DE19824218C1 - Multipfad-Ausbreitungsverzögerungs-Bestimmungsvorrichtung unter Verwendung von periodisch eingefügten Pilotsymbolen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Multipfadausbreitungsverzögerungs-Bestimmungsvorrichtung (STU; Fig. 6, 7), um ein Leistungsverzögerungsspektrum (DPS) einer CDMA-Signalübertragung zwischen einer CDMA-Signalübertragung zwischen einer CDMA-Basisstation (BS) und einer CDMA-Mobilstation (MS) auf einer Vielzahl von Ausbreitungspfaden (P1, P2) innerhalb einer Zelle (CL) eines CDMA-Kommunikationssystems zu bestimmen, umfassend eine A/D-Umwandlungsvorrichtung (A/D), um ein analoges CDMA-Multipfadsignal (S1, S2), empfangen von zumindest einer Antenne (Ant1, Ant2) innerhalb der Zelle (CL), in ein digitales CDMA-Multipfadsignal (S1, S2), bestehend aus aufeinanderfolgenden Funkrahmen (RF1...RFn) einschließlich aufeinanderfolgender Zeitschlitze (TS1...TSn) mit komplexen Pilotsymbolen (PSi) und Datensymbolen (PDi), umzuwandeln, eine Demultiplexvorrichtung (PI-DEMUX), um komplexe Pilotsymbole (PSi) und Datensymbole (PDi) von zumindest 2 aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen (TSk-1, TSk, TSk+1) von jedem Funkrahmen (RFn) zu extrahieren, und um diese aufeinanderfolgend in einer Speichervorrichtung (BUF) davon zu speichern; und Suchvorrichtungen (S1...SL), um ein Leistungsverzögerungsprofil (DPS, DPS1, DPS2, Fig. 14) von jeder Antenne (Ant1, Ant2) auf der Basis der extrahierten und gespeicherten komplexen Pilotsymbole und der Datensymbole (PSi, PDi) zu bestimmen.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Multipfad- Ausbreitungs-Verzögerungs-Bestimmungsvorrichtung, insbesondere für eine CDMA Basisstation, in der periodisch in den Funksignalrahmen enthaltene Pilotsymbole für eine effiziente Leistungsverzögerungsprofilberechnung und eine verbesserte Pfadauswahl, Tracking (Nachverfolgen) und Sektorauswahl verwendet werden.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Durchführen der oben genannten Funktionen in Verbindung mit einem sogenannten RAKE Empfänger.

Hintergrund der Erfindung

Aus der DE 195 06 117 C1 ist ein Verfahren zum Schätzen der Impulsantwort eines Übertragungskanals, über den nach CDMA- Verfahren codierte Zeichen übertragen werden, bekannt. Die Zeichen werden auf der Sendeseite mit einem Spreizcode gespreizt und auf der Empfangsseite mit einem entsprechenden Korrelationscode entspreizt. Die zeitlichen Veränderungen von Ausbreitungspfaden werden auf der Empfangsseite berücksichtigt.

Aus der DE 196 15 257 A1 ist ein CDMA-RAKE-Empfänger mit einer Sub-Chip-Auflösung bekannt. Dieser Empfänger ist zum Einsatz in einem DS-CDMA-Kommunikationssystem ausgelegt. Er weist eine Kanalschätzeinrichtung auf, welche Mehrwege- Komponenten auflösen kann, die näher als ein Chip-Intervall beieinanderliegen.

Code Division Multiple Access (CDMA) (Code-Unterteilungs- Vielfachzugriff) basierend auf Direktsequenz- (DS) Spreizspektrum- (SS) Techniken (Code Division Multiple Access basierend auf Direkt-Sequenz (DS) Spread-Spectrum) ist ein möglicher Kandidat für die dritte Generation von Breitband- Cellularmobiltelekommunikationssystemen (z. B. in UMTS, wie IMT-2000 in Referenz (1): J. E. Padgett et al: "Overview of Wireless Personal Communications", IEEE Communications Magazine, Januar 1995, Seiten 28-41 beschrieben).

Wie in Fig. 1 gezeigt, kann ein Bereich, in dem mehrere Mobilstationen MS1, MS2 ... MS durch eine (feste) Basisstation BS bedient werden, als eine Zelle des CDMA Kommunikationssystems angesehen werden. Es wurde bereits gezeigt, daß das DS-SS CDMA-Verfahren in der Lage ist, Signale mit hoher Übertragungsgeschwindigkeit zu übertragen, beispielsweise innerhalb des RACE CODIT-Projektes (Referenz (2): A. Baier et al.: "Design Study for the CDMA-based Third Generation Mobile Radio System", IEEE Journal on Selected Areas and Communications Vol. 12, Mai 1994, Seiten 733-743). Die möglichen Vorteile des DS-SS-CDMA-Verfahrens wurden auch im Ericsson Wideband-Testbed (WBTB)-Projekt getestet. DS-SS- CDMA wurde bereits in kommerziellen Systemen verwendet, beispielsweise in Systemen basierend auf IS'95 (D. P. Whipple: "The CDMA Standard", Applied Microwave and Wireless, Dezember 1994, Seiten 24-37). Auch in Japan wurde große Wichtigkeit dem DS-SS-CDMA-System beigemessen.

Während einige grundlegende Eigenschaften des CDMA-Empfängers und des CDMA Telekommunikationssystems durch das CDMA Verfahren vorgegeben werden, wurden spezielle Realisierungen der Entspreizer (despreader), der Sucher und Pfadauswahleinheiten bis heute nicht detailliert untersucht, da ein Standard für das W-CDMA (Breitband CDMA) bislang nicht aufgestellt wurde. Daher betrifft die vorliegende Erfindung bestimmte Realisierungen einzelner im CDMA-Empfänger notwendiger Einheiten. Da die erfindungsgemäße CDMA Basisstation, das CDMA Empfangsverfahren und das CDMA System wesentlich auf dem DS-SS-CDMA-Verfahren basieren, werden im folgenden die grundlegenden Verfahren einer DS-SS-CDMA-Übertragung berücksichtigt.

Dies ist auch auf den Seiten 11-38 des Kapitels 2, insbesondere in der Fig. 2.2. des Abschnitts 2.3 in A J. Viterbi: "CDMA: Principles of Spread Spectrum Communication, Reading, MA, Adison-Wesley, 1995" beschrieben.

Grundlegende CDMA-Technik

Grundsätzlich wird beim CDMA Verfahren ein Eingangssignal I mit einer begrenzten Bandbreite (Übertragungsgeschwindigkeit) mit einer vorbestimmten Spreizsequenz (PN Sequenz) einer viel höheren Bandbreite gespreizt und somit wird ein Ausgabesignal O mit einer viel höheren Bandbreite als das Eingangssignal I erzeugt, wie in Fig. 2a gezeigt. Da alle im CDMA Verfahren berücksichtigten Signale digitale Signale sind, bedeutet der Ausdruck "Bandbreite" in Wirklichkeit die Chiprate.

Wie in Fig. 2b gezeigt, stellen zwei Bits eines digitalen Signals ein Symbol in einem CDMA verfahren dar, das eine QPSK Modulation verwendet. Jedes Bit des Symbols wird mit einer PN Sequenz gespreizt, das gespreizte Signal (die untere Kurve in Fig. 2b) besteht aus einer Vielzahl von "Chips", wobei ein Chip als ein 0 → 1 und 1 → 0 (oder 1 → 0 und 0 → 1) Abschnitt des entspreizten Signals definiert ist.

Wie in Fig. 2a gezeigt, wird ein sogenannter Spreizgewinn M definiert, der gleich dem Verhältnis der Chiprate zur Symbolrate ist. M stellt im wesentlichen den Spreizfaktor dar, d. h. wieviel breiter die Bandbreite aufgrund des Spreizens mit der PN Sequenz wurde. Da alle Signale digital sind, ist natürlich auch die PN Sequenz ein digitales Signal (bestehend aus einer Anzahl von Bits).

Falls das ursprüngliche Signal I im CDMA Empfänger wiedergewonnen werden muß, muß natürlich ein Entspreizprozeß in einem Entspreizer DSP ausgeführt werden, wie in Fig. 2a gezeigt, wobei die ursprüngliche Information erhalten wird, indem das gespreizte Signal (Sequenz O) mit der ursprünglichen für den Spreizprozeß verwendeten PN Sequenz multipliziert und summiert wird.

Wie jedoch in Fig. 3 gezeigt, wird alle Information in den CDMA Kanälen taktweise übertragen, d. h. mittels aufeinanderfolgenden Funkrahmen Rfn. Dies bedeutet, daß das Spreizen und Entspreizen ebenso rahmenweise durchgeführt werden muß. Im Transmitter wird jeder Rahmen beginnend mit dem Anfang des Rahmens mit der Spreizsequenz (PN Sequenz) gespreizt, und dies bedeutet natürlich, daß auch im Empfänger ein zeitsynchronisiertes (d. h. zeitausgerichtetes) Entspreizen vorgenommen werden muß, d. h. die Entspreizsequenz muß zu dem Anfang des empfangenen Rahmens ausgerichtet sein. Die PN Sequenz ist natürlich eine dem Transmitter und Empfänger bekannte Sequenz, jedoch muß die Zeitausrichtung für die blockweise (M) Integration (Entspreizen) im Empfänger durchgeführt werden.

Ein grundsätzlicher Überblick eines Basisstationsempfängers ist in Fig. 4 gezeigt. Wie in Fig. 4 gezeigt, empfängt der Demodulator DEMOD Eingaben von dem PN Generator PN-GEN (der die PN Entspreizsequenz erzeugt) und von einer Zeitsteuereinheit TCU. Prinzipiell werden Signale von verschiedenen Antennen Ant0, Ant1 von verschiedenen Sektoren 1 ... 6 in einen Verstärker mit automatischer Verstärkungssteuerung AGC eingegeben und die Werte werden in einen sogenannten Sucher S eingegeben (dessen Funktion unterhalb beschrieben werden wird), der die (Leistungs-) Verzögerungsprofile berechnet. Der Demodulator DEMOD (umfassend einen sogenannten RAKE Empfänger, unterhalb detaillierter beschrieben) gibt die demodulierte und entspreizte Bitsequenz an den Decoder DEC aus. Wie unterhalb zu sehen, umfaßt der Sucher S tatsächlich eine Such- und Nachverfolgeeinheit (Trackingeinheit), bereitgestellt für Eingangssignale von allen Sektoren (Teile einer wie in Fig. 1, 12 gezeigten Zelle). Die Ausgabe vom Sucher S sind die Verzögerungsprofile und die (Sektor-) Auswahlinformation.

Der Grund, warum der Sucher S auch eine Tracking-Einheit (Nachverfolge/Nachführ-Einheit) umfaßt, ergibt sich aus dem Problem einer Multipfad- Ausbreitung, die eine grundlegende Eigenschaft jedes Mobilkommunikationssystems ist. Daher wird im folgenden die Vielpfadausbreitung in Verbindung mit den Tracking- Eigenschaften des CDMA-Systems ausgeführt.

CDMA Multipfad-Ausbreitung (Mehrwegeausbreitung)

Wie in Fig. 5 gezeigt, besteht zwischen einer Mobilstation MS und einer Basisstation BS nicht nur der direkt Pfad P1, sondern auch indirekte Pfade P2, P3, beispielsweise aufgrund von Reflexionen an Gebäuden H, Autos C oder Bergen M. Diese Mischung aus direkten und indirekten Pfaden (d. h. eine Mehrwegeausbreitung oder Multipfadausbreitung) bedeutet, daß die empfangene Signalenergie (d. h. die Leistung pro Wert der übertragenen Sequenz) nicht eine konstante Zeitverzögerung aufweist (entsprechend der Lichtgeschwindigkeit). Das bedeutet, daß ein zu T0 übertragener Wert (Bit) an der Basisstation BS zur Zeit T1 ankommt, und ein anderer Teil der Energie erreicht die Basisstation BS zur Zeit T2 aufgrund einer weiteren Ausbreitung der Energie entlang eines indirekten Pfades P2 oder P3. Dies führt zu dem Verzögerungsprofil pro Wert, wie er in Fig. 5 veranschaulicht ist. Das bedeutet, jeder Wert ist über das Verzögerungsprofil verteilt, was oft durch (schwundbehaftete) einzelne Pfade (sog. Fading) verursacht wird. Somit sind in Fig. 5 die Zeitdifferenzen t1 - t0, t2 - t0 etc. als Verzögerungen d₁, d₂ etc. definiert.

In bekannten DS-SS-CDMA-Verfahren wird das Problem einer Multipfadausbreitung normalerweise durch den sogenannten RAKE Empfänger gehandhabt, wie es in den oben erwähnten Referenzen [2] und [3] beschrieben ist. Die Grundlage des RAKE Empfängers ist es grundsätzlich, die Energie pro Symbol nicht nur über den direkten Pfad P1, sondern auch von der Vielzahl von indirekten Pfaden P2, P3 zu sammeln. Im wesentlichen weist der RAKE Empfänger dem stärksten einzelnen Pfad (d. h. dem Maximum) im Verzögerungsprofil des entsprechenden Signals eine "Markierung" zu (in CDMA werden solche Markierungen als "fingers" (Finger) bezeichnet). Danach wird die eingesammelte Energie oder die Information jedes Pfades individuell pro Pfad demoduliert/erfaßt (d. h. pro RAKE Finger). Danach wird die Information nach einer Demodulation zusammengefügt.

Falls die Mobilstation MS mit Bezug auf die Basisstation BS stationiert war, dann könnte natürlich das Verzögerungsprofil mit Bezug auf ebenso stationäre Reflexionsobjekte H, M vorab abgeschätzt und berechnet werden. Eine der grundlegenden Eigenschaften eines Mobilfunkkommunikationsnetzwerkes ist jedoch die "dynamische" Veränderung des Verzögerungsprofils, wenn die Mobilstation MS oder eines der nicht stationären Objekte C sich bewegt. Daher weist auch das Verzögerungsprofil eine dynamische Eigenschaft auf. Daher muß eine Ressourcenzuweisung und die Zeitsynchronisation des RAKE Empfängers durch ein andauerndes Abschätzen und Bewerten des Verzögerungsprofils durchgeführt werden.

Im CDMA Verfahren wird eine sogenannte Such- und Tracking- (Nachfolge) Einheit normalerweise verwendet, um die Pfade innerhalb eines Verzögerungsprofils zu identifizieren.

Such- und Tracking-Einheit (Such- und Nachfolgeeinheit)

Es ist eine hauptsächliche Aufgabe der Such- und Tracking- Einheit, die Pfade innerhalb eines Verzögerungsprofils zu identifizieren, und bezüglich sich verändernder Ausbreitungsbedingungen, beispielsweise als eine Folge von Entfernungsänderungen zwischen der Mobilstation MS und der Basisstation BS, auf dem laufenden zu bleiben. Da im Basisstationsempfänger die Entspreizsequenz mit einem Wert (Energie), der an der Basisstation BS entlang einer Vielzahl von Pfaden ankommt, vollständig zeitausgerichtet sein muß, ist es notwendig, daß die Such- und Tracking-Einheit die relativen Verzögerungen d₁, d₂, ... d_p der Pfade innerhalb des Verzögerungsprofils kennt. Falls dies so ist, kann die erforderliche Zeitsynchronisation für jeden RAKE Finger aufrechterhalten werden. Daher muß die Such- und Tracking-Einheit auf der einen Seite das Verzögerungsprofil schätzen, und auf der anderen Seite muß sie die RAKE Finger entsprechend zuweisen, um die PN Entspreizsequenz mit der exakten Ankunftzeit der partiellen Wertenergie, die über jeden individuellen Pfad ankommt, zeitbezogen auszurichten.

Oft wird eine bestimmte Rahmenstruktur mit festen Ausrichtungen von einem Informationssignal (Rahmen) und Spreizsequenzen angewendet, und daher kann die Zeitsynchronisation in eine Rahmen-Synchronisation und eine Chip-Synchronisation aufgeteilt werden. Als eine Folge eines Schwunds (Fading) und sich ändernder Ausbreitungsbedingungen muß die Schätzung des Verzögerungsprofils, die durch die Sucheinheit durchgeführt wird, in Übereinstimmung mit den bestimmten Erfordernissen des Mobilfunkkanals aktualisiert werden.

Daher muß der Sucher zwei gegensätzliche Anforderungen erfüllen, er muß nämlich auf der einen Seite die Zeit, die für ein Aktualisieren oder Berechnen des exakten Verzögerungsprofils benötigt wird, minimieren, und auf der anderen Seite muß er eine ausreichend genaue Zeitauflösung für ein zeitliches Ausrichten der PN Entspreizsequenz mit dem Beginn des jeweiligen Rahmens oder Symbols bereitstellen, d. h., um das Eigenrauschen der PN-Sequenz zu minimieren.

Bekannte Such- und Tracking-Einheit

Suchalgorithmen und Implementierungen in Kommunikationsanwendungen des Standes der Technik beziehen sich hauptsächlich auf IS-95 (kommerzielle) Systeme, entweder für die Aufwärtsverbindung (MS → BS), wie beschrieben in Referenz [4]: K. Easton und J. Levin: "Multipath Search Processor for a spread Spectrum Multiple Axis Communication System", WO 96/10873, 11. April 1996, oder für die Abwärtsverbindung (BS → MS) in Referenz [5]: R. Blakeney et al. "Demodulation Element Assignment in a System Capable of Receiving Multiple Signals, WO 95/12262, 4. Mai 1996".

Wie bereits in Fig. 3 gezeigt, besteht jeder Überrahmen SRF (Superrahmen) aus einer Anzahl von Funkrahmen (RFn), von denen jeder aus einer Anzahl von Zeitschlitzen TSm besteht. Jeder Zeitschlitz TSm weist eine Anzahl von Pilotsymbolen PS2 auf, die es erlauben, den Beginn des Zeitschlitzes TSm zu erfassen. Daher können die Pilotsymbole verwendet werden, um die Zeitausrichtung der PN Entspreizsequenz zum Beginn des individuellen Zeitschlitzes zu erzielen.

Um eine hohe Systemkapazität zu erzielen, werden im Stand der Technik gemäß der IS-95 Systeme Pilotsymbole im Aufwärtsverbindungskanal nicht verwendet. Falls die Pilotsymbole nicht enthalten sind, müssen die Sucher alle möglichen Signalveränderungen untersuchen, die Zufallsdaten erzeugen können, und müssen die Verzögerungsprofilberechnung auf Basis einer solchen Abschätzung durchführen. Im Abwärtsverbindungskanal, beispielsweise im Ericsson WBTB System, wird ein fortlaufendes Pilotsignal eingefügt. Die Aufwärtsverbindungsverzögerungsabschätzung basiert auf einer Entscheidungs-Rückkopplung.

Such- und Tracking-Einheit des Standes der Technik

Wie in der WO 96/10873 beschrieben, verwendet ein typischer Empfänger mehrere Suchelemente, die parallel arbeiten, um einen schnellen Suchprozeß bereitzustellen. Solch eine Such- und Tracking-Einheit umfaßt eine Vielzahl von Suchern S, und ist in Fig. 6 gezeigt. Wie in Fig. 6 gezeigt, arbeitet eine Vielzahl von Suchern S1 ... SL parallel, als eine Folge der multiplen Signalquellen (Antennen von jedem der Sektoren 1 ... 6), die untersucht werden sollen. Der parallele Betrieb ist auch eine Folge der "Echtzeit"-Anforderungen. Falls eine serielle Echtzeitsuche angewendet wird, muß nämlich für jeden neuen Zeit-Versatz (Offset) (Codephaseninkrementierung, da im CDMA Verfahren jeder Kanal durch einen jeweiligen Zeitversatz zu einem Synchronisierungspuls identifiziert ist) eine zusätzliche Korrelations(verweilungs-)Zeit verwendet werden.

Um diese "Echtzeitsklaverei" zu vermeiden, schlägt die WO 96/10873 eine neue Hardwarearchitektur für den Sucher vor. Das Wesentliche der neuen Sucherarchitektur ist es, den Betrieb des Korrelators (basierend auf einem Fast Hadamard Transform-FHT Prozessor) von den Echtzeitanforderungen abzukoppeln, indem ein Puffer für die Eingangssignalwerte und ein PN-Sequenzpuffer für die Entspreizsequenzen bereitgestellt wird. Auf diese Weise kann der FHT-Prozessor mit einer viel höheren Geschwindigkeit arbeiten, und so die große Anzahl von Zeitversetzungen mit Bezug auf das Bezugs(synchronisierungs-)Signal bewerten. In der WO 96/10873 ist ein effizientes Verfahren für ein Bereitstellen von Hochgeschwindigkeitsdatenströmen zum FHT-Prozessor enthalten. Dieser Ansatz kann weiter als eine Kombination von kohärenten Ansammlungen mit nichtkohärenten Durchschnitten beschrieben werden, um die Varianz von Schätzungen zu vermindern.

Pfadauswahleinheit

Wie es auch in Fig. 6 für das bekannte System (siehe beispielsweise WO-96/10873) zusätzlich zu den parallel arbeitenden Suchern S1 ... SL gezeigt ist, gibt es eine Pfadauswahleinheit PSU, die die individuellen Pfade von den berechneten Leistungsverzögerungsprofilen auswählt, wie sie durch den Satz von Suchern erfaßt sind. Wie z. B. auf Seite 83 des Buchs "Nachrichtenübertragung", Teubner Stuttgart 1992 von K. D. Kammeyer beschrieben ist stellt bei einer Mehrwegeausbreitung ein Leistungsverzögerungs-Profil oder -spektrum ein Verzögerungs-Leistungsspektrum bereit, das die mittlere empfangene Signalleistung als Funktion der relativen Verzögerungszeit beinhaltet. Wie in Fig. 5 zu sehen, weist das Verzögerungsprofil eine Anzahl von Spitzen auf, und die Pfadauswahl wird auf bekannte Weise durch ein Absuchen (Scannen) der berechneten Verzögerungsprofile auf eine bestimmte Anzahl von stärksten Spitzen durchgeführt, und danach werden diese Spitzen mit einem Schwellwert verglichen, der abgeleitet wird, indem das "Grundrauschen" des Verzögerungsprofils mit einem konstanten Wert multipliziert wird.

Der Nachteil mit einer solchen Art von Pfadauswahl ist es, daß sie nicht sehr genau ist, insbesondere dann, wenn in Sektoren unterteilte Zellen verwendet werden, und wenn multiple Antennen pro Sektor (Antennendiversität) verwendet wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Wie mit Bezug auf Fig. 3 oben beschrieben, umfaßt jeder Zeitschlitz eine Anzahl von Pilotsymbolen und es kann über sukzessive Zeitschlitze gesagt werden, daß die Pilotsymbole periodisch eingefügt werden (immer nach 0,625 ms). Jeder logische Kanal (Information) entspricht einem Sprach- oder Paketdatenkanal. In einem kommerziellen Einfügungssystem müssen bis zu 300 Sprachkanäle pro Basisstation gleichzeitig gehandhabt werden. Das bedeutet, daß jeder Sprach- oder Paketdatenkanal gleichzeitig der Verzögerungsprofilabschätzung und dem Aktualisieren des Verzögerungsprofils unterzogen werden muß, wofür die PN Entspreizsequenz passend mit dem Beginn des jeweiligen Zeitschlitzes zeitlich ausgerichtet werden muß.

Die oben beschriebene Lösung des Abschätzens der absoluten Verzögerung ist für die CDMA Systeme, die periodisch Pilotsymbole einfügen, nicht optimal. Auf der anderen Seite, schlägt eine andere, in dem Ericsson WBTB Projekt vorgeschlagene Lösung vor, daß ein langer Puffer verwendet wird, der alle möglichen Verzögerungswerte innerhalb einer Zelle widerspiegeln kann. Die Hardware in solch einem System ist extrem komplex, wenn 300 Sprachkanäle pro Basisstation gehandhabt werden müssen, da im wesentlichen 300 parallel arbeitende Sucher bereitgestellt werden müssen.

Aufgabe der Erfindung

Daher ist es eine erste Aufgabe der Erfindung, eine Multipfadausbreitungs-Verzögerungserfassungsvorrichtung bereitzustellen, insbesondere für den DS-SS-CDMA Basisstationsempfänger, bei der keine komplexe Hardware für die Sucher notwendig ist, während weiterhin eine genaue Abschätzung des Leistungsverzögerungsprofils für eine große Anzahl von Sprachkanälen in Echtzeit erzielt werden kann.

Wie ebenfalls oben beschrieben, ist es eins der wichtigsten allgemeinen Probleme, die individuellen Pfade aus dem Verzögerungsprofil auszuwählen, da die Abschätzung der Verzögerungswerte notwendig ist, um das Problem der Multipfadausbreitung zu lösen. In der bekannten Pfadauswahleinheit wird ein Schwellwert für die Unterscheidung zwischen dem Signal und dem Rauschen eingestellt. Darüber hinaus enthält Referenz [6]: E. S. Sousa, V. M. Jovonovich und C. Daigenault, "Delay Spread Measurements for the Digital Cellular Channel in Toronto", IEEE Transactions an Vehicular Technology, Vol. 43, No. 4, Seiten 837-847, November 1994, eine Beschreibung eines modifizierten Schwellwerteinstellverfahrens für die Kanalverzögerungsprofilabschätzung unter Verwendung eines sogenannten Konstant-Falschalarmrate-Verfahrens (constant false alarm rate technique CFAR). Dieses Verfahren ist jedoch extrem komplex und besser für ein Off-Line Signalverarbeiten passend, und erfüllt nicht die Anfordernisse der Echtzeitimplementierung in einem kommerziell interessanten CDMA Telekommunikationssystem.

Daher ist es ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Multipfadausbreitungs-Verzögerungserfassungsvorrichtung bereitzustellen, insbesondere für einen DS-SS-CDMA Basisstationsempfänger, in dem eine genaue Pfadauswahlabschätzung in einer Echtzeitanwendung durchgeführt werden kann.

Weiter können, wie oben beschrieben, in dem CDMA System Zellen in Sektoren unterteilt sein, und mehrere Antennen können pro Sektor verwendet werden (Antennen-Diversity). Daher muß die Genauigkeit der Verzögerungsprofilabschätzung und das Behandeln des weicheren Übergebens (softer handover) (d. h. sektorweise) angegeben werden und mit Bezug auf die bestimmten Anforderungen einer Hardware mit einer niedrigst möglichen Komplexität optimiert werden.

Daher ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Multipfadausbreitungs-Verzögerungserfassungsvorrichtung bereitzustellen, insbesondere für einen DS-SS- Basisstationsempfänger, der eine genaue Verzögerungsprofilabschätzung und ein Sektor-Handover (im Gegensatz zu einem Zellen-Handover) ermöglicht, wenn Zellen in Sektoren, in denen eine Antennendiversität verwendet wird, unterteilt werden.

Die obigen Ziele können in eine einzige Aufgabe der Erfindung zusammengefügt werden. d. h. eine Multipfadausbreitungs- Verzögerungserfassungsvorrichtung, insbesondere für einen DS- SS-CDMA-Basisstationsempfänger, bei der eine große Anzahl von Sprach- oder Datenpaketkanälen mit periodisch eingefügten Pilotsymbolen in Echtzeit gleichzeitig einem genauen Entspreizen, einem genauen Verzögerungsprofilabschätzen wie auch einer genauen Pfadauswahl und Ortsbestimmung unterzogen werden kann.

Lösung der Aufgabe

Die obige Aufgabe wird durch eine Multipfadausbreitungs- Verzögerungserfassungsvorrichtung insbesondere für einen CDMA Basisstationsempfänger gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Im wesentlichen wird in einem primären Gesichtspunkt der Erfindung ein verbessertes Leistungsverzögerungsprofil in Übereinstimmung mit der Erfindung berechnet, indem Verzögerungsprofile, die über eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen und Rahmen berechnet sind, gemittelt werden. Weitere Gesichtspunkte der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.

Ein bevorzugter Gesichtspunkt der Erfindung ist es, wie das Verzögerungsprofil nach lokalen Maxima in Entsprechung zu individuellen Pfaden abgesucht wird. Hier werden die Spitzen im Profil entfernt oder auf 0 gesetzt, um das Grundrauschen zu bestimmen. Dieses Grundrauschen wird gemittelt, um einen einzigen Wert zu erhalten. Dann wird ein Schwellwertfaktor mit diesem Grundrauschpegel multipliziert. Dann wird das ursprüngliche unmodulierte Verzögerungsprofil mit dem multiplizierten Wert verglichen, und es werden solche Maxima als brauchbare Pfade ausgewählt, die über dem multiplizierten Schwellwert liegen.

Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung ist es, eine Antennendiversität zu verwenden, d. h. zwei Antennen in jeder Zelle oder jedes Sektors, die jeweils ein Verzögerungsprofil bereitstellen. Hier werden die zwei Verzögerungsprofile von jeder Antenne addiert und nur solche Pfade werden in diesem addierten Profil ausgewählt, die über dem multiplizierten Schwellwert liegen. Dann werden die zwei Verzögerungsprofile getrennt mit dem multiplizierten Schwellwert, der für das zusammengefaßte Verzögerungsprofil erfaßt wird, verglichen, und nur solche Pfade werden für ein einzelnes Antennensignal ausgewählt, die auch über dem Schwellwert innerhalb des jeweiligen einzelnen Verzögerungsprofils liegen. Die korrelierte Abschätzung der Verzögerungsprofile für die Pfadauswahl simultan basierend auf den zwei Verzögerungsprofilen, unterscheidet sich vollständig von einer einzelnen Betrachtung der Verzögerungsprofile von jeder Antenne.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist jede Zelle in mehrere Sektoren unterteilt, von denen jede durch zwei Antennen unter Verwendung einer Antennendiversität bedient wird. Während im Stand der Technik Information zu der Basisstation übertragen werden muß, deren Sektor die Mobilstation enthält, verwendet ein Gesichtspunkt der Erfindung ein "dynamisches Suchen der Sektoren" kombiniert mit individuellen Pfadauswahlen und einer hochgenauen Sektor-Übergabe.

Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele und Verbesserungen der Erfindung können in den abhängigen Ansprüchen ersehen werden.

Im folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf ihre Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den angefügten Zeichnungen beschrieben.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen:

Fig. 1 zeigt die typische Anordnung von CDMA Zellen und Mobilstation MS und Basisstationen BS gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2a zeigt die prinzipielle Idee des DS-SS-CDMA Spreizens und Entspreizens unter Verwendung einer PN Sequenz;

Fig. 2b zeigt die Definition eines Symbols, Bits und Chips in einem CDMA Verfahren unter Verwendung von QPSK;

Fig. 3 zeigt Kanalformate mit periodisch eingefügten Pilotsymbolen in einem CDMA Übertragungskanal;

Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm eines bekannten Basisstationsempfängers;

Fig. 5 zeigt ein Verzögerungsprofil DPS und die Probleme einer Multipfadausbreitung;

Fig. 6 zeigt das Blockdiagramm der Such- und Tracking- Einheit STU, die durch die Erfindung verwendet wird;

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Auswählers SEL und des Suchers S1, als Teil der Such- und Nachfolge (Tracking)-Einheit STU in Fig. 6 gezeigt, in Übereinstimmung mit der Erfindung;

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Pilotdemultiplexers PI-DEMUX, der in Fig. 7 gezeigt ist, in Übereinstimmung mit der Erfindung;

Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Entspreizers DESP und ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum kohärenten Ansammeln/Mitteln ACC-AV des in Fig. 7 gezeigten Auswählers S1, in Übereinstimmung mit der Erfindung;

Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Pfadauswahl- Einheit PSU für ein Beispiel zum Auswählen der Pfade von zwei Antennen in Sektor 1, in Übereinstimmung mit der Erfindung;

Fig. 11 zeigt die Verwendung von Pilotsymbolen und Rahmen und die für ein Durchführen einer kohärenten Mittelung in der Vorrichtung zum kohärenten Ansammeln/Mitteln ACC-AV, die in den Fig. 7, 9 gezeigt ist, verwendete Zeitperiode, in Übereinstimmung mit der Erfindung;

Fig. 12 zeigt die Unterteilung einer Zelle in individuelle Sektoren, von denen jeder durch zwei Antennen Ant1, Ant2 bedient wird;

Fig. 13 zeigt ein Diagramm, wie Sektoren einer Zelle dynamisch in Übereinstimmung mit einem Suchverfahren der Erfindung abgesucht werden;

Fig. 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Pfadauswahlverfahrens gemäß der Erfindung;

Fig. 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Such- und Tracking-Einheit einschließlich zwei Suchern S1, S2, um 6 Sektoren, die eine Antennendiversität einschließen, abzusuchen;

Fig. 16 zeigt Nichterfassungs- und Falschalarmwahrscheinlichkeiten für den Fall von drei Sektoren;

Fig. 17 zeigt Nichterfassungs- und Falschalarmwahrscheinlichkeiten für den Fall von einem Sektor;

Fig. 18 zeigt Wahrscheinlichkeitswerte an den Kreuzungspunkten, wie in Fig. 17 dargestellt, für ein 2-Pfad Rayleigh Fading; und

Fig. 19 zeigt den Spitze- zu -Rauschpegel Wahrscheinlichkeitswerten an den Kreuzungspunkten in Fig. 17 für MS = 64 und 2-Pfad Rayleigh Fading.

In den Zeichnungen bezeichnen gleiche oder ähnliche Bezugszeichen insgesamt die gleichen oder ähnliche Teile. Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Grundsätzliches Prinzip der Erfindung

Wie bereits mit Bezug auf Fig. 4 ausgeführt, wird der RAKE Empfänger RR für ein Handhaben der Multipfadausbreitung in DS-CDMA Systemen verwendet. Ein RAKE Empfänger sollte in der Lage sein, einen Großteil der empfangenen Signalenergie aufzufangen, indem er eine Anzahl von parallelen Demodulatoren (Fingern) den ausgewählten stärksten Komponenten des von der Antenne empfangenen Multipfadsignals zuweist. Die Ausgaben von allen Fingern (Demodulatoren) werden kohärent kombiniert.

Die Zuweisung und Zeitsynchronisation der Demodulatoren (Fingern) wird auf der Basis einer abgeschätzten Kanalantwort durchgeführt. Der Multipfadverzögerungs-Suchprozessor (im folgenden ein Sucher genannt) hat die Aufgabe, das Kanalleistungsverzögerungsprofil abzuschätzen, um die Pfade innerhalb des Verzögerungsprofils zu identifizieren, und um bezüglich sich verändernder Ausbreitungsbedingungen auf dem laufenden zu bleiben. Somit hat der Multipfadverzögerungs- Suchprozessor die zwei gegensätzlichen Anforderungen zu erfüllen, die Suchzeit zu minimieren und auf der anderen Seite eine ausreichend genaue Zeitauflösung aufzuweisen, um das Eigenrauschen der PN Sequenz zu minimieren.

Die Kanalimpulsantwort wird innerhalb eines bestimmten Suchfensters abgeschätzt, das durch die Anzahl von Spreizcodephasen definiert ist, die abgesucht werden sollten, um die maximal erwartete Verzögerungsspreizung abzudecken. Die Kanalimpulsantwortabschätzung wird innerhalb eines bestimmten Intervalls, Aktualisierungszeit genannt, wiederholt.

Die Aktualisierungszeit muß ausreichend klein sein, so daß die Verzögerungsveränderungen des Funkkanals nachverfolgt werden können. Die Position der Kanalimpulsantwort innerhalb des Suchfensters ändert sich aufgrund der Bewegung der Mobilstation wie auch aufgrund der Taktfrequenz- Fehlausrichtung zwischen den PN Sequenzgeneratoren im Transmitter und Empfänger. Daher muß die allgemeine Position des Suchfensters eingestellt werden, um die Kanalimpulsantwort in der Mitte des Suchfensters zu halten. Wenn der Multipfadverzögerungsprozessor (der Sucher) eine ausreichend genaue Auflösung hat, werden die anderen Code Tracking-Vorrichtungen (Code-Nachverfolgevorrichtungen) normalerweise in jedem der RAKE Einzelpfad-Demodulatoren implementiert, nicht benötigt.

Die Such- und Tracking-Einheit STU (siehe beigefügte Fig. 6) des RAKE Empfängers (siehe Fig. 4) hat als Aufgabe, die Chip- und Rahmensynchronisation für den RAKE Empfänger zu aufrechtzuerhalten. Daher muß das Verzögerungsprofil des empfangenen Signals aufgrund der Multipfadausbreitung abgeschätzt werden. Als eine Folge eines Fadings und sich verändernder Ausbreitungsentfernungen, d. h. Entfernungsveränderungen zwischen der Mobilstation MS und der Basisstation BS, muß diese Abschätzung in Übereinstimmung mit den speziellen Erfordernissen des Mobilfunkkanals aktualisiert werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, bei dem das Verzögerungsprofil des empfangenen Signals mit einer exzellenten Auflösung innerhalb eines bestimmten Suchfensters entsprechend der Verzögerungsspreizung abgeschätzt wird. Die Verzögerungsprofilabschätzung kann innerhalb eines bestimmten Intervalls wiederholt werden. d. h. innerhalb der Aktualisierungszeit. Die Aktualisierungszeit wird ausreichend klein gewählt, so daß Verzögerungsveränderungen des Funkkanals nachverfolgt werden können. Daher muß kein ausdrückliches Nachverfolgen bereitgestellt werden. Nur die allgemeine Position des Suchfensters muß adaptiert (nachverfolgt) werden, aufgrund von Entfernungsveränderungen zwischen der Mobilstation MS und der Basisstation BS. Somit kann die Such- und Tracking-Einheit STU verwendet werden, bei der Sektorauswahl und einer weicheren Übergabe (softer Handover) zu assistieren, da die einem Sektor zugewiesenen Verzögerungsprofile verwendet werden können, um festzustellen, wo die meiste Signalenergie innerhalb des Sektors erfaßt werden kann.

Im folgenden wird angenommen, daß eine anfängliche Sektorauswahl, eine anfängliche Rahmen- und eine anfängliche Chipsynchronisation bereits ausgeführt worden ist (z. B. während eines Zufallszugriffs-Signalempfangs). Diese Bedingungen sind jedoch keine grundsätzliche Beschränkung dieses Verfahrens und das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch für diesen Zweck mittels einiger Anpassungen verwendet werden.

Ausführungsbeispiel der Such- und Tracking-Einheit

Die Such- und Tracking-Einheit STU der Erfindung, wie in Fig. 6 gezeigt, umfaßt einen Auswähler SEL, in dem zwei Signale S1, S2 angegeben werden, die von den Antennen Ant1, Ant2 jedes Sektors 1 ... 6 empfangen werden. Das Eingeben der zwei Signale S1, S2 zu den Sektor SEL wird durchgeführt, da ein zwei Antennen Ant1, Ant2 verwendendes Antennendiversitätsverfahren vorzugsweise in jedem Sektor benutzt wird. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung nicht auf die Antennendiversität im weiteren Sinne beschränkt ist, und daß es ebenso möglich ist, die Eingabe eines Signals S von einer Antenne jedes Sektors in den Auswähler SEL durchzuführen.

Natürlich ist das Signal, das tatsächlich von den Antennen empfangen wird, ein analoges Signal. Ein A/D Wandler A/D ist in der STU Vorrichtung angeordnet, um das analoge CDMA Signal in ein digitales CDMA Signal umzuwandeln. Wie in Fig. 3, 11 gezeigt, umfaßt dieses digitale CDMA Signal aufeinanderfolgende Funkrahmen RF1 ... RFn einschließlich aufeinanderfolgender Zeitschlitze TS1 ... TSm, in die die komplexen Pilotsymbole PSi und die Datensymbole Pi eingefügt sind. Der A/D Wandler steht für ein Ausführen aller gewöhnlichen Funktionen, wie Analog/Digitalumwandlung, angepaßtes Filtern etc., und innerhalb der STU Vorrichtung angeordnet sein, z. B. in dem Auswähler SEL, zwischen dem SEL und den Sektorantennen oder vor- oder innerhalb der Sucher S1 ... SL.

Während in dem Transmitter ein digitales Übertragungssignal einschließlich einer Vielzahl von Bits zuerst durch Faltung bitweise codiert wird, z. B. mit einem Verhältnis r = 1/3, dann 2 der durch Faltung codierten Bits zu einem QPSK Symbol (Q, I) zusammengefaßt werden, und dann dieses Symbol mit der transmitterseitigen PN Sequenz gespreizt wird, müssen der Empfänger, z. B., RAKE und die Sucher ebenso die Symbole mit der entsprechenden Entspreizsequenz entspreizen. Dies ist die Basis eines Direktsequenz CDMA (d. h. einschließlich einer QPSK Modulation). Es wird darauf hingewiesen, daß andere Modulationsverfahren verwendet werden können, um die Symbole zu spreizen. Daher ist die Erfindung nicht auf die Verwendung einer QPSK Modulation beschränkt.

Der Auswähler SEL dient dazu, die Blöcke von Signalwerten zu extrahieren, damit diese einer Suche in dem Multipfadverzögerungs-Suchprozessoren S1 ... SL (im folgenden als die Sucher S1 ... SL bezeichnet) unterzogen werden. Im wesentlichen extrahiert der jeweilige Selektor SEL die Pilotsymbole plus einiger zusätzlicher Werte (Werte für logische Kanäle) aus den Datenströmen, die von der jeweiligen Antenne empfangen werden. Das Rahmenformat und die Pilotsymbole sind in Fig. 3 veranschaulicht. Die Extraktion der Pilotsymbole und der zusätzlichen Werte findet vorzugsweise mit einer Abtastrate von 16,38 Megawerten pro Sekunde statt, im wesentlichen bei einer Überabtastrate, beispielsweise 4.

Die Such- und Tracking-Einheit STU in Fig. 6 umfaßt eine Anzahl von Suchern S1 ... SL, wobei L die gleiche Anzahl als die Anzahl von Sektoren sein kann oder nicht.

Im wesentlichen werden die extrahierten Pilotsymbole plus die zusätzlichen Werte auf den Satz von L Suchern verteilt, in Übereinstimmung mit einem bestimmten, jedoch flexiblen Sektorauswahlplan. Mit dem Sektorauswahlplan kann die Anzahl von Suchern verschieden oder gleich der Anzahl von Sektoren sein. Vorzugsweise arbeiten sechs Sucher mit der Abtastrate.

Auf der Basis des Blocks von Signalwerten liefern die extrahierten Pilotsymbole plus die zusätzlichen Werte (d. h. die demultiplexten und gepufferten Antennensignale) ein getrenntes Verzögerungsprofil DPS für jedes Antennensignal an die Pfadauswahleinheit PSU, in Übereinstimmung mit dem Sektorauswahlplan.

In Übereinstimmung mit der Erfindung führen die Sucher S1 ... SL eine Kanalverzögerungsabschätzung (die Bestimmung des Verzögerungsprofils) im wesentlichen durch ein (Pilotsymbol gestütztes) kombiniertes kohärentes und nichtkohärentes Such- (und Nachverfolge) Verfahren mit optionalem Zwischenlegen (interleaven) durch, wie dies weiter mit Bezug auf den Sucher S1 in Fig. 7 beschrieben wird. Vorzugsweise werden die Verzögerungsprofile DPS mit einer Minimalaktualisierungszeit aktualisiert und verwenden vorzugsweise eine vorbestimmte Anzahl von Werten der Pilotsymbole.

Die Pfadauswahleinheit PSU empfängt die Verzögerungsprofile DPS von den Suchern S1 ... SL und berechnet aus den geschätzten Verzögerungsprofilen DPS eine Interferenzschätzung (diese Interferenz umfaßt eine Multibenutzerinterferenz und eine thermische Rauschleistungsinterferenz), die für die nachfolgende Pfadauswahl verwendet wird. Aus den Verzögerungsprofilen DPS wird im wesentlichen eine Interimszahl von N (vorzugsweise 8) Pfaden d₁'... d_N' (d. h. Verzögerungswerten) und entsprechende Sektorauswahlinformation s₁' ... s_N' durch die Pfadauswahleinheit PSU bestimmt. Die Auswahlinformation s₁' ... s_N' bezeichnet die Sektoranzahl (1 ... 6) und die Antennennummer in dem jeweiligen Sektor (falls eine Antennendiversität in jedem Sektor nicht verwendet wird, dann kann diese Zahl ausgelassen werden).

Während die Verzögerungswerte d₁'... d_N' immer noch eine Interimszahl von N (z. B. 8) Pfaden anzeigen, führt die Tracking- (Nachverfolge-) und Steuereinheit TRCU die endgültige Sektorauswahl durch und erzeugt eine endgültige Anzahl von (maximal) P (z. B. 8) Verzögerungspfaden und Auswahlinformation (d. h. Verzögerungswerten und entsprechender Auswahlinformation), die letztendlich zum RAKE Empfänger RR übertragen wird. Somit gibt, wie in Fig. 6 zu sehen, die Tracking- und Steuereinheit TRCU die endgültige Anzahl von Verzögerungspfaden d₁ ... d_P und die endgültige Auswahlinformation s₁ ... s_P für die endgültige Anzahl von Pfaden, die im RAKE Receiver demoduliert und decodiert werden sollen, aus, d. h. die Pfade, denen der RAKE seine Finger zuweisen sollte. Zusätzlich erzeugt die Tracking- und Steuereinheit TRCU die Anzahl von Taktsteuersignalen für ein Nachverfolgen der Suchfenster und Zellen für ein Aufrechterhalten einer Rahmensynchronisation.

Somit werden die Antennensignale in den Auswähler SEL eingegeben, der die jeweiligen Signale von den Antennen an eine Anzahl von Suchern anlegt, die ein Verzögerungsprofil für jedes der angelegten Eingabesignale berechnen. Danach wählt die Pfadauswahleinheit eine Anzahl von vielversprechendsten Pfaden und Auswahlinformation bezüglich des Sektors und der Nummer der Antenne aus. Die finale Tracking- und Steuereinheit bestimmt die finalen Pfade zusammen mit der geeigneten Auswahlinformation, so daß der RAKE Empfänger RR mit Auswahlinformation und Verzögerungsinformation versorgt wird, die dann für eine Demodulation verwendet werden kann.

Im folgenden werden bestimmte Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung für den Auswähler SEL (Fig. 7, 8), den Sucher S1 ... SL (Fig. 7) der Pfadauswahleinheit PSU und der Tracking- und Steuereinheit TRCU (Fig. 10) wie auch ein bestimmtes Ausführungsbeispiel des Entspreizers DESP und der Kohärent- Akkumulations- und Mittlungseinheit ACC-AV (Fig. 9) für ein wie in Fig. 3, Fig. 1 gezeigtes Rahmenformat beschrieben.

Ausführungsbeispiel der Auswahleinheit

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Auswählers SEL. Der Auswähler umfaßt einen sogenannten Pilotdemultiplexer PI- DEMUX. Fig. 7 zeigt einen Fall, in dem ein Antennensignal in den Pilotdemultiplexer PI-DEMUX eingegeben wird, es versteht sich jedoch, daß in Übereinstimmung mit von der Steuervorrichtung CNTRL empfangenen Steuersignalen verschiedenen Antennensignale von verschiedenen Sektoren aufeinanderfolgend an den Auswähler SEL angelegt werden können.

Die primäre Funktion des Pilotdemultiplexers PI-DEMUX ist es, die Perioden von (aufeinanderfolgenden) Pilotsymbolen plus einer zusätzlichen Anzahl von Werten aus den Antennensignalen, dargestellt durch Eingangsdatenströme von komplexen Werten, zu extrahieren und zu puffern. Unter Berücksichtigung beispielsweise von Fig. 11, das für die Berechnung eines Verzögerungsprofils DPS (CALC. 1 DPS) der Funkrahmen n des Antennensignals bewertet wird, dann besteht dieser Rahmen n aus einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen k - 1, k, k + 1.

Wie bereits in Fig. 3 gezeigt, gibt es beim Übergang von einem Zeitschlitz zu einem weiteren, beispielsweise von einem Zeitschlitz k - 1 zum Zeitschlitz k, einen Satz von Pilotsymbolen PSi, bestehend aus Pilotsymbolen des vorhergehenden Zeitschlitzes k - 1 und den Pilotsymbolen des gegenwärtigen Zeitschlitz k. Der Unterschied zwischen Fig. 3 und Fig. 11 ist es, daß in Fig. 3 von den Pilotsymbolen PSi angenommen wird, daß sie nur am Beginn des Zeitschlitzes liegen, wohingegen sie in Fig. 11 zu Beginn und am Ende eines jeden Zeitschlitzes liegen. Da es sowieso nicht garantiert werden kann, daß die Zeitschlitze bereits mit der PN Sequenz, die durch den PN Generator in dem Entspreizer DESP erzeugt ist, zeitlich ausgerichtet sind, macht es keinen Unterschied, ob das Abtasten und Extrahieren die Pilotsymbole zu Beginn oder am Ende extrahiert, sofern (es ist pure Übereinkunft, wo sie liegen) eine Anzahl von Pilotsymbolen und Datensymbolen extrahiert werden, die mit Bezug auf die PN Entspreizsequenz bewertet werden können. Zwischen den Sätzen von Pilotsymbolen können beliebige Daten vorliegen, beispielsweise die Symbole für den logischen Kanal etc., wie in Fig. 3 veranschaulicht.

Was in der Tat mit einem Extrahieren der Perioden von Pilotsymbolen gemeint ist, ist die Extraktion der Pilotsymbole (der schraffierten Bereiche in Fig. 11). Vorzugsweise werden 2M Chips (2M × Überabtastrate Werte, e. g., 2 × 128 Chips = 1024 Werte) als Pilotsymbole extrahiert. Vorzugsweise werden zusätzliche 160 Werte (die Verzögerungsspreizung) aus dem Antennensignal extrahiert (den komplexen Eingangsdatenströmen). Somit wird das zu berechnende DPS letztendlich aus 160 reellwertigen Leistungsverzögerungsspektrum-Abtastwerten bestehen.

Daher werden für die Verzögerungsprofil-(Suchfenster- )Abschätzung 160 Werte bei einer Auflösung von vier Werten pro Chip verwendet, d. h. eine Verzögerungsspreizung von 160/16.38 Megawerte pro Sekunde ≈ 10 ms wird bewertet. Vorzugsweise wird auch angenommen, daß die Minimumaktualisierungszeit 10 ms ist (d. h. ein Funkrahmen), um die Verzögerungsprofile des gegenwärtig aktiven Sektors neuerlich zu berechnen (d. h. einer vorbestimmten Anzahl von Sektoren, in denen gegenwärtig die meiste Signalenergie zu finden ist) und eine Aktualisierungszeit 60 ms ist, für ein Absuchen der nicht-aktiven (d. h. der anderen) Sektoren, und um die Antennensignale auszuwählen (d. h. aktive und nicht- aktive Sektoren neu zuzuweisen).

Damit wird zumindest in jedem Funkrahmen von 10 ms (siehe Fig. 3) das Verzögerungsprofil neuerlich berechnet, auf der Basis der Anzahl von Pilotsymbolen (1024 Werten) plus der zusätzlichen 160 Werte (beispielsweise 8 ma basierend auf 2 Zeitschlitzen). Die zusätzlichen Werte sind eine beliebige Art von Daten, d. h. Steuerdaten oder Sprachdaten. In Abhängigkeit von der Startzeit der Extraktion gibt es natürlich Fälle, in denen zuerst Pilotsymbole und dann Datensymbole, zuerst Datensymbole (von dem vorhergehenden Zeitschlitz), dann Pilotsymbole und dann wiederum Datensymbole, oder zuerst nur Datensymbole und dann nur Pilotsymbole extrahiert werden.

Wie in Fig. 7 zu sehen, steuert die Steuervorrichtung CNTRL den PI-DEMUX des Auswählers SEL in Antwort auf die Rahmentaktsteuerung FCC so, daß er zum richtigen Zeitpunkt innerhalb der Zeitschlitze k - 1, k, k + 1 des jeweiligen Rahmens n beginnt, die Pilotsymbole und die zusätzlichen Symbole zu extrahieren.

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Pilotdemultiplexers PI-DEMUX. Die Steuersignale von der Steuervorrichtung CNTRL steuern einen Abstastwertschalter SSW, der die Daten von dem Antennensignal entweder an den Puffer PUF oder an eine Senke SNK angelegt. Somit wird über das Rahmentaktsteuersignal FCC der Puffer PUF aufeinanderfolgend die jeweilige Anzahl von Pilotsignalen plus die zusätzlichen Werte enthalten. Irgendwelche anderen Daten werden an die Senke SNK angelegt.

Somit wird das Positionieren des Abtastwertschalters SSW (d. h. des Lesezeigers) und des Schreibezeigers, d. h. das Positionieren des Suchfensters innerhalb des Gesamtverzögerungsprofil und äquivalent zum Einfügen oder Entfernen von Werten von den Datenströmen, über die Rahmentaktsignale FCC gesteuert.

Wie bereits erwähnt legt die Steuervorrichtung CNTRL in Kombination mit der Tracking- und Steuereinheit TRCU Steuersignale an den Auswähler SEL für eine Sektorauswahl von aktiven und nicht-aktiven Sektoren an, in Übereinstimmung mit einem speziellen Sektorauswahlplan, und darüber hinaus steuert sie die spezielle Zuweisung von Suchern S1 ... SL auf die demultiplexten Antennensignale. Solch eine Sektorauswahl- Planprozedur kann vorzugsweise wie in Fig. 13 gezeigt dargestellt werden (unterhalb beschrieben).

Wie oben mit Bezug auf die Fig. 7, 8 beschrieben, ist es die hauptsächliche Ausgabe des Auswählers SEL, jeweilig eine Anzahl von Pilotsymbolen plus eine Anzahl von zusätzlichen Werten innerhalb jedes Funkrahmens RFn auszuwählen und nachfolgend diese extrahierten Datenwerte auf nachfolgende Sucher für die Berechnung des Verzögerungsprofiles anzuwenden (wobei eine Sektorauswahl und eine Antennenauswahlsteuerung für ein Bereitstellen von Antennensignalen aufeinanderfolgend von mehreren Antennen in mehreren Sektoren auf individuelle Sucher durch den Demultiplexer PI-DEMUX durchgeführt wird). Somit basiert die nachfolgende Verzögerungs-Profilberechnung im Satz von Suchern auf den extrahierten Pilotsymbolen und den extrahierten zusätzlichen Symbolen.

Vorzugsweise ist die Anzahl von den Pilotdemultiplexern die gleiche wie die mögliche Anzahl von angewendeten Antennensignalen, z. B. für das Beispiel in Fig. 6 können 12 Pilotdemultiplexer PI-DEMUX vorhanden sein. Die Anzahl kann jedoch auch vermindert werden, beispielsweise auf die vorbestimmte Anzahl von aktiven Sektoren gemäß der Sektorauswahlsteuerung, falls ein Time-Sharing mit einer entsprechenden intelligenten Steuerung verwendet wird. Im wesentlichen wäre zumindest ein Pilotdemultiplexer ausreichend.

Ausführungsbeispiel des Multpfadverzögerungs-Suchprozessors (Sucher)

Wie oben beschrieben, sind die Ausgabedaten von dem Auswähler (d. h. die Ausgabe von dem Puffer PUF in Fig. 8) die aufeinanderfolgenden komplexen Pilotsymbole plus die zusätzlichen Werte (beispielsweise 2 × 128 Chips = 1024 Werte + 160 Werte) von einem bestimmten Antennensignal, wie durch die Steuervorrichtung CNTRL zugewiesen. Im folgenden wird die Datenausgabe durch den Pilotdemultiplexer PI-DEMUX (d. h. die komplexen Pilotsymbole durch die zusätzlichen Werte) als "Demultiplexerausgabedaten" bezeichnet. Wie in Fig. 9 zu sehen, umfassen die individuellen Demultiplexerausgabedaten natürlich einen reellen und einen imaginären Teil Rx_Re und Rx_Im.

Wie bereits in dem Ausführungsbeispiel für den Sucher S1 in Fig. 7 angezeigt, umfaßt der Sucher einen PN-Codegenerator PN-GEN, der die im Entspreizer DESP für ein Entspreizen der jeweiligen Demodulatorausgabedaten zu verwendende Entspreizsequenz erzeugt. Der Codegenerator PN-GEN und der Entspreizer DESP wie auch der Multiplexer PI-DEMUX werden in Antwort auf das Rahmentaktsteuersignal FCC, das durch die Steuervorrichtung CNTRL verarbeitet wird, gesteuert. Durch diese Steuerung wird sichergestellt, daß die PN-Generator- Entspreizsequenz zeitlich ausgerichtet und - für die Berechnung des Verzögerungsprofils DPS - bezüglich der jeweiligen extrahierten Demodulatorausgabedaten verschoben ist. Wie oben beschrieben, ist die Zeitausrichtung notwendig, da andernfalls ein falsches Entspreizen vorliegt, da nicht nur die richtige Entspreizsequenz (durch den Codegenerator PN-GEN erzeugt), sondern auch die richtige Zeitvorgabe notwendig ist, so daß die Demodulatorausgabedaten richtig entspreizt werden können.

Wie in Fig. 7 gezeigt, werden die Ausgabedaten von dem Entspreizer DESP in eine Kohärent- Akkumulations/Mittlungsvorrichtung ACC-AV eingegeben, die das Verzögerungsprofil DPS gesteuert durch die Steuervorrichtung CNTRL berechnet. Das Verzögerungsprofil wird im wesentlichen auf der Basis der Demodulatorausgabedaten (der extrahierten Pilotsymbole plus der zusätzlichen Werte) in Antwort auf das Rahmentakt-Steuersignal FCC erzeugt. Ein Ausführungsbeispiel des Entspreizers DESP und der Kohärent- Akkumulations/Mittlungsvorrichtung ACC-AV gemäß der Erfindung ist in Fig. 9 gezeigt.

Der Entspreizer DESP umfaßt eine Korrelationsvorrichtung CM, gebildet durch eine Multiplikationsvorrichtung mm und eine Integrationsvorrichtung IM. Da die Demodulatorausgabedaten reelle und imaginäre Teile beinhalten und da die durch den kumulierten Generator PN-GEN erzeugte Entspreizsequenz ebenso reelle und imaginäre Teile beinhalten muß, ist der Korrelator CM ein komplexer Korrelator und die Multiplikationsvorrichtung MM führt eine komplexe Multiplikation durch. Der Startpunkt der PM-Sequenz wird durch die Phasensteuervorrichtung PH-CNTRL gesteuert.

Die Multiplikationsvorrichtung mm umfaßt Multiplexer M1, M2, M3, M4 und Addierer ADD1, ADD2. Die Integrationsvorrichtung IM umfaßt Summationseinheiten SUM1, SUM2.

Der Multiplexer M1 multipliziert den reellen Teil Rx_Re der Multiplexerausgabedaten mit dem reellen Teil PN_Re der Spreizsequenz und legt den multiplizierten Datenwert an den Addierer ADD1 an. Der Multiplizierer Ms multipliziert den imaginären Teil Rx-Im der Demultiplexerausgabedaten mit dem reellen Teil PN_Re der PN Sequenz. Das multiplizierte Signal von dem Multiplizierer Ms wird in den Addierer ADD2 eingegeben. Der Multiplizierer M3 multipliziert den imaginären Teil Rx-Im der Demultiplexerausgabedaten mit dem imaginären Teil PN_Im der PN Sequenz und legt die multiplizierten Daten an den Addierer ADD1 an. Der Multiplizierer M4 multipliziert den reellen Teil Rx_Re der Demultiplexerausgabedaten mit dem imaginären Teil PN_Im der PN-Sequenz und legt das Ausgabesignal an den Addierer ADD2 an. Der Addierer ADD1 addiert das Ausgabesignal von dem Multiplizierer M1 und das Ausgabesignal von dem Addierer M3 und legt das addierte Signal an diese Summationseinheit SUM1 der Integrationsvorrichtung Im an. Der Addierer ADD2 addiert das Ausgabesignal von dem Multiplizierer M2 und ein invertiertes Ausgabesignal von dem Multiplizierer M4 und liefert das addierte Signal an die Summationseinheit SUM2 der Integrationsvorrichtung IM.

Die Multiplikationsvorrichtung mm gibt Ergebnisse von den Addierern ADD1, ADD2 für jeden Pilotchip aus, und die Summationseinheiten SUM1, SUM2 führen eine Addition der Ausgabesignale von den Addierern ADD1, ADD2 für N_Pilot_Chips (z. B. 2 × 128 Male) durch.

Da die vervollständigten Daten ein digitales Signal sind, entspricht die in den Summationseinheiten SUM1, SUM2 durchgeführte Summation einer Integration der Ausgabesignale von der Multiplikationsvorrichtung MM.

Als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel erzeugt der PN- Generator PN-GEN den komplexen Quadraturkurzcode (Walsh Hadamard) und den reellen Langcode (Walsh-Hadamard, Gold) als die Entspreizcodes, mit denen die Demodulatorausgabedaten multipliziert werden.

Falls die Komplex-Korrelatorvorrichtung CM mit einer Überabtastrate OS gefahren wird, liefert nur jede OS-te komplexe Multiplikation ein nicht-Null Ergebnis. Es muß sorgfältig vorgegangen werden, falls ein OQPSK- Modulationschema angewendet wird. In diesem Fall kann vorzugsweise die in der Multiplikationsvorrichtung mm durchgeführte komplexe Modulation in 2 reelle Multiplikationen in einem Abstand von OS/2 aufgeteilt werden. Die Gesamtcodephase wird in Inkrementen von 1/OS einer Chipperiode eingestellt. Eine serielle Suche durch den Zeit- Unsicherheitsbereich (Verzögerungsspreizung) mit einer konstanten Verweilungszeit von einer Pilotsymbolperiode (hier: 31,25 µs) an jeder Codephasenposition (1/OS einer Chipperiode) kann vorzugsweise angewendet werden.

Somit kann eine bestimmte Anzahl von Codephasen pro Schlitz und Sucher bewertet werden. Da diese Operationen Off-line durchgeführt werden, kann eine Verarbeitung mit höherer Geschwindigkeit angewendet werden. Die Anzahl von bewertbaren Codephasen ist gleich dem Verhältnis der Gesamtanzahl von Chips pro Schlitz und der Anzahl von Chips pro Pilotsymbolen mal dieses Überverarbeitungsfaktors OP (hier: OP × 2560/256 = OP . 10). Ein Beispiel ist eine Hardwareimplementierung von 8 Suchern mit einem Überverarbeitungsfaktor von OP = 4. Ein weiteres Beispiel sind 2 Sucher mit OP = 16.

In der Kohärent-Akkumulations/Mittlungsvorrichtung ACC-AV führt eine Koherent-Summationseinheit SUM3 eine kohärente Akkumulation der entspreizten Werte von zwei aufeinanderfolgenden Perioden von Pilotsymbolen (d. h. insgesamt 4 Pilotsymbole entsprechend zwei Schlitzen) durch. Insgesamt können 160 Werte eines Verzögerungsprofils pro Sucher während 2/OP Rahmen (= 2 × 16/OP Schlitze) berechnet werden, d. h. innerhalb der Wiederholungszeit von 20/OP ms. Dies trifft auf einen Sucher mit einem Korrelator und einem Entspreizer zu. Durch ein Gruppieren einer Anzahl von Korrelatoren und Entspreizern innerhalb des Satzes von Suchern (Fig. 6), kann eine parallele Sucherarchitektur definiert werden. Dies stellt jedoch keine Beschränkung dieser allgemeinen Beschreibung der Erfindung dar.

Die komplexe Ausgabe der Kohärent- Akkumulations/Mittlungsvorrichtung ACC-AV, d. h. der reelle Teil Re_Imp [Phase] und Im_Imp [Phase] werden dann in die Quadratureinheit SQ eingegeben. In der Einheit SQ wird der reelle Teil und der imaginäre Teil von SUM3 jeweilig quadriert und addiert (|(a + jb)|² = a² + b²). Die Ausgabe der Einheit SQ, nämlich der partielle reelle Verzögerungsprofilwert DPSi wird in die Summationseinheit SUM4 eingegeben, die eine nichtkohärente Akkumulation der Werte durchführt. Die Ausgabe von der Summationseinheit SUM4 ist das tatsächliche reelle Verzögerungsprofil DPS. Somit mittelt die Summationseinheit SUM4 im wesentlichen 2 Verzögerungsprofile DPSi von 2 oder mehr aufeinanderfolgenden Schlitzen. Somit ist das grundsätzliche Prinzip der Verzögerungsprofilbestimmung, eine komplexwertige Kanalschätzung in jedem Zeitschlitz durchzuführen, dann diese komplexen Kanalshätzwerte (komplexen Werte) von zumindest 2 Zeitschlitzen nichtkohärent zu addieren und zuletzt Verzögerungsprofile (reelle Werte) von (addierten) komplexen Kanalshätzwerten von jeweiligen 2 Zeitschlitzen nichtkohärent zu addieren.

Daher kann die primäre Funktion des Entspreizers DESP als ein Multiplizieren einer zeitlich ausgerichteten PN-Sequenz mit den Demodulatorausgabedaten beschrieben werden, wohingegen die Kohärent/Nichtkohärent-Akkumulations/Mittlungsvorrichtung ACC-AV ein Mitteln über 2 oder mehr aufeinanderfolgende Schlitze durchführen. Die Ausgabe ist ein gemitteltes Verzögerungsprofil DPS, das auf den Demodulatorausgabedaten basiert, nämlich den Pilotsymbolen (+ addierten Werten) über eine für das kohärente Mitteln (Fig. 11) verwendete Periode. Somit ist das berechnete Verzögerungsprofil DPS sehr viel genauer, da es Pilotsymbole von aufeinanderfolgenden Schlitzen (oder Rahmen) verwendet.

Das folgende Beispiel veranschaulicht die Funktion des Entspreizers DESP und der Kohärent- Akkumulations/Mittlungsvorrichtung ACC-AV. Unter Annahme einer Antennendiversität in jedem Sektor können 3 (aktive) Sektoren innerhalb einer Zelle mit entsprechenden 6 Antennensignalen unter Verwendung von 6 Suchern während zwei Rahmen für OP = 1 verarbeitet werden. Falls, als ein weiteres Beispiel, nur ein Sektor ausgewählt (aktiv) ist, können 3 der 6 Sucher jedem Antennensignal zugewiesen werden. Demzufolge kann die Anzahl von Korrelationen pro Wert des Verzögerungsprofils um einen Faktor von 3 erhöht werden. Somit können während 2 Rahmen (siege Fig. 11) 3 aufeinanderfolgende Verzögerungsprofile für OP = 1 berechnet werden, wovon ein Schätzwert mit verminderter Spitzen- und Interferenzvarianz durch Mitteln erhalten werden kann. Dies führt zu einem verbesserten Verzögerungsprofil DPS.

Mit OP = 16 und 2 Suchern ist es möglich, 2 × 8 (aufeinanderfolgende) Verzögerungsspektren innerhalb der Rahmenperiode von 10 ms und 16 Zeitschlitzen zu berechnen. Der Sektorsteuermechanismus (das Sektorplanen wird unterhalb beschrieben) kann diese Zahl aktiven und nicht-aktiven Sektoren verteilen, d. h. zuordnen. Für 2 aktive Sektoren (jeweils 2 Antennensignale) können beispielsweise 3 aufeinanderfolgende Verzögerungsprofile berechnet werden und für 2 nicht-aktive Sektoren (jeweils 2 Antennensignale) kann ein Verzögerungsprofil berechnet werden (siehe Fig. 13). Daher kann ein nichtkohärentes Mitteln für die aktiven Sektoren während eines jeden Rahmens angewendet werden. Innerhalb von 60 ms können 3 Verzögerungsspektren auch für die nicht-aktiven Sektoren berechnet werden, was ein nichtkohärentes Mitteln auch für die nicht-aktiven Sektoren erlaubt.

Um die Anzahl von nichtkohärenten Akkumulationen (Mitteln) in der Kohärent-Akkumulations/Mittlungsvorrichtung um einen Faktor 2 zu erhöhen, ohne die Aktualisierungszeit zu erhöhen, kann ein "Zwischenlegungs" (Interleaved) Mittlungsschema in Übereinstimmung mit der Erfindung (siehe Fig. 11) für eine Aktualisierungszeit für 10 ms verwendet werden. Hier werden die zumindest 2 aufeinanderfolgenden (möglicherweise bereits nichtkohärent gemittelten) Verzögerungsprofile, das gegenwärtig berechnete Profil und das Profil der vorherigen Aktualisierungszeit (weiter) gemittelt, um verbesserte Verzögerungsprofile zu einer ungeänderten Aktualisierungsrate von 10 ms zu berechnen. Ein bevorzugtes Zwischenlegungsschema für ein Berechnen der Verzögerungsprofile DPS ist beispielsweise wie folgt. In einem Rahmen n - 1 wird ein Verzögerungsprofil DPSn - 1 berechnet. Dann wird im gegenwärtigen Rahmen n ein weiteres Verzögerungsprofil DPSn berechnet. Im Rahmen n werden die 2 Verzögerungsprofile nichtkohärent Akkumuliert (addiert) und das addierte Verzögerungsprofil wird als das Verzögerungsprofil DPSn für Rahmen n verwendet, d. h. DPSn' = DPSn - 1 + DPSn. Das tatsächlich berechnete Verzögerungsprofil DPSn in Rahmen n wird gespeichert, um für eine weitere Akkumulation im nächsten Rahmen n + 1 verwendet zu werden. Es ist auch möglich, einen Gewichtungsfaktor an das vorhergehend berechnete Verzögerungsprofil DPSn - 1 anzulegen. Anstelle lediglich die 2 Verzögerungsprofile DPSn - 1, DPSn zu akkumulieren (nichtkohärentes Addieren), ist es auch möglich, eine Vielzahl von vorhergehenden Verzögerungsprofilen DPS zu speichern, und dann nichtkohärent eine Vielzahl von Rahmen zu addieren, um zu einem Verzögerungsprofil DPS für den Rahmen n zu kommen. Die Vielzahl von Verzögerungsprofilen kann auch vor der Akkumulation gewichtet werden. Somit sind auch verschiedene Ausführungsbeispiele möglich, die eine Art von FIR oder IIR filtern (oder gewichten) der jeweiligen Verzögerungsprofile DES berücksichtigen.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel der Kohärent-Akkumulations/Mittlungsvorrichtung können die Verzögerungsprofile von 2 entsprechenden Sektorantennen addiert werden (innerhalb der Pfadauswahl einer PSU) (siehe Fig. 6 und Fig. 10), unter Ausnutzung der Antennendiversität. In diesem Fall kann die Kohärent- Akkumulations/Mittlungsvorrichtung ACC-AV vorzugsweise 2 Verzögerungsprofile von den 2 verschiedenen Antennen addieren.

Auf der Basis des durch die Summationseinheit SUM4 ausgegebenen finalen Verzögerungsprofils DPS werden Interferenz- (Rausch) Schätzungen in der Pfadauswahleinheit PSU berechnet. Der Entspreizer DESP und die Kohärent- Akkumulations/Mittlungsvorrichtung ACC-AV werden durch digitale Signalprozessoren DSPs gesteuert, die die Korrelation wie auch die kohärenten und nichtkohärent Akkumulationsprozesse steuern.

In jedem Falle ist zu sehen, daß der Entspreizer DSP das Entspreizen auf der Basis der Pilotsymbole durchführt und die Kohärent-Akkumulations/Mittlungsvorrichtung ACC-AV ein Mitteln der Verzögerungsprofile, berechnet auf der Basis der Pilotsymbole innerhalb jedes Rahmens, durchführt. Die Berechnung von partiellen Verzögerungsprofilen DPS_i auf der Basis von Pilotsymbolen ist der Benutzung von Zufallsdaten für ein Bestimmen der Verzögerungsprofile überlegen. Der andere Aspekt der Erfindung ist es, daß aufeinanderfolgende Verzögerungsprofile, zumindest über 2 aufeinanderfolgende Rahmen gemittelt werden, was zu einem genaueren Verzögerungsprofil DPS führt.

Ausführungsbeispiel der Pfadauswahleinheit

Wie vorher ausgeführt, geben die einzelnen Sucher S1 ... SL jeder ein auf der Basis der periodischen Pilotsymbole berechnetes Verzögerungsprofil DPS aus, das vorzugsweise ein gemitteltes Verzögerungsprofil ist, das aus zwei aufeinanderfolgenden Rahmen berechnet ist.

Es wird nun beschrieben, wie die Pfadauswahleinheit PSU die vorherrschenden Pfade auswählt, die im Verzögerungsprofil DPS enthalten sind. Ein Ausführungsbeispiel der Pfadauswahleinheit PSU ist in Fig. 10 gezeigt. Die Funktion der PSU wird für das Eingeben von zwei Verzögerungsprofilen DPS von zwei zum gleichen Sektor gehörenden Antennen Ant1, Ant2 (in Fig. 10 ist es der Sektor 1) beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß jeder der Sucher 1 ... L getrennt die gleichen Vorrichtungen enthält, um jeweilig die dominierendsten (stärksten) Pfade in jeweiligen Sektoren auszugeben. Für Illustrationszwecke der Erfindung wird an dieser Stelle angenommen, daß eine Antennendiversität innerhalb jedes Sektors verwendet wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Antennendiversität beschränkt. Fig. 14 zeigt das Verarbeiten der Verzögerungsprofile in der Pfadauswahleinheit PSU.

Die Pfadauswahleinheit PSU umfaßt einen Addierer ADD, eine Spitzenerfassungs- und Entfernungsvorrichtung PD-RV, eine Pfadschätzeinheit PEST, eine Rauschschätzeinheit NEST, Pfadverifikationsvorrichtungen PVER1, PVER2 und eine Maxima- Erfassungsvorrichtung MAX und eine Schwellwerteinstellvorrichtung THRS-SET. Die Rauschschätzvorrichtung NEST empfängt einen Schwellwertfaktor oder Schwellwert THRS von der Schwellwerteinstellvorrichtung THRS-SET. Die primäre Funktion dieser Pfadauswahleinheit PSU, wie bereits mit Bezug auf Fig. 6 beschrieben, ist es, die N- stärksten Pfade d₁'... d_N' (d. h. Verzögerungswerte) aus den jeweiligen Verzögerungsprofilen DPS1, DPS2 durch ein Inbezugnehmen von Interferenz(rausch-)Schätzwerten zu extrahieren. Zusätzlich wird eine Auswahlinformation s₁' ... s_N' erzeugt, die den (aktiven) Sektor (und Antennensignale) bezeichnet, die ausgewählt wurden. Die Verzögerungs- und Auswahlinformation, die auf der Basis der eingegebenen Verzögerungsprofile berechnet worden ist, wird zu der Tracking- und Steuervorrichtung TRCU weitergeleitet, die die finale Auswahl durchführt, wie in Fig. 6 bezeichnet.

Die Pfadauswahleinheit PSU gibt die neuen stärksten Pfade und neue Auswahlinformation s₁' ... s_N' zur Aktualisierungszeit (z. B. 10 ms) aus, z. B., zum Minimum jeder Rahmenperiode.

Im folgenden wird die Funktion der einzelnen Vorrichtungen der Pfadauswahleinheit PSU mit Bezug auf Fig. 10 und Fig. 14 beschrieben.

Falls bei Default zwei Antennensignale pro Sektor (Antennendiversität) oder ihre jeweiligen Verzögerungsprofile DPS1, DPS2 zu verarbeiten sind, werden die jeweiligen Verzögerungsprofile DPS1, DPS2 zuerst im Addierer ADD addiert. Es wird darauf hingewiesen, daß die im folgenden beschriebene Prozedur auch auf einen Fall zutrifft, bei dem die Antennendiversität nicht verwendet wird. In diesem Fall wird der Addierer ADD ausgelassen und die berechneten Verzögerungsprofile DPS von einer Antenne pro Sektor werden direkt in die Pfaderfassungs- und Entfernungsvorrichtung PD- RV und die Pfadabschätzvorrichtung PEST eingegeben. Daher ist die Antennendiversität mit zwei Antennen nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Aus dem addierten Verzögerungsprofil DPS' (siehe Schritt ST1 in Fig. 14) wird das globale Maximum MAX1 gesucht (Schritt ST2). Das Maximum MAX1 und eine bestimmte Anzahl von Werten (vorzugsweise drei, abhängig von einer Pulsspreizung) auf jeder Seite des Maximums (Pulsspreizung) werden in der Spitzenerfassungs- und Entfernungsvorrichtung PD-RV entfernt oder jeweilig auf Null gesetzt. Wie vorhergehend ausgeführt, gibt es insgesamt eine Anzahl von 160 Werten für jedes Verzögerungsprofil DPS, so daß das Entfernen von lediglich dem Maximum und drei Werten links und rechts die Gesamtcharakteristik des Verzögerungsprofils nicht zerstört, d. h. im wesentlichen soll das Maximum MAX1 entfernt werden. Das Maximum MAX1 und der entsprechende Verzögerungswert d_MAX1 werden in der Spitzenerfassungs- und Entfernungsvorrichtung PD-RV gespeichert.

Der Vorgang des Maxima-Entfernens von dem DPS' wird N-mal wiederholt (Schritt ST4), was einen Satz von N- Verzögerungskandidatwerden dmax1, dmax2 ... dmaxn und entsprechende Spitzenwerte MAX1, MAX2 ... MAXN ergibt. Das verbleibende, gemittelte Verzögerungsprofil DPS* wird als Interferenz (Rauschen) betrachtet, aus dem der Mittelwert DPS in der Rauschschätzvorrichtung NEST berechnet wird (Schritt ST4). Das heißt, da die relevanten Maxima von dem addierten Verzögerungsprofil DPS* entfernt worden sind, kann der Rest des Verzögerungsprofils DPS* als Interferenzen oder Rauschen betrachtet werden. Vorzugsweise sollte die Anzahl der Maxima kleiner als die Anzahl von RAKE Fingern sein.

Dann werden die gespeicherten Kandidat-Spitzenwerte MAX1, MAX2 ... MAXN verglichen mit dem effektiven Rauschpegel DPS* multipliziert mit einem bestimmten adaptierbaren, jedoch konstanten Schwellwertfaktor THRS. THRS wird mittels eines Optimierungsvorgangs erhalten und kann die Anzahl von abgesuchten (gescannten) Sektoren widerspiegeln, das Signal- zu-Interferenzverhältnis und die Anzahl von nichtkohärenten Ansammlungen. Somit betrachtet die Pfadabschätzvorrichtung PEST nur solche Werte über dem effektiven Grundrauschen als echte Verzögerungswerte, die mit jeweiligen unabhängigen direkten und indirekten Ausbreitungspfaden korrespondieren, die nicht notwendiger Weise der direkte sind.

Falls keine Antennendiversität verwendet wird, d. h. falls nur das Profil DPS von einer Antenne (und nicht das addierte Profil) bewertet wird, dann kommt die Pfadabschätzung zu einem Ende, d. h. die ausgewählten Maxima, die über dem multiplizierten Schwellwert liegen, werden (für jeden Sektor) in die Maximumerfassungsvorrichtung MAX eingegeben, die die Verzögerungen und die Auswahlinformation für die N höchsten Maxima von allen Sektoren ausgibt.

Vorzugsweise werden, falls eine Antennendiversität verwendet wird, die ursprünglichen berechneten Verzögerungsprofile DPS1, DPS2 einem weiteren Verarbeiten in der jeweiligen Pfadverifikationsvorrichtung PVER1, PVER2 unterzogen. Wie in Schritt ST5 in PVER1, PVER2 zu ersehen ist, werden die zwei Verzögerungsprofile DPS1, DPS2 unabhängig voneinander (wiederum) gegenüber dem Schwellwert geprüft, d. h. DPS* × THRS. Nur solche Maxima in jedem DPS werden für jede Antenne als mögliche Spitzen gehalten, die immer noch oberhalb des Schwellwertes liegen (natürlich muß der Schwellwert durch eine Teilung mit 2 angepaßt werden, falls DPS1 + DPS2 nicht durch ¹/₂ normalisiert wurde). Somit sind nun die finalen ausgewählten Pfade - pro Antenne und Sektor, durch die Auswahlinformation angezeigt - bestimmt.

Zu diesem Zeitpunkt ist die Ausgabe der Maximaerfassungsvorrichtung MAX - in dem alle Sektoren (beispielsweise 6 Sektoren) bezüglich ihrer eingegebenen N Maxima bewertet wurden - ein Wert für die wichtigsten Verzögerungen d₁' ... d_N', wie auch die Auswahlinformation, von welchem Sektor diese stärksten Maxima und ihrer Verzögerungen stammen. Somit ist die Ausgabe der Maximaerfassungsvorrichtung MAX, d. h. tatsächlich die Ausgabe der Pfadauswahleinheit PSU, ein Wert für die Ausbreitungspfade, die die meiste Energie tragen (d. h. die wichtigsten Verzögerungen plus einer Anzeige wo (d. h. in welchem Sektor) diese Pfadverzögerungen aufgetreten sind). Die Maximaerfassungsvorrichtung ordnet die Maxima in einer absteigenden Reihenfolge, von dem höchsten zum niedrigsten Maximum (mit einer entsprechenden Anpassung der Auswahlinformationen).

Durch ein Anpassen des Sektorauswahlverfahrens (der Sektorauswahlplanung) und durch ein Einstellen des Korrelationsprozesses, wie es unterhalb beschrieben wird, kann ein Abwägen zwischen der Anzahl von aktiven und nicht- aktiven Sektoren, der Aktualisierungszeit und der Genauigkeit der berechneten Verzögerungsprofil durchgeführt werden. Das heißt, indem eine geeignete Suche durch die einzelnen Sektoren (siehe Fig. 12) durchgeführt wird, und indem zwischen aktiven und nicht-aktiven Sektoren unterschieden wird, kann ein noch genaueres Verzögerungsprofil und eine Bestimmung der Bewegung der Mobilstationen zwischen den Sektoren berechnet werden. Neben einer Berechnung für ein verbessertes Verzögerungsprofil kann der Sektorauswahlvorgang auch für eine weichere Übergabe (softer Handover) verwendet werden, d. h. allgemein für eine genauere Bestimmung, wo sich das Mobiltelefon befindet, und/oder ob sich das Mobiltelefon auf der breiteren Linie zwischen zwei Sektoren befindet.

In folgenden wird die Funktion der Tracking- und Steuereinheit TRCU, in Fig. 6 gezeigt, beschrieben, die die oben beschriebene Ausgabe von der Pfadauswahleinheit PSU empfängt.

Ausführungsbeispiel der Tracking- und Steuereinheit

Wie in Fig. 6 zu sehen, empfängt die Tracking- und Steuereinheit TRCU die Ausgabe von der Pfadauswahleinheit PSU (siehe Fig. 10), d. h. die Verzögerungszeiten d_1' ... d_N' der wichtigsten Maximawerte, von allen Pfadverifikationsvorrichtungen PVER1, PVER2 von allen Sektoren erhalten, wie auch die spezielle Auswahlinformation S_1' ... S_N', die anzeigt, zu welchem Sektor und zu welcher Antenna die jeweilige Verzögerungszeit gehört. Die Einheit TRCU wählt nun die P stärksten Maxima aus der Ausgabe der Einheit PSU aus (p = Anzahl von RAKE Fingern), d. h. die Verzögerungswerte d₁ ... d_p und die jeweilige Auswahlinformation s₁'... s_N'.

Jedoch sind die von der Pfadauswahleinheit PSU ausgegebenen Werte als solche nur so lange gültig, wie eine feste Position (und Abstand) zwischen der Mobilstation MS und der Basisstation BS eingehalten wird. Falls die Position verändert wird, was normalerweise der Fall ist, dann kann sich natürlich das Leistungsverzögerungspektrum DPS, d. h. die Verzögerungszeiten, ändern. Natürlich kann jede Suchvorrichtung S1 ... SL ein vorbestimmtes Fenster für ein Bestimmen des Verzögerungsspektrums verwenden. Das heißt, die Phase des Codegenerators PN-GEN (mit seiner überabgetasteten Entspreizsequenz) oder die Signalsequenz selbst, durch ein Invertieren oder Entfernen von Werten durch den Pilotdemultiplizierer, wird eine vorbestimmte Anzahl von Spreizsymbolen verschoben, und dieses Verschieben entspricht dem Bewerten einer vorbestimmten Verzögerungszeit. Natürlich wird sich zwischen einer ersten Übertragung, die zwischen der Mobilstation MS und der Basisstation BS eingerichtet ist, eine vorbestimmte durchschnittliche Verzögerungszeit selbst bei dem direkten Pfad P1 einstellen. Während dieser Zeit kann ein vorbestimmtes Fenster von Verschiebedistanzen (Verzögerungsspreizung) bestimmt werden. Jedoch muß der Mittelwert des Verzögerungsspreizfensters entsprechend einer Abstandsveränderung zwischen der Mobilstation MS und der Basisstation BS verschoben werden, falls sich die Mobilstation MS umherbewegt. Verschiedene Strategien sind denkbar.

Daher ist es die erste Funktion der Tracking- und Steuereinheit TRCU, die (Verzögerungsspreizungs-) Suchfenster an Abstandsveränderungen zwischen der MS und der BS anzupassen (nachzuverfolgen). Sie wird dies nicht kontinuierlich tun, jedoch wird vorzugsweise eine minimale Aktualisierungszeit von 10 ms (Länge eines Funkrahmens) ausreichend sein (OP = 16, 2 Sucher, 2 aktive Sektoren, 3 nichtkohärente Mittlungen ohne Zwischenlegen (interleaving). Die in den Pilotdemultiplexern des Auswä 23763 00070 552 001000280000000200012000285912365200040 0002019824218 00004 23644hlers SEL enthaltenen Puffer werden durch ein Einfügen oder Entfernen von Werten (der Pilotsymbole und Datensymbole) gesteuert, indem die Lese- und Schreibezeiger innerhalb des Pilotdemultiplexers eingestellt werden. Indem die Lese- und Schreibezeiger in dem Demultiplexer verschoben werden, werden verschiedene Start- und Endzeitvorgaben für das Extrahieren der Pilotsymbole plus der zusätzlichen Werte erzielt, was einem Verschieben der Werte entspricht, was effektiv ein Ändern des Suchfensters zur Folge hat. Eine andere Möglichkeit ist es, die PN- Generator-Phase wie oben beschrieben zu verschieben.

Während einer Sektor (weicheren) Übergabe, wird ein gemeinsamer Suchfensterversatz (Off-Set) auf beide benachbarte Sektoren angewendet, um eine Synchronisation zu erhalten. Dieser gemeinsame Suchfensterversatz ist daher auch für (benachbarte) nicht-aktive Sektoren verwendbar (wo kein wesentliches Leistungsverzögerungsspektrum, d. h. keine erfaßbaren Pfade berechnet/erwartet werden können). Algorithmen für ein Anpassen des Suchfensters auf Mobilstationsbewegungen oder Entfernungsveränderungen (die veränderliche Verzögerungen zur Folge haben) können einfach durch den Fachmann erstellt werden, indem beispielsweise die Bewegung Verzögerung des höchsten Maximum (MAX1) über der Zeit betrachtet wird.

Neben dem Verschieben des im Sucher verwendeten Suchfensters hat die Tracking- und Steuereinheit TRCU eine weitere Funktion, auch die bereits berechneten Verzögerungspfade d_1' ... d_N' in Übereinstimmung mit den Einstellungen des Suchfensters zu aktualisieren, und eine gewisse Anzahl von finalen Verzögerungswerten d₁ ... d_p und entsprechende Antennen/Sektorinformation d₁ ... d_p auszuwählen (P = Anzahl der RAKE Finger).

Somit liefert jede PVERn Einheit einen Satz von Spitzen- "Kandidaten". Alle Spitzen sind durch die Maximaerfassungseinheit MAX in absteigender Reihenfolge angeordnet, und nur die P größten werden durch die Einheit TRCU aufrechterhalten (ungeachtet, von welchem Sektor sie stammen).

Dieser Vorgang wird für alle Antennen von allen aktiven Sektoren durchgeführt und von allen "Überlebenden" unter allen untersuchten Antennensignalen von allen aktiven Sektoren wird eine Sequenz von vorbestimmter Maximallänge (d. h. angepaßt an die Anzahl von RAKE Fingern (zum Beispiel p = 8) in absteigender Reihenfolge mit Bezug auf die Leistung der Maximalwerte angeordnet. Diese Abfolge spiegelt nun die stärksten Pfade wieder, die innerhalb aller gegenwärtig untersuchten Antennensignale gefunden wurden (dies wird normalerweise die aktiven Sektoren widerspiegeln, könnte jedoch auch - gegenwärtig immer noch - nicht-aktive Sektoren einschließen). Gleichzeitig mit der Auswahl der neuen Verzögerungswerte d₁ ... d_p gemäß der neuen absteigenden Abfolge, wird natürlich die Auswahlinformation auch aktualisiert werden, um die Anordnung der jeweiligen Verzögerungszeiten anzuzeigen, d. h. um die Zugehörigkeit der jeweiligen Sektoren zu den jeweiligen Verzögerungszeiten anzuzeigen. Diese Auswahlinformation wird dem RAKE Empfänger, der mit dem Ausgang der Such- und Trackingeinheit STU verbunden ist, welche Signale zu demodulieren sind. Falls weniger als diese Maximalanzahl von Pfaden identifiziert ist, erhält der RAKE Empfänger Information darüber, daß einige RAKE Finger auszuschalten sind (beispielsweise, indem die jeweilige Auswahlinformation s auf einen negativen Wert eingestellt wird).

Es wird darauf hingewiesen, daß das oben beschriebene Aktualisieren der Verzögerungszeiten und der Auswahlinformation, ausgegeben durch die Pfadauswahleinheit PSU, nicht auf den Fall einer Antennendiversität beschränkt ist. Falls nur eine einzelne Antenne pro Sektor verwendet wird, dann muß nur ein Verzögerungsprofil untersucht werden.

Wie bereits oben ausgeführt, ist die Anzahl von Sektoren und die Anzahl von Suchern nicht notwendigerweise die gleiche. Vorzugsweise besteht der Satz von Suchern insgesamt aus sechs Suchern. Die Anzahl von Sektoren kann jedoch größer oder kleiner oder gleich der Anzahl von Suchern sein. Daher steuert die Steuervorrichtung CNTRL in Fig. 6 den Auswähler SEL so, daß die einzelnen Antennensignale (eins oder zwei pro Sektor) an die jeweiligen Sucher in einer Zeitunterteilungsweise (Time-Share) angelegt werden.

Sektorauswahlplanung

Wie oben ausgeführt, berechnet in der vorliegenden Erfindung der Sucher bevorzugter Weise ein Verzögerungsprofil auf der Basis von Pilotsymbolen, die aus zumindest zwei aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen innerhalb jedes Rahmens extrahiert sind. Wie in Fig. 11 gezeigt, besteht jedoch jeder Rahmen aus 16 Zeitschlitzen. Unter Annahme eines Falles, in dem das (einzige) Antennensignal auf den Auswähler SEL auf den einzelnen Sucher über die gesamte Rahmendauer von 10 ms angelegt wird, dann könnte der Sucher offensichtlich nicht nur eine Berechnung des finalen Verzögerungsprofils durchführen, indem er zwei aufeinanderfolgende Zeitschlitze einmal bewertet, sondern der Sucher könnte - für dieses Antennensignal - die Berechung insgesamt acht Mal für dieses Antennensignal durchführen (16 Zeitschlitze). Jedoch kann die Steuervorrichtung CNTRL auf zwei andere Zeitschlitze zu einem weiteren Antennensignal umschalten, nachdem die Zeitschlitzberechnung für das vorliegende Antennensignal durchgeführt wurde (da nach der ersten Berechnung mit zwei Zeitschlitzen tatsächlich Zeit für insgesamt 14 weitere Zeitschlitze vorhanden ist). Im folgenden wird beschrieben, wie das Sektorplanen, d. h. die Auswahl von Antennensignalen auf einen Satz von Suchern, ein jeder führt die Berechnung von Daten in zwei aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen durch, vorzugsweise durchgeführt werden kann. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Einheit TRCU auch eine (nicht optimale) Sektorscan-Regel verwenden kann, die für eine vorbestimmte Anzahl von Sektoren für jede Zelle voreingestellt ist.

Zuerst bestimmt die Tracking- und Steuereinheit TRCU, welche der Sektoren aktive Sektoren sind, und welche der Sektoren nicht-aktive Sektoren sind. Die Auswahlinformation s₁ ... s_N in Verbindung mit den Verzögerungszeiten d₁ ... d_p zeigen an, welche der gegenwärtig zur Verfügung stehenden Sektoren aktiv oder nicht-aktiv sind. Das heißt, Sektoren, die aktiv sind, werden in der Auswahlinformation angezeigt.

Zweitens entscheidet die Tracking- und Steuereinheit TRCU (bzw. die Steuervorrichtung CNTRL), wie viele kohärente Akkumulationen in einem Rahmen durchgeführt werden können. Wie oben ausgeführt, falls der vollständige Rahmen beispielsweise 16 Zeitschlitze enthält, wird dies anzeigen, daß insgesamt 8 unabhängige kohärente Akkumulationen in einem Rahmen durchgeführt werden können (basierend auf 2-Schlitz kohärenten Kanalschätzungen). Das heißt, die Anzahl von kohärenten Akkumulationen, die prinzipiell in einem Rahmen durchgeführt werden kann, ist die Anzahl von Zeitschlitzen geteilt durch 2.

Als nächstes bestimmt die Tracking- und Steuereinheit TRCU die Anzahl von nichtkohärenten Akkumulationen, d. h., die Anzahl von separaten DPSi Berechnungen (jeweilig durch einen Betrachten von zwei aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen durchgeführt), die dann nichtkohärent aufaddiert werden (d. h. ihre absoluten Werte werden addiert).

Als nächstes bestimmt die Tracking- und Steuereinheit TRCU die Aktualisierungszeit für das Leistungsverzögerungssprektrum-Aktualisierung (d. h. das Fensterverschieben). Die Aktualisierungszeit ist im wesentlichen die Periode, nach der die gleichen zwei Zeitschlitze im gleichen Sektor für ein Berechnen des gleichen DPS Profils zu betrachten sind. Die Aktualisierungszeit für aktive Sektoren muß nicht notwendigerweise die gleiche wie in nicht-aktiven Sektoren sein. Das heißt, da die hauptsächlichen Veränderungen (Entfernungsveränderungen) in den aktiven Sektoren auftreten werden, müssen die nicht-aktiven Sektoren nicht so oft in Betracht gezogen werden, d. h. ihre Aktualisierungszeit kann größer sein. Um jedoch die gleiche Genauigkeit für die Verzögerungsprofilberechnung zu haben, sollte die Anzahl von nichtkohärenten Akkumulationen vorzugsweise die gleiche in den aktiven Sektoren wie in den nicht-aktiven Sektoren sein.

Zuletzt muß die Tracking- und Steuereinheit TRCU und die Steuervorrichtung CNTRL - um das Planen zu bestimmen - wissen, wie viele Sucher S1 ... SL zur Verfügung stehen. Das heißt, falls mehrere Sucher vorhanden sind, die parallel arbeiten, können natürlich mehr Sektoren innerhalb jedes Rahmens überprüft werden.

Somit bestimmt die Tracking- und Steuereinheit TRCU zu einer beliebigen Zeit den Prüfplan der Sektoren auf der Basis der Anzahl von aktiven und nicht-aktiven Sektoren (wie durch die Auswahlinformation angezeigt), der Anzahl von Zeitschlitzen pro Rahmen (was die Anzahl von möglichen kohärenten Akkumulationen bestimmt), der Anzahl von nichtkohärenten Akkumulationen, die für die aktiven Sektoren und die nicht- aktiven Sektoren erwünscht ist, der erwünschten Aktualisierungszeiten für die aktiven und nicht-aktiven Sektoren, die auch auf der Basis der Anzahl von Sektoren (fest) und der Anzahl von Suchern (ebenso fest).

Natürlich macht, sobald der Suchplan bestimmt worden ist, das Suchen von Sektoren unter Verwendung dieses bestimmten Suchplans nur so lange Sinn, wie der Sektorzustand (durch die Auswahlinformation angezeigt) gleich bleibt. Das heißt, falls ein nicht-aktiver Sektor plötzlich ein aktiver Sektor wird (aufgrund einer Bewegung der Mobilstation), dann wird ein anderer Prüfplan durch die Tracking- und Steuereinheit eingestellt. Mit solch einem Prüfplan kann natürlich die Bewegung der Mobilstation von einem Sektor zu einem anderen Sektor über eine Sektorgrenze auf eine "weiche" Weise entschieden werden. Das heißt, falls die Mobilstation sich von einem aktiven Sektor in Richtung eines nicht-aktiven Sektors bewegt, dann wird zu einem bestimmten Punkt die Empfangsantenne in dem nicht-aktiven Sektor ein Signal empfangen, und falls die Mobilstation in der Nähe der Grenze ist, dann wird der vorhergehend nicht-aktive Sektor ein Verzögerungsprofil aufweisen, einschließlich von Maxima, was anzeigt, daß der Sektor aktiv wird. Der Entscheidungsprozeß ist jedoch kein harter Entscheidungsprozeß, da im wesentlichen mit dem Sektorabsuchen eine kontinuierliche Bewegung der Mobilstation überwacht werden kann.

Es ist auch möglich, daß zwei Sektoren als aktiv erklärt werde, die anderen 4 als nicht-aktiv. Die Zuordnung der Sektoren als aktiv oder nicht-aktiv kann sich ändern, nicht jedoch die Anzahl aktiv-nichtaktiv (Ähnlich: 3 aktive Sektoren, 3 nicht-aktive Sektoren).

Die folgende Tabelle 1 in Verbindung mit Fig. 13, Fig. 15, zeigt ein Beispiel eines solchen Sektorplanens. In diesem Beispiel wurde angenommen, daß der gesamte Rahmen 10 ms lang ist und 16 Zeitschlitze enthält, was die Möglichkeit eines Handhabens von 8 kohärenten Aktualisierungszeit zur Folge hat.

Für den Fall von 1 aktiven/5 nicht-aktiven Sektoren, war für die Aktualisierungszeit und für die nicht-aktiven Sektoren 50 ms, 10 ms, 20 ms bzw. 30 ms erlaubt. Für den aktiven Sektor ist eine Aktualisierungszeit von 10 ms, d. h. in jedem Rahmen, erforderlich.

In dem Fall von zwei aktiven/4 nicht-aktiven Sektoren, dürfen die nicht-aktiven Sektoren eine Aktualisierungszeit von 10 ms, 20 ms bzw. 60 ms aufweisen.

Im Fall von drei aktiven Sektoren und drei nicht-aktiven Sektoren ist eine Aktualisierungszeit von 30 ms für die nicht-aktiven Sektoren erforderlich. Die Zahl vor den Aktualisierungszeiten bezeichnet die mögliche Zahl von kohärenten Akkumulationen.

In der Tat wurde in Tabelle 1 vorbestimmt, daß zwei Sucher mit einer Überabtastrate von OP = 16 und einer geforderten Aktualisierungszeit von 10 ms für jeden aktiven Sektor verwendet werden. Auch ist eine Minimalanzahl von zwei nichtkohärenten Akkumulationen erfordert. Die Schaltungskonfiguration dafür ist in Fig. 15 gezeigt. Ein Steuersignal CNTRL wird dem Auswähler die Zeitpunkte anzeigen, wenn die jeweilige erste und zweite Antenne jedes Sektors an den ersten und zweiten Sucher S1, S2 angelegt wird. In Fig. 15 wird angenommen, daß die erste Antenne immer durch den ersten Sucher S1 und die zweite Antenne immer durch den zweiten Sucher S2 gehandhabt wird.

In Tabelle 1, sind die Fälle, bei denen die Anzahl von nichtkohärenten Akkumulationen die gleiche ist, und ihre jeweiligen Aktualisierungszeiten in einem fett gezeichneten Rahmen angezeigt. Beispielsweise müssen für den Fall von 2 aktiven Sektoren/4 nicht-aktiven Sektoren die nicht-aktiven Sektoren nur nach 6 Rahmen (60 ms) aktualisiert werden, wobei die aktiven Sektoren nach jedem Rahmen (10 ms) aktualisiert werden. Es wird jedoch die gleiche Anzahl von nichtkohärenten Akkumulationen (3) verwendet. Ein Vorgeben von unterschiedlichen Bedingungen auf die Aktualisierungszeiten, beispielsweise ein Erhöhen der Aktualisierungszeiten für die nicht-aktiven Sektoren, wird mehr nichtkohärenter Akkumulationen erlauben.

Das vorhergehend genannte Beispiel von 2 aktiven Sektoren/4 nicht-aktiven Sektoren mit Aktualisierungszeiten von 10 ms, 60 ms und drei nichtkohärenten Akkumulationen (unter Verwendung einer Antennendiversität und 2 Suchern in jedem Sektor) gibt die relevanteste Information darüber, wie die Sektoren geprüft werden müssen. Während die Aktualisierungszeiten bestimmen, wie oft ein Sektor betrachtet werden muß, gibt dies jedoch nicht genau die Sequenz von Überprüfungen an. Fig. 13a), b) zeigen zwei unterschiedliche Prüfsequenzen. In Fig. 13 bezeichnet "A" einen aktiven Sektor, die "A" folgende Zahl bezeichnet den ersten, zweiten und dritten aktiven Sektor und die Beschreibung folgend dieser Zahl bezeichnet die Nummer der DPS Berechnung (d. h. die kohärente Akkumulation, die über zwei Zeitschlitze durchgeführt wird). "N" bezeichnet einen nicht-aktiven Sektor.

In Fig. 13a) werden drei kohärente Akkumulationen 1, 2, 3 für den aktiven Sektor 1, A1₁, A1₂, A1₃ und drei DPS Berechnungen für den zweiten aktiven Sektor A2₁, A2₂, A2₃ aufeinanderfolgend durchgeführt. Es sind vier Zeitschlitze im Rahmen 1 übrig, die jeweilig für ein Durchführen der ersten DPS Berechnung in den nicht-aktiven Sektoren N1₁, N2₁ verwendet werden. Die Aktualisierungszeit von 10 ms für die aktiven Sektoren kann in Rahmen 2 ersehen werden, da nach jeden 10 ms die gleiche Sequenz von DPS Berechnungen für die aktiven Sektoren verwendet wird. Es können jedoch die verbleibenden vier Zeitschlitze jeweilig für ein Absuche der nicht-aktiven Sektoren N1, N2 für ihre jeweiligen zweiten DPS Berechnungen N1₂, N2₂ verwendet werden. Das Absuchen der aktiven Sektoren wird in jedem Rahmen abgehalten, wobei in jedem Rahmen die letzten vier Zeitschlitze für ein Überprüfen der nicht-aktiven Sektoren verwendet werden. Da die Aktualisierungsperiode für die nicht-aktiven Sektoren als 60 ms ausgewählt wurde, wird die Abfolge von Überprüfungen in Rahmen 1 bezüglich der nicht-aktiven Sektoren nur im siebten Rahmen (nicht gezeigt) durchgeführt, der in Wirklichkeit der gleiche Rahmen wie Rahmen 1 ist.

Fig. 13b) zeigt eine weitere Planungsrealisierung, wie durch die Parameter in Tabelle 1 vorgeschrieben. Hier wurde die Abfolge von Überprüfungen von aktiven Sektoren und nicht- aktiven Sektoren geändert, wohingegen immer noch die in Tabelle 1 gegebenen Bedingungen erfüllt sind. Daher besteht einige Freiheit beim Anordnen der Überprüfungen innerhalb des Sektors.

In Abhängigkeit davon, wie das Überprüfen (Absuchen) der nicht-aktiven Sektoren mit Bezug auf ihre erste, zweite und dritte kohärente DPS Berechnung durchgeführt wird, kann nach jeder dritten DPS Berechnung eine nichtkohärente Akkumulation stattfinden, und die Verzögerungsprofile können im jeweiligen Hinblick auf Änderungen bewertet werden. Wenn sich die Mobilstation umherbewegt, werden die Verzögerungsprofile ihre Form ändern (aufgrund einer unterschiedlichen Multipfad- Ausbreitung), jedoch wird insgesamt die Pfadauswahleinheit immer noch anzeigen, daß der Sektor aktiv ist, auch wenn das Verzögerungsprofil sich geändert hat. Ein Bewerten des Verzögerungsprofils in einem aktiven Sektor bezüglich des Verzögerungsprofils in einem oder mehreren benachbarten Sektoren kann eine Abschätzung im Hinblick darauf geben, in welche Richtung sich die Mobilstation bewegt. Auch wenn das Verzögerungsprofil in den nicht-aktiven Sektoren, so lang dieselben nicht-aktiv bleiben, ein Maximum (Pfade) enthält, die den bestimmten Schwellwertpegel überschreiten, können die Verzögerungsprofile der nicht-aktiven Sektoren nichtsdestoweniger zusammen mit den aktiven Sektoren bewertet werden, da sogar die Verzögerungsprofile in einem nicht- aktiven Sektor sich verändern werden, falls die Mobilstation sich von einem nicht-aktiven Sektor in Richtung eines aktiven Sektors bewegt.

Somit können, indem die Verzögerungsprofile bewertet werden, sobald alle nichtkohärenten Akkumulationen in allen Sektoren durchgeführt worden sind (beispielsweise nach 60 ms in Fig. 13) alle Verzögerungsprofile zusammen bewertet werden, was eine Abschätzung des Ortes der Mobilstation innerhalb der Zelle und der Bewegungsrichtung der Mobilstation liefert.

Leistungsmerkmale der erfindungsgemäßen CDMA Basisstation

Im folgenden wird eine CDMA Basisstation einschließlich 6 Suchern mit OP = 1 untersucht.

Die Eigenschaften des Such- und Trackingalgorithmus wird durch die Feststellbarkeit von Kanalpfaden im Verzögerungsprofil charakterisiert. Kanalpfade werden im abgeschätzten Verzögerungsprofil als Autokorrelationsspitzen sichtbar. Der Schätzalgorithmus muß in der Lage sein, diese Autokorrelationsspitzen mit einem brauchbaren Signal-Zu- Interferenzverhältnis über dem Interferenzpegel zu erfassen. Die Pfaderfaßbarkeit hängt vom Signal-Zu- Interferenzverhältnis im RF-Band und dem Entspreizgewinn des Suchalgorithmus wie auch den Spitzen- und Rauschvarianzen. Der Entspreizgewinn des Suchalgorithmus wird durch den Entspreizgewinn pro Pilotsymbol und die Anzahl von kohärenten Akkumulationen von entspreizten Pilotsymbolen definiert.

Für den vorgeschlagenen Algorithmus ist dieser Entspreizgewinn z. B. 10 × log 120 × 4 = 27 dB. Das Signal-Zu- Interferenzverhältnis Ech/10, das durch die Kanalabschätzung gesehen wird (d. h. der Abstand zwischen der Autokorrelationsspitze und dem Grundrauschen in dem geschätzten Verzögerungsprofil) ist um z. B. 10 × log 512/M (in dB) höher als die Es10 pro Modulationssymbol, wobei z. B. M^{∈{16, 32, 64, 128}} der Modulationssymbolspreizfaktor ist. Da z. B. ein Faltungscode mit einem Verhältnis 1/3 und ein quarternäres Modulationsschema angewendet wird, ist der Ech/10 um 10 × log 2 ô 510/3M (in dB) größer als der entsprechende Eb/10. Die Spitzen- und Rauschvarianzen werden mit einer sich vergrößernden Anzahl von nichtkohärenten Mittlungen kleiner, d. h. die Erfassungswahrscheinlichkeit erhöht sich und die Falschalarm-Wahrscheinlichkeit eines Erfassens einer nicht-existierenden Spitze vermindert sich.

Fig. 16, 17 zeigen Beispiele der Wahrscheinlichkeiten eines Nicht-Erfassens einer existierenden Spitze und im Gegensatz dazu eines Erfassens einer nicht-existierenden Spitze (falscher Alarm) für einen 2-Pfad, gleiche Stärke, unabhängig, Rayleigh-Fading-Kanal, v = 50 km/h, M = 64 und Eb/10 = 5 dB. Die zugrunde liegende Aktualisierungszeit war 20 ms (6 Sucher OP = 1). Eine Antennendiversität und das Zwischenlegungs-Mittlungsschema wurde angewendet. Die Kurven sind gegenüber dem Spitzen-Zu-Interferenzschwellwert bedruckt, d. h. dem (normalisierten) Verhältnis von entsprechenden Spitzen und Rauschwerten. Verschiedene Kurven für die Nicht-Erfassungswahrscheinlichkeit werden gezeigt: Erfassungsbereiche (DR) von 0, 1 und 2 Werten wurden untersucht. Dies bedeutet, daß alle Spitzen als richtig erfaßt gezählt werden, falls sie den Spitzen-Zu-Rauschpegel überschreiten, und falls ihr entsprechender Verzögerungswert innerhalb des Intervalls [richtige_Verzögerung - DR; richtige_Verzögerung + DR] liegt. "Beliebige Spitzen" bedeutet, daß alle Spitzen über dem Spitzen-Zu-Rauschpegel gezählt wurden, ohne ihre tatsächlichen Verzögerungen zu überprüfen. Wie ersichtlich, führt die strenge Bewertung mit DR = 0 zu etwas Leistungsverlust. Jedoch kann für DR = 1 und insbesondere für DR = 2 kein signifikanter Verlust bezüglich der Nicht-Erfassungswahrscheinlichkeit festgestellt werden.

Fig. 18 zeigt die Leistung des Algorithmus über Eb/10. Die Wahrscheinlichkeitswerte an den Kreuzungspunkten, wie in Fig. 17 dargestellt, wurden verwendet. Für praktische Zwecke sollte der Schwellwertfaktor etwas erhöht werden, um eine bessere Sicherheit gegen falsche Alarme bereitzustellen, was eine geringfügige Leistungsverschlechterung einführt.

Fig. 19 gibt einen Eindruck, wie ein optimaler Schwellwertfaktor vom Signal-Zu-Rauschverhältnis, der Anzahl von (geprüften) Sektoren und (inhärent) der Anzahl von nichtkohärenten Akkumulationen abhängt, für die Wahrscheinlichkeitswerte an den Kreuzungspunkten, wie in Fig. 17 dargestellt.

Industrielle Anwendbarkeit

Die vorgeschlagene Erfindung kann in einem beliebigen (periodischen) pilotsymbolbasierenden Übertragungsschema für eine Verzögerungsprofilabschätzung und Pfaderfassung verwendet werden. Sie ist sehr vielversprechend bezüglich Hardwarekostenbeschränkungen, Flexibilität und Genauigkeit der Profil- und Rauschabschätzungen. Durch ein Anpassen der Anzahl von Suchern in Kombination mit dem vorgeschlagenen Schema von kohärenten und nichtkohärenten Akkumulationen (OP) Zwischenlegungs- (Interleaved) Mittlungsschema kann nahezu jeder Trade-off zwischen Genauigkeit und Hardwarekosten erzielt werden. Ein nichtkohärentes Mitteln wird angewendet, um die Spitzen- und Rauschvarianzen zu verändern. Eine große Bandbreite von Sektorauswahlschemata (Planungen) kann angewendet werden.

Diese Beschreibung, die die bevorzugten Ausführungsbeispiele und Beispiele der Erfindung, die gegenwärtig als beste Ausführungsform der Erfindung erachtet werden, wurden beschrieben. Es ist jedoch offensichtlich, daß verschiedene Abwandlungen und Veränderungen der Erfindung für einen Fachmann in Hinblick auf die obigen technischen Ausführungen möglich sind. Daher sollte die Erfindung nicht als auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele und Beispiele beschränkt angesehen werden, der Bereich der Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert. In den Ansprüchen dienen Bezugszeichen nur der Klarheit und beschränken nicht den Schutzbereich dieser Ansprüche.

Claims (29)

1. Multipfadausbreitungs-Verzögerungsbestimmungsvorrichtung (STU; Fig. 6, 7) zur Bestimmung eines Leistungsverzögerungsspektrums (DPS) einer CDMA Signalübertragung zwischen einer CDMA Basisstation (BS) und einer CDMA Mobilstation (MS) auf einer Vielzahl von Ausbreitungspfaden (P1, P2) innerhalb einer Zelle (CL) eines CDMA Kommunikationssystems, wobei das Leistungsverzögerungsspektrum (DPS) die Verzögerungszeiten (t₀, t₁, t₂) der empfangenen Leistung (P) aufgrund der unterschiedlichen Pfadlänge der einzelnen Ausbreitungspfade der Multipfad-Ausbreitung angibt, umfassend:

• a) eine A/D Umwandlungsvorrichtung (A/D) um ein analoges CDMA Multipfadsignal (S1, S2) von zumindest einer Antenne (Ant1, Ant2) innerhalb der Zelle (CL) in ein digitales CDMA Multipfadsignal (S1, S2) umzuwandeln, das aus aufeinanderfolgenden Funkrahmen (RF1 ... RFn) besteht, einschließlich aufeinanderfolgender Zeitschlitze (TS1 ... TSn) mit komplexen Pilotsymbolen (PSi) und Datensymbolen (PDi)
• b) eine Demultiplexvorrichtung (PI-DEMUX), die eine Speichervorrichtung (BUF; Fig. 8) umfasst, um komplexe Pilotsymbole (PSi) und Datensymbole (PDi) von zumindest zwei aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen (TSk - 1, TSk, TSk + 1) von jedem Funkrahmen (RFn) zu extrahieren, und um sie aufeinanderfolgend in der Speichervorrichtung (BUF) zu speichern; und
• c) eine Suchvorrichtung (S1 ... SL), um das Leistungsverzögerungsspektrum (DPS, DPS1, DPS2, Fig. 14) der Antenne (Ant1, Ant2) auf der Basis der extrahierten und gespeicherten komplexen Pilotsymbole und der Datensymbole (PSi, PDi) zu bestimmen.

2. Vorrichtung (STU, Fig. 6, 7) gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch

• 1. einen Entspreiz-Sequenzgenerator (PN-GEN) um eine vorbestimmte Entspreizsequenz (DESP-SQ) zu erzeugen;
• 2. eine Entspreizvorrichtung (DESP; CM, MM, IM), um jedes der komplexen Pilotsymbole (PSi, Rx_Re, Rx_Im) mit der Entspreizsequenz (DESP-SQ; PN_Re, PN_Im) zu entspreizen, um komplexe entspreizte Pilotwerte (PSi', Rx_Re', Rx_Im') für jeden Zeitschlitz (TSk - 1, TSk, TSk + 1) auszugeben;
• 3. eine Mittlungsvorrichtung (ACC-AV) um die entspreizten komplexen Pilotwerte (PSi', Rx_Re', Rs_Im') zu mitteln, umfassend:
  • 1. eine Kohärent-Akkumulationsvorrichtung (SUM3), um jeweils die reellen und imaginären Teile (PSI, Rx_Re', Rx_Im') von entsprechenden entspreizten komplexen Pilotsymbolen (PSi) von zumindest zwei aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen (TSk - 1, TSk, TSk + 1s) in einen komplexen Leistungsverzögerungsspektrum- Abtastwert (DPSi, Re_Imp (Phase), Im_Imp (Phase)) kohärent aufzuaddieren, so daß der reelle Teil des komplexen Abtastwerts die Addition der jeweiligen reellen Teile der entspreizten komplexen Pilotsymbole ist und der imaginäre Teil des komplexen Abtastwerts die Addition der jeweiligen imaginären Teile der entspreizten komplexen Pilotsymbole ist;
  • 2. eine Absolutwert-Bestimmungsvorrichtung (ABS) um als einen reellen Leistungsverzögerungspektrum-Abtastwert (DPSi) den Absolutwert des einen komplexen Leistungsverzögerungspektrum-Abtastwerts (DPSi, Re_Imp (Phase), Im_Imp (Phase)) auszugeben; und
  • 3. eine Steuervorrichtung (PN-CNTRL) um aufeinanderfolgend die Phase zwischen der durch den Entspreizgenerator (PN-GEN) erzeugten Entspreizsequenz und den extrahierten und gespeicherten Pilotsymbolen (PSi) und den Datensymbolen (PDi) eine vorbestimmte Anzahl von Malen zu verschieben, wobei die Absolutwert-Bestimmungsvorrichtung (SQ) eine vorbestimmte Anzahl von reellen Leistungsverzögerungsspektrum-Abtastwerten (DPSi), die von der Phasenverschiebung abhängen, als das Leistungsverzögerungsspektrum (DPS) ausgibt.

3. Vorrichtung (STU; Fig. 7, 9) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Teil einer CDMA Basisstation (BS; Fig. 7, 9) oder einer CDMA Mobilstation ist.

4. Vorrichtung (STU; Fig. 7, 9) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Entspreizvorrichtung (DESP, CM, MM, IM) die Kohärent-Akkumulationsvorrichtung (SUM3) und die Absolutwert-Bestimmungsvorrichtung (ABS) zu jeder Phasenverschiebung eine Vielzahl von reellen Leistungsverzögerungsspektrum-Abtastwerten (DPSi) bestimmen, wobei jeder Wert auf der kohärenten Addition von entsprechenden entspreizten komplexen Pilotsymbolen in zumindest zwei jeweilsen aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen basiert, wobei die zumindest zwei aufeinanderfolgenden für einen Wert verwendeten Zeitschlitze verschieden sind von denen, die für andere Werte verwendet werden;
eine nichtkohärent Akkumulationsvorrichtung (SUM4) bereitgestellt ist, um nichtkohärent die entsprechenden reellen Leistungsverzögerungsspektrum-Abtastwerte zu addieren, um einen reellen Leistungsverzögerungsspektrum-Abtastwert (DPS) auszugeben.

5. Vorrichtung (STU; Fig. 5, 6) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Pfadauswahleinheit (PSU), um aus dem reellen Leistungsverzögerungsspektrum (DPS) die Verzögerungszeit (d_1' ... d_N') einer vorbestimmten Anzahl von Ausbreitungspfaden (P1, P2) der Multipfadübertragung zu bestimmen.

6. Vorrichtung (STU; Fig. 6) nach Anspruch 3 und 5, gekennzeichnet durch eine Nachverfolge- und Steuereinheit (TRCU), um ein Suchfenster anzupassen, das in der zumindest einen Sucheinheit (S1 ... SL) verwendet wird, und um das Leistungsverzögerungsspektrum (DPS) und die Verzögerungszeiten (d_1' ... d_N') gemäß einer Position und/oder Abstandsveränderungen zwischen der Mobilstation (MS) und der Basisstation (BS) zu aktualisieren.

7. Vorrichtung (STU; Fig. 1, 6, 12) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die CDMA Basisstation (BS) bediente CDMA Zelle (CL) in eine vorbestimmte Anzahl von Sektoren (SECTC1 ... SECT6) unterteilt ist, wobei jeder zumindest eine Antenne (Ant1, Ant2) umfaßt und die A/D Umwandlungsvorrichtung (A/D) alle der Antennensignale in ein entsprechendes digitales CDMA Multipfadsignal (S1, S2) umwandelt;
eine vorbestimmte Anzahl von Sucheinheiten (S1 ... SL) bereitgestellt ist; und
eine Auswahlvorrichtung (SEL) bereitgestellt ist, um die digitalen CDMA Multipfadsignale (S1, S2) an die einzelnen Sucheinheiten (S1, SL) in Antwort auf eine durch eine Steuervorrichtung (CNTRL) ausgegebene Anwendungssteuervorrichtung anzulegen.

8. Vorrichtung (STU; Fig. 6) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sektor (SECT1 ... SECT6) zwei Antennen (Ant1, Ant2) enthält, und die Auswahlvorrichtung (SEL) die umgewandelten digitalen CDMA Multipfadsignale (S1 ... S2) von jedem Sektor (SECT1 ... SECT6) jeweils an eine Sucheinheit (S1 ... SL) anlegt.

9. Vorrichtung (STU; Fig. 6, 12) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl von Sektoren (SECT1 ... SECT6) gleich der Anzahl von Sucheinheiten (S1 ... SL) ist.

10. Vorrichtung (STU; Fig. 6, 12) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl von Sektoren (SECT1 ... SECT6) kleiner oder größer als die Anzahl von Sucheinheiten (S1 ... SL) ist.

11. Vorrichtung (STU; Fig. 8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Demultiplexvorrichtung (PI-DEMUX) eine Schaltvorrichtung (SSW), die Speichervorrichtung (BUF) und ein Senke (SNK) umfaßt, wobei eine Steuervorrichtung (CNTRL) die Schaltvorrichtung (SSW) in Antwort auf ein Rahmentaktsteuersignal (FFC) steuert, um aufeinanderfolgend die extrahierten komplexen Pilotsymbole und Datensymbole in die Speichervorrichtung (BUF) zu übertragen, und um andere Datensymbole der Zeitschlitze in die Senke (SNK) zu übertragen.

12. Vorrichtung (STU; Fig. 9) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entspreizvorrichtung (DESP) einen komplexen Korrelator (CM) umfaßt, der aus einer Multiplikationsvorrichtung (MM) und einer Integrationsvorrichtung (IM) besteht.

13. Vorrichtung (STU; Fig. 9) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplikationsvorrichtung (MM) einen ersten, zweiten, dritten und vierten Multiplizierer (M1, M2, M3, M4) und einen ersten und zweiten Addierer (ADD1, ADD2) umfaßt, wobei der erste Multiplizierer (M1) den reellen Teil (Rx_Re) von jedem Pilotsymbol mit dem reellen Teil (PN_Re) eines Symbols der Entspreizsequenz multipliziert, der zweite Multiplizierer (M2) den imaginären Teil (Rx_Im) des Pilotsymbols mit dem reellen Teil (PN_Re) eines Symbols von der Entspreizsequenz multipliziert, der dritte Multiplizierer (M3) den imaginären Teil (Rx_Im) von jedem Pilotsymbol mit dem imaginären Teil (PN_Im) des Symbols der Entspreizsequenz multipliziert, der vierte Multiplizierer (M4) den reellen Teil (Rx_Re) von jedem Pilotsymbol mit dem imaginären Teil (PN_Im) von dem Symbol der Entspreizsequenz multipliziert, der erste Addierer (ADD1) die Ausgaben von dem ersten und dritten Multiplizierer (M1, M3) addiert, und der zweite Addierer (ADD2) die Ausgaben von dem zweiten und vierten Multiplizierer (M2, M4) addiert, wobei die Integrationsvorrichtung (IM) eine erste und zweite Summationseinheit (SUM1, SUM2) umfaßt, die jeweils die von dem ersten und zweiten Addierer (ADD1, ADD2) ausgegebenen Werte über eine vorbestimmte Anzahl von Pilotchips (N_Pilot_Chips) aufaddiert, wobei die erste und zweite Summationseinheit (SUM1, SUM2) jeweils den reellen und den imaginären Teil der komplexen entspreizten Pilotwerte (PSi', Rx_Re', Rx_Im) ausgibt.

14. Vorrichtung (STU; Fig. 10, Fig. 14) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfadauswahleinheit (PSU) umfaßt:
eine Spitzen-Erfassungs/Entfernungsvorrichtung (PD-RV) zur Erfassung einer vorbestimmten Anzahl von Spitzen (MAX1, MAX2, MAXn) in dem Leistungsverzögerungsspektrum (DPS), und um zumindest solche Werte des reellen Leistungsverzögerungsspektrums (DPS), die den erfaßten Spitzen entsprechen, und eine vorbestimmte Anzahl von zusätzlichen Werten rechts und links von dem Maximum zu Null zu setzen oder zu entfernen;
eine Rauschwert-Bestimmungsvorrichtung (NEST) zur Bestimmung eines effektiven Rauschwerts durch Mitteln des reellen Leistungsverzögerungsspektrums (DPS), dessen Spitzenwerte und zusätzlichen Werte durch die Spitzen- Erfassungs/Entfernungsvorrichtung auf Null gesetzt oder entfernt sind; und
eine Pfadschätzvorrichtung (PEST), um Verzögerungszeiten (d_1' ... d_N'; dmax1, dmax2, dmaxn) der bestimmten Spitzen auszuwählen, die einen Schwellwert (DPS* × THRS), gebildet durch ein Multiplizieren des effektiven Rauschwertes mit einem Schwellwertfaktor (THRS) überschreiten.

15. Vorrichtung (STU; Fig. 10, 14) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfadauswahleinheit (PSU) weiter umfaßt:
einen Addierer (ADD) um ein erstes und zweites reelles Leistungsverzögerungsspektrum (DPS1, DPS2) der zwei Antennen (Ant1, Ant2) pro Sektor zu addieren, wobei die Spitzen-Erfassungs/Entfernungsvorrichtung (PD-RV) Spitzen in dem addierten reellen Leistungsverzögerungsspektrum (DPS') erfaßt und zu Null setzt oder entfernt, und
eine erste bzw. eine zweite Pfadbestimmungsvorrichtung (PVER1, PVER2) zum Vergleichen des multiplizierten Schwellwerts (DPS* × THRS), der durch die Pfadschätzvorrichtung (PEST) bestimmt wird, mit dem ersten bzw. zweiten reellen Leistungsverzögerungsspektrum (DPS1, DPS2) von jeder Antenne an den bestimmten Verzögerungswerten (dmax1, dmax2, dmaxn), um diejenigen Verzögerungswerte zu bestimmen, an denen Spitzen in dem ersten und zweiten Leistungsverzögerungsspektrum gleich oder über dem multiplizierten Schwellwert liegen.

16. Vorrichtung (STU; Fig. 10) nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Maxima-Erfassungsvorrichtung (MAX), um die Spitzen- Kandidaten zu empfangen, von der jeweilsen Pfadbestimmungsvorrichtung (PVER1, PVER2), von einer Vielzahl von Suchvorrichtungen (S1 ... SL), jede einen oder mehrere Sektoren (SECT1 ... SECT6) bedienend, und um eine vorbestimmte Anzahl (N) von höchsten Spitzen wie auch ihre Verzögerungszeiten (d_1' ... d_N'), ausgegeben durch die Pfadbestimmungssvorrichtung (PVER1, PVER2) der jeweilsen Suchvorrichtung (S1 ... SL), in einer absteigenden Reihenfolge zu ordnen, und um eine Auswahlinformation (s₁'... s_N') für jede Verzögerungszeit (d_1' ... d_N'), die anzeigt, zu welchem Sektor (SECT1 ... SECT6) die jeweilsen Verzögerungszeiten (d_1' ... d_N') gehören, zu bestimmen.

17. Vorrichtung (STU; Fig. 3, 11) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkrahmen (RFn) jeweils 16 Zeitschlitze umfassen, wobei eine Vielzahl von reellen Leistungsverzögerungsspektren (DPS) nichtkohärent berechnet wird.

18. Vorrichtung (STU; Fig. 6, 13, 15) nach Ansprüchen 6 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachverfolge- und Steuereinheit (TRCU) die Auswahlinformationswerte (s₁' ... s_N') und die Verzögerungszeiten (d_1' ... d_N') empfängt, und eine vorbestimmte Anzahl (P) von Verzögerungszeiten (d₁ ... d_P) und entsprechende Auswahlinformationen (S₁ ... S_P) auswählt.

19. Vorrichtung (STU; Fig. 6, 13, 15) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachverfolge- und Steuereinheit (TRCU) eine vorbestimmte Sektorabsuch (Scanning) Regel für die gegenwärtig aktiven und nicht-aktiven Sektoren verwendet, wie durch die Auswahlinformations (S_1' ... S_N', S₁ ... S_P) angezeigt, um die Auswahlvorrichtung (SEL) anzuweisen, die jeweilsen Antennensignale (Ant1, Ant2) von den jeweilsen Sektoren (SECT1 ... SECT6) auf die Anzahl von Sucheinheiten (S1 ... SL) gemäß der vorbestimmten Sektorabsuchregel anzulegen.

20. Vorrichtung (STU; Fig. 6, 13, 15) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachverfolge- und Steuereinheit (TRCU) bestimmt, auf der Basis der Anzahl von Zeitschlitzen (TSi) in jedem Funkrahmen (RFn), die Gesamtanzahl von Sektoren (SECT1 ... SECT6), die Anzahl von Suchvorrichtungen (S1 ... SL), eine vorbestimmte Aktualisierungsperiode (10 ms) für aktive Sektoren und die Anzahl von gegenwärtig aktiven und nicht-aktiven Sektoren, wie angezeigt durch die Auswahlinformation (S_1' ... S_N', S₁ ... S_P), eine vorbestimmte Anzahl von kohärenten und nichtkohärent Berechnungen des reellen Leistungsverzögerungsspektrums (DPS) und die Aktualisierungsperiode für nicht-aktive Sektoren (SECT1 ... SECT6) bestimmt, wobei die Sektorabsuchregel (Fig. 13a, 13b) anzeigt, welcher Sektor in jedem jeweilsen Zeitschlitz (TSi) von jedem Funkrahmen (RFn) abzusuchen ist.

21. Vorrichtung (STU; Fig. 6, 13, 15) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachverfolge- und Steuereinheit (TRCU) Veränderungen in den jeweilsen reellen Leistungsverzögerungsspektren (DPS) mit der Zeit in jedem aktiven und nicht-aktiven Sektor in Bezug zueinander bewertet, um die Bewegungsrichtung und den Sektor der Zelle (CL) zu bestimmen, indem die Mobilstation (MS) sich bewegt.

22. Vorrichtung (STU; Fig. 6, 13, 15) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachverfolge- und Steuereinheit (TRCU) eine neue Sektorabsuchregel auswählt, wann immer ein Zustand eines abgesuchten Sektors sich von aktiv zu nicht-aktiv oder anders herum verändert.

23. Vorrichtung (STU; Fig. 6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Multipfadausbreitungsverzögerungs-Erfassungsvorrichtung (STU) mit einem RAKE Empfänger (RR) der CDMA Basisstation (BS) oder der Mobilstation (MS) verbunden ist.

24. Vorrichtung (STU; Fig. 6, 10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die CDMA Zelle (CL) in eine vorbestimmte Anzahl von Sektoren (SECT1 ... SECT6) unterteilt ist, wobei in jedem Sektor 2 Diversity-Empfangsantennen (Ant1, Ant2) für einen jeweilsen Empfang des CDMA Multipfadsignals (S1, S2) verwendet werden und wobei die Vorrichtung ein jeweilses reelles Leistungsverzögerungsspektrum (DSP1, DPS2) für jede Diversity-Empfangsantenne (Ant1, Ant2) bestimmt und ferner umfasst:
eine Pfadauswahleinheit (PSU), um von den reellen Leistungsverzögerungsspektren (DPS1, DPS2) die Verzögerungszeiten (d_1' ... d_N') einer vorbestimmten Anzahl von Ausbreitungspfaden (P1, P2) der Multipfadübertragung zu bestimmen, wobei die Pfadauswahleinheit (PSU) umfaßt:
einen Addierer (ADD), um die beiden reellen Leistungsverzögerungsspektrum (DPS1, DPS2) der zwei Antennen (Ant1, Ant2) pro Sektor zu addieren;
eine Spitzen-Erfassungs/Entfernungsvorrichtung (PD-RV) um eine vorbestimmte Anzahl von Spitzen (MAX1, MAX2, MAXn) in dem aufaddierten reellen Leistungsverzögerungsspektrum (DPS') zu erfassen, und um zumindest solche Werte des aufaddierten reellen Leistungsverzögerungsspektrums (DPS') zu entfernen oder zu Null zu setzen, die den erfaßten Spitzen entsprechen;
eine Rauschwert-Bestimmungsvorrichtung (NEST) zur Bestimmung eines effektiven Rauschwerts durch Mitteln des aufaddierten reellen Leistungsverzögerungsspektrums (DPS'), dessen Spitzenwerte und zusätzlichen Werte durch die Spitzen-Erfassungs/Entfernungsvorrichtung (PD-RV) auf Null gesetzt oder entfernt sind; und
eine Pfadabschätzvorrichtung (PEST), um Verzögerungszeiten (d_1' ... d_N'; dmax1 ... dmaxN) der erfassten Spitzen auszuwählen, die einen Schwellwert (DPS* × THRS), gebildet durch Multiplizieren des effektiven Rauschwertes (DPS*) mit einem Schwellwertfaktor (THRS), überschreiten;
eine erste bzw. eine zweite Pfadbestimmungsvorrichtung (PVER1, PVER2) zum Vergleichen des multiplizierten Schwellwerts (DPS* × THRS), der durch die Pfadschätzvorrichtung (PEST) bestimmt wird, mit dem ersten bzw. zweiten reellen Leistungsverzögerungsspektrum (DPS1, DPS2) von jeder Antenne an den bestimmten Verzögerungswerten (dmax1, dmax2, dmaxn), um diejenigen Verzögerungswerte zu bestimmen, an denen Spitzen in dem ersten und zweiten Leistungsverzögerungsspektrum gleich oder über dem multiplizierten Schwellwert liegen.

25. Vorrichtung (STU; Fig. 10) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfadabschätzvorrichtung (PSU) weiter umfaßt: eine Maxima-Erfassungsvorrichtung (MAX), um die Spitzen- Kandidaten von der jeweilsen Pfadbestimmungsvorrichtung (PVER1, PVER2) von einer Vielzahl von Suchvorrichtungen (S1 ... SL), die jede eine oder mehrere Sektoren (SECT1 ... SECT6) bedient, zu empfangen, und um eine vorbestimmte Anzahl (N) von höchsten Spitzen wie auch ihre Verzögerungszeiten (d_1' ... d_N'), ausgegeben durch die Pfadbestimmungsvorrichtungen (PVER1, PVER2) der jeweilsen Suchvorrichtungen (S1 ... SL), in einer absteigenden Reihenfolge zu ordnen, und um eine Auswahlinformation (S_1' ... S_N') für jede Verzögerungszeit (d_1' ... d_N') zu bestimmen, die anzeigt, zu welchem Sektor (SECT1 ... SECT6) die jeweilsen Verzögerungszeiten (d_1' ... d_N') gehören.

26. Vorrichtung (STU; Fig. 6, 10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die CDMA Zelle (CL) in eine vorbestimmte Anzahl von Sektoren (SECT1 ... SECT6) unterteilt ist, wobei in jedem Sektor 2 Diversity-Empfangsantennen (Ant1, Ant2) für einen jeweilsen Empfang des CDMA Multipfadsignals (S1, S2) verwendet werden und wobei die Vorrichtung ein jeweilses reelles Leistungsverzögerungsspektrum (DSP1, DPS2) für jede Diversity-Empfangsantenne (Ant1, Ant2) bestimmt und ferner umfasst:
eine Vielzahl von Suchvorrichtungen (S1 ... SL), um die reellen Leistungsverzögerungsspektren (DPS1, DPS2) der Multipfadübertragung in jedem Sektor zu bestimmen;
eine Pfadauswahleinheit (PSU), um von den reellen Leistungsverzögerungsspektren (DPS1, DPS2) die Verzögerungszeiten (d_1' ... d_N') einer vorbestimmten Anzahl von stärksten Ausbreitungspfaden (P1, P2) der Multipfadübertragung und jeweilse Auswahlinformation (S_1' ... S_N'), die die aktiven Sektoren (SECT1 ... SECT6) anzeigen, zu denen die Verzögerungszeiten (d_1' ... d_N') gehören, zu bestimmen; und
eine Nachverfolge- und Steuervorrichtung (TRCU), um auf Basis der Verzögerungszeiten und der Auswahlinformation (S_1' ... S_N'), die aktiven und nicht-aktiven Sektoren, eine Sektorabsuchregel (Fig. 13, um die Auswahlvorrichtung (SEL) anzuweisen, jeweilse Antennensignale an Suchvorrichtungen (S1 ... SL) zu bestimmten Zeitvorgaben in den jeweilsen Zeitschlitzen (DSi) der Funkrahmen (RFn) anzulegen, zu bestimmen, und um die reellen Leistungsverzögerungsspektren (DPS) auszuwerten, die jeweils erhalten werden, wenn die jeweilsen Antennensignale an die Suchvorrichtungen (S1 ... SL) angelegt werden, um den Ort und/oder die Bewegungsrichtung der Mobilstation (MS) innerhalb der CDMA Zelle (CL) zu bestimmen.

27. Vorrichtung (STU; Fig. 6, 13, 15) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachverfolge- und Steuereinheit (TRCU) die Auswahlinformationswerte (S_1' ... S_N') und die Verzögerungszeiten (d_1' ... d_N') empfängt, und eine vorbestimmte Anzahl (P) von Verzögerungszeiten (d₁ ... d_P) und entsprechende Auswahlinformationen (S₁ ... S_P) auswählt.

28. Vorrichtung (STU; Fig. 6, 13, 15) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachverfolge- und Steuereinheit (TRCU) bestimmt, auf der Basis der Anzahl von Zeitschlitzen (TSi) in jedem Funkrahmen (RFn), die Gesamtanzahl von Sektoren (SECT1 ... SECT6), die Anzahl von Suchvorrichtungen (S1 ... SL), eine vorbestimmte Aktualisierungsperiode (10 ms) für aktive Sektoren und die Anzahl von gegenwärtigen aktiven und nicht-aktiven Sektoren, wie durch die Auswahlinformation (S_1' ... S_N', S₁ ... S_P) angezeigt, eine vorbestimmte Anzahl von kohärenten und nichtkohärenten Berechnungen des reellen Leistungsverzögerungsspektrums (DPS), und die Aktualisierungsperiode für nicht-aktive Sektoren (SECT1 ... SECT6), die Sektorabsuchregel (Fig. 13a, 13b) die anzeigt, welcher Sektor zu jedem jeweilsen Zeitschlitz (TSi) von jedem Funkrahmen (RFn) abzusuchen ist.

29. Vorrichtung (STU; Fig. 6, 13, 15) nach einem der Ansprüche 26-28, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachverfolge- und Steuereinheit (TRCU) eine neue Sektorabsuchregel auswählt, wann immer ein Zustand eines abgesuchten Sektors sich von aktiv auf nicht-aktiv oder anders herum ändert.