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I. Gebiet
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft Kommunikationstelefonsysteme. Insbesondere betrifft
die Erfindung die Signalsuche in einem drahtlosen Kommunikationssystem.
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II. Hintergrund der Erfindung
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Ein
drahtloses Kommunikationssystem kann mehrere entfernte Einheiten
und mehrere Basisstationen aufweisen. 1 stellt
beispielhaft ein Ausführungsbeispiel
eines terrestrischen drahtlosen Kommunikationssystems dar mit drei
entfernten Einheiten 10A, 10B und 10C und
zwei Basisstationen 12. In 1 sind die
entfernten Einheiten gezeigt als Mobiltelefoneinheiten, installiert
in einem Auto 10A, einem portablen entfernten Computer 10B und
einer ortsfesten Einheit 10C wie sie in einem drahtlosen
Lokal Loop oder Ablesesystem gefunden werden. Entfernte Einheiten
können
von jedem Typ von Kommunikationseinheit wie beispielsweise in der
Hand gehaltene persönliche
Kommunikationssystemeinheiten, portable Dateneinheiten wie persönlicher
Datenassistent, oder ortsfeste Dateneinheiten wie eine Ableseausrüstung sein. 1 zeigt
eine Vorwärtsverbindung 14 von
der Basisstation 12 zu den entfernten Einheiten 10 und
eine Rückverbindung 16 von
den entfernten Einheiten 10 zu den Basisstationen 12.
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Kommunikation
zwischen entfernten Einheiten und Basisstationen kann über den
drahtlosen Kanal unter Verwendung einer Vielzahl von mehreren Zugriffstechniken
erreicht werden, welche eine große Anzahl von Benutzern in
einem begrenzten Frequenzspektrum ermöglichen. Diese mehreren Zugriffstechniken
umfassen Zeitmultiplex-Vielfachzugriff (TDMA = time division multiple
access), Frequenzmultiplex-Vielfachzugriff (FDMA = frequency division
multiple access) und Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA = code
division multiple access). Ein Industriestandard für CDMA wird
in dem TIA/EIA Übergangsstandard,
benannt „Mobile
Station – Base Station
Computability Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular
System", TIA/EIA/IS-95
und deren Nachkommen (hierin kollektiv bezeichnet als IS-95) angegeben.
Zusätzliche
Informationen betreffend ein CDMA Kommunikationssystem ist in U.S.
Patent Nummer 4,901,307, benannt „SPREAD SPECTRUM MULTIPLE
ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS" (das "307 Patent), welches
dem Bevollmächtigten
der vorliegenden Erfindung zugeordnet ist, offenbart.
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In
dem '307 Patent
ist eine Vielfachzugriffstechnik offenbart wobei eine große Anzahl
von Mobiltelefonsystembenutzern, welche jeweils einen Transceiver
haben, durch Basisstationen unter Verwendung von CDMA Spreizspektrumkommunikationssignalen
kommuniziert. Die CDMA Modulationstechniken, welche in dem '307 Patent offenbart
sind, bieten viele Vorteile gegenüber anderen Modulationstechniken
welche in drahtlosen Kommunikationssystemen verwendet werden, wie
TDMA und FDMA. Zum Beispiel erlaubt CDMA, dass das Frequenzspektrum mehrere
Male erneut verwendet wird wodurch eine Erhöhung in der Benutzerkapazität des Systems
erlaubt wird. Zusätzlich
erlaubt die Verwendung von CDMA Techniken, dass die speziellen Probleme
des terrestrischen Kanals durch Milderung der ungünstigen
Effekte des Mehrwegs, zum Beispiel Fading, gelöst werden, während auch
die Vorteile davon ausgenützt
werden.
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In
einem drahtlosen Kommunikationssystem kann sich ein Signal über mehrere
verschiedene Ausbreitungspfade ausbreiten, wenn es zwischen Basisstationen
und entfernten Einheiten gesendet wird. Das Signal, welches durch
die Mehrwegcharakteristik des drahtlosen Kanals erzeugt wird ist
eine Herausforderung für
das Kommunikationssystem. Eine Charakteristik eines Mehrwegkanals
ist die Zeitspreizung welche in einem Signal, welches durch den
Kanal gesendet wird eingefügt
wird. Wenn zum Beispiel ein idealer Impuls über einen Mehrwegkanal gesendet
wird erscheint das empfangene Signal als ein Strom von Pulsen. Eine
andere Charakteristik eines Mehrwegkanals ist, dass jeder Pfad durch
den Kanal einen unterschiedlichen Abschwächungsfaktor verursachen kann.
Wenn zum Beispiel ein idealer Impuls über einen Mehrwegkanal gesendet
wird hat im Allgemeinen jeder Puls des empfangenen Stroms von Pulsen
eine unterschiedliche Signalstärke
als die anderen empfangenen Pulse. Noch eine andere Charakteristik
des Mehrwegkanals ist, dass jeder Weg durch den Kanal eine unterschiedliche
Phase des Signals verursachen kann. Wenn zum Beispiel ein idealer
Impuls über
einen Mehrwegkanal gesendet wird hat im Allgemeinen jeder Puls des
empfangenen Stroms von Pulsen eine unterschiedliche Phase als andere
empfangene Pulse.
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In
dem drahtlosen Kanal wird der Mehrweg durch Reflektion des Signals
von Hindernissen in der Umgebung wie zum Beispiel Gebäude, Bäume, Autos
und Menschen erzeugt. Dementsprechend ist der drahtlose Kanal im
Allgemeinen ein Zeit variierender Mehrwegkanal aufgrund der relativen
Bewegung der Strukturen welche den Mehrweg erzeugen. Wenn zum Beispiel
ein idealer Impuls über
den Zeit variierenden Mehrwegkanal gesendet wird wechselt der empfangene
Strom von Pulsen in der Zeitverzögerung,
Dämpfung
und Phase als eine Funktion der Zeit, in welcher der ideale Impuls
gesendet wird.
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Die
Mehrwegcharakteristika eines Kanals können das Signal, welches durch
die entfernte Einheit empfangen wird, beeinflussen, und führen unter anderem
zu Fading des Signals. Fading bzw. Schwund ist das Ergebnis der
Phasencharakteristika des Mehrwegkanals. Ein Schwund tritt auf wenn Mehrwegvektoren
sich destruktiv addieren, was zu einem empfangenen Signal führt, welches
in der Amplitude kleiner ist als jeder individuelle Vektor. Wenn zum
Beispiel eine Sinuswelle durch einen Mehrwegkanal gesendet wird
welcher zwei Pfade hat, wobei der erste Pfad einen Abschwächungsfaktor
von X dB, eine Zeitverzögerung
von δ mit
einem Phasenversatz von θ Radiant,
und der zweite Pfad einen Abschwächungsfaktor
von X dB, eine Zeitverzögerung
von δ mit
einem Phasenversatz von θ plus π Radiant,
hat, wird kein Signal an dem Ausgang des Kanals empfangen, weil
sich die beiden Signale, welche in der Amplitude gleich sind und
in der Phase entgegengesetzt, gegenseitig auslöschen. Somit kann Fading einen
starken negativen Effekt auf die Performance eines drahtlosen Kommunikationssystems
haben.
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Ein
CDMA Kommunikationssystem ist optimiert zum Betrieb in einer Mehrwegumgebung.
Zum Beispiel sind die Vorwärtsverbindungs-
und die Rückverbindungssignale
mit einer Hochfrequenzpseudorauschen (PN = pseudo noise) Sequenz
moduliert. Die PN Modulation erlaubt, dass die vielen verschiedenen
Mehrweginstanzen des gleichen Kanals separat durch die Verwendung
eines „Rake" Empfänger Designs
empfangen werden können.
In einem Rakeempfänger
kann jedes Element innerhalb eines Satzes von Demodulationselementen
zu einer individuellen Mehrweginstanz eines Signals zugeordnet werden.
Die demodulierten Ausgaben der Demodulationselemente werden dann
kombiniert um ein kombiniertes Signal zu generieren. Somit müssen alle Mehrwegsignalinstanzen
zusammen faden bevor das kombinierte Signal einen tiefen Schwund
erfährt.
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In
der entfernten Einheit wird ein Mikroprozessor verwendet um Demodulationselemente
zu den verfügbaren
Mehrwegsignalinstanzen zuzuordnen. Eine Suchmaschine wird verwendet
um Daten betreffend der Mehrwegkomponenten des empfangenen Signals
zu dem Mikroprozessor zu liefern. Die Suchmaschine misst die Ankunftszeit
und die Amplitude der Mehrwegkomponenten eines Pilotsignals, welches
durch die Basisstationen gesendet wurde. Der Effekt der Mehrwegumgebung
ist der Gleiche auf das Pilotsignal und das Datensignal. Die Bestimmung
des Effekts der Mehrwegumgebung auf das Pilotsignal erlaubt dem
Mikroprozessor Demodulationselemente zu den Mehrwegsignalinstanzen
des Datenkanals zuzuordnen.
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Die
Suchmaschine bestimmt die Mehrwegkomponenten des Pilotsignals durch „Suchen" durch eine Sequenz
von potentiellen Wegversatzen und Messung der Energie des Pilotsignals
welches bei jedem der potentiellen Wegversatze empfangen wurde.
Der Mikroprozessor wertet die Energie, welche mit einem potentiellen
Versatz assoziiert ist, aus, und wenn sie eine bestimmte Schwelle übersteigt,
weist er ein Signaldemodulationselement zu diesem Versatz zu. Ein
Verfahren und eine Vorrichtung von Demodulationselementzuweisung
basierend auf Suchenergiepegeln ist offenbart in U.S. Patent Nummer 5,490,165,
benannt „DEMODULATION
ELEMENT AS SIGNMENT IN A SYSTEM CAPABLE OF RECEIVING MULTIPLE SIGNALS", zugeordnet zu den
Bevollmächtigten
der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt
einen exemplarischen Satz von Mehrwegsignalinstanzen eines einzigen
Pilotsignals von einer Basisstation, welche bei einer entfernten Einheit
ankommen. Die vertikale Achse repräsentiert die empfangene Leistung
in Dezibels (dB). Die horizontale Achse repräsentiert die Verzögerung in
der Ankunftszeit einer Signalinstanz aufgrund von Mehrwegverzögerungen.
Die Achse (nicht gezeigt) welche in die Seite hinein geht repräsentiert
ein Zeitsegment. Jeder Signalspike bzw. jede Signalspitze in der
gemeinsamen Ebene der Seite ist an der entfernten Einheit zu einer
gemeinsamen Zeit angekommen aber wurde durch die Basisstation zu
einer unterschiedlichen Zeit gesendet. Jeder Signalspike 22 bis 27 hat
sich über
einen unterschiedlichen Weg ausgebreitet und zeigt deshalb eine
unterschiedliche Zeitverzögerung,
eine unterschiedliche Amplitude und eine unterschiedliche Phasenantwort.
Die sechs verschiedenen Signalspikes welche durch Spikes 22 bis 27 repräsentiert
sind sind repräsentativ
für eine
ausgeprägte
Mehrwegumgebung. Typische städtische Umgebungen
erzeugen weniger verwendbare Wege. Das Grundrauschen des Systems
wird durch die Peaks und Dips bzw. Kerben welche geringere Energiepegel
haben repräsentiert.
Die Aufgabe der Suchmaschine ist die Verzögerung, wie gemessen durch die
horizontale Achse, und Amplitude, wie gemessen durch die vertikale
Achse, der Signalspikes 22 bis 27 zur potentiellen
Zuweisung von Demodulationselementen zu identifizieren.
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Man
beachte, wie in 2 gezeigt ist, dass jeder der
Mehrwegpeaks in der Amplitude als eine Funktion von Zeit wie durch
den nicht flachen Grad von jedem Mehrweg-Peak gezeigt ist, variiert.
In der begrenzten gezeigten Zeit gibt es keine wesentlichen Veränderungen
in den Mehrwegpeaks. Über
eine ausgedehntere Zeitspanne verschwinden Mehrwegpeaks und neue
Wege werden erzeugt, wenn die Zeit fortschreitet. Mehrwegpeaks vereinigen
sich mit hoher Wahrscheinlichkeit zusammen oder verschwimmen in
einen breiteren Peak mit der Zeit. Der Systemmikroprozessor lässt die
Suchmaschine durch einen Satz von Versatzen schreiten, benannt als
ein Suchfenster, welches mit hoher Wahrscheinlichkeit einen oder
mehrere Mehrwegsignalpeaks enthält, welche
geeignet sind für
die Zuweisung zu einem Demodulationselement. Für jeden Versatz berichtet die Suchmaschine
die gefundene Energie bei diesem Versatz zurück zu dem Mikroprozessor. Die
Demodulationselemente können
dann durch den Mikroprozessor zu den durch die Suchmaschine identifizierten Wegen
zugeordnet werden (das heißt
die Zeitreferenz ihrer PN Generatoren wird bewegt, um sie zu derjenigen
des gefundenen Wegs mit auszurichten). Wenn ein Demodulationselement
einmal auf ein Signal bei seinem zugeordneten Versatz eingerastet wurde
verfolgt es dann diesen Weg selbstständig ohne Überwachung durch den Mikroprozessor,
bis der Weg weg-faded bzw. verschwindet oder bis das Demodulationselement
zu einem anderen Weg durch den Mikroprozessor zugewiesen wird.
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In
einem Kommunikationssystem, welches auf dem Industriestandard für CDMA,
IS-95, basiert, sendet jede der mehreren Basisstationen ein Pilotsignal,
welches eine gemeinsame PN Sequenz hat. Jede Basisstation sendet
das Pilotsignal versetzt in der Zeit von benachbarten Basisstationen
so dass die Signale voneinander durch die entfernte Einheit unterschieden
werden können.
Zu jeder gegebenen Zeit kann die entfernte Einheit eine Vielzahl
von Signalen von mehreren Basisstationen empfangen. Unter Verwendung
der PN Sequenz welche bei der entfernten Einheit generiert wird
kann der gesamte PN Raum durch die entfernte Einheit abgesucht werden.
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Unter
Verwendung dieser Ergebnisse unterscheidet der Mikroprozessor die
mehreren Basisstationen basierend auf dem Zeitversatz.
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3 zeigt
einen erweiterten Teil des PN Raums auf der horizontalen Achse.
Die Gruppe von Peaks, 30, 32 und 34 repräsentiert
Sendungen von drei verschiedenen Basisstationen. Wie gesehen wird
erfährt
das Signal von jedem Basisstationssignal eine unterschiedliche Mehrwegumgebung.
Auch hat jede Basisstation einen unterschiedlichen PN Versatz von
der PN Referenz 36. Somit kann der Mikroprozessor einen
Satz von PN Versatzen korrespondierend zu dem Suchfenster für jede der
identifizierten Basisstationen aus wählen. Dies erlaubt der entfernten
Einheit simultan Signale von mehreren Basisstationen durch geeignete
Zuweisung von Demodulationselementen zu demodulieren.
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Die
Mehrwegumgebung verändert
sich kontinuierlich wenn sich die entfernte Einheit im Abdeckbereich
der Basisstation herumbewegt. Die Anzahl von Suchen, welche ausgeführt werden
muss, wird durch den Bedarf zum ausreichend schnellen Finden von
Mehrweg, so dass der Weg zum guten Verwenden durch die Demodulationselemente
gegeben werden kann, vorgegeben. Wenn sich die Mehrwegumgebung verändert muss
die Suchmaschine das Suchen schnell beenden um die Zuweisung von
Demodulationselementen zu unterstützen. Wie jedoch in U.S. Patent
Nummer 5,805,648 beschrieben ist muss der Mikroprozessor, folgend
auf die Vollendung einer Suche, die Suchresultate auswerten und
neue Suchparameter zu der Suchmaschine zur Verwendung in der nächsten Suche übergeben.
Diese Auswertung und der Transfer von neuen Suchparametern verbraucht
signifikante Mikroprozessorressourcen. Wenn Suchen schneller vollendet
werden, dadurch in der Dauer verkürzt werden, können übermäßige Beträge von Mikroprozessorressourcen
in dem Suchauswertungsvorgang benötigt werden und in anderweitiger
Bedienung der Suchmaschine. Diese Erhöhung in der Verwendung von
Mikroprozessorressourcen durch die Suchmaschine kann schlussendlich
zu der Unmöglichkeit
führen,
dass Aufgaben von geringerer Priorität ausreichende Mikroprozessorressourcen
erhalten, welche für
den korrekten Betrieb der entfernten Einheit benötigt werden.
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Deshalb
gibt es einen Bedarf in der Technik für ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Steuern einer Suchmaschine, um den Betrag von Mikroprozessorressourcen
zu regulieren, welche zur Steuerung des Suchvorgangs dediziert sind,
während
weiterhin notwendige Performanceanforderungen für den Suchvorgang erfüllt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung verbessert die Zuweisung von Mikroprozessorressourcen
einer entfernten Einheit in einem drahtlosen Kommunikationssystem.
Gemäß der Erfindung
steuert ein Mikroprozessor die Dauer einer Suche durch die Selektion
von geeigneten Suchparametern. Die Suchdauer beeinflusst den Anteil
der Mikroprozessorressourcen, welche benötigt werden, um die Suchmaschine
zu bedienen. Wenn eine Suchdauer zu kurz ist können übermäßige Beträge von den Mikroprozessorressourcen
für die Suchmaschine
oder Suchvorgänge
dediziert sein. In der Erfindung wird die Suchdauer derart gesteuert, dass
sie nominell konstant ist, oder eine gewünschte Dauer, unabhängig von
der Suchfenstergröße. Dass die
Suchdauer unabhängig
von der Fenstergröße gemacht
wird erlaubt dem Mikroprozessor eine relativ konstante, oder gewünschte Last
von der Suchmaschine auch dann beizubehalten, wenn Suchanforderungen
eine unterschiedliche Suchfenstergröße vorgeben. Diese Steuerung
der Suchdauer ist vorteilhaft weil sie dem Mikroprozessor einige
Kontrolle über
die Last gibt, welche ihm durch die Suchmaschine auferlegt wird.
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Gemäß der Erfindung
bestimmt der Mikroprozessor unter Verwendung von verschiedenen Kriterien
wie die derzeitigen drahtlosen Verbindungsbetriebsbedingungen eine
gewünschte
Größe eines Suchfensters.
Unter Verwendung der Suchfenstergröße als einen Index erhält der Mikroprozessor
einen Satz von Suchparametern von einer Nachschautabelle und leitet
diese Parameter zu der Suchmaschine weiter. Die Suchparameter in
der Nachschautabelle werden so ausgewählt, dass sie eine Suche erzeugen,
welche nahezu konstant ist, oder eine gewünschte Dauer unabhängig von
der Suchfenstergröße besitzt.
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Die
Suchparameter in der Nachschautabelle enthalten das Integrationsintervall
und die Anzahl von nicht kohärenten
Durchgängen.
Das Integrationsintervall bestimmt die Zeitperiode in welcher die Suchmaschine
bei jedem PN Versatz innerhalb des Suchfensters „verweilt", unter Integration der Signalenergie,
wenn die Suchmaschine durch das Suchfenster schreitet. Die Anzahl
von nicht kohärenten Durchgängen definiert
die Anzahl von Malen, wel che die Suchmaschine durch die PN Versatze,
welche dem Suchfenster zugewiesen sind, schreitet. Weil das Integrationsintervall
und die Anzahl von nicht kohärenten
Durchgängen
den Betrag von Zeit beeinflussen, welcher benötigt wird um eine vollständige Suche
durch zu führen,
kann die Dauer eines Suchfensters durch Selektion dieser Parameter
gesteuert werden. Eine einzige Nachschautabelle kann aufgebaut werden
korrespondierend zu einer nominalen Suchdauer, oder eine Familie
von Nachschautabellen kann aufgebaut werden, wobei jede Tabelle
Werte des Integrationsintervalls und der Anzahl von nicht kohärenten Durchgängen korrespondierend
zu einer unterschiedlichen Suchdauer hat.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher
werden von der detaillierten Beschreibung, welche unten stehend
gegeben wird, wenn sie zusammen genommen wird mit den Zeichnungen
in welchen gleiche Bezugszeichen entsprechend durchgängig identifizieren,
und wobei Folgendes gilt:
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1 ist
ein Blockdiagramm welches ein typisches modernes drahtloses Kommunikationssystem
zeigt.
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2 ist
ein Graph, welcher einen exemplarischen Satz von mehreren Suchinstanzen
eines Pilotsignals von einer einzigen Basisstation hat, welche bei
der entfernten Einheit ankommen.
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3 ist
ein Graph, welcher einen exemplarischen Satz von mehreren Signalinstanzen
von Pilotsignalen von verschiedenen Basisstationen zeigt, welche
bei einer entfernten Einheit ankommen.
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4 ist
ein Blockdiagramm eines Suchsystems einer entfernten Einheit.
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5 ist
ein Diagramm, welches die Datenstruktur der Suchparameternachschautabelle
zeigt.
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6 ist
ein Diagramm, welches ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt, welches eine Vielzahl von Suchparameternachschautabellen
verwendet.
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7 ist
ein Flussdiagramm, welches den Betrieb des Mikroprozessors und der
Suchmaschine in einem Suchsystem der entfernten Einheit zeigt.
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8 ist
ein Graph, welcher die relative Verwendung von Mikroprozessorressourcen
durch die Suchmaschine zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft die Zuweisung von Mikroprozessorressourcen einer
entfernten Einheit in einem drahtlosen Kommunikationssystem. Gemäß der Erfindung
bestimmt ein Mikroprozessor einen gewünschten anfänglichen PN Versatz und eine
gewünschte
Größe eines
Suchfensters. Unter Verwendung der Suchfenstergröße als ein Index holt sich
der Mikroprozessor einen Satz von Parametern von einer Nachschautabelle
und leitet diese Parameter zu dem Element weiter, welches die Suchvorgänge ausführt, wie
eine Suchmaschine. Die Suchparameter in der Nachschautabelle sind
derart ausgewählt,
dass sie eine Suche erzeugen, welche nahezu konstant ist, oder eine
gewünschte
Zeitdauer besitzt, unabhängig von
der Suchfenstergröße.
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Ein
Ausführungsbeispiel
eines Suchvorgangs ist mit Bezug auf 4 beschrieben.
Am Anfang des Suchvorgangs bestimmt ein Mikroprozessor 40 den
gewünschten
anfänglichen
PN Versatz von jedem Suchfenster und die gewünschte Suchfenstergröße wie beispielsweise
gemäß zu bekannten
Techniken zum Signal suchen. Folgend auf diese Bestimmung erhält der Mikroprozessor 40 unter
Verwendung der Suchfenstergröße als ein
Index Suchparameter von einer Nachschautabelle 42. Die
Suchparameter beinhalten ein Integrationsintervall und eine Anzahl
von nicht kohärenten
Durchgängen.
Das Integrationsintervall bestimmt die Periode, welche die Suchmaschine
bei jedem PN Versatz innerhalb des Suchfensters „verweilt", die Signalenergie integrierend, wenn
die Suchmaschine durch das Suchfenster schrei tet. Die Anzahl von
nicht kohärenten
Durchgängen
definiert die Anzahl von Malen, welche die Suchmaschine durch die
PN Versatze schreitet, welche durch das Suchfenster bestimmt sind.
Weil das Integrationsintervall und die Anzahl von nicht kohärenten Durchgängen den
Betrag der Zeit bestimmen, welche benötigt wird um eine vollständige Suche
zu verarbeiten, kann die Dauer von einer Suche durch Selektion dieser
Parameter gesteuert werden. Im Allgemeinen erzeugt ein längeres Integrationsintervall ein
besseres Signal zu Rausch Verhältnis.
Wenn jedoch, wie oben beschrieben, die Mehrwegumgebung einen Fade
als ein Ergebnis von destruktivem Addieren von Mehrwegvektoren erzeugt,
kann ein längeres Integrationsintervall
eventuell das Signal zu Rausch Verhältnis nicht verbessern. Suchresultate
können sich
durch eine Erhöhung
der Anzahl von nicht kohärenten
Durchgängen
verbessern, weil die Mehrwegumgebung sich zwischen Durchgängen verändern kann,
was die Detektion einer Mehrweginstanz erlaubt, welche bei einem
anfänglichen
Durchgang gefaded wurde, dass sie während einem nachfolgenden Durchgang
in der gleichen Suche detektiert wird.
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5 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der Datenstruktur einer Suchparameternachschautabelle 50.
Die Nachschautabelle enthält
drei Datenspalten 52, 54 und 56. Spalte 52 enthält die Größe des Suchfensters.
Die Suchfenstergröße wird
durch den Mikroprozessor als ein Index in der Tabelle verwendet. Spalte 54 enthält Werte
des Integrationsintervalls und Spalte 56 enthält Werte
für die
Anzahl von nicht kohärenten
Durchgängen,
korrespondierend zu der Suchfenstergröße. Jede Spalte der Nachschautabelle
enthält
vorbestimmte Werte für
das Integrationsintervall und die Anzahl von nicht kohärenten Durchgängen korrespondierend
zu der Suchfenstergröße in der
Spalte 52 der Zeile. Die Auswahl der Suchfenstergröße, des
Integrationsintervalls und der Anzahl von nicht kohärenten Durchgängen etabliert
eine Suchdauer. Wie oben stehend erklärt beeinflusst die Suchdauer
die Lastanforderungen, welche dem Mikroprozessor 40 durch
den Suchvorgang auferlegt werden. Deshalb gibt die Steuerung der
Suchdauer einige Kontrolle über
die Lastanforderungen auf den Mikroprozessor 40.
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Um
eine konstante, oder gewünschte
Suchdauer unabhängig
von der Suchfenstergröße zu erhalten
werden Werte für
das Integrationsintervall und die Anzahl von nicht kohärenten Durchgängen für eine korrespondierende
Suchfenstergröße bestimmt. Das
Wissen um die Rate mit welcher die Suchmaschine von einem PN Wert
zu dem nächsten
während
der Suche schreitet, und der Suchfenstergröße, erlaubt die Bestimmung
von geeigneten Werten für das
Integrationsintervall und die Anzahl von nicht kohärenten Durchgängen. In
dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine einzige
Nachschautabelle 42 mit vorbestimmten Werten von Integrationsintervall
und Anzahl von nicht kohärenten
Durchgängen
für ein
korrespondierendes Suchfenster geladen. Deshalb kann der Mikroprozessor 40 durch
Erhalten von Suchparametern von der Nachschautabelle 42 eine
konstante, oder gewünschte
Suchdauer während
des Betriebs sicherstellen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel
variiert nur die Anzahl von nicht kohärenten Durchgängen oder
das Integrationsintervall variiert, um die Suchdauer zu bestimmen,
anstatt von beiden.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
welches in 6 gezeigt ist, gibt es eine
Vielzahl von Nachschautabellen 42A bis 42n. Jede
der individuellen Nachschautabellen enthält Werte von Integrationsintervall
und Anzahl von nicht kohärenten
Durchgängen
korrespondierend zu verschiedener Suchdauer für die gleiche Suchfenstergröße. Dies
bedeutet, dass die Nachschautabelle 42A Integrationsintervalle
und eine Anzahl von nicht kohärenten
Durchgängen
enthalten kann, welche eine Suchdauer von, zum Beispiel ungefähr einer
Millisekunde (msec) für jede
Suchfenstergröße erzeugt.
Die Nachschautabelle 42B kann Integrationsintervalle und
eine Anzahl von nicht kohärenten
Durchgängen
enthalten, welche eine Suchdauer von zum Beispiel ungefähr zwei msec
für jede
Suchfenstergröße erzeugt.
Zusätzliche Tabellen
können
Werte von Integrationsintervallen und eine Anzahl von nicht kohärenten Durchgängen derart
enthalten, dass sie Suchen von verschiedener Dauer für die gleiche
Größe des Suchfensters
erzeugen. Somit kann eine Familie von Nachschautabellen 42A bis 42n,
welche unterschiedliche Suchdauer für die gleiche Größe des Suchfensters
erzeugen, aufgebaut werden.
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Dieses
Merkmal erlaubt dem Mikroprozessor 40, durch die Verwendung
der geeigneten Nachschautabelle 42A bis 42n, eine
gewünschte
Suchdauer von einer Familie von verfügbaren Suchdauern für eine ausgewählte Suchfenstergröße auszuwählen.
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In
noch einem anderen Ausführungsbeispiel bestimmt
der Mikroprozessor 40 die Suchparameter „on-the-fly" bzw. ohne Verzögerung.
Das bedeutet, dass der Mikroprozessor 40 ein gewünschtes
Integrationsintervall und eine Anzahl von nicht kohärenten Durchgängen abhängig von
der Suchfenstergröße berechnen
kann. Somit kann der Mikroprozessor 40 durch Auswählen von
geeigneten Werten für
das Integrationsintervall und die Anzahl von nicht kohärenten Durchgängen eine
Suchdauer erzeugen, welche konstant ist.
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Die
entfernte Einheit kann die Suchdauer steuern, um effizient Mikroprozessorressourcen
zuzuweisen. Während
der Mikroprozessor dem Suchvorgang dient ist der Mikroprozessor
nicht dazu in der Lage anderen Aufgaben zu dienen. Wenn die Suchdauer
erhöht
werden kann, ohne die Opferung der Ergebnisse, können mehr der Mikroprozessorressourcen
anderen Aufgaben dediziert werden. Zusätzliche Information betreffend
der Zuweisung von Mikroprozessorressourcen in der entfernten Einheit
ist in der oben zitierten U.S. Patentanmeldung, Seriennummer 09/346,369,
genannt „DYNAMIC
ALLOCATION OF MICROPROCESSOR RESOURCES IN A WIRELESS COMMUNICATION
DEVICE", gleichzeitig
mit der vorliegenden Erfindung angemeldet, offenbart.
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Der
Mikroprozessor 40 leitet nach dem Auswählen der gewünschten
Suchparameter den anfänglichen
PN Versatz, die Suchfenstergröße und die Suchparameter
von der Tabelle zu der Suchmaschine 44 weiter. Die Suchmaschine 44 führt unter
Verwendung der Suchparameter eine Suche gemäß bekannten Techniken aus.
Zum Beispiel schaltet während
des Suchvorgangs die Suchmaschine 44 durch das Suchfenster.
In 2 kann die horizontale Achse der Verzögerung als
ein PN Chip Versatz gedacht werden. Das Zeitsegment 21 repräsentiert
ein Suchfenster. Der Start des Suchfensters ist von der Referenz
PN Zeit um eine Periode korrespondierend zu einer Anzahl von Chips
nach dem anfänglichen
PN Versatz verzögert.
Die Länge
des Suchfensters ist bestimmt durch die Suchfenstergröße. Während des Suchvorgangs
schreitet die Suchmaschine 44 durch das Suchfenster. Bei
jedem Halbchipversatz demoduliert die Suchmaschine 44,
integriert und misst die Signalleistung für die Periode, welche durch
das Integrationsintervall definiert ist. Nach dem Durchschreiten
durch das gesamte Suchfenster führt
die Suchmaschine 44 eine weitere Suche durch das gleiche Suchfenster
aus, wenn die Anzahl von nicht kohärenten Durchgängen auf
einen Wert größer als
eins gesetzt ist. In einem solchen Fall fährt die Suchmaschine 44 damit
fort, durch das Suchfenster zu schreiten, wobei sie die gemessene
Signalleistung mit der vorhergehend gemessenen Signalleistung bei
jedem PN Versatz kombiniert, bis das Suchfenster eine Anzahl von
Malen wie durch die Anzahl von nicht kohärenten Durchgängen definiert
durchsucht wurde.
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Bei
der Vervollständigung
der Suchaufgabe hat die Suchmaschine 44 eine Tabelle gesammelt, welche
Signalleistung enthält,
welche bei jedem PN Versatz innerhalb des Suchfensters gemessen
wurde. Das Ganze oder ein Teil der Tabelle wird dann zu dem Mikroprozessor 40 zur
Auswertung weitergeleitet. Basierend auf der Auswertung der Suchresultate kann
der Mikroprozessor 40 Demodulationselemente 46 zuweisen
oder erneut zuweisen. Wenn zum Beispiel die Mehrwegumgebung sich
verändert
hat kann der Mikroprozessor 40 ein Demodulationselement 46 zu
einer neuen PN Verzögerung
erneut zuweisen oder die Zuweisung des Demodulationselements 46 aufheben.
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7 ist
ein Flussdiagramm von einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung, welches die Aufgaben zeigt, welche durch den Mikroprozessor 40 und die
Suchmaschine 44 während
des Suchvorgangs ausgeführt
werden. Unter Verwendung von verschiedenen Kriterien wählt der
Mikroprozessor 40 einen gewünschten PN Versatz und eine
Suchfenstergröße in Block 70 aus,
gemäß bekannten
Techniken. In Block 72 referenziert der Mikroprozessor 40 unter Verwendung
der ausgewählten
Suchfenstergröße als ein
Index eine Nachschautabelle 42 um das korrespondierende
Integrationsintervall und die Anzahl von nicht kohärenten Durchgängen zu
erhalten. In Block 74 leitet der Mikroprozessor 40 einen
anfänglichen PN
Versatz, die Suchfenstergröße und Suchparameter
zu der Suchmaschine 44 weiter. In Block 76 empfängt die
Suchmaschine 44 den anfänglichen
PN Versatz, die Suchfenstergröße und Suchparameter
von dem Mikroprozessor 40. In Block 78 führt die
Suchmaschine den Suchvorgang aus.
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In
Block 80 baut die Suchmaschine 44 eine Tabelle
von Suchresultaten auf. Wenn die Suchtabelle vervollständigt ist
unterbricht in Block 80 die Suchmaschine 44 den
Mikroprozessor 40. In Block 84 bestätigt der
Mikroprozessor 40 die Unterbrechung der Suchmaschine 44.
In Block 86 analysiert der Mikroprozessor 40 die
Suchresultate. In Block 70 wählt der Mikroprozessor 40 einen
neuen anfänglichen
PN Versatz und eine neue Suchfenstergröße aus und die obige Prozedur
wird wiederholt.
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8 illustriert
die Zuweisung der Ressourcen des Mikroprozessors 40 wie
in dem obigen Ausführungsbeispiel
beschrieben. In 8 repräsentiert die horizontale Achse
die Zeit. Die Zeitsegmente 90 repräsentieren die Perioden, in
welchen der Mikroprozessor zu dem Suchprozess dediziert ist, und
korrespondierend zu Blöcken 70 bis 74 und 84 bis 86 in 7.
Während
den Zeitsegmenten 90 ist der Mikroprozessor 40 dazu
dediziert, dem Suchvorgang zu dienen, Suchresultate zu analysieren
und neue Suchparameter und Ähnliches
zu bestimmen, und ist nicht verfügbar,
um andere Aufgaben auszuführen. Während den
Zeitsegmenten 92 wird eine Suche durchgeführt und
der Suchvorgang benötigt
keine Ressourcen des Mikroprozessors 40. Deshalb sind während den
Zeitsegmenten 92 die Ressourcen des Mikroprozessors 40 dazu
verfügbar,
andere Aufgaben auszuführen.
Die Zeitsegmente 92 korrespondieren zu Blöcken 76 bis 82 von 7.
Wie in 8 illustriert, wenn die Zeitdauer der Zeitsegmente 92 unter
der Annahme, dass die Zeitdauer welche durch den Mikroprozessor 40 benötigt wird
um dem Suchprozess zu dienen etwa konstant bleibt, verbraucht der
Suchvorgang eine höhere
Prozentzahl der gesamten Ressourcen des Mikroprozessors 40.
Um des halb sicher zu stellen, dass ein übermäßiger Betrag von Ressourcen
des Mikroprozessors 40 nicht dazu dediziert ist, dem Suchvorgang
zu dienen, soll ein geeignetes Integrationsintervall und eine Anzahl von
nicht kohärenten
Durchgängen
für eine
korrespondierende Suchfenstergröße ausgewählt werden. Durch
Auswählen
der geeigneten Werte kann die Dauer der Suche derart gesteuert werden,
dass sie eine Konstante ist oder eine andere gewünschte Periode, was erlaubt,
dass ausreichende Ressourcen des Mikroprozessors 40 für andere
Aktivitäten
verfügbar
sind.
-
Mehr
Information betreffend des Suchvorgangs, der Zuweisung von Demodulationselementen und
von Suchmaschinen kann gefunden werden in:
- (1) U.S. Patent
Nr. 5,644,591, benannt Method and Apparatus for Performing Search
Acquisition in a CDMA Communications System;
- (2) U.S. Patent Nr. 5,805,648, benannt Method and Apparatus
for Performing Search Acquisition in a CDMA Communications System;
- (3) U.S. Patent Nr. 5,760,768, benannt Method and System for
Customizing a User Interface in a Computer System;
- (4) U.S. Patent Nr. 5,867,527 und 5,867,527, benannt Method
of Searching for a Bursty Signal;
- (5) U.S. Patent Nr. 5,764,687, benannt Mobile Demodulator Architecture
For a Spread Spectrum Multiple Access Communication System;
- (6) U.S. Patent Nummer 5,577,022, benannt Pilot Signal Searching
Technique For a Cellular Communications System;
- (7) U.S. Patent Nr. 5,577,022, benannt Cell Site Demodulation
Architecture For A Spread Spectrum Multiple Access Communication
Systems;
- (8) Anmeldung Nr. 08/987,172, benannt Multi Channel Demodulator
angemeldet am 9. Dezember 1997; und
- (9) Anmeldung Nr. 09/283,010, benannt Programmable Matched Filter
Searcher, angemeldet am 31. März
1999;
welche jeweils den Bevollmächtigten hiervon zugeordnet
sind.
-
Im
Licht des Vorstehenden wird es erkannt werden dass die Erfindung
die Probleme der Steuerung der Suchdauer in einer drahtlosen entfernten Einheit
durch Vorsehen von geeigneten Integrationsintervallen und Anzahlen
von nicht kohärenten Durchgängen, welche
für eine
korrespondierende Suchfenstergröße ausgewählt werden
sollen, löst.
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Die
vorhergehende Beschreibung erklärt
detailliert bestimmte Ausführungsbeispiele
der Erfindung. Es wird jedoch verstanden werden, dass unabhängig davon,
wie detailliert das Vorhergehende erscheint, die Erfindung in anderen
spezifischen Formen ohne Abweichung von ihren wesentlichen Charakteristika
ausgeführt
werden kann. Das beschriebene Ausführungsbeispiel soll in allen
Aspekten nur als illustrativ und nicht als einschränkend betrachtet werden,
und der Umfang der Erfindung ist deshalb durch die angefügten Ansprüche definiert,
anstatt durch die vorhergehende Beschreibung. Alle Veränderungen
welche innerhalb der Bedeutung und dem Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen
sollen von ihrem Umfang umfasst werden.