DE69732335T2

DE69732335T2 - Sende-Kalibrierverfahren für eine mit einer Mehrelementantenne ausgestattete Basisstation

Info

Publication number: DE69732335T2
Application number: DE69732335T
Authority: DE
Inventors: Thierry Aste; Luc Fety; Philippe Forster; Sylvie Mayrargue
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Gula Consulting LLC
Priority date: 1996-11-07
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2017-11-07
Also published as: FR2755565B1; EP0841759A1; US6021334A; JP4087483B2; JPH10247875A; DE69732335D1; FR2755565A1; ES2235221T3; EP0841759B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Senden durch eine mit einer Antenne mit mehreren Aufnehmern oder "Multi-Aufnehmer-Antenne" ausgestattete Basisstation an ein Mobilgerät.
Sie ist insbesondere anwendbar auf das Gebiet der Funkkommunikation mit mobilen Geräten, auf ein Verfahren zum Übertragen eines digitalen Signals zwischen einer Basisstation und einem bestimmten mobilen Gerät in Gegenwart von Störern und Hintergrundrauschen.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Übertragung auf dem sogenannten Abwärtsweg, das heißt, das Senden eines von der Basisstation kommenden digitalen Signals zum mobilen Gerät. Die Erfindung verwendet hierfür Daten, die aus der Übertragung auf dem Aufwärtsweg betreffend die gleiche Basisstation, das heißt aus von der Multi-Aufnehmer-Antenne dieser Station vom Mobilgerät und den Störern kommend empfangenen Signalen erhalten sind.
Im Folgenden steht "Frequenz" für "Trägerfrequenz", "Antenne" für "Multi-Aufnehmer-Antenne der Basisstation", "Senden" und "Empfang" jeweils für "Senden durch die Antenne" und "Empfang durch die Antenne" und "Übertragung" steht für "Senden und/oder Empfang".
"Nutz-Mobilgerät" bezeichnet das "Mobilgerät", auf das das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung angewandt wird; und "Störer" bezeichnet "jedes Element, das einen Beitrag zu der das Rauschen in dem übertragenen Signal darstellenden Komponente liefert, unter Ausschluss des Hintergrundrauschens". Zum Beispiel kann für das Nutzmobilgerät ein anderes Mobilgerät als das Nutzmobilgerät selbst einen Störer darstellen.
"Rahmen" bedeutet "Folge von aufeinanderfolgenden Abtastwerten eines Signals in ausreichender Anzahl, um die Berechnung von benötigten statistischen Daten zu ermöglichen" (diese statistischen Daten werden im Folgenden erläutert).
Die Funkkommunikation mit Mobilgeräten erfährt gegenwärtig einen derartigen Zuwachs, dass man versucht, die Anzahl von gleichzeitig bedienten Benutzern eines gegebenen Funkkommunikationssystems zu vergrößern. Hierfür versucht man im Allgemeinen, das Spektrum der verfügbaren Sende- und Empfangsfrequenzen optimal zu nutzen.
In einem Funkkommunikationssystem vom zellularen Typ kann man es insbesondere mehreren Mobilgeräten ermöglichen, gleichzeitig zu kommunizieren, indem man ihnen eine gleiche Frequenz innerhalb einer gleichen Zelle des Netzes zuweist: Dies ist der Gegenstand der als SDMA, Space Division Multiple Access (Vielfachzugriff im Raummultiplex) bezeichneten Technik. In diesem Fall verwendet man allgemein eine Antenne, deren Strahlungsdiagramm wenigstens eine Keule aufweist. Die Antenne erzeugt Energieminima beim Empfang und beim Senden an die von dem Nutzmobilgerät verschiedenen Mobilgeräte, die mit ihm die gleiche Frequenz teilen und die für dieses Nutzmobilgerät Störer darstellen.
Es sind auf Multiaufnehmerantennen angewandte Signalverarbeitungsverfahren bekannt, die es erlauben, durch Einwirken auf den Aufwärtsweg den Empfang zu verbessern.
Die Schritte und Parameter, die in diesen bekannten Verfahren verwendet werden, hängen jedoch im Allgemeinen von der Art der Ausbreitungskanäle ab, die auf den verschiedenen Aufnehmern der Antenne beobachtet werden. Diese Kanäle sind jedoch ihrerseits insbesondere Funktionen der Trägerfrequenz. Wenn der Abwärtskanal eine andere Frequenz als der Aufwärtskanal verwendet, kann man die für den Aufwärtsweg berechneten und von den verschiedenen Aufnehmern auf die empfangenen Signale angewandten Gewichtungen nicht für den Abwärtsweg wiederverwenden.
In einem Artikel mit dem Titel „Adaptive transmitting antenna methods for multipath environments", Globecom, 94, Seite 425 bis 429, beschreiben D. GERLACH und A. PAULRAJ ein räumliches Sendefilterverfahren, das auf eine Multiaufnehmerantenne angewandt wird. Dieses Verfahren hat mehrere Einschränkungen und Nachteile. Zunächst setzt es voraus, dass es keine Intersymbolinterferenz gibt, was in der Praxis nicht notwendigerweise der Fall ist. Außerdem erfordert dieses herkömmliche Verfahren, um Informationen über die Art der Ausbreitungskanäle des Abwärtsweges zu haben, eine Rückkopplung oder ein "Feedback" von dem betrachteten Mobilgerät, das heißt, die Basisstation überträgt periodisch Testsignale an das Mobilgerät, welches diese misst und das Ergebnis der Messung zurück an die Basisstation überträgt. Das Vorhandensein einer Verzögerung zwischen dem "Feedback" und dem erneuten Senden durch die Basisstation macht eine gewisse zeitliche Stabilität der gemessenen Größen erforderlich. Die Zahl der als "Feedback" zu übertragenden Messungen ist um so größer, je schneller die Art der Ausbreitungskanäle sich ändert. So kann die erforderliche Menge an "Feedback" sehr hoch sein. Selbst wenn man versucht, diese zu verringern, begrenzt diese Menge an "Feedback" notwendigerweise die übertragene Nutzinformationsrate.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist, diese Nachteile zu beheben.
Genauer gesagt ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, das Senden zu verbessern, indem der allgemeine Störpegel beim Senden verringert wird, indem der relative Einfluss der von der Antenne an das Nutzmobilgerät gesendeten Energie vergrößert wird, und indem der relative Einfluss der von der Antenne an die Störer gesendeten Energie verringert wird.
Die vorliegende Erfindung findet insbesondere zwei Anwendungen in einem zellularen Funkkommunikationsnetz mit Mobilgeräten. Einerseits ermöglicht die Erfindung im urbanen Bereich, die Wiederverwendungsrate der Frequenzen auf der Gesamtheit der Zellen zu vergrößern, was es erlaubt, dank des allgemein niedrigen Störpegels die Zahl der gleichzeitig bedienten Netzbenutzer zu vergrößern. Andererseits erlaubt es die Erfindung, die Tragweite der Antenne zu vergrößern. Infolgedessen erlaubt es die Erfindung, im ländlichen Bereich die Anzahl der zur Abdeckung einer gegebenen Region benötigten Basisstationen zu begrenzen.
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, schlägt die Erfindung ein Verfahren vor zum Senden eines digitalen Signals, bestehend aus aufeinanderfolgenden Rahmen von Abtastwerten, durch eine Basisstation, die mit einer Antenne mit mehreren Aufnehmern ausgestattet ist, an ein festgelegtes Mobilgerät in Anwesenheit von Störern und Hintergrundrauschen mit Hilfe wenigstens einer Empfangs-Trägerfrequenz und wenigstens einer Sende-Trägerfrequenz, bei dem:

– vor dem Senden:
(a) für jede Empfangs-Trägerfrequenz eine Empfangs-Kalibriertabelle aufgestellt wird, die für die Schwankung des Beitrages, je nach Empfangsrichtung, der verschiedenen Aufnehmer beim Empfang der Empfangs-Trägerfrequenz repräsentativ ist;
(b) für jede Sende-Trägerfrequenz eine Sende-Kalibriertabelle aufgestellt wird, die für die Schwankung, je nach Senderichtung, des Beitrages der verschiedenen Aufnehmer beim Senden mit der Sende-Trägerfrequenz repräsentativ ist;
(c) wenigstens ein Frequenzverschiebungsoperator berechnet wird, der eine besagte Empfangs-Kalibriertabelle näherungsweise in eine Sende-Kalibriertabelle umwandelt;
– dann, beim Senden:
(d) statistische Daten anhand von mehreren Abtastwerten von mehreren Rahmen der von den verschiedenen Aufnehmern von dem Mobilgerät und den Störern kommend empfangenen Signale berechnet werden;
(e) für das Mobilgerät ein optimaler Satz von räumlichen Gewichtungen anhand der statistischen Daten, des oder der Frequenzumwandlungsoperatoren und eines Nutzsignalverstärkungs- und Störerdämpfungskriteriums berechnet wird;
(f) die Beiträge jedes Aufnehmers zu dem zu sendenden digitalen Signal jeweils mit Gewichtungen gewichtet werden, die anhand der räumlichen Gewichtungen des optimalen Satzes erhalten werden;
(g) das so gewichtete digitale Signal gesendet wird, wobei in dem Verfahren die zusätzlichen Merkmale des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 13 verwendet werden. Das Dokument US-A-5 515378 beschreibt ein ähnliches Verfahren, dessen beanspruchte Verfahren sich vor allem in der Berechnung des Frequenztranspositionsoperators unterscheiden, der näherungsweise eine Empfangskalibriertabelle in eine Sende- oder Empfangskalibriertabelle umwandelt.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung von besonderen Ausgestaltungen, die als nicht einschränkende Beispiele angegeben werden.
Die Beschreibung nimmt Bezug auf die begleitende einzige Figur, die ein Flussdiagramm ist, welches die aufeinanderfolgenden Schritte des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung in einer besondern Ausgestaltung darstellt.
Im Folgenden wird eine Basisstation betrachtet, die mit einer Antenne mit N Aufnehmern ausgestattet ist.
Als "Empfangsrichtungsvektor" (bzw. "Senderichtungsvektor") wird ein Spaltenvektor mit N Komponenten bezeichnet, dessen m-te Komponente das Signal darstellt, welches vom m-ten Aufnehmer, wobei m von 1 bis N variiert, im Fall des Empfangens (bzw. Sendens) einer ebenen Welle von gegebener Frequenz empfangen (bzw. gesendet) würde, die aus einer definierten Richtung unter einem gegebenen Winkel kommt (bzw. dorthin gesendet wird). Wie in der Einführung erwähnt, verwendet das erfindungsgemäße Verfahren aus der Übertragung auf dem Aufwärtsweg, das heißt dem Empfang, erhaltene Daten. Das Folgende betrifft den Aufwärtsweg.
Mit S_λr(α) wird der Empfangsrichtungsvektor für

– die durch den Winkel α definierte Richtung und
– die Trägerwellenlänge λ = c/f bezeichnet, wobei c die Lichtgeschwindigkeit und f die Trägerfrequenz bezeichnet.

Zum Beispiel im Fall einer linearen Antenne mit ungerichteten Aufnehmern mit Einheitsverstärkung, die in einem Abstand d gleichverteilt sind, gilt
wobei exp die Exponentialfunktion bezeichnet und j die komplexe Zahl bezeichnet, für die j² = 1 gilt.
Es sei X(t) ein Spaltenvektor mit N Komponenten, dessen m-te Komponente das zur Zeit t von dem m-ten Aufnehmer der Antenne empfangene, von den Mobilgeräte kommende Signal bezeichnet, wobei m von 1 bis N variiert und dieses Signal ins Basisband versetzt ist.
Es wird angenommen, dass P Mobilgeräte jeweils eine Nachricht s_k(t) senden, die auf mehrfachen Wegen mit Richtung α_k,i Ausbreitungsverzögerung τ_k,i und komplexen Amplituden amp_k,i bei der Frequenz f = c/λ ankommt. Es gilt dann
wobei i den Index der den mobilen Geräten zugewiesenen Wege bezeichnet, ampk,i = AMPk,i·exp(–2πjftk,i)ist,
AMP_k,i den Betrag der komplexen Amplitude amp_k,i bezeichnet und der Ausdruck exp(–2πjfτ_k,i) daher rührt, dass das Signal X(t) im Basisband ist.
Man sieht, dass X(t) von der Frequenz ausschließlich über die Richtungsvektoren S_λ(α) und über die Phasen der komplexen Amplituden amp_k,i abhängt. Für lineare Modulationen ist jede Nachricht s_k(t) von der Form sk(t) = Σ nak,n·hk(t – nT) wobei die Koeffizienten a_k,n die gesendeten Symbole darstellen, die h_k die Impulsantworten der Filter der Sendeempfangseinrichtung darstellen und T die Dauer eines Symbols bezeichnet.
Wir schreiben X(t) = [x₁(t), ..., x_N(t)]^T, wobei (·)^T die transponierte Matrix bezeichnet und wobei x_m(t) für m von 1 bis N die m-te Komponente von X(t) bezeichnet. Für m von 1 bis N gilt dann
wobei g_k,m die Impulsantwort der Gesamtheit von Einrichtungsfiltern/Mehrwegausbreitungskanal zwischen dem k-ten Mobilgerät und dem m-ten Aufnehmer der Antenne bezeichnet.
Wenn man die Daten zum Beispiel in Symboltakt 1/T in einer besonderen Ausgestaltung abtastet, erhält man für jeden Abtastzeitpunkt lT, wobei l eine ganze Zahl ist,
Man sieht, dass die an einem Aufnehmer empfangenen abgetasteten Daten die Summe der Beiträge der verschiedenen Mobilgeräte sind, wobei jeder Beitrag eine durch einen digitalen Kanal ge filterte Version der von den verschiedenen Mobilgeräten gesendeten Symbole ist. Die Anzahl der Terme in einer Summation über n, vermindert um 1, stellt die Länge der Intersymbolinterferenz betreffend das k-te Mobilgerät dar.
Wir schreiben Ř_xx = X(t)·X⁺(t), wobei (·)⁺ die konjugierte transponierte Matrix bezeichnet und t einen Satz von Abtastwerten eines Rahmens des digitalen Signals beschreibt.
Es sei R_xx der Mittelwert der Matrizen Ř_XX auf einem Satz von M nicht notwendigerweise aufeinanderfolgenden, von der Antenne empfangenen Rahmen, wobei M klein genug ist, damit die Ankunftswinkel an den verschiedenen Aufnehmern der Antennen der mehreren von dem Mobilgerät kommenden Wege stabil sind. Es lässt sich leicht zeigen, dass unter der Annahme, dass in dem Zeitraum, in dem der Mittelwert R_xx der Matrizen Ř_xx gebildet wird,

(i) die Winkeleigenschaften der Ausbreitung sich nicht ändern,
(ii) die Argumente der komplexen Amplituden amp_k,i im Intervall [0, 2π] zufällig variieren;
(iii) die Beträge der komplexen Amplituden amp_k,i, das heißt die Energien der Mehrfachwege, nicht variieren;
(iv) die Schwankungen der Verzögerungen der Mehrfachwege gegenüber der Dauer T eines Symbols vernachlässigbar sind;

_xx

_k,i

²

_k

_k,i

²

Die Matrix E(X(lT)·X⁺(lT)) ist unabhängig von dem betrachteten Rahmen. Es wird angenommen, dass die Matrix R_xx davon ein Schätzwert ist.
Wie man sieht, hat die Bildung des Mittelwertes von Ř_xx auf einer geeigneten Zahl von Rahmen die Folge, dass Phasenterme der komplexen Amplituden amp_k,i der Mehrfachwege verschwinden. Wenn außerdem angenommen wird, dass die Leistungen |amp_k,i|² der Mehrfachwege von der Frequenz unabhängig sind, hängt die Matrix R_xx von der Frequenz nur noch über die Richtungsvektoren S_λ(α_k,i) ab. Diese Eigenschaft der aus mehreren Abtastwerten mehrerer Rahmen berechneten Matrix R_xx erlaubt es, die oben erwähnten und nachfolgend genauer beschriebenen Frequenztranspositions- oder umformungsoperatoren anzuwenden.
Als Kalibriertabelle wird die Gesamtheit der Richtungsvektoren bezeichnet, die eine gegebene Antennengeometrie betreffen.
In allem Nachfolgenden wird ein aus aufeinanderfolgenden Rahmen von Abtastwerten zusammengesetztes digitales Signal betrachtet. Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung beruht darin, dieses Signal über eine Basisstation, die mit einer Multiaufnehmerantenne ausgestattet ist, an ein Mobilgerät in Gegenwart von Störern und Untergrundrauschen zu senden. Es wird angenommen, dass der Aufwärtsweg wenigstens eine Frequenz, als Empfangsträgerfrequenz bezeichnet, verwendet, und dass der Abwärtsweg wenigstens eine Frequenz, als Sendeträgerfrequenz bezeichnet, verwendet.
Wie die einzige Figur zeigt, werden vor der Übertragung die Kalibriertabellen aufgestellt.
Für jede Empfangsträgerfrequenz wird eine Empfangskalibriertabelle aufgestellt, die repräsentativ ist für die richtungsabhängige Schwankung des Beitrages der verschiedenen Empfangsaufnehmer bei der Empfangsträgerfrequenz.
Bei einer besonderen Ausgestaltung wird zum Erstellen jeder Empfangskalibriertabelle eine Matrix gebildet, wo jede Spalte ein Richtungsvektor ist, dessen m-te Komponente das Signal darstellt, das von dem m-ten Aufnehmer, wobei m von 1 bis N variiert und N die Anzahl von Aufnehmern ist, im Fall des Empfangs einer ebenen Welle mit Frequenz gleich der Trägerfrequenz und kommend aus einer durch einen vorgegebenen, dem Richtungsvektor eigentümlichen Winkel definierten Richtung, empfangen würde.
Für jede Sendeträgerfrequenz wird eine Sendekalibriertabelle erstellt, die repräsentativ ist für die Schwankung des Beitrages, je nach Senderichtung, der verschiedenen Sendeaufnehmer bei der Sendeträgerfrequenz. Bei einer besonderen Ausgestaltung wird zum Erstellen jeder Sendekalibriertabelle eine Matrix gebildet, wo jede Spalte ein Richtungsvektor ist, dessen m-te Komponente das Signal darstellt, das von dem m-ten Aufnehmer, wobei m von 1 bis N variiert und N die Zahl von Aufnehmern ist, beim Senden einer ebenen Welle mit Frequenz gleich der Trägerfrequenz in einer durch einen vorgegebenen, für den Richtungsvektor eigentümlichen Winkel definierten Richtung gesendet würde.
Anschließend wendet man ggf. auf jedes Element der erhaltenen Kalibriertabellen einen jeweiligen Korrekturfaktor an, um diverse Merkmale der in der Sendekette und der Empfangskette enthaltenen Geräte zu berücksichtigen. Die Gesamtheit dieser Korrekturfaktoren kann nachfolgend periodisch in Abhängigkeit von der Entwicklung mehrerer gemessener physikalischer Parameter aktualisiert werden.
Der nächste Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht, wie die Figur zeigt, darin, einen oder mehrere lineare Matrixoperatoren, als Frequenztranspositionsoperatoren bezeichnet, zu berechnen. Es wird gezeigt, dass ein linearer Operator existiert, der näherungsweise eine Empfangskalibriertabelle in eine Sende- oder Empfangskalibriertabelle überführt.
Die verwendete Näherung kann die Näherung der kleinsten Quadrate oder jede andere geeignete Näherung sein.
Dann werden bei der Übertragung, wie die Figur zeigt, statistische Daten auf dem Aufwärtsweg anhand von mehreren Abtastwerten mehrerer Rahmen von von den verschiedenen Aufnehmern vom Mobilgerät und von Störern kommend empfangener Signale berechnet.
Diese statistischen Daten sind vorteilhafterweise von der Ordnung 2. Sie können jedoch auch von höherer Ordnung sein.
Bei einer ersten besonderen Ausgestaltung, die eine einzige Empfangsträgerfrequenz f₁ und eine einzige Sendeträgerfrequenz f₂ verwendet, beruht der Schritt des Berechnens der Frequenztranspositionsoperatoren darin, einen einzigen Frequenztranspositions-Matrixoperator T_f1·f2 zu berechnen, der die der Frequenz f₁ zugeordnete Empfangskalibriertabelle C₁ in die der Frequenz f₂ zugeordnete Sendekalibriertabelle C₂ transformiert.
Bei dieser gleichen besonderen Ausgestaltung beruht der Schritt des Berechnens der statistischen Daten für jeden Rahmen eines Satzes von M nicht notwendigerweise aufeinanderfolgenden von der Antenne empfangenen Rahmen, wobei M klein genug ist, damit die Eintreffwinkel an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne der von den Mobilgeräten kommenden Mehrfachwege stabil sind, darin,

– eine Matrix Ř_xx ^f1 = X_f1(t)·F_f1*(t) zu berechnen, wobei X_f1(t) ein Vektor mit N Komponenten ist, dessen m-te Komponente bei der Trägerfrequenz f₁ das zur Zeit t von den Mobilgeräten kommende, von dem m-ten Aufnehmer der Antenne empfangene Signal für m von 1 bis N darstellt, wobei (·)⁺ die konjugiert transponierte Matrix bezeichnet und wobei t einen Satz von Abtastwerten des Rahmens beschreibt, und
– eine Matrix Ř_VV ^f1 anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an jedem der N Aufnehmern der Antenne oder anhand des von den Aufnehmern empfangenen Nutzsignals abzuschätzen; dann:
– den Mittelwert der M Matrizen Ř_xx ^f1 zu berechnen, um eine Autokorrelationsmatrix R_xx ^f1 zu erhalten, die eine Abschätzung von E(X_f1(t)·X_f1 ⁺(t)) ist, wobei E den mathematischen Erwartungswert bezeichnet, und der Mittelwert der M Matrizen Ř_vv ^f1 zu berechnen, um eine Autokorrelationsmatrix R_VV ^f1 zu berechnen, die ein Schätzwert von E(V_f1(t)·V_f1 ⁺(t)) ist, wobei V_f1(t) ein Vektor mit N Komponenten ist, dessen m-te Komponente bei der Trägerfrequenz f₁ den Beitrag der Störer und des Untergrundrauschens am m-ten Aufnehmer der Antenne oder das von diesem Aufnehmer empfangene Nutzsignal für m von 1 bis N darstellt.

Bei einer zweiten besonderen Ausgestaltung, die mehrere Empfangsträgerfrequenzen f_qr und mehrere Sendeträgerfrequenzen f_qe verwendet, und jeder Rahmen des digitalen Signals, abgesehen von einer periodischen Wiederholung, mit Hilfe einer anderen Trägerfrequenz übertragen wird, beruht der Schritt des Berechnens der Kalibriertabellen ferner darin, für eine willkürlich ausgewählte Empfangsträgerfrequenz f_q0r eine Empfangskalibriertabelle C_q0r aufzustellen, die für die Schwankung des Beitrages der verschiedenen Empfangsaufnehmer bei der Empfangsträgerfrequenz f_q0r je nach Empfangsrichtung repräsentativ ist.
Bei dieser zweiten besonderen Ausgestaltung beruht der Schritt des Berechnens der Frequenztranspositionsoperatoren darin:

– für jede Empfangsträgerfrequenz f_qr einen Frequenzstranspositionsoperator T_fqr·fq0r zu berechnen, der die der Frequenz f_qr zugeordnete Empfangskalibriertabelle C_qr in die der Frequenz f_q0r zugeordnete Empfangskalibriertabelle C_q0r transformiert;
– für jede Sendeträgerfrequenz f_qe einen Frequenztranspositionsoperator T_fq0r·fqe zu berechnen, der die der Frequenz f_q0r zugeordnete Kalibriertabelle C_q0r in die der Frequenz f_qe zugeordnete Kalibriertabelle C_qe transformiert.

Immer noch in der zweiten Ausgestaltung beruht der Schritt des Berechnens der statistischen Daten darin, für jeden Rahmen eines Satzes von K nicht notwendigerweise aufeinanderfolgenden, von der Antenne empfangenen Rahmen, wobei K klein genug ist, damit die Eintreffwinkel der Mehrfachwege von den verschiedenen Mobilgeräten an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne stabil sind, darin,

– eine Matrix Ř_xx ^fqr = X_fqr(t)·X_fqr ⁺(t) zu berechnen, wobei X_fqr(t) ein Vektor mit N Komponenten ist, dessen m-te Komponente bei der Trägerfrequenz f_qr das zur Zeit t von den Mobilgeräten kommend vom m-ten Aufnehmer der Antenne empfangene Signal für m von 1 bis N darstellt und wobei t einen Satz von Abtastwerten des Rahmens beschreibt, und
– eine Matrix Ř_VV ^fqr anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an jedem der N Aufnehmer der Antenne oder anhand des von diesen Aufnehmern empfangenen Nutzsignals zu berechnen; dann:
– den Mittelwert der K Matrizen Ř_xx ^fqr zu berechnen, um eine Autokorrelationsmatrix R_xx ^fqr zu erhalten, die ein Schätzwert von E(X_fqr(t)·X_fqr ⁺(t)) ist, und
– den Mittelwert der K Matrizen Ř_VV ^fqr zu berechnen, um eine Autokorrelationsmatrix R_VV ^fqr zu erhalten, die ein Schätzwert von E(V_fqr(t)·V_fqr ⁺(t)) ist, wobei V_fqr(t) ein Vektor mit N Komponenten ist, dessen m-te Komponente bei der Trägerfrequenz f_qr den Beitrag der Störer und des Untergrundrauschens am m-ten Aufnehmer der Antenne oder das für diesen Aufnehmer empfangene Nutzsignal für m von 1 bis N darstellt.

Bei den obigen zwei besonderen Ausgestaltungen ist die Anzahl der jeweiligen Rahmen M und K insbesondere abhängig von der Geschwindigkeit des Mobilgerätes: je größer diese ist, um so kleiner ist die Zahl der verfügbaren Rahmen. Bei einem Mobilgerät mit gemäßigter Geschwindigkeit hingegen, wie etwa bei einem Radfahrer oder einem laufenden Fußgänger, kann man Berechnungen über eine höhere Zahl von Rahmen ausführen.
Bei der oben erwähnten ersten Ausgestaltung, in Gegenwart von P Mobilgeräten, darunter einem Nutz-Mobilgerät, mit dem die Kommunikation herzustellen ist, wobei die P-1 anderen Mobilgeräte Störer darstellen, kann die Matrix Ř_VV ^f1 aufgestellt werden anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne oder anhand des von den verschiedenen Aufnehmern empfangenen Nutzsignals.
Wenn die Matrix Ř_VV ^f1 anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens aufgestellt wird, kann man zum Abschätzen der Matrix Ř_VV ^f1

– für k von 1 bis P und m von 1 bis N die Impulsantwort {g_k,m,1, ..., g_k,m,L}, wobei L eine ganze Zahl ist, des Ausbreitungskanals bestimmen, der das k-te Mobilgerät mit dem m-ten Aufnehmer der Antenne verbindet; räumliche Korrelationsmatrizen mit N Zeilen und N Spalten
bilden, wobei das j-te Mobilgerät das Nutz-Mobilgerät ist, wobei G_k,i der Spaltenvektor [g_k,1,i, ..., g_k,M,i]^T ist und wobei (·)^T die transponierte Matrix bezeichnet;
– den Mittelwert dieser räumlichen Korrelationsmatrizen über eine vorgegebene Zahl von Rahmen des Signals bilden;
– für m von 1 bis N die Varianz σ_I,m ² des Untergrundrauschens am m-ten Aufnehmer abschätzen;
– die mittlere Matrix der räumlichen Korrelationsmatrizen und eine Diagonalmatrix addieren, wofür m von 1 bis N der Term in der m-ten Zeile und in der m-ten Spalte die Varianz σ_I,m ² ist, und die erhaltene Summenmatrix die Matrix Ř_VV ^f1 ist.

Für diesen letzteren Schritt kann die Varianz σ_I,m ² durch eine beliebige andere Konstante ersetzt werden.
Als Variante kann man, um die Matrix Ř_VV ^f1 abzuschätzen, wenn sie anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne aufgestellt wird,

– mit Hilfe einer Trainingssequenz von L_ref Abtastwerten für m von 1 bis N im Sinne der Kleinste-Quadrate-Näherung die Impulsantwort des Ausbreitungskanals abschätzen, der das Mobilgerät mit dem m-ten Aufnehmer der Antenne verbindet, wobei der Rest b_m dieser Abschätzung ein Spaltenvektor ist, der einen Schätzwert des Beitrages der Störer und des Untergrundrauschens am m-ten Aufnehmer bildet;
– die Matrix B bilden, die die N Vektoren b_m ^T als Zeilen hat;
– den Ausdruck (1/L_B)·B·B⁺ berechnen, wobei L_B die Anzahl von Spalten der Matrix B, der bei Erstellen der Matrix Ř_VV ^f1 erhaltenen Matrix, ist.

Wenn die Matrix Ř_VV ^f1 anhand des von den verschiedenen Aufnehmern der Antenne empfangenen Nutzsignals aufgestellt wird, kann man, um Ř_VV ^f1 abzuschätzen,

– für m von 1 bis N, wobei L eine ganze Zahl ist, die Impulsantwort {g_m,1, ..., g_m,L} des Ausbreitungskanals bestimmen, der das Mobilgerät mit m-ten Aufnehmer der Antenne verbindet;
– räumliche Korrelationsmatrizen mit N Zeilen und N Spalten
bilden, wobei G_i der Spaltenvektor [g_1,i, ..., g_N,i]^T ist;
– den Mittelwert dieser räumlichen Korrelationsmatrizen über eine vorgegebene Zahl von Rahmen des Signals bilden, wobei die erhaltene Matrix die Matrix Ř_VV ^f1 darstellt.

Als Variante kann man zum Abschätzen der Matrix Ř_VV ^f1, wenn sie anhand des von den verschiedenen Aufnehmern der Antenne empfangenen Nutzsignals aufgestellt wird,

– mit Hilfe einer Trainingssequenz von L_ref Abtastwerten für m von 1 bis N im Sinne der Kleinste-Quadrate-Näherung die Impulsantwort {g_m,1, ..., g_m,L}, wobei L eine ganze Zahl ist, des Ausbreitungskanals abschätzen, der das Mobilgerät mit dem m-ten Aufnehmer der Antenne verbindet;
– räumliche Korrelationsmatrizen mit N Zeilen und N Spalten
bilden, wobei G_i der Spaltenvektor [g_1,i, ..., g_N,i]^T ist;
– den Mittelwert dieser räumlichen Korrelationsmatrizen über eine gegebene Zahl von Rahmen des Signals bilden, wobei die erhaltene Matrix die Matrix Ř_VV ^f1 darstellt.

In analoger Weise kann man bei der zweiten erwähnten Ausgestaltung in Gegenwart von P Mobilgeräten, die ein Nutz-Mobilgerät, mit dem die Kommunikation herzustellen ist, umfassen, wobei die P-1 anderen Mobilgeräte Störer bilden, die Matrix Ř_VV ^fqr anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne oder anhand des von den verschiedenen Aufnehmern empfangenen Nutzsignals bilden.
Wenn die Matrix Ř_VV ^fqr anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens aufgestellt wird, kann man zum Abschätzen der Matrix Ř_VV ^fqr:

– für k von 1 bis P und m von 1 bis N die Impulsantwort {g_k,m,1, ..., g_k,m,L}, wobei L eine ganze Zahl ist, des Ausbreitungskanals bestimmen, der das k-te Mobilgerät mit dem m-ten Aufnehmer der Antenne verbindet; räumliche Korrelationsmatrizen mit N Zeilen und N Spalten
bilden, wobei das j-te Mobilgerät das Nutz-Mobilgerät ist, wobei G_k,i der Spaltenvektor [g_k,1,i, ..., g_k,N,i]^T ist, und wobei (+)T die transponierte Matrix bezeichnet;
– den Mittelwert dieser räumlichen Korrelationsmatrizen über eine vorgegebene Zahl von Rahmen des Signals bilden;

_I,m

²

_I,m

²

_VV

^fqr

Für diesen letzteren Schritt kann die Varianz σ_I,m ² durch eine beliebige andere geeignete Konstante ersetzt werden.
Als Variante kann man zum Abschätzen der Matrix Ř_VV ^fqr, wenn sie anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne aufgestellt wird,

– mit Hilfe einer Trainingssequenz von L_ref Abtastwerten, für m von 1 bis N, im Sinne der Kleinste-Quadrate-Näherung die Impulsantwort des Ausbreitungskanals abschätzen, der das Mobilgerät mit dem m-ten Aufnehmer der Antenne verbindet, wobei der Rest b_m dieser Abschätzung ein Spaltenvektor ist, der einen Schätzwert des Beitrages der Störer und des Untergrundrauschens am m-ten Aufnehmer bildet;
– die Matrix B bilden, die als Zeilen die N Vektoren b_m ^T hat;

_B

⁺

_B

_VV

^fqr

Wenn die Matrix Ř_VV ^fqr anhand des empfangenen Nutzsignals für die verschiedenen Aufnehmer der Antenne aufgestellt wird, kann man zum Abschätzen von Ř_VV ^fqr

– für m von 1 bis N die Impulsantwort {g_m,1, ..., g_m,L}, wobei L eine ganze Zahl ist, des Ausbreitungskanals bestimmen, der das Mobilgerät mit dem m-ten Aufnehmer der Antenne verbindet;
– räumliche Korrelationsmatrizen mit N Zeilen und N Spalten
bilden, wobei G_i der Spaltenvektor [g_1,i, ..., g_N,i]^T ist;
– den Mittelwert dieser räumlichen Korrelationsmatrizen über eine vorgegebene Anzahl von Rahmen des Signals bilden, wobei die erhaltene Matrix die Matrix Ř_VV ^fqr bildet.

Als Variante kann man zum Abschätzen der Matrix Ř_VV ^fqr, wenn sie anhand des von den verschiedenen Aufnehmern der Antenne empfangenen Nutzsignals aufgestellt wird,

– mit Hilfe einer Trainingssequenz von L_ref Abtastwerten für m von 1 bis N im Sinne der Abschätzung der kleinsten Quadrate die Impulsantwort {g_m,1, ..., g_m,L}, wobei L eine ganze Zahl ist, des Ausbreitungskanals abschätzen, der das Mobilgerät mit dem m-ten Aufnehmer der Antenne verbindet;
– räumliche Korrelationsmatrizen mit N Zeilen und N Spalten
bilden, wobei G_i der Spaltenvektor [g_1,i, ..., g_N,i]^T ist;

_VV

^fqr

Wie in der Figur gezeigt, beruht der folgende Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, für das Nutz-Mobilgerät einen optimalen Satz von räumlichen Gewichtungen anhand der statistischen Daten und des oder der zuvor erhaltenen Frequenztranspositionsoperatoren und anhand eines Nutzsignal-Verstärkungs- und Störer-Dämpfungskriteriums zu berechnen.
Anschließend gewichtet man die Beiträge jedes Aufnehmers zu dem zu sendenden digitalen Signal jeweils anhand der aus den räumlichen Gewichtungen des optimalen Satzes erhaltenen Gewichtungen.
Schließlich wird das so gewichtete digitale Signal gesendet.
Bei der oben erwähnten ersten Ausgestaltung kann man die drei oben beschriebenen Schritte (das Berechnen eines optimalen Satzes von räumlichen Gewichtungen, das Gewichten des zu sendenden Signals und das Senden des gewichteten Signals) folgendermaßen durchführen:

– man berechnet einen Vektor von räumlichen Gewichtungen w_f1 so, dass die Matrizen R_XX ^f1, Ř_VV ^f1 und der Vektor w_f1 ein geeignetes Nutzsignal-Verstärkungs- und Störer-Dämpfungskriterium erfüllen;
– man wendet die Umkehrung des Frequenztranspositionsoperators, mit T_f1,f2 ^–1 bezeichnet, auf den Gewichtungsvektor w_f1 an, um den optimalen Satz von räumlichen Gewichtungen in Form eines Vektors w_f2 = T_f1·f2 ^–1w·_f1 zu erhalten;
– für m von 1 bis N multipliziert man das von dem m-ten Aufnehmer der Antenne an das Mobilgerät zu sendende Signal mit der m-ten Komponente des konjugierten transponierten optimalen Gewichtungsvektors w_f2 ⁺.

Wenn bei dieser Ausgestaltung die Autokorrelationsmatrix Ř_VV ^f1 anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne aufgestellt wird, beruht das Kriterium darin, als Gewichtungsvektor w_f1 den Vektor w_f1 zu wählen, der das Verhältnis (w_f1 ⁺·R_VV ^f1·w_f1)/(w_f1 ⁺·R_XX ^f1·w_f1) minimal macht, und wenn die Autokorrelationsmatrix R_VV ^f1 anhand des von den verschiedenen Aufnehmern der Antenne empfangenen Nutzsignals aufgestellt wird, beruht das Kriterium darin, als Gewichtungsvektor w_f1 den Vektor w_f1 zu wählen, der das Verhältnis (w_f1 ⁺·R_VV ^f1·w_f1)/(w_f1 ⁺·R_XX ^f1·w_f1) maximal macht.
Als Variante kann man in der ersten Ausgestaltung die drei ersten Schritte wie folgt ausführen:

– man wendet den Frequenztranspositionsoperator T_f1·f2 auf die Matrix R_XX ^f1 an, um eine Matrix R_XX ^f2 = T_f1·f2·R_XX ^f1·T_f1·f2 ⁺ zu erhalten;
– man wendet den Frequenztranspositionsoperator T_f1·f2 auf die Matrix R_VV ^f1 an, um eine Matrix R_VV ^f2 = T_f1·f2·R_VV ^f1·T_f1·f2 ⁺ zu erhalten;
– man berechnet den optimalen Satz von Gewichtungen in Form eines Vektor w_f2 so, dass die Matrizen R_XX ^f2, R_VV ^f2 und der Vektor w_f2 ein geeignetes Nutzsignal-Verstärkungs- und Störer-Dämpfungskriterium erfüllen;
– für m von 1 bis N multipliziert man das von dem m-ten Aufnehmer der Antenne an das Mobilgerät zu sendende Signal mit der m-ten Komponente des optimalen konjugierten transponierten Gewichtungsvektors w_f2 ⁺.

Wenn bei dieser Variante die Autokorrelationsmatrix R_VV ^f1 anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne aufgestellt wird, beruht das Kriterium darin, als Gewichtungsvektor w_f2 den Vektor w_f2 zu wählen, der das Verhältnis (w_f2 ⁺·R_VV ^f2·w_f2)/(w_f2 ⁺·R_XX ^f2·w_f2) minimal macht, und wenn die Autokorrelationsmatrix R_VV ^f1 anhand des von den verschiedenen Aufnehmern der Antenne empfangenen Nutzsignals aufgestellt wird, beruht das Kriterium darin, als optimalen Gewichtungsvektor w_f2 den Vektor w_f2 zu wählen, der das Verhältnis (w_f2 ⁺·R_VV ^f2 ₂·w_f2)/(w_f2 ⁺·R_XX ^f2·w_f2) maximal macht.
Bei der oben erwähnten zweiten speziellen Ausgestaltung kann man die gleichen drei Schritte wie folgt ausführen:
für die Empfangsträgerfrequenz f_q0r berechnet man einen Vektor von räumlichen Gewichtungen w_fq0r so, dass die Matrizen R_XX ^fq0r R_VV ^fq0r und der Vektor w_fq0r ein geeignetes Nutzsignal-Verstärkungs- und Störer-Dämpfungskriterium erfüllen;

– für jede Sendeträgerfrequenz f_qe wendet man die Umkehrung des Frequenztranspositionsoperators mit T_fq0r·fqe ^–1 bezeichnet, auf den Gewichtungsvektor w_fq0r an, um den optimalen Satz von räumlichen Gewichtungen in Form eines Vektors w_fqe = T_fq0r·fqe ^–1·w_fq0r zu erhalten;
– für m von 1 bis N multipliziert man das auf der Sendeträgerfrequenz f_qe von dem m-ten Aufnehmer der Antenne an das Mobilgerät zu sendende Signal mit der m-ten Komponente des konjugierten transponierten optimalen Gewichtungsvektors w_fqe ⁺.

Wenn bei dieser Ausgestaltung die Autokorrelationsmatrix R_VV ^fqr anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne aufgestellt wird, beruht das Kriterium darin, als Gewichtungsvektor w_fq0r den Vektor w_fq0r zu wählen, der das Verhältnis (w_fq0r ⁺·R_VV ^fq0r·w_fq0r)/(w_fq0r ⁺·R_XX ^fq0r·w_fq0r) minimal macht, und wenn die Autokorrelationsmatrix R_VV ^fqr anhand des von den verschiedenen Aufnehmern der Antenne empfangenen Nutzsignals aufgestellt wird, beruht das Kriterium darin, als optimalen Gewichtungsvektor w_fq0r den Vektor w_fq0r zu wählen, der das Verhältnis (w_fq0r ⁺·R_VV ^fq0r·w_fq0r)/(w_fq0r ⁺·R_XX ^fq0r·w_fq0r) maximal macht.
Als Variante kann man bei der zweiten Ausgestaltung die gleichen drei Schritte wie folgt ausführen:

– man wendet jeweils auf die K Matrizen Ř_XX ^fqr die entsprechenden K Frequenztranspositionsoperatoren T_fqr·fq0r an, um K Matrizen Ř_XX ^fq0r = T_fqr·fq0rŘ_XX ^fqrT_fqr·fq0r ⁺ zu erhalten;
– man wendet die K Frequenztranspositionsoperatoren T_fqr·fq0r jeweils auf die K Matrizen Ř_VV ^fqr an, um K Matrizen Ř_VV ^fq0r = T_fqr·fq0rŘ_VV ^fqrT_fqr·fq0r ⁺ zu erhalten;
– man berechnet den Mittelwert R_XX ^fq0r der K Matrizen Ř_XX ^fq0r und den Mittelwert R_VV ^fq0r der K Matrizen Ř_VV ^fq0r;
– für jede Sendeträgerfrequenz f_qe wendet man den Frequenztranspositionsoperator T_fq0r·fqe auf die mittlere Matrix R_XX ^fq0r an, um eine Matrix R_XX ^fqe = T_fq0r·fqe·R_XX ^fq0r·T_fq0r·fqe ⁺ zu erhalten;
– für jede Sendeträgerfrequenz F_qe wendet man den Frequenztranspositionsoperator T_fq0r·fqe auf die mittlere Matrix R_VV ^fq0r an, um eine Matrix R_VV ^fqe = T_fq0r·fqe·R_VV ^fq0r·T_fq0r·fqe ⁺ zu erhalten;
– für jede Sendeträgerfrequenz f_qe berechnet man den optimalen Satz von räumlichen Gewichtungen in Form eines Vektors w_fqe so, dass die Matrizen R_XX ^fqe, R_VV ^fqe und der Vektor w_fqe ein geeignetes Nutzsignal-Verstärkungs- und Störer-Dämpfungskriterium erfüllen

_qe

_fqe

⁺

Wenn bei dieser Variante die Autokorrelationsmatrix R_VV ^fqr anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne aufgestellt wird, beruht das Kriterium darin, als Gewichtungsvektor w_fqe den Vektor w_fqe zu wählen, der das Verhältnis (w_fqe ⁺·R_VV ^fqe·w_fqe)/(w_fqe ⁺·R_XX ^fqe·w_fqe) minimal macht, und wenn die Autokorrelationsmatrix R_VV ^fqr anhand des von den verschiedenen Aufnehmern der Antenne empfangenen Nutzsignals aufgestellt wird, beruht das Kriterium darin, als optimalen Gewichtungsvektor w_fqe den Vektor w_fqe zu wählen, der das Verhältnis (w_fqe ⁺·R_VV ^fqe·w_fqe)/(w_fqe ⁺·R_XX ^fqe·w_fqe) maximal macht.
Bei noch einer anderen Ausführungsvariante ist der Frequenztranspositionsoperator (Schritt c des Verfahrens) implizit. Das Vorgehen ist dann wie folgt. Man bestimmt einen Satz von Gewichtungen W_fqr, der bei der Empfangsfrequenz optimal ist. Anschließend berechnet man den Satz von Gewichtungen bei der Sendefrequenz, indem im Sinne der kleinsten Quadrate das Antennendiagramm W*_fqeS_λe(α) bei f_qe an das Antennendiagramm W*_fqrS_λ(α) bei der Empfangsfrequenz f_qr angepasst wird.
Die so erhaltenen Gewichtungen sind gleich T_fqefqr*W_fqr, wobei T_fqefqr die Frequenztranspositionsmatrix von f_qe auf f_qr ist.
Eine solche Variante ist unter dem Gesichtspunkt der eingesetzten Mittel, Funktionen und des Ergebnisses völlig äquivalent zu der oben im Detail beschriebenen.

Claims

Verfahren zum Senden eines digitalen Signals, bestehend aus aufeinanderfolgenden Rahmen von Abtastwerten, durch eine Basisstation, die mit einer Antenne mit mehreren Aufnehmern ausgestattet ist, an ein festgelegtes Mobilgerät in Anwesenheit von Störern und Hintergrundrauschen mit Hilfe wenigstens einer Empfangs-Trägerfrequenz und wenigstens einer Sende-Trägerfrequenz, bei dem: – vor dem Senden: (a) für jede Empfangs-Trägerfrequenz eine Empfangs-Kalibriertabelle aufgestellt wird, die für die Schwankung des Beitrages, je nach Empfangsrichtung, der verschiedenen Aufnehmer beim Empfang der Empfangs-Trägerfrequenz repräsentativ ist; (b) für jede Sende-Trägerfrequenz eine Sende-Kalibriertabelle aufgestellt wird, die für die Schwankung, je nach Senderichtung, des Beitrages der verschiedenen Aufnehmer beim Senden mit der Sende-Trägerfrequenz repräsentativ ist; (c) wenigstens ein Frequenzverschiebungsoperator berechnet wird, der eine besagte Empfangs-Kalibriertabelle näherungsweise in eine Sende-Kalibriertabelle umwandelt; – dann, beim Senden: (d) statistische Daten anhand von mehreren Abtastwerten von mehreren Rahmen der von den verschiedenen Aufnehmern von dem Mobilgerät und den Störern kommend empfangenen Signale berechnet werden; (e) für das Mobilgerät ein optimaler Satz von räumlichen Gewichtungen anhand der statistischen Daten, des oder der Frequenzumwandlungsoperatoren und eines Nutzsignalverstärkungs- und Störerdämpfungskriteriums berechnet wird; (f) die Beiträge jedes Aufnehmers zu dem zu sendenden digitalen Signal jeweils mit Gewichtungen gewichtet werden, die anhand der räumlichen Gewichtungen des optimalen Satzes erhalten werden; (g) das so gewichtete digitale Signal gesendet wird; wobei in dem Verfahren eine einzige Empfangs-Trägerfrequenz f₁ und eine einzige Sende-Trägerfrequenz f₂ verwendet wird, so dass in Schritt (c): – ein einziger Frequenzverschiebungs-Matrixoperator T_f1,f2 berechnet wird, der die der Frequenz f₁ zugeordnete Empfangs-Kalibriertabelle C₁ in die der Frequenz f₂ zugeordnete Sende-Kalibriertabelle C₂ umwandelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: (d1) für jeden Rahmen eines Satzes von M nicht notwendigerweise aufeinanderfolgenden, von der Antenne empfangenen Rahmen, wobei M klein genug ist, damit die Ankunftswinkel der von den Mobilgeräten kommenden Mehrfachwege an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne stabil sind: – eine Matrix R ~_xx ^f1 = X_f1(t)·X_f1 ⁺(t) berechnet wird, – wobei X_f1(t) ein Vektor mit N Komponenten ist, dessen m-te Komponente bei der Trägerfrequenz f₁ das zum Zeitpunkt t von den Mobilgeräten kommend von dem m-ten Aufnehmer der Antenne empfangene Signal darstellt, wobei m von 1 bis N variiert, wobei (·)⁺ die konjugiert transponierte Matrix bezeichnet und wobei t eine Menge von Abtastwerten des Rahmens beschreibt, und – eine Matrix R ~_vv ^f1 anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an jedem der N Aufnehmer der Antenne oder anhand des von diesen Aufnehmern empfangenen Nutzsignals abgeschätzt wird; dann: – der Mittelwert der M Matrizen R ~_xx ^f1 berechnet wird, um eine Autokorrelationsmatrix R_xx ^f1 zu erhalten, die ein Schätzwert von E(X_f1(t·X_f1 ⁺(t)) ist, wobei E den mathematischen Erwartungswert bezeichnet und – der Mittelwert der M Matrizen R ~_vv ^f1 berechnet wird, um eine Autokorrelationsmatrix R_vv ^f1 zu erhalten, die einen Schätzwert für E(V_f1(t)·V_f1 ⁺(t)) ist, wobei V_f1(t) ein Vektor mit N Komponenten ist, dessen m-te Komponente bei der Trägerfrequenz f₁ den Beitrag der Störer und des Untergrundrauschens am m-ten Aufnehmer repräsentiert, wobei m von 1 bis N variiert.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass (e1) ein Vektor von räumlichen Gewichtungen w_f1 so berechnet wird, dass die Matrizen R_xx ^f1, R_vv ^f1 und der Vektor W_f1 ein geeignetes Nutzsignalverstärkungs- und Störerabschwächungskriterium erfüllen; (e2) die Umkehrung des Frequenzverschiebungsoperators, mit T_f1,f2 ^–1 bezeichnet, auf den Gewichtungsvektor w_f1 angewendet wird, um besagten optimalen Satz von räumlichen Gewichtungen in Form eines Vektors w_f2 = T_f1,f2 ^–1·w_f1 zu erhalten; (f1) für m von 1 bis N das Signal, das von dem m-ten Aufnehmer der Antenne an das Mobilgerät gesendet werden soll, mit der m- ten Komponente des transponierten konjugierten optimalen Gewichtungsvektors w_f2 multipliziert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Autokorrelationsmatrix R_vv ^f1 anhand der Beiträge der Störer und des Hintergrundrauschens an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass (e11) das Kriterium darin beruht, als Gewichtungsvektor w_f1 den Vektor w_f1 zu wählen, der das Verhältnis (w_f1 ⁺·R_vv ^f1·w_f1)/(w_f1 ⁺·R_xx ^f1·w_f1) minimal macht.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Autokorrelationsmatrix R_vv ^f anhand des von den verschiedenen Aufnehmern der Antenne empfangenen Nutzsignals aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass (e11) das Kriterium darin beruht, als Gewichtungsvektor w_f1 den Vektor w_f1 zu wählen, der das Verhältnis (w_f1 ⁺·R_vv ^f1·w_f1)/(w_f1 ⁺·R_xx ^f1·w_f1) maximal macht.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass (e1) der Frequenzverschiebungsoperator T_f1,f2 auf die Matrix R_xx ^f1 angewendet wird, um eine Matrix R_xx ^f2 = T_f1,f2·R_xx ^f1·T_f1,f2 ⁺ zu erhalten; (e2) der Frequenzverschiebungsoperator T_f1,f2 auf die Matrix R_vv ^f1 angewandt wird, um eine Matrix R_vv ^f2 = T_f1,f2·R_vv ^f1·T_f1,f2 ⁺ zu erhalten; (e3) der optimale Satz von räumlichen Gewichtungen in Form eines Vektors w_f2 so berechnet wird, dass die Matrizen R_xx ^f2 R_vv ^f2 und der Vektor W_f2 ein geeignetes Nutzsignalverstärkungs- und Störerdämpfungskriterium erfüllen; (f1) für m von 1 bis N das von dem m-ten Aufnehmer der Antenne an das Mobilgerät zu sendende Signal mit der m-ten Komponente des transponierten konjugierten optimalen Gewichtungsvektors w_f2 ⁺ multipliziert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Autokorrelationsmatrix R_vv ^f1 anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass (e33) das Kriterium darin beruht, als Gewichtungsvektor w_f2 den Vektor w_f2 zu wählen, der das Verhältnis (w_f2 ⁺·R_vv ^f2·w_f2)/w_f2 ⁺·R_xx ^f2·w_f2) minimal macht.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Autokorrelationsmatrix R_vv ^f1 anhand des von den verschiedenen Aufnehmern der Antenne empfangenen Nutzsignals aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass (e33) das Kriterium darin beruht, als Gewichtungsvektor w_f2 den Vektor w_f2 zu wählen, der das Verhältnis (w_f2 ⁺·R_vv ^f2·w_f2)/(w_f2 ⁺·R_xx ^f2·_f2) maximal macht.
Verfahren nach Anspruch 2 in Gegenwart von P Mobilgeräten, darunter einem Nutz-Mobilgerät, mit dem die Kommunikation herzustellen ist, wobei die P-1 anderen Mobilgeräte Störer darstellen, bei dem die Matrix R ~_vv ^f1 anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abschätzen der Matrix R ~_vv ^f1 (d11) für k von 1 bis P und m von 1 bis N die Impulsantwort {g_k,m,1,..., g_k,m,L}, wobei L eine ganze Zahl ist, des Ausbreitungskanals bestimmt wird, der das k-te Mobilgerät mit dem m-ten Aufnehmer der Antenne verbindet; (d12) räumliche Korrelationsmatrizen mit N Zeilen und N Spalten
aufgestellt werden, wobei das j-te Mobilgerät das Nutz-Mobilgerät ist, G_ki der Spaltenvektor {g_k,1,i, ...,g_k,N,i]^T ist und (·)^T die transponierte Matrix bezeichnet; (d13) der Mittelwert dieser räumlichen Korrelationsmatrizen auf einer vorgegebenen Zahl von Rahmen des Signals gebildet wird; (d14) für m von 1 bis N die Varianz σ_I,m ² des Untergrundrauschens am m-ten Aufnehmer abgeschätzt wird; (d15) die in Schritt (d13) erhaltene mittlere Matrix und eine Diagonalmatrix addiert werden, bei der für m von 1 bis N der sich auf der m-ten Linie und der m-ten Spalte befindliche Term die Varianz σ_I,m ² ist, und wobei die erhaltene Summenmatrix die Matrix R ~_vv ^f1 darstellt.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Matrix R ~_vv ^f1 anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abschätzen der Matrix R ~_vv ^f1 (d11) mit Hilfe einer Trainingssequenz von L_ref Abtastwerten für m von 1 bis N im Sinne der Kleinste-Quadrate-Näherung die Impulsantwort des Ausbreitungskanals abgeschätzt wird, der das Mobilgerät mit dem m-ten Aufnehmer der Antenne verbindet, wobei der Rest b_m dieser Abschätzung ein Spaltenvektor ist, der einen Schätzwert für den Beitrag der Störer und des Untergrundrauschens am m-ten Aufnehmer darstellt; (d12) die Matrix B gebildet wird, die als Zeilen die N Vektoren b_m ^T hat; (d13) der Ausdruck (1/L_B)·B·B⁺ gebildet wird, wobei L_B die Zahl von Spalten der Matrix B bezeichnet und die erhaltene Matrix die Matrix R ~_vv ^f1 bildet.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Matrix R ~_vv ^f1 anhand des von den verschiedenen Aufnehmern der Antenne empfangenen Nutzsignals aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abschätzen der Matrix R ~_vv ^f1 (d11) für m von 1 bis N die Impulsantwort {g_m,1, ..., g_m,L}, wobei L eine ganze Zahl ist, des Ausbreitungskanals bestimmt wird, der das Mobilgerät mit dem m-ten Aufnehmer der Antenne verbindet; (d12) räumliche Korrelationsmatrizen mit N Zeilen und N Spalten
gebildet werden, wobei G_i der Spaltenvektor [g_1,i,...., g_N,i]⁺ ist (d13) der Mittelwert dieser räumlichen Korrelationsmatrizen über eine vorgegebene Zahl von Rahmen des Signals gebildet wird, wobei die erhaltene Matrix die Matrix R ~_vv ^f1 bildet.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Matrix R ~_vv ^f1 anhand des von den verschiedenen Aufnehmern der Antenne empfangenen Nutzsignals aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abschätzen der Matrix R ~_vv ^f1 (d11) mit Hilfe einer Trainingssequenz von L_ref Abtastwerten für m von 1 bis N im Sinne der Kleinste-Quadrate-Näherung die Impulsantwort {g_m,1, ..., g_m,l}, wobei L eine ganze Zahl ist, des Ausbreitungskanals abgeschätzt wird, der das Mobilgerät mit dem m-ten Aufnehmer der Antenne verbindet; (d12) räumliche Korrelationsmatrizen mit N Zeilen und N Spalten
gebildet werden, wobei G_i der Spaltenvektor [g_1,i, ..., g_N,i]^T ist; (d13) der Mittelwert dieser räumlichen Korrelationsmatrizen über eine vorgegebene Zahl von Rahmen des Signals gebildet wird, wobei die erhaltene Matrix die Matrix R ~_vv ^f1 bildet.
Verfahren zum Senden eines aus aufeinanderfolgenden Rahmen von Abtastwerten gebildeten digitalen Signals durch eine mit einer Antenne mit mehreren Aufnehmern ausgestattete Basisstation zu einem vorgegebenen Mobilgerät in Anwesenheit von Störern und von Untergrundrauschen mit Hilfe wenigstens einer Empfangs-Trägerfrequenz und wenigstens einer Sende-Trägerfrequenz, bei dem: – vor dem Senden: (a) für jede Empfangs-Trägerfrequenz eine Empfangs-Kalibriertabelle aufgestellt wird, die für die Schwankung des Beitrages, je nach Empfangsrichtung, der verschiedenen Aufnehmer beim Empfang der Empfangs-Trägerfrequenz repräsentativ ist, (b) für jede Sende-Trägerfrequenz eine Sende-Kalibriertabelle aufgestellt wird, die für die Schwankung des Beitrages, je nach Senderichtung, der verschiedenen Aufnehmer beim Senden mit der Sende-Trägerfrequenz repräsentativ ist; (c) wenigstens ein Frequenzverschiebungsoperator berechnet wird, der näherungsweise eine besagte Empfangs-Kalibriertabelle in eine Sende- oder Empfangs-Kalibriertabelle umwandelt; – dann, beim Senden: (d) statistische Daten anhand von mehreren Abtastwerten von mehreren Rahmen der von den verschiedenen Aufnehmern von dem Mobilgerät und den Störern kommend empfangenen Signale berechnet werden; (e) für das Mobilgerät ein optimaler Satz von räumlichen Gewichtungen anhand der statistischen Daten des oder der Frequenzverschiebungsoperatoren und eines Nutzsignalverstärkungs- und Störerdämpfungskriteriums berechnet wird; (f) die Beiträge jedes Aufnehmers zu dem zu sendenden digitalen Signal jeweils mit Gewichtungen gewichtet werden, die anhand der räumlichen Gewichtungen des optimalen Satzes erhalten werden; (g) das so gewichtete digitale Signal gesendet wird, wobei bei dem Verfahren mehrere Empfangs-Trägerfrequenzen f_qr und mehrere Sende-Trägerfrequenzen f_qe verwendet werden und jeder Rahmen des digitalen Signals mit Hilfe einer bis auf eine periodische Wiederkehr unterschiedlichen Trägerfrequenz gesendet wird, so dass in Schritt a): (a1) ferner für eine willkürlich gewählte Empfangs-Trägerfrequenz f_q0r eine Empfangs-Kalibriertabelle C_q0r aufgestellt wird, die für die Schwankung des Beitrages, je nach Empfangsrichtung, der verschiedenen Aufnehmer beim Empfang der Empfangs-Trägerfrequenz f_q0r repräsentativ ist; und in Schritt c) (c1) für jede besagte Empfangs-Trägerfrequenz f_qr ein matrixartiger Frequenzverschiebungsoperator T_fqr·fq0r berechnet wird, der die der Frequenz f_qr zugeordnete Empfangs-Kalibriertabelle in die der Frequenz f_q0r zugeordnete Empfangs-Kalibriertabelle C_q0r umwandelt; (c2) für jede besagte Sende-Trägerfrequenz f_qe ein matrixartiger Frequenzverschiebungsoperator T_fq0r·fqe berechnet wird, der die der Frequenz f_q0r zugeordnete Kalibriertabelle C_q0r in die der Frequenz f_qe zugeordnete Empfangs-Kalibriertabelle C_qe umwandelt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass: (d1) für jeden Rahmen eines Satzes von K nicht notwendigerweise aufeinanderfolgenden, von der Antenne empfangenen Rahmen, wobei K klein genug ist, damit die Eintreffwinkel der von dem Mobilgerät kommenden Mehrfachwege an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne stabil sind, – eine Matrix R ~_xx ^fqr = X_fqr(t)·X_fqr ⁺(t) berechnet wird, wobei X_fqr(t) ein Vektor mit N Komponenten ist, dessen m-te Komponente bei der Trägerfrequenz f_qr das zum Zeitpunkt t von dem Mobilgerät kommend vom m-ten Aufnehmer der Antenne empfangene Signal für m von 1 bis N darstellt, und t einen Satz von Abtastwerten des Rahmens beschreibt, – eine Matrix R ~_vv ^fqr anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an jedem der N Aufnehmer der Antenne oder anhand des von diesen Aufnehmern empfangenen Nutzsignals abgeschätzt wird; dann – der Mittelwert der K Matrizen R ~_xx ^fqr berechnet wird, um eine Autokorrelationsmatrix R_xx ^fqr zu erhalten, die ein Schätzwert für E(X_fqr(t)·X_fqr ⁺(t)) ist, und – der Mittelwert der M Matrizen R ~_vv ^fqr berechnet wird, um eine Autokorrelationsmatrix R_vv ^fqr zu erhalten, die ein Schätzwert für E(V_fqr(t)·V_fqr ⁺(t)) ist, wobei V_fqr(t) ein Vektor mit N Komponenten ist, dessen m-te Komponente bei der Trägerfrequenz f_qr den Beitrag der Störer und des Untergrundrauschens am m-ten Aufnehmer der Antenne oder das von diesem Aufnehmer empfangene Signal für m von 1 bis N darstellt.
Verfahren nach Anspruch 14 in Anwesenheit von P Mobilgeräten, darunter ein Nutz-Mobilgerät, mit dem die Kommunikation herzustellen ist, wobei die P-1 anderen Mobilgeräte Störer bilden, bei welchem die Matrix R ~_vv ^fqr anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abschätzen der Matrix R ~_vv ^fqr (d11) für k von 1 bis P und m von 1 bis N die Impulsantwort {g_k,m,1, ..., g_k,m,L}, wobei L eine ganze Zahl ist, des Ausbreitungskanals bestimmt wird, der das k-te Mobilgerät mit dem m-ten Aufnehmer der Antenne verbindet; (d12) räumliche Korrelationsmatrizen mit N Zeilen und N Spalten
gebildet werden, wobei das j-te Mobilgerät das Nutz-Mobilgerät ist, G_k,i der Spaltenvektor [g_k,1,i, ..., g_k,N,i]^T ist und (·)^T die transponierte Matrix bezeichnet; (d13) der Mittelwert dieser räumlichen Korrelationsmatrizen über eine vorgegebene Zahl von Rahmen des Signals gebildet wird; (d14) für m von 1 bis N die Varianz σ_I,m ² des Untergrundrauschens am m-ten Aufnehmer gebildet wird; (d15) die in Schritt (d13) erhaltene mittlere Matrix und eine Diagonalmatrix addiert werden, bei der für m von 1 bis N der auf der m-ten Zeile und in der m-ten Spalte liegende Term die Varianz σ_I,m ² ist, und die erhaltene Summenmatrix die Matrix R ~_vv ^fqr bildet.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Matrix R_vv ^fqr anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abschätzen der Matrix R ~_vv ^fqr (d11) mit Hilfe einer Trainingssequenz von L_ref Abtastwerten für m von 1 bis N im Sinne der Kleinste-Quadrate-Näherung die Impulsantwort des Kanals abgeschätzt wird, der das Mobilgerät mit dem m-ten Aufnehmer der Antenne verbindet, wobei der Rest b_m dieser Abschätzung ein Spaltenvektor ist, der einen Schätzwert für den Beitrag der Störer und des Untergrundrauschens am m-ten Aufnehmer bildet; (d12) die Matrix B gebildet wird, die als Zeilen die N Vektoren b_m ^T hat; (d13) der Ausdruck (1/L_B)·B·B⁺ berechnet wird, wobei L_B die Zahl von Spalten der Matrix B bezeichnet und die erhaltene Matrix die Matrix R ~_vv ^fqr darstellt.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Matrix R ~_vv ^fqr anhand des von den verschiedenen Aufnehmern der Antenne empfangenen Nutzsignals aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abschätzen der Matrix R ~_vv ^fqr (d11) für m von 1 bis N die Impulsantwort {g_m,1, ..., g_m,L}, wobei L eine ganze Zahl ist, des Ausbreitungskanals bestimmt wird, der das Mobilgerät mit dem m-ten Aufnehmer der Antenne verbindet; (d12) räumliche Korrelationsmatrizen mit N Zeilen und N Spalten
gebildet werden, wobei G_i der Spaltenvektor [g_1,i,..., g_N,i]^T ist; (d13) der Mittelwert dieser räumlichen Korrelationsmatrizen über eine vorgegebene Zahl von Rahmen des Signals gebildet wird, wobei die erhaltene Matrix die Matrix R ~_vv ^fqr bildet.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Matrix R ~_vv ^fqr anhand des von den verschiedenen Aufnehmern der Antenne empfangenen Nutzsignals aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abschätzen der Matrix R ~_vv ^fqr (d11) mit Hilfe einer Trainingssequenz von L_ref Abtastwerten für m von 1 bis N im Sinne der Kleinste-Quadrate-Näherung die Impulsantwort {g_m,1, ..., g_m,l}, wobei L eine ganze Zahl ist, des Ausbreitungskanals abgeschätzt wird, der das Mobilgerät mit dem m-ten Aufnehmer der Antenne verbindet; (d12) räumliche Korrelationsmatrizen mit N Zeilen und N Spalten
gebildet werden, wobei G_i der Spaltenvektor [g_1,i, ..., g_N,i]^T ist; (d13) der Mittelwert dieser räumlichen Korrelationsmatrizen über eine vorgegebene Zahl von Rahmen des Signals gebildet wird, wobei die erhaltene Matrix die Matrix R ~_vv ^fqr bildet.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass (e1) für die Empfangs-Trägerfrequenz f_q0r ein Vektor von räumlichen Gewichtungen w_fq0r so berechnet wird, dass die Matrizen R_xx ^fq0r, R_vv ^fq0r und der Vektor W_fq0r ein geeignetes Nutzsignalverstärkungs- und Störerdämpfungskriterium erfüllen; (e2) für jede Sende-Trägerfrequenz f_qe die Umkehrung des Frequenzverschiebungsoperators, mit T_fq0r,fge ^–1 bezeichnet, auf den Gewichtungsvektor w_fq0r angewendet wird, um den optimalen Satz von räumlichen Gewichtungen in Form eines Vektors w_fqe = T_fq0rfge ^–1·w_fq0r zu erhalten; (f1) für m von 1 bis N das auf der Sende-Trägerfrequenz f_qe von dem m-ten Aufnehmer der Antenne an das Mobilgerät zu sendende Signal mit der m-ten Komponente des optimalen transponierten konjugierten Gewichtungsvektors w_qe ⁺ multipliziert wird.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Autokorrelationsmatrix R_vv ^fqr anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass (e11) das Kriterium darin beruht, für einen Gewichtungsvektor w_fq0r den Vektor W_fq0r zu wählen, der das Verhältnis (W_fq0r ⁺·R_vv ^fq0r·W_fq0r)/(W_fq0r+·R_xx ^fq0r·W_fq0r) minimal macht.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Autokorrelationsmatrix R_vv ^fqr anhand des von den verschiedenen Aufnehmern der Antenne empfangenen Nutzsignals aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass (e11) das Kriterium darin beruht, als Gewichtungsvektor w_fq0r den Vektor W_fq0r zu wählen, der das Verhältnis (W_fq0r ⁺·R_vv ^fq0r·W_fq0r)/(W_fq0r ⁺·R_xx ^fq0r·W_fq0r) maximal macht.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass (e1) auf die K Matrizen R ~_xx ^fqr die entsprechenden K Frequenzverschiebungsoperatoren T_fqr,fq0r angewandt werden, um R ~_xx ^fq0r = T_fqr,fq0r·R ~_xx ^fqr·T_fqr,fq0r ⁺ zu erhalten; (e2) die K Frequenzverschiebungsoperatoren T_fqr,fq0r jeweils auf die K Matrizen R ~_vv ^fqr angewandt werden, um K Matrizen R ~_vv ^fq0r T_fqr,fq0r·R ~_vv ^fqr·T_fqr,fq0r ⁺ zu erhalten; (e3) der Mittelwert R_xx ^fq0r der K Matrizen R ~_xx ^fqr und der Mittelwert R_vv ^fq0r der K Matrizen R ~_vv ^fq0r berechnet wird; (e4) für jede Sende-Trägerfrequenz f_qe der Frequenzverschiebungsoperator T_fq0r,fqe auf die mittlere Matrix R_xx ^fq0r angewandt wird, um eine Matrix R_xx ^fqe = T_fq0r,fqe·R_xx ^fq0r·T_fq0r,fge ⁺ zu erhalten; (e5) für jede Sende-Trägerfrequenz f_qe der Frequenzverschiebungsoperator auf die mittlere Matrix R_vv ^fq0r angewandt wird, um eine Matrix R_vv ^fqe = T_fq0r,fqe·R_vv ^fq0r·T_fq0r,fqe ⁺ zu erhalten; (e6) für jede Sende-Trägerfrequenz f_qe der optimale Satz von räumlichen Gewichtungen in Form eines Vektors w_fqe so berechnet wird, dass die Matrizen R_xx ^fqe, R_vv ^fqe und der Vektor W_fqe ein geeignetes Nutzsignalverstärkungs- und Störerdämpfungskriterium erfüllen; (f1) für m von 1 bis N das auf der Sende-Trägerfrequenz f_qe von dem m-ten Aufnehmer der Antenne an das Mobilgerät zu sendende Signal mit der m-ten Komponente des konjugiert transponierten optimalen Gewichtungsvektors w_fqe ⁺ multipliziert wird.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Autokorrelationsmatrix R_vv ^fqr anhand der Beiträge der Störer und des Untergrundrauschens an den verschiedenen Aufnehmern der Antenne aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass (e61) das Kriterium darin beruht, als Gewichtungsvektor w_fqe den Vektor w_fqe zu wählen, der das Verhältnis (w_fqe ⁺·R_vv ^fqe·w_fqe)/(w_fge ⁺·R_xx ^fqe·w_fqe) minimal macht.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Autokorrelationsmatrix R_vv ^fqr anhand des von den verschiedenen Aufnehmern der Antenne empfangenen Nutzsignals aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass (e61) das Kriterium darin beruht, als Gewichtungsvektor w_fqe den Vektor w_fqe zu wählen, der das Verhältnis (w_fqe ⁺·R_vv ^fqe·w_fqe)/(w_fqe ⁺·R_xx ^fqe·w_fqe) maximal macht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufstellen besagter Empfangs-Kalibriertabelle (a1) eine Matrix gebildet wird, bei der jede Spalte ein Richtvektor ist, dessen m-te Komponente das Signal darstellt, das vom m-ten Aufnehmer, wobei m von 1 bis N variiert und N die Zahl von Aufnehmern ist, in dem Fall empfangen würde, dass eine ebene Welle mit Frequenz gleich der Trägerfrequenz und kommend aus einer Richtung, die durch einen vorgegebenen, dem Richtvektor eigentümlichen Winkel definiert ist, empfangen würde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 13 und 25, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufstellen jeder besagter Sende-Kalibriertabelle (b1) eine Matrix gebildet wird, bei der jede Spalte ein Richtvektor ist, dessen m-te Komponente das Signal darstellt, das von dem m-ten Aufnehmer, wobei m von 1 bis N variiert und N die Zahl der Aufnehmer ist, in dem Fall gesendet würde, dass eine ebene Welle mit einer Frequenz gleich der Trägerfrequenz in eine Richtung gesendet würde, die durch einen vorgegebenen, dem Richtvektor eigentümlichen Winkel definiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 13, 25 und 26, dadurch gekennzeichnet, dass (c1) der Operator eine angenäherte Umwandlung im Sinne der Kleinste-Quadrate-Näherung durchführt;
Verfahren nach einem beliebigen Ansprüche 1, 13 und 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass (d1) die statistischen Daten wenigstens mit der Ordnung 2 berechnet werden.