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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betriff eine Empfangsvorrichtung für ein Spreizspektrum-Kommunikationssystem,
das in einem CDMA-System
verwendet wird.
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Beschreibung
des verwandten Standes der Technik
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Aus
der EP-A1-0 878 931 ist eine Empfangsvorrichtung für ein Spreizspektrum-CDMA
bekannt. Diese Vorrichtung weist die der Anzahl der Anwender entsprechende
Anzahl an Demodulatoren auf.
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Eine
Empfangsvorrichtung für
ein Spreizspektrum-Kommunikationssystem wird in einem CDMA-System
eingesetzt, das überwiegend
in einem Mobilkommunikationssystem verwendet wird. 7 ist
ein Blockdiagramm, das eine herkömmliche
Empfangsvorrichtung für
ein Spreizspektrum-Kommunikationssystem zeigt. Die Empfangsvorrichtung
für das
in 7 gezeigte Spreizspektrum-Kommunikationssystem weist einen Synchronismust-Herstellungs-Schaltkreis 101,
einen Datenpuffer 102, einen Korrelator 103 zum
Entspreizen von Empfangsdaten unter Verwendung eines Übertragungs-Spreizcodes basierend
auf einem Synchronisationssignal, und einen Pilotinterpolations-Erfassungsschaltkreis 104 zum
Erfassen eines Korrelator-Ausgangssignals auf.
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Die
herkömmliche
Empfangsvorrichtung für das
vorstehend genannte Spreizspektrum-Kommunikationssystem weist jedoch
nur eine Art von Pilotinterpolations-Erfassungsschaltkreis auf.
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Aufgrund
dieser Tatsache weist die Empfangsvorrichtung Probleme insofern
auf, dass der Erhalt von konstant guten Empfangseigenschaften im Hinblick
auf unterschiedliche Fading-Umgebungen nur schwierig zu erreichen
ist, und dass es der Empfangsvorrichtung an Folgeregelungseigenschaften im
Hinblick auf die unterschiedlichen Fading-Umgebungen fehlt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Empfangsvorrichtung
für ein
Spreizspektrum-Kommunikationssystem gemäß den Ausführungsformen der Ansprüche 1 und
5 bereitzustellen, die optimale Erfassungseigenschaften verwirklicht, unabhängig von
unterschiedlichen Fading-Anstiegen, wenn ein Signal in einer Fading-Umgebung empfangen
wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm, welches eine Ausführungsform
einer Empfangsvorrichtung für
ein erfindungsgemäßes Spreiz spektrum-Kommunikationssystem
zeigt;
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2 ein
Ablaufdiagramm zur Beschreibung des Betriebs der erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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3 eine
Ansicht, welche ein spezifisches Beispiel für den Betrieb eines erfindungsgemäßen Erfassungsschaltkreises
zeigt;
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4 eine
Ansicht, welche ein spezifisches Beispiel für den Betrieb eines weiteren
erfindungsgemäßen Erfassungsschaltkreises
zeigt;
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5 ein
Blockdiagramm, welches eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung
zeigt;
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6 ein
Blockdiagramm, welches noch eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform zeigt;
und
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7 ein
Blockdiagramm, welches eine herkömmliche
Empfangsvorrichtung für
das Spreizspektrum-Kommunikationssystem zeigt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Als
Nächstes
werden die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform
einer Empfangsvorrichtung für
ein erfindungsgemäßen Spreizspektrum-Kommunikationssystem
zeigt. Die Empfangsvorrichtung für
das in 1 gezeigte Spreizspektrum-Kommunikationssystem
weist einen Synchronismus-Herstellungs-Schaltkreis 1, einen
Datenpuffer 2, einen Korrelator 3, Erfassungsschaltkreise 4, 5,
welche jeweils unterschiedliche Erfassungseigenschaften für den Erhalt
unterschiedlicher Erfassungsergebnisse bei einem unterschiedlichen
Fading-Anstieg aufweisen, einen Erfassungsausgabe-Auswahlschaltkreis 6 zur Bestimmung
eines besseren Ausgangssignals aus einem der Erfassungsschaltkreise 4, 5 und
zur Lieferung eines Auswahlsignals, sowie einen Selektor 7 zum
Auswählen
eines Ausgangssignals aus einem der Erfassungsschaltkreise 4, 5 als
Ausgangsdaten in Übereinstimmung
mit dem Auswahlsignal.
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Der
Synchronismus-Herstellungs-Schaltkreis 1 korreliert eine
Eingangsdatenreihe mit einer Signalreihe, die durch Spreizen einer
Synchronismus-Herstellungs-Signalreihe, die unter Verwendung eines
Spreizcodes in Empfangssignale eingeführt wird, erhalten wird, und
gibt Synchronismussignale an den Datenpuffer 2, den Korrelator 3 und
die Erfassungsschaltkreise 4, 5 aus.
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Der
Datenpuffer 2 speichert die Eingangsdaten sofort und gibt
die Eingangsdaten, die mit dem Synchronismussignal synchron sind,
an den Korrelator 3 aus, woraufhin der Korrelator 3 eine
Berechnung der Korrelation zwischen dem Empfangssignal und dem Spreizcode
in Synchronisation mit dem Synchronismussignal ausführt und
einen Korrelationswert an beide Erfassungsschaltkreise 4, 5 ausgibt.
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Der
Erfassungsschaltkreis 4 weist optimale Erfassungseigenschaften
bei einer langsamen Fading-Umgebung und der Erfassungsschaltkreis 5 weist
optimale Erfassungseigenschaften bei einer schnellen Fading-Umgebung
auf. Beide Erfassungsschaltkreise 4 und 5 erfassen
ein Signal angesichts der Phasenverschiebung des Korrelationswerts
im Hinblick auf das Übertragungssignal
und geben das erfasste Signal als Demodulationssignal aus. Die Erfassungsschaltkreise 4, 5 geben
zudem Bewertungsinformationen für
die Auswahl von Erfassungsdaten an den Erfassungsausgabe-Auswahlschaltkreis 5 aus.
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Der
Erfassungsausgabe-Auswahlschaltkreis 6 gibt ein Auswahlsignal
an den Selektor 7 aus, so dass eine Ausgabe eines Erfassungsschaltkreises ausgewählt wird,
der im Vergleich zu Bewertungsinformationen, die von jedem Erfassungsschaltkreis geliefert
werden, ein besseres Erfassungsergebnis liefert. Der Selektor 7 gibt
ein Demodulationssignal in Übereinstimmung
mit dem Auswahlsignal aus.
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Als
Nächstes
wird der Betrieb dieser Ausführungsform
ausführlich
mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. 2 ist
ein Ablaufdiagramm zur Beschreibung des Betriebs der in 1 gezeigten Ausführungsform.
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Zunächst wird
eine Eingangsdatenreihe in dem Synchronismus-Herstellungs-Schaltkreis 1 herangezogen.
Der Synchronismus-Herstellungs-Schaltkreis 1 führt die
Berechnung der Korrelation zwischen einer Eingangsdatenreihe, die
in engem Zeitabstand eintrifft, wobei der Zeitabstand ein erwarteter
Zeitabstand ist, so dass ein voreilender Abschnitt der Übertragungsdaten
existiert, und einer Signalreihe aus, die durch Spreizen eines Synchronismus-Herstellungs-Signals
unter Verwendung eines Übertragungs-Spreizsignals
(in Schritt 200) erhalten wird. Falls ein Schwellenwert
erfasst wird, der einen Korrelationswert überschreitet, wird bestimmt, dass
der Zeitabstand derart ist, dass die zu empfangende Datenreihe ankommt,
und ein Synchronisationsignal als der Empfangszeitabstand wird für den Datenpuffer 2 und
den Korrelator 3 (in Schritt 201) bereitgestellt.
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Der
Datenpuffer 2 und der Korrelator 3 beginnen mit
der Entspreiz-Bearbeitung in Übereinstimmung
mit der bestimmten Empfangs-Zeitmessung (in Schritt 202).
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Der
Datenpuffer 2 liefert eine Reihe von mit der Empfangs-Zeitmessung synchronen
Eingangsdaten an den Korrelator 3, wobei die Zeitmessung durch
das Sychronisationssignal bestimmt wird. Der Korrelator 3 entspreizt
die Empfangsdaten unter Verwendung eines Spreizcodes, der mit der
Empfangs-Zeitmessung synchron ist, wobei er das Synchronisationssignal
als Trigger-Auslöser verwendet, erzeugt
Korrelationswertdaten in Symboleinheiten und gibt die Korrelationswertdaten
an die Erfassungsschaltkreise 4, 5 aus.
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Die
Erfassungsschaltkreise 4, 5 beginnen die Erfassungsverarbeitung
mit dem Synchronisationssignal als Trigger, ebenso wie im Falle
des Korrelators 3 (in den Schritten 203 und 204).
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Der
Erfassungsschaltkreis 4 schätzt einen Phasenverschiebungswert
zwischen einem Übertragungssignal
und einem Empfangssignal ab, indem er eine Synchronismus-Herstellungs-Signalreihe
verwendet, die interpoliert ist, so dass optimale Erfassungseigenschaften
bei der langsamen Fading-Umgebung geschaffen werden, und führt einen
Erfassungsvorgang in Anbetracht des zu kompensierenden Phasenverschiebungswerts
aus. Insbesondere in 3 berechnet der Erfassungsschaltkreis 4 den Durchschnittsvektor
Vt der aus der Synchronismus-Herstellungs-Signalreihe von n Symbolen
zwischen der Zeit 0 und der Zeit T abgeschätzten Phasenverschiebung, und
arbeitet, um die Rotation im Hinblick auf das Empfangssignal, das
die selbe zeitliche Ausdehnung um θ phasenversetzt aufweist, umzukehren.
Auf einem statischen Übertragungsweg oder
während
eines langsamen Fading-Anstiegs kann die Phasenabweichung als 0
in einer gewissen zeitlichen Ausdehnung angesehen werden. Unter den
selben Umständen
ist es möglich,
einen Phasenverschiebungswert mit hoher Genauigkeit abzuschätzen, bei
dem ein Einfluss durch weißes
Rauschen verringert wird, indem der durch Addieren der selben Phase
erhaltene Durchschnittswert verwendet wird.
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Der
Erfassungsschaltkreis 5 schätzt ebenso wie im Falle des
Erfassungsschaltkreises 3 einen Phasenverschiebungswert
ab, indem er die Synchronismus-Herstellungs-Signalreihe verwendet,
so dass er optimale Erfassungseigenschaften bei der schnellen Fading-Umgebung
bereitstellt, und führt
einen Erfassungsvorgang aus. Insbesondere in 4 berechnet
der Erfassungsschaltkreis 5 zuerst den Durchschnittsvektor
V0 eines Phasenverschiebungswerts, welcher aus der Synchronismus-Herstellungs-Signalreihe
durch n0 Symbole zwischen der Zeit 0 und der Zeit T0 und der Synchronismus-Herstellungs-Signalreihe
durch n1 Symbole zwischen der Zeit T0 und der Zeit T1 abgeschätzt wird.
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Der
abgeschätzte
Phasenverschiebungsvektor Vt zwischen der Zeit t = T0/2 und der
Zeit t = T0 + T1/2 wird durch Durchführung einer primären linearen
Interpolation an den Vektoren V0 und Vi berechnet. Beispielsweise
beträgt
der geschätzte
Vektor Vt zum Zeitpunkt T0 Vt = (V0 + V1)/2. Bei Verwendung dieses
geschätzten
Vektors Vt arbeitet der Erfassungsschaltkreis 5, um die
Drehung zum Zeitpunkt t um eine Phase θt umzukehren. Die Veränderung
zum Zeitpunkt des schnellen Fading-Anstiegs kann nicht als konstante
Phasenabweichung angesehen werden, auch nicht bei einem kurzen Zeitintervall.
Um dann den Einfluss von Weißem
Rauschen zu verringern, werden zwei geschätzte Vektoren aus den Durchschnittswerten
bei den zeitlichen Ausdehnungen T0 und T1 erhalten, welche als diejenigen zeitlichen
Ausdehnungen angesehen werden, die beinahe eine konstante Phasenveränderung
aufweisen. Als Nächstes
wird unter Verwendung des gewichteten Durchschnitts zwischen den
beiden Punkten ein Phasenverschiebungs-Kompensationsvektor Vt zum
Zeitpunkt t erhalten, um dadurch eine Phasenrotation zu kompensieren.
Hierbei werden T0 und T1 durch den Kompromiss zwischen der reduzierten Wirkung
von weißem
Rauschen und einer Phasen-Veränderungsgeschwindigkeit
bestimmt.
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Die
Erfassungsschaltkreise 4, 5 geben die Erfassungssignale,
die basierend auf dem vorstehend genannten Verfahren erfasst werden,
an den Selektor 7 aus. Des Weiteren wird das Verhältnis von Durchschnittsleistung
zu Störleistung
des geschätzten
Vektors für
die Phasenverschiebung pro ein Symbol aus der Syn chronismus-Herstellungs-Signalreihe an
den Erfassungsausgabe-Auswahlschaltkreis 6 geliefert.
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Der
Erfassungsausgabe-Auswahlschaltkreis 6 gibt ein Auswahlsignal
an den Selektor 7 aus, so dass dieser ein Erfassungssignal
ausgibt, das auf der Basis der vorstehend genannten Bewertungsinformation
(in Schritt 205) eine bessere Erfassung ausgeführt hat.
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Der
Selektor 7 gibt ein Erfassungssignal basierend auf dem
vom Erfassungsausgabe-Auswahlschaltkreis 6 (in Schritt 206)
empfangenen Auswahlsignal aus.
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Eine
vorstehend erwähnte
Decodierbearbeitungsreihe wird kontinuierlich ausgeführt, bis
die Empfangsbearbeitung beendet ist.
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Als
Nächstes
ist in 5 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung gezeigt, welche den selben Grundaufbau wie oben beschrieben
aufweist, wobei die Schaltkreisanordnung "n" Stufen
der Erfassungsschaltkreise aufweist, so dass sie bei unterschiedlichen Übertragungsumgebungen arbeiten
kann. 5 zeigt ein Beispiel für die Schaltkreisanordnung,
bei der die Anzahl an Stufen "n" "n = 3" beträgt.
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In 5 wurde
ein Erfassungsschaltkreis 8 neu hinzugefügt. Der
Erfassungsschaltkreis 8 führt eine Erfassung aus, um
die Phasenverschiebung zwischen einem Übertragungssignal und einem Empfangssignal
unter Verwendung einer Sekundär-Vektorinterpolation
höheren
Ordnung als der Erfassungsschaltkreis 5 abzuschätzen, und
kompensiert die Phasenrotation.
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Als
noch eine weitere Ausführungsform
zeigt 6 einen Aufbau, bei dem ein Erfassungsabschnitt
und ein Phasenverschiebungsvektor-Erzeugungsabschnitt separat vorgesehen
sind, wobei nur ein Phasenverschiebungsvektor und das Verhältnis von
Durchschnittsleistung zu Störleistung
eines geschätzten
Pha senverschiebungsvektors pro Symbol aus einer Synchronismus-Herstellungs-Signalreihe im
Voraus berechnet werden, um den Betriebsaufwand zu verringern. 6 zeigt
ein Beispiel für
die Schaltkreisanordnung, bei der die Anzahl an Erfassungsschaltkreisen "n" "n" = 2 beträgt.
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In 6 berechnet
jeder der Pilotinterpolationsvektor-Erzeugungsabschnitte 14 und 15 einen
Pilotinterpolations-Phasenverschiebungsvektor mit Hilfe des vorstehend
genannten Interpolationsverfahrens und gibt den Vektor an den Erfassungsschaltkreis 17 aus.
Gleichzeitig berechnet jeder der Pilotinterpolationsvektor-Erzeugungsabschnitte 14 und 15 das
Verhältnis
von Vektorleistung zu Rauschen pro Symbol der Synchronismus-Herstellungs-Signalreihe und
gibt das Verhältnis
an den Erfassungsausgabe-Auswahlschaltkreises 16 aus.
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Der
Erfassungsausgabe-Ausgabelschaltkreis 16 wählt ein
besseres Interpolationsverfahren aus dem empfangenen Verhältnis von
Leistung zu Rauschen aus und gibt ein Auswahlsignal an den Erfassungsschaltkreis 17 aus.
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Der
Erfassungsschaltkreis 17 führt eine Erfassungsbearbeitung
an einem Empfangssignal-Datenabschnitt durch, indem er den Vektor
des Interpolationsverfahrens verwendet, das durch das Auswahlsignal
bestimmt wird, und gibt den Vektor als Erfassungssignal aus.
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Als
Ergebnis kann die Empfangsvorrichtung für das in 8 gezeigte
Spreizspektrum-Kommunikationssystem so zusammengesetzt sein, dass
es nur einen Erfassungsschaltkreis aufweist, während es äquivalente Erfassungseigenschaften
wie die Empfangsvorrichtung für
das in 1 gezeigte Spreizspektrum-Kommunikationssystem erhält.
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In
dieser Ausführungsform
kann, da die Anzahl der Pilotinterpolationsvektor-Erzeugungsschaltkreise
zunimmt, die größere Wirkung
bei Verringerung des Betriebsaufwands der gesamten Vorrichtung erreicht
werden.
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Wie
vorstehend genannt weist die vorliegende Erfindung eine Vielzahl
von Erfassungsschaltkreisen auf, die einer Vielzahl von unterschiedlichen
Fading-Anstiegen entspricht. Durch Auswahl der Erfassungsausgabe
ist es möglich,
der Veränderung
des Fading-Anstiegs bei hoher Geschwindigkeit nachzufolgen. So ist
es sogar bei Veränderung
des Fading-Anstiegs möglich,
gute Empfangseigenschaften zu erzielen.