DE19708626C2 - Nach dem Spreizspektrumverfahren arbeitendes Funkkommunikationssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein nach dem Spreizspektrumverfahren arbeitendes Funkkommunikationssystem laut Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein Funkkommunikationssystem dieser Art ist bekannt (US 5 103 459 A). Die Datensequenzen jedes Kommunikationskanals (Sync, Paging oder Voice) werden mit unterschiedlichen orthogonalen Walsh-Codes gespreizt und anschließend mit einer Inphasen(I)- und einer Quadraturphasen(Q)-Pseudonoise-Sequenz multipliziert. Die daraus für jeden Kanal resultierenden beiden Bitströme werden über getrennte FIR (Finite Impulse Response)-Filter von jeweils gleicher Filtercharakteristik gefiltert. Hinter jedem dieser Filter ist ein Modul zum Einstellen der Kanalleistung (Gain) vorgesehen, wodurch die Leistung jedes Kommunikationskanals getrennt einstellbar ist. Anschließend erfolgt dann eine Digital-Analog-Wandlung, die analogen Ausgangssignale aller Kommunikationskanäle werden in zwei Summierern jeweils getrennt für Inphase (I) und Quadraturphase (Q) aufaddiert. Die so gewonnenen analogen I- und Q-Signale werden als Basisbandsignale einem Qua­ draturmodulator (IQ-Modulator) zugeführt.

Bei Anwendung dieses Funkkommunikationssystems beispielsweise im Mobilfunk, wie es im TIA-Standard IS-95 spezifiziert ist, werden 64 Kommunikationskanäle zu einem CDMA (Code Division Multiple Access)-Kanal zusammengefaßt. Dies erfordert bei dem bekannten System insgesamt 128 FIR-Filter und 128 Gain-Module zur Leistungseinstellung, der Schaltungsaufwand ist entsprechend hoch.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Funkkommunikations­ system dieser Art bezüglich Schaltungsaufwand zu vereinfa­ chen.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Funkkommunikationssy­ stem laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kenn­ zeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen er­ geben sich aus den Unteransprüchen.

Beim erfindungsgemäßen Funkkommunikationssystem sind nur noch zwei FIR-Filter erforderlich, da bereits vor der Filterung in einem Mapping-Speicher die Datensequenzen der einzelnen Kom­ munikationskanäle zu digitalen I und Q Werten zusammengefaßt werden. Dadurch wird der Schaltungsaufwand erheblich redu­ ziert. Als besonders vorteilhaft hat es sich außerdem erwie­ sen, gleichzeitig im Mapping-Speicher auch noch die Leistung der einzelnen Kommunikationskanäle durch entsprechende kanal­ spezifische Zuordnungsvorschriften einzustellen, so dass auch die aufwendigen getrennten Gain-Module des bekannten Systems überflüssig werden. Die Zuordnungsvorschrift, die die Bele­ gung des Mapping-Speichers bestimmt, legt neben den Leistun­ gen der Kommunikationskanäle auch das Modulationsverfahren fest, zum Beispiel QPSK-Modulation.

Im einfachsten Fall werden wie beim bekannten System über zwei getrennte Pseudonoise-Generatoren getrennte Inphasen- und Quadraturphasen-Pseudonoise-Sequenzen erzeugt und damit die vorher mit unterschiedlichen orthogonalen Codesequenzen, beispielsweise Walsh-Sequenzen gespreizten Datenströme zu je­ weils zwei getrennten I- und Q-Bitströmen je Kommunikations­ kanal in einem Exclusiv-Oder-Gatter multipliziert, aus denen dann im Mapping-Speicher nach der dort abgespeicherten modu­ lationsspezifischen Zuordnungsvorschrift für alle Kanäle ge­ meinsam die I- und Q-Werte für den Modulator ermittelt wer­ den. Auch dieser Aufwand für die Aufbereitung der I- und Q- Bitströme je Kommunikationskanal kann gemäß einer Weiterbil­ dung der Erfindung dadurch herabgesetzt werden, dass im Sinne des Unteranspruchs 3 die gespreizten Datensequenzen nur mit der I- oder Q-Pseudonoise-Sequenz in einem Exclusiv-Oder-Gat­ ter zu einem einzigen Bitstrom multipliziert werden und die andere Q- bzw. I-Pseudonoise-Sequenz in einer Exclusiv-Oder- Verknüpfung mit der zur Multiplikation benutzten Pseudonoise- Sequenz (I oder Q) verglichen wird. Das Ergebnis dieses Ver­ gleichs wird anschließend bei der Zuordnung zu den Ausgangs- I- bzw. -Q-Werten des Mapping-Speichers entsprechend berück­ sichtigt. Schließlich ergibt sich für ein System mit jeweils gleicher Leistung für alle Kanäle noch eine weitere Aufwands­ reduktion dadurch, dass über einen zusätzlichen Addierer die Datenströme vor dem Mapping-Speicher noch in ihrer Anzahl re­ duziert werden. In einem vergrößerten Mapping-Speicher können in getrennten Speicherbereichen unterschiedliche Zuordnungen für die Einstellung der Leistung der Kanäle gespeichert wer­ den, so dass durch einen einfachen Umschaltvorgang auf eine unterschiedliche Verteilung der Leistung der einzelnen Kanäle umgeschaltet werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeich­ nungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Funkkommunikationssystems bei dem die Benutzer-Daten-Sequen­ zen UD1 bis UDn einer Vielzahl n von Kommunikationskanälen jeweils mit unterschiedlichen Walsh-Sequenzen W1 bis Wn ent­ sprechender Walsh-Generatoren gespreizt werden. Anschließend werden diese Datenströme an Exclusiv-Oder-Gattern mit zwei Pseudonoise-Generatoren PN_I und PN_Q zu jeweils zwei Bitströ­ men D1_i und D1_Q bis Dn_i, Dn_Q multipliziert. Diese Bitströme werden parallel dem Adresseingang eines Mapping-Speichers zu­ geführt. Die parallelen Bitströme werden hierbei taktsynchron am Adresseingang angelegt und damit über die im Speicher ab­ gespeicherte und der jeweiligen Modulationsart entsprechende Zuordnungsvorschrift in zugeordnete I- und Q-Werte umgesetzt, die über getrennte FIR-Filter gefiltert und als Basisbandsi­ gnale zugeführt werden.

Im Mapping-Speicher erfolgt vorzugsweise gleichzeitig eine entsprechende Bewertung der Leistung der einzelnen Kanäle, wie dies in den Tabellen nach Fig. 4 und den Diagrammen nach Fig. 5 für zwei Kommunikationskanäle, beispielsweise UD1 und UD2, dargestellt ist.

Für den ersten Kanal wird beispielsweise eine Leistungsein­ stellung von 0.2, für den zweiten Kanal eine Leistungsein­ stellung von 0.5 angenommen. Weiterhin wird eine QPSK-Modula­ tion angenommen mit der Zuordnung zwischen den binären Daten D_I und D_Q und den Ausgangswerten I und Q gemäß Fig. 4a. Nach Bewertung der Kanäle mit den angenommenen Leistungen ergeben sich für die beiden Kanäle die Zuordnungsschemata nach Fig. 4b. Nach Summation ergibt sich für zwei Kanäle folgendes Gesamtzuordnungsschema und damit der Inhalt des Mapping-Spei­ chers gemäß Fig. 4c. Wird beispielsweise mit einem Takt die Adresse D1_I = 1/D1_Q = 0/D2_I = 0/D2_Q = 1 am Mapping-Speicher angelegt, ergibt sich am Ausgang der Wert +0.3 für I (MAP_I) und der Wert -0.3 für Q (MAP_Q). Wechselt mit dem nächsten Takt die Adresse auf D1_I = 0/D1_Q = 0/D2_I = 0/D2_Q = 0, dann ergibt sich am Aus­ gang für I der Wert +0.7 und für Q der Wert +0.7.

Bei dem System nach Fig. 2 erfolgt eine Multiplikation der Benutzer-Datensequenzen UD1 nur noch mit der I-Pseudonoise- Sequenz PN_I, es werden also nur noch die Inphasen-Bitströme D1_i bis Dn_i erzeugt. Die Quadraturphasen-Pseudonoise-Sequenz PN_Q wird in einer Exclusiv-Oder-Verknüpfung mit der Inphasen- Pseudonoise-Sequenz PN_I verglichen und festgestellt, ob PN_I und PN_Q gleich oder verschieden sind. In Abhängigkeit von diesem Vergleichsergebnis erfolgt im Mapping-Speicher dann die entsprechende Erzeugung der D1_Q- bzw. Dn_Q-Werte, aus de­ nen dann die eigentlichen IQ-Werte am Ausgang des Mapping- Speichers erzeugt werden.

In einem erweiterten Adressbereich des Mapping-Speichers kann eine andere Einstellung für die Leistung der Kanäle (Gain) gespeichert sein. Über den Gain-Schalter kann eine Steuerein­ heit auf eine geänderte Leistungseinstellung umschalten.

Fig. 3 zeigt eine weitere Möglichkeit der Aufwandsreduktion für jeweils gleiche Verstärkung (Gain) in den einzelnen Kanä­ len. Dazu ist vor dem eigentlichen Mapping-Speicher noch ein Addierer angeordnet, in welchem die n-Bitströme D1 bis Dn aufsummiert werden, so dass schließlich nur k (k < n) Daten­ ströme verbleiben, die schließlich dann dem Mapping-Speicher zugeführt und wie vorher beschrieben in IQ-Werte umgesetzt werden.

Claims (5)

1. Nach dem Spreizspektrumverfahren arbeitendes Funkkommuni­ kationssystem, bei dem die Datensequenzen (UD1 bis UDn) einer Vielzahl (n) von Kommunikationskanälen jeweils mit unterschiedlichen orthogonalen Code-Sequenzen (W1 bis Wn) gespreizt und anschließend mit einer Pseudonoise-Sequenz (PN) multipliziert werden, die nach Filterung in einem FIR-Filter als Basisbandsignale (IQ) einem mehrstufigen Quadratur-Modulator zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Multiplika­ tion gewonnenen parallelen Bitströme (D1_i bis Dn_i; D1_Q-Dm_Q) einem Mapping-Speicher zugeführt werden, in welchem eine durch die Modulationsart (z. B. QPSK) bestimmte Zuordnungs­ vorschrift gespeichert ist und durch welchen aus den im Gleichtakt eingelesenen Bits der parallelen Bitströme je­ weils entsprechend zugeordnete I- und Q-Werte ausgelesen werden, die in dem FIR-Filter gefiltert und dem Quadratur- Modulator als Basisbandsignale zugeführt werden.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass im Mapping-Speicher eine zusätzliche Zuord­ nungsvorschrift für die Verstärkung der einzelnen Kommuni­ kationskanäle gespeichert ist und damit gleichzeitig die Leistung jedes einzelnen Kommunikationskanals getrennt eingestellt wird.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die mit den orthogonalen Codese­ quenzen (W1 bis Wn) gespreizten Datensequenzen jeweils nur mit der Inphasen (I)- oder Quadraturphasen (Q)- Pseudonoise-Sequenz (PNI oder PNQ) multipliziert werden und aus dem einmaligen Vergleich der Inphasen- und Qua­ draturphasen-Pseudonoise-Sequenz ein hinreichendes Krite­ rium für die korrekte Ermittlung der I- und Q-Werte am Ausgang des Mapping-Speichers abgeleitet wird.

4. System nach Anspruch 1 oder 3 mit jeweils gleicher Lei­ stung für alle Kommunikationskanäle, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Multiplika­ tion gewonnenen parallelen Bitströme (D1 bis Dn) in einem dem Mapping-Speicher vorgeschalteten Addierer summiert und die so in der Anzahl reduzierten Bitströme (ADR1 bis ADR_k) dem Mapping-Speicher zugeführt werden.

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Mapping-Speicher mehrere unterschiedliche Zuordnungsvorschriften für die Verstärkung der einzelnen Kanäle gespeichert und auswähl­ bar sind.