.
Das Muster 30 wird manchmal als ein "1:3"-Schema bezeichnet. Ähnlich
zu der in 1 gezeigten Anordnung sind sechseckförmige
Zellen 12 durch Funkbasisstationen 14 definiert. Jede Basisstation
14 definiert drei Zellen, auf eine analoge Weise, in der die Basisstationen
14 die Zellen 12 in der Veranschaulichung von 1
definieren.
In einem 1:3-Schema sind die Kanäle der dem Zellularkommunikationssystem
zugeteilten Bandbreite in drei Gruppen aufgeteilt. In solch einem Schema sind die
dem Kommunikationssystem zugeteilten Kanäle in drei Kanalgruppen aufgeteilt.
Die Gruppen sind in der Figur durch A, B und C bezeichnet. Gruppen der drei Zellen,
wie beispielsweise die Gruppe 42, durch den fett gedruckten Umriss angegeben,
sind überall im Rastermuster 30 gebildet. Jede Zelle der Gruppe
42 ist mit einer unterschiedlichen der drei Mengen zugeteilter Kanäle
definiert. Die Mengen der Kanäle sind wiederum auf eine Weise zugewiesen, so
dass benachbarte Zellen nicht derselben Menge von Frequenzkanälen zugewiesen
sind.
Weil die zugeteilten Kanäle vielmehr in drei Mengen von Kanälen
als zwölf Mengen von Kanälen aufgeteilt sind, resultiert ein Mehrzuwachs
zum Übertragen von Kommunikationssignalen bei einer bestimmten Zelle verfügbarer
Kanäle. Und zwar ist ein Vierfachzuwachs an Kommunikationskapazität möglich.
Im Gegensatz zu dem in 1 gezeigten Wiederverwendungsmuster
des 4:12-Schemas ist jedoch die Trennungsentfernung zwischen Zellen reduziert, die
dieselbe Menge von Kanälen wiederverwenden.
Die aus einer Interferenz aus dem gleichen Kanal resultierenden Degradationsausmaße
der Kommunikationsqualität sind deshalb möglicherweise vielmehr für
ein Kommunikationssystem von Bedeutung, das das 1:3-Schema verwendet, als für
ein System mit dem 4:12-Schema. Wenn erhöhte Pegel einer Störung aus dem
gleichen Kanal signifikant mit Kommunikationen interferieren, wenn ein 1:3-Kommunikationsschema
genutzt wird, könnten die Vorteile der durch die Nutzung eines 1:3-Kommunikationsschemas
zugelassenen erhöhten Kommunikationskapazität durch erhöhte Pegel
einer Störung aus dem gleichen Kanal aufgehoben werden. Signifikante Pegel
einer Störung aus dem gleichen Kanal könnten tatsächlich ernsthaft
die Kommunikationsqualität verschlechtern, was die Möglichkeit zum Erhöhen
der Kommunikationskapazität des 1:3-Zuteilungsschemas völlig ausschaltet.
Der Betrieb einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
stellt eine Weise zum Identifizieren eines Interferenzsignals aus
dem gleichen Kanal bei einer Empfangsstation bereit, um dadurch eine bessere Unterdrückung
solch eines Interferenzsignals zuzulassen.
3 veranschaulicht ein Bündel bzw. Burst
50, beispielhaft ein Bündel bzw. Burst, in dem Datenbits eines Kommunikationssignals
in einem beispielhaften Zellularkommunikationssystem formatiert sind. Das Bündel
50 stellt ein während eines Betriebs einer Sendervorrichtung eines
GSM-Zellularkommunikationssystem formatiertes Bündel dar. Andere Weisen, auf
die ein Kommunikationssignal formatiert sein kann, können ähnlich dargestellt
sein.
Wie veranschaulicht, enthält das Bündel 50 zwei
Datenfelder 52, von denen jedes eine Länge von 57 Bit hat. Eine Trainingssequenz
54 einer Bitlänge von 26 ist zwischen den zwei Datenfeldern
52 positioniert. Nachsätze 56 der Bitlänge 3 sind an
den gegenüberliegenden Enden des Bündels 5 gebildet. Die Bitwerte
der Nachsätze 56 sind Nullwerte. Die die Datenfelder 52 bildenden
Bits enthalten Sprache oder andere Typen einer Quelleninformation oder eine Signalisierungsinformation.
Zwischen den Datenfeldern 52 und der Trainingssequenz 54 positionierte
Einzelbitlängen-Flags 58 haben einen Wert, der den Typ der Information
angibt, aus dem die Felder 52 gebildet sind. Aufeinanderfolgende Bündel
oder daraus formatierte "Rahmen" werden zwischen einer Sende- und einer Empfangsstation,
wie beispielsweise die in 1 und 2
gezeigten Funkbasisstationen 14, und einem Mobilendgerät zum Kommunizieren
einer Information dazwischen kommuniziert.
4 veranschaulicht ein beispielhaftes Kommunikationssystem,
das allgemein bei 70 gezeigt ist, und das das Zellularkommunikationssystem
mit einem Zellen-Wiederverwendungsplan darstellt, wie beispielsweise dem durch das
in 2 gezeigte Rastermuster 30 Dargestellten.
In dem veranschaulichten System 70 erzeugt eine Nutzsignal-Übertragungsstation
72 ein Sendesignal, das auf einem Kommunikationskanal 74 an eine
Empfangsstation 76 übertragen wird. Die Nutzsignal-Übertragungsstation
72 stellt zum Beispiel die in 2 gezeigte Funkbasisstation
14 dar, die Downlink-Signale zur Übertragung an ein Mobilendgerät
erzeugt, hier z.B. dargestellt durch die Empfangsstation 76. Umgekehrt
kann die Station 72 ein Mobilendgerät darstellen, wenn das Mobilendgerät
zum Übertragen eines Uplink-Signals an eine Funkbasisstation betriebsfähig
ist.
Zusätzliche Übertragungsstationen 78 stellen Übertragungsstationen
dar, die Interferenzsignale erzeugen, die mit dem durch die Übertragungsstation
72 erzeugten Nutzsignal interferieren. Eine Anzahl K von Interferenzsignal-Übertragungsstationen
78 ist in der Figur veranschaulicht. Jede solcher Übertragungsstationen
78 überträgt Interferenzsignale auf dem Kommunikationskanal
74, und diese werden durch die Empfangsstation 76 empfangen. Solche
Übertragungsstationen 78 stellen z.B. Basisstationen dar, die auf
demselben Kanal Signale erzeugen, auf dem die Übertragungsstation
72 Signale überträgt, und bilden dadurch Interferenzsignale aus
dem gleichen Kanal bzw. Co-Kanal-Interferenzsignale, die mit dem durch die Übertragungsstation
72 erzeugten Nutzsignal interferieren.
Die Kanäle 82, auf denen die Signale durch die Übertragungsstation
72 und Stationen 78 übertragen werden, können durch
eine Kanalimpulsantwort enthaltende zeitdiskrete Kanalfilter moduliert werden. Solche
Filter sind beispielsweise in dem Modell durch Mehrfachabgriff-FIR-(Finite Impulse
Response bzw. endliche Impulsantwort) Filter dargestellt. Die in der Figur veranschaulichten
Kanäle 82 stellen die Kanäle dar, auf denen die Signale übertragen
werden, und solche Kanäle sind durch die Bezeichnung h0, h1
... hk angegeben. Jeder der Kanäle 82 hat möglicherweise
unterschiedliche Eigenschaften in Ansprechen auf die Pfade, auf denen die Signale
an die Empfangsstation 76 übertragen werden. Insgesamt bilden die
Kanäle 82, auf denen die durch die Übertragungsstationen
72 bzw. 78 erzeugten Signale übertragen werden, den Kommunikationskanal
74.
Obwohl die Empfangsstation 76 nur zum Empfangen des durch
die Übertragungsstation 72 erzeugten Nutzsignals beabsichtigt ist,
ist das durch die Empfangsstation 76 tatsächlich empfangene Empfangssignal
die Summierung sämtlicher auf den unterschiedlichen Kanälen
82 übertragenen Signale. Solch eine Summierung der unterschiedlichen
Signale ist in der Figur durch das Summierungselement 84 dargestellt. Eine
durch weißes Gauss'sches Rauschen verursachte zusätzliche Störung
bildet eine zusätzliche Komponente des summierten Signals, das das bei der
Empfangsstation 76 empfangene Empfangssignal bildet.
5 veranschaulicht Vorrichtung 85, die ein
Teilstück der in 4 gezeigten Empfangsstation
76 bildet. Die Vorrichtung 85 ist betriebsfähig zum Identifizieren
und möglichen Unterdrücken eines oder mehrerer Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke
eines bei der Empfangsstation empfangenen Empfangssignals.
Während die folgende Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform
allgemein mit Bezug zu einem Kommunikationssystem beschrieben ist, in welchem es
allgemein wünschenswert ist, Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke
zu unterdrücken, enthält in einer Ausführungsform, in welcher die
vorliegende Erfindung betriebsfähig ist, z.B. ein CDMA-Kommunikationssystem,
das empfangene Signal wenigstens ein Nutzsignalkomponenten-Teilstück und möglicherweise
eine Anzahl von Interferenzsignalkomponenten-Teilstücken.
Das Empfangssignal, nachfolgend der durch einen Abwärtswandler
(nicht gezeigt) durchgeführten Abwärtsumwandlungsoperationen, wird an
einen Schätzer 86 mittels Leitung 87 angelegt. Der Schätzer
86 ist betriebsfähig zum Schätzen von Kanalimpulsantworten eines
Kommunikationskanals, auf welchem ein Nutzsignalkomponenten-Teilstück und wenigstens
ein Interferenzsignalkomponenten-Teilstück des empfangenen Signals übertragen
sind. Die Kanalantworten können z.B. durch die Nutzung einer Trainingssequenz
oder einer anderen Sequenz des Interferenzsignalkomponenten-Teilstücks oder
der Teilstücke geschätzt werden. Der Schätzer 86 erzeugt
ein Signal auf Leitung 88, das an einen Interferenzdetektor 89
angelegt wird. Dieses Signal bildet ein Qualitätsmaß des empfangenen Signals
dadurch, dass es eine Schätzung der Qualität eines Nutzsignalkomponenten-Teilstücks
nach der Erfassung ist. Ein separates Qualitätsmaß wird für jede
Kombination von Nutzsignalkomponenten- und Interferenzsignalkomponenten-Teilstücken
erzeugt, die durch den Schätzer 86 geschätzt werden. Dadurch
bildet der Schätzer 86 eine Signalqualitäts-Bestimmungseinheit,
in der das dort gebildete Signal eine Angabe der Qualität der Nutzsignalkomponente
nach der Erfassung ist. Der Interferenzdetektor 89 ist betriebsfähig
zum selektiven Unterdrücken eines oder mehrerer Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke
des empfangenen Signals. Die Interferenz-Unterdrückungseinheit kann z.B. aus
einem Verbunddetektor, einem Interferenzkompensator, einem Mehrbenutzerdetektor
oder einem Subtraktiv-Demodulator gebildet sein. Eine Ausführungsform, in der
die Interferenz-Unterdrückungseinheit aus einem Verbunddetektor gebildet ist,
soll unten mit Verweise auf 6 beschrieben werden.
Der Schätzer 86, der das Signal auf der Leitung
88 erzeugt, ist betriebsfähig zum Schätzen von Kanalimpulsantworten
des Kanals, auf dem die Nutzsignalkomponente und ein oder mehrere Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke
übertragen werden. Die Kanalimpulsantwort wird in einer Ausführungsform
durch Nutzen eines Sequenzer-Signals, wie beispielsweise eine Trainingssequenz des
Interferenzsignalkomponenten-Teilstücks, bestimmt, das eine Schätzung
der Kanalimpulsantwort zulässt.
6 veranschaulicht Vorrichtung 92, die ein
Teilstück der in 4 gezeigten Empfangsstation
76 in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
bildet. Die Vorrichtung 92 ist betriebsfähig zum Bestimmen eines oder
mehrerer Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke eines bei der Empfangsstation
empfangenen Empfangssignals. Durch Bestimmen der Komponententeilstücke des
Empfangssignals, die Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke sind, können
solche Komponententeilstücke zusammen mit einer Nutzsignalkomponente gemeinschaftlich
erfasst und dadurch unterdrückt werden.
Das Empfangssignal wird, nachfolgend durch einen Abwärtswandler
(nicht gezeigt) durchgeführter Abwärtsumwandlungsoperationen, an einen
Schätzer 94 mittels Leitung 96 angelegt. Der Schätzer
94 ist betriebsfähig zum Bestimmen der Trainingssequenz eines oder
mehrerer Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke des auf der Leitung
96 erzeugten Empfangssignals.
Der Schätzer 94 enthält einen Kanalschätzer
98. Der Kanalschätzer ist betriebsfähig zum Schätzen der
Kanäle, auf denen die Nutzsignalkomponente und die Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke
des empfangenen Signals übertragen werden. Das heißt, dass der Kanalschätzer
98 betriebsfähig ist zum Schätzen der in 4
gezeigten Kanäle 82. Dem Kanalschätzer 98 wird eine
Information, hier mittels Leitung 102 angegeben, der Trainingssequenz der
Nutzsignalkomponente bereitgestellt, die wunschgemäß durch die Empfangsstation
zu empfangen ist, von der die Vorrichtung 92 ein Teilstück bildet.
Die mit den Interferenzsignalkomponenten-Teilstücken verknüpften
Trainingssequenzen sind jedoch nicht bekannt. Nur die Menge der dem Kommunikationssystem
verfügbaren Trainingssequenzen ist bekannt. Von solch einer Menge werden Trainingssequenzen
ausgewählt, die mit individuellen der Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke
verknüpft sind. Der Schätzer 94, von dem der Kanalschätzer
98 ein Teilstück bildet, ist betriebsfähig zum Extrahieren der
mit einem oder mehreren Interferenzsignalkomponenten-Teilstücken verknüpften
Trainingssequenzen.
Der Kanalschätzer 98 schätzt Gruppen von Kanälen,
die aus geschätzten Kanälen gebildet sind, auf denen die Nutzsignalkomponente
zusammen mit Interferenzsignalkomponenten-Teilstücken übertragen wird,
die damit jede der möglichen Trainingssequenzen verknüpft haben.
Die Gruppen der Schätzungen können z.B. durch Verbundschätzung
der Nutzsignalkomponente und des wenigstens einen Interferenzsignalkomponenten-Teilstücks
geschätzt werden. Aber die Gruppen der Schätzungen können
auch durch Kombinieren individueller Schätzungen der Nutzsignalkomponente bzw.
Schätzungen der Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke gebildet werden.
In einer Ausführungsform wird Kanalschätzung ĥ basierend
auf wenigstens einer Schätzung eines kleinsten mittleren quadratischen Fehlers
getätigt, die mit Verwenden der folgenden Gleichung berechnet wird:
ĥ = (MHM)–1MHrT
wobei H die Hermitesch Transponierte bezeichnet, und M die Matrix ist,
die definiert ist als:
M = [M0, M1, .., MK]
und wobei jedes Mi, i = 0, 1..., K, eine Matrix ist, die die Trainingssequenz
für jeden Benutzer i, mi(n), n ϵ [0, N – 1] in der
folgenden Weise ist:
L ist der Speicher der Kanäle, d.h., dass für jeden Benutzer
L + 1 Abgriffe bzw. Taps für die Kanalimpulsantworten geschätzt werden.
N ist die Länge der Trainingssequenz.
Ferner ist rT ein Spaltenvektor der Länge N –
L, der das empfangene Signal während der Trainingssequenz enthält. Mit
Übernahme der obigen Definition kann rT ausgedrückt werden
als:
rT = Mh + w
wobei w Rauschen und eine Interferenz ist, die nicht erfasst wird.
Auf dieselbe Weise kann das empfangene Signal während der Datensequenz
ausgedrückt werden als:
rD = Dh + w
wobei D eine Matrix ist, die definiert ist als:
D = [D0, Di, ..., DK]
wobei jedes Di, i = 0, 1, ..., K, eine Matrix ist, die die Datensequenz
für Benutzer i, di(n), n ϵ [0, N – 1] enthält,
und definiert ist als:
Die Restinterferenz während der Trainingssequenz ist:
RT = (rT – Mĥ)H(rT –
Mĥ)
und ist ähnlich für die Datensequenz:
RD = (rD – Dĥ))H(rD –
Dĥ)
Der erwartete Wert für die Restinterferenz für die Trainingssequenz
ist:
E{RT} = ... = (N – L – (L + 1)(K + 1))&sgr;2
= u&sgr;2
wobei &sgr;2 die Leistung des nicht erfassten Signals w ist.
Dasselbe kann für die Datensequenz getan werden:
E{RT} = ... = (R – L)(Spur{(MHM)–1}
+ 1)&sgr;2 = v&sgr;2
und die Schätzung der Restinterferenz für die Datensequenz R^D kann durch Kombinieren der zwei obigen Gleichungen getan werden.
Während die Trainingssequenz der Nutzsignalkomponente bekannt
ist, muss die Trainingssequenz der Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke
bestimmt werden.
Um die Trainingssequenzen der Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke
zu bestimmen, wird eine Verbundkanalschätzung unter der Annahme durchgeführt,
dass die Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke bestimmte Trainingssequenzen
haben. Das heißt, dass ĥ berechnet wird, wobei M = [M0 M1]
und M1 sämtliche mögliche Trainingssequenzen annehmen. Dann
wird für sämtliche Kanalschätzungen ein Wert der Restinterferenz
während eines Datensequenzteilstücks berechnet. Eine Schätzung der
Trainingssequenz für das Interferenzsignalkomponenten-Teilstück, das die
geringste Schätzung der Restinterferenz während einer Datensequenz aufweist,
wird als die Interferenzsignalkomponente ausgewählt, die auf die Empfängerleistung
den höchsten beeinträchtigenden Effekt hat.
Eine Auswähleinheit 108 ist mit dem Restinterferenzschätzer
106 mittels Leitungen 112 gekoppelt. Die Auswähleinheit
108 ist teilweise betriebsfähig zum Auswählen der Trainingssequenz,
die mit dem Wert der Restinterferenz bei dem geringsten Pegel verknüpft ist,
und zum Erzeugen eines Signals auf Leitung 114, das solch eine Trainingssequenz
darstellt. Ein eine Kanalschätzung darstellendes Signal wird außerdem
auf der Leitung 114 erzeugt.
Die Vorrichtung 92 enthält ferner einen Verbunddetektor
118. Der Verbunddetektor 118 ist zum Empfangen von Angaben der
Trainingssequenz und der durch die Auswähleinheit 108 ausgewählten
Kanalschätzung und außerdem wenigstens wählbar mit der Leitung
96 gekoppelt, auf der das Empfangssignal bereitgestellt wird. Der Verbunddetektor
118 ist betriebsfähig zum gemeinschaftlichen Erfassen der Nutzsignalkomponente
mit der bekannten Trainingssequenz und dem einen oder den mehreren Interferenzsignalkomponenten-Teilstücken,
die mit einer oder mehreren durch die Auswähleinheit 108 ausgewählten
Trainingssequenzen verknüpft sind. Der Verbunddetektor kann z.B. mit Nutzen
eines Viterbi-Algorithmus auf herkömmliche Weise implementiert sein.
Durch gemeinschaftliches Erfassen des Nutzsignalkomponenten-Teilstücks
und des wenigstens einen Interferenzsignalkomponenten-Teilstücks wird die durch
das Interferenzsignalkomponenten-Teilstück verursachte Verschlechterung des
Nutzsignalkomponenten-Teilstücks wesentlich reduziert, d.h., dass eine Unterdrückung
des Interferenzsignalkomponenten-Teilstücks aus dem Nutzsignalkomponenten-Teilstück
erzielt wird.
In der veranschaulichten Ausführungsform enthält die Vorrichtung
92 ferner einen Einzelkanal-Detektor 128. Und in solch einer Ausführungsform
ist der Kanalschätzer 98 ferner betriebsfähig zum Schätzen
eines Nutzsignalkanals, auf dem die Nutzsignalkomponente des Empfangssignals geschätzt
wird, um übertragen zu werden, alles ohne irgendein Bezug zu einem Interferenzsignalkomponenten-Teilstück.
Der Restinterferenzschätzer 106 ist ferner betriebsfähig
zum Berechnen der Restinterferenz solch eines geschätzten Kanals, und die Auswähleinheit
108 ist ferner betriebsfähig zum Auswählen unter den Kanalschätzungen
einschließlich solch einer Einzelkanal-Schätzung. Wenn eine Bestimmung
durch die Auswähleinheit 108 getätigt wird, dass die Einzelkanalschätzung
den geringsten Pegel einer Restinterferenz aufweist, erzeugt die Auswähleinheit
108 ein Steuersignal auf Leitung 134, die eine Schaltposition
eines Schaltelementes 136 steuert.
Das Schaltelement 136 verbindet wahlweise die Leitung
96 entweder mit dem Verbunddetektor 118 oder mit der Einzelkanal-Bestimmungseinheit
128. Wenn der Restinterferenzwert der Einzelkanal-Schätzung der
geringste Wert ist, bewirkt die Auswähleinheit 108, dass das Schaltelement
136 zum Verbinden von Leitung 96 mit dem Detektor 128
positioniert wird. Wenn eine andere der Kanalschätzungen niedrigere Pegel der
Restinterferenz aufweist, bewirkt die Auswähleinheit 108, dass die
Schaltposition des Schaltelementes 136 zum Zusammenschalten der Leitung
96 mit dem Verbunddetektor 118 positioniert wird. Auf solch eine
Weise erfasst die Vorrichtung das Empfangssignal gemeinschaftlich oder einzeln,
wie zweckgemäß.
7 veranschaulicht ein allgemein bei 200 gezeigtes
Verfahren einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren ist
betriebsfähig zum Bestimmen des Wertes einer mit einem Interferenzsignalkomponenten-Teilstück
eines Empfangssignals verknüpften Trainingssequenz. Das Empfangssignal ist
aus einer Nutzsignalkomponente und wenigstens einem Interferenzsignalkomponenten-Teilstück
gebildet.
Zuerst werden, wie durch den Block 202 angegeben, Gruppen
von Kanalschätzungen in Ansprechen auf Angaben des Empfangssignals erzeugt.
Kanalschätzungen sind Schätzungen der Kanäle, auf denen Komponenten
des Empfangssignals an den Empfänger übertragen werden. Dann, und wie
durch den Block 204 angegeben, werden Werte der Restinterferenz für
jede der Gruppen der Kanalschätzungen erzeugt. Und wie durch den Block
206 angegeben, wird eine Auswahl der Gruppe der Kanalschätzungen getätigt,
die den geringsten Wert der Restinterferenz aufweist. Solche Pegel der Restinterferenz
geben das Interferenzsignalkomponenten-Teilstück an. Die mit den Kanalschätzungen
verknüpften Trainingssequenzen werden als der Wert der Trainingssequenz bestimmt.
Der Betrieb einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
lässt es zu, dass ein Interferenzsignalkomponenten-Teilstück sogar ohne
Kenntnis einer mit solch einem Teilstück verknüpften Trainingssequenz
erfasst wird. Ein bei einem Empfänger empfangenes Empfangssignal wird analysiert,
zuerst zum Bestimmen einer mit dem Interferenzsignalkomponenten-Teilstück verknüpften
Trainingssequenz. Und eine Bestimmung der Weise wird getätigt, mit welcher
die Nutzsignalkomponente des Empfangssignals am besten wiederhergestellt wird. Es
wird eine Auswahl getätigt, entweder die Nutzsignalkomponente durch gemeinschaftliche
Erfassung oder durch Erfassung lediglich der Nutzsignalkomponente des Empfangssignals
zu tätigen.
Bei Aufnahme in Empfangsstationsteilstücken eines Zellularkommunikationssystems,
wie beispielsweise dem Empfängerteilstück eines Mobilendgerätes oder
dem Empfängerteilstück einer Funkbasisstation, wird eine bessere Unterdrückung
einer Interferenz aus dem gleichen Kanal erleichtert. Weil die Interferenz aus dem
gleichen Kanal besser unterdrückt werden kann, können in diesem System
definierte Kanäle auf effizientere Weise wiederverwendet werden, wie beispielsweise
mit dem in 2 gezeigten 1:3-Zellen-Wiederverwendungsmuster.
Obwohl die vorliegende Erfindung und ihre beispielhaften Ausführungsformen
primär unter Berücksichtigung eines TDMA-Kommunikationssystems erläutert
sind, könnte sie genauso gut in Kommunikationssystemen implementiert sein,
die andere Zugriffsschemas verwenden, wie beispielsweise ein geschlitztes CDMA-System,
in welchem jede(r) Zeitschlitz/Frequenz in wenigstens zwei Verkehrskanäle,
beispielsweise wenigstens zwei Benutzer, aufgeteilt ist. Die Benutzertrennung innerhalb
des/der Zeitschlitzes/Frequenz wird in solch einem Fall mittels einer Code-Trennung
erzielt, d.h., dass jedem Benutzer in demselben Zeitschlitz/derselben Frequenz ein
benutzerspezifischer Spreizungscode zugewiesen ist. In solch einem Fall ist eine
Nutzsignalkomponente sowohl für eine Interferenz aus dem gleichen Kanal als
auch für eine Intrazellen-Interferenz anfällig. Wenn eine Ausführungsform
der Erfindung z.B. in solch einem System implementiert ist, sollte erkannt werden,
dass das, was früher als Interferenzsignalkomponenten-Teilstück bezeichnet
worden ist, tatsächlich irgendeine Mischung von Interferenzsignalen und nützlichen
Signalen sein kann, wenigstens für den Uplink-Fall, in welchem die Erfassung
sämtlicher Komponenten wünschenswert ist.
Die vorherigen Beschreibungen dienen für bevorzugte Beispiele
zum Implementieren der Erfindung, und der Schutzbereich der Erfindung ist nicht
durch diese Beschreibung beschränkt. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung
ist durch die folgenden Ansprüche definiert.
Anspruch[de]
Funkempfänger (76), der betriebsfähig ist zum Empfangen
eines Empfangssignals, wobei das Empfangssignal aus einer Nutzsignalkomponente und
einer Interferenzsignalkomponente mit wenigstens einem Interferenzsignalkomponenten-Teilstück
gebildet ist, wobei die Nutzsignalkomponente eine erste Trainingssequenz hat, die
damit verknüpft ist, und wobei das wenigstens eine Interferenzsignalkomponenten-Teilstück
wenigstens eine zweite Trainingssequenz hat, die damit verknüpft ist, wobei
die erste und die zweite Trainingssequenz jeweils aus einer Gruppe von Trainingssequenzen
ausgewählt sind, wobei die erste Trainingssequenz einen Wert
hat, der dem Funkempfänger (76) wenigstens bekannt ist, wenn das Funksignal
bei dem Funkempfänger (76) empfangen wird, wobei der Funkempfänger
(76) gekennzeichnet ist durch:
einen Verbunddetektor (118), der wählbar gekoppelt ist zum Empfangen
wenigstens von Angaben des Empfangssignals, wobei der Verbunddetektor (118)
zum gemeinschaftlichen Detektieren der auf einem Nutzsignalkanal (82, ho)
übertragenen Nutzsignalkomponente zusammen mit dem wenigstens einen Interferenzkomponenten-Teilstück
ist, das auf wenigstens einem Interferenzsignalkanal (82, h1,
hk) übertragen ist;
einen Nutzsignal-Detektor (128), der wählbar gekoppelt ist zum Empfangen
von wenigstens von Angaben des Empfangssignals, wobei der Nutzsignal-Detektor (128)
zum Detektieren der auf dem Nutzsignalkanal (82, ho) übertragenen
Nutzsignalkomponente ist; und
eine Auswähleinheit (108, 136) zum selektiven Koppeln des
Verbunddetektors (118) oder des Nutzsignal-Detektors (128) zum
Empfangen wenigstens der Angaben des Empfangssignals, wobei der Funkempfänger
(76) angeordnet ist zum Berechnen eines Wertes einer Restinterferenz aus
einer Kanalschätzung von nur der Nutzsignalkomponente und zum Vergleichen des
Wertes mit einem Wert einer Restinterferenz eines niedrigsten, zur gemeinschaftlichen
Kanalschätzung berechneten Wertes, und Betreiben der Auswähleinheit in
Abhängigkeit davon, welcher der Werte einer Restinterferenz niedriger als der
andere ist.Funkempfänger gemäß Anspruch 1, ferner einen Schätzer
(94) umfassend zum Bestimmen der Trainingssequenz von dem einen oder den
mehreren Interferenzsignalkomponenten-Teilstücken, wobei der Schätzer
(94) umfasst:
einen Kanalschätzer (98), der gekoppelt ist zum Empfangen von wenigstens
von Angaben des bei dem Empfänger empfangenen Empfangssignals, wobei der Kanalschätzer
(98) zum Bilden von Gruppen von Kanalschätzungen ist, wobei die Kanalschätzungen
jeder Gruppe Eigenschaften geschätzter Kanäle darstellen, Kanäle
(82, ho, h1, hk) schätzend, auf denen
das Empfangssignal an den Empfänger übertragen ist, wobei die Kanalschätzungen
jeder Gruppe Schätzungen von Kanälen (82, h1, hk)
enthalten, auf denen Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke übertragen
sind, wobei die Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke damit verknüpfte
Trainingssequenzen der Menge von Trainingssequenzen haben;
einen Restinterferenzschätzer (106), der gekoppelt ist zum Empfangen
von Angaben von durch den Kanalschätzer (98) gebildeten Schätzungen,
wobei der Restinterferenzschätzer (106) zum Erzeugen von werten einer
Restinterferenz für jede der Gruppen von durch den Kanalschätzer (98)
gebildeten Kanalschätzungen ist; und
wobei die Auswähleinheit (108, 136) gekoppelt ist zum Empfangen
der Werte der durch den Restinterferenzschätzer (106) geschätzten
Restinterferenz, wobei die Auswähleinheit (108, 136) zum
Auswählen einer Gruppe von Kanalschätzungen der Gruppen von durch den
Kanalschätzer (98) geschätzten Kanalschätzungen ist, die
einen Wert einer Restinterferenz, geschätzt durch den Restinterferenzschätzer
(106), eines gewünschten Wertes aufweisen, wobei die Trainingssequenz,
die mit der Gruppe von Kanalschätzungen verknüpft ist, die durch die Auswähleinheit
(108, 136) ausgewählt sind, als der Wert der wenigstens zweiten
Trainingssequenz bestimmt ist.Funkempfänger gemäß Anspruch 2, wobei der Kanalschätzer
(98) einen Schätzer für einen kleinsten mittleren quadratischen
Fehler umfasst.Funkempfänger gemäß Anspruch 3, wobei der Schätzer
für einen kleinsten mittleren quadratischen Fehler, aus dem der Kanalschätzer
(98) gebildet ist, angeordnet ist zum Berechnen einer Kanalschätzung
für ein kleinstes mittleres Quadrat für ein Schätzinterferenzsignal,
das jede Trainingssequenz der Menge von Trainingssequenzen, ohne die erste Trainingssequenz,
mit der Nutzsignalkomponente verknüpft hat.Funkempfänger gemäß Anspruch 2, wobei die Gruppen von
durch den Kanalschätzer (98) geschätzten Kanalschätzungen
Schätzungen eines Nutzsignalkomponentenkanals und von Interferenzsignalkomponenten-Teilstück-Kanälen
umfassen, die Interferenzsignalkomponenten-Teilstück-Kanäle Kanäle
schätzend, auf denen Interferenzsignalkomponenten-Teilstücke damit verknüpfte
Trainingssequenzen jeder Trainingssequenz der Gruppe von Trainingssequenzen haben,
ohne die mit der Nutzsignalkomponente verknüpfte Trainingssequenz.Funkempfänger gemäß Anspruch 2, wobei der Restinterferenzschätzer
(106) angeordnet ist zum Schätzen eines Wertes einer Restinterferenz
für jede der Gruppen von Kanalschätzungen.Funkempfänger gemäß Anspruch 2, wobei die Auswähleinheit
(108, 136) angeordnet ist zum Auswählen einer Gruppe von
Kanalschätzungen aus der Gruppe der Kanalschätzungen, die einen geringsten
Pegel einer Restinterferenz aufweist.Funkempfänger gemäß Anspruch 2, wobei der Verbunddetektor
(118) und der Nutzsignal-Detektor (128) Teil einer Interferenzunterdrückungseinheit
sind, die gekoppelt ist zum Empfangen wenigstens der Angaben des Empfangssignals
und zum Empfangen von Angaben der wenigstens zweiten Trainingssequenz, die mit der
Gruppe von Kanälen, ausgewählt durch die Auswähleinheit (108,
136), und Kanalschätzungen, die durch den Kanalschätzer (98)
gebildet sind, verknüpft ist, wobei die Interferenzunterdrückungseinheit
zum selektiven Unterdrücken des wenigstens einen Interferenzsignalkomponenten-Teilstücks
ist.Funkempfänger gemäß Anspruch 2, wobei der Kanalschätzer
(98) ferner einen Nutzsignalschätzkanal schätzt, der Nutzsignalschätzkanal
nur den Kanal schätzend, auf dem die Nutzsignalkomponente an den Funkempfänger
(76) übertragen ist.Funkempfänger gemäß Anspruch 9, wobei der Restinterferenzschätzer
(106) ferner gekoppelt ist zum Empfangen von Angaben des Nutzsignalschätzkanals,
wobei der Restinterferenzschätzer (106) ferner zum Erzeugen eines
Wertes einer Restinterferenz für den Nutzsignalschätzkanal ist.Funkempfänger gemäß Anspruch 10, wobei die Auswähleinheit
(108, 136) ferner gekoppelt ist zum Empfangen des Wertes einer
Restinterferenz des Nutzsignalschätzkanals, erzeugt durch den Restinterferenzschätzer
(106), wobei der damit verknüpfte Nutzsignalschätzkanal eine
zusätzliche Gruppe der Gruppen von Kanalschätzungen bildet, unter welchen
die Auswähleinheit (108, 136) auswählt.Funkempfänger gemäß Anspruch 2, wobei eine Vielzahl von
Interferenzsignalkomponenten-Teilstücken in dem Empfangssignal vorhanden ist,
und wobei die Gruppen der durch den Kanalschätzer (98) gebildeten
Kanalschätzungen Schätzungen einer Vielzahl von Kanälen enthalten,
auf denen eine Vielzahl von Interferenzsignalkomponententeilstücken übertragen
sind.