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Title:
HARDWARE SUPPORT FOR SINR CALCULATION AND CALCULATION OF SCALING FACTORS FOR DEMODULATED SYMBOLS IN UMTS MOBILE STATIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/056010
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a circuit arrangement (1) for calculating an SINR value and a scaling factor (Norm1,..., Norm4) for demodulated symbols that are MRC combined at cell level in a radio receiver. Said arrangement comprises a first hardware module (9, 10, 11, 12) for calculating intermediate results (SC,exp(M), NC(M), ND(M), SPilot,exp(M), SData,exp(M), (&sgr MC)2), a second hardware module (13) for calculating the scaling factor (Norm1,..., Norm4) based on the intermediate results and a processor (4) for calculating the SINR value based on the intermediate results.

Inventors:
BECKER BURKHARD (DE)
NIEDERHOLZ JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/003773
Publication Date:
July 01, 2004
Filing Date:
November 13, 2003
Export Citation:
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Assignee:
INFINEON TECHNOLOGIES AG (DE)
BECKER BURKHARD (DE)
NIEDERHOLZ JUERGEN (DE)
International Classes:
H04B17/00; H04B1/707; (IPC1-7): H04B7/02; H04B1/707; H04B7/005; H04B7/26
Domestic Patent References:
WO2000033472A12000-06-08
Foreign References:
US20010017883A12001-08-30
Attorney, Agent or Firm:
Lambsdorff, Matthias (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Schaltungsanordnung (1) zur Berechnung eines SINRWertes und eines Normierungsfaktors (Norm1,..., Norm4) für demodu lierte und auf Zellenniveau MRCkombinierte Symbole in einem Funkempfänger, wobei die Berechnungen auf Zellenniveau durch geführt werden, mit einem ersten HardwareModul (9,10, 11, 12) zur Berechnung von Zwischenergebnissen (SC, ep (M), Nc (M), ND (M), Spi lot, exp (M) i SData, exp (M), (#MC)2), einem zweiten HardwareModul (13) zur Berechnung des Nor mierungsfaktors (Norm1,..., Norm4) auf der Basis der Zwi schenergebnisse (SC,exp(M), NC (M), ND (M), SPilot,exp(M), SDa ta, exp (M), (CM)), und einem Prozessor (4), welcher auf der Basis der Zwischener gebnisse (sciez (M), Nc (M), ND (M), SPilot,exp(M), SData, exp (M), (#MC) 2) die Berechnung des SINRWertes durchführt.
2. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Normierungsfaktor (Norm1,..., Norm4) aus einem Skalierungsfaktor zur Einbeziehung der zellenspezifischen Sendeenergie auf der Basis des Datenkanals und aus einer zellenspezifischen Rauschvarianz ( (#MC)2) berechnet wird.
3. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (1) mit von dem Funkempfänger empfangenen gemeinsamen Pilotsymbolen (ym, i), dedizierten Pilotsymbolen (xmlkot) und Nutzdatensymbolen (xmaka) ge speist wird.
4. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen ersten Kanalschätzer (5) zur Berechnung von Kanalko effizienten (hm (i), hz m (i)) anhand der gemeinsamen Pilot symbole (ym, i), und einen zweiten Kanalschätzer (6) zur Berechnung von Kanal koeffizienten (hD, h ; m) anhand der dedizierten Pilotsym Pilot.
5. Schaltungsanordnung (1) nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste HardwareModul (9,10, 11,12) einen ersten HardwareDatenpfad (10) und einen zweiten Hardware Datenpfad (9) aufweist, wobei der erste HardwareDatenpfad (10) und/oder der zweite HardwareDatenpfad (9) zumindest einen selektiv adressierbaren und/oder selektiv auswertba ren und/oder selektiv aktivierbaren bzw. deaktivierbaren HardwareAbschnitt enthalten.
6. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten HardwareDatenpfad (10) mindestens ein komplexer Multiplizierer (INV/SH/ADD1, INV/SH/ADD2), ein komplexer Subtrahierer (CSUB1), ein komplexer Quadrierer (CSQR1) und ein Akkumulator (ACCU1) hintereinander ange ordnet sind, wobei insbesondere zumindest ein Bauelement des ersten HardwareDatenpfads (10) selektiv adressierbar und/oder selektiv aktivierbar bzw. deaktivierbar ist.
7. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite HardwareDatenpfad (9) mindestens einen komplexen Quadrierer (CSQR2, CSQR3) und mindestens einen dem mindestens einen komplexen Quadrierer (CSQR2, CSQR3) nachgeschalteten Akkumulator (ACCU5, ACCU6) aufweist.
8. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Mehrzahl von komplexen Quadrierern (CSQR2, CSQR3) und Akkumulatoren (ACCU5, ACCU6) den Akkumulatoren (ACCU5, ACCU6) ein Addierer (ADD1) nachgeschaltet ist.
9. Schaltungsanordnung (1) nach einem oder mehreren der An sprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite HardwareDatenpfad (9) aufweist : eine erste Stufe mit mindestens einem komplexen Multipli zierer (CMULT1, CMULT2) und mindestens einem dem mindes tens einen komplexen Multiplizierer (CMULT1, CMULT2) nach geschalteten Akkumulator (ACCUC2, ACCUC3), eine zweite Stufe mit einem komplexen Addierer (CADD1), eine dritte Stufe mit einem komplexen Multiplizierer (CMULT3) und einem dem komplexen Multiplizierer (CMULT3) nachgeschalteten Akkumulator (ACCUC4), eine vierte Stufe mit mindestens einem komplexen Quadrie rer (CSQR2, CSQR3) und mindestens einem dem mindestens ei nen komplexen Quadrierer (CSQR2, CSQR3) nachgeschalteten Akkumulator (ACCU5, ACCU6), und eine fünfte Stufe mit einem Addierer (ADD1), und wobei insbesondere zumindest eine Stufe und zumindest ein Bau element der Stufen selektiv adressierbar und/oder selektiv aktivierbar bzw. deaktivierbar sind.
10. Schaltungsanordnung (1) nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste HardwareModul (9,10, 11,12) mindestens eine Skalierungseinheit (11,12) zur Skalierung von Zwi schenergebnissen (Sc, e, (M), Nc (M), ND (M), Spilottexp (M) SDa ta, exp (M), (OM2) enthält.
11. Schaltungsanordnung (1) nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite HardwareModul (13) eine Divisionseinheit (20), einen Radizierer (21) und insbesondere einen Zwi schenspeicher (22) aufweist.
12. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Divisionseinheit (20) eine ShiftundAddStufe mit einer ROMTabelle enthält.
13. Schaltungsanordnung (1) nach einem oder mehreren der An sprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungsgleichung für den SINRWert und/oder die Berechnungsgleichung für den Normierungsfaktor (Norm1,..., Norm4) in Abhängigkeit von der Anzahl der zur Verfügung stehenden dedizierten Pilotsymbolen (xpm1kot) und/oder von einer vorgegebenen Genauigkeit der Berechnung wählbar sind.
14. Schaltungsanordnung (1) nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste HardwareModul (9,10, 11,12) ausgelegt ist, Zwischenergebnisse (Sc, exp (M), Nc (M), ND (M), Spi lot, exp(M), SDta, exp(M), (#MC)2) für unterschiedliche Betriebs modi zu berechnen.
15. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsmodi einen NormalModus ohne Antennendi versität und mindestens einen Mehrantennen Diversitätsmodus umfassen.
16. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsmodus bei einem Betrieb gemäß dem UMTS Standard den NormalModus, den STTDModus und den CLTD Modus umfassen.
17. Schaltung zur Kombination von demodulierten Symbolen in einem Funkempfänger, mit einer ersten HardwareKombinierungseinheit (17) zur MRC Kombination von demodulierten Symbolen auf Zellenniveau, einer Schaltungsanordnung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, einer HardwareNormierungseinheit (18) zur Normierung der auf Zellenniveau MRCkombinierten Symbole mittels des von der Schaltungsanordnung berechneten Normierungsfaktors (Norml,..., Norm4), und einer zweiten HardwareKombinierungseinheit (19) zur Kom bination von MRCkombinierten und normierten Symbolen un terschiedlicher Zellen.
18. Schaltungsanordnung (1) zur Berechnung eines Normierungs faktors Norm für demodulierte und auf Zellenniveau MRC kombinierte Symbole in einem Funkempfänger, wobei die Berech nung auf Zellenniveau durchgeführt wird und wobei die Berech nung wahlweise anhand der Gleichung oder der Gleichung oder der Gleichung oder der Gleichung erfolgt, wobei Suc ex (M) eine berechnete erwartete Signalleis tung ist, Nc (M) anhand von gemeinsamen Pilotsymbolen berech net wird, No (M) anhand von dedizierten Pilotsymbolen berech net wird, Spata, exp (M) anhand von empfangenen Nutzdatensymbolen berechnet wird, poff ein Normierungsfaktor ist, (GMC) 2 eine zellenspezifische Rauschvarianz ist, die aus gemeinsamen Pi lotsymbolen abgeleitet ist, und (amen) 2 eine zellenspezifische Rauschvarianz ist, die aus dedizierten Pilotsymbolen abgelei tet ist.
19. Verfahren zur Berechnung eines Normierungsfaktors Norm für demodulierte und auf Zellenniveau MRCkombinierte Symbole in einem Funkempfänger, wobei die Berechnung auf Zellenniveau durchgeführt wird und wobei die Berechnung wahlweise anhand der Gleichung oder der Gleichung oder der Gleichung oder der Gleichung erfolgt, wobei SC"., p (M) eine berechnete erwartete Signalleis tung ist, Nc (M) anhand von gemeinsamen Pilotsymbolen berech net wird, ND (M) anhand von dedizierten Pilotsymbolen berech net wird, SData, exp (M) anhand von empfangenen Nutzdatensymbolen berechnet wird, poff ein Normierungsfaktor ist, (#MC) 2eine zellenspezifische Rauschvarianz ist, die aus gemeinsamen Pi lotsymbolen berechnet wird, und ((sMD) 2 eine zellenspezifische Rauschvarianz ist, die aus dedizierten Pilotsymbolen berech net wird.
Description:
Beschreibung Hardware-Unterstützung für die SINR-Berechnung und die Be- rechnung von Normierungsfaktoren für demodulierte Symbole in UMTS-Mobilstationen Die Erfindung bezieht sich auf ein Hardware-Modul, mit wel- chem die Berechnung von SINR-Werten und Normierungsfaktoren für demodulierte Symbole in UMTS-Mobilstationen unterstützt wird.

In Mobilfunksystemen erfolgt die Signalübertragung von einer Basisstation zu einer Mobilstation (Downlink) sowie von einer Mobilstation zu einer Basisstation (Uplink) über sogenannte physikalische Kanäle. Die physikalischen Kanäle eines Mobil- funksystems sind durch Standardisierung vorgegeben. Jeder physikalische Kanal ist durch eine bestimmte Trägerfrequenz, Vorschriften für die Spreizcodierung und eine bestimmte Da- tenstruktur gekennzeichnet.

Die im UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)- Standard vorgesehenen Kanäle sind in der UMTS-Spezifikation 3GPP TS 25.211 V4.4. 0 (2002-03) definiert.

Generell unterscheidet man zwischen gemeinsamen physikali- schen Kanälen (Common Pilot Channel ; CPICH), über welche für alle Teilnehmer bestimmte Daten übertragen werden, und dedi- zierten physikalischen Kanälen (Dedicated Physical Channel ; DPCH), über welche teilnehmerspezifische Daten gesendet wer- den.

Über den CPICH-Kanal werden gemeinsame Pilotsymbole übertra- gen, welche dem Empfänger a priori bekannt sind und welche für Synchronisations-und Messzwecke verwendet werden. Die Datenübertragung über den DPCH-Kanal umfasst sowohl teilneh- merspezifische Nutzdatensymbole als auch dedizierte Pilotsym-

bole. Die dedizierten Pilotsymbole dienen genauso wie die ge- meinsamen Pilotsymbole Synchronisations-und Messzwecken.

Bei der Übertragung zwischen Basis-und Mobilstation werden die Funksignale an diversen Hindernissen im Ausbreitungsweg reflektiert, gestreut bzw. gebeugt, was zur Folge hat, dass am Empfänger mehrere Funksignalversionen auftreten, die zeit- lich zueinander verschoben sind.

Nach dem Empfang werden die Signale von einem Rake-Empfänger demoduliert. Aufgrund der Mehrwege-Übertragung müssen für je- den zu demodulierenden physikalischen Kanal die entsprechen- den zeitlichen Verzögerungen der Mehrwege-Komponenten be- stimmt und einzelnen Fingern des Rake-Empfängers zugeordnet werden. Die Rake-Finger, die zeitlich justierbare Spreizcode- Korrelatoren sind, werden auf die ermittelten Mehrwege- Verzögerungen des empfangenen Signals eingestellt und mit dem jeweiligen Spreizcode des zu demodulierenden physikalischen Kanals betrieben.

Die von den Rake-Fingern gelieferten Symbole werden mit den jeweiligen Kanalkoeffizienten, die aus den übertragenen ge- meinsamen Pilotsymbolen ermittelt wurden, gewichtet. An- schließend werden die Symbole, die innerhalb einer Zelle über verschiedene Ausbreitungswege übertragen wurden, miteinander kombiniert. Dies wird als zellenspezifische MRC (Maximum Ra- tio Combining) -Kombination bezeichnet.

Um Symbole, die innerhalb einer Zelle MRC-kombiniert wurden, über mehrere Zellen kombinieren zu können, ist es notwendig, die Symbole zuvor mit einem zellenspezifischen Normierungs- faktor zu normieren. Der Normierungsfaktor setzt sich zusam- men aus einem Skalierungsfaktor und der zellenspezifischen Rauschvarianz.

Der Skalierungsfaktor dient dazu, die zellenspezifische Sen- deenergie auf Basis des Datenkanals beim MRC zu berücksichti-

gen und somit Sendeleistungsunterschiede verschiedener Basis- stationen beim MRC über Pfade verschiedener Basisstationen miteinfließen zu lassen. Dazu weist der Skalierungsfaktor zwei Faktoren auf. Der erste Faktor ist durch das Verhältnis aus der empfangenen Amplitude der dedizierten Pilotsymbole zu der empfangenen Amplitude der gemeinsamen Pilotsymbole gege- ben und dient zur Normierung der MRC-kombinierten Symbole auf die Energie der dedizierten Pilotsymbole. Der zweite Faktor ist durch das Verhältnis aus der Sendeenergie der über den DPCH-Kanal übertragenen Nutzdatensymbole zu der Sendeenergie der dedizierten Pilotsymbole gegeben und dient zur Normierung auf die Energie der Nutzdatensymbole.

Des Weiteren ist in Mobilfunksystemen das Verhältnis der Nutzleistung zur Störleistung (Signal to Interference and Noise Ratio ; SINR) im Empfänger von besonderer Bedeutung, da häufig, wie beispielsweise bei CDMA (Code Division Multiple Access) -Mobilfunksystemen, die Leistungsregelung anhand des SINR-Wertes durchgeführt wird. Für die Berechnung des SINR- Wertes müssen die erwartete Signalleistung und die zellenspe- zifische Rauschvarianz berechnet werden.

Die Grundlage zur Berechnung des Normierungsfaktors und des SINR-Wertes stellen die-über den CPICH-Kanal übertragenen ge- meinsamen Pilotsymbole sowie die über den DPCH-Kanal übertra- genen dedizierten Pilotsymbole und Nutzdatensymbole dar. So- wohl die Berechnung des Normierungsfaktors als auch die Be- rechnung des SINR-Wertes wird zellenspezifisch ausgeführt, damit beim Soft-Handover Unterschiede in der Sendeenergie auf Basis des Datenkanals und der Rauschvarianz zellenspezifisch berücksichtigt werden können.

Ferner muss bei den vorstehend genannten Berechnungen der Be- triebsmodus der Basisstation berücksichtigt werden. Bei- spielsweise kann die Basisstation im UMTS-Standard im Normal- Modus, im STTD (Space Time Transmit Diversity) -Modus und im CLTD (Closed Loop Mode Transmit Diversity) -Modus betrieben

werden. Im Normal-Modus wird das Funksignal von nur einer An- tenne der Basisstation abgestrahlt, während im STTD-Modus für die Abstrahlung des Funksignals zwei Antennen vorgesehen sind. Im CLTD-Modus werden die Funksignale ebenfalls von zwei Antennen ausgesendet, jedoch sind im CLTD-Modus zusätzlich die Phasenbeziehung und gegebenenfalls die Amplituden der von den beiden Antennen ausgesendeten Signale variabel ausgelegt.

Dies ermöglicht es, empfängerseitig eine konstruktive Inter- ferenz der von den beiden Antennen ausgehenden Übertragungs- kanäle einzustellen.

Angesichts der vorstehend genannten Bedingungen ist es ver- ständlich, dass bei der Berechnung der Normierungsfaktoren und der SINR-Werte auf eine größtmögliche Flexibilität geach- tet werden muss.

Bisher werden die Normierungsfaktoren und die SINR-Werte mit- tels eines Digitalsignalprozessors in der Firmware berechnet.

Dazu werden die benötigten Daten, wie z. B. gemeinsame und de- dizierte Pilotsymbole, Nutzdatensymbole (und Kanalkoeffizien- ten), von der Hardware an den Digitalsignalprozessor übermit- telt. Der Nachteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass ein mit derartigen Aufgaben betrauter Digitalsignalprozessor eine hohe Rechenleistung benötigt, d. h. teuer ist, und außer- dem eine für Mobilfunk-Anwendungen hohe Leistungsaufnahme aufweist.

Um Digitalsignalprozessoren mit geringen Rechenleistungen einsetzen zu können, werden bestimmte, immer wiederkehrende Rechenabläufe in Hardware ausgelagert. Dieses auch als "Hardware-Tuning"bezeichnete Konzept ermöglicht eine deutli- che Entlastung des Digitalsignalprozessors. Die ausgelagerte, aufgabenspezifische Hardware wird in der Literatur häufig als "periphere dedicated hardware", "hardware support"oder " (dedicated) datapath"bezeichnet. Im Folgenden wird die Be- zeichnung"Hardware-Modul"verwendet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, welche dazu ausgelegt ist, bei der zellenspezifi- schen Berechnung des SINR-Wertes und bei der Berechnung des Normierungsfaktors für zellenspezifisch MRC-kombinierte Sym- bole die Rechenbelastung eines in die Schaltungsanordnung in- tegrierten Digitalsignalprozessors zu reduzieren. Ferner soll eine Schaltung angegeben werden, welche eine effiziente Kom- bination von Symbolen unterschiedlicher Zellen ermöglicht.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine weite- re Schaltungsanordnung zu schaffen, mittels welcher sich der Normierungsfaktor für zellenspezifisch MRC-kombinierte Symbo- le berechnen lässt. Ein entsprechendes Verfahren soll eben- falls angegeben werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1, 17,18 und 19 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltun- gen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dient zur Berechnung eines SINR-Wertes und eines Normierungsfaktors für demodu- lierte und auf Zellenniveau MRC-kombinierte Symbole in einem Funkempfänger. Dabei werden die Berechnungen auf Zellenniveau durchgeführt. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung um- fasst ein erstes Hardware-Modul, ein zweites Hardware-Modul und einen Prozessor. Mittels des ersten Hardware-Moduls wer- den Zwischenergebnisse berechnet, welche von dem zweiten Hardware-Modul zur Berechnung des Normierungsfaktors und von dem Prozessor zur Berechnung des SINR-Wertes verwendet wer- den.

Durch die Berechnung der Zwischenergebnisse in dem ersten Hardware-Modul und die Berechnung des Normierungsfaktors in dem zweiten Hardware-Modul wird der Prozessor um diese Be- rechnungen entlastet. Von dem Prozessor muss lediglich anhand der Zwischenergebnisse die eigentliche SINR-Berechnung durch- geführt werden. Zudem entsteht keine Bearbeitungsschleife ü-

ber die Rake-Finger-Hardware, den Prozessor und die MRC- Hardware.

Vorzugsweise wird der Normierungsfaktor aus einem Skalie- rungsfaktor, mittels welchem die zellenspezifische Sendeener- gie auf Basis des Datenkanals berücksichtigt wird, und aus einer zellenspezifischen Rauschvarianz berechnet.

Des Weiteren werden in die erfindungsgemäße Schaltungsanord- nung als Eingangswerte vorzugsweise von dem Funkempfänger empfangene gemeinsame Pilotsymbole, dedizierte Pilotsymbole und Nutzdatensymbole eingegeben.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Schaltungsanordnung einen ersten Kanalschätzer zur Berechnung von Kanalkoeffizienten anhand der gemeinsamen Pilotsymbole und einen zweiten Kanalschätzer zur Berechnung von Kanalkoef- fizienten anhand der dedizierten Pilotsymbole auf.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das erste Hardware-Modul einen ersten Hardware- Datenpfad und einen zweiten Hardware-Datenpfad enthält. Fer- ner weisen der erste Hardware-Datenpfad und/oder der zweite Hardware-Datenpfad zumindest einen selektiv adressierbaren und/oder selektiv auswertbaren und/oder selektiv aktivierba- ren bzw. deaktivierbaren Hardware-Abschnitt auf.

Durch die vorstehend beschriebene Ausgestaltung der Erfindung wird eine Programmierbarkeit des ersten Hardware-Moduls ge- schaffen, welche es ermöglicht, je nach Erfordernis nur die- jenigen Abschnitte auszuwählen und/oder zu aktivieren, welche für die Berechnung der zu diesem Zeitpunkt relevanten Zwi- schenergebnisse ausgelegt sind. Durch die Deaktivierung der übrigen Hardware-Abschnitte kann die Leistungsaufnahme der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung reduziert werden.

Vorteilhafterweise sind in dem ersten Hardware-Datenpfad min- destens ein komplexer Multiplizierer, ein komplexer Subtra- hierer, ein komplexer Quadrierer und ein Akkumulator hinter- einander angeordnet. Zumindest eines der genannten Bauelemen- te des ersten Hardware-Datenpfads ist insbesondere selektiv adressierbar und/oder selektiv aktivierbar bzw. deaktivier- bar.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des zweiten Hardware- Datenpfads sieht vor, dass dieser mindestens einen komplexen Quadrierer und mindestens einen dem mindestens einen komple- xen Quadrierer nachgeschalteten Akkumulator aufweist.

Sofern in dem zweiten Hardware-Datenpfad eine Mehrzahl von komplexen Quadrierern und Akkumulatoren angeordnet sind, kann den Akkumulatoren vorzugsweise ein Addierer nachgeschaltet sein.

Ferner ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des ersten Hardware-Moduls dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hard- ware-Datenpfad fünf hintereinander angeordnete Stufen auf- weist.

Die erste Stufe enthält mindestens einen komplexen Multipli- zierer und mindestens einen nachgeschalteten Akkumulator. Die zweite Stufe umfasst einen komplexen Addierer. Die dritte Stufe weist einen komplexen Multiplizierer und einen dem kom- plexen Multiplizierer nachgeschalteten Akkumulator auf. Die vierte Stufe enthält mindestens einen komplexen Quadrierer und mindestens einen dem mindestens einen komplexen Quadrie- rer nachgeschalteten Akkumulator. Die fünfte Stufe beinhaltet einen Addierer. Zumindest eine der fünf Stufen und zumindest ein Bauelement der fünf Stufen ist insbesondere selektiv ad- ressierbar und/oder selektiv aktivierbar bzw. deaktivierbar ausgelegt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin- dung weist das erste Hardware-Modul mindestens eine Skalie- rungseinheit zur Skalierung von Zwischenergebnissen auf.

Das zweite Hardware-Modul umfasst vorzugsweise eine Divisi- onseinheit, einen Radizierer und insbesondere einen Zwischen- speicher.

Dabei kann die Divisionseinheit vorteilhafterweise durch eine Shift-und-Add-Stufe mit einer ROM-Tabelle gekennzeichnet sein. Die Shift-und-Add-Stufe ermöglicht eine aufwandsgünsti- ge und näherungsweise Berechnung von Divisionen.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Berechnungsgleichung für den SINR-Wert und/oder die Berechnungsgleichung für den Normierungsfaktor in Abhän- gigkeit von der Anzahl der zur Verfügung stehenden dedizier- ten Pilotsymbolen und/oder von einer vorgegebenen Genauigkeit der Berechnung gewählt wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des ersten Hardware-Moduls kennzeichnet sich dadurch, dass Zwischenergebnisse für unter- schiedliche Betriebsmodi berechnet werden können. Damit wird den Flexibilitätserfordernissen bei den Berechnungen des SINR-Wertes und des Normierungsfaktors bereits durch die Aus- legung des ersten Hardware-Moduls Rechnung getragen.

Beispielsweise können die Betriebsmodi einen Normal-Modus oh- ne Antennendiversität und mindestens einen Mehrantennen- Diversitätsmodus umfassen.

Die Betriebsmodi können bei einem Betrieb der erfindungsgemä- ßen Schaltungsanordnung gemäß dem UMTS-Standard der Normal- Modus, der STTD-Modus und der CLTD-Modus sein.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung, die zur Kombination von demodulierten Symbolen in

einem Funkempfänger ausgelegt ist. Diese Schaltung enthält eine erste Hardware-Kombinierungseinheit, eine erfindungsge- mäße Schaltungsanordnung, eine Hardware-Normierungseinheit und eine zweite Hardware-Kombinierungseinheit.

Mittels der ersten Hardware-Kombinierungseinheit werden demo- dulierte Symbolen auf Zellenniveau MRC-kombiniert. Die Hard- ware-Normierungseinheit normiert die auf Zellenniveau MRC- kombinierten Symbole mittels des von der Schaltungsanordnung berechneten Normierungsfaktors. Anschließend kann die zweite Hardware-Kombinierungseinheit die auf Zellenniveau MRC- kombinierten und normierten Symbole unterschiedlicher Zellen kombinieren.

Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Schaltung weist den Vorteil auf, dass die Berechnung des Normierungsfaktors, die Normierung der zellenspezifisch MRC-kombinierten Symbole und die zellenübergreifende Kombination der Symbole in der Hardware vorgenommen werden. Es treten folglich keine Hard- ware-Firmware-Hardware-Schleifen auf.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Berechnung eines Normierungsfaktors Norm für demodulierte und auf Zellenniveau MRC-kombinierte Symbole in einem Funkempfänger. Dabei wird die Berechnung auf Zellenniveau durchgeführt. Die Berechnung kann wahlweise an- hand der Gleichung SC, exP (M) 1 Norm = Poff'C N (M) oder der Gleichung SData, exp (M) 1 Norm (M) m N (M) oder der Gleichung ND (M) 1 Norm = pouf'' (ac

oder der Gleichung (M) l Norm = D IM'. 1 M N (M) l6D l vorgenommen werden. In den vorstehend aufgeführten Gleichun- gen bezeichnen Sciez (M) eine berechnete erwartete Signalleis- tung, poff einen Normierungsfaktor, (MC) 2 eine zellenspezifi- sche Rauschvarianz, die aus gemeinsamen Pilotsymbolen abge- leitet ist, und (6mu) 2 eine zellenspezifische Rauschvarianz, die aus dedizierten Pilotsymbolen abgeleitet ist. Die Terme Nc (M) und ND (M) werden anhand von gemeinsamen bzw. dedizier- ten Pilotsymbolen und den daraus hervorgegangenen Kanalpara- metern berechnet. Der Term SData, exp (M) wird anhand von empfan- genen Nutzdatensymbolen berechnet. Die Auswahl der Gleichung zur Berechnung des Normierungsfaktors Norm kann beispielswei- se anhand der zur Verfügung stehenden übermittelten dedizier- ten Pilotsymbole und/oder der benötigten Berechnungsgenauig- keit erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass anhand der jeweili- gen Gegebenheiten die günstigste Berechnungsgleichung ausge- wählt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen : Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbei- spiels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ; Fig. 2 schematische Schaltbilder von Hardware- Architekturen als Ausführungsbeispiele für die Da- tenpfade 9 und 10 ; und

Fig. 3 ein schematisches Schaltbild einer Hardware- Architektur als Ausführungsbeispiel für die Berech- nungseinheit 13.

In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung 1 als Ausführungsbei- spiel der Erfindung dargestellt. Die Schaltungsanordnung 1 ist in eine Mobilstation integriert, welche von einer Basis- station ausgesendete Funksignale empfängt. Die Datenübertra- gung zwischen der Basis-und der Mobilstation basiert auf dem UMTS-Standard.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Basisstation im Normal-Modus, im STTD-Modus oder im CLTD- Modus betrieben werden. Die Schaltungsanordnung 1 ist für die Verarbeitung von Symbolen, die von der Basisstation in einem der drei Betriebsmodi ausgesendet wurden, ausgelegt. Bei der nachfolgenden Beschreibung der Arbeitsweise der Schaltungsan- ordnung 1 wird stets zunächst auf die Arbeitsweise der Schal- tungsanordnung 1 im Normal-Modus eingegangen. Daran anschlie- ßend wird die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung 1 in den STTD-und CLTD-Modi beschrieben.

Die Berechnungen, die im Folgenden bezüglich der Schaltungs- anordnung 1 beschrieben werden, beziehen sich auf eine Zelle, d. h. auf die Symbole, die von einer Basisstation ausgesendet wurden.

Die Schaltungsanordnung 1 umfasst eine Einheit 2 zur Berech- nung von Kanalkoeffizienten, eine Einheit 3, mittels welcher Normierungsfaktoren und Zwischenergebnisse für die Berechnung von SINR-Werten berechnet werden, sowie einen Digitalsignal- prozessor 4.

Die Einheit 2 umfasst Kanalschätzer 5 und 6 sowie Zwischen- speicher 7 und 8.

Der Kanalschätzer 5 dient zur Berechnung von Kanalkoeffizien- ten hCm (i) für die betrachteten Übertragungspfade m (m = 1, 2,. .., M) des CPICH-Kanals innerhalb der betrachteten Zelle.

Die Kanalkoeffizienten hC (i) werden anhand von empfangenen gemeinsamen Pilotsymbolen Ym i des CPICH-Kanals berechnet.

Dabei gibt der Index i (i = 1, 2,. .., 10) die Position des gemeinsamen Pilotsymbols ymi innerhalb des Zeitschlitzes an.

Die Berechnung der Kanalkoeffizienten hm (i) erfolgt mittels bekannter Hardware-Schaltungsanordnungen. Die von dem Kanal- schätzer 5 errechneten Kanalkoeffizienten hm (i) werden in dem Zwischenspeicher 7 abgelegt. Dadurch wird es nachgeschalteten Einheiten ermöglicht, auf die berechneten Kanalkoeffizienten hm (i) zuzugreifen.

Im STTD-und im CLTD-Modus ist zu berücksichtigen, dass die Signale von der Basisstation mittels zweier Antennen ausge- sendet werden. Folglich müssen in diesen Fällen Kanalkoeffi- zienten h m(i) (j = 1, 2) für den CPICH-Kanal berechnet wer- den.

Der Kanalschätzer 6 dient zur Berechnung von Kanalkoeffizien- ten hDm für die betrachteten Übertragungspfade m (m = 1, 2,. .., M) des DPCH-Kanals innerhalb der betrachteten Zelle.

Diese Berechnungen werden anhand von empfangenen dedizierten <BR> <BR> Pilotsymbolen XPmil°t des DPCH-Kanals durchgeführt. Der Index<BR> <BR> m, k aes DPCH-@anais aurcng k (k = 1, 2,. .., K) gibt die Position des dedizierten Pilot- symbols xpmilot innerhalb des Zeitschlitzes an. Zur Berechnung der Kanalkoeffizienten hDm liegen dem Kanalschätzer 6 des Weiteren die bekannten Pilotsymbole pu vor, wie sie von der Basisstation ausgesendet wurden.

Vorliegend werden die Kanalkoeffizienten hD für den Normal- Modus in der Hardware des Kanalschätzers 6 anhand folgender Gleichungen berechnet.

(1)

Der Index r bzw. i bezeichnet den Real-bzw. Imaginärteil der betreffenden Kanalkoeffizienten bzw. Pilotsymbole.

Bei einem Betrieb der Basisstation im STTD-oder im CLTD- Modus müssen die unterschiedlichen Übertragungspfade der zwei Sendeantennen berücksichtigt werden. Für die Kanalkoeffizien- ten hD, m der Übertragungspfade, die von der Sendeantenne 1 ausgehen, gilt : Für die Kanalkoeffizienten hD m der Übertragungspfade, die von der Sendeantenne 2 ausgehen, gilt :

Die in dem Kanalschätzer 6 berechneten Kanalkoeffizienten hm bzw. hDm (j-1, 2) werden in dem Zwischenspeicher 8 abge- legt.

Die Einheit 3 umfasst Datenpfade 9 und 10, Skalierungseinhei- ten 11 und 12, eine Berechnungseinheit 13 sowie Zwischenspei- cher 14 und 15.

Der Datenpfad 9 wird mit den gemeinsamen Pilotsymbolen ym, i, den Kanalkoeffizienten hCm (i) bzw. h, (i) des CPICH-Kanals und den Kanalkoeffizienten hDm bzw. h, D ; m des DPCH-Kanals gespeist.

In dem Datenpfad 9 werden eine erwartete Signalleistung SC, exp (M) sowie Normierungskomponenten NC (M) und ND (M) berech- net. Für den Normal-Modus gilt : In Gleichung (7) bezeichnet der mit einem Stern gekennzeich- nete Kanalkoeffizient hm* (i) das komplex Konjugierte des Ka- nalkoeffizienten hCm (i). In entsprechender Weise sind im Fol- genden komplex konjugierte Größen durch einen Stern gekenn- zeichnet.

In den Gleichungen (7) und (8) gibt der Parameter L die An- zahl der Kanalkoeffizienten hCm (i) an, die für die jeweilige Summenbildung herangezogen werden. Eine Voraussetzung für die Festlegung des Parameters L ist, dass die zu den die Summe bildenden Kanalkoeffizienten hm (i) gehörenden gemeinsamen Pi- lotsymbole Ym i sich alle innerhalb eines DPCH-Zeitschlitzes befinden. Eine weitere Voraussetzung im STTD-oder CLTD-Modus ist, dass genauso viele gemeinsame Pilotsymbole A wie-A ver- wendet werden. Bevorzugterweise gilt L = 8 (als Maximalzahl L = 10), sodass im STTD-oder CLTD-Modus 4 gemeinsame Pilotsym- bole A und 4 gemeinsame Pilotsymbole-A verwendet werden.

Im STTD-Modus berechnen sich die erwartete Signalleistung SC, exp (M) sowie die Normierungskomponenten N. (M) und ND (M) gemäß nachfolgenden Gleichungen.

Im CLTD-Modus müssen Antennengewichte Wl und W2 berücksich- tigt werden. Mit den Antennengewichten W1 und Wz werden die dedizierten Signale, die von den zwei Antennen abgestrahlt werden sollen, beaufschlagt. Hingegen werden die gemeinsamen Pilotsymbole nicht mit den Antennengewichten Wl und W2 beauf- schlagt. Durch die Multiplikation der auszusendenden dedi- zierten Signale mit den Antennengewichte Wl und W2 findet ei- ne Bewertung der beiden Diversitätskomponenten statt. Die Wahl der Antennengewichte W1 und W2 hat dabei zum Ziel, unter Berücksichtigung der im UMTS-Standard vorgegebenen Gewichts- quantisierung die von der Mobilstation empfangene Energie pro Zeitschlitz zu maximieren. Die Antennengewichte Wl und W2

müssen anhand der Kanalkoeffizienten auf Basis der gemeinsa- men Pilotsymbole in der Mobilstation geschätzt werden. Die Schätzung erfolgt vorzugsweise in dem Digitalsignalprozessor 4. Für die erwartete Signalleistung SC,exp (M) sowie für die Normierungskomponenten NC (M) und ND (M) ergeben sich dadurch im CLTD-Modus folgende Gleichungen.

Bei den Gleichungen (13) und (15 ist zu beachten, dass hmD = h1,mD + h2,mD gilt.

Nach ihrer Berechnung werden die erwartete Signalleistung SC,exp(M) sowie die Normierungskomponenten NC (M) und ND (M) in der Skalierungseinheit 11 skaliert, woraus sich eine skalier- te erwartete Signalleistung SCexp (M) sowie skalierte Normie- rungskomponenten N. (M) und ND (M) gemäß folgender Gleichungen ergeben. <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>SC,exp (M) = 1# SC,exp (M ) (16)<BR> <BR> L # M 1 NC(M) = # NC(M) (17) <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> L # M<BR> ND(M) = 1/M#ND(M) (18) Die skalierte erwartete Signalleistung SC,exp(M) sowie die ska- lierten Normierungskomponenten NC (M) und ND (M) werden in dem

Zwischenspeicher 14 zwischengespeichert und an die Berech- nungseinheit 13 weitergeleitet.

Der Datenpfad 10 wird mit den gemeinsamen Pilotsymbolen Yjniy den dedizierten Pilotsymbolen xm,kPilot, über den DPCH-Kanal ü- bertragenen Nutzdatensymbolen xDmaka und den Kanalkoeffizien- ten hCm (i) bzw. hm (i) des CPICH-Kanals gespeist.

In dem Datenpfad 10 werden Summationswerte Spilotexp (M) und SData, exp (M) berechnet, die aus einer Summation der dedizierten Pilotsymbole xm,kPilot bzw. der Nutzdatensymbole xmaka über einen Zeitschlitz und über alle betrachteten Übertragungspfade in- nerhalb der betrachteten Zelle hervorgehen. Dabei wird vor der Summation das Betragsquadrat der Summanden gebildet. Pilot, exp (M) = E E |xPikot| (19) m=lk=l KDatal 'KData2 SData, exp (M) = E ? (20) m=l k=l In Gleichung (20) bezeichnet Kanal bzw. KData2 die Anzahl der Nutzdatensymbole xm,kData in dem ersten bzw. dem zweiten Nutzda- tensymbol-Abschnitt des DPCH-Zeitschlitzes.

Aus den Summationswerten Spilot, exp (M) und SData, exp (M) werden in der Skalierungseinheit 12 skalierte Summationswerte -Pilot, exp (M) und SData, exp (M) gemäß folgender Gleichungen berech- net. 1 -Pilot, exp (M) = K M SPilot, exp (X) (21) K-M SData, exp (M)-M'SData, exp (M) ' (Datal + KData2) (22) Des Weiteren wird in dem Datenpfad 10 eine Integrationskompo- nente #M2 für die spätere Berechnung der Rauschvarianz (#MC)2 berechnet. Im Normal-Modus gilt für die Integrationskomponen- te #M2 : In den STTD-und CLTD-Modi berechnet sich die Integrations- komponente 92M nach folgender Gleichung : Aus der Integrationskomponente #M2 lässt sich die zellenspe- zifische Rauschvarianz (#MC)2 für den Datenkanal gemä# nachfol- gender Gleichung berechnen, wobei SFC bzw. SFD für den Spreizfaktor im CPICH-bzw. DPCH-Kanal steht.

Die Rauschvarianz (cycmf wird aus der Integrationskomponente OM abgeleitet und in der Skalierungseinheit 12 skaliert.

Von der Skalierungseinheit 12 werden die skalierten Summati- onswerte SPilot,exp(M) und SData,exp(M) sowie die Rauschvarianz <BR> <BR> ac <BR> <BR> (#MC) sowohl an die Berechnungseinheit 13 als auch an den Zwi- schenspeicher 15 weitergeleitet.

Die Berechnung von SINR-Werten erfolgt in der Firmware mit- tels des Digitalsignalprozessors 4. Dazu werden die skalierte erwartete Signalleistung SCexp (M) sowie die skalierten Normie- rungskomponenten NC (M) und ND (M) aus dem Zwischenspeicher 14 über einen gemeinsamen Datenpuffer 16 an den Digitalsignal- prozessor 4 transferiert. Ferner werden die skalierten Summa-

tionswerte SPilot, exp (M) und SData, exp (M) sowie die Rauschvarianz (CM) aus dem Zwischenspeicher 15 über den gemeinsamen Daten- puffer 16 an den Digitalsignalprozessor 4 übermittelt.

Für die Berechnung eines SINR-Wertes stehen in dem Digital- signalprozessor 4 verschiedene Gleichungen zur Verfügung.

Grundsätzlich muss bei der Auswahl der jeweiligen Gleichung die Anzahl der zur Verfügung stehenden dedizierten Pilotsym- bole xpmilot innerhalb des betrachteten Zeitschlitzes des DPCH-Kanals beachtet werden. Stehen viele dedizierte Pilot- symbole xm,kPilot innerhalb des Zeitschlitzes zur Verfügung, so wird ein SINR-Wert SINR1 unter Verwendung der Kanalkoeffi- zienten hCm (i) bzw. hjCm (i) und hm bzw. hD m nach folgender Gleichung berechnet : Sofern nur wenige dedizierte Pilotsymbole xmj°t innerhalb des betrachteten Zeitschlitzes des DPCH-Kanals zur Verfügung stehen, wird ein SINR-Wert SINR2 anhand der Nutzdatensymbole XDmaka berechnet : SINR2 = SData, exp M' zu Gleichungen (26) und (27) stellen die bevorzugten Berech- nungsgleichungen für die SINR-Werte unter den jeweiligen Be- dingungen dar.

Falls eine geringe Genauigkeit bei der Berechnung des SINR- Wertes ausreichend ist, kann der Rechenaufwand reduziert wer- den, indem ein SINR-Wert gemäß einer der beiden nachfolgenden Gleichungen berechnet wird.

Die Rauschvarianz 2in Gleichung (29) lässt sich folgen- dermaßen in der Firmware berechnen : Die Integrationskomponente UM ist durch folgende Gleichung definiert : Normierungsfaktoren für Symbole, die zellenspezifisch MRC- kombiniert wurden, werden in der Berechnungseinheit 13 be- rechnet.

Für die Berechnung der Normierungsfaktoren stehen verschiede- ne Gleichungen zur Verfügung. Hierbei muss wie bei der Be- rechnung der SINR-Werte die Anzahl der zur Verfügung stehen- den dedizierten Pilotsymbole xPmlkot innerhalb des betrachte- ten Zeitschlitzes des DPCH-Kanals beachtet werden. Stehen viele dedizierte Pilotsymbole xpmlkot innerhalb des Zeit- schlitzes zur Verfügung, so wird ein Normierungsfaktor Norm unter Verwendung der Kanalkoeffizienten hc (i) bzw. h. (i) und hDm bzw. hPM nach folgender Gleichung berechnet :

Nach der MRC-Kombination befinden sich die Symbole aufgrund der Gewichtung mit den Kanalkoeffizienten hCm (i) bzw. hjCm (i) auf dem Energieniveau der gemeinsamen Pilotsymbole ym,i.

Durch die Einbeziehung der erwarteten Signalleistung _Cexp (M) in den Normierungsfaktor Norm1 werden die MRC-kombinierten Symbole auf die Energie der dedizierten Pilotsymbole xm,kPilot normiert. Zur Normierung auf die Energie der Nutzdatensymbole xDmaka ist der Faktor poff in Gleichung (32) vorgesehen. Der Faktor poff errechnet sich anhand des Offsets Pilotoffset, wel- cher die Differenz zwischen dem Energieniveau der dedizierten Pilotsymbole xm,kPilot und dem Energieniveau der Nutzdatensymbo- le xmnkData angibt: Pilotoffset Poff = 10 20 (33) Falls nur wenige dedizierte Pilotsymbole xp"'t innerhalb des<BR> ge dedizierte Pilotsymbole xm@@, k betrachteten Zeitschlitzes des DPCH-Kanals zur Verfügung ste- hen, wird ein Normierungsfaktor Norm2 anhand der Nutzdaten- Data berechnet : ) SData, exp (M) l NC (M) m « ic f Die Einbeziehung des Summationswertes SData,exp(M) in den Nor- mierungsfaktor Norm2 bewirkt eine Normierung der MRC- kombinierten Symbole auf die Energie der Nutzdatensymbole Data Xm, k Die Gleichungen (32) und (34) stellen die bevorzugten Berech- nungsgleichungen für die Normierungsfaktoren Norm1 bzw.

Norm2 unter den jeweiligen Bedingungen dar.

Sofern eine geringe Genauigkeit bei der Berechnung des Nor- mierungsfaktors ausreichend ist, kann der Rechenaufwand redu-

ziert werden und der Normierungsfaktor gemäß einer der beiden nachfolgenden Gleichungen berechnet werden.

Mit dem von der Berechnungseinheit 13 berechneten Normie- rungsfaktor Norm1, Norm2, Norm3 oder Norm4 wird eine Nor- mierungseinheit 18 gespeist. Die Normierungseinheit 18 erhält ferner von einer Berechnungseinheit 17 Symbole, die innerhalb einer Zelle MRC-kombiniert wurden. Die MRC-kombinierten Sym- bole werden in der Normierungseinheit 18 mit dem Normierungs- faktor Norm1, Norm2, Norm3 oder Norm4 multipliziert.

Nach der Normierung in der Normierungseinheit 18 werden die zellenspezifisch MRC-kombinierten und normierten Symbole in einer der Normierungseinheit 18 nachgeschalteten Berechnungs- einheit 19 über mehrere Zellen kombiniert. Die derart kombi- nierten Symbole werden von der Berechnungseinheit 19 an den Digitalsignalprozessor 4 zur weiteren Verarbeitung weiterge- leitet.

In Fig. 2 sind schematische Schaltbilder von Hardware- Architekturen als Ausführungsbeispiele für die Datenpfade 9 und 10 dargestellt.

Der Datenpfad 10 weist Eingänge IN1, IN2, IN3 und IN4, Aus- gänge OUT1, OUT2 und OUT3 sowie Steuereingänge CONTROL1 und CONTROL2 auf. Als Bauelemente umfasst der Datenpfad 10 Ein- heiten INV/SH/ADD1 und INV/SH/ADD2, einen komplexen Subtra- hierer CSUB1, einen Multiplexer MUX1, einen komplexe Quadrie- rer CSQR1, einen Akkumulator ACCU1 und einen Demultiplexer DEMUX1.

Der Eingang der Einheit INV/SH/ADD1 bzw. INV/SH/ADD2 ist der Eingang IN3 bzw. IN4. Der Steuereingang der Einheit INV/SH/ADD1 bzw. INV/SH/ADD2 ist der Steuereingang CONTROL1 bzw. CONTROL2. Der komplexe Subtrahierer CSUB1 ist eingangs- seitig mit dem Eingang IN2 und den Ausgängen der Einheiten INV/SH/ADD1 und INV/SH/ADD2 verbunden. Der Ausgang des kom- plexen Multiplizierers CSUB1 ist der Ausgang OUT1. Der Multi- plexer MUX1 ist eingangsseitig mit dem Eingang IN1 und dem Ausgang des komplexen Subtrahierers CSUB1 verbunden. Hinter den Multiplexer MUX1 sind der komplexe Quadrierer CSQR1, der Akkumulator ACCU1 und der Demultiplexer DEMUX1 in Reihe ge- schaltet. Die Ausgänge des Demultiplexers DEMUX1 sind die Ausgänge OUT2 und OUT3.

Der Datenpfad 10 umfasst eine Pipeline-Stufe. Dies bedeutet, dass Eingangswerte von dem Datenpfad 10 stets innerhalb eines Taktzyklus verarbeitet werden.

In dem Datenpfad 10 werden der Summationswert Spilotexp (M) ge- mäß Gleichung (19), der Summationswert SData, exp (M) gemäß Glei- chung (20) sowie die Integrationskomponente (02 gemäß Glei- chung (23) bzw. (24) berechnet. Dabei wird in einem Taktzyk- lus der Beitrag berechnet, den ein Rake-Finger, d. h. ein Ü- bertragungspfad m, zu einer der vorstehend genannten Größen bei Vorliegen eines neuen Nutzdatensymbols, dedizierten Pi- lotsymbols oder eines gemeinsamen Pilotsymbols beiträgt.

Für die Berechnung des Summationswertes Spilotexp (M) bzw.

SData, exp (M) werden in den Eingang IN1 die dedizierten Pilotsym- bole xmikot bzw. die Nutzdatensymbole xDmaka eingegeben. In dem komplexen Quadrierer CSQR1 wird aus dem dedizierten Pilotsym- bol x Pilot bzw. dem Nutzdatensymbol xmaka jeweils das Betrags- quadrat gebildet. Dabei führt der komplexe Quadrierer CSQR1 bei einem komplexen Eingangswert a+jb die Operation (a+jb) (a- jb) aus. Die Betragsquadrate werden in dem Akkumulator ACCU1 aufsummiert.

Die Integrationskomponente 2 wird in dem Datenpfad 10 be- rechnet, indem in den Eingang IN2 die gemeinsamen Pilotsymbo- le Ym i, in den Eingang IN3 die Kanalkoeffizienten hc (i) bzw. h c. (i) und in den Eingang IN4 die Kanalkoeffizienten hcm (i) eingegeben werden. Der Steuereingang CONTROL1 wird mit den bekannten Pilotsymbolen p bzw. pc, i gespeist. Der Steuerein- gang CONTROL2 wird mit den bekannten Pilotsymbolen p2, i ge- speist.

Die Einheiten INV/SH/ADD1 und INV/SH/ADD2 führen Multiplika- tionen der Kanalkoeffizienten hc (i), hcm (i) und h2m (i) mit den bekannten Pilotsymbolen pi, pci und pci durch. Da die be- kannten Pl, i und P2, i nur die Werte 1+j und- 1-j annehmen können, müssen in den Einheiten INV/SH/ADD1 und INV/SH/ADD2 keine echten Multiplikationen ausgeführt werden.

Vielmehr genügt es, Vorzeicheninvertierungen und Additionen vorzunehmen. Des Weiteren können die Einheiten INV/SH/ADD1 und INV/SH/ADD2 auch Shift-Operationen durchführen.

Der komplexe Subtrahierer CSUB1 und der komplexe Quadrierer CSQR1 führen die Subtraktionen und die Bildung der Betrags- quadrate gemäß Gleichung (23) bzw. (24) durch. Der Akkumula- tor ACCU1 summiert die Betragsquadrate auf.

Für die Abarbeitung der vorstehend beschriebenen Aufgaben des Datenpfads 10 muss der Multiplexer MUX1 jeweils so angesteu- ert werden, dass von ihm die jeweils benötigten Werte durch- gelassen werden.

Der Datenpfad 9 weist Eingänge IN5 bis IN14 und Ausgänge OUT4 bis OUT10 auf. Als Bauelemente enthält der Datenpfad 9 kom- plexe Multiplizierer CMULT1, CMULT2 und CMULT3, komplexe Quadrierer CSQR2 und CSQR3, Multiplexer MUX4 und MUX5, kom- plexe Akkumulatoren ACCUC2, ACCUC3 und ACCUC4, Akkumulatoren ACCU5 und ACCU6, einen komplexen Addierer CADD1 und einen reellen Addierer ADD1.

Der komplexe Multiplizierer CMULT1 und der komplexe Akkumula- tor ACCUC2 sind in der angegebenen Reihenfolge hintereinander angeordnet. Die Eingänge dieser Reihenschaltung stellen die Eingänge IN5 und IN6 dar. Der Ausgang der Reihenschaltung ist der Ausgang OUT4.

In entsprechender Weise sind der komplexe Multiplizierer CMULT2 und der komplexe Akkumulator ACCUC3 hintereinander ge- schaltet. Die Eingänge dieser Reihenschaltung sind die Ein- gänge IN7 und IN8. Ihr Ausgang ist der Ausgang OUT5.

Die Ausgänge der komplexen Akkumulatoren ACCUC2 und ACCUC3 sind mit den Eingängen des komplexen Addierers CADD1 verbun- den. Der Ausgang des komplexen Addierers CADD1 ist der Aus- gang OUT6.

Die Eingänge des komplexen Multiplizierers CMULT3 sind die Eingänge IN9 und IN10. Der Eingang IN10 ist mit dem Ausgang des komplexen Addierers CADD1 verbunden. Hinter den komplexen Multiplizierer CMULT3 ist der komplexe Akkumulator ACCUC4 ge- schaltet. Der Ausgang des komplexen Akkumulators ACCUC4 ist der Ausgang OUT7.

Der Multiplexer MUX4, der komplexe Quadrierer CSQR2 und der Akkumulator ACCU5 sind in der angegebenen Reihenfolge hinter- einander geschaltet. Eingangsseitig ist der Multiplexer MUX4 mit dem Eingang IN13, mit den Ausgängen der komplexen Akkumu- latoren ACCUC2 und ACCUC4 sowie mit dem Ausgang des komplexen Addierers CADD1 verbunden. Der Eingang des komplexen Quadrie- rers CSQR2 ist der Eingang IN11. Der Ausgang des Akkumulators ACCU5 ist der Ausgang OUT8.

Der Multiplexer MUX5, der komplexe Quadrierer CSQR3 und der Akkumulator ACCU6 sind in der angegebenen Reihenfolge hinter- einander geschaltet. Eingangsseitig ist der Multiplexer MUX5 mit dem Eingang IN14, mit den Ausgängen der komplexen Akkumu-

latoren ACCUC3 und ACCUC4 sowie mit dem Ausgang des komplexen Addierers CADD1 verbunden. Der Eingang des komplexen Quadrie- rers CSQR2 ist der Eingang IN12. Der Ausgang des Akkumulators ACCU6 ist der Ausgang OUT10.

Der reelle Addierer ADD1 weist eingangsseitig Verbindungen zu den Ausgängen der Akkumulatoren ACCU5 und ACCU6 auf. Der Aus- gang des reellen Addierers ADD1 ist der Ausgang OUT9.

Der Datenpfad 9 umfasst insgesamt drei Pipeline-Stufen. Im Mittelpunkt der ersten Pipeline-Stufe stehen die komplexen Multiplizierer CMULT1 und CMULT2. Die zweite Pipeline-Stufe enthält den komplexen Multiplizierer CMULT3, und die dritte Pipeline-Stufe ist durch die komplexen Quadrierer CSQR2 und CSQR3 charakterisiert. Die Verarbeitungsdauer eines Eingangs- wert beträgt pro Pipeline-Stufe einen Taktzyklus.

In dem Datenpfad 9 werden die erwartete Signalleistung SC, exp (M) gemäß Gleichung (7), (10) oder (13), die Normierungs- komponente Nc (M) gemäß Gleichung (8), (11) oder (14) und die Normierungskomponente ND (M) gemäß Gleichung (9), (12) oder (15) berechnet. Dabei wird in einem Taktzyklus der Beitrag berechnet, den ein Übertragungspfad m zu einer der vorstehend genannten Größen bei Vorliegen eines neuen dedizierten Pilot- symbols oder gemeinsamen Pilotsymbols beiträgt.

Im Normal-Modus erfolgt die Berechnung der erwarteten Signal- leistung SC, exp (M) gemäß Gleichung (7), indem in den Eingang IN5 die konjugiert komplexen Kanalkoeffizienten hm (i) und in den Eingang IN6 die Kanalkoeffizienten hm eingespeist wer- den. Der komplexe Multiplizierer CMULT1 führt die benötigten Multiplikationen durch. In dem weiteren Verarbeitungsweg wird der komplexe Akkumulator ACCUC2 umgangen und in dem komplexen Quadrierer CSQR2 werden die Betragsquadrate gebildet, welche in dem Akkumulator ACCU5 aufsummiert werden.

Im STTD-Modus werden für die Berechnung der erwarteten Sig- nalleistung SCexp (M) gemäß Gleichung (10) der Eingang IN5 mit den konjugiert komplexen Kanalkoeffizienten hlc m (i), der Ein- gang IN6 mit den Kanalkoeffizienten h1,mD, der Eingang IN7 mit den konjugiert komplexen Kanalkoeffizienten h2,mC*(i) und der Eingang IN8 mit den Kanalkoeffizienten h D, m gespeist. An- schließend durchlaufen diese Eingangswerte den komplexen Mul- tiplizierer CMULT1 bzw. CMULT2. Die komplexen Akkumulatoren ACCUC2 und ACCUC3 werden umgangen und in dem komplexen Addie- rer CADD1 werden Summen gebildet. Aus diesen Summen bildet der komplexe Quadrierer CSQR2 jeweils das Betragsquadrat. Die sich daraus ergebenden Betragsquadrate werden in dem Akkumu- lator ACCU5 aufsummiert.

Im CLTD-Modus erfolgt die Berechnung der erwarteten Signal- leistung SCexp (M) gemäß Gleichung (13), indem in den Eingang IN5 die konjugiert komplexen Kanalkoeffizienten hc m (i), in den Eingang IN6 die Antennengewichte W1, in den Eingang IN7 die konjugiert komplexen Kanalkoeffizienten h2,mC* (i) und in den Eingang IN8 die Antennengewichte W2 eingespeist werden.

Ferner werden in den Eingang IN9 die Kanalkoeffizienten hm eingegeben. In den komplexen Multiplizierern CMULT1 und CMULT2 werden die jeweiligen Produkte gebildet. Anschließend werden unter Umgehung der komplexen Akkumulatoren ACCUC2, ACCUC3 und ACCUC4 der. komplexe Addierer CADD1, der komplexe Multiplizierer CMULT3 und der komplexe Quadrierer CSQR3 durchlaufen. Die sich daraus ergebenden Werte werden in dem Akkumulator ACCU6 aufsummiert.

Die Normierungskomponente NC (M) wird im Normal-Modus gemäß Gleichung (8) berechnet, indem in den Eingang IN13 die Kanal- koeffizienten hCm (i) eingegeben werden. Die Kanalkoeffizienten hm (i) durchlaufen anschließend den komplexen Quadrierer CSQR2 und den Akkumulator ACCU5. Das Ergebnis wird am Ausgang OUT8 ausgegeben.

Die Berechnung der Normierungskomponente ND (M) im Normal- Modus gemäß Gleichung (9) erfolgt wie die vorstehend be- schriebene Berechnung der Normierungskomponente NC (M) im Nor- mal-Modus. Anstelle der Kanalkoeffizienten hCm (i) werden hier- bei die Kanalkoeffizienten hm in den Eingang IN13 eingege- ben.

Für die Berechnungen der Normierungskomponenten NC (M) und ND (M) im STTD-Modus gemäß Gleichungen (11) und (12) werden in den Eingang IN13 die Kanalkoeffizienten hcm (i) bzw. h m und in den Eingang IN14 die Kanalkoeffizienten h2Cm (i) bzw. h D eingegeben. Diese Eingangswerte durchlaufen den komplexen Quadrierer CSQR2 bzw. CSQR3 und den Akkumulator ACCU5 bzw.

ACCU6. Anschließend erfolgt ein Additionsschritt in dem reel- len Addierer ADD1. Die Ergebnisse werden an dem Ausgang OUT9 ausgegeben.

Bei der Berechnung der Normierungskomponente NC (M) im CLTD- Modus gemäß Gleichung (14) werden als Eingangswerte für die Eingänge IN5 bis IN8 dieselben Eingangswerte wie bei der oben beschriebenen Berechnung der erwarteten Signalleistung SC, exp (M) im CLTD-Modus verwendet. Diese Eingangswerte durch- laufen den komplexen Multiplizierer CMULT1 bzw. CMULT2, den komplexen Quadrierer CSQR2 bzw. CSQR3 und den Akkumulator ACCU5 bzw. ACCU6. Nach der Durchführung eines Additions- schritts in dem reellen Addierer ADD1 wird das Ergebnis an dem Ausgang OUT9 ausgegeben.

Die Berechnung der Normierungskomponente ND (M) im CLTD-Modus gemäß Gleichung (15) wird genauso wie die oben beschriebene Berechnung der Normierungskomponente ND (M) im Normal-Modus durchgeführt.

Bei den in Fig. 2 gezeigten Datenpfaden 9 und 10 ist zu be- achten, dass für die Berechnung der einzelnen Zwischenergeb- nisse, aus denen anschließend der SINR-Wert und/oder der Nor-

mierungsfaktor berechnet werden, nicht stets sämtliche Bau- elemente der Datenpfade 9 und 10 benötigt werden. Die jeweils nicht benötigten Bauelemente der Datenpfade 9 und 10 können beispielsweise während dieser Zeit deaktiviert sein. Ferner kann auch vorgesehen sein, jeweils nicht benötigte Bauelemen- te dadurch zu deaktivieren, dass entsprechende Eingangswerte, wie z. B. Nullen, in die jeweiligen Eingänge eingespeist wer- den.

In Fig. 3 ein schematisches Schaltbild einer Hardware- Architektur als Ausführungsbeispiel für die Berechnungsein- heit 13 dargestellt.

Die Berechnungseinheit 13 umfasst Multiplexer MUX6 und MUX7, eine Divisionseinheit 20, einen Radizierer 21 und einen Zwi- schenspeicher 22.

Die Skalierungseinheiten 11 und 12 der Schaltungsanordnung 1 sind ausgangsseitig mit den Eingängen der Multiplexer MUX6 und MUX7 verbunden. Ferner existiert eine Verbindung von den Skalierungseinheiten 11 und 12 zu dem Zwischenspeicher 22.

Der Multiplexer MUX6 speist die Divisionseinheit 20 und den Radizierer 21. Der Multiplexer MUX7 speist die Divisionsein- heit 20. Die Divisionseinheit 20, der Radizierer 21 und der Zwischenspeicher 22 sind in der angegebenen Reihenfolge hin- tereinander geschaltet. Ferner ist eine Verbindung von dem Zwischenspeicher 22 zu dem Eingang der Divisionseinheit 20 vorgesehen.

Dem Zwischenspeicher 22 ist die Normierungseinheit 18 der Schaltungsanordnung 1 nachgeschaltet.

Zur Berechnung der Normierungsfaktoren Norm1 bis Norm4 er- hält die Berechnungseinheit 13 die skalierte erwartete Sig- nalleistung-c eXp (M) sowie die skalierten Normierungskomponen- ten NC (M) und ND (M) von der Skalierungseinheit 11 und den ska- lierten Summationswert SData,exp(M) sowie die Rauschvarianz (#MC)2 von der Skalierungseinheit 12. Diese Werte können entwe- der über den Multiplexer MUX7 direkt an die Divisionseinheit 20 weitergeleitet werden oder zunächst in dem Zwischenspei- cher 22 abgelegt werden und zu einem späteren Zeitpunkt an die Divisionseinheit 20 transferiert werden.

Des Weiteren werden der Berechnungseinheit 13 von den Skalie- rungseinheiten 11 und 12 über den Multiplexer MUX6 Steuersig- nale zugeführt. Über die Steuersignale wird der Berechnungs- einheit 13 beispielsweise mitgeteilt, welche Werte in den Skalierungseinheiten 11 und 12 zur Weiterverarbeitung in der Berechnungseinheit 13 bereitstehen und welcher der vier ver- schiedenen Normierungsfaktoren Norm1, Norm2, Norm3 und Norm4 berechnet werden soll.

In der Berechnungseinheit 13 werden die Normierungsfaktoren- gemäß Gleichung (32), (34), (35) oder (36) berechnet. Die da- zu notwendigen Quotienten-bzw. Wurzelbildungen werden in der Divisionseinheit 20 bzw. in dem Radizierer 21 vorgenommen.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Divisionseinheit 20 eine Shift-und-Add-Stufe mit einer ROM-Tabelle aufweist. Diese dem Fachmann bekannte Ausgestal- tung ermöglicht eine näherungsweise Berechnung der Divisio- nen.

Die Berechnung der Wurzeln in dem Radizierer 21 erfolgt vor- liegend ebenfalls mit Hilfe einer ROM-Tabelle.