DE69835816T2

DE69835816T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Empfang

Info

Publication number: DE69835816T2
Application number: DE69835816T
Authority: DE
Inventors: Ari Hottinen; Jorma Lilleberg; Antti Toskala; Harri Holma
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1997-06-23
Filing date: 1998-06-23
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2018-06-24
Also published as: US7088699B1; EP0988706A1; EP0988706B1; NO996400L; ATE339036T1; NO996400D0; AU7920698A; CN1261476A; DE69835816D1; FI104020B1; FI972704A; FI972704A0; JP2002506595A; FI104020B; AU743733B2; WO1999001946A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Empfangsverfahren in einem zellulären Funksystem, das in jeder Zelle mindestens eine Basisstation umfasst, die mit Endgeräten kommuniziert, die im Bereich der Basisstation lokalisiert sind, wobei in dem System Code-Multiplex mit Mehrfachzugriff eingesetzt wird, und wobei in dem Verfahren ein empfangenes Signal ein Summensignal aus Signalen, die von mehreren Sendern stammen, umfasst, wobei die Signale Symbole umfassen, und wobei an dem Signal Störsignalentfernung und eine Erfassung simultaner Mehrfachnutzer durchgeführt wird, und wobei in dem Verfahren eine Schätzung für das empfangene Signal erzeugt wird.
Die Erfindung betrifft ferner ein Empfangsverfahren in einem zellulären Funksystem, das in jeder Zelle mindestens eine Basisstation umfasst, die mit Endgeräten kommuniziert, die in dem Bereich der Basisstation lokalisiert sind und wobei in dem System Code-Multiplex mit Mehrfachzugriff eingesetzt wird, und wobei in dem Verfahren ein empfangenes Signal ein Summensignal aus Signalen, die von mehreren Sendern stammen, umfasst, wobei an dem Signal Störsignalentfernung und eine Erfassung simultaner Mehrfachnutzer durchgeführt wird.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung ist in Funksystemen verschiedener Arten anwendbar, beispielsweise in CDMA-Systemen. CDMA ist ein Mehrfachzugriffsverfahren, das auf Spreizspektrumtechnik basiert, und das Verfahren wurde in jüngster Zeit in zellulären Funksystemen zusätzlich zu den vorherigen FDMA- und TDMA-Systemen eingesetzt. CDMA weist gegenüber den vorherigen Verfahren verschiedene Vorteile auf, wie beispielsweise die einfache Frequenzplanung und Spektraleffizienz.
In dem CDMA-Verfahren wird ein schmalbandiges Nutzerdatensignal mittels eines Spreizcodes, welcher erheblich breitbandiger als das Datensignals ist, auf ein verhältnismäßig breites Band multipliziert. Die in den bekannten Systemen verwendeten Bandbreiten betragen beispielsweise 1,25 MHz, 10 MHz und 25 MHz. In Verbindung mit der Multiplikation wird das Datensignal über das gesamte zu verwendende Band gespreizt. Alle Nutzer senden gleichzeitig im selben Frequenzband. Ein einzigartiger Spreizcode wird an jeder Verbindung zwischen einer Basisstation und einer Mobilstation verwendet und die Nutzersignale können an den Empfängern auf Basis des Spreizcodes jedes Nutzers voneinander unterschieden werden. Das Ziel ist die Auswahl der Spreizcodes auf eine solche Weise, dass sie zueinander orthogonal sind, mit anderen Worten korrelieren sie nicht miteinander.
Die auf herkömmliche Weise implementierten Korrelatoren in den CDMA-Empfängern synchronisieren mit einem gewünschten Signal, das auf Basis eines Spreizcodes identifiziert wird. Das Datensignal wird am Empfänger wieder auf das Ursprungsband hergestellt, indem es wieder durch denselben Spreizcode wie in der Sendephase multipliziert wird. Die durch einen anderen Spreizcode multiplizierten Signale korrelieren im Idealfall nicht und werden im Schmalband wiederhergestellt. Somit erscheinen sie gegenüber dem gewünschten Signal als Rauschen. Das Ziel ist die Erfassung des Signals eines gewünschten Nutzers unter verschiedenen Störsignalen. In der Praxis sind Spreizcodes nicht orthogonal und Signale anderer Nutzer können die Erfassung des gewünschten Signals durch nicht-lineare Verzerrung des empfangenen Signals behindern. Diese wechselseitige Störung zwischen den Nutzern wird Mehrfachzugriffsstörung genannt. Zu ähnlicher Mehrfachzugriffsstörung kommt es auch in anderen Mehrfachzugriffsverfahren, wie beispielsweise TDMA und FDMA.
Zur Eliminierung der durch Mehrfachzugriffsstörung bewirkten Signalgütedegradierung sind zahlreiche Empfangsverfahren entwickelt worden. Zu diesen Verfahren gehört der herkömmliche Empfang mit einem einzigen Nutzer und die Verfahren, die eine simultane Mehrfachnutzererfassung ermöglichen. Beim herkömmlichen Empfang mit einem einzigen Nutzer wird die empfangene Sendung durch einen linearen angepassten Filter korreliert, der alle anderen in der Sendung enthaltenen Signale außer dem Signal des gewünschten Nutzers ignoriert. Dieses Empfangsverfahren kann schnell implementiert werden, aber es ist bei der Mehrfachzugriffsstörungsentfernung extrem ineffizient.
Es wurden Verfahren offenbart, in denen Mehrfachzugriffsstörung von einem Breitbandsignal entfernt wird und die Erfassung wiederum an einem schmalbandigen Signal erfolgt, von dem ein Spreizcode decodiert wird. Ein derartiges Verfahren wird in Thielecke, Interference Reduction Applied to Channel Estimation in CDMA Systems, Proceedings of Vehicular Technology Conference, 1994, Stockholm offenbart. In der Praxis sind solche Verfahren jedoch schwierig zu implementieren, da die Signalverarbeitung breitbandig, anders ausgedrückt, auf Chipniveau, erfolgt.
Ein optimaler Mehrfachnutzer-Detektor (MUD) umfasst eine Reihe linearer angepasster Filter und einen Viterbi-Detektor. Ein bekannter linearer Mehrfachnutzer-Detektor ist der Least-Squares-Detektor (LS-Detektor), der ein dekorrelierender Detektor genannt wird. Dieser Detektor erfordert Daten über die wechselseitigen Querkorrelationen der verwendeten Codes.
Ferner besteht ein Nachteil der bekannten Verfahren darin, dass sie für statische Systeme entwickelt worden sind, mit anderen Worten für Situationen, in denen die Anzahl der Nutzer unverändert bleibt. In der Praxis umfassen Funksysteme jedoch zahlreiche Faktoren, die mit der Zeit variieren und die beim Aufbau von Empfängern Berücksichtigung finden sollten. Neue Nutzer werden in eine Zelle in Verbindung mit einem Handover oder neuen Anrufen eingeführt. Die Anzahl und Qualität von Störsignalen, die von benachbarten Zellen zugeführt werden, kann auch beträchtlich variieren.
Aus der Patentschrift WO 9722185 ist ein Mehrfachnutzerstörsignalstornierungsverfahren bekannt, in dem bereits subtrahierte Signale erneut subtrahiert werden.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Empfangsverfahren und einen Empfänger bereitzustellen, mit denen die Nachteile der vorherigen Lösungen vermieden werden können. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine schnelle und genaue Synchronisierung, auf deren Grundlage die Qualität des Verbindungsaufbaus und die Störsignalentfernung verbessert wird.
Dies wird durch ein Empfangsverfahren in einem zellulären Funksystem erreicht, welches in jeder Zelle mindestens eine Basisstation enthält, die mit Endgeräten kommuniziert, die in dem Bereich der Basisstation lokalisiert sind, und wobei in dem System Code-Multiplex mit Mehrfachzugriff eingesetzt wird, und wobei in dem Verfahren ein empfangenes Signal ein Summensignal aus Signalen, die von mehreren Sendern stammen, umfasst, und wobei an dem Signal Störsignalentfernung und eine Erfassung simultaner Mehrfachnutzer durchgeführt wird, und wobei in dem Verfahren eine Schätzung bekannter Nutzer in dem empfangenen Signal erzeugt wird. Die Schätzung der bekannten Nutzer in dem empfangenen Signal umfasst eine oder mehrere Chipratenschätzungen von Signalen, die von mehreren Sendern stammen, und das empfangene Signal wird durch einen bestimmten, einem unbekannten Nutzer entsprechenden Spreizcode korreliert, wodurch ein erstes Symbolratensignal erhalten wird, und die Schätzung der bekannten Nutzer in dem empfangenen Signal wird durch denselben Spreizcode korreliert, wodurch ein zweites Symbolratensignal erhalten wird, und das zweite Symbolratensignal wird von dem ersten Symbolratensignal subtrahiert, wodurch ein schmalbandiges Restsymbolratensignal erhalten wird.
Die Erfindung betrifft ferner einen Empfänger eines zellulären Funksystems, das in jeder Zelle mindestens eine Basisstation umfasst, die mit Endgeräten kommuniziert, die in dem Bereich der Basiszelle lokalisiert sind, wobei in dem System ein empfangenes Signal ein Summensignal aus Signalen, die von mehreren Sendern stammen, umfasst, wobei der Empfänger Mittel zum Durchführen von Störsignalentfernung und einer Erfassung simultaner Mehrfachnutzer an dem empfangenen Signal und Erzeugen einer Schätzung bekannter Nutzer in dem empfangenen Signal und Mittel zum Suchen neuer Nutzer und ihrer Parameter umfasst. Der Empfänger umfasst ferner Mittel zum Korrelieren des empfangenen Signals durch einen bestimmten, einem unbekannten Nutzer entsprechenden Spreizcode, wodurch ein erstes Symbolratensignal erhalten wird, und Mittel zum Korrelieren der Schätzung der bekannten Nutzer in dem empfangenen Signal durch denselben Spreizcode, wodurch ein zweites Symbolratensignal erhalten wird, und Mittel zum Subtrahieren des zweiten Symbolratensignals von dem ersten Symbolratensignals, wodurch ein engbandiges Restsymbolratensignal erhalten wird.
Verschiedene Vorteile können durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann dynamische Veränderungen, wie beispielsweise die Signale eines neuen Nutzers oder unbekannten Eindringlings, in der Verbreitungsumgebung einer Funkstrecke schnell erkennen. In den meisten Fällen erfordert die erfindungsgemäße Lösung auch weniger Verarbeitungskapazität als die vorherigen Lösungen. Die erfindungsgemäße Lösung erfordert keine größeren Änderungen an der bestehenden Ausrüstung, aber sie kann auch kostengünstig in den heutigen Systemen verwendet werden. Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird im Folgenden eingehender mit Bezug auf die Beispiele gemäß den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
1 ein System zeigt, auf das die Erfindung angewendet werden kann, und
2 ein Blockdiagramm ist, das die Struktur des erfindungsgemäßen Empfängers zeigt.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung kann auf Funksysteme verschiedener Arten angewendet werden, beispielsweise auf CDMA-Systeme. Im Folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit dem CDMA-System beschrieben, ohne dass sie darauf beschränkt wird.
1 veranschaulicht die Struktur eines typischen zellulären Funksystems. Die Figur zeigt zwei Zellen 100, 102, wobei jede eine Basisstation 104, 106 umfasst. Die Zelle 100 umfasst drei aktive Endgeräte 108 bis 112, die mit der Basisstation 104 kommunizieren. Entsprechend umfasst die Zelle 102 zwei aktive Endgeräte 116, 118, die mit der Basisstation 106 kommunizieren.
Die Signale der Endgeräte werden an den Basisstationen empfangen und eine simultane Mehrfachnutzer-Erfassung wird an den empfangenen Signalen durchgeführt. Nun wird auf die Situation der Basisstation 104 eingegangen. Die Basisstation kommuniziert somit mit den aktiven Endgeräten 108 bis 112, die in ihrem Bereich lokalisiert sind, deren Signale 120 bis 124 sie empfängt. Das von der Basisstationsantenne empfangene Summensignal umfasst also ein Signal 126 eines in einer benachbarten Zelle lokalisierten Endgeräts, wobei es sich bei dem Signal um ein Störsignal für den Empfänger handelt. Die Basisstation 104 führt die simultane Mehrfachnutzer-Erfassung durch einen bekannten MUD-Algorithmus durch. Sie erfasst somit die gewünschten Signale 120 bis 124 und entfernt den Effekt des Störsignals 126 von den gewünschten Signalen. Der Effekt aller anderen Signale, nicht nur des von der benachbarten Zelle zugeführten Signals, kann natürlich von jedem gewünschten Signal entfernt werden. Dies hängt von den Implementierungsbeschränkungen und der Zuverlässigkeit der Schätzung ab.
Nun wird der erfindungsgemäße Empfänger, in diesem Beispiel die Basisstation, anhand des Blockdiagramms in 2 näher beschrieben. Der Empfänger umfasst eine Antenne 200, die ein Summensignal von Signalen, die von mehreren Sendern stammen, empfängt. Bei der Antenne kann es sich um eine Einzelantenne oder eine zwei oder mehr Antennen umfassende Antennenanordnung handeln. Von der Antenne wird das Signal an Funkfrequenzteile 202 übermittelt, in denen das Signal in der Regel verstärkt und auf eine Zwischen- oder Basisbandfrequenz umgewandelt wird. Von den Funkfrequenzteilen wird das Signal an Abtastmittel 204, anders ausgedrückt, an Analog/Digital-Wandler übermittelt, in denen das Signal in eine digitale Form umgewandelt wird, indem von ihm Proben bei einer gewünschten Abtastfrequenz genommen werden.
Von den Abtastmitteln 202 wird das Signal an eine Korrelatorbank 205 übermittelt, die eine Reihe Korrelatoren oder angepasste Filter umfasst, die jeweils mit einer Signalkomponente eines Summensignals synchronisieren, welche sie auf der Grundlage der Signalparameter identifizieren. Die Korrelatoren decodieren die Spreizcodierung der Signale, anders ausgedrückt konvertieren sie sie zu einem schmalen Band. Schmalbandige Signale 212 werden an eine Erfassungseinheit 208 übermittelt, in der eine simultane Mehrfachnutzererfassung durchgeführt wird. Die weichen Entscheidungen 214 der gewünschten Signalsymbole, die von der Erfassungseinheit erhalten werden, werden zu einer Nachverarbeitungseinheit 216 übermittelt und an die anderen Teile des Empfängers weitergeleitet. In der Nachverarbeitungseinheit 216 wird das Signal beispielsweise entschachtelt und kanaldecodiert. Wie das Signal nach der Erfassungseinheit verarbeitet wird, ist nicht relevant.
Die für die Korrelatorbank erforderlichen Signalparameter umfassen den Spreizcode, die Datenrate, die relative Verzögerung und gegebenenfalls die in der Signalübertragung verwendete Amplitude. Wenn irgendwelche Parameter verändert werden, muss der Korrelator aktualisiert werden. Der Spreizcode kann sich ändern, wenn ein Nutzer eine Zelle verlässt oder sie betritt, was in Zusammenhang mit einem Handover oder einer Zuschaltung vorkommen kann.
Da Daten über diese Parameter wichtig sind, muss der Empfänger natürlich diese sich ändernden Parameter überwachen und schätzen. Dies wird in einer so genannten Suchereinheit 210 durchgeführt. Das von den Abtastmitteln 202 empfangene Summensignal wird zusätzlich zu der Korrelatorbank an die Suchereinheit 210 übermittelt, die nach neuen Signalkomponenten und ihren Parametern sucht.
Die von der Suchereinheit 210 geschätzten und berechneten Signalparameter umfassen die Anzahl aktiver Nutzer, die physischen Kanäle, die Kanalimpulsreaktion, die Rahmenparameter und ihre Funktionen. In der Suchereinheit wird auch eine Korrelationsmatrix zwischen den Codes berechnet. Die Korrelationsmatrix muss aktualisiert werden, wenn an dem Kanal dynamische Änderungen auftreten, wenn sich die Verzögerungen und Bitraten ändern. Die Erfassungseinheit verwendet diese Daten, um die Korrelationen zwischen den Signalen in der simultanen Mehrfachnutzererfassung und Störsignalentfernung zu berechnen.
In der erfindungsgemäßen Lösung wird der Betrieb des Sucherblocks erheblich dergestalt erleichtert, dass zusätzlich zu dem empfangenen Summensignal ein Signal, in dem der Effekt der Signale der bekannten Nutzer von dem empfangenen Summensignal entfernt wird, als Eingang in die Suchereinheit eingegeben. Die Parameter der unbekannten Signale können von diesem Restsignal erheblich einfacher geschätzt werden als von dem Ursprungssummensignal. Der schnelle Betrieb des Empfängers ist hier wichtig, insbesondere bei Daten im Paketformat.
Wenn ein neues Signal gefunden wird und seine Parameter identifiziert werden, gibt es zwei Alternativen. Wenn es sich bei dem Signal um ein Störsignal handelt, beispielsweise ein Signal eines Endgeräts, das zu einer Nachbarzelle gehört, wird der Effekt des mittels der geschätzten Parameter gefundenen Signals von dem empfangenen Signal entfernt. Wenn es sich bei dem Signal jedoch um ein gewünschtes handelt, beispielsweise um ein Endgerät, das zu dem Bereich der Zelle der Basisstation übergeht und eine Makrodiversitätsverbindung zu der Basisstation aufzubauen wünscht, wird das durch die geschätzten Parameter gefundene Signal durch Verwendung von simultaner Mehrfachnutzererfassung erfasst.
Die Schätzung des unbekannten Signals kann verschiedene Alternativen beinhalten. Ein Empfänger kann über einige Vorabinformationen über die zu suchenden Signale verfügen. Die Signale können beispielsweise von einer Nachbarzelle zugeführt werden, wodurch die Basisstation der Nachbarzelle die Parameter potenzieller Störsignale im Voraus betragen kann. In einem solchen Fall kann der Spreizcode bekannt sein, während die Verzögerung beispielsweise unbekannt ist. Andererseits kann die Verzögerung in einem synchronen System bekannt sein, während der Spreizcode unbekannt ist. Es ist auch möglich, dass kein Parameter eines Störsignals im Voraus bekannt ist. Andererseits ist der Code bei Paketübermittlung oder in Verbindung mit einer Direktzugriffsübertragung bekannt, während die Verzögerung zum Beispiels unbekannt ist.
Wenn einige Parameter des zu suchenden Signals bekannt sind, werden diese Daten verwendet, wenn andere Parameter gesucht werden, was die Suche natürlich schneller macht.
Wenn eine Anzahl potenzieller Eindringlinge bekannt ist, ist es beispielsweise möglich, die Kreuzkorrelationen zwischen den gewünschten Nutzern und den potenziellen Störsignalen im Voraus zu berechnen. Als nächstes wird der Effekt der bekannten Signale unter Verwendung der geschätzten Symbole, bekannten Verzögerungen und Codes von dem empfangenen Summensignal entfernt. Danach werden zur Verringerung des Suchfensters die unbekannten Signale von dem Restsignal durchsucht, indem die Vorabdaten verwendet werden.
Nun wird die mathematische Baissi der erfindungsgemäßen Lösung genauer untersucht. Das empfangene Signal r wird durch die Formel r = S1A1b1 + nbeschrieben, in der die Matrix S₁ zum Zeitpunkt t alle Codes der aktiven Nutzer umfasst, A₁ zum Zeitpunkt t alle Kanalkoeffizienten der aktiven Nutzer umfasst, b₁ zum Zeitpunkt t alle Bits der aktiven Nutzer umfasst und n Rauschen ist. Wird ein neuer Nutzer in ein System eingeführt, erscheint in der Matrix S₁ in der oben genannten Formel eine neue Säule, die identifiziert werden muss.
Ein bekanntes Verfahren zur Lösung dieses Problems besteht darin, das empfangene Signal durch einen bekannten Code s₂ zu korrelieren, der nicht zu Matrix S₁ gehört: s2 Hr.
Auf der Basis der Korrelation wird entschieden, ob das neue Signal unter Verwendung des bestimmten Codes s₂ übertragen wurde und mit welcher bestimmten Verzögerung das Signal empfangen wurde. Die Codes und Verzögerungen werden einzeln untersucht, bis der Sender dies mittels des Korrelationsergebnisses herausgefunden hat.
Ein weiteres Verfahren, das in Thielecke oben offenbart wird, besteht darin, eine Entscheidung über die Durchführung von Störsignalentfernung auf der Basis eines breitbandigen Restsignals zu treffen: S2 H [r – S ^1 A ^1 b ^1],in der die breitbandige Schätzung von dem empfangenen Signal subtrahiert wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung basiert auf der Verarbeitung des schmalbandigen Signals, anders ausgedrückt des Signals, das von den Ausgaben von Rechenverzweigungen erhalten wird. Gemäß dem Verfahren wird zuerst die Schätzung des bekannten Signals erzeugt:
Danach wird das Signal durch den zu suchenden Code korreliert
wodurch eine Störsignalschätzung z ^₁₂ erhalten wird, bei der es sich um ein schmalbandiges Signal handelt. Danach wird das schmalbandige Signal von der Ausgabe der Rechenverzweigungen Z₂ subtrahiert: zrω = z2 – z ^12 und eine Entscheidung, ob ein neuer Nutzer gefunden wurde, wird über das schmalbandige Restsignal Z_rw getroffen.
Die Entscheidung kann beispielsweise auf der Stärke des Restsignals oder der Kanalschätzung oder der Amplitudenschätzung beruhen. Das Restsignal kann auf Symbolniveau entweder kohärent oder inkohärent kombiniert werden. Die kohärente Kombination kann durch Senden einer bekannten Trainingsequenz oder durch eine Entscheidungsrückkopplung erfolgen. Wenn ein neues Signal s₂ nicht umfasst, ist das Signal-zu-Rauschen-Verhältnis des Restsignals schlecht und im gegenteiligen Fall reduziert die Operation Störsignale und verbessert das Signal-zu-Rauschen-Verhältnis erheblich. Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass die Kreuzkorrelation an keinem Punkt berechnet werden muss, somit ist das Verfahren erheblich leichter zu implementieren, auch wenn sich der Code symbolweise verändert. Bleibt der Code gleich, d.h. symbolweise unverändert, kann die oben genannte Berechnung andererseits immer noch dergestalt implementiert werden, dass die Kreuzkorrelationsmatrix S₂ ^H·S₁ zuerst berechnet wird und A ^₁ b ^₁ nur danach berechnet wird. Da der Code sich nicht verändert, erhöht sich der Berechnungsaufwand nicht erheblich.
Die Berechnung des schmalbandigen Restsignals ist immer noch eine eher anspruchsvolle Prozedur, so dass Verfahren, die weniger häufige Berechnung ermöglichen, vorteilhaft sind. Eine Methode hierfür ist die Anwendung eines herkömmlichen Korrelators s2 Hr,durch den eine Reihe von Testverzögerungen durchsucht wird, unter denen sich die korrekte Verzögerung/der korrekte Code am wahrscheinlichsten befindet. Eine genauere Verzögerungs-/Codeschätzung auf Basis des Restsignals z_rw kann für alle auf diese Art erhaltenen Testverzögerungen berechnet werden. Durch den Koeffizienten |L₁|/|L₂| kann also die Komplexität verringert werden, wobei |L₁| die Anzahl der durchsuchten Testverzögerungen und |L₂| die Anzahl aller möglichen Verzögerungen ist. Die Berechnung kann parallel auf mehrere oder sequentiell auf eine Testverzögerung nach der anderen angewendet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird mindestens eine Schätzung eines Störsignals von dem empfangenen Signal entfernt und die Parameter des unbekannten Signals werden von dem erhaltenen Restsignal geschätzt. Diese Alternative ist vorteilhaft, wenn ein Direktzugriffssignal involviert ist, zum Beispiel wenn in einem solchen Fall das Störsignal nur einen einmaligen Effekt erzeugt. Der Effekt des Signals kann von der empfangenen Sendung entfernt werden und die Parameter der unbekannten Signale werden von dem weniger störenden Restsignal auf diese Weise erhalten. Die Störsignalschätzung umfasst die komplexe Amplitude, den Kanalkoeffizienten, die Verzögerung usw.
Nun wird der Aufbau des erfindungsgemäßen Empfängers, in diesem Beispiel der Basisstation, mittels des Blockdiagramms aus 2 näher untersucht. Der Empfänger umfasst somit die Korrelatorbank 206, welche eine Reihe von Korrelatoren oder angepasster Filter umfasst, deren Ausgabe die Signale 212 umfasst, die durch bekannte Spreizcodes multipliziert und in ein schmales Band konvertiert werden. Die Erfassungsmittel 208 führen an den Signalen 212 Störsignalentfernung und simultane Mehrfachnutzererfassung durch.
Der Empfänger umfasst ferner die Mittel 210 zum Suchen von Signalparametern. Das empfangene Summensignal wird in die Suchermittel als eine Eingabe eingeführt. von den Erfassungsmitteln 208 werden Daten 218 über die bekannten Signalparamter zu den Suchermitteln übermittelt. Das Signal 218 umfasst beispielsweise Daten über die Anzahl erfasster Signale, die vorläufigen Verzögerungsschätzungen für jedes Signal und den aktiven Codesatz. Die Suchermittel entfernen den Effekt der Signale der bekannten Nutzer von dem empfangenen Summensignal und schätzen die Parameter der unbekannten Nutzer von dem Restsignal, wie oben beschrieben. Die durch die Suchermittel berechneten Parameter 220 werden an die Korrelatorbank 206 und an die zu verwendende Erfassungseinheit 208 übermittelt. Die Suchermittel 210 und die Erfassungsmittel 208 können in der Praxis vorteilhafterweise durch Software unter Verwendung eines Prozessors oder eines Mehrzweckprozessors oder, alternativ, diskreter Komponenten oder ASIC-Schaltungen, implementiert werden.
Obwohl die Erfindung oben mit Bezug auf das Beispiel gemäß der beiliegenden Zeichnungen beschrieben worden ist, ist offensichtlich, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern auf viele Arten modifiziert werden kann, die innerhalb des Schutzumfangs der erfinderischen Idee liegen, welche in den beigefügten Ansprüchen offenbart wird.

Claims

Empfangsverfahren in einem zellulären Funksystem, das in jeder Zelle mindestens eine Basisstation umfasst, die mit Endgeräten kommuniziert, welche im Bereich der Basisstation lokalisiert sind, wobei in dem System Code-Multiplex mit Mehrfachzugriff eingesetzt wird, und wobei in dem Verfahren ein empfangenes Signal ein Summensignal aus Signalen, die von mehreren Sendern stammen, umfasst, und an dem empfangenen Signal Störsignalentfernung und eine Erfassung simultaner Mehrfachnutzer durchgeführt wird, und wobei in dem Verfahren eine Schätzung bekannter Nutzer in dem empfangenen Signal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzung der bekannten Nutzer in dem empfangenen Signal eine oder mehrere Chipratenschätzungen von Signalen, die von mehreren Sendern stammen, umfasst, und dass das empfangene Signal durch einen bestimmten Spreizcode, der einem unbekannten Nutzer entspricht, korreliert wird, wodurch ein erstes Symbolratensignal erhalten wird, und dass die Schätzung der bekannten Nutzer in dem empfangenen Signal durch denselben Spreizcode korreliert wird, wodurch ein zweites Symbolratensignal erhalten wird, und dass das zweite Symbolratensignal von dem ersten Symbolratensignal subtrahiert wird, wodurch ein schmalbandiges Restsymbolratensignal erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalparameter der unbekannten Nutzer in dem empfangenen Signal aus dem schmalbandigen Restsignal geschätzt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entscheidung, ob ein neues Nutzersignal gefunden wurde, auf der Basis der geschätzten Parameter getroffen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das gefundene neue Nutzersignal durch die geschätzten Parameter mit Hilfe der Erfassung simultaner Mehrfachnutzer erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das empfangene Signal zuerst an eine Anzahl angepasster Filter (206) übermittelt wird, in denen die Signalparameter bekannter Nutzer geschätzt werden, und die Signale an einen Detektor (208) übermittelt werden, in dem die Erfassung simultaner Mehrfachnutzer ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalparameter die verwendete Phase, Amplitude und Spreizcode des Signals umfassen.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalparameter parallel geschätzt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalparameter nacheinander geschätzt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn einige Signalparameter des unbekannten Nutzers in dem empfangenen Signal bekannt sind, diese Parameter bei der Suche nach anderen Parametern verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Restsignal Symbole des unbekannten Nutzers umfasst und dass die Symbole inkohärent kombiniert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Restsignal Symbole des unbekannten Nutzers umfasst und dass die Symbole kohärent kombiniert werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalparameter des unbekannten Nutzers in dem empfangenen Signal in mehreren Stufen dergestalt geschätzt werden, dass vorläufige Schätzungen zuerst durchsucht werden, woraufhin eine genauere Endschätzung aus den gefundenen vorläufigen Schätzungen geschätzt wird.
Empfänger eines zellulären Funksystems, das in jeder Zelle mindestens eine Basisstation umfasst, die mit Endgeräten kommuniziert, welche im Bereich der Basisstation lokalisiert sind, wobei in dem Verfahren ein empfangenes Signal ein Summensignal aus Signalen, die von mehreren Sendern stammen, umfasst, wobei der Empfänger Mittel (208) zum Durchführen von Störsignalentfernung und einer Erfassung simultaner Mehrfachnutzer an dem empfangenen Signal und zur Erzeugung einer Schätzung bekannter Nutzer in dem empfangenen Signal und Mittel (210) zum Suchen nach neuen Nutzern und ihren Parametern umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger ferner Mittel (210) zum Korrelieren des empfangenen Signals durch einen bestimmten Spreizcode, der einem unbekannten Nutzer entspricht, wodurch ein erstes Symbolratensignal erhalten wird, und Mittel (210) zum Korrelieren der Schätzung der bekannten Nutzer in dem empfangenen Signal durch denselben Spreizcode, wodurch ein zweites Symbolratensignal erhalten wird, und Mittel (210) zum Subtrahieren des zweiten Symbolratensignals von dem ersten Symbolratensignal, wodurch ein schmalbandiges Restsymbolratensignal erhalten wird, umfasst.
Empfänger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger ferner Mittel (210) zum Schätzen von Signalparametern des unbekannten Nutzers aus dem schmalbandigen Restsignal umfasst.
Empfänger nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger ferner Mittel (210) zum Entscheiden, ob ein neues Nutzersignal gefunden wurde, basierend auf den geschätzten Parametern umfasst.
Empfänger nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger ferner Mittel (208) zum Erfassen mittels der geschätzten Parameter des gefundenen neuen Nutzersignals mit Hilfe der Erfassung simultaner Mehrfachnutzer umfasst.