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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Kanal-Signal-Empfangsvorrichtung und
auf ein Verfahren für
ein Mobil-Kommunikationssystem und, insbesondere, auf eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Erfassen der Datenrate eines empfangenden
Signals.
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Code-Division-Multiple-Access-(CDMA)-Mobil-Kommunikationssysteme
sind von dem herkömmlichen
Mobil-Kommunikations-Standard, der auf einen Sprach-Dienst gerichtet
ist, zu dem IMT-2000 Standard, der eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung
erreicht, entwickelt worden. Der IMT-2000 Standard umfasst verschiedene
Dienste, einschließlich
einer Hoch-Qualität-Sprache,
sich bewegender Bilder und einem Internet-Browsing. Kommunikationsverbindungen,
vorgesehen zwischen einer mobilen Station und einer Basisstation
in dem CDMA-Mobil-Kommunikationssystem, werden allgemein in einen
Downlink (DL), der Daten zu der mobilen Station von der Basisstation
richtet, und einen Uplink (UL), der Daten zu der Basisstation von
der mobilen Station richtet, klassifiziert.
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Für eine Sprach-
oder Daten-Übertragung auf
dem Downlink oder Uplink kann die Datenrate der Daten dynamisch
periodisch variieren, wobei die Periode eine vorbestimme Zeit ist,
z.B. 10 msec, die von dem Typ eines Dienstes abhängt. Gewöhnlich werden Informationen über die
Datenrate zu einem Empfänger übertragen
und zum Dekodieren verwendet. Allerdings muss, in dem Fall, dass
der Empfänger fehlschlägt, Informationen über die
Datenrate zu empfangen, der Empfänger
die Rate des empfangenen Signals, das tatsächlich von dem Sender gesendet
ist, durch Analysieren des empfangenen Signals erfassen. Dieser
Vorgang, bei dem der Empfänger die
Datenrate von dem empfangenen Signal erfasst, wird als "Blind-Raten-Erfassung
(BRD)" bezeichnet.
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Eine
Beschreibung wird hier nachfolgend für einen BRD-Betrieb gemäß dem Stand
der Technik vorgenommen, der in dem Fall eines Sprach-Sendens unter
Verwendung von konvolutionalen Coden für den Zweck einer Vorwärts-Fehler-Korrektur
(FEC) durchgeführt
wird.
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Zuerst
wird angenommen, dass ein Satz von Datenraten und Sprachraten, die
ein Empfänger
(d.h. eine mobile Station) verwendet, um einen Sender zu bedienen
(d.h. Ba sisstation), als R = {R1, R2,..., Rn} bezeichnet
wird, wobei die Datenraten in einer aufsteigenden Reihenfolge aufgelistet
sind. Um eine tatsächliche
Datenrate Ra, angegeben durch den Sender,
zu erfassen, führt
der Sender eine Viterbi-Dekodierung der Daten von der niedrigsten
Datenrate R1 aus durch und prüft dann
zyklische Redudanz-Code (CRC's).
Falls das Ergebnis der CRC-Prüfung
für R1 "gut" ist, ist dabei eine
hohe Wahrscheinlichkeit vorhanden, dass Ra =
R1 gilt, und Ra wird
als die tatsächlich
gesendete Datenrate dahin gehend bestimmt, dass sie R1 ist.
Falls das Ergebnis der CRC-Prüfung für Ra "schlecht" ist, fährt der
Empfänger
mit einer Viterbi-Dekodierung von zusätzlichen Daten bis zu der nächsten Datenrate
R2 fort, d.h. unter einer Datenrate (R2 – R1), gefolgt durch CRC-Prüfungen. Als ein Versuch, ein
falsches Alarm-Potenzial des BRD-Vorgangs zu verringern, prüft der Empfänger eine
interne Metrik für
ein Viterbi-Dekodieren zusätzlich
zu der CRC-Prüfung.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, führt
der Empfänger
zuerst eine Viterbi-Dekodierung
und dann eine CRC-Prüfung
durch, um eine Rate von konvolutions-kodierten Sprach-Daten zu erfassen.
Der BRD-Betrieb ist allerdings nicht einfach, in dem Fall einer
Daten-Übertragung
unter Verwendung von Turbo-Coden anzuwenden. Dies kommt daher, dass,
im Gegensatz zu dem Viterbi-Dekodierer, ein Turbo-Dekodierer eine
interne Turbo-Entschachtelungseinrichtung
des Typs haben muss, der von der Datenrate abhängig ist. Genauer gesagt muss,
wenn das Ergebnis einer CRC-Prüfung
bei einer gegebenen Datenrate "schlecht" ist, der Turbo-Dekodierer
den Daten-Dekodiervorgang von der ersten Datenrate an wiederholen,
um den CRC für
eine nächste
Datenrate zu prüfen,
während
der Viterbi-Dekodierer nur zusätzliche
Daten zu der nächsten
Datenrate lesen muss und dann das Daten-Dekodieren fortführen muss.
Ein anderer Grund, warum der BRD-Vorgang nicht
ausreichend für
den Turbo-Dekodierer ist, ist derjenige, dass das Turbodekodieren
gewöhnlich
iterativ durchgeführt
wird, wobei die maximale Zahl von Iterationen für eine Datenrate ungefähr 8 bis
12 ist, was zu einer Erhöhung
in der Komplexität
des Dekodierers führt
und was eine lange Verzögerungszeit benötigt, wenn
die iterative Dekodierung für CRC-Prüfungen unter
allen Datenraten durchgeführt wird.
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Die
EP-A-0 713 305 offenbar einen Datenraten-Detektor für eine Terminal-Station.
Sie beschreibt einen Datenraten-Detektor, der in einem CDMA-System
verwendet werden kann, das einen Leistungs-Steuer-Bit-Generator
zum Erzeugen eines Leistungs-Steuer-Bits umfasst, um in einen Informations-Kanal-Frame
eingesetzt zu werden, um die Sen deleistung, zugeführt zu der
Terminal-Station zu steuern. Der Datenraten-Detektor liefert Integrationsprozesse,
die den Einfluss von Rauschen, zugefügt zu einem Signal auf der
Kommunikationsleitung, reduziert und auch im Durchschnitt den Einfluss
der Leistungsvariationen, aufgrund eines Multipath-Fading auf der
Kommunikationsleitung, reduziert. Ein Komparator vergleicht die
Ergebnisse, erhalten durch Integrieren der Leistungswerte eines
Leistungs-Steuer-Bits und eines Informations-Symbols für z.B. jeden
Informations-Frame.
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Die
WO-A-97/05717 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine Raten-Bestimmung in Ein-Aus-Kommunikations-Systemen
mit variabler Rate. Sie offenbart, dass innerhalb eines 20ms Verkehrskanals
Frame-Daten unter unterschiedlichen Datenraten und unterschiedlichen
Paketgrößen übertragen
werden können.
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Erfassen einer Datenrate von einem empfangenen
Signal unter Fehlschlagen, Informationen über die Datenrate zu empfangen,
in einem Mobil-Kommunikationssystem
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen
sind durch die abhängigen
Ansprüche
definiert.
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Es
ist ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Erfassen einer Datenrate unter Fehlschlagen,
Informationen über
die Rate von turbokodierten Daten zu empfangen, zu schaffen.
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Es
ist ein noch anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Erfassen einer Datenrate, die nicht während eines
Sendens von konvolutionalen, kodierten oder turbokodierten Daten
empfangen sind, zu schaffen.
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Es
ist ein noch anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Verringern einer Komplexität eines Datenraten-Erfassungsvorgangs
unter Fehlschlagen, Informationen über die Datenrate zu empfangen,
zu schaffen.
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Um
die vorstehenden Aspekte der vorliegenden Erfindung zu erreichen,
ist eine Datenraten-Erfassungsvorrichtung vorgesehen, die eine Datenrate für ein empfangenes
Signal, basierend auf einer Variation der Energie für die jeweiligen,
empfangenen Signale zwischen den zwei benachbarten Intervallen unter
Fehlschlagen, Informationen über
die Datenrate zu empfangen, erfasst, und ein Kanal-Dekodieren der
erfassten Datenraten-Informationen
durchführt.
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Die
Datenraten-Erfassungsvorrichtung unterteilt erst ein Intervall,
das definiert ist, zwischen einer niedrigsten und einer höchsten einen
einer Vielzahl von gegebenen Datenraten in m unterscheidenden Intervallen.
Dann berechnet die Vorrichtung eine Differenz zwischen einer durchschnittlichen
Energie der empfangenen Signale bis zu einem i-ten Diskriminierungs-Intervall
und einer durchschnittlichen Energie von empfangenen Signalen für ein (i+1)-tes
Diskriminierungs-Intervall, wobei i eine ganze Zahl ist und geringer
als m ist. Falls die Differenz zwischen den gemittelten Energien
größer als
oder gleich zu einem Schwellwert ist, bestimmt die Vorrichtung,
dass das empfangene Signal in dem (i+1)-ten Diskriminierungs-Intervall
unter einer Datenrate entsprechend zu dem i-ten Diskriminierungs-Intervall
gesendet wird.
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Die
vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung
ersichtlich werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
vorgenommen wird, in denen:
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1 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm, das einen Dekodierer für ein mobiles
Kommunikationssystem darstellt, das einen Datenraten-Detektor gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst;
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2 zeigt
ein Diagramm, das einen Datenraten-Erfassungsvorgang gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt;
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3 zeigt
ein detailliertes Blockdiagramm, das den Datenraten-Detektor, dargestellt
in 1, darstellt;
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4 zeigt
ein Flussdiagramm, das den Datenraten-Erfassungsvorgang für das (i+1)-te
Intervall gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt; und
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5 zeigt
ein Flussdiagramm, das den Datenraten-Erfassungsvorgang für das i-te
Intervall gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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Unter
Bezugnahme nun auf die Zeichnungen wird eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nachfolgend im Detail, unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen, beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung werden ausreichend
bekannte Funktionen oder Anordnungen nicht im Detail beschrieben,
um ein Behindern der Erfindung mit unnötigen Details zu vermeiden.
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1 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm eines Dekodierers eines Empfängers für eine mobile
Station in einem Mobil-Kommunikationssystem, das einen Datenraten-Detektor
gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst. Die Erfindung ist auf irgendein CDMA-Mobil-Kommunikationssystem
anwendbar, wie beispielsweise ein Universal-Mobil-Telekommunikations-System
(UMTS), ein CDMA2000, usw..
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Wie 1 zeigt,
entschachtelt eine Entschachtelungseinrichtung 110 ein
empfangenes Signal, um ein entschachteltes Signal (Symbol) Xk zu erzeugen. Eine Bit-Extrahiereinrichtung 120 für ein diskontinuierliches
Senden (DTX) extrahiert von dem entschachtelten Signal Xk Bits, die einen diskontinuierlichen Sendemodus,
empfangen von einer Basisstation, in einem diskontinuierlichen Sendemodus des
Mobil-Kommunikationssystems
anzeigen. Ein Datenraten-Detektor 150 erfasst eine variable
Datenrate des empfangenen Signals (Symbol) Xk,
entschachtelt an der Entschachtelungseinrichtung 110, letztendlich
unter Erfassung der Rate der empfangenen Daten unter dem Fehlschlagen,
Informationen zu empfangen, die sich auf die Datenrate beziehen.
Genauer gesagt misst der Datenraten-Detektor 150 Variationen
der Energie für
jedes empfangene Signal in zwei angrenzenden Intervallen und erfasst
die Datenrate des empfangenen Signals, basierend auf dem Ergebnis
der Erfassung. Die Informationen über die Datenrate, erfasst
an dem Datenraten-Detektor 150, werden zu einem Ratenanpassungsblock 130 und
einem Kanal-Dekodierer 140 zugeführt. Der Ratenanpassungsblock 130 empfängt die
entschachtelten Symbole, um einen Umkehr-Prozess eines Punktuierens,
d.h. eines Symbol-Einsetzens, und einen Umkehr-Vorgang eines Wiederholens,
d.h. eines Symbol-Kombinierens, durchzuführen, um so in der Rate angepasste
Symbole zu erzeugen. Der Kanal-Dekodierer 140 dekodiert
die in der Rate angepassten Symbole, empfangen von dem Ratenanpassungsblock 130.
Der Kanal-Dekodierer 140 kann mit einem konvolutionalen
Dekodierer oder einem Turbo-Dekodierer ausgeführt werden. Der Ratenanpassungsblock 130 und
der Kanal-Dekodierer 140 verwenden die Datenraten-Informationen, empfangen von
dem Datenraten-Detektor 150, um Raten-Anpassungs- und Kanal-Dekodier-Vorgänge durchzuführen.
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2 zeigt
eine Darstellung zum Erläutern eines
Datenraten-Erfassungsvorgangs der vorliegenden Erfindung, durchgeführt an dem
Datenraten-Detektor 150, dargestellt in 1.
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Zuerst
wird angenommen, dass die Anzahl von Symbolen, empfangen an dem
Empfänger
der mobilen Station, in der Reihenfolge von R1,
R2, R3, R4 und R5 über die
Zeit variiert, wie dies in 2 dargestellt
ist. Eine Änderung
in der Zahl von Symbolen über
das Intervall, z.B. 10 msec, bedeutet, dass die Datenrate variabel
ist. Demzufolge sollte ange merkt werden, dass der Ausdruck "die Anzahl von Symbolen" im Wesentlichen
gegen den Ausdruck "Datenrate" austauschbar ist.
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2 stellt
einen Fall dar, bei dem der Sender der Basisstation korrekt Daten
für Intervalle
1 bis 4 sendet, allerdings fehlschlägt, Daten zwischen den Intervallen
4 und 5 zu senden. Die Datensymbole in den Sendeintervallen 1 bis
4 werden an der Entschachtelungseinrichtung 110, dargestellt
in 1, entschachtelt und werden in einem internen
Puffer des DTX-(Discontinuous Transmission)-Bit-Extrahierers 120 gespeichert.
Zwischen den Intervallen 4 und 5 sendet der Sender der Basisstation
DTX-Bits in einem DTX-Mode. Für
ein solches DTX-Intervall sperrt der Sender der Basisstation die
Sendeleistung und nur ein zusätzliches,
weises, Gauss'sches
Rauschen (Additive White Gaussian Noise – AWGN) existiert. So beträgt die Datenrate
R4 für
das DTX-Intervall 5. Als solches verwendet die vorliegende Erfindung
ein grundsätzliches
Prinzip, das eine Bestimmung eines Vorhandenseins der Daten in im
Wesentlichen Nicht-Sende-Intervallen für Daten oder Datenraten-Informationen,
und schließlich
eine Erfassung der Datenrate, einsetzt.
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Nun
wird eine detaillierte Beschreibung in Bezug auf das Prinzip der
Datenraten-Erfassung
gemäß der vorliegenden
Erfindung vorgenommen.
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In
passender Weise wird angenommen, dass zwei Datenraten R1 und
R2 vorhanden sind. In einem solchen Fall
können
die nachfolgenden Gleichungen verwendet werden, um, ohne Empfangen
irgendwelcher Datenraten-Informationen, zu bestimmen, ob ein Signal
bei R1 oder R2 gesendet
worden ist. Wenn das empfangene Signal von der Bit-Position 1 zu der Bit-Position
R1 X1 ist, und das
empfangene Signal von der Bits Position (R1+1)
zu der Bit-Position R2 X2 ist,
werden die Signale X1 und X2 ausgedrückt durch:
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[Gleichung
1] x1 = A1 × a1 + n1 x2 = A2 × a2 + n2
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In
Gleichung 1 stellen A1 und A2 Sendeleistungspegel
der Signale, gesendet von dem Sender der Basisstation zu dem Empfänger der
mobilen Station dar, und entsprechen ±A bei dem Vorhandensein der
Signale oder "0" für DTX; a1 und a2 stellen Raleigh
Random Variable dar, die eine Wahrscheinlichkeitsfunktion von p(a1) = 2 × a1 × exp(–a1 2) oder p(a2) = 2 × a2 × exp(–a2 2) jeweils, haben;
und n1 und n2 stellen
AWGN Random Variable mit einem Durchschnitt "0" und
einer Varianz σ2 dar. Falls die Rauschvarianz des Sen dekanals σ2 ist,
ist die auf dem Intervall basierende Energie (Leistung) des empfangenen Signals
gegeben durch:
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[Gleichung
2] E{X1 2}
=A1 2 +σ2 E{X2 2}
=A2 2 +σ2
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Die
Differenzierungsgleichung der Energien E{X1 2} und E{X2 2} der empfangenen Signale ergibt D1, ausgedrückt durch: D1 = |E{X1 2} – E{X2 2}| = |A1 2 – A2 2|
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In
Gleichung 3 ist, falls A1 2 =
A2 2 gilt, D1 "0"; ansonsten ist,
falls A2 2 =0 gilt
(d.h. für
DTX), D1 "A1 2". Wenn nämlich die
tatsächliche
Datenrate R2 ist, erreicht D1 nahezu "0"; ansonsten wird, wenn die tatsächliche
Datenrate R1 ist, D1 nahezu "A1 2".
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Die
vorstehenden Gleichungen können
nur dann angewandt werden, wenn die durchschnittliche Abweichung σ2 der
sekundären
Wahrscheinlichkeitscharakteristik unabhängig der Wahrscheinlichkeitsfunktionen
p(a1) und p(a2)
der Rayleigh Random Variablen bekannt ist. Dies kommt daher, das
angenommen wird, dass die Random Variablen nicht in der Zeit variieren.
Für eine
Differenz kann das Differenzierungsergebnis der Energien der empfangenen
Signale D1=|E{X1 2}–E{X2 2}| aus einer auf
einem gegebenen Intervall basierenden Energie der individuellen,
empfangenen Signale berechnet werden. Die wichtigste Variable beim
Bestimmen von D1 kann die Akkumulation von
Daten sein, ausreichend, um den durchschnittlichen Energiewert zu
bestimmen. Eine akkurate Datenrate kann dann bestimmt werden, wenn
die minimale Datenrate R1 den Wert von 32 kbps
hat, d.h., die Daten übertragen
in dem Frame-Intervall von 10 msec, sind mehr als 320 Bits.
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Der
vorstehend angegebene Datenraten-Erfassungsvorgang kann wie folgt
verallgemeinert werden.
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Zuerst
wird angenommen, dass ein Satz von zweckdienlichen Datenraten als
R ={R1, R2,...,
Rn} bezeichnet wird, in dem die Datenraten
in einer aufsteigenden Reihenfolge aufgelistet sind. Informationen über die
handhabbaren Datenraten werden als "Transport-Format-Satz (TFS)", gegeben zu der
mobilen Station, hin durch die Basisstation in der Anruf-Einstell-Phase,
bezeichnet. Falls Informationen über
n Datenraten gegeben sind, wird nur ein Intervall zuerst der größten Datenrate
Rn zugeordnet und (n–1) Intervalle werden zu den
anderen Daten zugeordnet. Um unterschiedlich zu dem Intervall, zugeordnet
zu der größten Datenrate
Rn, zu sein, werden (n–1) Intervalle für die anderen
Datenraten als Diskriminierungs-Intervalle definiert. Die Datenrate
des empfangenen Signals für
das Intervall ist erfassbar. Zum Beispiel wird eine durchschnittliche
Energie der empfangenen Signale bis zu dem i-ten Diskriminierungs-Intervall
von der durchschnittlichen Energie der empfangenen Signale bis zu
dem (i+1)-ten Diskriminierungs-Intervall subtrahiert. Der erhaltene,
subtrahierte Wert wird mit einem vorbestimmten Schwellwert verglichen,
um die Datenrate des empfangenen Signals für das (i+1)-te Intervall zu
erfassen.
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Nun
wird die Betriebsweise eines Erfassens der Datenrate des empfangenen
Signals für
das (i+1)-te Intervall, in Verbindung mit verallgemeinerten Ausdrücken, wie
folgt beschrieben. Ein empfangenes Signal bis zu dem i-ten Intervall,
bezeichnet als Xi, kann definiert werden
als:
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[Gleichung
4] Xi, = Ai, × ai + ni,
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In
Gleichung 4 stellt Ai den Sendeleistungspegel
des Senders der Basisstation dar und entspricht zu ±A beim
Vorhandensein des Signals oder "0" für DTX; und
ai und ni stellen
die Rayleigh Random Variable und die AWGN Random Variable, wie vorstehend
definiert, jeweils, dar. Aus Gleichung 3 kann ein Entscheidungs-Kriterium
so, wie in Gleichung 5 nachfolgend, von 1 bis n definiert werden. Wenn
das empfangene Signal bis zu dem i-ten Intervall Xi ist,
und ein empfangenes Signal bis zu dem (i+1)-ten Intervall Xi+1 ist, ergibt das Differenzierungsergebnis
der Energien E{Xi 2}
und E{Xi+1 2} der
empfangenen Signale Di, wie dies ausgedrückt ist
durch:
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[Gleichung
5] Di = |E{Xi 2} – E{Xi+1 2}| = |Ai 2 – Ai+1 2|
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In
Gleichung 5 ist, falls die Daten kontinuierlich bis zu dem (i+1)-ten
Intervall gesendet werden, d.h. Ai 2 = Ai+1 2,
dann Di "0"; ansonsten ist,
falls die Daten bis zu dem i-ten Intervall gesendet werden, allerdings
nicht von dem i-ten bis zu dem (i+1)-ten Intervall (für DTX) gesendet
sind, d.h. Ai+1 2 =
0, dann Di"Ai 2". Deshalb sucht,
während
DTX (Ai+1 2 = 0),
der Empfänger
der mobilen Station nach dem Anfangs-Index i und sieht das entsprechende
R als die tatsächliche
Datenrate für
die empfangenen Daten von dem Sender der Basisstation aus an.
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3 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm des Datenraten-Detektors 150,
dargestellt in 1, in dem der Datenraten-Detektor 150 einen
Energie-Kalkulator 152, einen Energie-Differenzierer 154 und
einen Datenraten-Entscheidungsblock 156 aufweist.
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Wie 3 zeigt,
misst der Energie-Kalkulator 152 eine Energie Ei für
ein empfangenes Signal Xi bis zu dem i-ten
Intervall und einer Energie Ei+1 für ein empfangenes
Signal Xi+1 von dem i-ten Intervall bis zu
dem (i+1)-ten Intervall. Der Energiekalkulator 152 akkumuliert
nämlich
die empfangenen Signale bis zu dem i-ten Intervall und die empfangenen
Signale bis zu dem (i+1)-ten Intervall, um Energien Ei und
Ei+1 für die
jeweiligen empfangenen Signale Xi und Xi+1 entsprechend der Gleichung 6 nachfolgend
zu berechnen, die dazu verwendet wird, eine Energie Ei+1 für das empfangene
Signal Xi+1 zu berechnen:
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Der
Energie-Differenzierer
154 berechnet eine Differenz (D
i) zwischen einer Energie
in dem
i-ten Intervall und eine Energie E{X
i+1 2} in dem (i+1)-ten Intervall, wie dies in
Gleichung 6 erhalten wird. Die Differenz zwischen den Energien E{X
i 2} und E{X
i+1 2} kann als eine
Differenz zwischen den Quadraten der Sendeleistungspegel, wie dies
in den Gleichungen 3 und 5 definiert ist, d.h. eine Differenz zwischen
einem quadratischen A
i 2 des
Sendeleistungspegels eines empfangenen Signals für das i-te Intervall in dem
i-ten Intervall und einem Quadrat A
i+1 2 des Sendeleistungspegels eines empfangenen
Signals für
das (i+1)-te Intervall ausgedrückt
werden. Der Datenraten-Entscheidungsblock
156 bestimmt
die Rate der Sendedaten unter Verwendung der Energie-Differenz D
i, berechnet an dem Energie-Differenzierer
154.
Falls D
i ein Wert, identisch zu dem Wert
A
i 2, wie in Gleichung
5, ist, bestimmt der Datenraten-Entscheidungsblock
156 die
Datenrate R; für
das i-te Intervall,
als die Rate der momentan gesendeten Daten.
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Allerdings
ist es, unter Berücksichtigung
der tatsächlichen
Kanal-Umgebung, möglich,
dass die Energie-Differenz zwischen den zwei Intervallen, bezeichnet
durch Di, "0" oder
Ai 2 ist. Das bedeutet,
dass die Differenz Di selbst eine Wahrscheinlichkeitsvariable
ist, wobei der konditionale Ausdruck von Di erfüllt: E{Di|Ai 2=Ai+1 2} = 0 und E{Di|Ai 2≠Ai+1 2}= A2. Demzufolge
vergleicht der Datenraten-Entscheidungsblock 156 die Energie-Differenz
Di zwischen den zwei angrenzenden Intervallen
mit einem Schwellwert, um die Datenrate zu bestimmen. Genauer gesagt
bestimmt der Datenraten-Entscheidungsblock 156 die Datenrate
Ri für
das vorherige Intervall, das i-te Intervall als die Datenrate für das momentane
Intervall, wenn die Energie-Differenz Di zwischen
den zwei benachbarten Inter vallen geringer als oder gleich zu dem
Schwellwert ist. Der Schwellwert kann als ein mittlerer Wert zwischen "0" und A2 bezeichnet
werden, d.h. A2/2 entsprechend einem Maximal-Wahrscheinlichkeits-(ML)-Prinzip.
Hierbei bezeichnet A den Sendeleistungspegel des empfangenen Signals von
dem Sender der Basisstation und A2/2 ist
die Hälfte
des Sendeleistungspegels des empfangenen Signals. Die Informationen über die
Datenrate, bestimmt durch den Datenraten-Entscheidungsblock 156,
wird an den Raten-Anpassungsblock 130 und den
Kanal-Dekodierer 140 angelegt, wie dies in 1 dargestellt
ist.
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Das
Flussdiagramm der 4 und 5 stellt
einen Datenraten-Erfassungsvorgang unter Verwendung der vorstehenden
Gleichungen dar, was an dem Datenraten-Detektor 150, dargestellt
in 3, durchgeführt
wird. 4 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Betriebsweise
eines Erfassens der Datenrate für
das (i+1)-te Intervall von den Energien der empfangenen Signale
für die
zwei angrenzenden Intervalle darstellt, das i-te und das (i+1)-te
Intervall. 5 zeigt ein Flussdiagramm, das
einen allgemeinen Vorgang eines Erfassens der Datenrate für das i-te
Intervall darstellt.
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Wie 4 zeigt,
berechnet der Datenraten-Detektor 150, dargestellt in 1,
die Energie-Differenz Di zwischen den zwei
angrenzenden Intervallen für
jede Iteration und berechnet die Energiedifferenz Di mit
einem Schwellwert A2/2. Der Datenraten-Detektor 150 schätzt die
Datenrate Ri für das i-te Intervall als eine
tatsächliche
Datenrate Rest, im Schritt 405,
ab, wenn die Energie-Differenz D; größer als der oder gleich zu
dem Schwellwert ist.
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Genauer
gesagt akkumuliert der Energie-Kalkulator 152, dargestellt
in 3, das empfangene Signal Xi zwischen
dem (i-1)-ten Intervall und dem i-ten Intervall im Schritt 401 und
berechnet eine Energie E{Xi 2}
für das
empfangene Signal Xi in dem Schritt 402.
Auch akkumuliert der Energie-Kalkulator 152 ein empfangenes
Signal Xi+1 zwischen dem i-ten Intervall und
dem (i+1)-ten Intervall, und berechnet eine Energie E{Xi+1 2} für
das empfangene Signal Xi+1 im Schritt 402.
Der Energie-Differenzierer 154 berechnet eine Energie-Differenz zwischen
den zwei angrenzenden Intervallen im Schritt 403. Das bedeutet,
dass der Energie-Differenzierer 154 die Energie-Differenz
zwischen den zwei Intervallen als Di = |E{Xi 2} – E{Xi+1 2}| bestimmt.
Wie zuvor angegeben ist, kann die Energie-Differenz auch als Di = |Ai 2 – Ai+1 2| ausgedrückt werden.
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Im
Schritt 404 vergleicht der Datenraten-Entscheidungsblock 156 die
Energie-Differenz
zwischen den zwei angrenzenden Intervallen mit einem Schwellwert,
d.h. er bestimmt, ob die Energie-Differenz Di größer als
der oder gleich zu dem Schwellwert A2/2
ist. Wenn die Energie-Differenz Di größer als
der oder gleich zu dem Schwellwert A2/2
ist, schätzt
der Datenraten-Entscheidungsblock 156 die Datenrate Ri für
das i-te Intervall als die tatsächliche Datenrate
Rest für
das momentane (i+1)-te Intervall ab, und zwar im Schritt 405.
Die abgeschätzte
Datenrate wird zu dem DTX-Bit-Extrahierer 120, dem Raten-Anpassungsblock 130 und
dem Kanal-Dekodierer 140 zugeführt, wie dies in 1 dargestellt
ist, und wird für
Raten-Anpassungs- und Kanal-Dekodier-Vorgänge verwendet.
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Wie 5 zeigt,
initialisiert, im Schritt 501, der Datenraten-Detektor
das Suchintervall i auf "1" und die durchschnittliche
Leistung (Energie) für
das vorhergehende Intervall E{Xi–1 2} auf "0". Der Energie-Kalkulator 152,
dargestellt in 3, berechnet, im Schritt 502,
die durchschnittliche Leistung für
das Suchintervall 1, d.h. berechnet zuerst die durchschnittliche
Leistung für
das momentane Intervall E{Xi 2}.
Im Schritt 503 berechnet der Energie-Differenzierer 154 (eine
zweite Berechnung) eine Energie-Differenz zwischen dem vorherigen
Intervall und dem momentanen Intervall, entsprechend einer Diskriminierungsgleichung
Di–1.
Falls der Datenraten-Entscheidungsblock 156 im Schritt 504 bestimmt, dass
das Ergebnis einer Diskriminierungsgleichung Di–1 größer als
oder gleich zu dem Schwellwert A2/2 ist
(wobei die Datenrate "0" kbps als i=1 bedeutet), schätzt der
Datenraten-Entscheidungsblock 156 die Datenrate für das momentane
Intervall Rest als die Datenrate für das vorherige
Intervall (Ri–1)
im Schritt 508 ab.
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Ansonsten
speichert, d.h., falls im Schritt 504 bestimmt ist, dass
das Ergebnis der Diskriminierungsgleichung D geringer als der Schwellwert
A2/2 ist, der Datenraten-Entscheidungsblock 156 die durchschnittliche
Leistung E{Xi 2}
für das
momentane Intervall in der durchschnittlichen Leistung E{Xi–1 2} für das
vorherige Intervall im Schritt 505 und erhöht i um eins
zum Suchen des nächsten
Intervalls im Schritt 506. Der Energie-Kalkulator 162 berechnet
im Schritt 507 (eine dritte Berechnung) die durchschnittliche Leistung
in dem Intervall i+1 und speichert dann die berechnete, durchschnittliche
Leistung in der durchschnittlichen Leistung E{Xi 2} für
das momentane Intervall. Der Vorgang kehrt zu Schritt 503 zurück, um die
Diskriminierungsgleichung Di–1, basierend auf der durchschnittlichen
Leistung E{Xi 2},
zu berechnen und vergleicht im Schritt 504 den Ergebniswert
der Diskriminierungsgleichung Di–1 mit
dem Schwellwert.
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Während die
vorstehenden Abläufe
wiederholt werden, wenn D ≤ A2/2 im Schritt 504 bestimmt ist,
schätzt
der Datenraten-Entscheidungsblock 156 die Datenrate Rest des momentanen Intervalls als die Datenrate
Ri–1 bis
zu dem vorherigen Intervall ab.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, schätzt
die vorliegende Erfindung eine Datenrate für ein empfangenes Signal vor
einem Dekodierungsvorgang sogar dann ab, wenn keine Informationen über die
Datenrate von dem Sender der Basisstation empfangen sind, was die
Komplexität,
verglichen mit einem herkömmlichen
BRD-Betrieb, verringert, der die Datenrate nach einem Viterbi-Dekodieren
und der CRC-Prüfung
erfasst. Die vorliegende Erfindung verringert dadurch die Komplexität beim Erfassen
der Rate von turbo-kodierten Daten, ohne ein Erfordernis eines auf einer
Rate basierenden Dekodiervorgangs, in dem schlechtesten Fall, oftmals
als die maximale Anzahl von Iterationen.
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Weiterhin
bestimmt die vorliegende Erfindung die Datenrate unter Verwendung
nur von akkumulierten Statistiken, unabhängig des Typs des Kanal-Kodierers,
und ist demzufolge mit irgendeinem Kanal-Kodierer kompatibel. Zum
Beispiel macht es, sogar mit einem herkömmlichen Kodierer, der verwendet
wird, die vorliegende Erfindung möglich, die Datenrate mit einer
Zuverlässigkeit
für einen
Frame abzuschätzen,
dessen Datenrate nicht geringer als ein Schwellwert ist.
