DE10311337B3 - Coded pilot signal processing method in mobile radio receiver for mobile telecommunications provides frequency error estimation via frequency error symbol pairs obtained by decoding adjacent symbols - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorverarbeitung kodierter Pilotkanalsignale in einem Mobilfunkempfänger. Die Erfindung betrifft ferner einen Mobilfunkempfänger zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The The invention relates to a method for preprocessing coded pilot channel signals in a mobile radio receiver. The invention further relates to a mobile radio receiver execution of such a process.
Die Telekommunikation, insbesondere der Mobilfunk, gehört heute zu den sich am schnellsten entwickelnden Technologien. Auf dem Gebiet des Mobilfunks wird augenblicklich an der Standardisierung und Entwicklung der sogenannten dritten Mobilfunkgeneration gearbeitet, welche mit dem Begriff UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) einher geht und welche einen weltumspannenden einheitlichen Mobilfunkstandard vorsieht.The Telecommunications, especially mobile communications, belongs today the fastest developing technologies. In the area of mobile radio is currently undergoing standardization and development the so-called third generation of mobile communications, which works with the term UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) and which is a global uniform mobile radio standard provides.
Der UMTS-Standard sieht für die Übertragung von der Basisstation zum Mobilteil einen Betriebsmodus vor, bei dem das Signal gleichzeitig über zumindest zwei Antennen ausgesandt wird. Im Empfänger des Mobilteils führt dies im Allgemeinen zu einer gegenüber lediglich einer verwendeten Sendeantenne deutlich verbesserten Empfangsqualität.The UMTS standard looks for the transfer from the base station to the handset an operating mode before which the signal over at the same time at least two antennas is transmitted. This results in the receiver of the handset generally facing one only one used transmission antenna significantly improved reception quality.
Ein
Trennen der Signale kann für
die konstante Symbolfolge des Pilotkanals so erfolgen, dass zwei
aufeinander folgende Symbole – beginnend
mit gerader Symbolnummer und Zählweise
gemäß
Ein Frequenzfehler im Empfänger des Mobilteils wirkt sich auf die konstante Symbolfolge des Pilotkanals derart aus, dass zwischen zwei aufeinander folgenden Symbolen eine Phasendifferenz existiert, die in direktem Zusammenhang mit dem Frequenzversatz steht. Die Größe dieser Phasendifferenz kann z.B. dadurch ermittelt werden, dass das aus dem aktuellen Symbolpaar gewonnene Ergebnis mit dem konjugiert komplexen Ergebnis des vorangehenden Symbolpaares multipliziert wird. Das Ergebnis ist dann ein Phasor (komplexer Zeiger), in dessen Phase die Phasendifferenz zwischen den beiden, den Phasor bildenden Werten enthalten ist.On Frequency error in the receiver of the handset affects the constant symbol sequence of the pilot channel such that between two consecutive symbols one Phase difference exists that is directly related to the Frequency offset stands. The size of this Phase difference can e.g. can be determined from that the current pair of symbols obtained with the conjugate complex Result of the preceding pair of symbols is multiplied. The The result is a phasor (complex pointer), in its phase the phase difference between the two values forming the phasor is included.
Während im normalen Betriebsmodus (keine STTD-Modulation /Demodulation) aufeinander folgend eintreffende Pilotkanal symbole zur Phasorbildung genutzt werden können, muss im Fall von STTD-modulierten Signalen zunächst die STTD-Kodierung dekodiert werden. Anschließend müssen durch Zusammenfassen der dekodierten Symbole zu Symbolpaaren die Signale der beiden Antennenpfade voneinander getrennt werden. Problematisch daran ist, dass das Ergebnis aus der Dekodierung und Signaltrennung meist durch einen Störterm verfälscht wird, der von dem zu schätzenden Frequenzfehler, der Phasen- und Leistungsdifferenz zwischen den Signalen der beiden Antennenpfade und der Kodierungsfolge der beiden Symbole abhängt. Die Größe des Störterms ist bei Mehrwegeausbreitung für jeden Pfad verschieden und variiert zudem über die Zeit. Das Vorzeichen des Störterms ist abhängig von der Kodierungssequenz der beiden vorkommenden Symbolpaare {+––+} oder {–++–} und alterniert bei sukzessiver Verwendung aller aufeinander folgender Symbole.While in normal operating mode (no STTD modulation / demodulation) on each other following arriving pilot channel symbols used for phasor formation can be In the case of STTD-modulated signals, the STTD coding must first be decoded become. Subsequently have to go through Combining the decoded symbols into symbol pairs the signals of the two antenna paths are separated from one another. Problematic the fact is that the result of the decoding and signal separation mostly through a disturbance term is falsified that of the one to be valued Frequency error, the phase and power difference between the Signals of the two antenna paths and the coding sequence of the two Depends on symbols. The size of the disturbance is with multipath propagation for each path is different and also varies over time. The sign of the disturbance depends on from the coding sequence of the two pairs of symbols {+ –– +} or {- ++ -} and alternate with successive use of all successive symbols.
Im
Mobilteil wird ferner für
die empfangenen Daten und Signale eine Frequenzfehlerschätzung vorgenommen.
Dies geschieht typischerweise in der der sogenannten RAKE-Einheit
nachgeschaltet angeordneten AFC-Einheit (AFC = Automatic Frequency
Correction). Für
eine möglichst
große
Flexibilität innerhalb
des Mobilfunksystems empfiehlt es sich, dass die AFC-Einheit in
der Lage ist, eine Messung sowohl auf mehreren Signalpfaden einer
Basisstation BTS wie auch auf Signal pfaden unterschiedlicher Basisstationen
durchzuführen.
In
Nach der sogenannten Delay-Kompensation sowie der Entschachtelung und Entspreizung (descramble, despread) in der RAKE-Einheit treffen die empfangenen Signale eines Pilotkanals einer Basisstation zur weiteren Verarbeitung in der AFC-Einheit mehr oder weniger zeitlich synchron ein. Problematisch ist allerdings, dass zwischen den Pilotkanälen verschiedener Basisstationen fast immer ein gewisser Zeitversatz existiert, der ein beliebiges Vielfaches an Symbolen innerhalb eines UMTS-Frames betragen kann. Die AFC-Einheit muss für diesen Fall in der Lage sein, unterschiedliche Basisstationen individuell mit unterschiedlichem Versatz und Framebeginn zu verarbeiten. Die Daten der einzelnen Finger der RAKE-Einheit weisen zum gleichen Zeitpunkt meist unterschiedliche, Basisstationen spezifische Abstände zur Frame-Grenze auf und benötigen damit auch unterschiedliche STTD-Symbole zu deren Dekodierung. Auch die Zusammenfassung der Symbolpaare zur Trennung der verschiedenen Antennenpfade erfolgt in zeitlicher Hinsicht Basisstationen spezifisch. Darüber hinaus muss für jede Basisstation jeweils eine eigens dafür vorgesehene Steuerlogik in der AFC-Einheit die Ausnahmesituation an der Frame-Grenze detektieren und entsprechend behandeln. Schließlich ist auch der Zeitpunkt für die Fertigstellung von Zwischenergebnissen für jede Basisstation verschieden.To the so-called delay compensation and the deinterleaving and Despreading (descramble, despread) in the RAKE unit hits the received signals a pilot channel of a base station for further processing in the AFC unit more or less synchronously. However, the problem is that different between the pilot channels Base stations almost always have a certain time offset that an arbitrary multiple of symbols within a UMTS frame can be. In this case, the AFC unit must be able to different base stations individually with different Process offset and frame start. The data of each RAKE unit fingers usually have different, Base station specific distances to the frame boundary on and need hence different STTD symbols for decoding them. Also the summary of the symbol pairs for The different antenna paths are separated in terms of time Base stations specific. About that out must for each base station has its own dedicated control logic in the AFC unit to detect the exceptional situation at the frame boundary and treat accordingly. Finally is the time for the Completion of intermediate results different for each base station.
Zusammenfassend kann also festgestellt werden, dass den bisher entwickelten Mobilfunk-Empfangssystemen der dritten Generation, insbesondere den UMTS-Empfangssystemen, die nachfolgend aufgelisteten Probleme inhärent sind:
- – Es existiert meist eine durch einen Störterm verursachte Messwertverfälschung.
- – Es existieren zeitlich beliebig gegeneinander verschobene Signalpfade bzw. Frames (insbesondere CPICH-Frames) verschiedener Basisstationen.
- - There is usually a measurement error caused by a fault.
- - There are signal paths or frames (in particular CPICH frames) of different base stations shifted at any time.
Zur
Lösung
dieser Probleme existieren bislang die folgenden Ansätze:
Die
Messwertverfälschung
kann reduziert werden, indem mehrere Pfade kombiniert werden und über einen
längeren
Zeitraum gemittelt zur Messwertbildung herangezogen werden. Diese
Lösung
weist allerdings eine geringe Flexibilität bei der Pfadauswahl und eine
bei heutigen Systemen mehr oder weniger große Messwertvarianz auf. Zusätzlich ist
ein akzeptables Messergebnis unter typischen Umständen an eine
mitunter sehr hohe Anzahl unterschiedlicher Pfade gebunden, was
nicht immer gewährleistet
ist.The following approaches have been used to solve these problems:
The falsification of measured values can be reduced by combining several paths and using them averaged over a longer period to generate measured values. However, this solution has little flexibility in path selection and a more or less large variance in measured values in today's systems. In addition, an acceptable measurement result is typically tied to a sometimes very high number of different paths, which is not always guaranteed.
Das Problem der zeitlichen Pfadverschiebungen lässt sich durch einen sehr großen Zwischenspeicher lösen, der ein Einlesen von Daten durch die RAKE-Einheit und eine Verarbeitung durch die AFC-Einheit voneinander entkoppelt. So können die Signalpfade aller Basisstationen weitestgehend synchronisiert von der jeweiligen AFC-Einheit eines Mobilteils verarbeitet werden. Mit dieser Lösung geht jedoch ein sehr großer Speicher zur Zwischenspeicherung der empfangenen Daten und Signale aus den unterschiedlichen Pfaden einher. Dieser vergleichsweise sehr große Zwischenspeicher stellt aber einen zusätzlichen Kostenaspekt dar, der insbesondere im stark umkämpften Mobilfunkmarkt, bei dem sich die verschiedenen Geräte voneinander insbesondere in ihrem Endpreis unterscheiden, marktseitig meist nicht akzeptiert wird. Darüber hinaus können die empfangenen Daten bzw. Signale zur weiteren Verarbeitung erst mit einer zum Teil sehr großen zeitlichen Verzögerung bereit gestellt werden, was eine geringere System-Performance und damit eine Reduzierung der Funktionalität bewirkt.The The problem of temporal path shifts can be solved by a very large buffer to solve, the reading of data by the RAKE unit and processing decoupled from each other by the AFC unit. So the signal paths of all base stations largely synchronized by the respective AFC unit of a handset can be processed. This solution works however a very large one Memory for temporary storage of the received data and signals along the different paths. This comparatively very large Buffer storage is an additional cost aspect, the particularly in the highly competitive Mobile communications market where the different devices differ from each other differ in particular in their final price, mostly not on the market side is accepted. About that can out the received data or signals for further processing only with a very large one in some cases time delay be provided, which is a lower system performance and thus reducing functionality.
Eine alternative Lösung für das Problem der zeitlichen Pfadverschiebungen besteht darin, die AFC-Einheit komplett in Software zu implementieren, welche die Verarbeitung der zeitlich nicht synchronisierten Datenströme der einzelnen Signalpfade steuert. Ein entscheidender Nachteil dieser Lösung besteht aber in der daraus resultierenden hohen Buslast, die durch die Datenübertragung zwischen RAKE-Einheit und digitalem Signalprozessor verursacht wird. Außerdem wird der Signalprozessor dadurch sehr stark ausgelastet und steht zumindest teilweise anderen Funktionen des Mobilfunkempfängers nicht mehr zur Verfügung.A alternative solution for the The problem of temporal path shifts is the AFC unit to implement completely in software which the processing the data streams of the individual signal paths that are not synchronized in time controls. A key disadvantage of this solution is that it does resulting high bus load caused by data transmission between the RAKE unit and the digital signal processor. Moreover the signal processor will be very busy and stand still at least partially other functions of the mobile radio receiver no longer to disposal.
Die Probleme der Messwertverfälschung durch einen Störterm und der zeitlichen Pfadverschiebungen sind bei Empfangsgeräten der dritten Mobilfunkgeneration somit in befriedigender Weise noch nicht gelöst.The Problems caused by measurement falsification a disturbance term and the temporal path shifts are the receiving devices third generation of mobile communications is therefore not yet satisfactory solved.
In
der Zusammenfassung der japanischen Patentanmeldung
Ausgehend von der oben beschriebenen Problematik liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, welche eine verbesserte mobilteilseitige Frequenzfehlerschätzung ermöglichen.outgoing The present invention resides in the problem described above therefore the task of providing an apparatus and a method, which enable an improved frequency error estimation on the handset side.
Die verfahrensbezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.The Process-related task is inventively by a method with the Features of claim 1 solved.
Demgemäß ist ein Verfahren zur Vorverarbeitung kodierter Pilotkanalsignale in einem Mobilfunkempfänger vorgesehen, bei dem eine empfangsseitige Trennung mindestens zweier, von einem Sender eines Mobilfunksystems gesendeter, kodierter Signale, die für beliebig zeitversetzte Pilotkanalpfade in Form von Frames mit jeweils einer festen Anzahl an Symbolen vorliegen, vorgenommen wird, bei dem eine Frequenzfehlerschatzung der empfangenen Signale vorgenommen wird, wobei zur Ermittlung eines Frequenzfehlers Symbolpaare durch Dekodierung zweier innerhalb eines Frames benachbarter Symbole gebildet werden und jeweils benachbarte Symbolpaare nach Bildung des konjugiert komplexen Wertes eines der Symbolpaare multipliziert und die so gewonnenen Phasoren zur Bildung eines Zwischenergebnisses aufsummiert werden, und wobei zur Eliminierung eines Störterms bei der Berechnung des Zwischenergebnisses jeweils eine geradzahlige Anzahl an Phasoren pro Empfängerpfad aufsummiert wird.Accordingly, one is Method for preprocessing coded pilot channel signals in one pager provided, in which a reception-side separation of at least two, coded signals transmitted by a transmitter of a mobile radio system, the for any time-delayed pilot channel paths in the form of frames with each of a fixed number of symbols is made at frequency error estimation of the received signals being used to determine a frequency error symbol pairs by Decoding two adjacent symbols within a frame can be formed and each adjacent pair of symbols after forming the conjugate complex value of one of the symbol pairs multiplied and the like accumulated phasors summed up to form an intermediate result and, in order to eliminate a disturbance when calculating the Intermediate result an even number of phasors per recipient path is summed up.
Erfindungsgemäß wird die vorrichtungsbezogen Aufgabe durch einen Mobilfunkempfänger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 19 gelöst.According to the device-related task by a mobile radio receiver with the Features of claim 19 solved.
Demgemäß ist ein Mobilfunkempfänger mit einer Empfangseinrichtung zum Empfangen eines über einen Übertragungskanal von einer Basisstation gesendeten Signals, einer der Empfangseinrichtung nachgeschalteten RAKE-Empfangseinheit mit mehreren parallel geschalteten Verzögerungseinrichtungen zur Detektion der über die verschiedenen Signalpfade übertragenen Signalkomponenten des gesendeten Signals, einer AFC-Schaltung zur automatischen Frequenzkorrektur und Kombiniermitteln zum Zusammensetzen der Signalkomponenten zu einem geschätzten Empfangssignal vorgesehen.Accordingly, one is pager with a receiving device for receiving a via a transmission channel signal sent by a base station, one downstream of the receiving device RAKE receiving unit with several delay devices connected in parallel to detect the over the different signal paths transmitted Signal components of the transmitted signal, an AFC circuit for automatic Frequency correction and combining means for assembling the signal components to an estimated Receive signal provided.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass pro Pfad für jedes Zwischenergebnis immer eine gerade Anzahl an Symbolpaaren herangezogen wird. Die Kompensation eines auftretenden Akkumulationsfehlers erfolgt damit durch Beschränkung auf geradzahlige Akkumulationslängen. Für den Zeitraum zweier aufeinanderfolgender Symbolpaare kann die Messwertverfälschung näherungsweise als konstant angenommen werden. Durch das alternierende Vorzeichen gleicht sich der Fehler damit aus. Dadurch wird auf sehr einfache, jedoch nichts desto trotz sehr effektive Weise das Problem der Messwertverfälschung gelöst.The The idea underlying the present invention is that per path for each intermediate result always an even number of symbol pairs is used. Compensation for an accumulation error that occurs is done by restriction to even-numbered accumulation lengths. For the The falsification of measured values can be the period of two successive pairs of symbols approximately can be assumed to be constant. By the alternating sign this compensates for the error. This is very simple, however, in spite of the very effective way, the problem of measurement falsification solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmbar.advantageous Refinements and developments are the subclaims as well the description with reference to the drawing.
In einer Ausgestaltung werden vor der Frequenzfehlerschätzung die gesendeten Signale von einem Mobilfunkempfänger empfangen, dekodiert und voneinander getrennt.In In one embodiment, the frequency error estimation received signals received by a mobile radio receiver, decoded and separated from each other.
Bei den empfangenen Signalen eines Pilotkanals handelt es sich typischerweise um zeitversetzt kodierte Signale, die aufgrund ihrer Kodierung zueinander orthogonal sind. Bei den kodierten Signalen handelt es sich im allgemeinen um TxDiv-modulierte Empfangssignale. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die kodierten Signale STTD-moduliert vorliegen.at The signals received from a pilot channel are typically around time-coded signals, which due to their coding to each other are orthogonal. The encoded signals are generally modulated by TxDiv Receive signals. It is particularly advantageous if the coded Signals are STTD modulated.
Ein Zwischenergebnis A für eine normale Akkumulation, bei der also keine Kurzzeitakkumulation vor der Frame-Grenze statt findet, berechnet sich wie folgt: An intermediate result A for a normal accumulation, in which no short-term accumulation takes place before the frame limit, is calculated as follows:
Dabei sind mit M die Anzahl der Signalpfade innerhalb einer Gruppe oder Zelle bezeichnet und mit P sind die Symbole oder Symbolpaare des Pilotkanals bezeichnet. Der Index m bezeichnet den jeweiligen Signalpfad und die Indizes i, i-D bezeichnen die Sequence der empfangenen Symbolpaare. D gibt den jeweiligen Integrationsmodus an, mit j ist die Auswahl einer Antennen bezeichnet und a gibt an, bei welchem Symbol innerhalb eines Frames mit der Berechnung begonnen wurde. e + 1 ist im Fall des TxDiv-Modes typischerweise 2 (Kurzzeitakkumulation) oder 4 und im Fall des Normal-Modes typischerweise 4 (Kurzzeitakkumulation) oder 8. M bewegt sich typischerweise zwischen 1 und 4. Der erste mit einem (*) bezeichnete Faktor des Produktes ist konjugiert komplex.there M is the number of signal paths within a group or Denoted cell and with P are the symbols or symbol pairs of the Pilot channel called. The index m denotes the respective signal path and the indices i, i-D denote the sequence of the received symbol pairs. D indicates the respective integration mode, with j is the selection denotes an antenna and a indicates the symbol within of a frame was started with the calculation. e + 1 is in the case of the TxDiv mode typically 2 (short-term accumulation) or 4 and typically 4 in the case of normal mode (short-term accumulation) or 8. M typically moves between 1 and 4. The first conjugated with a factor of the product (*) is complex.
Für den Fall, dass durch die Kodierung – zum Beispiel bei einer STTD-Kodierung – eine Unregelmäßigkeit an der Frame- Grenze entsteht, werden Zwischenergebnisse nicht über diese hinweg gebildet, da dies gegebenenfalls zu einer zusätzlichen Messwertverfälschung führen würde. Es erfolgt damit eine Detektion und Berücksichtigung der Frame-Grenze für jede Gruppe, Zelle bzw. Basisstation, ohne dass der der Hardware nachgeschaltete digitale Signalprozessor eingreifen muss.In the case, that through coding - for example with STTD coding - one irregularity at the frame boundary intermediate results are not formed across them, since this may lead to an additional measurement falsification to lead would. The frame boundary is thus detected and taken into account for every Group, cell or base station without the hardware downstream digital signal processor must intervene.
Durch
die aufgrund der Unregelmäßigkeit
an der Frame-Grenze erforderliche gesonderte Behandlung der Frame-Grenze
kann ein Teil der empfangenen Daten nicht zur Messwertbildung herangezogen werden.
Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn zur Bildung des Zwischenergebnisses
eine große
Anzahl an Phasoren verwendet wird. In diesem Falle wäre die Anzahl
der nicht verwendeten Daten unter Umständen sehr groß. Um nun
aber die Anzahl der nicht verwerteten Eingangsdaten möglichst gering
zu halten, wird je nach Zeitpunkt der Fertigstellung des zuletzt
berechneten Zwischenergebnisses unmittelbar vor der Frame-Grenze
ein weiteres Zwischenergebnis durch Akkumulation über eine kleinere
Anzahl von aus Symbolpaaren gewonnenen Phasoren gebildet (siehe
Beispielsweise können bei einer normalen Akkumulation von 4 Phasoren für ein Zwischenergebnis bei einer Kurzzeitakkumulation auch nur 2 Phasoren verwendet werden.For example can with a normal accumulation of 4 phasors for an intermediate result short-term accumulation, only 2 phasors can be used.
Der Wert der Kurzzeitakkumulation wird vorteilhafterweise durch entsprechende Skalierung an die Größenordnung der normalen Zwischenergebnisse angeglichen. Wenn z. B. die Kurzzeitakkumulation nur halb so viele Phasoren umfasst wie die normale Akkumulation, so wird das Ergebnis auf das Doppelte skaliert. Unabhängig vom Startzeitpunkt und Offset einer Gruppe lassen sich damit konstant 17 Zwischenergebnissen pro Frame im Falle einer normalen Akkumulationslänge von 8 Symbolen bzw. 4 Symbolpaaren generieren.The The value of the short-term accumulation is advantageously determined by appropriate Scaling to the order of magnitude adjusted to the normal interim results. If e.g. B. short-term accumulation only comprises half as many phasors as normal accumulation, so the result is scaled to double. Independent of The start time and offset of a group can thus be kept constant 17 intermediate results per frame in the case of a normal accumulation length of Generate 8 symbols or 4 symbol pairs.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird mit der Berechnung von Zwischenergebnissen durch Akkumulation bereits innerhalb eines Frames begonnen. Es wird also nicht erst der nächste Beginn eines Frames abgewartet, wodurch einerseits die Anzahl nicht genutzter Daten gering gehalten wird und eine Verzögerung weitestgehend vermieden wird.In An advantageous embodiment is the calculation of intermediate results already started within one frame due to accumulation. It will not just the next one Waited for the beginning of a frame, which on the one hand means the number does not used data is kept low and a delay largely is avoided.
Das Problem einer zeitlichen Verschiebung zwischen den Signalpfaden wird erfindungsgemäß durch Gruppierung der Verzögerungseinrichtungen (RAKE-Finger) der RAKE-Einheit gelöst. Dabei werden die Datensignale der RAKE-Finger, die derselben Basisstation zugeordnet sind, in Gruppen organisiert, wobei die von den so gruppierten RAKE-Finger empfangenen Signale gemeinsam behandelt werden, insbesondere gruppenspezifisch prozessiert, integriert und abspeichert werden. Gegebenenfalls vorhandene zeitliche Verschiebungen zwischen den so gebildeten Gruppen werden durch die Verzögerungseinrichtungen der RAKE-Einheit nicht kompensiert.The Problem of a time shift between the signal paths is according to the invention Grouping the delay devices (RAKE fingers) the RAKE unit. The data signals of the RAKE fingers are the same base station are organized in groups, the grouped by the so RAKE fingers received signals are treated together, in particular processed, integrated and saved in a group-specific manner. Possibly existing time shifts between the so Groups formed by the delay facilities of the RAKE unit not compensated.
In einer Ausgestaltung werden Verzögerungen der einzelnen Empfängerpfade innerhalb jeder Gruppe mittels einer Referenzzeitskala gruppenspezifisch ausgeglichen.In One embodiment is delays of the individual recipient paths within each group using a reference time scale for specific groups balanced.
In einer weiteren Ausgestaltung werden abhängig von der zeitlichen Verzögerung der einzelnen Gruppen die Berechnung der Zwischenergebnisse zu unterschiedlichen Zeitpunkten bezogen auf die Referenzzeitskala durchgeführt.In a further embodiment are dependent on the time delay of the individual groups the calculation of the intermediate results to different Time points carried out based on the reference time scale.
In einer weiteren Ausgestaltung wird abhängig von dem Index des Symbols innerhalb des einer Gruppe zugehörigen Frame-Verlaufs nach der Fertigstellung des letzten vollständigen Zwischenergebnisses mit der vollen Anzahl der Phasoren vor dem Ende eines Frames ein weiteres Zwischenergebnis zur Akkumulation über eine geringere Anzahl von Phasoren gebildet.In a further embodiment depends on the index of the symbol within that belonging to a group Frame history after the completion of the last complete interim result with the full number of phasors before the end of a frame Another intermediate result for accumulation over a smaller number of phasors educated.
In einer Ausgestaltung können die Signalteile von von verschiedenen Sendern eines Mobilfunksystems gesendeter Signale vor der Frequenzfehlerschätzung voneinander getrennt werden.In an embodiment can the signal parts of from different transmitters of a mobile radio system transmitted signals separated from each other before the frequency error estimation become.
In einer Ausgestaltung können mehrere Gruppen jeweils derselben Basisstation zugeordnet sein.In an embodiment can several groups can be assigned to the same base station.
In einer Ausgestaltung ist eine Ablaufsteuerung für zumindest einen Datenpfad vorgesehen, wobei die Ablaufsteuerung in die folgenden drei Phasen gegliedert ist:
- – Vorbereitung,
- – Datenverarbeitung,
- – Nachbereitung.
- - Preparation,
- - data processing,
- - Postprocessing.
Vor- und Nachbereitung umfassen unter anderem Parameterverwaltung sowie gruppenspezifische Steuer- und Schaltvorgänge. Im Hauptteil der Datenverarbeitung werden in einer Schleife die Daten eines jeden RAKE-Fingers verarbeitet. Der Hauptteil stellt somit den Ablauf des eigentlichen Datenpfades mit der Berechnung der Zwischenergebnisse sicher.In front- and post-processing include parameter management and group-specific control and switching processes. In the main part of data processing the data of each RAKE finger are processed in a loop. The main part thus represents the course of the actual data path with the calculation of the interim results.
In einer Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, beliebige zeitliche Offsets des Frame-Verlaufs zwischen den Gruppen bearbeiten zu können. Die dadurch notwendige gruppenindividuelle Signalisierung von vollendeten Akkumulationen kann vorteilhafterweise in bestimmten RAM-Bereichen abgespeichert werden.In an embodiment there is the possibility of any time To be able to edit offsets of the frame course between the groups. The result necessary group-specific signaling of completed accumulations can advantageously be stored in certain RAM areas become.
In einer Ausgestaltung ist eine Aktivierung der speziellen Kontrollmechanismen für beispielsweise eine STTD-Kodierung vom Übertragungsmodus der jeweiligen Gruppe abhängig.In One embodiment is an activation of the special control mechanisms for example an STTD coding of the transmission mode of the depending on the group.
In einer Ausgestaltung wird als Kriterium für eine Gruppierung mehrerer Verzögerungseinrichtungen zu jeweils einer Gruppe derselben Basisstation deren Zugehörigkeit zu den Signalpfaden derselben Basisstation bei einem einheitlichen Frame-Verlauf herangezogen.In one embodiment, several delay devices are used as a criterion for grouping to a group of the same base station whose membership to the signal paths of the same base station is used with a uniform frame course.
Das Problem der zeitlichen Verschiebung des Frameverlaufs zwischen den Gruppen wird erfindungsgemäß durch eine spezielle Ablaufsteuerschaltung (FSM = Finite State Machine) während der Akkumulation und an der Frame-Grenze gelöst. Die Ablaufsteuerschaltung ist typischerweise Teil der AFC-Einheit und ist im Hardwareteil des Mobilfunkempfängers implementiert. Diese Ablaufsteuerschaltung steuert die typischen Hardware-Verarbeitungsschritte für die ankommenden Signale der RAKE-Finger gruppenspezifisch – und damit auch Basisstationen spezifisch – in Abhängigkeit von gruppenspezifischen Parametern. Dadurch wird eine Vorverarbeitung in der Hardware des Mobilfunkempfängers ermöglicht. Zudem wird dadurch auch die Buslast zwischen der Hardware und dem digitalen Signalprozessor – bzw. der darin implementierten Software – sowie die Auslastung des Signalprozessors verringert.The Problem of the temporal shift of the frame course between the Groups is according to the invention a special sequence control circuit (FSM = Finite State Machine) while accumulation and resolved at the frame boundary. The sequence control circuit is typically part of the AFC unit and is implemented in the hardware part of the mobile radio receiver. This Sequence control circuit controls the typical hardware processing steps for the incoming signals of the RAKE fingers group-specific - and thus also base stations specific - in dependence of group-specific parameters. This will preprocess enabled in the hardware of the mobile radio receiver. It also will also the bus load between the hardware and the digital signal processor - or the software implemented in it - as well reduces the load on the signal processor.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Ablaufsteuerschaltung als Hardwareschaltung, insbesondere als festverdrahtete Logikschaltung, ausgebildet.In a further embodiment is the sequence control circuit as a hardware circuit, in particular as a hard-wired logic circuit.
In einer Ausgestaltung werden die Informationen über in Hinsicht auf die vorstehend genannten Mechanismen kritische Parameteränderungen eines Signalprozessors an die Hardware des Mobilfunkempfängers, zum Beispiel an eine Programm gesteuerte Einheit oder eine Kontrolllogikschaltung, weitergeleitet.In In one embodiment, the information regarding the above mechanisms mentioned critical parameter changes of a signal processor to the hardware of the mobile radio receiver, for example to a Program controlled unit or a control logic circuit forwarded.
In einer Ausgestaltung steuert, prozessiert und speichert eine gruppenspezifische Ablaufsteuerschaltung die Hardware-Verarbeitungsschritte, insbesondere auch in Abhängigkeit eines zeitlichen Offsets einer jeden Gruppe, zu einer extern erzeugten Referenzzeitskala ab.In one configuration controls, processes and stores a group-specific one Sequence control circuit the hardware processing steps, in particular also depending a time offset of each group to an externally generated reference time scale from.
Die Referenzzeitskala wird typischerweise extern erzeugt und kann zum Beispiel durch einen Symbolzähler implementiert werden. Zu diesem Zweck werden gruppenspezifische Symbolzähler aus Referenzzeiten und Offsets erzeugt. Als Symbolzähler kann ein Zähler verwendet werden, der mit jedem neuen Pilotkanalsymbol erhöht wird und am Ende eines Frames (z.B. nach dem Zählerstand 149) wieder bei 0 zu zählen beginnt.The Reference time scale is typically generated externally and can be used for Example with a symbol counter be implemented. For this purpose, group-specific Symbol counter Reference times and offsets generated. A counter can be used as a symbol counter which is incremented with each new pilot channel symbol and at the end of a frame (e.g. after the meter reading 149) count again at 0 starts.
In einer weiteren Ausgestaltung ist ein Referenzzähler, insbesondere ein gruppenweise arbeitender Referenzzähler, vorgesehen, über dessen Zählerstand die genaue Position innerhalb eines Frames ermittelbar ist.In Another embodiment is a reference counter, in particular a group counter working reference counter, provided about whose counter reading the exact position can be determined within a frame.
In einer weiteren Ausgestaltung ist ein Eingangspuffer vorgesehen ist, der der Empfangseinheit nachgeschaltet ist und der eine Pufferung der empfangenen Daten vornimmt.In a further embodiment, an input buffer is provided, which is connected downstream of the receiving unit and which is buffering of the received data.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt dabei:The Invention is described below with reference to the figures of the drawing specified embodiments explained in more detail. It shows:
In allen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Signale – sofern nichts anderes angegeben ist – gleich bezeichnet worden.In All figures in the drawing have the same or functionally identical elements and signals - if nothing other is specified - the same been designated.
In
der Basisstation
Zusätzlich kann
eine Entkopplungsschaltung vorgesehen sein, durch die eine Entkopplung
der von unterschiedlichen Sendeantennen eingekoppelter Signale erfolgt.
Die Funktionalität
dieser in
Ausgangsseitig
werden die durch die RAKE-Empfangsschaltung
Über die
Verbindung
Die
AFC-Einheit
Die
AFC-Einheit
Die
FSM-Einheit
Nachfolgend
wird die Funktionalität
der erfindungsgemäßen Ablaufsteuerschaltung
In der Vorbereitungsphase finden für jede Gruppe
der in Gruppen organisierten Signalpfade folgende Verfahrensschritte
statt:
- – Bei
einer Änderung
kritischer Parameter, zum Beispiel Modus- oder Offset-Änderung
innerhalb einer Gruppe, erfolgt ein Stop der Akkumulation für diese
Gruppe durch den Signalprozessor
13 . Der Akkumulationszähler wird zurückgesetzt. Die im Zwischenspeicher20 abgelegten Daten werden für alle RAKE-Finger dieser Gruppe gelöscht. Der im Zwischenspeicher22 dieser Gruppe abgelegten Daten werden ebenfalls gelöscht. - – Im Falle einer Kurzzeitakkumulation wird für die nächste anstehende Akkumulation die Skalierung hochgesetzt.
- – Die Akkumulation wird neu gestartet, sofern die Bedingungen für den Neustart einer Akkumulation erfüllt sind.
In the preparation phase, the following procedural steps take place for each group of the signal paths organized in groups:
- - If critical parameters change, for example mode or offset changes within a group, the accumulation for this group is stopped by the signal processor
13 , The accumulation counter is reset. The one in the cache20 stored data will be deleted for all RAKE fingers in this group. The one in the clipboard22 data stored in this group will also be deleted. - - In the case of a short-term accumulation, the scaling is increased for the next accumulation.
- - The accumulation is restarted if the conditions for restarting an accumulation are met.
In der Datenverarbeitungsphase finden bezogen auf die Daten jedes RAKE-Fingers für jede Gruppe folgende Verfahrensschritte statt:
- – Bei dem
Normal-Modus der Gruppe eines RAKE-Fingers wird das Datum an entsprechender Stelle
im CPICH-Pufferspeicher
20 gespeichert. - – Im
STTD-Modus der Gruppe eines RAKE-Fingers und gerader Symbolnummer
erfolgt eine Speicherung des Datums an entsprechender Stelle im
CPICH-Pufferspeicher
20 . - – Bei
aktiviertem RAKE-Finger, aktivierter Akkumulation und Normal-Modus
oder STTD-Modus und ungerader Symbolnummer erfolgen die folgenden
Schritte: Lesen der beiden Werte für die Produktbildung aus dem
CPICH-Pufferspeicher
20 , Phasorberechnung, Lesen des bisherigen Integrationswertes der Gruppe aus dem Zwischenspei cher22 , Addition und Speicherung Zwischenspeicher22 . Diese Verfahrensschritte werden im STTD-Modus jeweils für jede Antenne getrennt durchgeführt.
- - In the normal mode of the group of a RAKE finger, the date is stored in the appropriate place in the CPICH buffer memory
20 saved. - - In the STTD mode of the group of a RAKE finger and an even symbol number, the date is saved at the appropriate place in the CPICH buffer memory
20 , - - With activated RAKE finger, activated accumulation and normal mode or STTD mode and odd symbol number, the following steps are carried out: Reading the two values for the product formation from the CPICH buffer memory
20 , Phasor calculation, reading the previous integration value of the group from the buffer22 , Addition and storage buffer22 , These process steps are carried out separately for each antenna in STTD mode.
In der Nachbereitungsphase finden für jede Gruppe der in Gruppen organisierten Signalpfade folgende Verfahrensschritte statt:
- – Bei
laufender Akkumulation wird der Akkumulationszähler
26 erhöht. - – Bei
abgeschlossener Akkumulation wird ein Flag gesetzt für den Inhalt
für „Zwischenspeicher enthält gültiges Ergebnis". Wechseln des aktuellen
Zwischenspeichers
22 auf einen Schattenspeicher, da das Zwischenergebnis nicht überschrieben werden darf. Rücksetzen des Akkumulationszählers26 . - – Bei
einer Detektion des Frame-Endes wird der Inhalt des CPICH-Pufferspeichers
20 für alle RAKE-Finger dieser Gruppe gelöscht. Die Akkumulation wird gestoppt und der Startzeitpunkt für den Beginn der Akkumulation im neuen Frame wird gesetzt. - – Bei einer Detektion des Frame-Endes und Kurzzeitakkumulation wird die Skalierung für diese Gruppe wieder auf den normalen Wert zurückgesetzt.
- – Bei
einer Detektion einer Slot-Grenze des Referenzzählers
26 erfolgt ein Transfer aller fertiggestellten, d.h. gültigen Akkumulationen an den Signalprozessor13 . Der Inhalt des entsprechenden Zwischenspeichers22 wird nach der Übertragung gelöscht. Rücksetzen der entsprechenden Flags auf „Ergebnis nicht gültig".
- - With accumulation running, the accumulation counter
26 elevated. - - When the accumulation is complete, a flag is set for the content for "buffer contains valid result". Change of the current buffer
22 to a shadow memory, since the intermediate result must not be overwritten. Reset the accumulation counter26 , - - When the frame end is detected, the content of the CPICH buffer memory
20 deleted for all RAKE fingers in this group. The accumulation is stopped and the start time for the start of the accumulation in the new frame is set. - - Upon detection of the frame end and short-term accumulation, the scaling for this group is reset to the normal value.
- - When a slot limit of the reference counter is detected
26 there is a transfer of all completed, ie valid accumulations to the signal processor13 , The content of the corresponding cache22 will be deleted after the transfer. Resetting the corresponding flags to "result not valid".
In den vorstehenden Beispielen wurde jeweils ein kodiertes UMTS-Signal angenommen. Diese Signale werden auf Frame-Basis gesendet und empfangen, wobei jeweils ein Frame aus 150 Symbolen, ein Slot aus 10 Symbolen und jeweils ein Symbol aus 256 digitalen Einzelsignalen (Chips) besteht. Die Erfindung sei aber nicht auf eben eine solche Kodierung beschränkt, sondern lässt sich selbstverständlich auch bei einer beliebig anderen Aufteilung eines Frames einsetzen.In the examples above, a coded UMTS signal was assumed in each case. These signals are sent and received on a frame basis, with a frame of 150 sym bolen, a slot consists of 10 symbols and each symbol consists of 256 digital individual signals (chips). However, the invention is not limited to such a coding, but can of course also be used for any other division of a frame.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bevorzugt bei einem Mobilfunksystem der dritten Generation, zum Beispiel einem UMTS-System, welches nach dem CDMA, TDMA, FDMA, etc. arbeitet, eingesetzt werden. Jedoch sei die Erfindung selbstverständlich auch sehr vorteilhaft einsetzbar bei Mobilfunksystemen beliebig anderer Generationen, zum Beispiel auch bei einem GSM-Mobilfunksystem oder GSM-EmpfängerThe inventive method or the device according to the invention can preferably be used in a third generation mobile radio system, for example a UMTS system, which according to CDMA, TDMA, FDMA, etc. works. However, the invention is of course also can be used very advantageously with mobile radio systems of any other Generations, for example also with a GSM mobile radio system or GSM receiver
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass durch das wie beschrieben ausgestaltete Verfahren auf sehr einfache, jedoch nichts desto Trotz sehr elegante Weise durch Messwertverfälschung hervorgerufene Störterme sowie zeitlich gegeneinander verschobene Signalpfade unterschiedlicher Basisstationen weitestgehend beseitigt werden.In summary it can be stated that by the design as described Procedure on very simple, but nevertheless very elegant Way caused by measurement falsification disturbance terms as well as temporally shifted signal paths of different Base stations are largely eliminated.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand der vorstehenden Beschreibung so dargestellt, um das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens und dessen praktischer Anwendung bestmög lichst zu erklären, jedoch lässt sich die Erfindung bei geeigneter Abwandlung selbstverständlich in mannigfaltigen Varianten realisieren.The The present invention has been accomplished based on the foregoing description so represented the principle of the method according to the invention and its practical Use as best as possible to explain, however leaves the invention with a suitable modification of course in realize diverse variants.
- 11
- Mobilfunksystemmobile system
- 22
- Basisstationbase station
- 33
- SenderChannel
- 44
- physikalischen Kanalphysical channel
- 55
- Empfängerreceiver
- 66
- mobilen Teilnehmersmobile OPERATOR
- 1010
- Empfangsantennereceiving antenna
- 1111
- RAKE-EmpfangsschaltungRAKE receiver circuit
- 1212
- Verzögerungseinrichtungdelay means
- 1313
- Software-EinrichtungSoftware Setup
- 1414
- Hardwareteilhardware part
- 1515
- AFC-EinheitAFC unit
- 1616
- Softwareteilsoftware part
- 2020
- EingangspufferspeicherInput buffer
- 2121
- Berechnungsschaltungcalculation circuit
- 2222
- Integrationspufferspeicher ZwischenspeicherIntegration buffer cache
- 2323
- FSM-EinheitFSM unit
- 2424
- AFC-RegistereinheitAFC register unit
- 2525
- AblaufsteuerschaltungSequencer circuit
- 2626
- (Referenz-, Akkumulations-)Zähler(Reference-, Accumulation) counter
- d(t)d (t)
- Datenstromdata stream
- s(t)s (t)
- Sendesignalsend signal
- e(t)e (t)
- Empfangssignalreceive signal
- e'(t)e '(t)
- Empfangssignalreceive signal
- e''(t)e '' (t)
- Eingangsdateninput data
- e'''(t)e '' '(t)
- Steuerdatencontrol data
- d'(t)d '(t)
- geschätzter Datenstromestimated data stream
Claims (27)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003111337 DE10311337B3 (en) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | Coded pilot signal processing method in mobile radio receiver for mobile telecommunications provides frequency error estimation via frequency error symbol pairs obtained by decoding adjacent symbols |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003111337 DE10311337B3 (en) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | Coded pilot signal processing method in mobile radio receiver for mobile telecommunications provides frequency error estimation via frequency error symbol pairs obtained by decoding adjacent symbols |
Publications (1)
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---|---|
DE10311337B3 true DE10311337B3 (en) | 2004-10-14 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2003111337 Expired - Fee Related DE10311337B3 (en) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | Coded pilot signal processing method in mobile radio receiver for mobile telecommunications provides frequency error estimation via frequency error symbol pairs obtained by decoding adjacent symbols |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10311337B3 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004014924A1 (en) * | 2004-03-26 | 2005-10-20 | Infineon Technologies Ag | Frequency control method for automatic control of frequencies in a wide-band code division multiple access receiver takes the mean of a frequency shift measurement over a time band |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH08223239A (en) * | 1995-02-16 | 1996-08-30 | Kokusai Electric Co Ltd | Pilot signal transmission system |
EP1189360A2 (en) * | 2000-09-18 | 2002-03-20 | NTT DoCoMo, Inc. | Cell search method and apparatus for mobile station in mobile communication system |
-
2003
- 2003-03-14 DE DE2003111337 patent/DE10311337B3/en not_active Expired - Fee Related
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DE102004014924B4 (en) * | 2004-03-26 | 2006-06-22 | Infineon Technologies Ag | Frequency control method for automatic control of frequencies in a wide-band code division multiple access receiver takes the mean of a frequency shift measurement over a time band |
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---|---|---|---|
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