PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69933448T2 05.07.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001091533
Titel Verfahren und Anordnung zum Kanalschätzen in einem mobilen Kommunikationssystem
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Knudsen, Jasper, 9210 Aalborg SO, DK;
Vejlgaard, Benny, 9260 Gistrup, DK
DE-Aktenzeichen 69933448
Vertragsstaaten DE, DK, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 07.10.1999
EP-Aktenzeichen 991198870
EP-Offenlegungsdatum 11.04.2001
EP date of grant 04.10.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.07.2007
IPC-Hauptklasse H04L 25/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kanalschätzen in einem Mobilkommunikationssystem, insbesondere in einem Mobiltelefon.

WO99/20061 offenbart ein Verfahren und eine Empfangsvorrichtung zum Schätzen von Kanälen in Kommunikationssystemen. Dabei wird ein Empfangssignal, das aus Datensymbolen besteht, von einer Empfangsstation empfangen. Das Empfangssignal wird an dem Empfangsende in einzelne Abtastwerte aufgeteilt und wird mit bekannten Datensymbolen verglichen, um Kanalkoeffizienten zu bestimmen, wobei individuelle bekannte Datensymbole des Empfangssignals in der Empfangsstation gespeichert werden. Da weniger Kanalkoeffizienten für sich schnell bewegende Mobilstationen bestimmt werden, verbessert sich die Schätzungspräzision für diese Kanalkoeffizienten.

DE 19 747 369 offenbart das Schätzen des Übertragungskanals in Telekommunikationssystemen mit drahtloser Telekommunikation. Dabei wird eine Beziehung zwischen der Geschwindigkeit eines Abonnenten und der Trägerfrequenz abhängig von der Korrelation geschätzter Kanalimpulsantworten bestimmt.

Das Dokument WO00/02328, das eingereicht wird vor und veröffentlicht wird nach dem Einreichungsdatum dieser Anmeldung, offenbart einen Entzerrer mit Kanaltrackerumschalten. Der Entzerrer wird für den Gebrauch in einem Mobilfunkkommunikationssystem zum Ausgleichen wechselnder Kanalbedingungen verwendet, die durch das Bewegen einer mobilen Kommunikationsvorrichtung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten verursacht werden. Der Entzerrer umfasst einen Schätzer, der ein digitales Signal empfängt, das über einen Kommunikationskanal übertragen wird, wobei das digitale Signal negativ durch Fading während der Übertragung, verursacht durch Bewegung der Mobilkommunikationsvorrichtung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, modifiziert wird, und ein Kanalschätzungssignal, wobei der Schätzer reagierend ein Beschlusssignal erzeugt, das eine Annäherung des übertragenen digitalen Signals mit eliminiertem Fading darstellt. Erste und zweite Kanaltracker werden bereitgestellt, die jeweils auf eine unterschiedliche Geschwindigkeit der Mobilkommunikationsvorrichtung abgestimmt sind und jeweils das Entscheidungssignal empfangen. Der Entscheidungsschaltkreis empfängt das Entscheidungssignal und wählt reagierend einen des ersten und zweiten Kanaltrackers aus, um das Kanalschätzungssignal zu erzeugen.

Obwohl die vorliegende Erfindung auf jedes Mobilkommunikationssystem angewandt werden kann, werden sie und ihre zugrunde liegenden Probleme unter besonderer Bezugnahme auf mobile Zell-CDMA-Datenkommunikationssysteme (CDMA = Code Division Multiple Access) besprochen.

Beim Übertragen von Daten über Mehrfachpfadkanäle gibt es Störungen der übertragenen Datensymbole in dem Empfänger. Diese Störungen können eliminiert werden, wenn die Impulsantwort des Übertragungskanals bekannt ist.

Daher muss der in CDMA-Systemen verwendete Empfänger die Impulsantwort des Übertragungskanals kennen. Das wird gewöhnlich unter Einsatz einer so genannten Pilotbitsequenz verwirklicht, die Pilotbitblöcke P enthält, die in das übertragene Datensignal zwischen die übertragenen Informationsdatenbitblöcke D gemultiplext wird. Die Anzahl von Pilotbits lautet Npilot, und die Anzahl von Informationsdatenbits lautet Ninfo. Das ist in 2 veranschaulicht, die einen Teil eines Übertragungsdatenstroms S in einem solchen CDMA-System zeigt.

Während des Empfangs der Pilotbits schätzt der Datenempfänger die Impulsantwort auf dem physikalischen Übertragungskanal. In Wirklichkeit wird Rauschen von der Umgebung und der Funkfrequenz HF zu dem empfangenen Signal hinzugefügt. Das bedeutet, dass die geschätzte Kanalimpulsantwort durch Rauschen verschlechtert wird.

Die Leistung des Datenempfängers hängt jedoch stark von der Präzision der geschätzten Kanalimpulsantwort ab. Insbesondere kann die Leistung des Datenempfängers verbessert werden, wenn das Rauschen aus der geschätzten Kanalimpulsantwort eliminiert wird. Das kann zum Beispiel durch Mitteln mehrerer benachbarter geschätzter Kanalimpulsantworten in dem Empfänger verwirklicht werden.

Dieses Verfahren ist geeignet, wenn das Mobilempfängerterminal niedrige Mobilität hat (das heißt, wenn es sich langsam bewegt), da die geschätzte Kanalimpulsantwort zwischen den verschiedenen Schätzungen sehr ähnlich ist. Niedrige Mobilität bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sich das Empfängerterminal signifikant weniger als &lgr;/2 (wobei &lgr; die Wellenlänge des Übertragungssignals ist) zwischen dem Schätzen der Kanalimpulsantworten bewegt, das heißt, dass die zurückgelegte Entfernung « &lgr;/2 ist.

Das bedeutet auch, dass die Geschwindigkeit des Empfängerterminals signifikant geringer ist als &lgr;/(2*t), wobei t die Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Kanalschätzungen ist.

Bei dem UMTS-System (Universal Mobile Telephone System) ist t = 625 &mgr;s und &lgr; = 0,15 m. Wenn die Geschwindigkeit des Empfängerterminals daher signifikant kleiner ist als 430 km/h (zum Beispiel 50 km/h wie in einem Automobil), kann der Kanal als relativ konstant zwischen zwei aufeinander folgenden Schätzungen betrachtet werden, und das Mitteln der verschiedenen Schätzungen ist ein sehr gut geeignetes Verfahren zum Verbessern der Leistung des Datenempfängers.

Wenn sich das mobile Empfängerterminal in der Umgebung jedoch zu schnell bewegt, sind die geschätzten Kanalimpulsantworten zwischen den Schätzungen sehr unterschiedlich, wenn die zwischen den geschätzten Kanalimpulsantworten zurückgelegte Entfernung im Vergleich zu der halben Wellenlänge groß ist, das heißt, dass die zurückgelegte Entfernung » &lgr;/2 ist. In diesem Fall führt das Mitteln verschiedener Schätzungen zu sehr schlechter Leistung.

Es ist daher unmöglich, einen Kanalimpulsantwortschätzer umzusetzen, der sowohl für Terminals mit langsamer als auch für Terminals mit hoher Geschwindigkeit gut funktioniert und in praktischen Lösungen ist immer ein Kompromiss erforderlich.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kanalschätzung in einem Kommunikationssystem, insbesondere in einem Mobiltelefon, jeweils gemäß Anspruch 1 und Anspruch 4 bereit.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass sie eine Verbesserung der Leistung eines mobilen Datenterminals verwirklichen, insbesondere für UMTS, für Mobile mit langsamer Geschwindigkeit, während sich die Leistung für Hochgeschwindigkeitsmobile nicht verschlechtert.

Die Hauptidee, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, ist die, dass das Mobilterminal mit einem Schätzer ausgestattet wird, der ungefähr die Geschwindigkeit des Mobilterminals bestimmen kann. Die geschätzte Terminalgeschwindigkeit kann verwendet werden, um zwischen verschiedenen Modi der Kanalimpulsantwortschätzung umzuschalten oder solche auszuwählen.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgelistet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die geschätzte Mobilterminalgeschwindigkeit verwendet, um zwischen mindestens zwei verschiedenen Modi der Kanalimpulsantwortschätzung in dem mobilen Terminal umzuschalten, wobei das Kriterium zum Umschalten mindestens eine Schwellenwertgeschwindigkeit umfasst.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden ein Kanalschätzer für Hochgeschwindigkeit und ein Kanalschätzer für niedrige Geschwindigkeit in dem Mobilterminal bereitgestellt, und ein Kanalschätzerumschalter, der von einem Ausgangssignal des Geschwindigkeitsschätzers gesteuert wird, wird verwendet, um alternativ das Schätzungsausgangssignal von jedem Schätzer zu einem Rake-Empfängermittel umzuschalten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform schätzt das Rake-Empfängermittel die von einem empfangenen Signal übertragenen Daten unter Einsatz des umgeschalteten Schätzungsausgangssignals.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird besser anhand der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen kombiniert mit den begleitenden Zeichnungen verstanden, in welchen:

1 eine teilweise schematische Veranschaulichung eines Empfängerterminals gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, und

2 einen Teil eines Übertragungsdatenstroms S in einem CDMA-System zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

1 zeigt eine teilweise schematische Veranschaulichung eines Empfängerterminals gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen RS ein empfangenes Signal, 10 einen Rake-Empfänger, ED geschätzte Daten, 20 einen Kanalschätzer für Hochgeschwindigkeit, 30 einen Kanalschätzer für niedrige Geschwindigkeit, 40 einen Geschwindigkeitsschätzer und 50 einen Kanalschätzerumschalter.

Bei dieser Ausführungsform ist das Mobilterminal ein Empfängerterminal. Der Kanalschätzer für Hochgeschwindigkeit 20 und der Kanalschätzer für niedrige Geschwindigkeit 30 werden mit dem empfangenen Datensignal RD gespeist und liefern ein jeweiliges Ausgangssignal, das eine Schätzung der Kanalimpulsantwort enthält, zu dem Kanalschätzerumschalter 50, der von dem Ausgangssignal des Mobilgeschwindigkeitsschätzers 40 gesteuert wird, um abwechselnd das jeweilige Schätzungsausgangssignal jedes Schätzers 20, 30 zu dem Rake-Empfängermittel 10 umzuschalten.

Insbesondere liefert der Mobilgeschwindigkeitsschätzer 40 eine Schätzung der Terminalgeschwindigkeit zu dem Kanalschätzerumschalter 50. Der Kanalschätzerumschalter 50 verwendet diese Schätzung als Grundlage zum Auswählen einer der Kanalschätzungen aus den Kanalschätzern 20, 30. Das Umschaltkriterium kann sein, dass die Geschwindigkeit des Empfängerterminals eine Schwellenwertgeschwindigkeit &lgr;/(2*t*N) ist, wobei t die Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Kanalschätzungen und N eine festgelegte Zahl im Bereich von 4 ist. Mit anderen Worten wird der Schätzer 30 für Geschwindigkeiten gleich oder kleiner &lgr;/(2*t*N) mit dem Rake-Empfängermittel 10 verbunden, anderenfalls wird der Schätzer 20 mit dem Rake-Empfängermittel 10 verbunden.

Das Rake-Empfängermittel 10 schätzt von dem empfangenen Signal RD übertragene Daten ED anhand des Schätzungsausgangssignals, das zu ihm umgeschaltet wird, in dem jeweiligen Geschwindigkeitsbereich.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es klar, dass viele Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Geltungsbereich der Erfindung, wie er von den anliegenden Ansprüchen definiert wird, zu verlassen.

Insbesondere ist die Erfindung nicht auf UMTS-Mobiltelefone beschränkt, sondern kann auf jedes andere Mobilkommunikationssystem angewandt werden, das eine Kanalimpulsantwortschätzung benötigt.

Obwohl das Mobilterminal mit dem Mobilschätzer und den Kanalimpulsantwortschätzern in der oben beschriebenen Ausführungsform ein Empfänger ist, könnte es sich ebenso um einen Sender handeln.

In dem oben beschriebenen Beispiel sind zwei Kanalschätzer gezeigt. Es können jedoch mehrere Kanalschätzer in Abhängigkeit von der Präzision des Mobilgeschwindigkeitsschätzers verwendet werden.


Anspruch[de]
Verfahren zum Kanalschätzen in einem Mobilkommunikationssystem, insbesondere in einem Mobiltelefon, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Bereitstellen eines Mobilterminals, das mit einem Geschwindigkeitsschätzer (40) ausgestattet ist, der die Geschwindigkeit des Mobilterminals ungefähr schätzen kann, und

Einsatz der geschätzten Mobilterminalgeschwindigkeit zum Umschalten oder Auswählen zwischen zwei verschiedenen Modi von Kanalimpulsantwortschätzen in dem Mobilterminal,

wobei das Kriterium zum Umschalten eine Schwellenwertgeschwindigkeit &lgr;/(2*t*N) aufweist, wobei t die Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Kanalschätzungen, N eine festgelegte Zahl in dem Bereich von 4 und &lgr; die Wellenlänge des Übertragungssignals ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Kanalschätzer für Hochgeschwindigkeit (20) und ein Kanalschätzer für niedrige Geschwindigkeit (30) in dem Mobilterminal bereitgestellt sind, und wobei ein Kanalschätzerumschalter (50), der von einem Ausgangssignal des Geschwindigkeitsschätzers (40) gesteuert wird, verwendet wird, um das Schätzungsausgangssignal von jedem Schätzer (20, 30) alternativ zu einem Rake-Empfängermittel (10) umzuschalten. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Rake-Empfängermittel (10) übertragene Daten (ED) von einem empfangenen Signal (RS) schätzt, indem das umgeschaltete Schätzungsausgangssignal verwendet wird. Vorrichtung zum Kanalschätzen in einem mobilen Kommunikationssystem, insbesondere in einem Mobiltelefon, gekennzeichnet durch:

ein Mobilterminal, das mit einem Geschwindigkeitsschätzer (40) ausgestattet ist, der ungefähr die Geschwindigkeit des Mobilterminals schätzen kann,

und

ein Umschalt- oder Auswahlmittel (50) zum Umschalten oder Auswählen zwischen zwei verschiedenen Modi von Kanalimpulsantwortschätzen in dem Mobilterminal, das von einem Ausgangssignal des Geschwindigkeitsschätzers (40) gesteuert wird,

wobei das Kriterium zum Umschalten eine Schwellenwertgeschwindigkeit &lgr;/(2*t*N) aufweist, wobei t die Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Kanalschätzungen, N eine festgelegte Zahl in dem Bereich von 4 und &lgr; die Wellenlänge des Übertragungssignals ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Mobilterminal einen Kanalschätzer für Hochgeschwindigkeit (20), einen Kanalschätzer für langsame Geschwindigkeit (30) und einen Kanalschätzerumschalter (50) aufweist, der von dem Ausgangssignal des Geschwindigkeitsschätzers (40) gesteuert wird, um alternativ das Schätzungsausgangssignal jedes Schätzers (20, 30) zu einem Rake-Empfängermittel (10) umzuschalten. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Mobilterminal ein Empfangsterminal ist. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Mobilterminal ein Senderterminal ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com