DE4394943C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abschätzen der Kanalqualität in einem Empfänger - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Empfänger und insbesondere auf ein Verfahren zum Abschätzen der Kanalqualität in einem Empfänger, der ein digitales Mo­ dulationsschema detektiert

Aus Can. J. Elect. & Comp. Eng., Vol. 13 No. 3-4, 1988, S. 106-111 ist es bekannt, die Länge eines Datenblocks für einen Fading-Kommunikationskanal abzuschätzen. Die Länge des Blocks sollte so groß sein, daß die Ausgleichskoeffizienten, die von einer in dem Block enthaltenen Trainingssequenz geschätzt wer­ den, den Kanal während des Datenblocks ausgleichen können. Der Datenblock darf nur so lang sein, daß der mittlere quadrierte Fehler in einem akzeptablen Bereich liegt und dennoch nicht zu kurz sein, damit die Effektivität des Kanals nicht darunter leidet.

Aus der SU 13 22 486 A1 ist es bekannt, zur Abschätzung der Qualität eines Kommunikationskanals die Fehlersignale über ein bestimmtes Beobachtungsintervall zu zählen, um den Zustand des Kanals zu bestimmen und eine Qualitätsschätzung zu bestimmten Intervallpunkten vorzunehmen. Dabei werden empirische Vertei­ lungsfunktionen mit Schwellwerten verglichen, welche in bezug zu Fehlerwahrscheinlichkeiten stehen.

Es ist hilfreich, die Qualität des Empfangskanals in ei­ nem Funktelephonsystem abzuschätzen. Ein Funktelephonsystem enthält typischerweise eine Vielzahl von Basisstationen, die in der Lage sind, eine Vielzahl von Funktelephonen zu versorgen. Die Qualität der Versorgung zwischen jedem der Basisstationen und den einzelnen Funktelephonen variiert. Wenn das Funktelephon die Qualität des Empfangskanals abschätzen kann, dann kann das Funktelephonsystem die geeignetste Basisstation auswählen.

Mehrere verschiedene, herkömmliche Verfahren zum Ab­ schätzen der Qualität des Empfangskanals existieren. Typi­ scherweise umfaßt die Abschätzung der Kanalqualität eine Ab­ schätzung der Bitfehlerrate (BER). Ein Funktele­ phonsystem mit mehrfachem Zugriff mit Zeitunterteilung (TDMA) unterteilt die Zeit in Überrahmen, Rahmen und Zeitab­ schnitte. Die Systemspezifikation erfordert eine Kanalqualitätsabschätzung (CQE) für jeden Superframe. Jeder Superframe wird als ein Beobachtungsinter­ vall bezeichnet. Das Funktelephon soll eine von vier mögli­ chen Leistungskategorien identifizieren, wobei jede Kate­ gorie einem bestimmten Bereich von BERs eines Kanals ent­ spricht, wie in der Tabelle 200 der Fig. 2 gezeigt. Darüber­ hinaus erfordert die Spezifikation, daß das Funktelephon die korrekte Leistungskategorie bei den Standard-BERs bei einer flachen, 40 Hz Rayleigh-Dämpfung (Fading) identifiziert.

Die Genauigkeit der herkömmlichen Kanalqualitäts-Ab­ schätzungstechniken ist unzureichend wegen der begrenzten Anzahl von Bits in dem CQE-Beobachtungsintervall in dem zu­ vor erwähnten TDMA-System, das eine CQE für jeden Superframe erfordert. Auf "Techniques for Estimating the Bit Error Rate in the Simulation Areas in Communications", IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Band SAC-2, Nr. 1, Januar 1984, kann Bezug genommen werden, um die richtige Anzahl von Bits zum Beobachten einer abgeschätzten BER innerhalb eines gewünschten Vertrauenskoeffizienten zu bestimmen.

Ein Superframe in diesem System umfaßt 36 Frames. Ein Frame enthält 140 Symbole, die jedem Funktelephon zugewie­ sen sind. Somit empfängt ein Funktelephon 5040 Symbole für jeden Superframe. Jedes Symbol enthält zwei Bits. Zwei her­ kömmliche CQE-Techniken umfassen (1) das Zählen von Bitfeh­ lern über bekannte Bereiche des Frames (z. B. Synchronisati­ onswörter, Präambeln, usw.) und (2) das Wiederkodieren von dekodierten Datenbits und das Vergleichen des resultierenden Bitstroms mit den empfangenen Kanalbits. Diese zweite Tech­ nik arbeitet nur mit Vorwärts-Fehler-korrigierten (FEC) Bits. Beide Techniken sind für das TDMA-System unge­ eignet, da die Anzahl der in einem Superframe beobachteten Bitfehler unzureichend ist, um die gewünschte Genauigkeit zu erreichen.

Die CQE-Genauigkeit kann unter Verwendung von Soft-Feh­ lerinformation verbessert werden, die am Ausgang des Demodu­ lators verfügbar ist. Phasenfehlerinformation ist ein spe­ zieller Typ von Softfehlerinformation. Das Ansammeln des Phasenfehlerbetrags (oder des quadrierten Phasenfehlerbe­ trags) über das CQE-Beobachtungsintervall und der Vergleich des Ergebnisses mit einem vorgegebenen Satz von Schwellwer­ ten würde die CQE verbessern. Jedoch reagiert diese Technik zu empfindlich auf die Kanaldämpfungsrate und erzeugt unter­ schiedliche Ergebnisse für statische und Fading-Umgebungen. Dies ist ein Ergebnis der Tatsache, daß der Detektorfehler­ betrag (oder der quadrierte Fehlerbetrag) eine nicht-lineare Funktion der Kanalbitfehlerrate ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Funktelephon anzugeben, bei denen eine möglichst genaue Abschätzung der Qualität eines Kommunikationskanals erfolgen kann. Die CQE sollte bis zu einem vorgegebenen Vertrauenskoeffizienten sowohl in einer Fading- als auch einer statischen Umgebung für ein Beobachtungsintervall mit einer begrenzten Anzahl von Beobachtungsbits genau sein.

Diese Aufgabe wird von einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie von einem Funktelefon mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Funktelephonsystems entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 umfaßt eine Tabelle, die die Anforderungen eines bestimmten Funktelephonsystems beschreibt.

Fig. 3 ist ein detailliertes Blockdiagramm des in Fig. 1 gezeigten Phasendemodulators entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 ist ein detailliertes Blockdiagramm des in Fig. 1 gezeigten Kanalqualitäts-Abschätzungs- (CQE-) Schaltkreises entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 ist eine Illustration eines typischen CQE-Beo­ bachtungsintervalls nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 ist eine Tabelle, die die Leistung einer herkömm­ lichen CQE und der CQE nach der vorliegenden Erfindung ver­ gleicht.

Fig. 7 umfaßt eine Tabelle, die die CQE-Entscheidungen zeigt, die von dem CQE-Schaltkreis der Fig. 2 erzeugt wer­ den.

Fig. 8 umfaßt eine Tabelle, die die nicht-lineare Abbil­ dung des in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschriebe­ nen Systems zeigt.

Fig. 9 ist ein Graph, der den mittleren CQE-Wert als Funktion der mittleren Bitfehlerwahrscheinlichkeit für li­ neare und nicht-lineare CQE-Abbildungen darstellt.

Fig. 10 ist ein Graph, der den mittleren CQE-Wert als Funktion der mittleren Bitfehlerwahrscheinlichkeit für eine einen statischen und einen Rayleigh-Dämpfungs-Kanal verwen­ dende, herkömmliche CQE darstellt.

Fig. 11 ist ein Graph, der die Wahrscheinlichkeit, daß der Phasenfehlerbetrag den Schwellwert von 5π/32-Radians übersteigt, als Funktion der statischen Kanal-Bitfehlerrate nach der vorliegenden Erfindung darstellt.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel umfaßt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abschätzen der Kanalqualität in ei­ nem Empfänger. Die Kanalqualität-Abschätzungsvorrichtung (CQE) unterteilt die empfangenen Daten in Beobachtungsinter­ valle und Unterintervalle gleicher Größe und mit gleichem Abstand. Die CQE erzeugt eine unabhängige Abschätzung für jedes Beobachtungsintervall, wobei die Qualität des empfan­ genen Kanals berücksichtigt wird.

Als erstes erzeugt die CQE eine Fehlerinformation für jedes Symbol des empfangenen Signals. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet die Kanalqualitäts-Abschät­ zungsvorrichtung die Phasenfehler-Betragsinformation, die für jedes Symbolintervall hergeleitet wird, um die Fehlerin­ formation zu erzeugen. Die CQE kann auch andere, gleichsam ausreichende und übliche Fehlerinformationsgeneratoren ver­ wenden. Als nächstes sammelt die CQE die erzeugte Fehlerin­ formation für jedes Unterintervall, wodurch ein Unterinter­ vall-Fehlerwert gebildet wird. Die Dauer des Unterintervalls wird als das größte Intervall gewählt, in dem der Kanal im wesentlichen statisch ist. Als nächstes bildet die CQE den Unterintervallfehlerwert in eine Unterintervall-Kanalquali­ tätsabschätzung ab. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Unterintervall-Kanalqualitätsabschätzung eine Bit­ fehlerratenabschätzung, und die Abbildung ist eine nicht-li­ neare Funktion, die von dem speziellen Funksystem abhängt. Schließlich mittelt die CQE die Unterintervall-Kanalquali­ tätsabschätzungen über das gesamte Beobachtungsintervall, wodurch eine Intervall-Kanalqualitätsabschätzung gebildet wird.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel vergleicht die CQE die Intervall-Kanalqualitätsabschätzung mit einem vorge­ gebenen Schwellwert, wodurch eine Kanalqualitäts-Abschät­ zungsentscheidung für jedes Beobachtungsintervall gebildet wird. Das Funktelephon kann die CQE-Entscheidung verwenden oder kann die CQE-Entscheidung an die ortsfeste Basisstation zurückübertragen. Allgemein beeinflußt die CQE-Entscheidung Entscheidungen des Funktelephonsystems. Diese Entscheidungen umfassen die Auswahl der geeigneten Basisstation, um das Funktelephon zu versorgen, und die Ausgangsleistungseinstellung der Basisstation und/oder des Funktelephons.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Funktelephonsystems entsprechend der vorliegenden Erfindung. In dem Funktelephonsystem sendet und empfängt die Basisstation 103 Funkfrequenz-(RF-)Signale zu und von mobilen und tragbaren Funktelephonen, die sich innerhalb eines festen geographischen Gebiets befinden, das von den Basisstationen 103 versorgt wird. Das Funktelephon 101 ist ein solches Funktelephon, das von der Basisstation 103 versorgt wird.

Während des Empfangs von Signalen von der Basisstation 103 verwendet das Funktelephon 101 die Antenne 105, um die RF-Signale einzukoppeln, und wandelt die RF-Si­ gnal in elektrische RF-Signale um. Der Funkempfänger 111 empfängt die elektrischen RF-Signale zur Verwendung in dem Funktelephon 101. Der Empfänger 111 erzeugt das Zwischenfre­ quenzsignal 115, das in Fig. 1 als r₁(t) bezeichnet ist. Dieses Zwischenfrequenzsignal (IF) 115 wird in den Phasende­ modulator 119 eingegeben. Der Phasendemodulator 119 gibt das Symbolentscheidungssignal 123 zur Verwendung durch den Pro­ zessor 121 und das Phasenfehler-Betragssignal 127 zur Ver­ wendung durch den CQE-Schaltkreis 131 aus. Fig. 3 zeigt die Details des Phasenfehler-Betragssignals 127 zum Erzeugen ei­ nes CQE-Entscheidungssignals 129. Der Prozessor 121 seiner­ seits verwendet das CQE-Entscheidungssignal 129. Fig. 4 zeigt die Details des CQE-Schaltkreises 131. Der Prozessor 121 umfaßt einen Mikroprozessor, wie etwa den MC68000, der von Motorola Inc. erhältlich ist, und einen damit verbun­ denen Speicher. Der Prozessor 121 formatiert das Symbolent­ scheidungssignal 123 in Sprache und/oder Daten für die Be­ nutzerschnittstelle 125. Die Benutzerschnittstelle enthält ein Mikrophon, einen Lautsprecher und eine Tastatur.

Bei der Übertragung eines RF-Signals von dem tragbaren Funktelephon 101 zur Basisstation 103 forma­ tiert der Prozessor 121 die Sprach- und/oder Datensignale von der Benutzerschnittstelle 125. In dem bevorzugten Aus­ führungsbeispiel umfassen die formatierten Signale das CQE-Entscheidungssignal 129. Die formatierten Signale werden in den Sender 109 eingegeben. Der Sender 109 wandelt die forma­ tierten Daten in elektrische RF-Signale um. Die Antenne 105 erhält die elektrischen RF-Signale und gibt die Signale als RF-Signale aus. Die Basisstation 103 empfängt die RF-Si­ gnale.

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm des Phasendemodulators, wie er in Fig. 1 gezeigt ist. Der Phasendemodulator 119 umfaßt einen Begrenzer 301, einen differentiellen Demodulator 303, einen Symbolzerhacker 305 und einen Fehlerbetrags-Signalge­ nerator 331. Der Begrenzer 301 erhält das IF-Signal 115 und begrenzt die Spannung des IF-Signals 115 auf Referenzpegel, die den logischen Werten 1 und 0 entsprechen. Der Begrenzer 301 gibt ein begrenztes Empfangssignal 321 aus. Der diffe­ rentielle Demodulator 303 ist digital und umfaßt einen Pha­ sendetektor 311, der ein Phasensignal 323 erzeugt. Das Pha­ sensignal 323 wird in eine Verzögerung 313 und einen Addie­ rer 315 eingegeben, die ein Phasendifferenzsignal 333 für den Symbolratenabtaster 317 formen. Der Symbolratenabtaster 317 tastet das Phasendifferenzsignal 333 einmal pro Symbol ab, um das abgetastete, differentielle Phasensignal 327 zu bilden. Das abgetastete, differentielle Phasensignal 327, das von dem differentiellen Demodulator 303 ausgegeben wird, wird in einen Symbolzerhacker 305 eingegeben. Der Symbolzer­ hacker 305 bestimmt den Entscheidungspunkt, zu dem das dif­ ferentielle Phasensignal 327 am nächsten liegt, und gibt den entsprechenden Entscheidungspunktwert als den Symbolent­ scheidungswert 123 aus. Der Phasenfehlergenerator 331 er­ zeugt das Phasenfehler-Betragssignal 127. Als erstes erzeugt der Phasenfehlergenerator 331 ein Phasenfehlersignal 329 gleich der Differenz zwischen dem abgetasteten, differenti­ ellen Phasensignal 327 und dem dem Signal am nächsten lie­ genden, bekannten Symbolentscheidungswert 123. Der Absolut­ wert-Generatorblock 309 gibt den Absolutwert des Phasenfeh­ lersignals 329 aus, der aus dem Phasenfehler-Betragssignal 127 resultiert.

Das Phasenfehler-Betragssignal 127 stellt ein Maß für die instantane Kanalqualität für jedes empfangenes Symbol dar. Der Graph 1100 der Fig. 11 zeigt die Wahrscheinlich­ keit, daß das Phasenfehler-Betragssignal 127 5π/32 Radians als eine Funktion der Kanalbit-Fehlerwahrscheinlichkeit übersteigt. Diesen Wert nimmt eine π/4-Verschiebungs-Phasen­ modulationsaustastungs-(QPSK-)Signalisierung in einem sta­ tisch additiven, weißen Gaußschen Rauschkanal an.

Der Graph einer Versuchsmessung 1101 und der Graph einer Simulationsmessung 1103 zeigen die Korrelation der Bitfehlerratenlei­ stung mit dem gemessenen Phasenfehlerbetrag. Jedoch ist die Beziehung zwischen der Bitfehlerrate und dem gemessenen Pha­ senfehlerbetrag für das Funktelephon in dem bevorzugten Aus­ führungsbeispiel eine nicht-lineare Beziehung. Die Charakte­ ristiken in statischen und Fading-Umgebungen divergieren deutlich wegen dieser nicht-linearen Beziehung. Diese Diver­ genz ist durch die Kurven 1001 und 1003 des Graphes 1000 der Fig. 10 verdeutlicht. Als Ergebnis ist eine Mittelung des Phasenfehlerbetrags über ein Intervall, in dem die Qualität des Empfangskanals variiert, nicht ausreichend, um die Bit­ fehlerrate über das gesamte Intervall zu bestimmen.

Die Kanalqualitäts-Abschätztechnik des bevorzugten Aus­ führungsbeispiels löst das zuvor erwähnte Nicht-Linearitäts­ problem durch Aufteilen des Beobachtungsintervalls in Un­ terintervalle. Die Länge eines Unterintervalls wird durch Experimentieren mit dem speziellen System bestimmt. Die op­ timale Unterintervalldauer ist das längste Intervall, wäh­ rend dessen der Empfangskanal ungefähr statisch erscheint, in dem also die Kanalqualität als konstant abgeschätzt wird.

Graph 500 von Fig. 5 zeigt das Beobachtungsintervall und die Unterintervalle, die festgelegt wurden, um die beste Leistung für das Funksystem des bevorzugten Ausführungsbei­ spiels zur Verfügung zu stellen. Allgemein besitzt das Beo­ bachtungsintervall N Symbole, wie durch 501 angezeigt. Jedes der L Unterintervalle enthält M Symbole, so daß N gleich L mal M ist. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel nimmt an, daß die maximale Fadingrate für das System ungefähr gleich 100 Hertz wäre. Ein Testen des Systems unter Verwendung der maximalen Fadingrate legte fest, daß die optimale Dauer M gleich 10 Symbolen ist, was eine statische Empfangskanalqua­ lität sicherstellt. Das Beobachtungsintervall N ist in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gleich 5040, wie von dem Funktelephonsystem erfordert. Somit beträgt die Anzahl der Unterintervalle L in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 504.

Fig. 4 ist ein detailliertes Blockdiagramm des Kanalqua­ litäts-Abschätzschaltkreises 131 der Fig. 1. Hier erhält der Kanalqualitäts-Abschätzschaltkreis 131 das Phasenfehler-Be­ tragssignal 127 und erzeugt ein CQE-Entscheidungssignal 129. Der Block 401 erzeugt die instantane Kanalqualitätsabschät­ zung für das K-te Symbol des P-ten Unterintervalls unter Verwendung des Phasenfehler-Betragssignals 127. K ändert sich von 1 bis M, und P bezeichnet die Zahl des Unterinter­ valls, die von 1 bis L variiert. In dem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiele ist M gleich 10 und L gleich 504. Die instan­ tane Kanalqualitätsabschätzung ist allgemein als Symbolin­ tervall-Fehlerinformation bekannt. Der Block 401 gibt einen Symbolintervallfehler an, wenn der Phasenfehlerbetrag eine vorgegebene Schwelle übersteigt. In dem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel ist die vorgegebene Schwelle 5π/32 Radians.

Diese Schwelle kann in Abhängigkeit von den Anforderungen eines bestimmten Empfängersystems variieren.

Das momentane Kanalqualitäts-Abschätzungssignal 411 wird in den Block 403 eingegeben. Der Block 403 bestimmt die Anzahl der Symbole in einem vorgegebenen Unterintervall P mit einem Phasenfehlerbetrag, der die vorgegebene Schwelle übersteigt. Der Block 403 erzeugt das Unterintervall-Fehler­ wertsignal 413 für jedes der L Unterintervalle.

Das Unterintervall-Fehlerwertsignal 413 wird in den Block 405 eingegeben. Der Block 405 bildet das Unterinter­ vall-Fehlerwertsignal 413 auf eine entsprechende Kanalquali­ tätsabschätzung unter Verwendung der vorgegebenen, stati­ schen Kanalqualitätsabbildung ab. Das bevorzugte Ausfüh­ rungsbeispiel verwendet eine abgeschätzte Bitfehlerraten- (BER-) Abbildung. Die BER-Charakteristik ist eine Funktion des Modulationsschemas, der Demodulatorstruktur, der instan­ tanen Abbildungsfunktion und der Unterintervallänge des Funksystems. Tabelle 800 der Fig. 8 ist eine Darstellung der nicht-linearen Abbildung, wie sie für das Funksystem des be­ vorzugten Ausführungsbeispiels definiert ist. Die Spalte 801 gibt die Anzahl an, mit der der Phasenfehlerbetrag eines ge­ gebenen Symbols des Unterintervalls P die vorgegebene Schwelle von 5π/32 Radians übersteigt. Die entsprechende Bitfehlerabschätzung in Spalte 805 wird aus der Kurve der statischen CQE als Funktion der Bitfehlerrate des zuvor dis­ kutierten Graphen 1100 der Fig. 11 bestimmt. Die Spalte 803 ist die Wahrscheinlichkeit, daß der momentane Phasenfehler­ betrag während des P-ten Unterintervalls den 5π/32 Radians übersteigt. Die abgebildeten CQE-Zahlen in Spalte 807 sind ungefähr linear proportional zu den BER-Zahlen in Spalte 805. Entsprechend der Beziehung zwischen den Spalten 803 und 807 in Tabelle 800 bildet der Block 405 das Unterintervall-Fehler­ wertsignal 413 auf das BER-Abschätzungssignal 415 ab. Das Signal 415 wird in Block 407 eingegeben.

Der Block 407 berechnet die mittlere Kanalqualitätsab­ schätzung 417 des gesamten Beobachtungsintervalls durch Mit­ teln der L abgebildeten Unterintervall-BER-Abschätzungen nach der Gleichung:

Der gemittelte CQE-Wert 417 für das Beobachtungsintervall wird in einen Schwellwertvergleich in Block 409 eingegeben.

Der Block 409 führt die CQE-Entscheidung durch Vergleich der mittleren CQE mit einem vorgegebenen Satz von Schwell­ werten durch. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel verwendet die Tabelle 700 der Fig. 7. Die Schwellwerte T1, T2 und T3 von 701 werden so ausgewählt, daß sie einen maximalen Spiel­ raum gegenüber der CQE-Genauigkeitsanforderung, wie sie von dem Funktelephonsystem in dem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel gefordert wird, zur Verfügung stellt. Ein Schwellwert­ blockvergleich 409 ist für die Erfindung nicht notwendig, aber ist ein zusätzliches Merkmal gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Die Ausgabe des Schwell­ wertblocks 409 ist das Kanalqualitäts-Entscheidungssignal 129, das eine 2-Bit-CQE- Entscheidung ist, wie durch die Spalte 703 bestimmt. Der Ka­ nalqualitäts-Abschätzungsschaltkreis 131 kann als program­ mierbares Gatearray wie das von Xilinx Inc. verfügbare Xi­ linx 3090 implementiert sein.

Graph 900 der Fig. 9 zeigt die mittlere Kanalqualitäts­ abschätzung als eine Funktion der mittleren Bitfehlerwahr­ scheinlichkeit sowohl in statischen als auch in Fading-Umge­ bungen. Die Diagramme 909 und 911 berücksichtigen eine lineare Abbildung über das Beobachtungsintervall, wie sie im Stand der Technik beschrieben ist und die als herkömmliches Ver­ fahren bezeichnet wird. Das Diagramm 909 ist in einer statischen Umgebung simuliert, und das Diagramm 911 ist in einer Fading-Um­ gebung simuliert. Die Differenzen zwischen den Diagrammen 909 und 911 zeigen die Probleme mit dem herkömmlichen Verfahren. Insbesondere ergibt das herkömmliche Verfahren eine unter­ schiedliche Kanalqualitätsabschätzung in Abhängigkeit von den Bedingungen, Fading oder statisch, denen der Empfänger ausgesetzt ist.

Die Diagramme 905 und 907 zeigen eine CQE, wie sie in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gezeigt ist. Das Diagramm 905 ist in einer statischen Umgebung gemessen, und das Diagramm 907 ist in einer Fadingumgebung gemessen. Es ist zu bemerken, daß die Diagramme 905, 907 einander weitgehend entsprechen. Diese weitgehende Übereinstimmung zeigt, daß der mittlere CQE-Wert eine genaue Abschätzung der mittleren Bitfehlerwahrscheinlichkeit sowohl in einer statischen als auch einer Fadingumgebung ist. Zusätzlich zeigen die Diagramme 901 und 903 eine CQE ähnlich dem in den Diagrammen 905 und 907 berücksichtigten System. Das zweite, durch die Diagramme 901 und 903 darge­ stellte System mittelt über eine größere Anzahl von Unterin­ tervallen L. Wie durch die Diagramme 901, 903, 905 und 907 ge­ zeigt, resultiert eine weitgehende Übereinstimmung zwischen statischen und Fadingcharakteristiken, wenn die Länge des Beobachtungsintervalls vergrößert wird.

Randwertmessungen sind in Tabelle 600 der Fig. 6 zusam­ mengefaßt. Die Tabelle 600 stellt einen Leistungsvergleich eines herkömmlichen CQE-Verfahrens und des Verfahrens des bevorzugten Ausführungsbeispiels zur Verfügung. Das herkömm­ liche Verfahren verwendet eine lineare Abbildung über das Beobachtungsintervall. Bei den Standard-BERs, die in Tabelle 200 der Fig. 2 spezifiziert sind, sagen beide Verfahren die richtige Leistungskategorie mit einer Genauigkeit vorher, die 85% bei 40 Hz Rayleigh-Fading übersteigt. Das Verfahren des bevorzugten Ausführungsbeispiels behält diese Genauig­ keit bei, wenn es in einer statischen Umgebung arbeitet. Je­ doch sagt das herkömmliche Verfahren kaum die richtige Lei­ stungskategorie vorher, wenn es in einer statischen Umgebung arbeitet. Somit gibt die hierin beschriebene CQE eine genaue Abschätzung der Bitfehlerwahrscheinlichkeit für ein empfan­ genes Signal sowohl in einer Fading- als auch einer stati­ schen Umgebung für ein Beobachtungsintervall, das eine be­ schränkte Anzahl von Beobachtungsbits besitzt.

Claims (8)

1. Verfahren zum Abschätzen der Kanalqualität über ein vorgege­ benes Intervall in einem Empfänger mit einem digitalen Modula­ tionsschema, wobei das Intervall N-Symbole mit einem entspre­ chenden Symbolintervall aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Aufteilen des vorgegebenen Intervalls in eine vorgegebene Anzahl (L) von Unterintervallen;
Erzeugen von momentaner Fehlerinformation für jedes Symbolin­ tervall;
Kombinieren der momentanen Fehlerinformation für jedes Symbol­ intervall, wodurch ein Fehlerwert für das Unterintervall gebil­ det wird;
Abbilden des Fehlerwerts auf einen Kanalqualitätsabschätzungs­ wert für das Unterintervall; und
Mitteln der Kanalqualitätsabschätzungswerte für alle Unterin­ tervalle über die Länge des vorgegebenen Intervalls;
Abschätzen der Kanalqualität auf der Grundlage der gemittelten Kanalqualitätsabschätzungswerte für die Unterintervalle.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Erzeugen von momentanen Fehlerinformation für jedes Symbolintervall wei­ terhin folgende Schritte umfaßt:
Messen des Phasenfehlerbetrags für jedes Symbol;
Vergleichen des Phasenfehlerbetrags für jedes Symbol mit einem vorgegebenen Schwellwert; und
Erzeugen eines Symbolintervallfehlers, wenn der Phasenfehlerbe­ trag den Schwellwert übersteigt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Länge des Un­ terintervalls so gewählt ist, daß die Kanalqualität in dem Un­ terintervall konstant bleibt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schritt zum Abbilden eine nicht-lineare Abbildung des Fehler­ werts für das Unterintervall auf einen Kanalqualitätsab­ schätzungswert, der proportional zur Bitfehlerrate des Unterin­ tervalls ist, umfaßt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schritt zum Abbilden von den Charakteristiken des Empfängers, dem Modulationsschema und der Unterintervallänge abhängig ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das weiterhin folgende Schritte umfaßt:
Vergleichen des gemittelten Kanalqualitätsabschätzungswerts für die Unterintervalle mit wenigstens einem ersten Schwellwert; und
Abschätzen der Kanalqualität in Abhängigkeit von dem Ver­ gleichsschritt.

7. Funktelefon, das zur Kommunikation mit mehreren Basisstatio­ nen fähig ist, wobei das Funktelefon einen Empfänger und einen Sender umfaßt und Funkfrequenzsignale von wenigstens einer Ba­ sisstation auf einem ersten Kanal empfängt, und umfaßt:
Vorrichtungen (119) zum Erzeugen von Symbolentscheidungen aus den empfangenen Funkfrequenzsignalen (115);
Vorrichtungen (131) zum Abschätzen der Qualität eines ersten Kanals während einer ersten Zeitperiode über ein erstes vorge­ gebenes Intervall unter Verwendung einer vorgegebenen Anzahl (L) von Unterintervallen, wobei die Vorrichtungen zum Ab­ schätzen umfassen:
Vorrichtungen (403) zum Kombinieren der Fehlerinformation über jedes Unterintervall, wodurch ein Fehlerwert für die Unterin­ tervalle gebildet wird;
Vorrichtungen (405) zum Abbilden des Unterintervall-Fehlerwerts auf einen Abschätzungswert für die Bitfehlerrate der Unterin­ tervalle;
Vorrichtungen (407) zum Mitteln der Abschätzung für die Bitfeh­ lerrate über das erste, vorgegebene Intervall;
Vorrichtungen (409) zum Abschätzen der Qualität des ersten Kanals auf der Grundlage der gemittelten abgeschätzten Bitfeh­ lerrate; und
Vorrichtungen (105, 109) zum Senden eines Signals, welches die abgeschätzte Qualität repräsentiert, an die erste Basisstation.

8. Funktelefon nach Anspruch 7, das außerdem umfaßt:
Vorrichtungen (131) zum Abschätzen der Qualität eines zweiten Kanals während einer zweiten Zeitperiode über ein zweites vor­ gegebenes Intervall, wodurch eine zweite Kanalqualitätsab­ schätzung durchgeführt wird; und
Vorrichtungen zum Senden eines Signals, welches die zweite Kanalqualitätsabschätzung repräsentiert an die erste Basissta­ tion, um die Auswahl einer bevorzugten Basisstation zu ermöglichen.