DE102004027853B4

DE102004027853B4 - Datenverarbeitungsvorrichtung und Verfahren zum Übertragen von Daten in einer Datenverarbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102004027853B4
Application number: DE102004027853A
Authority: DE
Inventors: Filip Netrval
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2024-06-09
Also published as: US8179827B2; US20060041697A1; DE102004027853A1

Abstract

Datenverarbeitungsvorrichtung (1) mit
– wenigstens einem Dateneingang (2, 3) zum Aufnehmen von Daten,
– einer Recheneinheit (4, 4.1) zum Verarbeiten der Daten, wobei die Recheneinheit (4, 4.1) wenigstens einen Eingang (6, 7) und einen Datenausgang (11, 11.1) zum Bereitstellen von aus den Daten ermittelten Ausgangsdaten aufweist,
– einer zwischen dem Dateneingang (2, 3) und dem Eingang (6, 7) geschalteten Datenzufuhrunterdrückungseinheit (8, 8.1), die geeignet ist, eine Zufuhr der Daten vom Dateneingang (2, 3) zum Eingang (6, 7) zu unterdrücken oder zuzulassen, und
– einer an die Datenzufuhrunterdrückungseinheit (8, 8.1) gekoppelten Steuereinheit (9) zum Erzeugen eines Steuersignals, das wenigstens einen Arbeitszustand oder einen Ruhezustand der Recheneinheit (4, 4.1) repräsentiert,
– wobei die Datenzufuhrunterdrückungseinheit (8, 8.1) derart eingerichtet ist, dass sie eine Zufuhr der Daten vom Dateneingang (2, 3) zum Eingang (6, 7) unterdrückt, wenn das Steuersignal einen Ruhezustand der Recheneinheit (4, 4.1) repräsentiert, und dass sie...

Description

Die Erfindung betrifft eine Datenverarbeitungsvorrichtung und ein Verfahren zum Übertragen von Daten in einer Datenverarbeitungsvorrichtung.
Eine Datenverarbeitungsvorrichtung verarbeitet einen eingehenden Datenstrom, um daraus Ausgabedaten zu ermitteln oder zu berechnen. Bekannte Beispiele einer Datenverarbeitungsvorrichtung ist eine Schaltungsarchitektur mit Logik-Gattern, wie beispielsweise ein Digitaler Signal-Prozessor (DSP).
Insbesondere in einem digitalen Datenübertragungssystem, wie beispielsweise ein Mobilfunksystem, wird eine Datenverarbeitungsvorrichtung beispielsweise in einer Empfängervorrichtung eingesetzt. Die Datenverarbeitungsvorrichtung weist wenigstens eine Recheneinheit auf, die zur Ermittelung von einer in eingehenden Daten enthaltenen Information dient. Da zur Ermittelung der Information viele verschiedene Algorithmen oder Verfahren verwendet werden können, ist in der Datenverarbeitungsvorrichtung oft eine Vielzahl von parallel oder seriell arbeitenden Recheneinheiten vorhanden, die unabhängig oder parallel zueinander den eingehenden Datenstrom verarbeiten.
In mobilen digitalen Datenübertragungssystemen, wie auch ein UMTS-Mobilfunksystem, verarbeitet die Datenverarbeitungsvorrichtung eingehende Daten, die mit unterschiedlichen Datenübertragungsraten bzw. unterschiedlichen Übertragungseigenschaften der Übertragungskanäle übertragen wurden. Die Übertragungseigenschaften können sich zeitlich sehr schnell ändern. Dadurch besteht während bestimmter Zeiträume ein Zustand, während dessen eine Recheneinheit die eingehenden Daten verarbeitet, obwohl die von ihr bereitgestellten Ausgabedaten nicht weiter berücksichtigt werden. Die Datenverarbei tungsvorrichtung verbraucht durch das Umschalten der in den Recheneinheiten enthaltenen Logik-Gattern oder Blöcken Leistung. Dieser unnötige Leistungsverbrauch ist gerade im mobilen Datenübertragungssystem mit dem Nachteil verbunden, dass die begrenzte Ressource einer zu der Datenverarbeitungsvorrichtung gehörenden Energieversorgung unnötig belastet wird.
Zur Überwindung dieses Nachteils werden üblicherweise einzelne Recheneinheiten für die Zeitdauer, in der sie ihnen nicht zugeordnete Daten verarbeiten, von der Energieversorgung entkoppelt. Dabei befindet sich die Recheneinheit in einem Ruhezustand. Bei Datenübertragungssystemen mit einer schlechten oder sich ständig ändernden Qualität der Übertragungskanäle kann sich allerdings der Betriebszustand einer Recheneinheit schnell von einem Ruhe- in einen Arbeitszustand ändern. Da bei dem Ankoppeln der Recheneinheit an die Energieversorgung eine Einschaltzeit benötigt wird, bis diese Recheneinheit zuverlässig arbeitet, ist oben genannte Maßnahme nicht immer einsetzbar. Das Ziel, die Ressourcen der Energieversorgung weitgehend zu schonen, wird nicht optimal erfüllt.
Aus dem Dokument [1] ist eine Ein- und Ausgabeeinheit zur Verwendung in einem digitalen Funktelefon bekannt. Dabei ist eine Datenverarbeitungsvorrichtung gezeigt, die eine Recheneinheit aufweist. Über ein Bussystem ist die Recheneinheit mit einem Dateneingang gekoppelt.
Aus dem Dokument [2] ist ein Verfahren für eine ereignisgesteuertes Überprüfen eine Dateneingabevorrichtung unter Verwendung von Multi-Eingabeweg-Techniken bekannt. Dabei wird eine Tätigkeit einer Eingabeeinheit überwacht, um entsprechend den Stromverbrauch innerhalb der Dateneingabevorrichtung selektiv einzustellen.
Aus dem Dokument [3] sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Minimieren der Leistungsanforderung in einem Computer- Peripheriegerät während eines Wartezustands und ein Rückkehren in einen vollständigen Arbeitszustand ohne Datenverlust bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Datenverarbeitungsvorrichtung mit verringertem Leistungsverbrauch sowie ein Verfahren zum Übertragen von Daten in einer Datenverarbeitungsvorrichtung mit verringertem Leistungsverbrauch bereitzustellen.
Dieses Problem wird durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung sowie durch ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung weist

– wenigstens einen Dateneingang zum Aufnehmen von Daten,
– eine Recheneinheit zum Verarbeiten der Daten mit wenigstens einen Eingang,
– eine zwischen dem Dateneingang und dem Eingang geschaltete Datenzufuhrunterdrückungseinheit und
– eine an die Datenzufuhrunterdrückungseinheit gekoppelte Steuereinheit zum Erzeugen eines Steuersignals, das wenigstens einen Arbeitzustand oder einen Ruhezustand der Recheneinheit repräsentiert.

Die Datenzufuhrunterdrückungseinheit ist derart eingerichtet, dass sie eine Zufuhr der Daten vom Dateneingang zum Eingang unterdrückt, wenn das Steuersignal einen Ruhezustand der Recheneinheit repräsentiert. Der Dateneingang sowie der Eingang sind dabei typischerweise geeignet, seriell oder parallel übertragene Daten mit einer Bandbreite von x Bit aufzunehmen.
Wesentlicher Gedanke der Erfindung ist es, dass die Zufuhr von Daten an die Recheneinheit unterdrückt wird, wenn diese sich in einem Ruhezustand befindet. Dadurch werden innerhalb der Recheneinheit keine Operationen stattfinden, die ein Umschalten eines Logik-Gatters erfordern. Der durch das Umschalten von Logik-Gattern verursachte Leistungsverbrauch entfällt, so dass die Datenverarbeitungsvorrichtung die Ressourcen der Energieversorgung schont.
Das mobile Datenverarbeitungsgerät kann beispielsweise als Mobilfunkgerät oder tragbarer Computer ausgelegt sein.
Das Verfahren zum Übertragen von Daten in einer Datenverarbeitungsvorrichtung weist die folgenden Schritte auf:

– Aufnehmen von Daten an einem Dateneingang,
– Zuführen der Daten an einen Eingang einer Recheneinheit,
– Erzeugen eines Steuersignals, das wenigstens einen Arbeitszustand oder einen Ruhezustand der Recheneinheit repräsentiert, und
– Unterdrücken der Zufuhr der Daten vom Dateneingang zum Eingang, wenn das Steuersignal einen Ruhezustand der Recheneinheit repräsentiert.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
In einer Ausgestaltung weist die Datenverarbeitungsvorrichtung wenigstens eine einen zweiten Eingang aufweisende, zweite Recheneinheit zum Verarbeiten der Daten auf,

– wobei das Steuersignal wenigstens einen Arbeitszustand oder einen Ruhezustand der zweiten Recheneinheit repräsentiert,
– wobei die Datenzufuhrunterdrückungseinheit zwischen den Dateneingang und den zweiten Eingang geschaltet ist und
– wobei die Datenzufuhrunterdrückungseinheit derart eingerichtet ist, dass sie eine Zufuhr der Daten vom Dateneingang zum zweiten Eingang unterdrückt, wenn das Steuersignal einen Ruhezustand der zweiten Recheneinheit repräsentiert.

In einer alternativen Ausgestaltung weist die Datenverarbeitungsvorrichtung

– wenigstens eine einen zweiten Eingang aufweisende, zweite Recheneinheit zum Verarbeiten der Daten und
– eine zwischen dem Dateneingang und den zweiten Eingang geschaltete und an die Steuereinheit gekoppelte, zweite Datenzufuhrunterdrückungseinheit auf,
– wobei die Steuereinheit wenigstens ein zweites Steuersignal erzeugt, das wenigstens einen Arbeitszustand oder einen Ruhezustand der zweiten Recheneinheit repräsentiert, und wobei die zweite Datenzufuhrunterdrückungseinheit derart eingerichtet ist, dass sie eine Zufuhr der Daten vom Dateneingang zum zweiten Eingang unterdrückt, in das Steuersignal einen Ruhezustand der zweiten Recheneinheit repräsentiert.

Diese Ausgestaltung ist mit dem Vorteil verbunden, dass eine Unterdrückung der Daten an der Recheneinheit und eine Unterdrückung der Daten an der zweiten Recheneinheit voneinander unabhängig bewirkt bzw. gesteuert werden können. Die Datenverarbeitungsvorrichtung ist somit flexibler einsetzbar.
In einer Weiterbildung ist die Recheneinheit in einem Ruhezustand, wenn die zweite Recheneinheit in einen Arbeitszustand ist. Damit kann die die Datenverarbeitungsvorrichtung besonders energiesparend in einem Zeitmultiplexverfahren eingesetzt werden, wobei die in einem Zeitschlitz übertragenen Daten von nur einer Recheneinheit verarbeitet werden.
Typischerweise sind die Daten in einem Zeitmultiplexverfahren mit wenigstens zwei Zeitschlitzen übertragene Daten.
Die Steuereinheit erzeugt dabei üblicherweise ein einen Ruhezustand der Recheneinheit repräsentierendes Steuersignal für die Dauer wenigstens eines Zeitschlitzes.
Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das Zeitschlitzverfahren als Mulitplex-Verfahren verwendet wird, so dass die in wenigstens einem Zeitschlitz, bzw. Rahmen oder Frame, übertragenen Daten von einer Recheneinheit der Datenverarbeitungsvorrichtung verarbeitet werden, während die in einem weiteren Zeitschlitz übertragenen Daten von der Recheneinheit nicht verarbeitet werden. Die Dauer des einen Ruhezustand repräsen- tierenden Steuersignals kann so immer für die Dauer mindestens eines Zeitschlitzes gewählt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Datenverarbeitungsvorrichtung stellt die Datenzufuhrunterdrückungseinheit am Eingang ein konstantes Spannungspotential bereit, wenn das Steuersignal einen Ruhezustand der Recheneinheit repräsentiert. Dadurch wird sichergestellt, dass in der Recheneinheit kein Umschalten von enthaltenen Logik-Gattern erfolgen kann.
Bevorzugterweise ist das konstante Spannungspotential ein Nullpotential.
In einer Ausführung der Datenverarbeitungsvorrichtung weist die Datenzufuhrunterdrückungseinheit wenigstens ein UND- Gatter mit einem dritten Eingang und einem vierten Eingang auf, wobei der Dateneingang an den dritten Eingang gekoppelt ist und der vierte Eingang an die Steuereinheit gekoppelt ist, um das Steuersignal aufzunehmen. Diese Ausführung der Datenzufuhrunterdrückungseinheit erlaubt eine einfache Hardware-Implementierung, die ohne weitere Maßnahmen in einen Datenpfad innerhalb der Datenverarbeitungsvorrichtung eingebracht werden kann. Entspricht die Datenbreite der übertragenen Daten x Bit, ist das UND-Gatter als x-Bit UND-Gatter ausgeführt.
In einer alternativen Ausführung weist die Datenzufuhrunterdrückungseinheit wenigstens einen von dem Steuersignal gesteuerten Multiplexer mit einem fünften Eingang und einem sechsten Eingang auf, wobei der Dateneingang an den fünften Eingang gekoppelt ist und der sechste Eingang an ein konstantes Spannungspotential gekoppelt ist. Die Ausführung der Datenzufuhrunterdrückungseinheit als Multiplexer erlaubt gleichfalls eine einfache Hardware-Implementierung.
Die erfindungsgemäße Datenverarbeitungsvorrichtung wird typischerweise in einem mobilen Datenverarbeitungsgerät verwendet. Gerade bei mobilen Geräten ist ein geringer Leistungsverbrauch von Vorteil. Dadurch kann unter anderem die Betriebsdauer des mobilen Datenverarbeitungsgerät verlängert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen
1 eine schematische Darstellung der Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Datenverarbeitungsvorrichtung mit einer zweiten Recheneinheit,
3 zeigt schematisch einen Rake-Empfänger,
4 zeigt schematisch die Rahmenstruktur von im UMTS-Standard über den Kanal DPCH übertragenen Daten, und
5 zeigt beispielhaft einen Datenverlauf in einem UMTS-Mobilfunkempfänger mit einer in 2 gezeigten Datenverarbeitungsvorrichtung.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Datenverarbeitungsvorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 1 weist zwei Dateneingänge 2, 3 auf. An den Dateneingängen 2, 3 können Daten aufgenommen werden, die in einer Recheneinheit 4 innerhalb der Datenverarbeitungsvorrichtung 1 verarbeitet werden. Die von der Recheneinheit 4 aus den Daten ermittelten Ausgangsdaten werden an einen Datenausgang 11 bereitgestellt und können so aus der Datenverarbeitungsvorrichtung 1 ausgelesen werden. Die Recheneinheit 4 weist ihrerseits zwei Eingänge 6, 7 zum Aufnehmen der Daten auf. Die Dateneingänge 2, 3 sind mit den Eingängen 6, 7 über eine Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8 (gestrichelt dargestellt) verbunden. Die Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8 weist ein UND-Gatter 5.1 auf, das in den Datenpfad zwischen einem der Dateneingänge 2 und einem der Eingänge 6 geschaltet ist, und einen Multiplexer 5.2. Dabei ist ein erster Multiplexereingang des Multiplexers 5.2 mit dem anderen Dateneingang 3 verbunden und ein Multiplexerausgang mit dem anderen Eingang 7 verbunden. Zusätzlich ist ein zweiter Multiplexereingang vorgesehen, an dem ein konstantes Spannungspotential, hier ein Nullpotential 0, anliegt.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 1 umfasst ebenfalls eine Steuereinheit 9, die über eine Steuerleitung 10 an die Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8 gekoppelt ist. Die Steuerlei tung 10 ist dabei sowohl mit einem Eingang des UND-Gatters 5.1 wie auch mit einem Multiplexersteuereingang des Multiplexers 5.2 gekoppelt. Die Steuereinheit 9 ist zusätzlich über eine zweite Steuerleitung 13 an die Recheneinheit 4 gekoppelt. Über einen Kontrolldateneingang 12, der an die Steuereinheit 9 gekoppelt ist, können der Steuereinheit 9 von außerhalb der Datenverarbeitungsvorrichtung 1 Kontrolldaten zugeführt werden. Über einen an die Steuereinheit 9 gekoppelten Kontrolldatenausgang 14 können von außerhalb der Datenverarbeitungsvorrichtung 1 Kontrollausgangsdaten aus der Steuereinheit 9 ausgelesen werden.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 1 kann für die Verarbeitung von seriell und/oder parallel übertragenen Daten ausgelegt sein. Beträgt beispielsweise die Datenwortbreite der übertragenen Daten x Bit, sind entsprechend die Dateneingänge 2, 3 und die Eingänge 6, 7 für eine Datenwortbreite von x Bit ausgelegt. Das UND-Gatter ist als x-Bit-UND-Gatter ausgeführt und die Multiplexereingänge bzw. der Multiplexerausgang sind für eine Datenwortbreite von x Bit ausgelegt. Typische Datenwortbreiten sind vier oder acht Bit.
Die Funktionsweise der in 1 gezeigten Datenverarbeitungsvorrichtung 1 wird nun im Folgenden erklärt:
An den Dateneingängen 2, 3 werden Daten aufgenommen, die den Eingängen 6, 7 der Recheneinheit 4 zugeführt werden. Die Zufuhr der Daten wird dabei von der Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8 zugelassen oder unterdrückt. Das Zulassen bzw. Unterdrücken der Datenzufuhr durch die Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8 geschieht in Abhängigkeit eines Steuersignals, das von der Steuereinheit 9 über die Steuerleitung 10 an die Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8 übermittelt wird. Das Steuersignal wird von der Steuereinheit 9 in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der Recheneinheit 4 erzeugt. Befindet sich die Recheneinheit 4 in einem Arbeitszustand, so erzeugt die Steuereinheit 9 ein Steuersignal, das die Datenzufuhrun terdrückungseinheit 8 veranlasst, die Zufuhr der Daten zu den Eingängen 6, 7 zuzulassen. Befindet sich die Recheneinheit 4 in einen Ruhezustand, so erzeugt die Steuereinheit 9 ein Steuersignal, das die Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8 veranlasst, die Zufuhr der Daten zu den Eingängen 6, 7 zu unterdrücken.
Liegt beispielsweise als Steuersignal ein Potentialniveau an, das einen Bitwert von "1" entspricht, dann wird das UND-Gatter 5.1 die am Dateneingang 2 bereitgestellten Daten wiederum am Eingang 6 bereitstellen, so dass die Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8 eine Zufuhr der Daten vom Dateneingang 2 zum Eingang 6 ermöglicht. Liegt am Steuersignal ein Potentialniveau an, das einem Bitwert von "0" entspricht – üblicherweise ein Nullpotential –, dann wird das UND-Gatter 5.2 am Eingang 6 einen konstanten Bitwert "0" bereitstellen, unabhängig von dem am Dateneingang 2 bereitgestellten Daten. Solange das Steuersignal den Bitwert "0" entspricht, finden somit in Logik-Gattern der Recheneinheit 4 keine Umschaltprozesse statt, wodurch ein Umladeprozess an den Logik-Gattern vermieden wird.
Entsprechend ist die Funktionsweise des Multiplexers 5.2 in der Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8, wobei der durchgeschaltete Kanal durch das Steuersignal bestimmt wird.
Die Information über den Betriebszustand der Recheneinheit 4 kann die Steuereinheit 9 aus über den Kontrolldateneingang 12 übertragenen Kontrolldaten erhalten. Es ist ebenso denkbar, dass die Steuereinheit ein Taktsignal verarbeitet und die Recheneinheit 4 sich während wenigstens eines bestimmten Zeitabschnittes in einem Ruhezustand und während eines folgenden Zeitabschnittes in einem Arbeitszustand befindet.
Bevorzugterweise werden die Daten mittels eines Zeitmultiplexverfahrens übertragen. In einem Zeitmultiplexverfahren sind mehrere Zeitschlitze vorhanden, wobei innerhalb eines Zeitschlitzes bestimmte Gruppen von Daten übertragen werden. Die Steuereinheit 9 kann derart eingerichtet sein, dass sie eine Zufuhr der Daten an die Recheneinheiten nur während eines festgelegten Zeitschlitzes zulässt und ansonsten unterdrückt. Die Information über den Zeitschlitz kann die Steuereinheit 9 beispielsweise über die Kontrolldaten erhalten. Es ist allerdings auch denkbar, dass die Steuereinheit 9 ein Taktsignal mitzählt und derart Informationen über den Zeitschlitz erhält.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Datenverarbeitungsvorrichtung 1 mit einer zweiten Recheneinheit 4.2. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 1 weist eine Recheneinheit 4.1 und die zweite Recheneinheit 4.2 auf, die beide zum Verarbeiten von zugeführten Daten geeignet sind. Die Verarbeitung der Daten in den beiden Recheneinheiten geschieht unabhängig voneinander. Die Ausgabedaten der Recheneinheit 4.1 und der zweiten Recheneinheit 4.2 werden jeweils über einem zu der entsprechenden Recheneinheit 4.1 bzw. 4.2 zugeordneten Datenausgang 11.1 bzw. 11.2 bereitgestellt. Zum Aufnehmen der Daten weist die Datenverarbeitungsvorrichtung 1 zwei Dateneingänge 2, 3 auf, die über eine Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8.1 mit der Recheneinheit 4.1 und über eine zweite Datenunterdrückungseinheit 8.2 mit der zweiten Recheneinheit 4.2 verbunden sind. Eine Steuereinheit 9 ist über eine Steuerleitung 10.1 mit der Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8.1 und über eine zweite Steuerleitung 10.2 mit der zweiten Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8.2 verbunden. Ein über die Steuerleitung 10.1 bereitgestelltes erstes Steuersignal veranlasst die Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8.1 eine Zufuhr von Daten von dem Dateneingang 2, 3 zu der Recheneinheit 4.1 zuzulassen oder zu unterdrücken.
Gleichermaßen wird die zweite Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8.2 mit einem über die zweite Steuerleitung 10.2 bereitgestellten, zweiten Steuersignal gesteuert. Das erste und zweite Steuersignal werden von der Steuereinheit 9 erzeugt. Sie sind wie auch in dem in 1 gezeigten Ausführungsbei spiel abhängig von einem Arbeits- oder Ruhezustand der Recheneinheit 4.1 bzw. der zweiten Recheneinheit 4.2. Die Ermittlung des ersten oder zweiten Steuersignals erfolgt dabei genauso wie in der Erläuterung zu 1 gezeigt. Dazu ist ein mit der Steuereinheit 9 verbundener Kontrolldateneingang 12 zum Zuführen von Kontrolldaten vorgesehen.
Das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel kann in mobilen Datenverarbeitungsgeräten, wie beispielsweise einem tragbaren Computer oder einem Mobilfunkgerät zum Einsatz kommen. Im Folgenden soll dies exemplarisch am Beispiel der dezidierten Kanalgewichtsschätzung in einem Rake-Empfänger eines UMTS-Mobilfunksystems erläutert werden.
Der in 3 schematisch dargestellte Rake-Empfänger weist einen Signaleingang 16 auf, über den ein empfangenes Funksignal zugeführt wird. Das empfangene Funksignal wird üblicherweise mittels einer Phasenmodulation übertragen. Dementsprechend werden sowohl ein Inphasen-Signal I als auch ein Quadratursignal Q empfangen. Zur einfacheren Darstellung ist in dem gezeigten Rake-Empfänger ein einzelner Signalpfad dargestellt. Vom Signaleingang wird das empfangene Funksignal einem ersten Rake-Finger 15.1 (gestrichelt dargestellt), einem zweiten Rake-Finger 15.2 (gestrichelt dargestellt), einem dritten Rake-Finger 15.3 (gestrichelt dargestellt) und einem Matched Filter 17 zugeführt. Das empfangene Funksignal wird in dem ersten Rake-Finger 15.1 einer Korreliervorrichtung 18 zugeführt. Es wird dort mit einem von einem Code-Generator 19 erzeugten Codesignal korreliert. Durch die Korrelation wird das empfangen Funksignal entspreizt und zu Nutzer-Daten gewandelt. Die Nutzer-Daten werden einem Phasenrotator 20 und einer Kanalgewichtsschätzungsvorrichtung 21 zugeführt. Die Kanalgewichtsschätzungsvorrichtung 21 weist eine Recheneinheit gemäß dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel auf. Mittels ihr wird ein Kanalzustand ermittelt. Der Einfluss des Kanalzustands wird durch den Phasenrotator 20 von den Nutzer- Daten entfernt. Die so korrigierten Nutzer-Daten werden einem Entzerrer 22 zugeführt.
Der zweite Rake-Finger 15.2 und der dritte Rake-Finger 15.3 weisen einen zu dem ersten Rake-Finger 15.1 identischen Aufbau auf, der hier nicht dargestellt ist. Der Matched Filters 17 bestimmt die momentanen Verzögerungsprofile des empfangenen Funksignals, die verschiedenen Ausbreitungswegen im Übertragungskanal zugeordnet werden können. Die dabei ermittelten Ausbreitungswege mit der größten Übertragungsqualität werden jeweils einem aus der Gruppe des ersten Rake-Finger 15.1, des zweiten Rake-Finger 15.2 und des dritten Rake-Finger 15.3 zugeordnet. Durch den Entzerrer 22 werden die Verzögerungen der Signallaufzeit unterschiedlicher Ausbreitungspfade ausgeglichen. Die in den Rake-Fingern ermittelten Nutzer-Daten können so durch einen Signalkombinierer zusammengefasst – üblicherweise summiert – und ein Ausgangssignal mit hohem Signal-Rauschverhältnis kann an einem Signalausgang 24 bereitgestellt werden. Vorteilhafterweise berücksichtigt das Ausgangssignal verschiedene Ausbreitungswege im Übertragungskanal, so dass die übertragene Information besser ermittelt werden kann, als wenn nur ein Ausbreitungsweg berücksichtigt würde.
Die in der Kanalgewichtsschätzungsvorrichtung 21 durchgeführte dezidierte Kanalgewichtsschätzung wird auch als Dedicated Channel Weight Estimation bzw. D_CWE oder als Dedicated Pilot Integration bezeichnet. Die dedizierte Kanalgewichtsschätzung wird dabei für jeden Rake-Finger und jede Sendeantenne berechnet. Zur Berechnung der dedizierten Kanalgewichtsschätzung wird ein Pilotsignal im dedizierten physikalischen Kanal (Dedicated Physical Channel bzw. DPCH) verwendet.
4 zeigt schematisch die Rahmenstruktur der über den DPCH übertragenen Daten. Die Rahmenstruktur zeigt einen ersten Zeitschlitz 25 und einen zweiten Zeitschlitz 26, die ihrer seits jeweils in einem Zeitmultiplexverfahren fünf Datenblöcke umfassen. Diese Datenblöcke sind jeweils erste Nutzdaten 25.1, 26.1, Daten zur Kontrolle einer Übertragungsleistung (Transmission Power Control, bzw. TPC) 25.2, 26.2, Informationen zur Kombination der Transportformate (Transportformation Combination Indicator, bzw. TFCI), 25.3, 26.3, zweite Nutzdaten 25.4, 26.4 und Pilotsignale 25.5, 26.5. Die ersten Nutzdaten 25.1, 26.2 und die zweiten Nutzdaten 25.4 beinhalten beispielsweise Sprachinformationen.
Der DPCH kann innerhalb eines UMTS-Mobilfunksystems von einer Basisstation über zwei unterschiedliche Antennen übertragen werden. Der auf dem Übertragungskanal vorhandene Schwund (Fading), insbesondere durch das Rayleigh-Fading, geschieht für die von den beiden Antennen gesendeten Funksignale unabhängig voneinander. Die Übertragungsdiversität mittels der beiden Antennen erlaubt dadurch eine höhere Signalempfindlichkeit im Mobilfunkempfänger.

Zur Nutzung der Übertragungsdiversität können zwei unterschiedliche Pilotsignale 25.5, 26.5, die hier als "normal" und "STTD" bezeichnet werden, für die über jeweils eine Antenne übertragenen DPCHs genutzt werden. Dementsprechend sind vier mögliche Übertragungsdiversitätszustände im UMTS-Standard (3GPP TS 25.211 V4 3.0) möglich:

Übertragungsdiversitätszustand	Antenne 1	Antenne 2
STTD (Space Time Transmit Diversity)	Pilotsignal "normal"	Pilotsignal "STTD"
CLTD1 (Closed Loop Transmit Diversity)	Pilotsignal "normal"	Pilotsignal "STTD"
CLTD2 (Closed Loop Transmit Diversity)	Pilotsignal "normal"	Pilotsignal "normal"
Normal	Pilotsignal "normal"	ausgeschaltet

Der Übertragungsdiversitätszustand CLTD1 unterscheidet sich von dem Übertragungsdiversitätszustand STTD darin, dass der Übertragungsdiversitätszustand CLTD1 eine Rückkopplung an die Basisstation stattfindet, um einen Phasenfehler zwischen den von den beiden Antennen übertragenen Signalen zu minimieren.
Die dedizierte Kanalgewichtsschätzung kann durch eine in 2 gezeigten Datenverarbeitungsvorrichtung 1 in einem Rake-Finger eines UMTS-Mobilfunkempfängers ausgeführt werden. Dabei ist die Recheneinheit 4.1 dem Pilotsignal "normal" – also vor allem die Antenne 1 – zugeordnet, während die zweite Recheneinheit 4.2 dem Pilotsignal "STTD" – also allein der Antenne 2 – zugeordnet ist.
Die von der Recheneinheit 4.1 und der zweiten Recheneinheit 4.2 durchgeführten Operation, aus dem Kontrollpilotsymbolen P_K und den eingehenden Daten d_K des DPCH eine Kanalgewichtung h_K zu ermitteln, sind im wesentlichen gleich. Die Operationen unterscheiden sich insbesondere darin, dass verschiedene Kontrollpilotsymbole zur Berechnung an die Recheneinheit 4.1 oder die Recheneinheit 4.2 zugeführt werden. Ansonsten sind die Recheneinheiten 4.1 und die zweite Recheneinheit 4.2 identisch ausgelegt.
Es ist offensichtlich, dass die Recheneinheit 4.1 und die zweite Recheneinheit 4.2 nur dann zweckgemäß die Daten verarbeiten, wenn im DPCH Pilotsignale 25.5, 26.5 übertragen werden. Die zweite Recheneinheit 4.2 kommt lediglich während der Übertragungszustände STTD oder CLDT1 zum Einsatz. Ansonsten unterdrückt die Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8.2 die Zufuhr der empfangenen Daten an die zweite Recheneinheit 4.2. Das gleiche gilt ebenso, wenn über den CPCH die Datenblöcke 25.1, 25.2, 25.3, 25.4 bzw. 26.1, 26.2, 26.3, 26.4 übertragen werden, die keine Pilotsignale 25.5, 26.5 enthalten. Gleichermaßen unterdrückt die Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8.1 die Zufuhr der oben genannten Datenblöcke an die Rechen einheit 4.1. Unnötige Operationen der Recheneinheit 4.1 und der zweiten Recheneinheit 4.2 werden so verhindert.
In 5 ist beispielhaft ein Datenverlauf in den oben beschriebenen UMTS-Mobilfunkempfänger gezeigt. Dabei gibt ein Taktsignal 27 einen Takt vor. Das Rakefingersignal 28 mit einem ersten Abschnitt 28.1, einem zweiten Abschnitt 28.2, und einem dritten Abschnitt 28.3 zeigt an, welcher Rake-Finger 15.1, 15.2, 15.3 des UMTS-Mobilfunkempfängers in Betrieb ist. Dabei ist der erste Abschnitt 28.1 und der zweite Abschnitt 28.2 so eingerichtet, dass ein ausgewählter Rake-Finger 15.1 in Betrieb ist, in dem sich eine Kanalgewichtsschätzungsvorrichtung 21 befindet. Im dritten Abschnitt 28.3 ist der ausgewählte Rake-Finger 15.1 ausgeschaltet, eventuell ist ein anderer Rake-Finger 15.2, 15.3 in Betrieb.
Ein DPCH-Signal 29 zeigt einen Rahmen des DPCH-Kanals mit einem zweiten Multiplex von ersten Nutzdaten 29.1, DPC 29.2, TFCI 29.3, zweiten Nutzdaten 29.4 und Pilotsymbol 29.5.
Ein Zustandsignal 30 zeigt einen Übertragungsdiversitätszustand des UMTS-Mobilfunksystems an.
Ein erstes Steuersignal 31 steuert die Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8.1 und das zweite Steuersignal 32 die zweite Datenzufuhrunterdrückungseinheit 8.2.
Aus dem Datenverlauf ist erkennbar, dass das zweite Steuersignal 32 zu jedem Zeitpunkt einen Ruhezustand der zweiten Recheneinheit 4.2 anzeigt. Das zweite Steuersignal 32 weist demnach einen Bitwert "0" auf. Das erste Steuersignal 31 weist in denjenigen Bereich einen Bitwert "0" auf, in denen entweder keine Pilotsignale übertragen werden oder der ausgewählte Rake-Finger ausgeschaltet ist. Ansonsten weist das erste Steuersignal 31 einem Bitwert "1" auf und erlaubt eine Zufuhr der Daten an die Recheneinheit 4.1. Das Zustandssignal 30 wird in dem gezeigten Beispiel entweder einen Übertra gungsdiversitätszustand "normal" oder einen Übertragungsdiversitätszustand "CLTD2" anzeigen.
In diesem Dokument sind die folgenden Veröffentlichungen zitiert:

[1] DE 41 30 000 A1 ;
[2] EP 0 459 247 A2 und
[3] US 2004/0015732 A1 .

1: Datenverarbeitungsvorrichtung,
2, 3: Dateneingang,
4, 4.1,: Recheneinheit,
4.2: zweite Recheneinheit,
5.1: UND-Gatter,
5.2: Multiplexer,
6, 7: Eingang,
8, 8.1: Datenzufuhrunterdrückungseinheit,
8.2: zweite Datenzufuhrunterdrückungseinheit,
9: Steuereinheit,
11, 11.1: Datenausgang,
11.2: zweiter Datenausgang,
12: Kontrolldateneingang,
13: Steuerverbindung,
14: Kontrolldatenausgang,
15.1: erster Rake-Finger,
15.2: zweiter Rake-Finger,
15.3: dritter Rake-Finger,
16: Signaleingang,
17: Matched Filter,
18: Korreliervorrichtung,
19: Code-Generator,
20: Phasenrotator,
21: Kanalgewichtschätzvorrichtung,
22: Entzerrer,
23: Signalkombinierer,
24: Signalausgang,
25: erster Zeitschlitz,
25.1, 26.1, 29.1: erste Nutzdaten,
25.2, 26.2, 29.2: TPC,
25.3, 26.3, 29.3: TFCI,
25.4, 26.4, 29.4: zweite Nutzdaten,
25.5, 26.5, 29.5: Pilotsignale,
26: zweiter Zeitschlitz,
27: Taktsignal,
28: Rakefingersignal,
28.1: erster Abschnitt,
28.2: zweiter Abschnitt,
28.3: dritter Abschnitt,
29: DPCH-Signal,
30: Zustandssignal,
31: erstes Steuersignal,
32: zweites Steuersignal

Claims

Datenverarbeitungsvorrichtung (1) mit – wenigstens einem Dateneingang (2, 3) zum Aufnehmen von Daten, – einer Recheneinheit (4, 4.1) zum Verarbeiten der Daten, wobei die Recheneinheit (4, 4.1) wenigstens einen Eingang (6, 7) und einen Datenausgang (11, 11.1) zum Bereitstellen von aus den Daten ermittelten Ausgangsdaten aufweist, – einer zwischen dem Dateneingang (2, 3) und dem Eingang (6, 7) geschalteten Datenzufuhrunterdrückungseinheit (8, 8.1), die geeignet ist, eine Zufuhr der Daten vom Dateneingang (2, 3) zum Eingang (6, 7) zu unterdrücken oder zuzulassen, und – einer an die Datenzufuhrunterdrückungseinheit (8, 8.1) gekoppelten Steuereinheit (9) zum Erzeugen eines Steuersignals, das wenigstens einen Arbeitszustand oder einen Ruhezustand der Recheneinheit (4, 4.1) repräsentiert, – wobei die Datenzufuhrunterdrückungseinheit (8, 8.1) derart eingerichtet ist, dass sie eine Zufuhr der Daten vom Dateneingang (2, 3) zum Eingang (6, 7) unterdrückt, wenn das Steuersignal einen Ruhezustand der Recheneinheit (4, 4.1) repräsentiert, und dass sie eine Zufuhr der Daten vom Dateneingang (2, 3) zum Eingang (6, 7) zulässt, wenn das Steuersignal einen Arbeitszustand der Recheneinheit (4, 4.1) repräsentiert.
Datenverarbeitungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 mit – wenigstens einer einen zweiten Eingang aufweisenden, zweiten Recheneinheit (4.2) zum Verarbeiten der Daten, – wobei das Steuersignal wenigstens einen Arbeitszustand oder einen Ruhezustand der zweiten Recheneinheit (4.2) repräsentiert, – wobei die Datenzufuhrunterdrückungseinheit (8) zwischen den Dateneingang (2, 3) und den zweiten Eingang geschaltet ist und – wobei die Datenzufuhrunterdrückungseinheit (8) derart eingerichtet ist, dass sie eine Zufuhr der Daten vom Dateneingang (2, 3) zum zweiten Eingang unterdrückt, wenn das Steuersignal einen Ruhezustand der zweiten Recheneinheit (4.2) repräsentiert.
Datenverarbeitungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 mit – wenigstens einer einen zweiten Eingang aufweisenden, zweiten Recheneinheit (4.2) zum Verarbeiten der Daten und – einer zwischen dem Dateneingang (2, 3) und den zweiten Eingang geschalteten und an die Steuereinheit (9) gekoppelten, zweiten Datenzufuhrunterdrückungseinheit (8.2), – wobei die Steuereinheit wenigstens ein zweites Steuersignal erzeugt, das wenigstens einen Arbeitszustand oder einen Ruhezustand der zweiten Recheneinheit (4.2) repräsentiert, und – wobei die zweite Datenzufuhrunterdrückungseinheit (8.2) derart eingerichtet ist, dass sie eine Zufuhr der Daten vom Dateneingang (2, 3) zum zweiten Eingang (6, 7) unterdrückt, in das Steuersignal einen Ruhezustand der zweiten Recheneinheit (4.2) repräsentiert.
Datenverarbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Recheneinheit (4, 4.1) in einem Ruhezustand ist, wenn die zweite Recheneinheit (4.2) in einen Arbeitszustand ist.
Datenverarbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Daten in einem Zeitmultiplexverfahren mit wenigstens zwei Zeitschlitzen übertragene Daten sind.
Datenverarbeitungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 5, wobei die Steuereinheit (9) ein einen Ruhezustand der Recheneinheit (4) repräsentierendes Steuersignal für die Dauer wenigstens eines Zeitschlitzes erzeugt.
Datenverarbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Datenzufuhrunterdrückungseinheit (8) am Eingang ein konstantes Spannungspotential bereitstellt, wenn das Steuersignal einen Ruhezustand der Recheneinheit (4) repräsentiert.
Datenverarbeitungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 7, wobei das konstante Spannungspotential ein Nullpotential ist.
Datenverarbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Datenzufuhrunterdrückungseinheit wenigstens ein UND-Gatter mit einem dritten Eingang und einem vierten Eingang aufweist, wobei der Dateneingang an den dritten Eingang gekoppelt ist und der vierte Eingang an die Steuereinheit gekoppelt ist, um das Steuersignal aufzunehmen.
Datenverarbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Datenzufuhrunterdrückungseinheit (8) wenigstens einen von dem Steuersignal gesteuerten Multiplexer mit einem fünften Eingang und einem sechsten Eingang aufweist und wobei der Dateneingang an den fünften Eingang gekoppelt ist und der sechste Eingang an ein konstantes Spannungspotential gekoppelt ist.
Mobiles Datenverarbeitungsgerät mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
Mobiles Datenverarbeitungsgerät gemäß Anspruch 11, das als Mobilfunkgerät ausgelegt ist.
Mobiles Datenverarbeitungsgerät gemäß Anspruch 11, das als tragbarer Computer ausgelegt ist.
Verfahren zum Übertragen von Daten in einer Datenverarbeitungsvorrichtung (1) mit den folgenden Schritten: – Aufnehmen von Daten an einem Dateneingang (2, 3), wobei die Daten in einem Zeitmultiplexverfahren mit wenigstens zwei Zeitschlitzen übertragene Daten sind, – Zuführen der Daten an einen Eingang (6, 7) einer Recheneinheit (4), – Erzeugen eines Steuersignals, das wenigstens einen Arbeitszustand oder einen Ruhezustand der Recheneinheit repräsentiert, für die Dauer wenigstens eines Zeitschlitzes, – Unterdrücken der Zufuhr der Daten vom Dateneingang (2, 3) zum Eingang (6, 7), wenn das Steuersignal einen Ruhezustand der Recheneinheit (4) repräsentiert, und – Zulassen der Zufuhr der Daten vom Dateneingang (2, 3) zum Eingang (6, 7), wenn das Steuersignal einen Arbeitszustand der Recheneinheit (4) repräsentiert.