DE102004008227B4

DE102004008227B4 - Polyphase selection in decimation devices of mobile radio receivers to correct a fractional delay

Info

Publication number: DE102004008227B4
Application number: DE200410008227
Authority: DE
Inventors: Martin Krüger; Robert Denk
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2024-02-20
Also published as: DE102004008227A1

Abstract

Verfahren zum Ausregeln einer fraktionalen Verzögerung eines digital modulierten, analogen Empfangssignals in einer Empfangsvorrichtung eines Mobilkommunikationssystems, bei welchem
– aus dem Empfangssignal ein überabgetasteter digitaler Bitstrom erzeugt wird,
– der digitale Bitstrom einer Dezimationseinrichtung mit einstellbarer Polyphase zugeführt wird,
– die fraktionale Verzögerung geschätzt wird und in Abhängigkeit von dem Schätzwert (D) die Polyphase der Dezimationseinrichtung eingestellt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
– das Empfangssignal zweifach überabgetastet wird und in der Dezimationseinrichtung zwei Polyphasen (0 oder 1) einstellbar sind,
– der Schätzwert (D) der fraktionalen Verzögerung mit einer Zeitgranularität von T_S/N (T_S Symboldauer) ermittelt wird,
– eine Gütefunktion der Form f(D) := |(D mod N) – N/2| – N/4, oder f(D) := |((D – D0) mod N) – N/2| – N/4berechnet wird, wobei D der aktuell ermittelte Schätzwert in Einheiten von T_S/N ist und D₀≠ 0 und derart gewählt ist, dass keine Wechselwirkung mit...A method for compensating a fractional delay of a digitally modulated received analog signal in a receiving device of a mobile communication system, in which
An oversampled digital bit stream is generated from the received signal,
The digital bit stream is fed to a settable polyphase decimation device,
The fractional delay is estimated and the polyphase of the decimation device is set as a function of the estimated value (D),
characterized in that
The reception signal is oversampled twice and in the decimation device two polyphases (0 or 1) are adjustable,
- the estimated value (D) of the fractional delay is determined with a time granularity of T _S / N (T _S symbol duration),
- a quality function of the form f (D): = | (D mod N) - N / 2 | - N / 4, or f (D): = | ((D - D 0 ) mod N) - N / 2 | - N / 4 where D is the currently determined estimate in units of T _S / N and D ₀ ≠ 0 and is chosen so that no interaction with ...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zum Empfangen und Verarbeiten eines digital modulierten, analogen Empfangssignals in einer Empfangsvorrichtung eines Mobilkommunikationssystems und insbesondere auf ein Verfahren zum Ausregeln einer fraktionalen Verzögerung des Empfangssignals.The The present invention relates generally to a method for Receiving and processing a digitally modulated, analog received signal in a receiving device of a mobile communication system and in particular, a method of adjusting a fractional one delay the received signal.

Bei Empfangseinrichtungen in Mobilstationen wird das Empfangssignal zunächst in einem Hochfrequenz-Baustein demoduliert. Das entstehende komplexe Signal in äquivalenter Tiefpass-Darstellung wird dann vom Basisband-Baustein weiterverarbeitet. Die mögliche Qualität der Datendetektion hängt dabei von vielen Faktoren ab, z.B. von der Form und Güte des Mobilfunkkanals. Typische Szenarien für Mobilfunkkanäle werden im GSM/EDGE-Standard beschrieben und hängen von der Geschwindigkeit der Mobilstation und der Umgebungstopologie ab. Es wird unterschieden zwischen statischem Kanal und zeitvariablem Kanal, bei welchem sogenanntes Fading festzustellen ist. Ein Beispiel für ein derartiges Übertragungsszenario wird als TU3 (Typical Urban mit Geschwindigkeit 3 km/h) bezeichnet.at Receiving devices in mobile stations becomes the received signal first demodulated in a high-frequency module. The resulting complex Signal in equivalent Low-pass representation is then further processed by the baseband component. The possible quality the data detection depends It depends on many factors, e.g. on the shape and quality of the mobile radio channel. Typical scenarios for mobile channels are described in the GSM / EDGE standard and depend on the speed the mobile station and the environment topology. It is distinguished between static channel and time-variable channel, in which so-called Fading is observed. An example of such a transmission scenario is called TU3 (typical urban with speed 3 km / h).

Beim Empfangen und digitalen Verarbeiten von Mobilfunksignalen besteht ein generelles Problem darin, dass die zeitliche Verzögerung zwischen dem gesendeten und dem empfangenen und abgetasteten Signal kein ganzzahliges Vielfaches der Symboldauer sein kann. Dies kann unter anderem verursacht werden durch die Zeitveränderlichkeit der Übertragungsbedingungen, der Sendezeitpunkte sowie durch die Abtastzeitpunkte im Empfänger. Es stellt sich heraus, dass die Detektionsqualität – gemessen anhand der Bitfehlerrate – einer Empfangseinrichtung sehr stark von dieser zeitlichen Verzögerung des empfangenen Signals abhängen kann. Dabei ist vor allem eine fraktionale Zeitverzögerung, also der fraktionale Anteil einer Symboldauer von entscheidender Bedeutung, da ganze Symbole durch entsprechende Synchronisationsverfahren kompensiert werden können (siehe hierzu Meyr H., Moeneclay M., Fechtel S.A.: Digital communication receivers: synchronization, channel estimation and signal processing, Wiley, New York 1998). Die Symboldauer im GSM/EDGE-Standard beträgt dabei T_S = 6/1.625 μs = 3.6923 μs. Die Abhängigkeit der erreichbaren Bit-Fehlerrate von der zeitlichen Differenz zwischen Basisstation und Mobilstation ist am stärksten im Falle eines statischen Kanals, tritt aber auch bei Fading-Kanälen auf.When receiving and digitally processing mobile radio signals, a general problem is that the time delay between the transmitted and received and sampled signals can not be an integer multiple of the symbol duration. This can be caused, inter alia, by the time variability of the transmission conditions, the transmission times and by the sampling times in the receiver. It turns out that the detection quality - measured on the basis of the bit error rate - of a receiving device can depend very strongly on this time delay of the received signal. In particular, a fractional time delay, ie the fractional portion of a symbol duration, is of crucial importance since entire symbols can be compensated by corresponding synchronization methods (see Meyr H., Moeneclay M., Fechtel SA: Digital communication receivers: synchronization, channel estimation and signal processing, Wiley, New York 1998). The symbol duration in the GSM / EDGE standard is T _S = 6 / 1.625 μs = 3.6923 μs. The dependence of the achievable bit error rate on the time difference between base station and mobile station is strongest in the case of a static channel, but also occurs in fading channels.

Wird die fraktionale zeitliche Verzögerung vor der Verarbeitung im Mobilfunkempfänger nicht korrigiert, so erhält man je nach Übertragungssituation sehr stark unterschiedliche Bit-Fehlerraten.Becomes the fractional time delay before the processing in the mobile receiver not corrected, you get ever after transmission situation very different bit error rates.

Allgemein lässt sich die zeitliche Verzögerung durch einen Regelkreis ausregeln. Dies kann stufenlos oder quasi stufenlos (Meyr et al., Seite 298 ff.) oder in Stufen in der Größe der Symboldauer erfolgen (Meyr et al., Seite 304 ff.). Um das Problem der erhöhten Bit-Fehlerrate zu lösen, ist eine quasi stufenlose Regelung erforderlich, zumindest aber müssen die Stufen kleiner oder gleich der halben Symboldauer sein.Generally let yourself the time delay adjust by a control loop. This can be stepless or quasi stepless (Meyr et al., page 298 ff.) or in steps in the size of the symbol period take place (Meyr et al., page 304 et seq.). To the problem of increased bit error rate to solve, is a quasi-continuous control required, or at least have to the steps are less than or equal to half the symbol duration.

In einem GSM-Modem muss eine gemeinsame Regelschleife für Sender und Empfänger Veränderungen der Verzögerungszeit ausregeln. Dies erfolgt in der Regel in Schrittweiten von T_S, damit möglichst selten nachgeregelt wird und das Transientenspektrum für den Sender im Rahmen der Spezifikation 3GPP TSG GERAN, Technical Specification 45.005 V5.8.0, 2003, bleibt. Daher kann eine fraktionale Verzögerung hiermit nicht ausgeregelt werden. Eine Entkopplung der Verzögerungs-Regelkreise von Sender und Empfänger erfordert zusätzliche Hardware oder Software und ist damit keine kostengünstige Lösung.In a GSM modem, a common control loop for transmitter and receiver must compensate for changes in the delay time. This is usually done in increments of T _S , so that is rarely readjusted and the transient spectrum for the transmitter within the specification 3GPP TSG GERAN, Technical Specification 45.005 V5.8.0, 2003 remains. Therefore, a fractional delay can not be compensated. A decoupling of the delay control circuits of transmitter and receiver requires additional hardware or software and is therefore not a cost-effective solution.

Die deutsche Patentschrift DE 101 27 447 C1 offenbart ein Verfahren zum digitalen Verarbeiten eines analogen Datenstroms, bei welchem mittels eines Analog-Digital-Umsetzers ein empfangener analoger Datenstrom zu vorgegebenen Abtastzeitpunkten eines Abtasttaktsignals abgetastet wird und in einen digitalen Datenstrom umgesetzt wird. Der digitale Datenstrom wird in einer Interpolationseinrichtung zum Erzeugen eines interpolierten Datenstroms interpoliert, wobei mindestens ein Symbolwert aus dem interpolierten Datenstrom bestimmt wird, der Symbolwert in einer digitalen Verarbeitungseinrichtung zum Erzeugen eines Phasensteuersignals verarbeitet wird und optimale Abtastzeitpunkte eines Abtasttaktsignals in Abhängigkeit einer Steuerung durch das Phasensteuersignal und in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Taktsignal in einer Berechnungseinrichtung bestimmt werden. Das Verfahren und die entsprechende Schaltungsanordnung sind insgesamt relativ aufwändig, da sowohl mittels eines Steuerwerts eine feinere zeitliche Rasterung der Abtastzeitpunkte des Abtasttaktsignals in der Nähe eines Symbolwerts bereitgestellt wird, als auch in einer Berechnungseinrichtung eine Regelung des Symboltakts bezüglich des Phasensteuersignals erfolgt und Abtastzeitpunkte des Abtasttaktsignals berechnet werden, mit welchen der Analog-Digital-Umsetzer, die Interpolationseinrichtung und die Dezimationseinrichtung beaufschlagt werden.The German patent DE 101 27 447 C1 discloses a method for digitally processing an analog data stream, wherein by means of an analog-to-digital converter, a received analog data stream is sampled at predetermined sampling instants of a sampling clock signal and converted into a digital data stream. The digital data stream is interpolated in an interpolation means for generating an interpolated data stream, wherein at least one symbol value is determined from the interpolated data stream, the symbol value is processed in a digital processing means to generate a phase control signal, and optimum sampling instants of a sample clock signal in response to control by the phase control signal and be determined in dependence on a predetermined clock signal in a calculation device. Overall, the method and the corresponding circuit arrangement are relatively complex, since finer temporal screening of the sampling clock signal in the vicinity of a symbol value is provided by means of a control value, as well as control of the symbol clock with respect to the phase control signal in a calculation device and sampling times of the sampling clock signal calculated be applied to which of the analog-to-digital converter, the interpolator and the decimation.

Die US-PS 5,812,608 beschreibt eine Schaltkreisanordnung und ein Verfahren zur Verarbeitung eines Empfangssignals in einem Mobilkommunikationssystem mit variabler Symboltaktrate. Das Empfangssignal wird in einen digitalen Bitstrom mit einer festen Abtastfrequenz gewandelt, welche höher als die maximal auftretende Symboltaktrate des Empfangssignals ist. Die solchermaßen erhaltene erste Bitwertfolge wird in einem Lagrange-Interpolator gefiltert, um eine zweite Bitwertfolge bei einer Abtastrate zu erhalten, welche im Wesentlichen der Symboltaktrate des Empfangssignals entspricht. Insbesondere aufgrund der komplizierten Berechnungen der Filterkoeffizien ten bei der Nachführung können durch dieses Verfahren im Falle von burstweiser Signalübertragung Änderungen der Verzögerungszeit nicht von Burst zu Burst ausgeregelt werden.US Pat. No. 5,812,608 describes a circuit arrangement and a method for processing a received signal in a mobile com communication system with variable symbol clock rate. The received signal is converted into a digital bitstream having a fixed sampling frequency which is higher than the maximum occurring symbol clock rate of the received signal. The first bit value sequence thus obtained is filtered in a Lagrange interpolator to obtain a second bit value sequence at a sampling rate substantially equal to the symbol clock rate of the received signal. In particular, due to the complicated calculations of the filter coefficients during tracking, changes in the delay time can not be corrected from burst to burst by this method in the case of burst-wise signal transmission.

Aus der Druckschrift WO 94/28657 ist eine digitale Empfangsvorrichtung zum Empfangen eines digital modulierten Empfangssignals bekannt, in welcher zunächst aus dem Empfangssignal ein überabgetasteter digitaler Bitstrom erzeugt wird und der digitale Bitstrom anschließend einer Dezimationseinrichtung mit einstellbarer Polyphase zugeführt wird. Dabei ist vorgesehen, dass die fraktionale Verzögerung geschätzt wird und in Abhängigkeit von dem Schätzwert die Polyphase der Dezimationseinrichtung eingestellt wird.Out WO 94/28657 is a digital receiving device for receiving a digitally modulated received signal, in which first from the received signal an oversampled digital bitstream is generated and the digital bitstream then a Decimation with adjustable polyphase is supplied. there it is envisaged that the fractional delay will be estimated and depending from the estimate the polyphase of the decimation device is adjusted.

Es ist dementsprechend Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ausregeln einer fraktionalen Verzögerung eines Empfangssignals in einer Empfangsvorrichtung eines Mobilkommunikationssystems anzugeben, mit welchem die fraktionale Verzögerung mit verhältnismäßig einfachen Mitteln und gleichzeitig hoher Reaktionsgeschwindigkeit, insbesondere bei burstweisen Signalübertragungsverfahren ausgeregelt werden kann.It is accordingly an object of the present invention, a method for compensating a fractional delay of a received signal in a receiving device of a mobile communication system indicate with which the fractional delay with relatively simple Means and at the same time high reaction rate, in particular in burstwise signal transmission method can be corrected.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.These Task is solved with the features of claim 1. advantageous Further developments and refinements are the subject of dependent claims.

Ein wesentlicher Gedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass im digitalen Frontend eines Mobilfunkempfängers, insbesondere eines GSM/EDGE-Empfängers, Dezimationseinrichtungen mit einstellbarer Polyphase eingesetzt werden, bei denen die Polyphase auf relativ einfache Weise ausgewählt werden kann. Dies eröffnet die Möglichkeit, solche Dezimationseinrichtungen in geeigneter Weise in Abhängigkeit von einer geschätzten fraktionalen Verzögerung anzusteuern, um die Polyphase zur Ausregelung der fraktionalen Verzögerung einzustellen. Als Kenngröße für die Ansteuerung der Dezimations einrichtung kann der Schätzwert der fraktionalen Verzögerung verwendet werden.One The essential idea of the present invention is that in the digital front end of a mobile radio receiver, in particular a GSM / EDGE receiver, decimation devices be used with adjustable polyphase in which the polyphase can be selected in a relatively simple manner. This opens the Possibility, Such Dezimationseinrichtungen in a suitable manner depending from an estimated fractional delay to set the polyphase to adjust the fractional delay. As a parameter for the control The decimation device may use the estimate of the fractional delay become.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit zunächst aus einem Empfangssignal ein überabgetasteter digitaler Bitstrom erzeugt und der digitale Bitstrom einer Dezimationseinrichtung zugeführt. Die fraktionale Verzögerung wird durch ein geeignetes Schätzverfahren geschätzt und in Abhängigkeit von einem Schätzwert D der fraktionalen Verzögerung wird die Polyphase der Dezimationseinrichtung eingestellt.at a method according to the invention thus first from a received signal an oversampled digital bitstream and the digital bitstream of a decimation device fed. The fractional delay is determined by a suitable estimation method estimated and depending from an estimate D the fractional delay the polyphase of the decimation device is set.

Die fraktionale Verzögerung kann beispielsweise in einem Entzerrer der Empfangsvorrichtung geschätzt werden. Von dem Entzerrer kann der Schätzwert beispielsweise einem Mikrocontroller übergeben werden, welcher daraufhin ein entsprechendes Steuersignal an die Dezimationseinrichtung zur Einstellung der Polyphase übermittelt.The fractional delay can be estimated, for example, in an equalizer of the receiving device. From the equalizer, the estimated value For example, a microcontroller to be passed, which then a corresponding control signal to the decimation to Adjustment of polyphase transmitted.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere in Mobilkommunikationssystemen zur Anwendung kommen, in denen die Signalübertragung burstweise erfolgt, wobei dann die fraktionale Verzögerung anhand eines aktuellen Bursts geschätzt wird und der Schätzwert D für die Verarbeitung des nächstfolgenden Bursts herangezogen wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass die fraktionale Verzögerung durch Mittelung über die aus dem aktuellen Burst und einer Anzahl vorhergehender Bursts erhaltenen Schätzwerte D oder daraus abgeleiteter Werte oder Funktionen gewonnen wird. Eine derartige Mittelung über mehrere Schätzwerte D kann durch ein IIR-Filter (Infinite Impulse Response) erster Ordnung durchgeführt werden, wobei insbesondere die Koeffizienten des IIR-Filters in Abhängigkeit von der geschätzten Empfangsgüte eingestellt werden. Bei der Mittelung kann auch vorgesehen sein, dass einzelne Bursts aufgrund von schlechter Empfangsqualität entweder überhaupt nicht oder nur mit geringerer Gewichtung berücksichtigt werden.The inventive method can be used in particular in mobile communication systems, in which the signal transmission burstwise takes place, then the fractional delay based on a current Bursts appreciated and the estimate D for the Processing of the next Bursts is used. It can be provided that the fractional delay through averaging over those from the current burst and a number of previous bursts obtained estimates D or derived values or functions. Such averaging over several estimates D can be performed by a first-order Infinite Impulse Response (IIR) filter, in particular, the coefficients of the IIR filter depending from the esteemed reception quality be set. When averaging can also be provided that single bursts due to poor reception quality either at all are not considered or only with a lower weighting.

Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass in der Dezimationseinrichtung zunächst eine bestimmte Anfangspolyphase fest eingestellt wird und dann in Abhängigkeit von dem Schätzwert D der fraktionalen Verzögerung die Polyphase der Dezimationseinrichtung ausgehend von der fest eingestellten Anfangspolyphase entweder beibehalten oder geändert wird. Da das Empfangssignal zweifach überabgetastet wird, sind in der Dezimationseinrichtung zwei Polyphasen (0 oder 1) einstellbar und eine dieser beiden Polyphasen wird als Anfangspolyphase fest eingestellt.According to the invention, it is provided that in the decimation first a certain initial polyphase is fixed and then depending on the estimated value D the fractional delay the polyphase of the decimation device starting from the fixed initial polyphase is either maintained or changed. There the received signal is oversampled twice, two polyphases (0 or 1) can be set in the decimation device and one of these two polyphases becomes solid as the initial polyphase set.

Der Schätzwert D der fraktionalen Verzögerung wird mit einer vorgegebenen Zeitgranularität ermittelt. In einer weiter unten dargelegten Ausführungsform wird eine Zeitgranularität von T_S/8 (T_S Symboldauer) gewählt und auf der Basis einer zweifachen Überabtastung des Empfangssignals und demzufolge zweier einstellbarer Polyphasen eine einfache Gütefunktion für die Entscheidung über die Einstellung der Polyphase aufgestellt.The estimated value D of the fractional delay is determined with a given time granularity. In an embodiment set forth below, a time granularity of T _S / 8 (T _S symbol duration) is selected and based on a double oversampling of the received signal and consequently two adjustable polyphases a simple quality function for the decision on the Setting the polyphase set up.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer einzigen Zeichnungsfigur und eines darin dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der einzigen Zeichnungsfigur ist ein Kreisdiagramm der Werte der fraktionalen Verzögerung (Zeitgranularität T_S/8) zur Veranschaulichung der Modulo-Rechnung dargestellt.In the following the invention will be explained in more detail with reference to a single drawing figure and an embodiment shown therein. The single drawing figure shows a pie chart of the values of the fractional delay (time granularity T _S / 8) for the purpose of illustrating the modulo calculation.

Die Erfindung beruht auf der Tatsache, dass die Bit-Fehlerrate eine Funktion der zeitlichen Verzögerung ist. Dabei stellen sich Verzögerungswerte, die nahe bei ganzen Vielfachen einer Symboldauer liegen, als besonders günstig heraus. Des weiteren nutzt die Erfindung aus, dass im digitalen Frontend eines GSM/EDGE-Empfängers in der Regel Dezimatoren eingesetzt werden, deren Polyphase teilweise einfach ausgewählt werden kann.The The invention is based on the fact that the bit error rate is a function of the temporal delay is. Delay values, which are close to whole multiples of a symbol duration, as special Cheap out. Furthermore, the invention exploits that in the digital Front end of a GSM / EDGE receiver As a rule, decimators are used whose polyphase is partly simple selected can be.

Im Folgenden wird von einer Überabtastung des Eingangssignals um einen Faktor 2 und eine Schätzung der fraktionalen Verzögerung durch den GSM/EDGE-Entzerrer mit einer Zeitgranularität von T_S/8 ausgegangen.In the following, an oversampling of the input signal by a factor of 2 and an estimation of the fractional delay by the GSM / EDGE equalizer with a time granularity of T _S / 8 are assumed.

Es sind bereits GSM/EDGE-Entzerrer bekannt, mit denen eine relativ genaue Schätzung der fraktionalen Verzögerung vorgenommen wird. Entsprechende Schätzverfahren sind dem Fachmann bekannt und brauchen vorliegend nicht erörtert zu werden. Der von dem Entzerrer ausgegebene Schätzwert für die fraktionale Verzögerung soll nun als Kenngröße verwendet werden, um die Polyphase der Dezimationseinrichtung einzustellen, d.h. diese ausgehend von der fest eingestellten Anfangspolyphase beizubehalten oder umzuschalten.It GSM / EDGE equalizers are already known with which a relative accurate estimate the fractional delay is made. Corresponding estimation methods are known to the person skilled in the art and need not be discussed here to become. The fractional delay estimate output by the equalizer should now used as a parameter to set the polyphase of the decimation device, i.e. this starting from the fixed initial polyphase maintain or switch.

Da das Eingangssignal des Dezimators doppelt überabgetastet ist, gibt es zwei Polyphasen, die mit 0 und 1 bezeichnet werden. Ausgehend von einer fest eingestellten Anfangspolyphase (hier etwa Polyphase 0) empfängt nun der GSM/EDGE-Empfänger das Signal, detektiert die Daten des ersten Bursts und schätzt dabei die fraktionale Verzögerung.There The input signal of the decimator is double oversampled, there are two polyphases designated 0 and 1. Starting from a fixed initial polyphase (here polyphase 0) receives now the GSM / EDGE receiver that Signal, detects the data of the first burst and estimates it the fractional delay.

In der einzigen Zeichnungsfigur sind die dabei auftretenden Werte der fraktionalen Verzögerung dargestellt, wobei die Verzögerungswerte zur Veranschaulichung der Modulo-Rechnung auf einen Kreis abgebildet sind. Es können Verzögerungswerte als gut angesehen werden, die Modulo 8 nahe bei der 0 sind. Falls also die von dem GSM/EDGE-Entzerrer gemeldete Verzögerung einen der Werte 0, 1 oder 7 besitzt, sollte die Polyphase beibehalten werden. Falls die Verzögerung jedoch einen der Werte 3, 4 oder 5 besitzt, muss die Polyphase gewechselt werden. Die Verzögerungen 2 und 6 sind Grenzfälle, bei denen die Bit-Fehlerrate bei beiden Polyphasen annähernd gleich ist. Mathematisch lässt sich die Güte einer Verzögerung durch den Abstand von 0 beschreiben, wobei Modulo 8 gerechnet wird. Man erhält somit z.B. eine Gütefunktion der Form f(D) := |(D mod 8) – 4| – 2,hierbei ist D die geschätzte fraktionale Verzögerung ("Delay") des aktuellen Bursts. Die Gütefunktion f(D) kann Werte zwischen –2 und 2 annehmen, wobei –2 für D = 4 angenommen wird und +2 für D = 0 angenommen wird. Die Polyphase muss nun genau dann gewechselt werden, wenn f(D) < 0 ist. Mit Hilfe dieser Gütefunktion erhält man eine skalare Größe, die auch gemittelt werden kann, wie weiter unten noch erläutert werden wird.The single drawing figure shows the values of the fractional delay which occur, with the delay values being depicted on a circle in order to illustrate the modulo calculation. Delay values that are close to 0 for modulo 8 may be considered good. Thus, if the delay reported by the GSM / EDGE equalizer is one of 0, 1, or 7, the polyphase should be maintained. However, if the delay is one of 3, 4, or 5, the polyphase must be changed. Delays 2 and 6 are borderline cases where the bit error rate is approximately equal for both polyphases. Mathematically, the quality of a delay can be described by the distance of 0, where modulo 8 is calculated. Thus one obtains eg a quality function of the form f (D): = | (D mod 8) - 4 | - 2, where D is the estimated fractional delay of the current burst. The merit function f (D) can take values between -2 and 2, where -2 is assumed to be D = 4 and +2 is assumed to be D = 0. The polyphase must now be changed if and only if f (D) <0. With the help of this quality function one obtains a scalar quantity, which can also be averaged, as will be explained below.

Eine Erweiterungsmöglichkeit besteht darin, nicht den Wert 0 sondern einen anderen Wert D₀ als günstigsten Wert vorzugeben, so dass die Gütefunktion die Form f(D) := |((D – D0) mod 8) – 4| – 2annimmt. Der Vorteil dieser Normierung liegt darin, dass auf diese Weise durch geeignete Wahl des Wertes D₀ keine Wechselwirkung mit einer äußeren T_S-stufigen Regelschleife auftritt.An extension option is to specify not the value 0 but a different value D ₀ as the most favorable value, so that the quality function is the form f (D): = | ((D - D 0 ) mod 8) - 4 | - 2 accepts. The advantage of this standardization is that in this way no interaction with an outer T _S -step control loop occurs by suitable choice of the value D ₀ .

Da die Zeitgranularität allgemein T_S/N betragen kann, können die obigen Formeln für die Gütefunktion auch in folgender Form verallgemeinert werden f(D) := |(D mod N) – N/2| – N/4oder f(D) := |((D – D0) mod N) – N/2| – N/4wobei D der aktuell ermittelte Schätzwert in Einheiten von T_S/N ist.Since the time granularity can generally be T _S / N, the above formulas for the quality function can also be generalized in the following form f (D): = | (D mod N) - N / 2 | - N / 4 or f (D): = | ((D - D 0 ) mod N) - N / 2 | - N / 4 where D is the currently determined estimate in units of T _S / N.

Die Schätzung der fraktionalen Verzögerung ist aufgrund von Rauschen im Eingangssignal mit Fehlern behaftet. Damit wird auch nicht in jedem Fall die bessere Polyphase gewählt werden. Um die Qualität der Schätzung der fraktionalen Verzögerung zu verbessern, bietet sich eine Mittelung über mehrere Bursts an. Dies kann z.B. durch Filterung mit einem einfachen IIR-Filter erster Ordnung und einem geeignet zu wählenden sogenannten "Vergissfaktor" (Forgetting Factor) geschehen. Dieser bei digitalen Filtern an sich bekannte Vergissfaktor dient dazu, den Beitrag einzelner Daten abzuschwächen. Im vorliegenden Fall kann dieser Vergissfaktor dafür eingesetzt werden, den Beitrag einzelner Bursts zur Gütefunktion aufgrund einer geschätzten schlechten Empfangsgüte abzuschwächen oder gänzlich zu verwerfen. Dazu kann der Vergissfaktor in Abhängigkeit von der geschätzten Empfangsgüte für jeden Burst geeignet eingestellt werden.The estimation of the fractional delay is subject to errors due to noise in the input signal. This will not always be the better Polyphase be selected. To improve the quality of the fractional delay estimation, it is useful to average over several bursts. This can be done, for example, by filtering with a simple IIR filter of the first order and a suitable so-called "forget factor" (forgetting factor). This known with digital filters Vergissfaktor serves to attenuate the contribution of individual data. In the present case, this forget factor can be used to mitigate or completely distort the contribution of individual bursts to the merit function due to an estimated poor quality of reception toss. For this purpose, the forget factor can be set appropriately for each burst as a function of the estimated reception quality.

Die vorliegend beschriebene Ausführungsform beinhaltet somit eine Regelschleife, bei der im aktuellen Burst die fraktionale Verzögerung geschätzt wird und daraufhin die Polyphase für den nächsten Burst entsprechend eingestellt wird. Grundlage dafür ist auch die Tatsache, dass die Polyphase sich von einem Burst zum nächsten nur wenig ändert, so dass der Schätzwert des letzten Bursts (bzw. eine Mittelung der Schätzwerte der vergangenen Bursts) noch signifikante Informationen für den nächsten Burst enthält.The embodiment described herein thus contains a control loop in which in the current burst the fractional delay estimated and then the poly phase is adjusted accordingly for the next burst becomes. Basis for it is also the fact that the polyphase is going from a burst to next only little changes, so that the estimate of the last burst (or averaging the estimates of past bursts) significant information for the next burst contains.

Im Falle von Frequency-Hopping und/oder Fading-Kanälen ändert sich die fraktionale Verzögerung grundsätzlich von Burst zu Burst. Aber selbst dann bringt die oben beschriebene Regelschleife im Mittel eine deutliche Verbesserung in der Bit-Fehlerrate. Falls das Rauschen bzw. das Interferenz-Signal sehr groß ist, werden die Schätzwerte für die fraktionale Verzögerung unzuverlässig und entsprechende Bursts sollten bei der Mittelung gar nicht oder nur wenig berücksichtigt werden. Dies kann durch Adaption des "Vergissfaktors" in Abhängigkeit von der vom Entzerrer geschätzten Empfangsgüte erfolgen.in the In case of frequency hopping and / or fading channels, the fractional one changes delay in principle from burst to burst. But even then brings the above described Control loop on average a significant improvement in the bit error rate. If the noise or the interference signal is very large the estimates for the fractional delay unreliable and appropriate bursts should not at averaging or considered only a little become. This can be done by adapting the "forget factor" depending on the equalizer estimated reception quality respectively.

Claims

A method for compensating a fractional delay of a digitally modulated received analog signal in a receiving device of a mobile communication system comprising: - generating an oversampled digital bit stream from the received signal, - supplying the digital bit stream to a variable polyphase decimation device, - estimating the fractional delay, and in dependence on the estimated value (D) the polyphase of the decimation device is set, characterized in that - the received signal is oversampled twice and in the decimation device two polyphases (0 or 1) are adjustable, - the estimate (D) of the fractional delay is a Time granularity of T _S / N (T _S symbol duration) is determined, - a merit function of the form f (D): = | (D mod N) - N / 2 | - N / 4, or f (D): = | ((D - D 0 ) mod N) - N / 2 | - N / 4 where D is the currently determined estimate in units of T _S / N and D ₀ ≠ 0 and is chosen such that no interaction with an outer T _S -step control loop occurs, - for f (D) <0 the polyphase is changed and otherwise the polyphase is maintained.

Method according to claim 1, characterized, that - the fractional delay is estimated in an equalizer of the receiving device.

Method according to claim 1 or 2, characterized, that - the fractional delay by averaging over the obtained from the current burst and a number of previous bursts estimates (D) or over from the estimates derived derived quantities becomes.

Method according to claim 3, characterized, that - the Averaging over the estimates (D) is performed with a first-order IIR filter, in particular set the coefficients of the IIR filter as a function of the estimated reception quality become.

Method according to one of the preceding claims, thereby marked that - in dependence from the estimate (D) the polyphase of the decimation device starting from a fixed initial polyphase is maintained or changed.

Method according to one of the preceding claims, thereby marked that - N = 8 is.

Method according to one of the preceding claims, thereby marked that - the Received signal doubly oversampled and in the decimation device two polyphases (0 or 1) are adjustable.

Method according to one of the preceding claims, thereby marked that - of the estimated value (D) is determined with a given time granularity.

Method according to claims 7 and 8, characterized in that - the estimated value (D) of the fractional delay is determined with a time granularity of T _S / N (T _S symbol duration), - a quality function of the form f (D): = | (D mod N) - N / 2 | - N / 4 where D is the currently determined estimate in units of T _S / N, and - For f (D) <0, the polyphase is changed and otherwise the polyphase is retained.

Method according to claim 9, characterized, that - N = 8 is.

Method according to claims 7 and 8, characterized in that - a quality function of the form f (D): = | ((D - Da) mod N) - N / 2 | - N / 4 where D is the currently determined estimate in units of T _S / N and D ₀ ≠ 0 and is chosen such that no interaction with an outer T _S -step control loop occurs, and f (D) <0 Polyphase is changed and otherwise the polyphase is maintained.

Method according to claim 11, characterized, that - N = 8 is.