DE10230150B4

DE10230150B4 - Einrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Abweichung der Trägerfrequenz eines Mobilfunkgeräts von der Trägerfrequenz einer Basisstation

Info

Publication number: DE10230150B4
Application number: DE2002130150
Authority: DE
Inventors: Holger Neuhaus; Burkhard Becker
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2002-07-04
Publication date: 2009-07-02
Anticipated expiration: 2022-07-05
Also published as: WO2004006524A1; CN1666483B; CN1666483A; DE10230150A1

Abstract

Einrichtung (30) zur Bestimmung der Abweichung (105) der Trägerfrequenz eines Mobilfunkgeräts von der Trägerfrequenz mindestens einer Basisstation, wobei von jeder Basisstation zu dem Mobilfunkgerät eine in dem Mobilfunkgerät bekannte Folge von komplexen Pilotsymbolen über Funk übertragen wird, mit
– einer ersten Einheit (6, 8, 10; 7, 9, 11) zur Berechnung von Termen, wobei ein Term zumindest aus zwei unterschiedlichen Pilotsymbolen der von dem Mobilfunkgerät empfangenen Folge gebildet ist und aus dem Term die Phasendifferenz zwischen den zwei Pilotsymbolen bestimmbar ist,
– einer der ersten Einheit (6, 8, 10; 7, 9, 11) nachgeschalteten zweiten Einheit (14; 15) zur Bildung von Gruppen aus den Termen, wobei ein Term anhand von Merkmalen der ihm zugrunde liegenden Pilotsymbole zu einer Gruppe zugewiesen wird,
– einem wiederbeschreibbaren Zwischenspeicher (35), in welchem die Terme der Gruppen zwischenspeicherbar sind und von welchem die zwischengespeicherten Terme der Gruppen bei Bedarf in die zweite Einheit...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, mittels welcher die Abweichung der Trägerfrequenz eines Mobilfunkgeräts gegenüber der Trägerfrequenz einer Basisstation bestimmt werden kann. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren.
Zur Übertragung von Symbolen zwischen einer Basisstation und einem Mobilfunkgerät werden die Symbole im Sender auf eine Trägerfrequenz aufmoduliert und im Empfänger demoduliert. Dabei ist es notwendig, dass das Mobilfunkgerät die gleiche Trägerfrequenz wie die Basisstation aufweist. Kommt es jedoch zu einer Abweichung der Trägerfrequenz im Mobilfunkgerät, muss die Abweichung bestimmt werden, um anschließend kompensiert werden zu können. Eine derartige Frequenzabweichung kann im Mobilfunkgerät beispielsweise durch Toleranzen des die Trägerfrequenz erzeugenden Oszillators hervorgerufen werden. Eine weitere Ursache für Frequenzverschiebungen können Temperaturschwankungen sein. Ferner führen Bewegungen des Mobilfunkgeräts gegenüber der Basisstation zu Doppler-Frequenzverschiebungen.
In der Regel wird zur Bestimmung der Abweichung der Trägerfrequenz des Mobilfunkgeräts die Phasendifferenz zwischen zwei aufeinander folgenden, von dem Mobilfunkgerät empfangenen Symbolen gemessen, wobei zuvor gegebenenfalls eine auf die Symbole aufmodulierte bekannte Datensequenz demoduliert werden muss. Da es sich bei den empfangenen Symbolen um komplexe Symbole handelt, lassen sich diese durch Zeiger in der komplexen Zahlenebene darstellen. Sofern die beiden Symbole bei ihrer Generierung in der Basisstation gleich waren, kann für die Phasendifferenz zwischen den beiden empfangenen Sym bolen der Rotationswinkel der zugehörigen Zeiger in der komplexen Zahlenebene betrachtet werden. Die Phasendifferenz stellt ein direktes Maß für den Frequenzunterschied zwischen der Trägerfrequenz der Basisstation und der Trägerfrequenz des Mobilfunkgeräts dar.
Im UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)-Standard lässt sich der Frequenzfehler des Mobilfunkgeräts mit Hilfe des Pilotsignals (Common Pilot Channel; CPICH) ermitteln. Das Pilotsignal ist ein von der Basisstation ausgesendetes Signal, mittels welchem fortlaufend das gleiche Pilotsymbol oder ein kontinuierlich wiederkehrendes Muster aus zwei verschiedenen Pilotsymbolen übertragen wird. Daher eignet sich das Pilotsignal in besonderer Weise für die vorstehend beschriebene Phasendifferenzmessung.
Die von dem Mobilfunkgerät empfangenen Pilotsymbole sind im Folgenden mit r_k bezeichnet, wobei der ganzzahlige Index k die zeitliche Reihenfolge der Pilotsymbole r_k angibt. Aus der zwischen zwei direkt nacheinander empfangenen Pilotsymbolen r_k- ₁ und r_k gemessenen Phasendifferenz Δϕ lässt sich die Frequenzabweichung Δf nach folgender Gleichung (1) errechnen:
wobei die Zeit T_s den zeitlichen Abstand zwischen der Aussendung der Pilotsymbole r_k- ₁ und r_k bezeichnet. Die Pilotsymbolrate errechnet sich aus 1/T_s und beträgt im UMTS-Standard 15 kHz.
Aus dem Pilotsymbol r_k und dem komplex konjugierten Pilotsymbol r * / k-1 lässt sich ein komplexes Produkt U_k bilden: Uk = r*k-1 ·rk (2)
Das Argument des komplexen Produkts U_k gibt die Phasendifferenz Δϕ an:
Die vorstehenden Gleichungen (1) bis (3) liefern eine Berechnungsvorschrift, mit welcher sich die Frequenzabweichung Δf des Mobilfunkgeräts abschätzen lässt. Für den Eindeutigkeitsbereich |Δf| dieser Abschätzung ergibt sich:
Für kleine Phasendifferenzen Δϕ lässt sich die Varianz var(Δϕ) der Verteilung der Phasendifferenz Δϕ bei additivem weißen Gaußschen Rauschen mit einem Signal-zu-Rausch-Verhältnis E_s/N₀ und einer Mittelung über L Werte näherungsweise folgendermaßen berechnen:
Bislang wurden zwei Pilotsymbole r_k und r_k-1 betrachtet, die in der zeitlichen Abfolge der Pilotsymbole unmittelbar aufeinander folgen. Jedoch weist die Betrachtung zweier Pilotsymbole r_k und r_k- _D, die in der zeitlichen Abfolge der Pilotsymbole um D Symbole auseinander liegen, gewisse Vorteile auf. Um diese Vorteile plausibel zu machen, muss der Parameter D in den Gleichungen (2), (4) und (5) berücksichtigt werden: Uk = r*k-D ·rk (6)
Der Vorteil der Einführung des Parameters D lässt sich aus Gleichung (8) ersehen: Eine Erhöhung des Parameters D führt zu einer Verkleinerung der Varianz var(Δϕ). Allerdings führt eine Erhöhung des Parameters D gemäß Gleichung (7) auch zu einer Verkleinerung des Eindeutigkeitsbereichs |Δf|.
Beim Betrieb der Basisstation im STTD(Space Time Transmit Diversity)-Modus wird das Funksignal von zwei Antennen der Basisstation ausgesendet. In diesem Fall muss das komplexe Produkt U_k für beide Antennen separat berechnet werden.
Bei bekannten Mobilfunkgeräten wird die Abweichung der Trägerfrequenz des Mobilfunkgeräts von der Trägerfrequenz der Basisstation vollständig in der Firmware mittels eines Digitalsignalprozessors berechnet. Werden dabei mehrere Basisstationen und mehrere Übertragungspfade pro Basisstation untersucht, so werden sämtliche Daten Pfad-spezifisch an den Digitalsignalprozessor übermittelt. Dies führt zu einer hohen Arbeitsbelastung sowohl des Digitalsignalprozessors als auch des Datenbusses, über welchen die Daten übertragen werden.
Aus der Schrift EP 1 184 991 A2 ist eine Einrichtung zur Bestimmung der Abweichung der Trägerfrequenz eines Mobilfunkgeräts von der Trägerfrequenz einer Basisstation bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Bestimmung der Abweichung der Trägerfrequenz eines Mobilfunkgeräts von der Trägerfrequenz einer Basisstation zu schaffen, bei welcher die notwendigen Rechenoperationen aufwandsgünstig durchgeführt werden. Des Weiteren soll ein entsprechendes Verfahren angegeben werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung lässt sich die Abweichung der Trägerfrequenz eines Mobilfunkgeräts von der Trägerfrequenz mindestens einer Basisstation im UMTS-Standard bestimmen. Von jeder Basisstation wird dem Mobilfunkgerät dazu eine in dem Mobilfunkgerät bekannte Folge von komplexen Pilotsymbolen über Funk übermittelt. Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält eine erste, eine zweite und eine dritte Einheit. Mittels der ersten Einheit werden Terme berechnet. Ein Term wird zumindest aus zwei unterschiedlichen Pilotsymbolen der von dem Mobilfunkgerät empfangenen Folge gebildet. Ferner lässt sich aus einem Term die Phasendifferenz zwischen den zwei Pilotsymbolen bestimmen. Mittels der zweiten Einheit werden aus den Termen Gruppen gebildet, wobei ein Term anhand von Merkmalen oder Eigenschaften der ihm zugrunde liegenden Pilotsymbole in eine Gruppe sortiert wird. Die dritte Einheit dient zur Berechnung der Frequenzabweichung anhand der Terme mindestens einer Gruppe.
Die Merkmale oder Eigenschaften der Pilotsymbole, anhand derer die Pilotsymbole in Gruppen sortiert werden, betreffen beispielsweise die Zugehörigkeit zu einer bestimmten Basisstation, von welcher die Pilotsymbole ausgesendet wurden, oder den Pfad, über den die Pilotsymbole übertragen wurden, oder den Übertragungsmodus (STTD, Normal Mode) der Pilotsymbole. Informationen über derartige Merkmale oder Eigenschaften kann die erfindungsgemäße Einrichtung beispielsweise von dem RAKE-Empfänger, in welchem die Pilotsymbole aus Pilotsignalen durch Demodulation gewonnen werden, erhalten.
Ein Vorteil der Erfindung liegt in der Zusammenfassung der Terme zu Gruppen. Der dritten Einheit, welche die abschließenden Rechenoperationen zur Bestimmung der Frequenzabwei chung durchführt, müssen aufgrund der Gruppenbildung nicht sämtliche Terme als Einzelergebnisse zugeführt werden, sondern nur die jeweils für die Gruppen vorliegenden Zwischenergebnisse. Dadurch wird der Datentransfer auf dem zwischen der zweiten und der dritten Einheit angeordneten Datenbus verringert, und die dritte Einheit wird mit weniger Rechenoperationen belastet. Ein weiterer Vorteil der Gruppenbildung ist darin zu sehen, dass die Gruppenbildung nach Kriterien erfolgen kann, die für die weiteren Berechnungen sinnvoll und aufwandsgünstig sind. Beispielsweise ist es vorteilhaft, die Terme, die sich auf eine Auswahl der signalstärksten Übertragungspfade jeder Basisstation beziehen, in einer Gruppe zusammenzufassen. Dies kann zu einer Reduzierung des Doppler-Effekts beitragen. Die Kombination mehrerer Pfade zur Ergebnisbildung erhöht außerdem unter Ausnutzung von Diversität die Ergebnisgüte.
Erfindungsgemäß ist ein wiederbeschreibbarer Speicher vorgesehen, in welchem die Integrationsergebnisse der Gruppen zwischengespeichert werden können. Somit kann schnell auf eine Gruppe zugegriffen werden, sobald dieser Gruppe ein neuer Term hinzugefügt werden soll.
Vorteilhafterweise liegen die erste Einheit und die zweite Einheit als festverdrahtete Schaltungen vor. Diese Maßnahme wirkt sich insofern vorteilhaft aus, als dass die von der ersten und der zweiten Einheit durchzuführenden Arbeitsschritte zwar rechenintensiv, jedoch unkompliziert sind und somit aufwandsgünstig von einer Hardware durchgeführt werden können.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die dritte Einheit durch einen Digitalsignalprozessor realisiert ist. Dadurch bleibt eine hohe Flexibilität der erfindungsgemäßen Einrichtung gewahrt. Ferner sind die von dem Digitalsignalprozessor auszuführenden Rechenoperationen bezüglich der Berechnung der Frequenzabweichung gering, so dass dem Digitalsignalprozessor genügend Rechenkapazität für andere Aufgaben bleibt. Beispielsweise können durch den Digitalsignalprozessor auch die Kriterien vorgegeben werden, anhand derer die Terme in der zweiten Einheit in Gruppen sortiert werden. Der Digitalsignalprozessor kann auch weitere Steueraufgaben übernehmen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Einheit zur Berechnung von komplexen Produkten ausgelegt, wobei ein komplexes Produkt zumindest aus zwei unterschiedlichen Pilotsymbolen der von dem Mobilfunkgerät empfangenen Folge gebildet ist und das Argument des komplexen Produkts die Phasendifferenz zwischen den zwei Pilotsymbolen angibt. Alternativ zu dieser Berechnungsart könnten auch die Phasenwinkel der zumindest zwei unterschiedlichen Pilotsymbole zunächst getrennt voneinander berechnet werden, und anschließend könnte aus den Phasenwinkeln die Phasendifferenz berechnet werden.
Vorzugsweise enthält die erste Einheit einen Multiplizierer, welcher einen ersten Eingang und einen zweiten Eingang aufweist. Vor dem ersten Eingang ist ein Schaltungszweig angeordnet, welcher ein Verzögerungsglied und eine Einheit zur Transformation eines komplexen Werts in seinen komplex konjugierten Wert enthält. Der Schaltungszweig wird von dem einen Pilotsymbol gespeist, und der zweite Eingang wird von dem anderen Pilotsymbol gespeist.
Die Verzögerungszeit des Verzögerungsglieds kann vorteilhafterweise einstellbar und vorgebbar sein.
Das Verzögerungsglied kann beispielsweise durch einen wiederbeschreibbaren Speicher realisiert sein. In dem wiederbeschreibbaren Speicher wird ein Pilotsymbol vor seiner Ausgabe solange zwischengespeichert, wie es der diesem Pilotsignal zugewiesenen Verzögerungszeit entspricht.
Ferner kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass zwischen der ersten Einheit und der zweiten Einheit ein Akkumulator angeordnet ist, welcher jeweils eine einstellbare Anzahl von Termen aufsummiert.
Vorteilhafterweise werden die Terme oder gegebenenfalls die akkumulierten Terme einer Gruppe in der zweiten Einheit aufsummiert.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die erste Einheit und die zweite Einheit und gegebenenfalls der Akkumulator jeweils doppelt ausgeführt sind. Insbesondere ist diese Maßnahme von Vorteil, wenn eine Basisstation, von der das Mobilfunkgerät Pilotsignale empfängt, im STTD-Betriebsmodus betrieben wird. Dann steht für die Pilotsymbole jeder Antenne der Basisstation ein eigener Verarbeitungspfad zur Verfügung.
Bei dem Betrieb der Basisstation im STTD-Betriebsmodus ist es des Weiteren von Vorteil, wenn den beiden ersten Einheiten eine vierte Einheit, welche die empfangenen Pilotsymbole nach den zugehörigen Antennen trennt, vorgeschaltet ist Der ersten Einheit oder gegebenenfalls der vierten Einheit ist vorzugsweise ein wiederbeschreibbarer Speicher vorgeschaltet. Der wiederbeschreibbare Speicher dient dazu, den RAKE-Empfänger des Mobilfunkgeräts von den nachgeschalteten Einheiten der erfindungsgemäßen Einrichtung zu entkoppeln.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass innerhalb der dritten Einheit Mittelwerte aus Termen oder aus Gruppen von Termen gebildet werden können.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Einrichtung eine Steuereinheit auf. Die Steuereinheit kann unter anderem Steuerungsaufgaben zur Bildung der Gruppen ausführen. Insbesondere können die Steuerungsaufgaben die Steuerung der Akkumula tion der Terme in den vorgegebenen Gruppen beinhalten. Ferner können durch die Steuereinheit weitere Aufgaben ausgeführt werden, wie zum Beispiel die Vorgabe der Verzögerungszeiten für die Verzögerungsglieder. Der Digitalsignalprozessor kann gegebenenfalls Aufgaben der Steuereinheit übernehmen.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung betrifft die Merkmale der Pilotsymbole, anhand derer die Gruppen gebildet werden. Vorteilhafterweise beziehen sich diese Merkmale auf die zugehörige Basisstation bzw. die zugehörigen Übertragungspfade. Beispielsweise können alle Terme, die aus Pilotsymbolen derselben Basisstation hervorgegangen sind, zu einer Gruppe zusammengefasst werden. Ebenso ist es denkbar, die Terme, die aus bestimmten Übertragungspfaden hervorgehen, in einer Gruppe zu vereinen. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Terme der signalstärksten Übertragungspfade von einer Basisstation in einer Gruppe vereinigt werden. Dadurch würden die Auswirkungen der durch eine Bewegung des Mobilfunkgeräts verursachten Doppler-Frequenzverschiebung in den Ergebnissen dieser Gruppe reduziert. Alternativ dazu können die Übertragungspfade verschiedener Basisstationen auf verschiedene Gruppen aufgeteilt werden. Dies ermöglicht die Berechnung der Doppler-Frequenzverschiebung einer bestimmten Basisstation. Bei allen Gruppenbildungen können die Terme stets mehreren Gruppen zugewiesen werden. Ferner können die Gruppen zellenübergreifend definiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Bestimmung der Abweichung der Trägerfrequenz eines Mobilfunkgeräts von der Trägerfrequenz mindestens einer Basisstation. Von jeder Basisstation wird zu dem Mobilfunkgerät eine in dem Mobilfunkgerät bekannte Folge von komplexen Pilotsymbolen über Funk übertragen. Zur Bestimmung der Trägerfrequenzabweichung werden in einem ersten Verfahrensschritt Terme berechnet, die jeweils zumindest aus zwei unterschiedlichen Pilotsymbolen der von dem Mobilfunkgerät empfangenen Folge gebildet werden. Aus einem Term kann die Phasendifferenz zwischen den zwei Pi lotsymbolen bestimmt werden. In einem zweiten Verfahrensschritt werden aus den Termen Gruppen gebildet, wobei ein Term einer Gruppe anhand von Merkmalen der ihm zugrunde liegenden Pilotsymbole zugewiesen wird. In einem dritten Verfahrensschritt werden die Terme der Gruppen in einem wiederbeschreibbaren Zwischenspeicher zwischengespeichert. In einem vierten Verfahrensschritt werden die Terme von zumindest einer der Gruppen aus dem Zwischenspeicher geladen und der Gruppe wird ein Term hinzugefügt. In einem fünften Verfahrensschritt wird die Trägerfrequenzabweichung anhand der Terme mindestens einer Gruppe errechnet.
Durch die erfindungsgemäße Zusammenfassung der Terme zu Gruppen lässt sich die Bestimmung der Frequenzabweichung effizienter durchführen, als dies herkömmliche Verfahren ermöglichen. Beispielsweise kann durch eine geeignete Gruppenwahl eine durch den Doppler-Effekt verursachte Frequenzverschiebung reduziert werden.
Vorzugsweise liegen die zwei Pilotsymbole, aus denen jeweils ein Term einer Gruppe gebildet wird, um eine vorgegebene Anzahl von Stellen in der Folge der Pilotsymbole auseinander.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Berechnungen für eine Gruppe zweimal durchgeführt, wobei sich die beiden Berechnungen dadurch unterscheiden, dass jeweils eine andere Stellenzahl, um welche die für die Berechnungen herangezogenen Pilotsymbole auseinander liegen, gewählt wird. Diese Stellenzahl lässt sich beispielsweise durch den in den Gleichungen (6) bis (8) eingeführten Parameter D ausdrücken. Es kann zum Beispiel vorgesehen sein, zunächst eine Gruppe zu bilden, bei welcher für den Parameter D ein Wert größer als 1 verwendet wird, sodass die Varianz der Phasendifferenzmessung und damit der Fehler der Frequenzabschätzung vergleichsweise klein ausfallen. Des Weiteren werden die ansonsten gleichen Berechnungen mit dem Wert 1 für den Parameter D ausgeführt. Dadurch kann überprüft werden, ob der kleinere Eindeutigkeitsbereichs |Δf| der Berechnung mit dem größeren Wert für den Parameter D nicht verlassen wird.
Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
1 ein schematisches Schaltbild einer in ein Ausführungsbeispiel der Erfindung integrierbaren Schaltung;
2 ein schematisches Schaltbild einer weiteren in das Ausführungsbeispiel der Erfindung integrierbaren Schaltung; und
3 ein schematisches Schaltbild des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung.
In 1 ist das schematische Schaltbild einer Schaltung 1 gezeigt. Die Schaltung 1 kann Bestandteil eines in 3 gezeigten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung sein. Da sich die Funktionsweise des in 3 gezeigten Ausführungsbeispiels aus der Funktionsweise von Schaltung 1 ergibt, ist es notwendig, zunächst die Schaltung 1 zu erläutern.
Die Schaltung 1 ist in ein Mobilfunkgerät integriert. Von dem Mobilfunkgerät empfangene Pilotsignale werden in einem RAKE-Empfänger demoduliert und in Pilotsymbole 100 umgewandelt. Die Pilotsymbole 100 gehen in die Schaltung 1 mit einer Datenrate von beispielsweise 15 ks/s ein. Vorliegend ist angenommen, dass die Basisstation, von welcher die Pilotsymbole 100 ursprünglich ausgesendet wurden, im STTD-Betriebsmodus betrieben wird. Im STTD-Betriebsmodus sendet die Basisstation ihre Signale mit Hilfe von zwei Antennen 1 und 2 aus. Die Pilotsymbole 100 werden in der Schaltung 1 in zwei Datenpfade aufgeteilt, wobei in einem Datenpfad die zu der Antenne 1 gehörenden Pilotsymbole 101 verarbeitet werden und in dem anderen Datenpfad die zu der Antenne 2 gehörenden Pilotsymbole 102 verarbeitet werden.
Die von den Pilotsymbolen 101 und 102 gespeisten Datenpfade sind in 1 übereinander dargestellt. Der obere Datenpfad bezieht sich auf die Antenne 2 der Basisstation. In diesem Datenpfad sind eine Vorzeicheneinheit 3 und ein Akkumulator 4 hintereinander geschaltet. Die Vorzeicheneinheit 3 weist einen Steuereingang auf, welcher mit dem Ausgang einer STTD-Codierungseinheit 2 verbunden ist. Die STTD-Codierungseinheit 2 wird von einem Steuersignal 200 gesteuert. Der Ausgang des Akkumulators 4 ist sowohl mit einem Eingang eines Multiplizierers 10 als auch mit dem Eingang eines Verzögerungsglieds 6 verbunden. Das Verzögerungsglied 6 wird von einem Steuersignal 201 gesteuert. Dem Verzögerungsglied 6 ist eine Konjugationseinheit 8 nachgeschaltet. Der Ausgang der Konjugationseinheit 8 liegt an einem weiteren Eingang des Multiplizierers 10 an. Hinter dem Multiplizierer 10 sind ein Akkumulator 12 und eine Gruppierungseinheit 14 in der angegebenen Reihenfolge seriell angeordnet. Der Akkumulator 12 wird von einem Steuersignal 202 gesteuert, und die Gruppierungseinheit 14 wird von einem Steuersignal 203 gesteuert. Ferner werden in die Gruppierungseinheit 14 weitere Daten 103 eingespeist. Die Daten 103 können die Zwischenergebnisse einer Integration von Termen innerhalb einer Gruppe sein. Dies wird weiter unten im Zusammenhang mit der Beschreibung von 3 erläutert. Der Ausgang der Gruppierungseinheit 14 speist einen Eingang eines Addierers 16.
Der zu der Antenne 1 gehörende Datenpfad ist in ähnlicher Weise wie der zu der Antenne 2 gehörenden Datenpfad aufgebaut. Dazu weist dieser Datenpfad einen Akkumulator 5, ein Verzögerungsglied 7, eine Konjugationseinheit 9, einen Multiplizierer 11, einen Akkumulator 13 und eine Gruppierungseinheit 15 auf. Der Ausgang der Gruppierungseinheit 15 ist mit einem weiteren Eingang des Addierers 16 verbunden. Im Gegensatz zu dem von den Pilotsymbolen 102 gespeisten Datenpfad weist der von den Pilotsymbolen 101 gespeiste Datenpfad keine Vorzeicheneinheit und keine STTD-Codierungseinheit auf.
Das Verzögerungsglied 7 wird genauso wie das Verzögerungsglied 6 von dem Steuersignal 201 gesteuert. Ferner werden der Akkumulator 13 von dem Steuersignal 202 und die Gruppierungs einheit 15 von dem Steuersignal 203 gesteuert. In die Gruppierungseinheit 15 gehen des Weiteren Daten 104 ein, die wie die Daten 103 die Zwischenergebnisse einer Integration von Termen innerhalb einer Gruppe sein können.
Dem Addierer 16 sind eine Mittelungseinheit 17 und eine Berechnungseinheit 18 sowie ein Multiplizierer 19 nachgeschaltet. Die Mittelungseinheit 17 wird von einem Steuersignal 204 gesteuert. Der Multiplizierer 19 wird neben dem Ausgangswert der Berechnungseinheit 18 von einem Wert 205 gespeist. Der Multiplizierer 19 erzeugt einen Ausgangswert 105.
In 1 sind ebenso wie in der weiter unten beschriebenen 2 die Datenpfade, auf denen komplexwertige Daten übertragen werden, durch Pfeile mit einem zusätzlichen senkrechten Balken vor der Pfeilspitze dargestellt. Daten- und Signalpfade, auf denen rein reelle Daten oder Signale übertragen werden, sind durch Pfeile ohne senkrechten Balken dargestellt. Die Steuersignale sind in den 1 und 2 durch gestrichelte Pfeile gekennzeichnet.
Im STTD-Betriebsmodus wird von der Antenne 1 der Basisstation in jedem Zeitschlitz 10 mal das Pilotsymbol A = 1 + j ausgesendet, wobei mit j die imaginäre Einheit bezeichnet wird. Von der Antenne 2 der Basisstation werden pro Zeitschlitz ebenfalls 10 Pilotsymbole ausgesendet, wobei allerdings neben dem Pilotsymbol A auch das Pilotsymbol –A = –1 – j ausgesendet werden kann. Die von der Antenne 2 pro Rahmen ausgesendeten Pilotsymbole lassen sich in Einheiten mit jeweils vier Pilotsymbolen unterteilen, wobei jede Einheit das aus den vier Pilotsymbolen gebildete Muster A, –A, –A, A aufweist. Lediglich an der Rahmengrenze ergibt sich eine Irregularität in diesem Muster.
Nach dem Empfang der Pilotsignale in dem Mobilfunkgerät werden jeweils zwei aufeinander folgende Pilotsymbole jeder Antenne gefaltet. Die Faltung der von der Antenne 1 ausgesende ten Pilotsymbole wird in dem Akkumulator 5 durchgeführt. Dort werden zwei aufeinander folgende Pilotsymbole aufsummiert. Anschließend wird die Summe an das Verzögerungsglied 7 und den Multiplizierer 11 weitergeleitet. Dieses Vorgehen bedingt, dass nur in jedem zweiten Verarbeitungstakt ein Faltungswert von dem Akkumulator 5 ausgegeben wird und sich somit die Datenrate nach dem Akkumulator 5 von 15 ks/s auf 7,5 ks/s verringert.
Bei der Faltung der von der Antenne 2 ausgesendeten Pilotsymbole werden ebenfalls zwei aufeinander folgende Pilotsymbole aufsummiert. Dabei muss allerdings beachtet werden, dass manche dieser Pilotsymbole mit einem negativen Vorzeichen behaftet sind. Um zu vermeiden, dass die Faltung zu einem falschen Ergebnis, wie 0 oder –2A, führt, muss das Vorzeichen jedes Pilotsymbols –A vor der Faltung invertiert werden. Dies wird mittels der Vorzeicheneinheit 3 bewerkstelligt. Die Information darüber, welches Pilotsymbol invertiert werden soll, erhält die Vorzeicheneinheit 3 von der STTD-Codierungseinheit 2, in welcher das von der Antenne 2 der Basisstation ausgesendete Muster der Pilotsymbole abgelegt ist. Des Weiteren benötigt die STTD-Codierungseinheit 2 zum Steuern der Vorzeicheneinheit 3 eine Information über den Rahmenbeginn. Diese Information wird der STTD-Codierungseinheit 2 durch das Steuersignal 200 zur Verfügung gestellt. Nach der Entfernung der negativen Vorzeichen aus den von der Antenne 2 ausgesendeten Pilotsymbolen werden in dem Akkumulator 4 zwei aufeinander folgende Pilotsymbole in gleicher Weise wie in dem Akkumulator 5 addiert. Diese Faltung ergibt stets den Wert 2A. Nach dem Akkumulator 5 ist die Datenrate ebenfalls auf 7,5 ks/s reduziert.
Aus den vom dem Akkumulator 4 bzw. 5 erzeugten Faltungswerten wird mit Hilfe des Verzögerungsglieds 6 bzw. 7, der Konjugationseinheit 8 bzw. 9 und dem Multiplizierer 10 bzw. 11 ein komplexes Produkt gemäß Gleichung (6) gebildet, wobei in Gleichung (6) die Werte r_k- _D und r_k durch Faltungswerte er setzt werden. Dazu wird ein in dem Verzögerungsglied 6 bzw. 7 befindlicher Faltungswert erst dann wieder ausgegeben, wenn der Akkumulator 4 bzw. 5 den D-ten nachfolgenden Faltungswert erzeugt hat. Die Größe des Parameters D wird den Verzögerungsgliedern 6 und 7 durch das Steuersignal 201 zugeführt. Der von dem Verzögerungsglied 6 bzw. 7 ausgegebene Faltungswert wird mittels der Konjugationseinheit 8 bzw. 9 komplex konjugiert. Dabei wird das Vorzeichen des Imaginärteils des Faltungswerts invertiert. Bei der nachfolgenden Multiplikation in dem Multiplizierer 10 bzw. 11 wird der in dem jeweiligen Verarbeitungstakt von dem Akkumulator 4 bzw. 5 ausgegebene Faltungswert mit dem gleichzeitig von der Konjugationseinheit 8 bzw. 9 ausgegebenen zeitverzögerten und konjugierten Faltungswert multipliziert. Anschließend wird in dem Akkumulator 12 bzw. 13 eine vorgegebene Anzahl von komplexen Produkten aufsummiert. Die Anzahl der aufeinander folgenden komplexen Produkte, die jeweils von den Akkumulatoren 12 und 13 aufsummiert werden, wird durch das Steuersignal 202 vorgegeben. Vorliegend erstreckt sich die Summation über jeweils vier komplexe Produkte.
Die von dem Akkumulator 12 bzw. 13 erzeugte Summe aus komplexen Produkten wird der Gruppierungseinheit 14 bzw. 15 zugeführt. Des Weiteren erhält die Gruppierungseinheit 14 bzw. 15 die Daten 103 bzw. 104, welche sie als Zwischenergebnisse einer Integration innerhalb einer Gruppe mit den von dem Akkumulator 12 bzw. 13 zur Verfügung gestellten Daten aufsummiert.
Die von dem Akkumulator 4 bzw. 5 ausgegebenen Faltungswerte sind im Folgenden mit P J / i bezeichnet. Dabei steht der Index j (j = 1, 2) für die Antenne, von welcher die zugehörigen Pilotsymbole ausgesendet wurden, und der ganzzahlige Index i gibt die zeitliche Reihenfolge der Faltungswerte an. Nach dem Durchlaufen der Gruppierungseinheit 14 bzw. 15 ergibt sich folgender Wert:
Vorliegend summiert der Akkumulator 12 bzw. 13 über vier von dem Multiplizierer 10 bzw. 11 ausgegebene Produkte P j / m,i-D^*·P j / m,i. Diese Akkumulation wird über das Steuersignal 202 gesteuert. Die Gruppierungseinheit 14 bzw. 15 summiert die von dem Akkumulator 12 bzw. 13 ausgegebenen Summen gemäß dem Steuersignal 203 mit den Daten 103 bzw. 104 auf. Dies ist in dem Term (9) durch den Summationsindex m gekennzeichnet. Weiter unten wird erläutert, dass der Summationsindex m die Summationsergebnisse des Akkumulators 12 bzw. 13 kennzeichnet, welche zu einem bestimmten Gruppenergebnis zusammengefügt werden sollen. Zum Beispiel können mit dem Index m alle Ausbreitungspfade innerhalb einer Zelle bezeichnet werden, über welche die Ergebnisse des Akkumulators 12 bzw. 13 aufsummiert werden sollen. M bezeichnet in diesem Beispiel die Anzahl der Ausbreitungspfade innerhalb dieser Zelle.
Alle vor der Berechnung der Terme (9) liegenden Verarbeitungsschritte erfolgen in der Schaltung 1 mittels einer Hardware-Schaltung. Erst die Ausgänge der Gruppierungseinheiten 14 und 15 speisen eine Firmware, in welcher mittels eines Digitalsignalprozessors 39 die weiteren Berechnungen zur Bestimmung der Frequenzabweichung durchgeführt werden. Die in 1 in dem Digitalsignalprozessor 39 angeordneten Einheiten und Schaltungselemente sind daher als Berechnungsvorschriften eines Algorithmus, der in dem Digitalsignalprozessor 39 abgearbeitet wird, zu verstehen.
Mittels des Digitalsignalprozessors 39 werden die von den Gruppierungseinheiten 14 und 15 ausgegebenen Terme addiert. Anschließend wird ein Mittelwert über eine gewisse Mittelwertszeitdauer gebildet. Diese beiden Schritte sind in 1 durch den Addierer 16 und die Mittelungseinheit 17 gekennzeichnet. Die Mittelwertszeitdauer wird der Mittelungseinheit 17 durch das Steuersignal 204 zugeführt. Durch die Mittel wertsbildung sinkt die Datenrate nach der Mittelungseinheit 17 auf einen Wert von 7,5/Mittelwertszeitdauer ks/s.
Aus dem Mittelwert wird gemäß Gleichung (3) die Phasendifferenz Δϕ berechnet, indem der Mittelwert für das komplexe Produkt U_k in die rechten Seite von Gleichung (3) eingesetzt wird. Für diesen Berechnungsschritt steht in Schaltung 1 die Berechnungseinheit 18 zur Verfügung.
Gemäß Gleichung (1) ist die Phasendifferenz Δϕ mit dem Faktor 1/(2πT_s) zu multiplizieren. Dabei muss beachtet werden, dass vorliegend aufgrund der Faltung von jeweils zwei Pilotsymbolen in den Akkumulatoren 4 und 5 die Zeit T_s verdoppelt werden muss. Ferner muss der Parameter D berücksichtigt werden. Aus diesen Überlegungen ergibt sich ein Faktor von 1/(4πT_sD), wobei der Faktor 1/T_s für die Pilotsymbolrate, mit welcher die Pilotsymbole von der Basisstation ausgesendet werden, steht. Im UMTS-Standard beträgt diese Pilotsymbolrate 15 kHz. Die Multiplikation mit dem Faktor 1/(4πT_sD) wird in 1 mittels des Multiplizierers 19 durchgeführt, welchem der Faktor 1/(4πT_sD) durch den Wert 205 zugeführt wird. Als Ausgangswert 105 ergibt diese Multiplikation die Frequenzabweichung Δf.
In 2 ist das schematische Schaltbild einer Schaltung 20 dargestellt, welche wie die Schaltung 1 in das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung integriert sein kann.
Im Unterschied zu der in 1 gezeigten Schaltung 1 ist die Schaltung 20 dazu ausgelegt, Pilotsymbole, die von einer im Normalbetriebsmodus betriebenen Basisstation empfangen wurden, zu verarbeiten. Im Normalbetriebsmodus sendet eine Basisstation nur über eine Antenne Signale aus.
Die Schaltung 20 geht aus der Schaltung 1 hervor, wenn der obere Datenpfad von Schaltung 1, in welchem die zu der Anten ne 2 gehörenden Pilotsymbole 102 verarbeitet werden, ausgespart wird. Ferner entfallen bei der Schaltung 20 im Vergleich zur Schaltung 1 der Akkumulator 5, welcher beispielsweise in der Schaltung 1 zur Erzeugung der Schaltung 20 überbrückt werden könnte, sowie der Addierer 16, dessen Funktion in dem Verarbeitungsalgorithmus des Digitalsignalprozessors 39 gelöscht werden müsste.
Die daraus resultierende Schaltung 20 ist in 2 dargestellt. Ähnliche oder gleiche Schaltungselemente, Signale oder Berechnungsvorschriften wie in 1 tragen in 2 dieselben Bezugszeichen. Zu beachten ist, dass in dem Akkumulator 13 der Schaltung 20 über 8 komplexe Produkte U_k summiert wird. Damit ergibt sich in Analogie zu Term (9) ein Term (10), welcher von der Gruppierungseinheit 15 ausgegeben wird:
In dem Term (10) gibt der ganzzahlige Index k, welcher von dem Steuersignal 202 vorgegeben wird, die zeitliche Reihenfolge der Pilotsymbole r_k an.
Ferner ist bei der Schaltung 20 zu beachten, dass der Wert 205, mit welchem die Phasendifferenz Δϕ multipliziert wird, 1/(2πT_sD) beträgt.
In Schaltung 20 weist die Datenrate bis zu der Mittelwertsbildung in der Mittelungseinheit 17 einen Wert von 15 ks/s auf. Nach der Mittelungseinheit 17 beträgt die Datenrate 15/Mittelwertszeitdauer ks/s.
In 3 ist als Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung eine Schaltung 30 zur Bestimmung der Abweichung der Trägerfrequenz eines Mobilfunkgeräts dargestellt. In die Schaltung 30 sind die in den 1 und 2 gezeigten Schaltungen 1 und 20 integrierbar.
Der Schaltung 30 werden wie den Schaltungen 1 und 20 Pilotsymbole 100, die von dem RAKE-Empfänger des Mobilfunkgeräts demoduliert wurden, zugeführt. Die Pilotsymbole 100 gelangen zunächst in einen Zwischenspeicher 31, welcher zur Entkopplung der RAKE-Struktur von den nachgeschalteten Bauelementen der Schaltung 30 dient.
Anschließend durchlaufen die Pilotsymbole 100 eine Entkopplungseinheit 32, welcher im STTD-Betriebsmodus der Basisstation die Aufgabe zufällt, die Pilotsymbole 100 nach der jeweiligen Antenne zu trennen. Die in 1 dargestellte Schaltung 1 bezieht sich auf den STTD-Betriebsmodus. Die Entkopplungseinheit 32 ist in 1 ebenfalls eingezeichnet. Sie umfasst die STTD-Codierungseinheit 2, die Vorzeicheneinheit 3 sowie die Akkumulatoren 4 und 5. Die Antennen-Entkopplung wird in der Entkopplungseinheit 32 wie oben beschrieben durch Faltung zweier aufeinander folgender Pilotsymbole bewerkstelligt. Dazu wird das zuerst eingehende Pilotsymbol zunächst in einem der Entkopplungseinheit 32 nachgeschalteten Zwischenspeicher 33 zwischengespeichert. Sobald das zweite Pilotsymbol in der Entkopplungseinheit 32 eingetroffen ist, wird das in dem Zwischenspeicher zwischengespeicherte Pilotsymbol wieder in die Entkopplungseinheit 32 geladen, sodass dort die Faltung der beiden Pilotsymbole durchgeführt werden kann. Der so erhaltene Faltungswert kann anschließend in dem Zwischenspeicher 33 abgelegt werden.
Falls die Basisstation, von welcher die Pilotsymbole 100 ausgesendet wurden, im Normalbetriebsmodus betrieben wird, werden die Pilotsymbole 100 direkt in den Zwischenspeicher 33 geschrieben. Dies ist der Betriebsmodus der Basisstation, für welchen die in 2 gezeigte Schaltung 20 ausgelegt ist.
Die in dem Zwischenspeicher 33 zwischengespeicherten Faltungswerte bzw. Pilotsymbole werden zu ihrer Weiterverarbeitung in eine festverdrahtete Berechnungseinheit 34 ausgelesen. Die zu der Berechnungseinheit 34 gehörenden Schaltungselemente sind in den 1 und 2 für beide Betriebsmodi der Basisstation dargestellt. Die Berechnungseinheit 34 enthält die Konjugationseinheiten 8 und 9, die Multiplizierer 10 und 11, die Akkumulatoren 12 und 13 sowie die Gruppierungseinheiten 14 und 15. Die Berechnungseinheit 34 kann zur Verringerung des schaltungstechnischen Aufwands aus einem Schaltungsteil einer Schaltung hervorgehen, die für SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)-Berechnungen verwendet wird.
Dabei ist zu beachten, dass die Verzögerungsglieder 6 und 7 in der Schaltung 30 durch den Zwischenspeicher 33 realisiert sind. Diejenigen Faltungswerte bzw. Pilotsymbole, welche dem Multiplizierer 10 bzw. 11 ohne Verzögerung zugeführt werden sollen, werden von der Entkopplungseinheit 32 direkt an die Berechnungseinheit 34 weitergeleitet. Diejenigen Faltungswerte bzw. Pilotsymbole, welche mittels des Verzögerungsglieds 6 bzw. 7 verzögert werden sollen, werden in dem Zwischenspeicher 33 zwischengespeichert und erst zu einem späteren Zeitpunkt an die Berechnungseinheit 34 weitergeleitet.
Die Berechnungseinheit 34 führt die Integration gemäß der Gleichung (10) oder (9) aus. Zwischenwerte der Summation werden in einem der Berechnungseinheit 34 nachgeschalteten Zwischenspeicher 35 zwischengespeichert. Sobald ein weiteres Pilotsymbol bzw. Faltungsergebnis (Summationsindex k bzw. i in der Gleichung (10) bzw. (9)) oder ein Beitrag zur Akkumulation eines Gruppenergebnisses (Summationsindex m in den Gleichungen (9) und (10)) vorliegt, werden die temporären Summationsergebnisse aus dem Zwischenspeicher 35 in die Berechnungseinheit 34 als Daten 103 oder 104 geladen und die Summation wird gemäß der Gleichung (10) bzw. (9) ergänzt oder komplettiert.
Das vorstehend beschriebene Verfahren eignet sich besonders für den Fall, in welchem die Pilotsymbole 100 nacheinander von zeitgemultiplexten RAKE-Fingern geliefert werden und den Pilotsymbolen 100 aufgrund der Zuordnung der RAKE-Finger zu bestimmten Ausbreitungspfaden innerhalb bestimmter Zellen eine Gruppenzugehörigkeit aufgezwungen wurde. Dies wird in den Gleichungen (9) und (10) durch den Index m ausgedrückt. Darüber hinaus werden die Pilotsymbole 100 gemäß einer definierten Sendesequenz im Zeitschlitz- bzw. Rahmen-Raster in einer zeitlichen Reihenfolge gesendet und von den RAKE-Fingern im Zeitmultiplex demoduliert. Dabei werden nach jeweils 256 Chips demodulierte Pilotsymbole 100 von den zeitgemultiplexten RAKE-Fingern geliefert.
Ziel der Rückführung der Daten 103 und/oder 104 an die Berechnungseinheit 34 ist es, die von den Akkumulatoren 12 und 13 ausgegebenen komplexen Terme jeweils in einer flexiblen Weise zu Gruppen zusammenzufassen. Die komplexen Terme, welche in einer bestimmten Gruppe zusammengefasst werden sollen, können beispielsweise einem bestimmten Pfad, auf welchem die Signale von einer bestimmten Basisstation zu dem Mobilfunkgerät übertragen werden, angehören. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die komplexen Terme, die zu mehreren Übertragungspfaden einer bestimmten Basisstation gehören, in einer Gruppe aufsummiert werden. Eine weitere Gruppierungsmöglichkeit ist dadurch gekennzeichnet, dass die komplexen Terme der signalstärksten Pfade einer oder mehrerer Basisstationen in einer Gruppe aufintegriert werden. Welche Gruppen letztlich gebildet werden, wird von dem Anwender vorgegeben.
Zur Berechnung eines Gruppenergebnisses werden der Gruppierungseinheit 14 bzw. 15 mittels der Daten 103 bzw. 104 die Zwischenergebnisse zur Verfügung gestellt, welche die bisher aufsummierten komplexen Terme dieser Gruppe enthalten. Nachdem in der Gruppierungseinheit 14 bzw. 15 ein weiterer von dem Akkumulator 12 bzw. 13 erzeugter komplexer Term auf die bisherige Summe aufaddiert wurde, wird das neue Zwischener gebnis wieder in dem Zwischenspeicher 35 abgelegt. Sobald ein neuer zu dieser Gruppe gehörender komplexer Term in dem Akkumulator 12 bzw. 13 berechnet wurde, wird das Zwischenergebnis wieder in die Gruppierungseinheit 14 bzw. 15 geladen. In den Termen (9) und (10) wird das Zusammenfassen der komplexen Terme
bzw.
zu Gruppen durch den Index m berücksichtigt.
Nach Beendigung der gruppenweisen Integration werden die Ergebnisse einer Gruppe einem Digitalsignalprozessor 39 zugeführt, welcher die weiteren Berechnungen zur Bestimmung der Frequenzabweichung Δf durchführt. In den 1 und 2 sind die von dem Digitalsignalprozessor 39 durchzuführenden Rechenschritte durch den Addierer 16, die Mittelungseinheit 17, die Berechnungseinheit 18 und den Multiplizierer 19 dargestellt. Es ist auch denkbar, dass einzelne, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dem Digitalsignalprozessor 39 zugewiesene Verarbeitungsschritte in Hardware ausgeführt sind.
In der Regel ist vorgesehen, dass die Frequenzabweichung Δf zumindest für zwei unterschiedliche Parameter D berechnet wird. Beispielsweise können für den Parameter D die Werte 1 und 4 gewählt werden.
Der Digitalsignalprozessor 39 nimmt neben seiner Aufgabe zur Berechnung der Frequenzabweichung Δf noch Steueraufgaben zur Bildung der Gruppen wahr. Der Digitalsignalprozessor 39 bestimmt beispielsweise, welche Gruppen gebildet werden, und führt entsprechende Vorgaben einer Steuereinheit 37 zu. Die Steuereinheit 37 steuert eine Adressgenerierungseinheit 38. Die Adressgenerierungseinheit 38 gibt die Adressen des Zwischenspeichers 35 vor, in denen die von der Berechnungseinheit 34 erzeugten Zwischenergebnisse der einzelnen Gruppen abgelegt werden. Demzufolge kann die Adressgenerierungseinheit 38 auch bei einer bestimmten Vorgabe des Digitalsignalprozessors 39 die Zwischenergebnisse auswählen, die als Daten 103 oder 104 in die Gruppierungseinheit 14 oder 15 geladen werden sollen.
Des Weiteren ist in der Schaltung 30 eine Steuereinheit 36 vorgesehen. Die Steuereinheit 36 empfängt Steuersignale 206 von dem RAKE-Empfänger. Die Steuersignale 206 enthalten Informationen darüber, zu welchem RAKE-Finger die in die Schaltung 30 eingehenden Pilotsymbole 100 gehören. Das bedeutet, dass die Steuereinheit 36 mittels der Steuersignale 206 und der Konfigurationsdaten in der Steuereinheit 37 Informationen über die zugehörige Basisstation, den Betriebsmodus der Basisstation und den Übertragungspfad der Pilotsymbole 100 erhält.
Wenn die Information über die Zugehörigkeit eines empfangenen Pilotsymbols 100 zu einem bestimmten RAKE-Finger mittels des Steuersignals 206 mitgeteilt wird, kann aufgrund der Konfigurationsdaten in der Steuereinheit 37 festgestellt werden, welchen Übertragungspfad innerhalb welcher Zelle der betreffende RAKE-Finger empfängt. Anhand der festgestellten Basisstation ist auch der Übertragungsmodus erkennbar. Als weitere Information wird dieser RAKE-Finger einer bestimmten Gruppe zugeordnet, über welche die Ergebnisse aufakkumuliert werden.
Ferner werden zwischen den Steuereinheiten 36 und 37 bidirektional Steuersignale ausgetauscht. Die von dem RAKE-Empfänger erzeugten Steuersignale 206 werden der Steuereinheit 37 ebenfalls zugeführt.
Die Steuereinheit 36 steuert anhand der ihr vorliegenden Informationen den Zwischenspeicher 33 mit dem Steuersignal 201 und die Berechnungseinheit 34 mit den Steuersignalen 202 und 203. Ferner teilt die Steuereinheit 36 der Berechnungseinheit 34 mit, in welchem Betriebsmodus die zu den Pilotsymbolen 100 gehörende Basisstation betrieben wird. Demzufolge kann die Berechnungseinheit 34 gemäß Schaltung 1 oder Schaltung 20 konfiguriert werden.

Claims

Einrichtung (30) zur Bestimmung der Abweichung (105) der Trägerfrequenz eines Mobilfunkgeräts von der Trägerfrequenz mindestens einer Basisstation, wobei von jeder Basisstation zu dem Mobilfunkgerät eine in dem Mobilfunkgerät bekannte Folge von komplexen Pilotsymbolen über Funk übertragen wird, mit – einer ersten Einheit (6, 8, 10; 7, 9, 11) zur Berechnung von Termen, wobei ein Term zumindest aus zwei unterschiedlichen Pilotsymbolen der von dem Mobilfunkgerät empfangenen Folge gebildet ist und aus dem Term die Phasendifferenz zwischen den zwei Pilotsymbolen bestimmbar ist, – einer der ersten Einheit (6, 8, 10; 7, 9, 11) nachgeschalteten zweiten Einheit (14; 15) zur Bildung von Gruppen aus den Termen, wobei ein Term anhand von Merkmalen der ihm zugrunde liegenden Pilotsymbole zu einer Gruppe zugewiesen wird, – einem wiederbeschreibbaren Zwischenspeicher (35), in welchem die Terme der Gruppen zwischenspeicherbar sind und von welchem die zwischengespeicherten Terme der Gruppen bei Bedarf in die zweite Einheit (6, 8, 10; 7, 9, 11) geladen werden, und – einer dritten Einheit (39) zur Berechnung der Frequenzabweichung (105) anhand der Terme mindestens einer Gruppe.
Einrichtung (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die erste Einheit (6, 8, 10; 7, 9, 11) und die zweite Einheit (14; 15) in Form einer festverdrahteten Schaltung (33, 34) vorliegen.
Einrichtung (30) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – dass die dritte Einheit in Form eines Digitalsignalprozessors (39) vorliegt.
Einrichtung (30) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass die erste Einheit (6, 8, 10; 7, 9, 11) zur Berechnung von komplexen Produkten ausgelegt ist, wobei ein komplexes Produkt zumindest aus zwei unterschiedlichen Pilotsymbolen der von dem Mobilfunkgerät empfangenen Folge gebildet ist und das Argument des komplexen Produkts die Phasendifferenz zwischen den zwei Pilotsymbolen angibt.
Einrichtung (30) nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, – dass die erste Einheit einen Multiplizierer (10; 11) mit einem ersten Eingang und einem zweiten Eingang aufweist, – dass vor dem ersten Eingang ein Schaltungszweig angeordnet ist, welcher ein Verzögerungsglied (6; 7) und eine Einheit (8; 9) zur Bildung des konjugiert komplexen Werts aus einem komplexen Wert enthält, und – dass der Schaltungszweig von dem einen Pilotsymbol und der zweite Eingang von dem anderen Pilotsymbol gespeist werden.
Einrichtung (30) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, – dass die Verzögerungszeit des Verzögerungsglieds (6; 7) einstellbar und vorgebbar ist.
Einrichtung (30) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, – dass das Verzögerungsglied (6; 7) durch einen wiederbeschreibbaren Speicher (33) realisiert ist.
Einrichtung (30) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass zwischen der ersten Einheit (6, 8, 10; 7, 9, 11) und der zweiten Einheit (14; 15) ein Akkumulator (12; 13) zum Aufsummieren einer einstellbaren Anzahl von Termen angeordnet ist.
Einrichtung (30) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass die zweite Einheit (14; 15) derart ausgelegt ist, dass die Terme oder gegebenenfalls die akkumulierten Terme einer Gruppe aufsummiert werden.
Einrichtung (30) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass die erste Einheit (6, 8, 10; 7, 9, 11) und die zweite Einheit (14; 15) und gegebenenfalls der Akkumulator (12; 13) jeweils zweimal vorliegen.
Einrichtung (30) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, – dass den beiden ersten Einheiten (6, 8, 10; 7, 9, 11) eine vierte Einheit (32) zur Trennung der empfangenen Pilotsymbole nach den zugehörigen Antennen der die Pilotsymbole aussendenden Basisstation vorgeschaltet ist.
Einrichtung (30) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass der ersten Einheit (6, 8, 10; 7, 9, 11) oder gegebenenfalls der vierten Einheit (32) ein wiederbeschreibbarer Speicher (31) vorgeschaltet ist.
Einrichtung (30) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass die dritte Einheit (39) zur Mittelwertsbildung von Termen oder Gruppen aus Termen ausgelegt ist.
Einrichtung (30) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch – eine Steuereinheit (36, 37, 38, 39) zur Bildung von Gruppen und insbesondere zur Steuerung der Akkumulation von Termen in den vorgegebenen Gruppen.
Einrichtung (30) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass die Gruppen anhand der Zugehörigkeit der den Termen zugrunde liegenden Pilotsymbole zu Basisstationen und/oder Übertragungspfaden gebildet werden.
Verfahren zur Bestimmung der Abweichung (105) der Trägerfrequenz eines Mobilfunkgeräts von der Trägerfrequenz mindestens einer Basisstation, wobei von jeder Basisstation zu dem Mobilfunkgerät eine in dem Mobilfunkgerät bekannte Folge von komplexen Pilotsymbolen über Funk übertragen wird, mit den Schritten: (a) Berechnen von Termen, wobei ein Term zumindest aus zwei unterschiedlichen Pilotsymbolen der von dem Mobilfunkgerät empfangenen Folge gebildet wird und aus dem Term die Phasendifferenz zwischen den zumindest zwei Pilotsymbolen bestimmbar ist, (b) Bilden von Gruppen aus den im Schritt (a) berechneten Termen, wobei ein Term anhand von Merkmalen der ihm zugrunde liegenden Pilotsymbole zu einer Gruppe zugewiesen wird, (c) Zwischenspeichern der Terme der Gruppen in einem wiederbeschreibbaren Zwischenspeicher (35), (d) Laden der Terme von zumindest einer der Gruppen aus dem Zwischenspeicher (35) und Hinzufügen eines im Schritt (a) berechneten Terms zu der aus dem Zwischenspeicher (35) geladenen Gruppe, und (e) Berechnen der Frequenzabweichung (105) anhand der Terme mindestens einer Gruppe.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, – dass im Schritt (a) komplexe Produkte berechnet werden, wobei ein komplexes Produkt zumindest aus zwei unterschiedlichen Pilotsymbolen der von dem Mobilfunkgerät empfangenen Folge gebildet wird und das Argument des komplexen Produkts die Phasendifferenz zwischen den zumindest zwei Pilotsymbolen angibt.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, – dass im Schritt (b) die Terme einer Gruppe aufsummiert werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, – dass die Gruppen anhand der Zugehörigkeit der den Termen zugrunde liegenden Pilotsymbole zu Basisstationen und/oder Übertragungspfaden gebildet werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, – dass die jeweils zwei Pilotsymbole der Terme, aus denen eine Gruppe gebildet wird, um eine vorgegebene Anzahl von Stellen in der Folge der Pilotsymbole auseinander liegen.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, – dass eine Gruppe zweimal gebildet wird, wobei sich die beiden Gruppen in der Anzahl der Stellen, um welche die ihren Termen jeweils zugrunde liegenden Pilotsymbole auseinander liegen, unterscheiden.