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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Basis-Sende-/Empfangsstation
und ein Funkkommunikationsverfahren vom Vielfachträgertyp,
wobei ein Basisbandsignal mit einer Trägerfrequenz für die Funkübertragung
moduliert wird.
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STAND DER
TECHNIK
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2 zeigt ein Beispiel einer
Basis-Sende-/Empfangsstation eines Codemultiplexzugriff- bzw. CDMA-Typs.
Die Basis-Sende-/Empfangsstation weist Antennen 21 und 22,
einen Funksender und -empfänger
(TRX) 24, einen Basisbandprozessor (BB) 25 und
eine Verbindungsabwicklungs-Steuereinheit 26 auf.
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Bei
dieser Basis-Sende-/Empfangsstation wird ein Signal über die
Antennen 21 und 22 empfangen. Das empfangene Signal
wird von dem Funksender und -empfänger 24 in ein Basisbandsignal
umgewandelt. Der Basisbandsignalprozessor 25 unterzieht
das Basisbandsignal einer Fxequenzentspreizung, Fehlerkorrektur
und dergleichen, bevor er es zu einem Drahtnetz überträgt. Ein von dem Drahtnetz empfangenes
Signal wird von dem Basisbandsignalprozessor 25 einer Fxequenzspreizung
unterzogen. Der Funksender und -empfänger 24 erzeugt ein Funkübertragungssignal
durch Modulation des gespreizten Signals mit einem Träger einer
vorbestimmten Frequenz und überträgt das modulierte
Signal über
die Antennen 21 und 22.
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Bei
einer solchen Basis-Sende-/Empfangsstation eines CDMS-Systems sind
komplexe Prozesse notwendig wie etwa das Multiplexen von Vielfachkanalsignalen
und das Multiplexen vieler verschiedener Signale einschließlich eines
Sprachsignals und eines Datensignals. Insbesondere ist es bei einem Mehrfachträgersystem
erforderlich, daß der
Funksen der und -empfänger 24 komplexe
Prozesse ausführt
wie die Nutzung von unterschiedlichen Trägerfrequenzen für verschiedene
Basisbandsignale.
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Im
Stand der Technik ist die Verbindungsabwicklungs-Steuereinheit 26 so
konfiguriert, daß sie für den Funksender
und -empfänger 24 die
Trägerfrequenz
bezeichnet, die für
jedes der verschiedenen Basisbandsignale zu nutzen ist, so daß der Funksender
und -empfänger 24 das
Basisbandsignal mit der gewünschten
Frequenz in Abhängigkeit
von der Bezeichnung moduliert. Auf diese Weise ist sichergestellt,
daß für verschiedene
Basisbandsignale verschiedene Trägerfrequenzen
genutzt werden.
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Das
oben beschriebene Frequenzbezeichnungsverfahren macht insofern komplexe
Prozesse erforderlich, als die Verbindungsabwicklungs-Steuereinheit 26 für den Funksender
und -empfänger 24 die Trägerfrequenz,
die für
das an dem Funksender und -empfänger 24 ankommende
Basisbandsignal zu nutzen ist, vor der Modulation bezeichnen muß und der
Funksender und -empfänger 24 das
ankommende Basisbandsignal mit einer geeigneten Trägerfrequenz
modulieren muß.
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Ähnliche
Basis-Sende-/Empfangsstationen vom CDMA-Typ sind auch in WO 00/39943
beschrieben.
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OFFENBARUNG
DER Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer
Basis-Sende-/Empfangsstation
und eines Funkkommunikationsverfahrens, die imstande sind, ein Basisbandsignal
in einem einfachen Vorgang effizient und korrekt mit einer gewünschten
Trägerfrequenz
zu modulieren.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Basis-Sende-/Empfangsstation bereit,
die folgendes aufweist: einen Basisbandsignalprozessor zum Ausgeben
eines Basisbandsignals und eines Frequenzbezeichnungssignals, das
eine Trägerfrequenz
zur Modulation des Basisbandsignals bezeichnet; und einen Funksender
und -empfänger
zum Modulieren des Basisbandsignals von dem Basisbandsignalprozessor
mit der durch das Frequenzbezeichnungssignal bezeichneten Trägerfrequenz,
um ein Funkübertragungssignal
zu erzeugen; dadurch ge kennzeichnet, daß der Basisbandsignalprozessor
so ausgebildet ist, daß er
das Frequenzbezeichnungssignal über eine
Signalleitung zur Übertragung
eines Synchronisationssignals an den Funksender und -empfänger ausgibt.
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Da
der Basisbandsignalprozessor das Frequenzbezeichnungssignal sowie
das Basisbandsignal an den Funksender und -empfänger ausgibt, ist der Funksender
und -empfänger
imstande, die für
die Modulation des ankommenden Basisbandsignals zu nutzende Trägerfrequenz
unmittelbar zu identifizieren, so daß das Funkübertragungssignal effizient
und korrekt erzeugt wird. Da der Basisbandsignalprozessor das Frequenzbezeichnungssignal
an den Funksender und -empfänger über eine
Signalleitung zur Übertragung
eines Synchronisationssignals ausgibt, ist es nicht erforderlich,
für die
Frequenzbezeichnung eine separate Signalleitung vorzusehen, so daß der Aufbau
der Station vereinfacht ist.
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Bevorzugt
ist der Basisbandsignalprozessor so ausgebildet, daß er ein
Paritätssignal
an den Funksender und -empfänger über die
Signalleitung zur Übertragung
des Synchronisationssignals ausgibt.
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Somit
wird das Paritätssignal
zusätzlich
zu dem Frequenzbezeichnungssignal über die Signalleitung zur Übertragung
des Synchronisationssignals ausgegeben, so daß es nicht erforderlich ist,
eine separate Signalleitung für
das Paritätssignal
vorzusehen, und der Aufbau der Station vereinfacht ist.
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Die
vorliegende Erfindung sieht außerdem ein
Funkkommunikationsverfahren vor, das die folgenden Schritte aufweist:
eine von einer Vielzahl von Trägerfrequenzen
wird einem Basisbandsignal zugewiesen; ein Basisbandsignal und ein
Frequenzbezeichnungssignal, das die dem Basisbandsignal zugewiesene
Trägerfrequenz
bezeichnet, werden an einen Funksender und -empfänger übertragen; und ein Funkübertragungssignal
wird in dem Funksender und -empfänger
erzeugt, indem das Basisbandsignal mit der durch das Frequenzbezeichnungssignal
bezeichneten Trägerfrequenz
moduliert wird; dadurch gekennzeichnet, daß das Frequenzbezeichnungssignal über eine
Signalleitung zur Übertragung
eines Synchronisationssignals an den Funksender und -empfänger übertragen
wird.
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Da
das Funkübertragungssignal
effizient und korrekt durch Ausgabe des Frequenzbezeichnungssignals über eine
Signalleitung erzeugt wird, ist damit sichergestellt, daß die Trägerfrequenz
richtig zugeordnet ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockbild, das
einen elektrischen Aufbau eines Funkübertragungssystems gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist ein Blockbild, das
einen elektrischen Aufbau einer Basis-Sende-/Empfangsstation von 1 zeigt;
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3 zeigt einen Aufbau einer
Basis-Sende-/Empfangsstation von 2;
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4 zeigt die Übertragung
eines abstromseitigen Signals von einem Basisbandsignalprozessor
von 2 zu einem Funksender
und -empfänger; und
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5 zeigt ein Datenformat,
das bei (1) und (3) in 4 auftritt.
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BESTE ART
DER AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Nachstehend
werden verschiedene Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
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1 ist ein Blockbild, das
einen elektrischen Aufbau eines Funkkommunikationssystems gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Funknetzsteuerung (RNC) 11 ist mit
einer Vielzahl von Basis-Sende-/Empfangsstationen (BTS) 12 so
verbunden, daß sie
die Basis-Sende-/Empfangsstationen 12 steuert. Die Basis-Sende-/Empfangsstation 12 kommuniziert
mit einer Mobilstation 13 unter Nutzung eines Funksignals
und kommuniziert mit der Funknetzsteuerung 11 über einen
Kabelübertragungskanal.
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Bei
dieser Konstruktion wird ein Signal von dem Funkendgerät 13 von
der Basis-Sende-/Empfangsstation 12 multiplexiert,
die mit dem Funkendgerät 13 zusammenwirkt.
Signale von einer Vielzahl von Basis-Sende-/Empfangsstationen 12 werden nacheinander
von der Funknetzsteuerung 11 multiplexiert, so daß das Signal
von dem Funkendgerät 13 zu
einem anderen Funkendgerät
oder einem ortsfesten Endgerät übertragen
wird. Dadurch wird sichergestellt, daß eine Sprachkommunikation
oder Datenübertragung
zwischen einer Vielzahl von Endgeräten ermöglicht wird.
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2 ist ein Blockbild, das
einen elektrischen Aufbau der Basis-Sende-/Empfangsstation 12 von 1 zeigt. Die Basis-Sende-/Empfangsstation 12 weist
auf: eine Antenne (ANT1) 21, eine Antenne (ANT2) 22,
einen Verstärker 23,
eine Vielzahl von Funksendern und -empfängern (TRX) 24, eine
Vielzahl von Basisbandsignalprozessoxen (BB) 25, eine Verbindungsabwicklungs-Steuereinheit 26,
eine Wartungs- und Überwachungs-Steuereinheit 27 und eine
Kabelübertragungskanal-Schnittstelle 28.
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Die
Antennen 21 und 22 bilden ein Paar zum Zweck der Übertragungs-
und Empfangs-Diversity. Der
Verstärker 23 verstärkt ein Übertragungssignal von
dem Funksender und -empfänger 24 auf
einen vorbestimmten Pegel, bevor das verstärkte Signal an die Antennen 21 und 22 abgegeben
wird. Der Verstärker 23 verstärkt auch
ein über
die Antennen 21 und 22 empfangenes Signal auf
einen vorbestimmten Pegel, bevor er das verstärkte Signal an den Funksender
und -empfänger 24 abgibt.
Der Funksender und -empfänger 24 moduliert
das Signal von dem Basisbandsignalprozessor 25 mit einer
von einer Vielzahl (beispielsweise vier) von Trägerfrequenzen, bevor das modulierte
Signal an den Verstärker 23 ausgegeben
wird. Der Funksender und -empfänger 24 unterzieht
das über
die Antennen 21 und 22 und über einen rauscharmen Verstärker 29 empfangene Signal
einer Synchrondetektierung, bevor er es an den Basisbandsignalprozessor 25 ausgibt.
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Der
Basisbandsignalprozessor 25 weist verschiedene Funktionen
für Basisbandprozesse
auf. Insbesondere unterzieht der Basisbandsignalprozessor 25 Übertragungsdaten
einer Fehlerkorrekturcodierung, einem Rahmenaufbau, einer Datenmodulation,
einer Frequenzspreizung und dergleichen. Ein empfangenes Signal
erfährt
eine Frequenzentspreizung, eine Chipsynchronisierung, eine Fehlerkorrekturdecodierung,
eine Datentrennung und eine Maximalverhältnis-Kombination gleichzeitig
mit der Diversity-Umschaltung.
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Die
Verbindungsabwicklungs-Steuereinheit 26 hat eine eingebaute
Verbindungsabwicklungsanwendung und kommuniziert mit der Funknetzsteuerung 11 unter
Nutzung eines Verbindungsabwicklungssteuersignals, um Funkübertragungskanäle zu verwalten,
einzurichten und freizugeben, eine Verbindungsabwicklung zu überwachen
und Verbindungen zu steuern. Die Wartungs- und Überwachungs-Steuereinheit 27 hat
eine eingebaute Wartungs- und Überwachungs-Steuerungsanwendung
und kommuniziert mit der Funknetzsteuerung 11 unter Nutzung eines
Wartungs- und Überwachungssteuersignals, um
so den Status der Basis-Sende-/Empfangsstation 12 zu verwalten,
die Statusänderungs-History
der Basis-Sende-/Empfangsstation 12 zu verwalten, den Status
der Basis-Sende-/Empfangsstation 12 zu steuern
und die netzweite Dateiübertragung
auszuführen.
Die Kabelübertragungskanal-Schnittstelle 28 ist
mit einer Kabelübertragungskanal-Endfunktion versehen.
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Es
folgt nun eine Beschreibung der aufstromseitigen Signalübertragung
in der oben beschriebenen Konstruktion. Das Funksignal von der Funkendeinrichtung
wird von den Antennen 21 und 22 der Basis-Sende-/Empfangsstation 12 empfangen,
von dem rauscharmen Verstärker 29 verstärkt und
von dem Funksender und -empfänger 24 verarbeitet.
Dabei unterliegt jede von einer I-Komponente und einer Q-Komponente
des empfangenen Funksignals der Synchrondetektierung, um ein I-Basisbandsignal
und ein Q-Basisbandsignal
zu erzeugen, die zueinander orthogonal sind. Die isolierten Basisbandsignale
werden dann von dem Basisbandsignalprozessor 25 einer Frequenzentspreizung
unterzogen. Das durch das Entspreizen rückgewonnene Signal wird zu
der Funknetzsteuerung 11 über die Kabelübertragungskanal-Schnittstelle 28 übertragen.
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Es
folgt nun eine Beschreibung eines abstromseitigen Signals. Das Signal
von der Funknetzsteuerung 11 wird in die I-Komponente und
die Q-Komponente getrennt zur Spreizmodulation durch den Basisbandsignalprozessor 25,
bevor es zu dem Funksender und -empfänger 24 übertragen
wird. Bei diesem Vorgang bezeichnet die Verbindungsabwicklungs-Steuereinheit 26 für die Basisbandsignalverarbeitungseinheit 25 die
Trägerfrequenz
zur Modulation des zu verarbeitenden Signalstroms auf der Basis von
Information, die in dem Abwicklungsprozeß enthalten ist. Der Basisbandsignalprozessor 25 überträgt ein Frequenzbezeichnungssignal,
welches die bestimmte Trägerfrequenz
bezeichnet, an den Funksender und -empfänger 24 in Kombination
mit dem gerade verarbeiteten Signalstrom. Der Signalstrom (I, Q
von dem Basisbandsignalprozessor 25 wird von dem Funksender
und -empfänger 24 einer
Quadratuxmodulation unterzogen unter Nutzung des Trägers, der
die von dem Frequenzbezeichnungssignal bezeichnete Frequenz hat.
Das modulierte Signal wird von dem Verstärker 23 verstärkt, bevor
es über die
Antennen 21 und 22 übertragen wird.
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Es
folgt eine kurze Beschreibung der Verbindungsabwicklung. Wenn die
Endeinrichtung 13 auf die Schaltung zugreift, wählt die
Endeinrichtung 13 unter einer Vielzahl von Trägerfrequenzen,
die von der Basis-Sende-/Empfangsstation 12 ankommen, die
Frequenz aus, die durch die größte empfangene Leistungsstärke charakterisiert
ist. Die Verbindungsabwicklungs-Steuereinheit 26 der Basis-Sende-/Empfangsstation 12 belegt
eine Funkverbindung der von der Funkendeinrichtung 13 ausgewählten Trägerfrequenz
und gibt ferner an den Basisbandsignalprozessor 25 Funkverbindungsinformation,
welche die belegte Funkverbindung bezeichnet. Die in der so bereitgestellten
Funkverbindungsinformation enthaltene Trägerfrequenzinformation wird
mit dem entsprechenden Basisbandsignal gekoppelt und an den Funksender
und -empfänger 24 ausgegeben.
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Da
also der Basisbandsignalprozessor 25 nicht nur das Basisbandsignal,
sondern auch die Trägerfrequenzinformation
an den Funksender und -empfänger 24 ausgibt,
ist der Funksender und -empfänger 24 imstande,
die Trägerfrequenz
sofort zu identifizieren, mit der das ankommende Basisbandsignal
zu modulieren ist, um das Funkübertragungssignal
effizient und korrekt zu erzeugen. Dadurch, daß die Verbindungsabwicklungs-Steuereinheit 26 so konfiguriert
ist, daß die
Trägerfrequenz
dem Basisbandsignal auf der Grundlage der in dem Verbindungsvorgang
erhaltenen Information zugewiesen wird, ist sichergestellt, daß die Trägerfrequenz
richtig zugewiesen wird.
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3 zeigt einen physischen
Aufbau einer Basis-Sende-/Empfangsstation von 2. Der Funksender und -empfänger (TRX) 24,
der Basisbandsignalprozessor (BB) 25, die Verbindungsabwicklungs-Steuereinheit 26,
die Wartungs- und Überwachungs-Steuereinheit 27 und
die Kabelübertragungskanal-Schnittstelle 28 sind
mit jeweiligen gedruckten Leiterplatten einer Kartenkonfiguration
implementiert. Das Gehäuse
der Basis-Sende-/Empfangsstation
weist Wannen zur Aufnahme der Karten auf. Die Rückwand der Basis- Sende-/Empfangsstation
weist eine Rückverdrahtungsplatte
(BWB) 31 zum Herstellen von gegenseitigen Verbindungen
zwischen den Karten auf.
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Der
Funksender und -empfänger 24,
der in der oberen Wanne aufgenommen ist, ist für die Modulation mit einer
von Trägerfrequenzen
fA und fB zuständig.
Der Funksender und -empfänger 24,
der in der unteren Wanne aufgenommen ist, ist für die Modulation mit einer
von Trägerfrequenzen
fC und fD zuständig.
Sämtliche
Basisbandsignalprozessoren 25, die in den oberen und unteren
Wannen aufgenommen sind, sind für
jede der vier (A–D)
Trägerfrequenzen
ausgebildet. Befehle von der Verbindungsabwicklungs-Steuereinheit 26 ermöglichen
die dynamische Zuordnung der Trägerfrequenz
zu dem Basisbandsignalprozessor 25.
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4 zeigt die abstromseitige
Signalübertragung
von dem Basisbandsignalprozessor zu dem Funksender und -empfänger von 2. Die Rückverdrahtungsplatte 31,
die zwischen dem Basisbandsignalprozessor 25 und dem Funksender
und -empfänger 24 angeordnet
ist, ist eine gedruckte Schaltungsplatte, die jeden von den Basisbandsignalprozessoren 25 mit
einem entsprechenden der Funksender und -empfänger 24 verbindet.
Jeder von den Basisbandsignalprozessoren 25 weist einen
Modulator (MOD) 32 und einen Parallel-Seriell-Wandler (SER) 33 auf.
Der Funksender und -empfänger 24 weist
einen Multiplexer 35 und einen Satz von Seriell-Parallel-Wandlern
(DES) 34 auf, die jeweils dem einen von den Basisbandsignalprozessoren 25 entsprechen.
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Das
Signal, das von der Modulationseinheit 32 einer Spreizmodulation
unterzogen wird, wird an den Parallel-Seriell-Wandler 33 mit
einer Breite von 9 Bits übertragen.
Der Paralllel-Seriell-Wandler 33 wandelt das modulierte
Signal in serielle Daten mit einer 1-Bit-Breite (Differenzpaar) um, die dann
zu dem Seriell-Parallel-Wandler 34 des Funksender und -empfängers 24 über die
Rückverdrahtungsplatte 31 übermittelt
wird. Der Seriell-Parallel-Wandler 34 wandelt
die seriellen Daten wieder in ein Signal mit einer Breite von 9
Bits um. Der Multiplexer 35 multiplexiert die Signale von
den Basisbandsignalprozessoren 25.
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Dadurch,
daß zugelassen
wird, daß der
Parallel-Seriell-Wandler 33 das abstromseitige Signal von
dem Basisbandsignalprozessor 25 zu dem Funksender und -empfänger 24 in
ein Signal umwandelt, das eine kleinere Bitbreite zur Hochgeschwindigkeitsübertragung
in der Rückverdrahtungsplatte 31 hat,
wird die erforderliche Breite des Übertragungskanals verringert,
so daß die
begrenzte Fläche
für die Verdrahtung
effektiv genutzt wird.
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5 zeigt ein Datenformat,
das in 4 bei (1) und
(3) auftritt. Eine erste Busleitung 41 und eine zweite
Busleitung 42 sind Signalleitungen zum Übertragen einer I-Komponente über die
Antenne 21. Die erste Busleitung 41 ist für ein erstes
Set von 8 Bits zuständig,
und die zweite Busleitung 42 ist für ein zweites Set von 8 Bits
zuständig,
wobei das erste Set und das zweite Set alternierend drahtlos übertragen
werden. Ebenso übertragen
eine dritte Busleitung 43 und eine vierte Busleitung 44 ein
Q-Komponentensignal, das über die
Antenne 21 übertragen
wurde, eine fünfte
Busleitung 45 und eine sechste Busleitung 46 übertragen
ein I-Komponentensignal, das über
die Antenne übertragen
wurde. Eine siebte Busleitung 47 und eine achte Busleitung 48 übertragen
ein Q-Komponentensignal, das über
die Antenne übertragen
wurde.
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Eine
neunte Busleitung 49 ist eine Signalleitung zum Übertragen
eines Synchronisationssignals. Ein Paritätsbit (P) befindet sich am
Datenkopf, gefolgt von zwei Bits (F0, F1) für die Trägerfrequenzbezeichnung. Die
letzten 5 Bits werden als Synchronisierungsflag genutzt.
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Durch
Ausgabe des Frequenzbezeichnungssignals über die neunte Busleitung 49 braucht
keine separate Signalleitung für
die Frequenzbezeichnung vorgesehen zu sein. Somit ist die Konstruktion
der Station vereinfacht. Das Paritätssignal wird ebenfalls über die
neunte Busleitung 49 zur Übertragung eines Synchronisierungssignals
ausgegeben. Daher braucht keine separate Paritätssignalleitung vorgesehen
zu sein, und die Konstruktion der Station wird weiter vereinfacht.
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GEWERBLICHE
ANWENDBARKEIT
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Die
Basis-Sende-/Empfangsstation und das Funkkommunikationsverfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung sind bei einem Funkkommunikationssystem beispielsweise
eines CDMA-Systems anwendbar.