DE10205910A1

DE10205910A1 - Scalar decision signal formation method for multiple antenna receiver uses channel estimation and beam forming method

Info

Publication number: DE10205910A1
Application number: DE2002105910
Authority: DE
Inventors: Thomas Frey; Mario Kiessling; Markus Reinhardt; Ingo Viering
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2002-02-13
Filing date: 2002-02-13
Publication date: 2003-08-28

Abstract

The decision signal formation method uses a channel estimation (KS) for provision of channel weightings (AGEW) via selection and a beam forming method (WH) for provision of a beam forming signal (BFS) from the channel weightings and the channel estimations. Corrected channel estimations are provided by a transformation stage (T), the output signals (KSPS,SPS) of the signal path (SP) and the channel estimation path (KSP) used for provision of the scalar decision signal (ENTS).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß den Merkmalen des ersten Patentanspruchs. The invention relates to a method according to the features of first claim.

Bei Funkkommunikationssystemen mit mehreren Nutzern wird zur Empfangsverbesserung ein aus mehreren Einzelantennen bestehendes Antennensystem in Kombination mit einem sogenannten Mehrantennen-Empfänger eingesetzt. Über die Einzelantennen werden Antennensignale der Einzelantennen an den Mehrantennen-Empfänger weitergeleitet. In radio communication systems with multiple users is used Reception improvement one from several individual antennas existing antenna system in combination with a so-called Multi-antenna receiver used. Via the individual antennas antenna signals from the individual antennas to the Multi-antenna receivers forwarded.

Durch die Verwendung von mehreren Einzelantennen, bzw. durch den dadurch entstehenden Kohärenzgewinn innerhalb des Mehrantennen-Empfängers, ist es möglich, niedrigere Signal- Störabstande bei den Antennensignalen für systembedingt vorgegebene Qualitätsanforderungen zuzulassen. Jedoch sind diese Antennensignale für ein durchzuführendes Kanalschätzungs- Verfahren bzw. für ein durchzuführendes Beamforming-Verfahren nur bedingt geeignet, da die durch Rauschen gestörten Antennensignale bei beiden Verfahren ungenaue Ergebnisse verursachen. By using several individual antennas, or by the resulting increase in coherence within the Multi-antenna receiver, it is possible to lower signal Signal-to-noise ratio for the antenna signals for system-related reasons allow specified quality requirements. However, these are Antenna signals for a channel estimation to be carried out Process or for a beamforming process to be carried out only suitable to a limited extent, since the ones disturbed by noise Antenna signals with both methods imprecise results cause.

Bei bekannten Mehrantennen-Empfängern ist das Beamforming- Verfahren im sogenannten Signalpfad angeordnet, auf dem hohe Datenraten vorherrschen, während die Kanalschätzung in einem Kanalschätzpfad erfolgt. Sowohl Ausgangssignale des Kanalschätzpfads als auch des Signalpfads werden zur Bildung eines skalaren Entscheidungssignals verwendet, das einer Kanaldecodierung bzw. einer Bitentscheidung zugeführt wird und funktionsbestimmend für den Mehrantennen-Empfänger ist. In known multi-antenna receivers, beamforming Process arranged in the so-called signal path, on the high Data rates prevail while channel estimation is in one Channel estimation path is done. Both output signals of the Channel estimation path as well as the signal path are used to form a scalar decision signal used that one Channel decoding or a bit decision is supplied and is function-determining for the multi-antenna receiver.

Eine derartige Struktur ist beispielsweise auch beim sogenannten Einzelantennen-Empfänger realisierbar, der jedoch innerhalb eines betriebenen Funkkommunikationssystems im allgemeinen aus hardware- und softwarespezifischen Gründen nicht ohne weiteres zu einem Mehrantennen-Empfänger erweitert werden kann. Such a structure is also used for example so-called single antenna receiver realizable, however within an operated radio communication system in generally not for hardware and software specific reasons easily expanded to a multi-antenna receiver can be.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Empfängerstruktur zur Bildung eines skalaren Entscheidungssignals derart zu gestalten, dass die Empfängerstruktur sowohl in einem Mehrantennen-Empfänger als auch in einem Einzelantennen-Empfänger einsetzbar ist und der Einzelantennenempfänger nachträglich mit nur geringem Aufwand zu einem Mehrantennen-Empfänger erweiterbar ist. The object of the present invention is a Receiver structure to form a scalar To design the decision signal in such a way that the receiver structure both in a multi-antenna receiver and in one Single antenna receiver can be used and the Single antenna receiver can be retrofitted with little effort Multi-antenna receiver is expandable.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. The object of the invention is characterized by the features of Claim 1 solved. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Durch die erfindungsgemäße Verlagerung des Beamforming- Verfahrens in den Kanalschätzpfad, in dem niedrigere Datenraten vorherrschen, wird eine nachträgliche Erweiterung eines Einzelantennen-Empfängers zu einem Mehrantennenempfänger auf einfache Art ermöglicht, denn:

- die Funktionen des Kanalschätzpfads werden mit Hilfe von digitalen Bausteinen realisiert und sind somit jederzeit leicht nachjustierbar bzw. erweiterbar, und
- im Erweiterungsfall wird zur Bildung des Entscheidungssignals nur noch die Hardware des Signalpfads entsprechend angepasst.

The shift of the beamforming method according to the invention into the channel estimation path, in which lower data rates prevail, enables a subsequent expansion of a single antenna receiver to a multi-antenna receiver in a simple manner, because:

- The functions of the channel estimation path are implemented with the aid of digital components and are therefore easily readjustable or expandable at any time, and
- In the case of expansion, only the hardware of the signal path is adapted accordingly to form the decision signal.

Die für das Beamforming-Verfahren erforderliche Rechenzeit wird ebenfalls reduziert, da im Kanalschätzpfad, verglichen mit dem Signalpfad, niedrigere Datenraten zu bearbeiten sind. The computing time required for the beamforming process is also reduced because it is compared in the channel estimation path with the signal path to process lower data rates.

Vergleichend zum Stand der Technik, bei dem im allgemeinen zwei Pilotkorrelationen bzw. zwei Kanalschätzungen durchgeführt werden, ist beim erfindungsgemäßen Verfahren nur eine Kanalschätzung bzw. nur eine Pilotkorrelation zur Bildung des Entscheidungssignals notwendig. Comparative to the prior art, in general two pilot correlations or two channel estimates are carried out in the method according to the invention is only one Channel estimation or only a pilot correlation to form the Decision signal necessary.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die durch Rauschen ungenauen Kanalschätzungen, die auf den einzelnen Antennensignalen basieren, verbessert und es werden Langzeiteigenschaften des Kanals bei der Kanalschätzung vorteilhaft ausgenutzt. By the method according to the invention Noise imprecise channel estimates based on the individual Antenna signals are based, improved and there will be Long-term properties of the channel are advantageous for channel estimation exploited.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: The following is an embodiment of the invention explained in more detail using a drawing. It shows:

Fig. 1 als prinzipielles Schaltbild ein Verfahren zur Bildung eines skalaren Entscheidungssignals ENTS bei einem Mehrantennenempfänger, gemäß dem Stand der Technik, Fig. 1 as a basic circuit diagram of a method for forming a scalar decision signal ENTS in a multi-antenna receiver, according to the prior art,

Fig. 2 als prinzipielles Schaltbild ein weiteres Verfahren zur Bildung eines skalaren Entscheidungssignals ENTS bei einem Mehrantennenempfänger, gemäß dem Stand der Technik, Fig. 2 as a basic circuit diagram of a further process for formation of a scalar decision signal ENTS in a multi-antenna receiver, according to the prior art,

Fig. 3 als prinzipielles Schaltbild ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bildung eines skalaren Entscheidungssignals ENTS bei einem Mehrantennenempfänger, Fig. 3 as a basic circuit diagram of an inventive method for forming a scalar decision signal ENTS in a multi-antenna receiver,

Fig. 4 vergleichend zu Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildung eines skalaren Entscheidungssignals ENTS bei einem Mehrantennenempfänger, und FIG. 4 compares to FIG. 3 a first embodiment of the method according to the invention for forming a scalar decision signal ENTS in a multi-antenna receiver, and

Fig. 5 vergleichend zu Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildung eines skalaren Entscheidungssignals ENTS bei einem Mehrantennenempfänger. FIG. 5, compared to FIG. 3, shows a second exemplary embodiment of the method according to the invention for forming a scalar decision signal ENTS in a multi-antenna receiver.

Fig. 1 zeigt als prinzipielles Schaltbild ein Verfahren zur Bildung eines skalaren Entscheidungssignals ENTS bei einem Mehrantennenempfänger, gemäß dem Stand der Technik. Fig. 1 shows a basic circuit diagram of a method for forming a scalar decision signal ENTS in a multi-antenna receiver, according to the prior art.

Es werden Ka Antennensignale von Ka Einzelantennen einer Antennenanordnung empfangen. Diese gelangen einerseits über einen Pilotkorrelator PIKOR und über eine nachfolgend angeordnete Nachverarbeitung NV und andererseits direkt an eine Einrichtung ENT, mit deren Hilfe das Entscheidungssignal ENTS gebildet wird. Das Entscheidungssignal ENTS wird dabei für jeden Nutzer des Funkkommunikationssystems gebildet und ist somit sowohl kanalspezifisch als auch nutzerspezifisch. There are Ka antenna signals from Ka individual antennas Antenna arrangement received. On the one hand, these pass through a pilot correlator PIKOR and one below arranged post-processing NV and on the other hand directly to a ENT device, with the help of which the decision signal ENTS is formed. The decision signal ENTS is used for every user of the radio communication system is formed and is thus both channel-specific and user-specific.

Mit dem Pilotkorrelator PIKOR und mit der Nachverarbeitung NV wird eine Kanalschätzung KS durchgeführt, mit deren Hilfe Kanalimpulsantworten hK als kanalspezifische Parameter ermittelt werden. With the PIKOR pilot correlator and with NV postprocessing a channel estimation KS is carried out with the help of it Channel impulse responses hK as channel-specific parameters be determined.

Bei der Nachverarbeitung NV werden beispielsweise anhand einer Schwellenentscheidung störende Rauschanteile bei den Ausgangssignalen des Pilotkorrelators PIKOR entfernt. During postprocessing, for example, are based on a noise decision disturbing noise thresholds in the Output signals from the PIKOR pilot correlator removed.

Zur Bildung des Entscheidungssignals ENTS werden die Ka Antennesignale mit Hilfe der Kanalimpulsantworten hK miteinander kombiniert bzw. adaptiv gefiltert. Realisiert wird dies beispielsweise je nach Ausbildung des Funkkommunikationssystems durch ein "Maximum-Ratio-Combining"-Verfahren, "Joint- Detection"-Verfahren, den Einsatz eines "Wiener"-Filters oder durch ein "Zero-Forcing"-Verfahren. Dabei wird eine gemeinsame Detektion mehrerer Nutzer sowohl in Raum-, Zeit- als auch in Nutzerrichtung ermöglicht. To form the decision signal ENTS, the Ka Antenna signals using the channel impulse responses hK combined with each other or filtered adaptively. This is realized for example depending on the training of the Radio communication system by a "maximum ratio combining" method, "joint Detection "method, the use of a" Wiener "filter or through a "zero forcing" process. Doing so joint detection of several users both in space, time and enabled in the user direction.

Derartige Verfahren werden bevorzugt bei TDD-Funkkommunikationssystemen eingesetzt, während der Einsatz bei FDD-Funkkommunikationssystemen nur mit großem Rechenaufwand realisiert werden kann. Such methods are preferred for TDD radio communication systems used while in use FDD radio communication systems only with great computing effort can be realized.

Bei der Verwendung einer aus mehreren Einzelantennen bestehenden Antennenanordnung werden durch den systembedingten Antennengewinn geringere Signal-Störabstände bei den empfangenen Ka Antennensignalen tolerierbar, jedoch werden die durchzuführende Kanalschätzung KS und die Bildung des Entscheidungssignals ENTS durch die im allgemeinen stark verrauschten Ka Antennensignale nachteilig gestört und damit ungenauer. When using one of several individual antennas existing antenna arrangement are due to the system-related Antenna gain lower signal-to-noise ratios at the received Ka antenna signals tolerable, but the Channel estimation to be carried out and the formation of the Decision signal ENTS by the generally very noisy Ka antenna signals adversely disturbed and therefore less accurate.

Fig. 2 zeigt als prinzipielles Schaltbild ein weiteres Verfahren zur Bildung eines skalaren Entscheidungssignals ENTS bei einem Mehrantennenempfänger, gemäß dem Stand der Technik. Fig. 2 shows a basic circuit diagram of a further process for formation of a scalar decision signal ENTS in a multi-antenna receiver, according to the prior art.

Vergleichend zu Fig. 1 nutzt dieser Mehrantennenempfänger Langzeiteigenschaften eines Kanals aus. Es gelangen Ka Antennensignale von Ka Einzelantennen einer Antennenanordnung als Eingangssignale sowohl an einen Kanalschätzpfad KS als auch an einen Signalpfad S. In comparison to FIG. 1, this multi-antenna receiver uses long-term properties of a channel. Ka antenna signals from Ka individual antennas of an antenna arrangement arrive as input signals both at a channel estimation path KS and at a signal path S.

Die Eingangssignale des Kanalschätzpfads KS gelangen an einen ersten Pilotkorrelator PIKOR1, mit dessen Hilfe Antennenimpulsantworten hA berechnet werden. Aus den Antennenimpulsantworten hA werden mit Hilfe einer Antennengewichtsberechnung AGB nutzerspezifische Antennengewichte AGEW berechnet. Mit Hilfe des ersten Pilotkorrelators PIKOR1 und der Antennengewichtsberechnung AGB wird eine erste Kanalschätzung KS1 durchgeführt. The input signals of the channel estimation path KS reach one first pilot correlator PIKOR1, with its help Antenna impulse responses hA can be calculated. From the Antenna impulse responses hA are calculated using an antenna weight calculation Terms and conditions user-specific antenna weights AGEW calculated. With With the help of the first pilot correlator PIKOR1 and the Antenna weight calculation AGB is a first channel estimate KS1 carried out.

Die Eingangssignale des Signalpfad S gelangen zusammen mit den berechneten Antennengewichten AGEW an einen im Signalpfad S angeordneten Beamformer WH, mit dessen Hilfe Beamsignale rB berechnet werden. Die Beamsignale rB gelangen einerseits als Ausgangssignale SA des Signalpfades S an eine Einrichtung ENT1, mit deren Hilfe das Entscheidungssignal ENTS gebildet wird, und andererseits an einen zweiten Pilotkorrelator PIKOR2. Ausgangssignale des zweiten Pilotkorrelators PIKOR2 gelangen nach einer Nachverarbeitung NV als Beamimpulssignale hB als Ausgangssignale KSA des Kanalschätzpfads KS ebenfalls an die Einrichtung ENT1. Mit Hilfe des zweiten Pilotkorrelators PIKOR2 und der Nachverarbeitung NV wird eine zweite Kanalschätzung KS2 durchgeführt. The input signals of the signal path S arrive together with the calculated antenna weights AGEW to one in the signal path S arranged beamformer WH, with the help of beam signals rB be calculated. The beam signals rB arrive on the one hand as Output signals SA of the signal path S to a device ENT1, with the help of which the decision signal ENTS is formed and on the other hand to a second pilot correlator PIKOR2. Output signals of the second pilot correlator PIKOR2 arrive at NV after postprocessing as beam pulse signals hB also as output signals KSA of the channel estimation path KS to the ENT1 facility. With the help of the second Pilot correlator PIKOR2 and the post-processing NV will be a second Channel estimation KS2 carried out.

Vergleichend mit Fig. 1 werden zwei Kanalschätzungen KS1 und KS2 durchgeführt, wobei die aus Fig. 1 bekannte Struktur in der Anordnung des ersten Pilotkorrelators PIKOR1, der Nachverarbeitung NV und des Beamformers WH zu sehen ist. In comparison with FIG. 1, two channel estimates KS1 and KS2 are carried out, the structure known from FIG. 1 being shown in the arrangement of the first pilot correlator PIKOR1, the postprocessing NV and the beamformer WH.

Mit Hilfe der ersten Kanalschätzung KS1 werden schnelle Fading-Eigenschaften der Kanäle gemittelt und Langzeiteigenschaften der Kanäle ausgenutzt. Die Beamsignale rB zeichnen sich durch einen höheren Signal-Störabstand aus. Bei der Bildung des Entscheidungssignals ENTS werden Kurzzeiteigenschaften des Kanals berücksichtigt. With the help of the first channel estimate KS1, fast Fading properties of the channels averaged and Long-term properties of the channels exploited. Draw the beam signals rB is characterized by a higher signal-to-noise ratio. In the Formation of the decision signal ENTS Short-term properties of the channel are taken into account.

Als mögliche Verfahren zur Antennengewichtsberechnung AGB sind Verfahren wie Eigen-Beamforming, Fixed-Beamforming, hybrides Beamforming sowie richtungsbasierende Verfahren bekannt. Die Antenenngewichte AGEW können trotz stark verrauschter Kanalschätzung auf den einzelnen Antennenelementen exakt bestimmt werden und stellen anschaulich einen oder mehrere Antennenbeams dar. As a possible method for antenna weight calculation AGB are processes such as self-beamforming, fixed beamforming, hybrid beamforming and direction-based processes known. The antenna weights AGEW can be strong noisy channel estimation on the individual antenna elements can be determined exactly and represent a or represent several antenna beams.

Die Bildung des Entscheidungssignals ENTS erfolgt beispielsweise wieder mit Hilfe eines Maximum-Ratio-Combining- Verfahrens oder eines Joint-Detection ähnlichen Verfahrens, wie beispielsweise dem Partial-Joint-Detection-Verfahren. The decision signal ENTS is formed for example again with the help of a maximum ratio combining Method or a joint detection-like method, such as the partial joint detection method.

Bei diesem Mehrantennen-Empfänger ist als Nachteil zu nennen, dass die räumliche Signalverarbeitung weitgehend getrennt ist von der restlichen Signalverarbeitung. The disadvantage of this multi-antenna receiver is that that the spatial signal processing is largely separated from the rest of the signal processing.

Beim Joint-Detection-Verfahren, bei dem Raum, Zeit und Nutzer gemeinsam verarbeitet werden, ist eine derartige Empfängerstruktur im allgemeinen nicht anwendbar. With the joint detection process, with space, time and users processed together is one such Receiver structure generally not applicable.

Das Beamforming WH erfolgt hier im Signalpfad, auf dem üblicherweise hohe Datenraten vorherrschen, wodurch erhöhte Rechenzeiten und Probleme bei der Hardware- bzw. Softwarerealisierung verursacht werden. Beamforming WH takes place here in the signal path on the usually high data rates prevail, which increases Computing times and problems with the hardware or Software implementation are caused.

Fig. 3 zeigt als prinzipielles Schaltbild ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bildung eines skalaren Entscheidungssignals ENTS bei einem Mehrantennenempfänger. Fig. 3 shows a basic circuit diagram of an inventive method for forming a scalar decision signal ENTS in a multi-antenna receiver.

Es gelangen Ka Antennensignale von Ka Einzelantennen einer Antennenanordnung als Eingangssignale einerseits an einen Kanalschätzpfad KSP und anderseits an einen Signalpfad SP. Die Eingangssignale des Kanalschätzpfades KSP werden einem Pilotkorrelator PIKOR zugeführt, mit dessen Hilfe eine Kanalschätzung KS durchgeführt wird und nutzerspezifische Antennenimpulsantworten hA gebildet werden. Mit Hilfe der nutzerspezifischen Antennenimpulsantworten hA wird eine Antennengewichtsberechnung AGB zur Bestimmung von Antennenngewichten AGEW durchgeführt. Ka antenna signals from Ka individual antennas of one arrive Antenna arrangement as input signals on the one hand to a Channel estimation path KSP and on the other hand to a signal path SP. The input signals of the channel estimation path KSP become one Pilot correlator PIKOR supplied, with the help of a Channel estimation KS is carried out and user-specific Antenna impulse responses hA are formed. With the help of user-specific antenna impulse responses hA becomes a General terms and conditions for determining antenna weights AGEW carried out.

Mit Hilfe der berechneten Antennengewichte AGEW und der Antennenimpulsantworten hA wird ein Beamforming WH durchgeführt, dessen Ausgangssignale als Beamformingsignale BFS einer Nachverarbeitung NV zugeführt werden. Mit Hilfe der Nachverarbeitung NV werden Beamimpulsantworten hB gebildet, die an einen Transformator T gelangen. Using the calculated antenna weights AGEW and the Antenna impulse responses hA becomes a beamforming WH performed, the output signals as beamforming signals BFS can be supplied to a postprocessing NV. With the help of Postprocessing NV beam impulse responses hB are formed get to a transformer T.

Der Transformator T dient der Rücktransformation der Beamimpulsantworten hB in den Antennenbereich und bildet mit Hilfe der Beamimpulssignale hB und der berechneten Antennengewichte AGEW korrigierte nutzerspezifische Impulsantworten hA', die als Ausgangssignale KSPS des Kanalschätzpfads KSP den Antennenimpulsantworten hA nachgebildet sind. The transformer T is used for the reverse transformation of the Beam impulse responses hB in the antenna area and forms with the help the beam pulse signals hB and the calculated antenna weights AGEW corrected user-specific impulse responses hA ', the as the output signals KSPS of the channel estimation path KSP Antenna impulse responses hA are simulated.

Sowohl die Ka Antennensignale des Signalpfads als auch die korrigierten Impulsantworten hA' werden einer Einrichtung ENT zur Bildung des Entscheidungssignals ENTS zugeführt. Both the Ka antenna signals of the signal path and the Corrected impulse responses hA 'become ENT fed to the formation of the decision signal ENTS.

Die Bildung des Entscheidungssignals ENTS erfolgt mit Hilfe von adaptiven Filter-Kombinierungsfunktionen, je nach Ausbildung des Funkkommunikationssystems beispielsweise durch ein "Maximum-Ratio-Combining"-Verfahren, "Joint-Detection"- Verfahren, dem Einsatz eines "Wiener"-Filters oder durch ein "Zero-Forcing"-Verfahren. The decision signal ENTS is formed with the help of adaptive filter combining functions, depending on Training of the radio communication system, for example by a "Maximum ratio combining" method, "joint detection" - Procedure, the use of a "Wiener" filter or through a "Zero-forcing" process.

Vergleichend zur Fig. 2 ist das Beamforming WH aus dem Signalpfad SP in den Kanalschätzpfand KSP verlagert worden, wobei bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nur noch eine Pilotkorrelation PIKOR durchgeführt wird. Compared to FIG. 2, the beamforming WH has been shifted from the signal path SP into the channel estimation deposit KSP, only a pilot correlation PIKOR being carried out in the method according to the invention.

Da innerhalb des Kanalschätzpfades KSP vergleichend zum Signalpfad SP geringere Datenraten auftreten, ist ein derartiger Mehrantennen-Empfänger leicht zu realisieren bzw. zu erweitern. Since within the channel estimation path KSP compares to Signal path SP lower data rates occur, is one such Multi-antenna receivers easy to implement or to expand.

Erfindungsgemäß werden die berechneten Antennengewichte AGEW sowie die Transformation T jeweils auf die gesamten Antennenimpulsantworten hA, also auf jeden einzelnen Wert, angewendet. According to the invention, the calculated antenna weights are AGEW as well as the transformation T in each case over the entire Antenna impulse responses hA, i.e. to every single value, applied.

Alternativ sind dazu bei der Antennegewichtsberechnung AGB folgende Erweiterungen möglich:

a) Für jeden einzelnen Wert der Antennenimpulsantwort hA wird ein eigenes Set an Antennengewichtsfaktoren AGEW und eine Transformation T berechnet, die dann jeweils nur auf den jeweiligen Wert angewendet werden.
b) Die Werte der Antennenimpulsantworten werden gruppiert und für jede einzelne Gruppe wird ein Set von Antennengewichten und eine Transformation T berechnet, die dann jeweils auf jeden Wert dieser Gruppe angewendet werden.

Alternatively, the following extensions are possible for the antenna weight calculation AGB:

a) A separate set of antenna weight factors AGEW and a transformation T are calculated for each individual value of the antenna impulse response hA, which are then only applied to the respective value.
b) The values of the antenna impulse responses are grouped and for each individual group a set of antenna weights and a transformation T are calculated, which are then applied to each value of this group.

Erfindungsgemäß können anstelle der linearen adaptiven Filter-Kombinierungsfunktionen bei der Bildung des Entscheidungssignals auch grundsätzlich nicht lineare Strukturen wie "Decision-Feedback" oder "Interference-Cancellation" usw. verwendet werden. Diese sind im allgemeinen mehrstufig und werden durch das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls verbessert, indem der Kanalschätzpfad jeder Stufe mit der beschriebenen Struktur entsprechend erweitert wird. According to the invention, instead of the linear adaptive Filter combining functions in the formation of the Decision signal also basically non-linear structures such as "Decision feedback" or "interference cancellation" etc. be used. These are generally multi-level and are also by the inventive method improved by adding the channel estimation path of each level to the described structure is expanded accordingly.

Fig. 4 zeigt vergleichend zu Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildung eines skalaren Entscheidungssignals ENTS bei einem Mehrantennenempfänger. Dabei wird ein UTRA-FDD-Funkkommunikationssystem vorausgesetzt. FIG. 4 shows, compared to FIG. 3, a first exemplary embodiment of the method according to the invention for forming a scalar decision signal ENTS in a multi-antenna receiver. A UTRA FDD radio communication system is required.

Die Ka Antennesignale gelangen an einen Delay-Seacher DELS, mit dessen Hilfe der Pilotkorrelator DESP des Kanalschätzpfades KSP nutzerspezifische DPCCH-Kanäle entspreizt und Antennenimpulsantworten hA erzeugt, die einerseits zur Antennengewichtsberechnung AGB und andererseits zum Beamforming WH verwendet werden. Dabei beinhaltet jede einzelne nutzerspezifische Antennenimpulsantwort Kt.Ka Antennenkoeffizienten, wobei Kt mit Hilfe des Delay-Searchers DELS lagenabhängig von Energiemaxima bestimmt wird. The Ka antenna signals go to a Delay Seacher DELS, with the help of the DESP pilot correlator Channel estimation paths KSP despread user-specific DPCCH channels and Antenna impulse responses hA generated, on the one hand for Antenna weight calculation AGB and on the other hand for beamforming WH be used. Each one includes user-specific antenna impulse response Kt.Ka antenna coefficients, where Kt with the help of the delay searcher DELS depending on the position Energy maxima is determined.

Die Antennengewichtsberechnung AGB erfolgt dabei mit Hilfe von Kovarianzmatrixschätzungen COV, Eigenwertzerlegungen EVD und einem Auswahlverfahren AUS. Die berechneten Antennengewichte AGEW werden mit den Antennenimpulsantworten hA dem Beamformer WH zugeführt, dessen Ausgangssignale als Beamformingsignale BFS über eine hier nicht notwendige Nachverarbeitung NV als Beamimpulsantworten hB dem Transformator T zugeführt werden. The antenna weight calculation AGB is done with the help COV covariance matrix estimates, EVD eigenvalue decompositions and a selection process AUS. The calculated Antenna weights AGEW with the antenna impulse responses hA dem Beamformer WH supplied, the output signals as Beamforming signals BFS over a not necessary here Postprocessing NV as beam impulse responses hB to the transformer T be fed.

Die mit Hilfe des Transformators T gebildeten korrigierten Impulsantworten hA' gelangen an die Einrichtung ENT zur Bildung des Entscheidungssignals ENTS, das hier mit Hilfe eines Maximum-Ratio-Combiners MRC gebildet wird. Corrected those formed with the help of the transformer T. Impulse responses hA 'reach the ENT facility Formation of the decision signal ENTS, which is here with the help of a Maximum ratio combiners MRC is formed.

Bei den Eingangssignalen des Signalpfads SP werden mit Hilfe des Delay-Searchers DELS nutzerspezifische DPDCH-Kanäle entspreizt (DESP) und Kt.Ka Antennen-Delay-Signale berechnet, die zusammen mit den korrigierten Impulsantworten hA' zur Bildung des Entscheidungssignals ENTS verwendet werden. With the input signals of the signal path SP are using of the delay searcher DELS user-specific DPDCH channels despread (DESP) and Kt.Ka antenna delay signals calculated, which together with the corrected impulse responses hA 'to Formation of the decision signal ENTS can be used.

Fig. 5 zeigt vergleichend zu Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildung eines skalaren Entscheidungssignals ENTS bei einem Mehrantennenempfänger. Dabei wird ein UTRA-TDD-Funkkommunikationssystem vorausgesetzt. FIG. 5 shows, in comparison to FIG. 3, a second exemplary embodiment of the method according to the invention for forming a scalar decision signal ENTS in a multi-antenna receiver. A UTRA-TDD radio communication system is required.

Die Pilotkorrelation PIKOR erfolgt hier mit Hilfe einer Midambelkorrelation MIDCO. Die Antennengewichtsberechnung AGB erfolgt wieder mit Hilfe von Kovarianzmatrixschätzungen COV, Eigenwertzerlegungen EVD und einem Auswahlverfahren AUS. Mit Hilfe des Auswahlverfahrens AUS werden beispielsweise nur maximale Leistungen von Nutzern weiterverfolgt. The PIKOR pilot correlation is carried out here using a Midamble correlation MIDCO. The antenna weight calculation AGB again with the help of COV covariance matrix estimates, Eigenvalue decomposition EVD and a selection procedure AUS. With With the help of the selection process, for example, only pursued maximum user performance.

Die Nachverarbeitung NV bildet ein Schwellenentscheider SCH, während die Bildung des Entscheidungssignals ENTS mit Hilfe eines Joint-Detectors JDET erfolgt. The postprocessing NV forms a threshold decision maker SCH, while using the formation of the decision signal ENTS of a joint detector JDET.

Auf jedes der Ka Antennensignale werden für jeden einzelnen von Ku Nutzern durch Midamblekorrelation insgesamt Ku.Ka Antennenimpulsantworten hA ermittelt, für die anschließend für jeden einzelnen Nutzer eine Kovarianzmatrix geschätzt wird. Eine geeignete Untermenge an Eigenwerten jeder Kovarianzmatrix wird zunächst als Transformation auf die zugehörige Impulsantwort angewendet. On each of the Ka antenna signals are used for each one of Ku users through midamble correlation overall Ku.Ka Antenna impulse responses hA determined, for which subsequently for a covariance matrix is estimated for each individual user. A suitable subset of eigenvalues for everyone Covariance matrix is first used as a transformation to the associated one Impulse response applied.

Die Schwellenentscheidung SCH setzt anschließend kleine Werte der Impulsantwort, die in der Regel nur Rauschanteile darstellen, auf den Wert Null. Mit Hilfe der Transformation T wird schließlich eine stark verbesserte Kanalschätzung erreicht. Der Joint-Detector JDET an sich wird herkömmlich, jedoch mit weniger verrauschten Impulsantworten, betrieben. The threshold decision SCH then sets small values the impulse response, which is usually only noise components represent to the value zero. With the help of the transformation T will eventually become a much improved channel estimate reached. The joint detector JDET itself becomes conventional, however operated with less noisy impulse responses.

Claims

1. Method for forming a scalar decision signal (ENTS) supplied to a channel decoding, which is obtained with the aid of a channel estimation (KS) and with the help of a beamforming method (WH) from Ka antenna signals of a radio communication system,
in which the Ka antenna signals from Ka individual antennas arrive as input signals both to a channel estimation path (KSP) and to a signal path (SP) parallel thereto to form a respective output signal (KSPS, PLC),
in which in the channel estimation path (KSP) to form the output signal (KSPS) on the Ka antenna signals, first the channel estimation (KS) and subsequently the beamforming method (WH) is carried out, and
in which the scalar decision signal (ENTS) is formed from the output signals (KSPS, SPS) of the signal path (SP) and the channel estimation path (KSP).

2. The method of claim 1, wherein the scalar Decision signal (ENTS) using an adaptive filter Combination function is formed.

3. The method according to claim 1 or 2, in which in Channel estimation path (KSP) using a pilot correlation method (PIKOR) user-specific from the Ka antenna signals Antenna impulse responses (hA) are formed on the one hand for the calculation of user-specific antenna weights (AGEW) and on the other hand to carry out the beamforming Procedure (WH) can be used.

4. The method of claim 3, wherein the calculated Antenna weights (AGEW) on the one hand to carry out the Beamforming process (WH) used and on the other hand one Undergo transformation (T).

5. The method according to claim 3 or 4, in which with the aid of Beamforming process (WH) user-specific Beamforming signals (BFS) are formed after a Postprocessing (NV) as beam impulse responses (hB) of the Transformation (T) can be supplied.

6. The method according to claim 4 or 5, in which with the aid of Transformation (T) from the beam impulse responses (hB) and from the calculated antenna weights (AGEW) user-specific, based on the antenna impulse responses (hA), corrected impulse responses (hA ') as output signals (KSPS) of the channel estimation path (KSP) are generated.

7. The method according to any one of the preceding claims, in which for Ku users the user-specific antenna weights (AGEW) with the help of covariance matrix estimates (COV), Eigenvalue decomposition (EVD) and a selection process (OFF) can be determined.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized by the use in one UTRA TDD radio communication system.

9. The method according to claim 8, in which as Pilot correlation method (PIKOR) a midamble correlation (MIDCO) for Formation of Ku.Ka antenna impulse responses (hA) from Ku Users.

10. The method according to claim 8 or 9, wherein the Post-processing (NV) of the beamforming signals (BFS) using a Threshold decision (SCH) is made.

11. The method according to any one of claims 8 to 10, in which the formation of the decision signal (ENTS) as adaptive Filter combining function a joint detection Method (JDET) is used, with Ku.Ka correcting Impulse responses (hA ') on the one hand and Ka antenna signals on the other hand the output signals (KSPS, SPS) of the Channel estimation path (KSP) on the one hand and the signal path (SP) form on the other.

12. The method according to claim 7, characterized by the Use in a UTRA FDD radio communication system.

13. The method according to claim 12, wherein the Pilot correlation method using a delay searcher (DELS), the the Ka antenna signals are supplied to the users assigned DPCCH channels despread and Kt.Ka coefficients by Delay Finder's Kt Delays as Antenna impulse responses (hA) are formed.

14. The method according to claim 12 or 13, wherein the Postprocessing (NV) of the beamforming signals (BFS) in this way takes place as beam impulse responses (HB) to the Transformation (T).

15. The method according to any one of claims 12 to 14, in which the formation of the decision signal (ENTS) as adaptive Filter combining function a maximum ratio combining Procedure (MRC) is used.

16. The method according to any one of claims 13 to 15, in which Signal path (SP) using the delay searcher (DELS) the input signals of the signal path user-specific DPDCH channels despread and Kt.Ka antenna delay signals be calculated with the corrected Impulse responses (hA ') to form the decision signal (ENTS) be used.

17. The method according to any one of the preceding claims, at which the calculation of the antenna weights (AGEW) with the help a fixed beamforming process or one Self-beamforming process or a combination thereof.