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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von CDMA-Kommunikationssystemen (CDMA
= Code Division Multiple Access). Insbesondere bezieht sich die
vorliegende Erfindung auf ein System zur genauen Erfassung kurzer
Codes in einer Kommunikationsumgebung, bei der eine Interferenz der
ständigen
Wellen (Continuous Wave Interference/CW-Interferenz) besteht.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Mit
dem dramatischen Anstieg bei der Verwendung drahtloser Telekommunikationssysteme
im letzten Jahrzehnt ist der begrenzte Teil des zur Verwendung durch
solche Systeme zur Verfügung
stehende Teil des HF-Spektrums
zu einer kritischen Ressource geworden. CDMA-Techniken einsetzende drahtlose
Kommunikationssysteme bieten eine effiziente Nutzung des verfügbaren Spektrums
durch die Unterbringung von mehr Benutzern als TDMA- (Time Division
Multiple Access) und FDMA-Systeme (Frequency Division Multiple Access).
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In
einem CDMA-System wird derselbe Teil des Frequenzspektrums für die Kommunikation
von allen Teilnehmereinheiten genutzt. Typischerweise bedient eine
einzige Basisstation für
jeden geografischen Bereich mehrere Teilnehmereinheiten. Das Basisbanddatensignal
einer jeden Teilnehmereinheit wird durch eine Pseudozufallscodesequenz,
die als ein Spreizcode bezeichnet wird, multipliziert, der eine viel
höhere Übertragungsrate
als die Daten hat. Auf diese Weise wird das Teilnehmersignal über die
gesamte verfügbare
Bandbreite gespreizt. Einzelne Teilnehmereinheitskommunikationen
werden durch die Zuweisung eines eindeutigen Spreizcodes für jede Kommunikationsverbindung
unterschieden. Manchmal ist es in einem CDMA- System auch nützlich, Codes zu übertragen,
deren Länge
viel kürzer als
diejenige der üblichen
Spreizcodes ist.
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Auf
dem Gebiet von CDMA-Kommunikationssystemen ist es bekannt, ein Erfassungsverfahren
mit einem sequenziellen Wahrscheinlichkeitsverhältnistest (Sequential Probability
Ratio Test/SPRT) zur Erfassung der Übertragung eines kurzen Codes zu
verwenden. Bei Vorhandensein einer Interferenz der ständigen Wellen
(Continuous Wave/CW) kann die Verwendung bekannter SPRT-Erfassungsverfahren
zu einer großen
Anzahl von Erfassungen kurzer Codes führen. Diese falschen Erfassungen
verschlechtern die Systemleistung durch die Verzögerung der Erfassung gültiger kurzer
Codes.
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Für das SPRT-Erfassungsverfahren
ist eine Hintergrundrauschschätzung
nötig.
Die Hintergrundrauschschätzung
wird typischerweise durch das Anlegen eines langen Pseudozufalls-Spreizcodes
an einen RAKE-Entspreizer durchgeführt. Das Ausgangssignal des
RAKE-Entspreizers hat eine Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion
(Probability Distribution Function/PDF). Mit Bezug auf 1A zeigt
die Kurve 1 einen typischen PDF-Hintergrund für Rauschen,
der unter der Verwendung eines langen Pseudozufallsspreizcodes berechnet
wird, wenn es keine CW-Interferenz gibt. Die Kurve 3 zeigt
eine typische PDF unter der Anwesenheit eines gültigen erfassten Signals. Wenn
jedoch die CW-Interferenz während
der Übertragung
von kurzen Codes vorhanden ist, tritt die Hintergrundrauschen-PDF
in einer Kurve wie 2 auf, die gegenüber der Kurve 1 verschoben
ist und die ähnlich
einer PDF für
ein gültiges
erfasstes Signal, der Kurve 3, erscheint. Hierdurch verschiebt
sich die Rauschschätzung,
weil der kurze Code, der nicht vollständig zufällig ist, an den RAKE angelegt
wird und mit der repetitiven CW-Interferenz zu korrelieren beginnt.
Außerdem
wird aufgrund des Vorhandenseins einer CW-Interferenz bei einer
Verschiebung der Kurve 2 weiter zur Kurve 3 das SPRT-Erfassungsverfahren
ungültiges
Rauschen fälschlicherweise
als ein gültiges
Signal erfassen.
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In 1B ist
ein Blockdiagramm eines bekannten Erfassungssystems 10 für kurze
Codes gezeigt. Das Erfassungssystem 10 für kurze
Codes ist typischerweise in einer Basisstation zur Erfassung von
einer Teilnehmereinheit empfangener kurzer Codes angeordnet. Ein
kurze Codes, ständige
Welleninterferenz und andere Formen von Hintergrundrauschen enthaltendes
Signal wird über
die Detektoreingangsleitung 12 an das Erfassungssystem 10 für kurze
Codes angelegt und wird von einem Erfassungseingabeblock 14 empfangen.
Der Erfassungseingabeblock 14 enthält einen RAKE-Demodulator,
der M unterschiedliche Phasen aufweist. Der RAKE-Demodulator verarbeitet
das Eingabesignal, indem er es mit dem kurzen Pilotcode kombiniert.
Der Pilotcode ist ein Pseudozufallscode, der lokal von der Basisstation
erzeugt wird und von eine Anrufverbindung einrichtenden Teilnehmern
gesendet wird.
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Ein
erstes Ausgangssignal des Erfassungseingabeblocks 14 wird
an einen Erfassungsblock 16 des Erfassungssystems 10 angelegt.
Der Erfassungsblock 16 enthält ein SPRT-Erfassungsverfahren.
Das Ausgangssignal des Erfassungsblocks 16 erscheint auf
einer Entscheidungsleitung 20. Das Signal der Entscheidungsleitung 20 repräsentiert
eine Entscheidung des SPRT-Erfassungsverfahrens des Erfassungsblocks 16,
ob ein kurzer Code im vom Eingabeblock 14 empfangenen Signal
vorhanden ist.
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Ein
zweites Ausgangssignal des Eingangsblocks 14 wird an einen
Rauschschätzer
angelegt, der aus einem eigenen RAKE-Demodulator (AUX RAKE) besteht,
der einen langen Pseudozufallscode in Kombination mit dem Eingangssignal
verwendet, um eine Hintergrundrauschschätzung durchzuführen. Das
Ergebnis der in Block 18 durchgeführten Hintergrundrauschschätzung ist
eine PDF, die an das SPRT-Erfassungsverfahren
des Erfassungsblocks 16 angelegt wird.
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2 zeigt
ein bekanntes Erfassungsverfahren 40 für kurze Codes. Das Erfassungsverfahren 40 wird
zum Erfassen des Vorhandenseins in einem drahtlosen Kommunikationssystem übertragener kurzer
Codes verwendet. Zum Beispiel ist das Erfassungsverfahren 40 kurzer
Codes zum Betrieb im Erfassungsblock 16 des Erfassungssystems 10 für kurze
Codes zum Erfassen des Vorhandenseins kurzer Codes im Eingangssignal
der Eingangsleitung 12 geeignet.
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Die
Durchführung
des Erfassungsverfahrens 40 für kurze Codes beginnt am Starteingang 42 und schreitet
zum Schritt 44 fort, bei dem eine der M unterschiedlichen
Phasen des RAKE 14 ausgewählt wird. Dann geht das Erfassungsverfahren 40 für kurze
Codes zu Schritt 46 weiter, bei dem eine Hintergrundrauschschätzung, die
vom AUX RAKE (im Rauschschätzer 18 von 1B)
durchgeführt
wird, aktualisiert wird. Das Signal wird vom Rauschschätzer 18 an
den Erfassungsblock 16 angelegt. Bei der Schritt 50 wird
eine Abtastung des Signals von der ausgewählten Phase der Eingangsleitung 12,
das vom Eingangsblock 14 empfangen wird, zur Berechnung
gemäß dem Erfassungsverfahren 40 für kurze Codes
an den Erfassungsblock 16 angelegt.
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3A ist
eine graphische Darstellung 70 des Betriebs des Erfassungsverfahrens 40 für kurze Codes.
Ein Annahmeschwellenwert 74 und ein Rückweisschwellenwert 76 werden
zusammen mit zwei Likelihoodquotienten 80, 84 dargestellt.
Ein Likelihoodquotient ist eine Entscheidungsvariable, die dem Fachmann
wohl bekannt ist. Sie ist zur Bestimmung des Vorhandenseins eines
Signals in einem Kommunikationssystem nützlich. Die Likelihoodquotienten 80, 84 haben
Startwerte, die ungefähr
in der Mitte zwischen den Schwellenwerten 74, 76 liegen.
Sie werden durch das Erfassungsverfahren 40 für kurze Codes
zum Vergleich mit den Schwellenwerten 74, 76 wiederholt
nachgestellt, um die Anwesenheit kurzer Codes zu bestimmen.
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Auch
wenn die Startwerte der Likelihoodquotienten 80, 84 ungefähr in der
Mitte zwischen den Schwellenwerten 74, 76 liegen,
werden an den Likelihoodquotienten 80, 84 Einstellungen
vorgenommen, die je nach den Berechnungen des Erfassungsverfahrens 40 positiv
oder negativ sein können. Wenn
der Likelihoodquotient einer Phase größer wird und sich in der Richtung
des Annahmeschwellenwerts 74 bewegt, dann kann mit größerer Wahrscheinlichkeit
angenommen werden, dass ein kurzer Code vorhanden ist. Wenn ein
Likelihoodquotient den Annahmeschwellenwert 74 überschreitet,
kann mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit angenommen
werden, dass ein kurzer Code in der Phase vorhanden ist. Wenn der
Likelihoodquotient kleiner wird und sich in der Richtung des Rückweisschwellenwerts 76 bewegt,
kann mit größer werdender
Wahrscheinlichkeit angenommen werden, dass kein kurzer Code in der
Phase vorhanden ist. Wenn ein Likelihoodquotient den Rückweisschwellenwert 76 unterschreitet,
kann mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit angenommen
werden, dass kein kurzer Code vorhanden ist.
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Wir
kommen auf 2 zurück, bei der der Likelihoodquotient
der aktuellen Phase bei Schritt 54 aktualisiert wird. Dem
Fachmann wird verständlich sein,
dass ein solcher Likelihoodquotient für jede der M unterschiedlichen
Phasen des RAKE berechnet wird. Der Likelihoodquotient der aktuellen
Phase wird angesichts der Hintergrundrauschschätzung von Schritt 46 berechnet
und die Eingangsabtastung wird bei Schritt 50 vorgenommen.
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Bei
Schritt 56 wird festgestellt, ob die Likelihoodquotienten
aller M Phasen unterhalb des Rückweisschwellenwerts 76 sind.
Wenn nur einer der Likelihoodquotienten über dem Rückweisschwellenwert 76 ist,
dann ist es möglich,
dass in der empfangenen Übertragung
ein kurzer Code vorhanden ist. In diesem Fall schreitet die Ausführung des
Erfassungsverfahrens 40 für kurze Codes zu Schritt 58 fort.
Bei Schritt 58 wird festgestellt, ob einer der vom Erfassungsverfahren 40 berechneten
Likelihoodquotienten über
dem Annahmeschwellenwert 74 ist. Wenn, wie bei Schritt 58 festgestellt,
ein Likelihoodquotient über
dem Annahmeschwellenwert 74 ist, wird bei Schritt 60 bestimmt,
dass ein kurzer Code vorhanden ist. Wenn das Erfassungsverfahren
40 im Erfassungsblock 16 des Kurzcodeerfassungssystems 10 betrieben
wird, kann diese Entscheidung mittels der Entscheidungsleitung 20 angezeigt
werden.
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Wenn,
wie bei Schritt 56 festgestellt, alle Likelihoodquotienten
unter dem Rückweisschwellenwert 76 sind,
dann kann man sich sicher sein, dass in keiner der M Phasen des
empfangenen Signals ein kurzer Code vorhanden ist. Dementsprechend
geht das Erfassungsverfahren 40 zu Schritt 52 weiter,
in dem die Likelihoodquotienten aller M Phasen gelöscht werden.
Die Phase des lokalen Spreizcodes, des Pilotcodes, wird in Schritt 48 zur
Verwendung mit dem RAKE vorgerückt
und in Schritt 44 wird die nächste RAKE-Phase ausgewählt.
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Wenn,
wie in Schritt 58 festgestellt, ein Likelihoodquotient über dem
Rückweisschwellenwert 76 ist,
jedoch kein Likelihoodquotient über
dem Annahmeschwellenwert 74 ist, schlägt das Erfassungsverfahren 40 den
Pfad 59 ein, in dem eine neue Abtastung der Signalphase
erhalten wird (Schritt 50). Das wiederholte Abzweigen des
Erfassungsverfahrens 40 über den Pfad 59 zum
Erhalten und Verarbeiten neuer Abtastungen in dieser Art und Weise
führt zur Veränderung
der verschiedenen Likelihoodquotienten entweder zu den Schwellenwerten 74, 76 hin oder
von diesen weg. Das Erfassungsverfahren 40 für kurze
Codes beschreitet wiederholt den Pfad 59, bis entweder
1) einer der Likelihoodquotienten den Annahmeschwellenwert 74 überschreitet;
oder 2) alle Likelihoodquotienten den Rückweisschwellenwert 76 unterschreiten.
Nur wenn eines dieser beiden Ereignisse eintritt, kann mit genügender Sicherheit
ausgesagt werden, ob ein kurzer Code vorhanden ist oder nicht. Die
Anzahl von Abtastungen, die dafür
erforderlich ist, dass eines dieser beiden Ereignisse eintritt,
stellt ein Maß für den Wirkungsgrad
des Erfassungsverfahrens 40 für kurze Codes dar.
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Ein
wiederholtes Abzweigen über
dem Pfad 59 kann entweder eine größere Wahrscheinlichkeit oder
eine kleinere Wahrscheinlichkeit dafür liefern, dass ein kurzer
Code vorhanden ist. Zum Beispiel verursacht im Fall des in 3A gezeigten
ersten Likelihoodquotienten 80 das wiederholte Abzweigen über dem
Pfad 59 eine Veränderung
des Likelihoodquotienten 80 allgemein in der Richtung des
Rückweisschwellenwerts 76.
Wenn eine fortgesetzte Durchführung
der Vorgänge
des Erfassungsverfahrens 40 dazu führt, dass der Likelihoodquotient 80 den
Rückweisschwellenwert 76 unterschreitet,
dann kann mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit davon
ausgegangen werden, dass in der aktuellen Phase kein kurzer Code
vorhanden ist. Ein wiederholtes Abzweigen in den Pfad 59 kann
auch zu einer größeren Wahrscheinlichkeit
führen,
dass ein kurzer Code vorhanden ist. Zum Beispiel führen im Fall
des in 3A gezeigten zweiten Likelihoodquotienten 84 wiederholte
Abtastungen zu einer Einstellung des Likelihoodquotienten 84 allgemein
in der Richtung des Annahmeschwellenwerts 74. Wenn ein wiederholtes
Abzweigen über
den Pfad 59 dazu führt, dass
der Likelihoodquotient 84 den Annahmeschwellenwert 74 überschreitet,
kann mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen
werden, dass in der aktuellen Phase ein kurzer Code vorhanden ist.
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7 zeigt
die benötigte
durchschnittliche Anzahl von Abtastungen, wenn das Erfassungsverfahren 40 verwendet
wird, um unter der Anwesenheit von CW-Interferenz einen kurzen Code
zu akquirieren. Die Darstellung zeigt, dass die zum Akquirieren eines
kurzen Codes benötigte
Anzahl von Abtastungen dramatisch ansteigt, wenn die Amplitude der CW-Interferenz
größer als
0,2 mal die Stärke
des Hintergrundrauschens ist. Der Abfall in der Anzahl von Abtastungen,
der für
CW-Interferenz gezeigt ist, die größer als 0,6 mal die Stärke des
Hintergrundrauschens ist, zeigt keine verbesserte Kurzcode-Erfassungsleistung
an, sondern spiegelt lediglich die Tatsache wider, dass an diesem
Punkt die falschen Erfassungen beginnen.
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Wie
in 7 gezeigt, vergrößern niedrige Pegel der CW-Hintergrundinterferenz
die Kurzcode-Akquisitionszeit, wenn ein herkömmliches SPRT-Verfahren verwendet
wird, wie zum Beispiel das Erfassungsverfahren 40. Außerdem verursachen hohe
Pegel der CW-Interferenz falsche Erfassungen von kurzen Codes, was
auch zu einer unakzeptabel langen Akquisitionszeit zum Erfassen
eines gültigen kurzen
Codes führen
kann. Der Anmelder hat einen Bedarf nach einem Kurzcode-Erfassungsverfahren erkannt,
das zuverlässig
und schnell die Anwesenheit kurzer Codes in einer CDMA-Übertragung erfassen kann, die
CW-Hintergrundrauschen enthält.
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Das
US-Patent Nr. 5,796,776 offenbart ein System, das ein herkömmliches
SPRT-Verfahren zum Erfassen des Vorhandenseins eines gültigen Codes
verwendet. Dieses Patent offenbart auch die Verwendung kurzer oder
langer Codes. In gleicher Weise offenbart die PCT-Anmeldung Nr.
WO 97/50194 ein System, das kurze Codes zum Steuern des anfänglichen
Hochfahrens der Leistung in einem CDMA-System verwendet.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist Verfahren zum Empfangen eines in einem CDMA-Verfahren einsetzenden
Kommunikationssystem gesendeten Signals vorgesehen, wobei das gesendete
Signal mehrere kurze Codes enthält, von
denen jeder über
einen festen Zeitraum wiederholt gesendet wird. Das Verfahren ist
bei der Abweisung von CW-Interferenz besonders nützlich, die mit dem übertragenen Signal
empfangen werden kann. Das Verfahren enthält auch die Verwendung eines SPRT
zum Erfassen des Vorhandenseins des kurzen Codes in mehreren Phasen
des empfangenen Signals durch Berechnen eines Likelihoodquotienten
für jede
Phase. Für
jede untersuchte Signalphase wird der Likelihoodquotient aktualisiert,
bis sein Wert entweder einen Schwellenwert erreicht, der das Vorhandensein
eines erfassten kurzen Codes anzeigt oder einen Schwellenwert erreicht,
der die Abwesenheit eines kurzen Codes anzeigt. Ein Likelihoodquotient ist
ein Vergleich der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (Probability
Distribution Function/PDF) des Signals mit einer Hintergrundrauschen-PDF.
Die PDFs werden durch Anwenden des Signals auf einen RAKE-Entspreizer
berechnet. Die Hintergrundrauschen-PDF wird durch Kombinieren des
aktuellen kurzen Pilotcodes mit dem Eingabesignal im RAKE berechnet.
Wenn sich der Pilotcode ändert,
wird eine neue Hintergrundrauschen-PDF berechnet.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1A stellt
die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktionen für empfangene Signale und für Hintergrundrauschen
dar;
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1B ist
ein Erfassungssystem für
kurze Codes des Standes der Technik;
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2 ist
ein Flussdiagramm eines Erfassungsverfahrens für kurze Codes des Standes der Technik,
das zur Verwendung in einer Kurzcodeerfassung unter der Verwendung
des Erfassungssystems für
kurze Codes von 1B geeignet ist;
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3A stellt
die Likelihoodquotienten und Entscheidungsschwellenwerte dar, die
zur Verwendung in einem Erfassungsverfahren für kurze Codes geeignet sind;
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3B ist
ein Blockdiagramm kurzer Codes;
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4A ist
die bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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4B ist
ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Erfassungsverfahrens für kurze
Codes;
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5 ist
eine Kurvendarstellung der Wahrscheinlichkeit des Auslösens eines
falschen Alarms des bekannten Erfassungsverfahrens für kurze
Codes von 1;
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6 ist
eine Kurvendarstellung der Wahrscheinlichkeit des Auslösens eines
falschen Alarms des Erfassungsverfahrens für kurze Codes von 4;
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7 ist
eine Kurvendarstellung der durchschnittlichen benötigten Anzahl
von Abtastungen bei dem Erfassungsverfahren für kurze Codes des Standes der
Technik von 1; und
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8 ist
eine Kurvendarstellung der durchschnittlichen benötigten Anzahl
von Abtastungen bei dem Erfassungsverfahren für kurze Codes von 4.
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Detaillierte
Beschreibung der Zeichnungen
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Es
folgt eine Beschreibung der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen,
in denen die gleichen Bezugszeichen durchwegs die gleichen Elemente
kennzeichnen.
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In 4A ist
ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Erfassungssystems 400 für kurze Codes
gezeigt. Ein kurze Codes, ständige
Welleninterferenz und andere Formen von Hintergrundrauschen enthaltendes
Signal wird über
eine Erfassungseingangsleitung 412 an das Erfassungssystem 400 für kurze
Codes angelegt und von einem Erfassungseingabeblock 414 empfangen.
Der Erfassungseingabeblock 414 enthält einen RAKE-Demodulator, der
M unterschiedliche Phasen aufweist.
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Ein
erstes Ausgangssignal des Erfassungseingabeblocks 414 wird
an einen Erfassungsblock 416 des Erfassungssystems 400 angelegt.
Der Erfassungsblock 416 enthält ein SPRT-Erfassungsverfahren.
Das Ausgangssignal des Erfassungsblocks 416 erscheint auf
einer Entscheidungsleitung 420. Das Signal der Entscheidungsleitung 420 repräsentiert
eine Entscheidung vom SPRT-Erfassungsverfahren des Erfassungsblocks 416,
ob im vom Eingangsblock 414 empfangenen Signal ein kurzer Code
vorhanden ist. Ein zweites Ausgangssignal des Erfassungseingabeblocks 414 wird
an einen Rauschschätzer 418 angelegt,
der einen eigenen RAKE-Demodulator (AUX RAKE) enthält, der
denselben kurzen Code verwendet, der vom Teilnehmer gesendet wird.
Wie im Folgenden noch im Einzelnen erläutert werden wird, wird die
Körper-
und Rauschschätzung im
Erfassungsblock 416 vom SPRT-Erfassungsverfahren verwendet,
um die Anwesenheit eines gültigen
Signalcodes genauer zu erfassen.
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In 4B ist
ein Erfassungsverfahren 100 für kurze Codes gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Das Erfassungsverfahren 100 für kurze
Codes kann in einem in 4A gezeigten Erfassungssystem 400 für kurze
Codes eingesetzt werden, um die Anwesenheit kurzer Codes 88a–c in den
verschiedenen Phasen eines empfangenen Signals zu erfassen. Die
Ausführung
des Erfassungsverfahrens 100 für kurze Codes beginnt bei Schritt 102 und schreitet
zu Schritt 104 fort, in dem eine Hintergrundrauschschätzung durchgeführt wird.
Die Hintergrundrauschschätzung
wird durch Kombinieren des Eingangssignals mit dem kurzen Code im
RAKE 414 berechnet; der derselbe kurze Code ist, der vom
Teilnehmer zur Einleitung einer Verbindungseinrichtung mit der Basisstation
verwendet wird.
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In 3B ist
ein Blockdiagramm 86 kurzer Codes 88a–c gezeigt,
die vom Teilnehmer zur Übertragung
zur Basisstation verwendet werden. Zum Beispiel wird ein erster
kurzer Code 88a für
eine Zeitdauer von 3 ms als Eingabe an den Pilot-RAKE verwendet.
Wenn das Pilotsignal innerhalb dieses Zeitraums von 3 ms nicht von
der Basisstation erfasst wurde, wird der kurze Code 88a zu
einem neuen kurzen Code 88b aktualisiert. Zur Aktualisierung
des Codes ist ein Aktualisierungszeitraum 92b notwendig. Kurze
Codes werden alle 3 ms aktualisiert, um unerwartete ungünstige Kreuzkorrelationseffekte
zu vermeiden.
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Wie
im Einzelnen noch zu beschreiben sein wird, wird jedes Mal, da sich
der zur Erfassung des Pilotcodes verwendete kurze Codes 88a–c ändert, eine neue
Hintergrundrauschschätzung
berechnet. Die Verwendung periodisch aktualisierter kurzer Codes
durch die vorliegende Erfindung zum Schätzen von Hintergrundrauschen
erzeugt eine PDF, die dem tatsächlichen
Hintergrundrauschen ähnlicher
ist, auch wenn eine Interferenz der ständigen Wellen vorhanden ist.
Wie außerdem
in 1 zu sehen ist, ist die Kurve 2,
die das Hintergrundrauschen in der Anwesenheit einer CW-Interferenz
repräsentiert,
besser von der Kurve 3 unterscheidbar, die ein gültiges Signal
repräsentiert.
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In
Schritt 108 werden mehrere Phasen M des RAKE 14 ausgewählt und
wird in Schritt 116 eine Signalabtastung für jede Phase
erhalten. Das (empfangene) Eingangssignal wird unter der Verwendung
der M unterschiedlichen Phasen des kurzen Pilotcodes beim RAKE entspreizt.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die bevorzugte Anzahl von Phasen
M des RAKE 14 acht. Es versteht sich jedoch, dass auch eine
beliebige andere Anzahl ausgewählt
werden kann. Der Likelihoodquotient für jede der M-Phasen gemäß der Hintergrundrauschschätzung von
Schritt 104 und den neuen Abtastungen von Schritt 116 wird bei
Schritt 128 berechnet. Da die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung acht Phasen des RAKE 14 verwendet,
werden für
jede Phase die Berechnungen parallel durchgeführt. Dementsprechend werden
acht getrennte Likelihoodquotienten berechnet und unterhalten. Bei
Schritt 138 wird festgestellt, ob die Likelihoodquotienten
aller M Phasen unter dem Rückweisschwellenwert 76 sind.
Wenn die Feststellung 138 negativ ist, kann in mindestens
einer der M Phasen ein kurzer Code vorhanden sein. In diesem Fall
wird eine weitere Feststellung 144 getroffen, ob einer
der Likelihoodquotienten über
dem Annahmeschwellenwert 74 ist. Wenn die Feststellung 144 positiv
ist, ist ein kurzer Code vorhanden, und die Ausführung des Erfassungsverfahrens 100 für kurze Codes
schreitet zu Schritt 152 fort, der anzeigt, dass das Pilotsignal
akquiriert wurde.
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Wenn,
wie bei Schritt 138 festgestellt, alle Likelihoodquotienten
unter dem Rückweisschwellenwert 76 sind,
kann mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit angenommen
werden, dass in keiner der aktuellen M-Phasen ein kurzer Code vorhanden ist.
Unter diesen Umständen
schreitet das Erfassungsverfahren 100 über den Zweig 140 zum Schritt 134 fort.
Beim Schritt 134 wird festgestellt, ob der Zeitraum von
3 ms abgelaufen ist.
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Der
Zeitraum von 3 ms beim Entscheidungsschritt 134 ist mit
den Änderungen
der von der Teilnehmereinheit verwendeten kurzen Codes zum Akquirieren
des Pilotsignals synchronisiert. Die Verwendung des Zeitraums von
3 ms in der vorliegenden Beschreibung dient lediglich als Beispiel.
Dem Fachmann wird klar sein, dass der zum Aktualisieren der kurzen
Codes zum Akquirieren des Pilotsignals verwendete Zeitraum derselbe
Zeitraum ist, der gemäß dem vorliegenden
erfindungsgemäßen Verfahren zum
Aktualisieren des Hintergrundrauschens verwendet wird. Der spezifische
Zeitraum ist für
die vorliegende Erfindung nicht wesentlich.
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Wenn,
wie beim Entscheidungsschritt 134 festgestellt, der Zeitraum
von 3 ms noch nicht abgelaufen ist, wird die Erfassung unter der
Verwendung derselben Hintergrundrauschschätzung fortgeführt. Unter
diesen Umständen
geht die Ausführung
des Erfassungsverfahrens 100 für kurze Codes direkt zum Schritt 120 weiter,
bei dem alle Likelihoodquotienten der aktuellen M Phasen gelöscht werden. Dann
wird bei Schritt 112 die Codephase vorgerückt und
M neue Phasen werden verarbeitet, wobei der Schritt 108 und
das Erfassungsverfahren 100 für kurze Codes wiederholt wird.
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Wenn,
wie bei Schritt 134 festgestellt, der Zeitraum von 3 ms
abgelaufen ist, wird die Zeituhr zurückgestellt, und, wie bei Schritt 132 gezeigt,
eine schnelle Aktualisierung der Hintergrundrauschschätzung durchgeführt. Die
Hintergrundrauschschätzung wird
in einer Art und Weise durchgeführt,
die schon für
Schritt 104 beschrieben wurde, bei der ein neuer kurzer
Code verwendet wird. Der Ablauf des Zeitraums von 3 ms fällt mit
der Verwendung des neuen kurzen Codes zusammen.
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Da
wieder mit Bezug auf 3B am Beginn der Verwendung
eines neuen kurzen Codes 88a–c jeder kurze Code 88a–c einen
entsprechenden Aktualisierungszeitraum 92a–c hat,
wird die in Schritt 132 beschriebene Hintergrundrauschschätzungsaktualisierung
während
des entsprechenden Aktualisierungszeitraums 92a–c für diesen
kurzen Code durchgeführt.
Die Abtastung von Schritt 132 sollte sehr schnell nach
Ablauf des Zeitraums erhalten werden. In der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird die Abtastung innerhalb weniger Symbolperioden
seit der Verwendung eines neuen kurzen Codes 88a–c erhalten.
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Das
vorliegende erfindungsgemäße Verfahren
zum Aktualisieren des Hintergrundrauschens führt dazu, dass die Vorgänge des
Erfassungsverfahrens 100 für kurze Codes nach einer Menge
von Abtastungen durchgeführt
wird, die eine Rauschschätzung
haben, welche den selben Kurzcodezeitschlitz verwendet wie die Abtastung.
Die Verwendung einer Rauschschätzung
aus demselben Zeitschlitz wie die Abtastung verbessert die Genauigkeit
des Erfassungsverfahrens 100 für kurze Codes. Die Hintergrundrauschschätzung wird
in Schritt 124 zum Aktualisieren einer Hintergrundrauschen-PDF
verwendet. Bei Schritt 120 werden alle Likelihoodquotienten
gelöscht.
Die lokale Codephase wird bei Schritt 112 vorgerückt, und
eine neue Phase und eine neue Abtastung werden verarbeitet, wodurch
wieder bei Schritt 108 eingesetzt wird und das Erfassungsverfahren 100 für kurze
Codes erneut wiederholt wird.
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Wenn
wieder mit Bezug auf 4B, wie bei Schritt 144 festgestellt,
ein Likelihoodquotient über dem
Rückweisschwellenwert 76 ist,
jedoch keine Likelihoodquotienten über dem Annahmeschwellenwert 74 sind,
schreitet die Ausführung
des Erfassungsverfahrens 100 für kurze Codes über den Zweig 150 zu
Schritt 148 fort. Bei Schritt 148 wird festgestellt,
ob der Zeitraum von 3 ms abgelaufen ist. Wenn der Zeitraum von 3
ms nicht abgelaufen ist, wird das Erfassungsverfahren 100 weiter
mit der aktuellen Hintergrundrauschschätzung betrieben, und bei Schritt 116 wird
für jede
der M Phasen eine neue Abtastung erhalten. Wenn der Zeitraum von
3 ms abgelaufen ist, dann zeigt dies an, dass ein neuer kurzer Code
verwendet wird. Demnach wird der Zeitgeber rückgesetzt und in Block 146 eine
schnelle Aktualisierung des Hintergrundrauschens durchgeführt, in Schritt 142 die
Hintergrundrauschschätzung
eingestellt und in Schritt 160 eine neue Abtastung für jede Phase
vorgenommen.
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Wie
oben beschrieben, wird während
eines jeden Durchgangs des Erfassungsverfahrens 100 der
Zeitraum von 3 ms überprüft, ob die
Ausführung des
Erfassungsverfahrens 100 den Zweig 140 durchläuft, bei
dem alle aktuellen Likelihoodquotienten den Rückweisschwellenwert unterschritten
haben, oder ob die Ausführung
den Zweig 150 einschlägt,
bei dem keine aktuellen Likelihoodquotienten den Annahmeschwellenwert überschritten
haben.
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Mit
Bezug auf die Kurvendarstellung 180 von 5 stellt
die Kurve 180 die Wahrscheinlichkeit einer falschen Akquisition
durch ein Erfassungsverfahren 40 für kurze Codes des Standes der
Technik für mehrere
Werte von CW-Stärken
dar. Die Wahrscheinlichkeit einer falschen Akquisition durch das Erfassungsverfahren 40 für kurze
Codes des Standes der Technik beginnt stark anzusteigen, wenn die CW-Interferenz
0,5 mal der normalisierte Wert des Hintergrundrauschens ist, und
erreicht 100%, wenn CW 0,8 mal der Wert des Hintergrundrauschens
ist.
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Im
Gegensatz dazu stellt gemäß 6 eine zweite
Kurve 200 die Wahrscheinlichkeit einer falschen Akquisition
durch das vorliegende erfindungsgemäße Erfassungsverfahren 100 für kurze
Codes für
mehrere CW-Stärken dar.
Es ist gezeigt, dass die Wahrscheinlichkeit einer falschen Akquisition
durch das Erfassungsverfahren 100 für kurze Codes im Wesentlichen
null ist, auch wenn die CW-Interferenz vier mal der Wert des Hintergrundrauschens
ist. Die vorliegende Erfindung stellt daher eine beträchtliche Verbesserung
der falschen Akquisitionsleistung gegenüber dem Erfassungsverfahren 40 für kurze
Codes des Standes der Technik dar.
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Mit
Bezug auf die 7 und 8 sind zwei Kurven 220, 240 gezeigt,
welche die durchschnittliche Abtastungsanzahl darstellen, die von
den Erfassungsverfahren 40 bzw. 100 für kurze
Codes für
die Entscheidung benötigt
werden, ob ein kurzer Code vorhanden ist. Dem Fachmann wird klar
sein, dass je kleiner die Anzahl der zur Treffung dieser Entscheidung
benötigten
Abtastungen ist, desto besser die Leistung des Verfahrens ist. Mit
einer Vergrößerung der
Stärke
der Interferenz der ständigen
Wellen erfordert das Erfassungsverfahren 40 für kurze
Codes des Standes der Technik wesentlich mehr Abtastungen, um einen
kurzen Code zu erfassen. Wie in 7 gezeigt, kann
die durchschnittliche Abtastungsanzahl um eine Größenordnung
ansteigen, wenn die Stärke der
CW-Interferenz erhöht
wird. Der Abfall in der Anzahl von Abtastungen, der in der Kurve 220 für CW-Interferenz
größer als
0,6 mal die Stärke
des Hintergrundrauschens gezeigt ist, steht nicht für eine bessere
Leistung bei der Erfassung kurzer Codes, sondern spiegelt vielmehr
die Tatsache wider, dass bei diesem Punkt die falschen Erfassungen
einsetzen.
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Im
Gegensatz dazu bleibt, wie in 8 gezeigt,
die vom Erfassungsverfahren 100 der vorliegenden Erfindung
benötigte
durchschnittliche Anzahl von Abtastungen über einen großen Bereich
der Stärke
der ständigen
Welleninterferenz im Wesentlichen konstant. Außerdem bleibt die benötigte Anzahl von
Abtastungen für
das Erfassungsverfahren 100 für CW-Stärken, die viel höher als
diejenigen sind, die beim Erfassungsverfahren 40 des Standes
der Technik eine abrupte Erhöhung
der Abtastungszahlen verursacht haben, wesentlich geringer. Durch
die vorliegende Erfindung werden falsche Anzeigen von kurzen Codes
fast ausgeschlossen.
-
Die
vorausgehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen wurde gegeben,
um es einem Fachmann zu ermöglichen,
die vorliegende Erfindung herzustellen und zu nutzen. Die verschiedensten
Modifikationen an den gezeigten Ausführungsformen werden dem Fachmann
in einfacher Weise verständlich
sein, und die hier definierten gattungsgemäßen Prinzipien können auch
auf andere Ausführungsformen
angewendet werden, ohne dass dadurch ein erfinderischer Beitrag
geleistet wird. Daher ist nicht beabsichtigt, dass die vorliegende
Erfindung auf die gezeigten Ausführungsformen
eingeschränkt
ist, sondern sie soll vielmehr den Umfang der beiliegenden Ansprüche bekommen.