DE19849544A1

DE19849544A1 - Synchronous rake receiver especially for UMTS

Info

Publication number: DE19849544A1
Application number: DE1998149544
Authority: DE
Inventors: Andreas Falkenberg; Ulf Niemeyer; Christoph Rohe
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1998-10-27
Publication date: 2000-03-30

Abstract

The receiver includes hardware architecture with function units, which feed back the weight when weighting the rake finger when carrying out channel estimation. In a first operation mode of the rake receiver the weight can be calculated and in a second operation mode data symbols can be received. The received signals, the spread code and the weights are complex. In the first operation mode, the multiplexer are switched so that the inputs p are switched to the output. In the second operation mode, the multiplexer are switched so that the input d is switched to the multiplexer output.

Description

Telekommunikationssysteme mit drahtloser Telekommunikation zwischen mobilen und/oder stationären Sende-/Empfangsgeräten sind spezielle Nachrichtensysteme mit einer Nachrichtenüber tragungsstrecke zwischen einer Nachrichtenquelle und einer Nachrichtensenke, bei denen beispielsweise Basisstationen und Mobilteile zur Nachrichtenverarbeitung und -übertragung als Sende- und Empfangsgeräte verwendet werden und bei denen
Telecommunication systems with wireless telecommunication between mobile and / or stationary transceivers are special message systems with a message transmission link between a message source and a message sink, in which, for example, base stations and mobile parts for message processing and transmission are used as transceivers and in which

1) Message processing and messaging in a preferred direction of transmission (simplex mode) or in both transmission directions (duplex operation) can be done
2) the message processing is preferably digital,
3) the transmission of messages over the long distance transmission wirelessly on the basis of various message transmission methods FDMA (Frequency Division Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access) and / or CDMA (Code Division Multiple Access) - z. B. according to radio standards such
DECT [Digital Enhanced (formerly: European) Cordless Tele communication; see. Telecommunications Electronics 42 (1992) Jan./Feb. No. 1, Berlin, DE; U. Pilger "Structure of the DECT standard", pages 23 to 29 in connection with the ETSI publication ETS 300175-1. . .9, October 1992 and the DECT publication of the DECT-Forum, February 1997, pages 1 to 16],
GSM [Groupe Spéciale Mobile or Global System for Mobile Communication; see. Informatik Spektrum 14 (1991) June, No. 3, Berlin, DE; A. Mann: "The GSM standard - Basis for digital European mobile radio networks", pages 137 to 152 in connection with the publication telekom praxis 4/1993, P. Smolka "GSM radio interface - elements and functions", pages 17 to 24] ,
UMTS [Universal Mobile Telecommunication System; see. (1): Kommunikationstechnik Electronics, Berlin 45, 1995, Issue 1, Pages 10 to 14 and Issue 2, Pages 24 to 27; P. Jung, B. Steiner: "Concept of a CDMA mobile radio system with joint detection for the third mobile radio generation"; (2): Kommunikationstechnik Electronics, Berlin 41, 1991, Issue 6, pages 223 to 227 and page 234; PW Baier, P. Jung, A. Klein: "CDMA - an inexpensive multiple access method for frequency-selective and time variant mobile radio channels"; (3): IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences, Vol. E79-A, No. 12, December 1996, pages 1930 to 1937; PW Baier, P. Jung: "CDMA Myths and Realities Revisited"; (4): IEEE Personal Communications, February 1995, pages 38 to 47; A. Urie, M. Streeton, C. Mourot: "An Advanced TDMA Mobile Access System for UMTS"; (5): telekom praxis, 5/1995, pages 9 to 14; PW Baier: "Spread spectrum technology and CDMA - an originally military technology conquered the civilian area"; (6): IEEE Personal Communications, February 1995, pages 48 to 53; PG Andermo, LM Ewerbring: "An CDMA-Based Radio Access Design for UMTS"; (7): ITG Fachberich te 124 (1993), Berlin, Offenbach: VDE Verlag ISBN 3-8007-1965-7, pages 67 to 75; Dr. T. Zimmermann, Siemens AG: "Application of CDMA in Mobile Communication"; (8): telcom report 16, (1993), volume 1, pages 38 to 41; Dr. T. Ketseoglou, Siemens AG and Dr. T. Zimmermann, Siemens AG: "Efficient subscriber access for the 3rd generation of mobile communication - multiple access procedure CDMA makes the air interface more flexible"; (9): Funkschau 6/98: R. Sietmann "Wrestling for the UMTS interface", pages 76 to 81] WACS or PACS, IS-54, IS-95, PHS, PDC etc. [cf. IEEE Communications Magazine, January 1995, pages 50 to 57; DD Falconer et al: "Time Division Multiple Access Methods for Wireless Personal Communications"].

"Nachricht" ist ein übergeordneter Begriff, der sowohl für den Sinngehalt (Information) als auch für die physikalische Repräsentation (Signal) steht. Trotz des gleichen Sinngehal tes einer Nachricht - also gleicher Information - können un terschiedliche Signalformen auftreten. So kann z. B. eine ei nen Gegenstand betreffende Nachricht
"Message" is a superordinate term that stands for both the meaning (information) and the physical representation (signal). Despite the same meaning of a message - i.e. the same information - different signal forms can occur. So z. B. a message relating to a subject

(1) in the form of an image,
(2) as a spoken word,
(3) as a written word,
(4) transmitted as an encrypted word or image.

Die Übertragungsart gemäß (1). . .(3) ist dabei normalerweise durch kontinuierliche (analoge) Signale charakterisiert, wäh rend bei der Übertragungsart gemäß (4) gewöhnlich diskontinu ierliche Signale (z. B. Impulse, digitale Signale) entstehen.The transmission type according to (1). . . (3) is usually characterized by continuous (analog) signals, wuh rend usually discontinuous in the type of transmission according to (4) Orier signals (e.g. impulses, digital signals) arise.

Im UMTS-Szenario (3. Mobilfunkgeneration bzw. IMT-2000) gibt es z. B. gemäß der Druckschrift Funkschau 6/98: R. Sietmann "Ringen um die UMTS-Schnittstelle", Seiten 76 bis 81 zwei Teilszenarien. In einem ersten Teilszenario wird der lizen sierte koordinierte Mobilfunk auf einer WCDMA-Technologie (Wideband Code Division Multiple Access) basieren und, wie bei GSM, im FDD-Modus (Frequency Division Duplex) betrieben, während in einem zweiten Teilszenario der unlizensierte unko ordinierte Mobilfunk auf einer TD-CDMA-Technologie (Time Di vision-Code Division Multiple Access) basieren und, wie bei DECT, im TDD-Modus (Frequency Division Duplex) betrieben wird.In the UMTS scenario (3rd mobile generation or IMT-2000) there it z. B. according to Funkschau 6/98: R. Sietmann "Wrestling for the UMTS interface", pages 76 to 81 two Partial scenarios. In a first partial scenario, the license coordinated mobile radio based on WCDMA technology (Wideband Code Division Multiple Access) based and how with GSM, operated in FDD mode (Frequency Division Duplex), while in a second sub-scenario the unlicensed unko ordinated mobile radio on a TD-CDMA technology (Time Di vision code division multiple access) and, as with DECT, operated in TDD mode (Frequency Division Duplex) becomes.

Für den WCDMA/FDD-Betrieb des Universal-Mobil-Telekommunika tion-Systems enthält die Luftschnittstelle des Telekommunika tionssystems in Auf- und Abwärtsrichtung der Telekommunikation gemäß der Druckschrift ETSI STC SMG2 UMTS-L1, Tdoc SMG2 UMTS-L1 163/98: "UTRA Physical Layer Description FDD Parts" Vers. 0.3, 1998-05-29 jeweils mehrere physikalische Kanäle, von de nen ein erster physikalischer Kanal, der sogenannte Dedicated Physical Control CHannel DPCCH, und ein zweiter physikali scher Kanal, der sogenannte Dedicated Physical Data CHannel DPDCH, in bezug auf deren Zeitrahmenstrukturen (frame structure) in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind.For the WCDMA / FDD operation of the universal mobile telecommunication system, the air interface of the telecommunication system contains the upward and downward direction of the telecommunication in accordance with the publication ETSI STC SMG2 UMTS-L1, Tdoc SMG2 UMTS-L1 163/98: "UTRA Physical Layer Description FDD Parts "Vers. 0.3, 1998-05-29 each have several physical channels, of which a first physical channel, the so-called Dedicated Physical Control CHannel DPCCH, and a second physical channel, the so-called Dedicated Physical Data CHannel DPDCH , with respect to their time structure (frame structure) are shown in Figs. 1 and 2.

Im Downlink (Funkverbindung von der Basisstation zur Mobil station) des WCDMA/FDD Systems von ETSI bzw. ARIB wird der Dedicated Physical Control Channel (DPCCH) und der Dedicated Physical Data Channel (DPDCH) zeitlich gemultiplext, während im Uplink ein I/Q-Multiplex stattfindet, bei dem der DPDCH im I-Kanal und der DPCCH im Q-Kanal übertragen werden.In the downlink (radio connection from the base station to the mobile station) of the WCDMA / FDD system from ETSI or ARIB becomes the Dedicated Physical Control Channel (DPCCH) and the Dedicated Physical Data Channel (DPDCH) multiplexed in time while an I / Q multiplex takes place in the uplink, in which the DPDCH in I-channel and the DPCCH are transmitted in the Q-channel.

Der DPCCH enthält N_pilot Pilot-Bits zur Kanalschätzung, N_TPC Bits für eine schnelle Leistungsregelung und N_TFI Format-Bits, die die Bitrate, Art des Services, Art der Fehlerschutzcodie rung, etc. anzeigen (TFI = Traffic Format Indicator).The DPCCH contains N _pilot pilot bits for channel estimation, N _TPC bits for fast power control and N _TFI format bits that indicate the bit rate, type of service, type of error protection coding, etc. (TFI = Traffic Format Indicator).

Fig. 3 zeigt auf der Basis eines GSM-Funkszenarios mit z. B. zwei Funkzellen und darin angeordneten Basisstationen (Base Transceiver Station), wobei eine erste Basisstation BTS1 (Sender/Empfänger) eine erste Funkzelle FZ1 und eine zweite Basisstation BTS2 (Sende-/Empfangsgerät) eine zweite Funkzel le FZ2 omnidirektional "ausleuchtet", ein FDMA/TDMA/CDMA- Funkszenario, bei dem die Basisstationen BTS1, BTS2 über eine für das FDMA/TDMA/CDMA-Funkszenario ausgelegte Luftschnitt stelle mit mehreren in den Funkzellen FZ1, FZ2 befindlichen Mobilstationen MS1. . .MS5 (Sende-/Empfangsgerät) durch draht lose uni- oder bidirektionale - Aufwärtsrichtung UL (Up Link) und/oder Abwärtsrichtung DL (Down Link) - Telekommunikation auf entsprechende Übertragungskanäle TRC (Transmission Chan nel) verbunden bzw. verbindbar sind. Die Basisstationen BTS1, BTS2 sind in bekannter Weise (vgl. GSM-Telekommunikations system) mit einer Basisstationssteuerung BSC (BaseStation Controller) verbunden, die im Rahmen der Steuerung der Basis stationen die Frequenzverwaltung und Vermittlungsfunktionen übernimmt. Die Basisstationssteuerung BSC ist ihrerseits über eine Mobil-Vermittlungsstelle MSC (Mobile Switching Center) mit dem übergeordneten Telekommunikationsnetz, z. B. dem PSTN (Public Switched Telecommunication Network), verbunden. Die Mobil-Vermittlungsstelle MSC ist die Verwaltungszentrale für das dargestellte Telekommunikationssystem. Sie übernimmt die komplette Anrufverwaltung und mit angegliederten Registern (nicht dargestellt) die Authentisierung der Telekommunikati onsteilnehmer sowie die Ortsüberwachung im Netzwerk. Fig. 3 shows on the basis of a GSM radio scenario with z. B. two radio cells and base stations arranged therein (base transceiver station), a first base station BTS1 (transmitter / receiver), a first radio cell FZ1 and a second base station BTS2 (transceiver) omnidirectionally "illuminating" a second radio cell FZ2 FDMA / TDMA / CDMA radio scenario, in which the base stations BTS1, BTS2 have an air interface designed for the FDMA / TDMA / CDMA radio scenario with several mobile stations MS1 located in the radio cells FZ1, FZ2. . .MS5 (transmitting / receiving device) by wireless unidirectional or bidirectional - upward direction UL (Up Link) and / or downward direction DL (Down Link) - telecommunications on corresponding transmission channels TRC (Transmission Chan nel) connected or connectable. The base stations BTS1, BTS2 are connected in a known manner (cf. GSM telecommunications system) to a base station controller BSC (BaseStation Controller), which takes over the frequency management and switching functions as part of the control of the base stations. The base station controller BSC is in turn via a mobile switching center MSC (Mobile Switching Center) with the higher-level telecommunications network, for. B. the PSTN (Public Switched Telecommunication Network) connected. The mobile switching center MSC is the administration center for the telecommunications system shown. It takes over the complete call management and, with associated registers (not shown), the authentication of the telecommunications participants and the location monitoring in the network.

Fig. 4 zeigt den prinzipiellen Aufbau der als Sende-/Emp fangsgerät ausgebildeten Basisstation BTS1, BTS2, während Fig. 5 den prinzipiellen Aufbau der ebenfalls als Sende-/Empfangsgerät ausgebildeten Mobilstation MT1. . .MT5 zeigt. Die Basisstation BTS1, BTS2 übernimmt das Senden und Empfan gen von Funknachrichten von und zur Mobilstation MTS1. . .MTS5, während die Mobilstation MT1. . .MT5 das Senden und Empfangen von Funknachrichten von und zur Basisstation BTS1, BTS2 über nimmt. Hierzu weist die Basisstation eine Sendeantenne SAN und eine Empfangsantenne EAN auf, während die Mobilstation MT1. . .MT5 eine durch eine Antennenumschaltung AU steuerbare für das Senden und Empfangen gemeinsame Antenne ANT aufweist. In der Aufwärtsrichtung (Empfangspfad) empfängt die Basissta tion BTS1, BTS2 über die Empfangsantenne EAN beispielsweise mindestens eine Funknachricht FN mit einer FDMA/TDMA/CDMA- Komponente von mindestens einer der Mobilstationen MT1. . .MT5, während die Mobilstation MT1. . .MT5 in der Abwärtsrichtung (Empfangspfad) über die gemeinsame Antenne ANT beispielsweise mindestens eine Funknachricht FN mit einer FDMA/TDMA/CDMA- Komponente von mindestens einer Basisstation BTS1, BTS2 emp fängt. Die Funknachricht FN besteht dabei aus einem breitban dig gespreizten Trägersignal mit einer aufmodulierten aus Da tensymbolen zusammengesetzten Information. Fig. 4 shows the basic structure of the base station designed as a transceiver BTS1, BTS2, while Fig. 5 shows the basic structure of the mobile station also designed as a transceiver MT1. . .MT5 shows. The base station BTS1, BTS2 takes over the sending and receiving of radio messages from and to the mobile station MTS1. . .MTS5, while the mobile station MT1. . .MT5 takes over the sending and receiving of radio messages from and to the base station BTS1, BTS2. For this purpose, the base station has a transmitting antenna SAN and a receiving antenna EAN, while the mobile station MT1. . .MT5 has an antenna ANT that can be controlled by an antenna switchover AU and is common for transmitting and receiving. In the upward direction (receive path), the base station BTS1, BTS2 receives, for example, at least one radio message FN with an FDMA / TDMA / CDMA component from at least one of the mobile stations MT1 via the receive antenna EAN. . .MT5, while the mobile station MT1. . .MT5 in the downward direction (reception path) via the common antenna ANT, for example, receives at least one radio message FN with an FDMA / TDMA / CDMA component from at least one base station BTS1, BTS2. The radio message FN consists of a broadband dig spread carrier signal with a modulated information composed of data symbols.

In einer Funkempfangseinrichtung FEE (Empfänger) wird das empfangene Trägersignal gefiltert und auf eine Zwischenfre quenz heruntergemischt, die ihrerseits im weiteren abgetastet und quantisiert wird. Nach einer Analog/Digital-Wandlung wird das Signal, das auf dem Funkweg durch Mehrwegeausbreitung verzerrt worden ist, einem Equalizer EQL zugeführt, der die Verzerrungen zu einem großen Teil ausgleicht (Stw.: Synchro nisation).In a radio receiving device FEE (receiver) that is received carrier signal filtered and on an intermediate fre quenz downmixed, which in turn scanned further and quantized. After an analog / digital conversion the signal that is on the radio path through multipath propagation has been distorted, an equalizer EQL, which the To a large extent compensates for distortions (Stw .: Synchro nization).

Anschließend wird in einem Kanalschätzer KS versucht die Übertragungseigenschaften des Übertragungskanals TRC auf dem die Funknachricht FN übertragen worden ist, zu schätzen. Die Übertragungseigenschaften des Kanals sind dabei im Zeitbe reich durch die Kanalimpulsantwort angegeben. Damit die Ka nalimpulsantwort geschätzt werden kann, wird der Funknach richt FN sendeseitig (im vorliegenden Fall von der Mobilsta tion MT1. . .MT5 bzw. der Basisstation BTS1, BTS2) eine spezi elle, als Trainingsinformationssequenz ausgebildete Zusatzin formation in Form einer sogenannten Mitambel zugewiesen bzw. zugeordnet.The KS is then tried in a channel estimator Transmission characteristics of the transmission channel TRC on the the radio message FN has been transmitted. The The transmission properties of the channel are in the time domain richly indicated by the channel impulse response. So that the Ka nal impulse response can be estimated, the radio will directs FN on the sending side (in the present case by Mobilsta tion MT1. . .MT5 or the base station BTS1, BTS2) a spec Elle, trained as a training information sequence formation in the form of a so-called Mitambel assigned or assigned.

In einem daran anschließenden für alle empfangenen Signale gemeinsamen Datendetektor DD werden die in dem gemeinsamen Signal enthaltenen einzelnen mobilstationsspezifischen Signalanteile in bekannter Weise entzerrt und separiert. Nach der Entzerrung und Separierung werden in einem Symbol-zu- Daten-Wandler SDW die bisher vorliegenden Datensymbole in bi näre Daten umgewandelt. Danach wird in einem Demodulator DMOD aus der Zwischenfrequenz der ursprüngliche Bitstrom gewonnen, bevor in einem Demultiplexer DMUX die einzelnen Zeitschlitze den richtigen logischen Kanälen und damit auch den unter schiedlichen Mobilstationen zugeordnet werden.In a subsequent one for all received signals common data detector DD are those in the common Signal contained individual mobile station-specific Equalized and separated signal components in a known manner. To equalization and separation are Data converter SDW the previously available data symbols in bi converted to binary data. Then in a demodulator DMOD the original bit stream is obtained from the intermediate frequency, before the individual time slots in a demultiplexer DMUX the right logical channels and therefore also the ones below be assigned to different mobile stations.

In einem Kanal-Codec KC wird die erhaltene Bitsequenz kanal weise decodiert. Je nach Kanal werden die Bitinformationen dem Kontroll- und Signalisierungszeitschlitz oder einem Sprachzeitschlitz zugewiesen und - im Fall der Basisstation (Fig. 4) - die Kontroll- und Signalisierungsdaten und die Sprachdaten zur Übertragung an die Basisstationssteuerung BSC gemeinsam einer für die Signalisierung und Sprachcodierung/-de codierung (Sprach-Codec) zuständigen Schnittstelle SS über geben, während - im Fall der Mobilstation (Fig. 5) - die Kontroll- und Signalisierungsdaten einer für die komplette Signalisierung und Steuerung der Mobilstation zuständigen Steuer- und Signalisiereinheit STSE und die Sprachdaten einem für die Spracheingabe und -ausgabe ausgelegten Sprach-Codec SPC übergeben werden.The bit sequence obtained is decoded channel by channel in a channel codec KC. Depending on the channel, the bit information is assigned to the control and signaling time slot or a voice time slot and - in the case of the base station ( FIG. 4) - the control and signaling data and the voice data for transmission to the base station controller BSC together for signaling and voice coding / - de coding (voice codec) responsible SS give, while - in the case of the mobile station ( Fig. 5) - the control and signaling data of a control and signaling unit STSE responsible for complete signaling and control of the mobile station and the voice data for the voice input and output designed voice codec SPC are passed.

In dem Sprach-Codec der Schnittstelle SS in der Basisstation BTS1, BTS2 werden die Sprachdaten in einem vorgegebenen Da tenstrom (z. B. 64 kbit/s-Strom in Netzrichtung bzw. 13 kbit/s-Strom aus Netzrichtung).In the speech codec of the interface SS in the base station BTS1, BTS2 the speech data in a predetermined Da current (e.g. 64 kbit / s current in the network direction or 13 kbit / s current from network direction).

In einer Steuereinheit STE wird die komplette Steuerung der Basisstation BTS1, BTS2 durchgeführt.The complete control of the Base station BTS1, BTS2 performed.

In der Abwärtsrichtung (Sendepfad) sendet die Basisstation BTS1, BTS2 über die Sendeantenne SAN beispielsweise minde stens eine Funknachricht FN mit einer FDMA/TDMA/CDMA-Kompo nente an mindestens eine der Mobilstationen MT1. . .MT5, wäh rend die Mobilstation MT1. . .MT5 in der Aufwärtsrichtung (Sendepfad) über die gemeinsame Antenne ANT beispielsweise mindestens eine Funknachricht FN mit einer FDMA/TDMA/CDMA- Komponente an mindestens einer Basisstation BTS1, BTS2 sen det.The base station transmits in the downward direction (transmission path) BTS1, BTS2 via the SAN transmission antenna, for example least one radio message FN with an FDMA / TDMA / CDMA compo to at least one of the mobile stations MT1. . .MT5, while rend the mobile station MT1. . .MT5 in the upward direction (Transmission path) via the common antenna ANT, for example at least one radio message FN with an FDMA / TDMA / CDMA Component at at least one base station BTS1, BTS2 sen det.

Der Sendepfad beginnt bei der Basisstation BTS1, BTS2 in Fig. 4 damit, daß in dem Kanal-Codec KC von der Basisstati onssteuerung BSC über die Schnittstelle SS erhaltene Kon troll- und Signalisierungsdaten sowie Sprachdaten einem Kon troll- und Signalisierungszeitschlitz oder einem Sprachzeit schlitz zugewiesen werden und diese kanalweise in eine Bitse quenz codiert werden.The transmission path begins at the base station BTS1, BTS2 in FIG. 4 with the fact that control and signaling data and voice data received in the channel codec KC from the base station controller BSC via the interface SS are assigned a control and signaling time slot or a voice time slot and they are coded channel by channel into a bit sequence.

Der Sendepfad beginnt bei der Mobilstation MT1. . .MT5 in Fig. 5 damit, daß in dem Kanal-Codec KC von dem Sprach-Codec SPC erhaltene Sprachdaten und von der Steuer- und Signalisierein heit STSE erhaltene Kontroll- und Signalisierungsdaten einem Kontroll- und Signalisierungszeitschlitz oder einem Sprach zeitschlitz zugewiesen werden und diese kanalweise in eine Bitsequenz codiert werden.The transmission path starts at the mobile station MT1. . .MT5 in Fig. 5 so that in the channel codec KC from the speech codec SPC voice data and control and signaling unit STSE received control and signaling data are assigned to a control and signaling time slot or a voice time slot and this are encoded channel by channel into a bit sequence.

Die in der Basisstation BTS1, BTS2 und in der Mobilstation MT1. . .MT5 gewonnene Bitsequenz wird jeweils in einem Daten-zu-Symbol-Wandler DSW in Datensymbole umgewandelt. Im An schluß daran werden jeweils die Datensymbole in einer Sprei zeinrichtung SPE mit einem jeweils teilnehmerindividuellen Code gespreizt. In dem Burstgenerator BG, bestehend aus einem Burstzusammensetzer BZS und einem Multiplexer MUX, wird da nach in dem Burstzusammensetzer BZS jeweils den gespreizten Datensymbolen eine Trainingsinformationssequenz in Form einer Mitambel zur Kanalschätzung hinzugefügt und im Multiplexer MUX die auf diese Weise erhaltene Burstinformation auf den jeweils richtigen Zeitschlitz gesetzt. Abschließend wird der erhaltene Burst jeweils in einem Modulator MOD hochfrequent moduliert sowie digital/analog umgewandelt, bevor das auf diese Weise erhaltene Signal als Funknachricht FN über eine Funksendeeinrichtung FSE (Sender) an der Sendeantenne SAN bzw. der gemeinsamen Antenne ANT abgestrahlt wird.Those in the base station BTS1, BTS2 and in the mobile station MT1. . .MT5 obtained bit sequence is in one Data-to-symbol converter DSW converted into data symbols. In the An this is followed by the data symbols in a spreader equipment SPE with one individual participant Spread code. In the burst generator BG, consisting of a Burst assembler BZS and a multiplexer MUX will be there according to the spread in the burst composer BZS Data symbols a training information sequence in the form of a Mitambel added to the channel estimation and in the multiplexer MUX the burst information obtained in this way onto the always set the correct time slot. Finally, the burst obtained in each case in a modulator MOD high-frequency modulated as well as digital / analog converted before that on signal obtained in this way as a radio message FN via a Radio transmission device FSE (transmitter) on the transmission antenna SAN or the common antenna ANT is emitted.

Die Kanalschätzung zur Parametrisierung eines RAKE-Empfängers läßt sich in zwei Bereiche aufteilen. Zum einen müssen die Kanalverzögerungen bekannt sein, die sich für den RAKE-Emp fänger als Fingerpositionen darstellen. Die weitere Komponen te der Kanalschätzung, um die es hier gehen soll, ist die Fingergewichtung. Das heißt ein starker Empfangspfad muß stärker in die Gesamtberechnung des Ergebnisses eingehen als ein schwacher Pfad. Die Positionierung der Finger ändert sich im Gegensatz zu den Fingergewichten langsam. Daher wird die Position der Finger seltener berechnet als das Gewicht. Die Funktionen des RAKE und der allgemeine Aufbau sind in den an gegebenen Literaturstellen genauer nachzulesen. Die Kanal schätzung kann vollständig durch ein Matched Filter mit an schließender softwaremäßiger Berechnung der Gewichte und Po sitionen vorgenommen werden. Sie kann aber auch aufgeteilt werden; dann werden in einem Matched Filter mit sehr geringer Auflösung nur die Positionen berechnet. Für Bestimmung der die korrekten Gewichte wird der RAKE selber benutzt.The channel estimation for the parameterization of a RAKE receiver can be divided into two areas. For one thing, they have to Channel delays known for the RAKE-Emp show catcher than finger positions. The other composers te of the channel estimate that we are dealing with here is Finger weighting. That means a strong reception path must go into the overall calculation of the result more than a weak path. The positioning of the fingers changes unlike the finger weights slowly. Hence the Finger position calculated less than weight. The Functions of the RAKE and the general structure are in the read the given literature in more detail. The channel Estimate can be made entirely using a matched filter final software calculation of weights and buttocks sitions. But it can also be divided become; then in a matched filter with very little Resolution only calculated the positions. For determining the the correct weights are used by the RAKE itself.

Der RAKE detektiert mit der bekannten Trainingssequenz den Piloten eines Slots, dessen Position ja aufgrund der einge schränkten Kanalschätzung bekannt ist. Dann wird von dem durch den RAKE erzeugten Ergebnis - normalerweise per Soft ware - der konjugiert komplexe Wert gebildet. Dieser wird als Gewicht für die Detektion der Nutzdaten durch den RAKE ge nutzt. Soll der RAKE in Realzeit laufen, so bildet der für die Berechnung und Einstellung des Gewichtes benötigte Zeit raum einen Engpaß, weil das Gewicht eines Fingers sofort nach der Berechnung durch den RAKE eingestellt werden muß. Die Da ten laufen in Real zeit in den RAKE und müssen dementspre chend sofort detektiert werden.The RAKE uses the known training sequence to detect the Pilots of a slot, whose position is based on the limited channel estimation is known. Then from that Result generated by the RAKE - usually via soft ware - the conjugate complex value is formed. This is called Weight for the detection of user data by the RAKE ge uses. If the RAKE is to run in real time, it forms for the time required to calculate and set the weight clear a bottleneck because the weight of a finger immediately increases the calculation must be set by the RAKE. The Da ten run in RAKE in real time and must accordingly be detected immediately.

Ein RAKE-Empfänger umfaßt immer mehrere Finger. Der Einfach heit halber wird in Fig. 6 jedoch nur ein RAKE-Finger in ei ner möglichen Implementierung dargestellt.A RAKE receiver always includes several fingers. For the sake of simplicity, however, only one RAKE finger is shown in one possible implementation in FIG. 6.

Das Empfangssignal wird entsprechend des berechneten Delays verzögert und mit dem Spreizkode multipliziert. Dann wird dieser Wert noch mit einem Gewicht multipliziert und alle so gewonnenen Werte werden aufaddiert. Nach dieser Entspreizung liegt der Symbolwert im Register vor. Das Register muß vor der Berechnung des nächsten Symbols gelöscht werden.The received signal is calculated according to the calculated delay delayed and multiplied by the spreading code. Then it will be this value is multiplied by a weight and all like that The values obtained are added up. After this de-spreading the symbol value is in the register. The register must be in front the calculation of the next symbol.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ei nen synchronen Rake-Empfänger für Telekommunikationssysteme mit drahtloser Telekommunikation zwischen mobilen und/oder stationären Sende-/Empfangsgeräten, insbesondere in Mobil funksystemen der dritten Generation, anzugeben, bei dem ein Timingproblem, das dadurch entsteht, daß sich die Datense quenz unmittelbar an die Pilotsequenz anschließt und für die Gewichtsberechnung eigentlich keine Zeit zur Verfügung steht, nicht auftritt. The object underlying the invention is to egg NEN synchronous rake receiver for telecommunication systems with wireless telecommunications between mobile and / or stationary transceivers, especially in mobile Third generation radio systems to indicate where a Timing problem that arises from the fact that the Datense sequence immediately follows the pilot sequence and for the Weight calculation actually no time is available does not occur.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Patentanspruch dadurch gelöst, daß:
eine Hardware-Architektur des Rake-Empfängers Funktionsmittel aufweist, die das Gewicht bei der Gewichtung der Rake-Finger im Rahmen der Kanalschätzung derart zurückkoppeln, daß in ei ner ersten Betriebsart des Rake-Empfängers das Gewicht bere chenbar ist und in einer zweiten Betriebsart des Rake- Empfängers Datensymbole empfangbar sind.This object is achieved according to the patent claim in that:
a hardware architecture of the rake receiver has functional means which feed back the weight in the weighting of the rake fingers as part of the channel estimation such that the weight can be calculated in a first operating mode of the rake receiver and in a second operating mode of the rake - Receiver data symbols are receivable.

Die der Erfindung dabei zugrundeliegende Idee besteht aus folgendem:
Der RAKE soll nun selber das Gewicht errechnen. Dazu wird das Gewicht zunächst auf 1 gesetzt. Des weiteren wird statt des Spreizkodes die Trainings-Sequenz mit dem Empfangssignal mul tipliziert. Nach der Trainings-Sequenz wird der resultierende Wert aus dem Register gelesen, davon der konjugiert komplexe Wert gebildet und dieser unmittelbar als Gewicht benutzt.The idea on which the invention is based consists of the following:
The RAKE should now calculate the weight itself. To do this, the weight is first set to 1. Furthermore, instead of the spreading code, the training sequence is multiplied by the received signal. After the training sequence, the resulting value is read from the register, the conjugate complex value is formed and this is used directly as weight.

Fig. 7 zeigt eine hardwarenahe Umsetzung der dargestellten Problemlösung. Dabei ist zu beachten, daß die empfangenen Si gnale, der Spreizkode und das Gewicht komplex sind. Daher handelt es sich bei dem Addierer um zwei reelle Addierer und ebenso bei den Registern jeweils um zwei reelle Register. Der Einfachheit halber sind diese Teile in der Zeichnung nur ein fach dargestellt. Der RAKE-Finger arbeitet in zwei Betriebs arten. In der ersten Betriebsart wird das Gewicht berechnet. Dazu werden die Multiplexer so geschaltet, daß jeweils die Eingänge mit der Bezeichnung p zum Ausgang geschaltet werden. In der zweiten Betriebsart werden die Datensymbole empfangen. Dazu werden die Multiplexer so geschaltet, daß der mit d be zeichnete Eingang an den Multiplexerausgang durchgeschaltet wird. Wegen der Komplexwertigkeit der Signale und Gewichte kann das errechnete Gewicht nicht direkt übernommen werden, sondern das konjugiert komplexe Gewicht muß benutzt werden. Dies bedeutet aber nur, daß der imaginäre Anteil des Gewichts negiert wird, also eine Multiplikation mit -1. Dies wird in dem mit Konjugation bezeichneten Block durchgeführt. In der Be triebsart zur Gewichtsberechnung wird der zweite Multiplizie rer nicht benötigt. Die Pilotsignale werden mit den Signalen der Trainings-Sequenz multipliziert. Die Ergebnisse werden in dem Register, welches mit Gewicht bezeichnet ist, aufaddiert. Dabei wird der Addierer sowohl für die Berechnung des Ge wichts als auch-des empfangenen Symbols benutzt. Sobald die Nutzdatensequenz beginnt, wird in die zweite Betriebsart zum Empfangen der Daten umgeschaltet. Der Spreizkode wird mit dem Empfangssignal multipliziert. Außerdem wird dieses Signal dann mit dem konjugiert komplexen Gewicht multipliziert. Der Multiplexer wählt daher den mit d bezeichneten Eingang aus, der dieses Ergebnis liefert. Durch die Summation mit dem Ad dierer wird das Symbol entspreizt und in dem Register Symbol abgelegt. Nicht eingezeichnet sind die Ansteuersignale für die Register. Das Register Gewicht darf nur dann reagieren und die Werte die am Ausgang des Addierers stehen übernehmen, wenn die Betriebsart zur Berechnung des Gewichtes auch ge wählt ist. Andererseits darf das Register Symbol nur dann die Werte vom Addierer übernehmen, wenn die Betriebsart zum Emp fangen der Symbole gewählt ist. Außerdem muß das Register Ge wicht immer dann gelöscht werden, wenn in die Betriebsart Ge wichtsberechnung umgeschaltet wird. Das Register Symbol muß immer dann gelöscht werden, wenn ein neues Symbol beginnt. Fig. 7 shows a hardware-related implementation of the problem solution shown. It should be noted that the signals received, the spreading code and the weight are complex. Therefore, the adder is two real adders and the registers are also two real registers. For the sake of simplicity, these parts are only shown in the drawing. The RAKE finger works in two operating modes. The weight is calculated in the first operating mode. For this purpose, the multiplexers are switched so that the inputs with the designation p are switched to the output. The data symbols are received in the second operating mode. For this purpose, the multiplexers are switched so that the input marked with d is switched through to the multiplexer output. Because of the complex value of the signals and weights, the calculated weight cannot be adopted directly, but the conjugate complex weight must be used. However, this only means that the imaginary part of the weight is negated, i.e. a multiplication by -1. This is done in the block called conjugation. In the operating mode for weight calculation, the second multiplier is not required. The pilot signals are multiplied by the signals of the training sequence. The results are added up in the register, which is designated by weight. The adder is used both for the calculation of the weight and of the received symbol. As soon as the user data sequence begins, the system switches to the second operating mode for receiving the data. The spreading code is multiplied by the received signal. In addition, this signal is then multiplied by the conjugate complex weight. The multiplexer therefore selects the input labeled d that provides this result. The symbol is despread by the summation with the adder and stored in the Symbol register. The control signals for the registers are not shown. The Weight register may only react and accept the values at the output of the adder if the operating mode for calculating the weight is also selected. On the other hand, the Symbol tab may only accept the values from the adder if the operating mode for receiving the symbols is selected. In addition, the register Ge weight must always be deleted when switching to the operating mode Ge weight calculation. The Symbol tab must always be deleted when a new symbol begins.

Die Problematik, die sich bei einer synchronen RAKE Architek tur ergibt, wenn diese zur Schätzung der Kanalgewichte ge nutzt werden soll, kann durch diese Erfindung gelöst werden. In der Abb. 2 ist die entsprechende Hardwarelösung nur prinzipiell dargestellt, es bleibt Raum für Optimierungen. Dieser Empfänger ist für die Nutzung bei Systemen geeignet, die kontinuierlich ein Sendesignal aus senden, wie dies zum Beispiel für den UMTS Standard vorgeschlagen wird. Die Vor teile dieses Empfängers, von dem nur ein Finger dargestellt wurde, liegen auf der Hand. Zum einen wird vorhandene Hard ware voll ausgenutzt. Die Einheit für die Kanalschätzung kann entsprechend weniger komplex ausfallen, und es ist eine zum Empfangssignal synchrone Berechnung der Symbole möglich. Syn chrone Empfänger benötigen weniger Zwischenspeicher, sind einfacher anzusteuern und verursachen geringere Störungen der übrigen Schaltungsteile. Außerdem wird der DSP nicht durch die Berechnung und Übertragung der Gewichte belastet.The problem that arises with a synchronous RAKE architecture when this is to be used for estimating the channel weights can be solved by this invention. Fig. 2 shows the corresponding hardware solution only in principle, there is room for optimization. This receiver is suitable for use in systems that continuously transmit a transmission signal, as is proposed, for example, for the UMTS standard. The advantages of this receiver, of which only one finger was shown, are obvious. On the one hand, existing hardware is fully utilized. The unit for the channel estimation can accordingly be less complex, and the symbols can be calculated synchronously with the received signal. Synchronous receivers require fewer buffers, are easier to control and cause less interference in the other circuit parts. In addition, the DSP is not burdened by the calculation and transfer of the weights.

Claims

Synchronous rake receiver for telecommunication systems with wireless telecommunication between mobile and / or stationary transceivers, especially in third generation mobile radio systems, with the following feature:
a hardware architecture of the receiver has function means that feed back the weight in the weighting of the rake fingers as part of the channel estimation such that the weight can be calculated in a first operating mode of the rake receiver and in a second operating mode of the rake -Emp data symbols are receivable.