Das dadurch entstehende Signal wird vom Sender iiber die Sendeantenne abgestrahlt und über den Funkkanal zum Empfänger übertragen.

'Im Empfänger versucht, man, aus dem im allgemeinen von einem Störsigna ! über- lagerten, aus der Empfangsantenne entnommenen Empfangssignal die gesendeten Daten möglichst fehlerfrei zurückzugewinnen.

Damit der Empfänger dic genannte Aufgabc der Datenriickgcwinnung ausfiihrcn kann, und/oder damit er für diese Aufgabe möglichst optimal konditioniert werden kann, müssen in die empfängerseitige Signalverarbeitung u. a. Informationen über dic scndcrscitig gewähltcn Vcrfahrcn der Signalcrzcngung, 'die Eigenschaften des Funkkanals. z. B. gewonnen durch Kanalschätzverfahren, und eventuell 'die Eigenschaften des empfangenen Störsignals eingehen.

Die soeben geschilderte herkömmliche Vorgehensweise bei der Datenübertragung hat fol- gendc Nachtcile : 'Im Empfänger ist für das Gewinnen der gesendeten Daten erheblicher Signalverar- beitungsaufwand erforderlich, der besonders unangenehm ins Gewicht fällt. wenn es sich um den Empfänger eines mobilen Geräts handelt.

. Senderseit. ig eventuell bekannte Informationen über die Kanaleigenschaften werden beim Erzeugen der Sendesignale in der Regel gar nicht oder nicht konsequent im Sinne einer Optimierung des Übertragungsystems ausgenutzt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den oben erläuterten und kriti- sierten Stand der Technik zu verbessern und dessen Mängel zu beheben.

Die Grundidee der vorliegenden Erfindung besteht darin, unter Kenntnis der im allge- meinen frequenzselektiven, zeitvarianten und direktionalen Kanalimpulsantwort zwischen Sender und Empfänger das Sendesignal so zu gestalten, daß das Empfangssignal vorge- gebene, erwünschte Eigenschaften annimmt. Beispielsweise kann man versuchen, durch passende Wahl des Sendesignals ein Empfangssignal zu generieren, aus dem die gesende- ten Daten im Empfänger auf besonders einfache und aufwandsgünstige Weise gewonnen werden können. Weiterhin ist es denkbar, beim Gestalten des Sendesignals zusätzlich gewisse Kriterien zu erfüllen ; beispielsweise könnte angestrebt werden, Sendesignale mit minimalem Crest-Faktor zu erhalten.

Natürlich kann nicht grundsätzlich davon ausgegangen werden, daß im Sender die aktuelle, ja erst bei der Übertragung über den Funkkanal wirksam werdende Kanalimpulsantwort bekannt ist. Es gibt allerdings Fälle, in denen man eine solche Kenntnis voraussetzen kann.

Ein Beispiel ist die Duplexübertragung nach dem Duplexverfahren TDD (Time Division Duplex). Bei einer TDD Übertragung verfügt jede der beiden Stationen über eine Sende- und Empfangseinrichtung, und es wird abwechselnd mit derselben Trägerfrequenz mal in die eine, mal in die andere Richtung übertragen. Bei einer gemessen an der Dauer aufeinan- derfolgender Sendeabschnitte unterschiedlicher Übertragungsrichtung hinreichend großen Kohärenzzeit des Funkkanals kann man nun bei TDD davon ausgehen, daß die in jeder der beiden Ubertragungsrichtungen wirksamen Kanalimpulsantworten zumindest nahezu gleich sind. Die im Empfänger der einen Station gewonnenen Kanalinformationen könn- ten deshalb beim anschließenden Gestalten des Sendesignals dieser Station nutzbringend eingebracht werden. Offen ist allerdings, in welcher Weise dies geschehen kann, und hier bietet die vorliegende Erfindung eine Lösung.

Der erhndungsgemäße Lösungsweg soll anhand eines Beispiels verdeutlicht werden. Es wird die Abwärtstrecke eines Funkübertragungssystems betrachtet ; bei dem eine Basis- station (BS) gleichzeitig K Mobilstationen (MS) µk, k = 1 ... K, bei der gleichen Träger- frequenz bedient. Das Vielfachzugriffsproblem kann hierbei u. a. ähnlich wie bei dem <BR> <BR> <BR> Vielfachzugriffsverfahren CDMA in seiner einfachsten Empfängerversion getost werden, d. li. die Signaltrennung in den Empfängern der 7 Mobilstationen kann beispielsweise durch Korrelation erfolgen.

Im folgenden werden Signale entsprechend der zeitdiskreten äquivalenten Tiefpaßdar- stellung von Bandpaßsignalen durch komplexe Vektoren dargestellt, die irn weiteren abkürzen selbst als Signale bezeichnet und in Fettdruck wiedergegeben werden.

Die von der BS zur MS µk, k = 1 ... K, zu sendenden, ggf. fehlerschutzcodierten Daten- symbole - es werden N Datensymbole pro MS gesendet - werden zum Datenvektor d(k) = (d1(k) ... dN(k))T, k = 1 ... K, (1) zusammengefaßt. Aus den K gleichzeitig zu sendenden Datenvektoren d nach (l) kann man den totalen Datenvektor d = d(1)T ... d(K)T)T (2) bilden.

Die Kanalimpulsantwort zwischen dem Sendeantenneneingang der BS und dem Emp- fangsantennenausgang der MS Hk sei h(k) = (h1(k) ... hW(k)T, k = 1 ... K . (3) Das Sendesignal wird durch den Vektor s = (s1 ... sS)T (4) der Länge. 9 beschrieben. Aus den Kanalimpulsantworten h (k) nach (3) kann man die Kanalimpulsantwortmatrizen H(k) = (Hi,j(k)), i = 1 ... S + W - 1, = 1 ... S, k = 1 ... K, J h, 2k j+7 fiir 1 < i-j + 1 < t, 0 sons, _ bilden. Mit diesen Matrizen und dem Sendesignal s nach (4) ergibt sich an jeder MS pk ein Empfangssignal e(k) = (e1(k) ... eS+W-1(k))T = H(k)#s, k = 1 ... K, der Länge S + 4V-l. Die K Empfangssingale e(k) nach (6) kann man zum totalen Empfangssignal e = (e(1)T ... e(K)T)T (7) zusammenfassen, und aus den Kanalimpulsantwortmatrizen H(k) nach (5) kann man die totale Kanalimpulsantwortmatrix H = (H(1)T ... H(k)T ... H(K)T)T (8) bilden. Mit e nach (7) und H nach (8) float ans (6) e = H # s . (9) Erfindungsgemäß sollen nun an das Empfangssignal e Anforderungen gestellt werden, die man dadurch erfüllt, daß das Sendesignal s nach Vorschriften gebildet wird, in die die an das Empfangssignal e gestellten Anforderungen eingehen. Beispielsweise kann man von dein Empfangssignal e fordern, daß aus ihm mit einer zwischen Sender und Empfänger vorher vereinbarten und somit sowohl sender als auch empfängerseitig verfügbaren KX'V x [K (S + W-1)]-Matrix M durch die lineare Operation M e=d (10) der senderseitig bekannte totale Datenvektor d nach (2) entsteht. Aus (10) folgt mit (9) M =d (11) (11) repräsentiert ein aus KN Gleichungen bestehendes Gleichungssystem und stellt eine erfindungsgemäße Vorschrift zum Bilden des Sendesignals s nach (4) dar. Im vorliegenden Fall besteht diese Vorschrift darin, daß die S Komponenten des Vektors s nach (4) die KN Gleichungen nach (11) erfüllen müssen. Bei dem Gleichungssystem nach (11) kann man drei Fälle unterscheiden : # Die Komponentenanzahl S von s ist kleiner als die Gleichungsanzahl von (11), d. h.

S < KN'. (12) In diesem Fall ist das Gleichungssystem (11) iiberbestimmt, und man kann s bei- spielsweise gemäß s = [(M H)*TM H]-1 (M H)*Te (13) ermitteln.

# Die Komponentenanzahl S von s ist gleich der Gleichungsanzahl von (11), d. h.

S = KN. (1. 4) In diesem Fall ist das Gleichungssystem (11) bestimmt, und man erhält aus (11) s = (M H)-1 d. (15) . Die Komponeutenanzahl S von s ist größer als die Gleichungsanzahl von (11), d. h.

S > KN. (16) In diesem Fall ist das Gleichungssystem (11) unterbestimmt, und man erhält als eine mögliche Lösung s (M H)'T [M H (M H) *T]-'d (17) Bei einer speziellen Variante der soeben dargestellten Vorgehensweise zum Bilden des Sendesignals s wird jeder der h MSn pk, k = 1... K, ein CDMA-Code C = (c1(k) ... cQ(k)T, k = 1 ... K, (18) mit Q Komponenten zugeordnet. Zum Erzielen einer besonders einfachen Empfänger- struktur sei am Empfangsantennenausgang einer jeden der K MSn Hk k = 1... K, ein an den der jeweiligen MS Alk zugeordneten CDMA-Code C signalangepaßtes Filter vor- gesehen. Die Länge des Sendesignals sei S = NQ. (19) Mit den CDMA-Code-Matrizen C(k) = (Ci,j(k)); i = 1 ... NQ + W - 1, j = 1...N, k = 1... K, ) .) fürK.-Q (j-l) <Q, 0 sons) wird die totale CDMA Code Matrix der Dimension (It t W-1)] X KN gebildet, wobei O eine Nullmatrix der Dimension (NQ+W - 1) # N darstellt. Aus der totalen CDMA Code Matrix C läßt sich die Matrix M = C*T (22) siehe (10, 17), ableiten. s wird also nach der Vorschrift s = H*TC [C*TH H*TC]-1 d (23) gebildet.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise, die vorstehend anhand eines Beispiels veranschau- licht wurde, läßt sich, wie aus den Patentansprüchen hervorgeht ; ohne weiteres auf Fälle erweitern, in denen statt einer einzigen Sendestation mehrere Sendest. ationen vorhanden sind. Die Stationen können, wie bei obigem Beispiel vorausgesetzt, mit Einzelantennen, aber auch mit mehreren Antennen ausgestattet sein, die z. B. als Antennenarray oder in größerer räumlicher Entfernung voneinander angeordnet sein können.

In den Unteransprüchen 2 bis 25 werden Ausgestaltungen der im Hauptanspruch beschrie- benen Erfindung vorgestellt.