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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zellensuchverfahren,
eine Kommunikationssynchronisationsvorrichtung, eine tragbare Terminalvorrichtung
und ein Programm (das auf einem Aufzeichnungsmedium gespeichert
werden kann) zum Realisieren des Verfahrens und der Vorrichtung.
Insbesondere kann die vorliegende Erfindung beispielsweise verwendet
werden, um eine Synchronisation zwischen einem mobilen Kommunikationsterminal, wie
einem tragbaren Telefon, und einer Basisstation herzustellen.
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Herkömmlich wird
beim analogem FDMA (Frequency Division Multiple Access – Frequenzmultiplex-Vielfachzugriff)
zum Verbinden von Mobilstationen wie tragbaren Telefonen mit einer
Basisstation unter Verwendung verschiedener Frequenzen ein Frequenzband
exklusiv für
die Kommunikation einer Mobilstation verwendet. Dies senkt die Nutzungseffizienz
der geteilten Frequenzbänder
und macht es auch unmöglich,
die Anzahl von Benutzern in dem Servicebereich (Zelle) der Basisstation
zu erhöhen.
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Derzeit
wird häufig
der digitale TDMA (Time Division Multiple Access – Zeitmultiplex-Vielfachzugriff)
für eine
zeitgeteilte Verbindung eines Frequenzbands mit Mobilstationen anstelle
des FDMA verwendet. Da gemäß diesem
Schema zwei oder mehrere Mobilstationen einem Frequenzband für eine Kommunikation
zugeordnet werden können,
kann die Anzahl von Benutzern verglichen mit dem FDMA erhöht werden.
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Da
jedoch beim TDMA segmentierte Signale zeitgeteilt zwischen der Basisstation
und den Mobilstationen ausgetauscht werden, wird die Informationsmenge
der Kommunikation einer Mobilstation gering. Um die Informationsmenge
der Kommunikation zu erhöhen,
senden aktuelle tragbare Digitaltelefone und dgl. Signale, die durch
eine Codierung komprimiert werden. Auf der Empfängerseite wird das Signal expandiert
und reproduziert. Aus diesem Grund wird die Qualität reproduzierter
Sprache herabgesetzt.
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In
den letzten Jahren hat der CDMA (Code Division Multiple Access – Codemultiplex-Vielfachzugriff),
der ein direktes Spreizspektrum verwendet, als Kommunikationsschema
große
Beachtung gefunden, das die Nutzungseffizienz jedes Frequenzbands stark
erhöhen
und auch Sprache mit hoher Qualität reproduzieren kann.
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Beim
CDMA werden von einer Basisstation zu Mobilstationen zu sendende
Signale unter Verwendung von für
die jeweiligen Mobilstationen einzigartigen Spreizcodes gespreizt
und unter Verwendung eines Frequenzbands gesendet. Eine Mobilstation auf
der Empfängerseite
multipliziert empfangene Signale durch den spezifischen Spreizcode,
welcher der Mobilstation zugeordnet ist, um eine Korrelation zwischen
diesem und jedem auf der Senderseite verwendeten Spreizcode zu berechnen.
Die Mobilstation detektiert dadurch den Korrelationsmaximumwert, und
extrahiert nur ein an die Mobilstation adressiertes Signal. Gemäß dem CDMA
kann ein Frequenzband einer größeren Anzahl
von Mobilstationen unter Verwendung verschiedener Spreizcodes zugeordnet werden.
Da die zu sendende Informationsmenge erhöht werden kann, kann zusätzlich auch
die Qualität reproduzierter
Sprache verbessert werden.
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Wenn
eine Mobilstation wie ein tragbares Telefon eingeschaltet wird,
muss sie eine vorherbestimmte Nachricht von der Basisstation in
dem Bereich (Zelle) empfangen. Beim CDMA wird die Nachricht von
der Basisstation wiederholt in Einheiten vorherbestimmter Schlitze
gesendet, wie in 1 gezeigt. Die Mobilstation
wird nicht immer bei der Start-Zeiteinstellung eines Schlitzes eingeschaltet und
kann die Nachricht nicht korrekt lesen, wenn sie zu einer anderen
Zeit eingeschaltet wird, wie durch einen Pfeil in 1 angezeigt.
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Um
die in dem Schlitz enthaltene Nachricht richtig zu decodieren, muss
die Start-Zeiteinstellung des Schlitzes detektiert werden (dies
wird "Zellensuche" genannt), und die
Nachricht muss von dieser Zeiteinstellung empfangen werden. Eine
Zellensuche ist nicht auf die oben beschriebene Initialzellensuche zum
Einfangen der Zelle begrenzt, die zur Zeit des Einschaltens der
Mobilstation zu verbinden ist. Spezifischer kann sich, auch nach
dem Einschalten, beispielsweise wenn sich die Mobilstation über Zellen bewegt,
die Synchronisation verschieben. Daher wird eine Synchronsationsverschiebung
durch die periodische Vornahme einer Zellensuche immer überwacht.
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2 ist
ein Blockbild, welches die Konstruktion einer Zellensuchschaltung
des herkömmlichen
Breitband-CDMA-Kommunikationsschemas (CDMA-Direktspreizung)
zeigt, das in einer Mobilstation vorgesehen ist. Mit Bezugnahme
auf 2 werden für
ein Empfangssignal (Transmissionskanalsignal, wie in 1 gezeigt,
das von einer Basisstation (nicht gezeigt) gesendet wird) die ersten
1 Bit-Daten jedes Schlitzes, die durch einen schraffierten Abschnitt
in 1 angezeigt sind, durch einen gemeinsamen Spreizcode
gespreizt (ein Spreizcode, der sich 256-mal in einem Bit ändert: Anzahl
der Chips = 256), der unabhängig
von den für
die jeweiligen Mobilstationen einzigartigen Spreizcodes erstellt
wird. Normalerweise wird ein solches Transmissionskanalsignal für die Zellensuche
unter Verwendung eines gemeinsamen Kanals (Perch-Kanal) gesendet.
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Eine
Inphase-Komponente I und eine Quadratur-Komponente Q der Spannung
eines solchen Empfangssignals werden durch einen A/D-Wandler 101 in
Digitalsignale konvertiert und sequentiell einem Korrelator 102,
wie einem angepassten Filter oder einem gleitenden Korrelator, in
Einheiten von Schlitzen (ein Schlitz entspricht 10 Symbolen) ab
der Einschalt-Zeiteinstellung der Mobilstation zugeführt. Der
Korrelator 102 integriert jedes vom A/D-Wandler 101 eingegebene
Digitalsignal mit dem den Mobilstationen gemeinsamen Spreizcode,
der von einem Codegenerator 103 generiert wird, um so eine
Entspreizung vorzunehmen.
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Die
Inphase-Komponente I und die Quadratur-Komponente Q der Spannung,
die aus dem Korrelator 102 ausgegeben werden, werden einer
Energiekonvertierungssektion 104 zugeführt und in Energiewerte in
Einheiten vorherbestimmter Abtastpunkte in dem Schlitz konvertiert.
Die an den Abtastpunkten erhaltenen Energiewerte werden sequentiell
an Adressen eines Speichers (RAM) 107, die den jeweiligen
Abtastpunkten entsprechen, durch einen Addierer 106 in
einer Energiewert-Integrationssektion 105 gespeichert.
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In
dem obigen Prozess erscheint nur der Abschnitt mit einer hohen Korrelation
mit dem gemeinsamen Spreizcode, der von der Mobilstation in dem ersten
Schlitz nach dem Einschalten der Mobilstation gemultiplext wird,
d.h. nur der Energiewert des schraffierten Abschnitts in 1,
wobei der gemeinsame Spreizcode von der Basisstation (nicht gezeigt) multipliziert
wird, als Maximum. Wenn dieser Maximumabschnitt detektiert wird,
kann daher die Startposition des Schlitzes bestätigt werden, und eine nachfolgende
Kommunikation kann in Übereinstimmung
mit dieser Zeiteinstellung vorgenommen werden.
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Tatsächlich empfängt eine
Mobilstation Transmissionskanalsignale mit Verzögerungen von zwei oder mehreren
Basisstationen nahe bei der Mobilstation, wie in 1 gezeigt.
Zusätzlich
enthalten Signale von einer Basisstation nicht nur direkte Wellen,
die direkt von der Basisstation empfangen werden, sondern auch von
Gebäuden
oder dem Boden reflektierte und dann empfangene Wellen. Aus diesem
Grund hat ein empfangenes Transmissionskanalsignal, in einem Schlitz,
eine Anzahl von Abschnitten, die von dem gemeinsamen Code ge spreizt
werden, und eine Anzahl von Maximumenergiewerten wird in einem Schlitz
detektiert. Wenn sich die Mobilstation im Zellensuchbetrieb bewegt,
kann dabei das Maximum in dem nächsten
Schlitz an einer anderen Position als der vorherigen Position detektiert
werden.
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Angesichts
dieser Situationen wird der Maximumenergiewert nicht nur für den ersten
Schlitz nach dem Einschalten der Mobilstation detektiert, sondern über einige
Schlitze. Spezifischer werden die Energieintegrationswerte bis zu
dem vorhergehenden Schlitz aus dem RAM 107 in Einheiten
von Abtastpunkten ausgelesen und dem Addierer 106 zugeführt. Die
Energiewerte an demselben Abtastpunkt in dem aktuellen Schlitz werden
addiert und erneut in dem RAM 107 gespeichert. Durch das
Integrieren der Energiewerte über
einige Schlitze wird schließlich der
Abschnitt mit dem größten Maximum
als Startabschnitt des von der nächstliegenden
Basisstation gesendeten Transmissionskanalsignals erkannt.
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Die
Anzahl von Malen der Integration der Energiewerte (Schlitzzählwert)
wird in einem Integrationszählwert-Einstellregister 108 eingestellt.
Ein Zähler 109 inkrementiert
den Zählwert
um Eins, jedesmal wenn die Integration eines Schlitzes beendet ist. Wenn
der Zählwert
einen in dem Integrationszählwert-Einstellregister 108 eingestellten
Wert erreicht, gibt der Zähler 109 ein
Zeitablauf-Signal aus, und die Integration wird beendet.
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Wenn
eine Zellensuche unter Verwendung des obigen herkömmlichen
Verfahrens vorgenommen wird, benötigt
jedoch der RAM 107 zum Speichern des Energieintegrationswerts
an jedem Abtastpunkt die Kapazität
von 10.240 Wörtern.
Das heißt, die
Anzahl der Chips (die Anzahl der Zyklen) in einem Schlitz des Perch-Kanals
für die
Zellensuche beträgt 256 × 10 = 2.560.
Um die Genauigkeit der Maximumwertdetektion zu erhöhen, wird
ein Chip in vier Unterteilungen geteilt, und eine Überabtastung
von 4-mal wird vorgenommen. Daher ist die Gesamtanzahl von Abtastpunkten
in einem Schlitz 10.240 (wenn die Chiprate 4 Mcps beträgt).
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Der
Bereich des RAM 107 zum Speichern von 10.240 Wörtern entsprechenden
Energieintegrationswerten beträgt
einige Quadrat-mm oder mehr. Dies verursacht eine sehr große Schaltungsfläche. Insbesondere
für ein
tragbares Kommunikationsterminal wie ein tragbares Telefon ist es
wichtig, dieses kompakt und leicht im Gewicht zu machen. Schaltungen
für Transmissions-,
Empfangs- und Zellensuchfunktionen müssen in einem Chip gespeichert
werden. Da jedoch die Fläche
der Zellensuchschaltung auf der LSI sehr groß wird, kann die LSI selbst
nicht kompakt gemacht werden.
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Da
Daten mit dem größten Wert
aus den in dem RAM 107 gespeicherten 10.240 Energieintegrationswerten
ausgewählt
werden müssen,
ist zusätzlich
die Verarbeitungsbelastung hoch, und es dauert eine lange Zeit,
die Zellensuche zu vollenden. Beispielsweise ist eine lange Zeit
für eine
Initialzellensuche beim Einschalten erforderlich, und die Anlaufzeit, bis
die Kommunikation freigegeben wird, wird sehr lang.
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Bei
der Zellensuche unter Verwendung des obigen herkömmlichen Verfahrens ist die
Anzahl von Malen der Integration von Energiewerten unter Berücksichtigung
eines schlechten Empfangsempfindlichkeitszustands als relativ groß eingestellt
(z.B. für 32
Schlitze), so dass ein Pfad mit dem Maximum extrahiert werden kann,
auch wenn die Signalempfangsempfindlichkeit gering ist. Aus diesem
Grund ist die für
die Zellensuche erforderliche Zeit unabhängig vom Signalempfangszustand
konstant. Auch wenn der Empfangszustand gut ist, wird die Integration eine
Anzahl von Malen mehr vorgenommen als notwendig ist, und es dauert
eine lange Zeit, die Zellensuche zu vollenden.
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Die
US-5 530 716-A offenbart
eine Verfahren und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff jedes entsprechenden
unabhängigen
Anspruchs. Bei diesem Verfahren und dieser Vorrichtung werden die Korrelationswerte
(Korrelationsenergien) akkumuliert und mit den jeweiligen Korrelationsenergien
summiert, die bei entsprechenden Versetzungen erhalten werden, um
die gesamten Korrelationsenergien in Mehrfachsuchfenstern zu erzeugen
(d.h. bei mehrfachen Versetzungen über die Energiesteuergruppe, oder,
mit anderen Worten, über
einen Schlitz eines CDMA-Rahmens). In einer bevorzugten Ausführungsform
wird nur der Satz von Korrelationsenergien verwendet, die eine vorherbestimmte
Schwelle erreichen oder überschreiten,
um die gesamten Korrelationsenergien zu bestimmen. Die gesamte Korrelationsenergie
in einem Suchfenster, die einer Versetzung entspricht, wird beispielsweise
durch das Summieren der Korrelationsenergien bestimmt, die bei dieser
Versetzung über
die Energiesteuergruppe (Schlitz) erhalten werden, und die den Schwellenpegel
erreichen oder überschreiten.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kapazität des für eine Zellensuche
verwendeten RAM zu senken, um die Zellensuchschaltung kompakt zu
machen, und die Geschwindigkeit des Zellensuchbetriebs zu erhöhen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Zellensuchzeit
in Übereinstimmung
mit dem Signalempfangszustand zu verkürzen.
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Es
ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Schaltungsfläche des
RAM, die für
eine Zellensuche verwendet wird, zu reduzieren, um ein kompakteres
mobiles Kommunikationsterminal zu realisieren.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden ein Zellensuchverfahren, eine Synchronisationsvorrichtung
und ein Computerprogramm vorgesehen, wie in den unabhängigen Ansprüchen definiert.
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So
wird nur ein den Schwellenwert überschreitender
Korrelationswert in einem Speicher gespeichert. Zusätzlich können Zeiteinstellungsdaten zu
der Zeit, wenn der Korrelationswert den Schwellenwert überschreitet,
in einem Speicher gleichzeitig mit dem Speichern des Korrelationswerts
gespeichert werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung werden, von den in einem Schlitz erhaltenen
Korrelationswerten, die Korrelationswerte, die den Schwellenwert überschreiten,
in dem Speicher gespeichert, und die Korrelationswerte, die den
Schwellenwert nicht überschreiten,
werden als Rauschdaten vernachlässigt. Die
unnötigen
Korrelationswerte auf Rauschpegeln werden nicht in dem Speicher
gespeichert. Aus diesem Grund kann, verglichen mit dem Stand der
Technik, in dem alle detektierten Korrelationswerte in einem Speicher
gespeichert werden, die Anzahl von tatsächlich in dem Speicher gespeicherten
Korrelationswerten verringert werden.
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Daher
kann die notwendige Speicherkapazität des Speichers stark verringert
werden, und so kann die physische Schaltungsfläche des Speichers erheblich
reduziert werden. Zusätzlich
kann die Belastung in dem Prozess der Suche nach dem größten Wert
unter den in dem Speicher gespeicherten Korrelationswerten reduziert
werden, und so kann der Korrelationsmaximumwert mit einer höheren Geschwindigkeit
detektiert werden. In einem tragbaren Telefon z.B. des Breitband-CDMA-Schemas können eine
Zellensuche mit hoher Geschwindigkeit und eine Größenreduktion
der Schaltung dafür
realisiert werden.
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Nun
erfolgt eine detaillierte Beschreibung anhand bloßer Beispiele
mit Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in denen:
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1 ein
Diagramm zur Darstellung eines Zellensuch betriebs ist;
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2 ein
Blockbild ist, das die Konstruktion einer herkömmlichen Zellensuchschaltung
zeigt;
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3 ein
Blockbild ist, das die Konstruktion einer Zellensuchschaltung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ein
Blockbild ist, das ein Beispiel einer Konstruktion zur Realisierung
eines Zellensuchverfahrens gemäß der ersten
Ausführungsform
unter Verwendung von Software zeigt;
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5 ein
Flussdiagramm des Zellensuchverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform
ist;
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6 ein
Blockbild ist, das die Konstruktion einer Zellensuchschaltung zeigt,
die nicht gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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7 ein
Blockbild ist, das ein Beispiel einer Konstruktion zur Realisierung
eines Zellensuchverfahrens gemäß der Konstruktion
von 6 unter Verwendung von Software zeigt;
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8 ein
Flussdiagramm eines Zellensuchverfahrens gemäß der Konstruktion von 6 ist, das
in einem Integrationsaufhebemodus ausgeführt wird;
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9 ein
Blockbild ist, das die Konstruktion einer Zellensuchschaltung zeigt,
die auch nicht gemäß der vorliegenden
Erfindung ist; und
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10 ein
Blockbild ist, das die Konstruktion eines Korrelators gemäß der Schaltung
von 9 zeigt.
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3 ist
ein Blockbild, das die Konstruktion einer Zellensuchschaltung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Ein
in 3 gezeigtes Empfangssignal (externes Eingangssignal)
ist ein wie in 1 gezeigtes Transmissionskanalsignal,
das von einer Basisstation (nicht gezeigt) ge sendet wird. Das erste
Bit jedes Schlitzes, das durch einen schraffierten Abschnitt in 1 angezeigt
ist, wird durch einen Spreizcode gespreizt (Anzahl der Chips = 256),
den alle Mobilstationen gemeinsam haben. Eine Inphase-Komponente I
und eine Quadratur-Komponente Q der Spannung dieses Empfangssignals
sind auf das Frequenzband des Signals begrenzt, das von der Basisstation
durch ein Bandpassfilter (nicht gezeigt) gesendet und einem A/D-Wandler 1 zugeführt wird.
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Der
A/D-Wandler 1 konvertiert das oben beschriebene Empfangssignal
in ein Digitalsignal. Ein Korrelator 2 berechnet sequentiell
die Integration zwischen von dem A/D-Wandler 1 eingegebenen Digitalsignalen
und dem den Mobilstationen gemeinsamen Spreizcode, der durch einen
Codegenerator 3 generiert wird, in Einheiten von Schlitzen
ab der EIN-Zeiteinstellung
einer Mobilstation, um eine Entspreizung so vorzunehmen, dass die
Korrelation zwischen dem eigenen Spreizcode der Mobilstation und
dem Empfangssignal detektiert wird. Der Korrelator 2 ist
z.B. aus einem angepassten Filter oder gleitenden Korrelator konstruiert.
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Eine
Energiekonvertierungssektion 4 berechnet die Quadratsumme
der Inphase-Komponente I und der Quadratur-Komponente Q einer aus
dem Korrelation 2 ausgegebenen Spannung für jeden
von 10.240 Abtastpunkten, die im Voraus in einem Schlitz eingestellt
werden, um einen Korrelationsenergiewert zu erhalten. Eine Energiewert-Integrationssektion 5 integriert,
in Einheiten von Abtastpunkten, den aus der Energiekonvertierungssektion 4 ausgegebenen
Energiewert an jedem Abtastpunkt für einige Schlitze.
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Der
A/D-Wandler 1, der Korrelator 2, der Codegenerator 3 und
die Energiekonvertierungssektion 4 sind gleich wie der
herkömmliche
A/D-Wandler 101, der Korrelator 102, der Codegenerator 103 und die
Energiekonvertierungssektion 104, die in 2 gezeigt
sind. Die Energiewert-Integrationssektion 5 ist ein charakteristisches
Merkmal der vorliegenden Erfindung. Die Energiewert-Integrationssektion 5 wird
nachstehend detailliert beschrieben.
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In
einer Schwellenwert-Prüfsektion 11 vergleicht
ein Komparator 13 den aus der Energiekonvertierungssektion 4 ausgegebenen
Energiewert mit einem vorherbestimmten Energieschwellenwert 12 in Einheiten
von Abtastpunkten. Der aktive/negative Zustand eines Passsignals
wird in Übereinstimmung mit
der Beziehung hinsichtlich der Größenordnung zwischen dem gegebenen
Energiewert und dem Schwellenwert gesteuert. Ein Energiewertspeicher (RAM) 14 speichert
den aus dem Komparator 13 ausgegebenen Energiewert in der
Schwellenwert-Prüfsektion 11.
Ein Multiplexer 15 wählt
und liest einen der Energiewerte an den Abtastpunkten aus, die an Adressen
in dem Energiewertspeicher 14 gespeichert sind, und führt den
Energiewert einem Eingangsanschluss eines UND-Gates 16 zu.
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Ein Übertragspropagationsaddierer 17 addiert
den aus dem UND-Gate 16 ausgegeben Datenwert mit dem aus
dem Komparator 13 ausgegebenen Energiewert in der Schwellenwert-Prüfsektion 11 und speichert
das Ergebnis in dem Energiewertspeicher 14. Wenn beispielsweise
ein Energieintegrationswert zum vorhergehenden Schlitz an einem
gegeben Abtastpunkt, der aus dem Energiewertspeicher 14 durch
den Multiplexer 15 ausgelesen wird, durch das UND-Gate 16 hindurchgeht,
wird der Energieintegrationswert mit dem Energiewert an demselben
Abtastpunkt in dem aktuellen Schlitz durch den Übertragspropagationsaddierer 17 addiert,
und die Summe wird in dem Energiewertspeicher 14 an derselben Adresse
gespeichert.
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Wenn "0" Daten aus dem UND-Gate 16 durch
ein Maskensignal (nachstehend zu beschreiben) ausgegeben werden,
geht der Energiewert an einem bestimmten Abtastpunkt in dem aktuellen Schlitz,
der aus dem Komparator 13 in der Schwellenwert-Prüfsektion 11 ausgegeben
wird, direkt durch den Über tragspropagationsaddierer 17 hindurch
und wird an einer neuen Adresse in dem Energiewertspeicher 14 gespeichert.
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Ein
Punktwertspeicher (RAM) 18 speichert den Wert des Abtastpunkts,
der dem in dem Energiewertspeicher 14 gespeicherten Energiewert
entspricht, d.h. Zeiteinstellungsinformationen, wie die relative
Zeit (relativer Zykluszählwert)
von dem Schlitzkopf in einem Schlitz, die von einem Zeitgeber 23 in
Einheiten von Schlitzen gemessen wird. Ein Multiplexer 19 wählt und
liest einen der Abtastpunktwerte aus, die an Adressen in dem Punktwertspeicher 18 gespeichert
sind, und führt
den Abtastpunktwert einem Eingangsanschluss eines Komparators 20 zu.
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Relative
Zeitinformationen (der aktuelle Abtastpunktwert in dem aktuellen
Schlitz) vom Schlitzkopf, die von dem Zeitgeber 23 gemessen
werden, werden in den anderen Eingangsanschluss des Komparators 20 eingegeben.
Der Komparator 20 vergleicht den aktuellen Abtastpunktwert
mit dem Abtastpunktwert, der aus dem Punktwertspeicher 18 durch
den Multiplexer 19 ausgelesen wird, und führt ein
Signal, das repräsentiert,
ob beide Werte miteinander koinzidieren, einer Zeigersteuersektion 21 zu.
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Die
Zeigersteuersektion 21 steuert den Zeiger (Adresse) von
Lese/Schreibdaten in dem Energiewertspeicher 14 und dem
Punktwertspeicher 18 in Übereinstimmung mit einem Passsignal,
das von dem Komparator 13 in der Schwellenwert-Prüfsektion 11 zugeführt wird,
und dem Koinzidenz/Inkoinzidenzsignal, das vom Komparator 20 zugeführt wird. Wenn
ein Inkoinzidenzsignal vom Komparator 20 zugeführt wird,
führt die
Zeigersteuersektion 21 dem anderen Eingangsanschluss des
UND-Gates 16 ein Maskensignal zu. In diesem Fall geht der
aus dem Komparator 13 ausgegebene Energiewert direkt durch
den Übertragspropagationsaddierer 17 hindurch
und wird an einer neuen Adresse in dem Energiewertspeicher 14 gespei chert,
wie oben beschrieben.
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Eine
Registergruppe 22 liefert verschiedenste Funktionen für den Zellensuchbetrieb
dieser Ausführungsform.
Details davon werden nachstehend beschrieben. Der Zeitgeber 23 zählt die
relative Zeit (relativer Zykluszählwert)
von dem Schlitzkopf in einem Schlitz in Einheiten von Schlitzen.
In dieser Ausführungsform
wird die Zähloperation
beispielsweise beim Start des Empfangs durch das Einschalten der Mobilstation
gestartet. Wenn der Zählwert
10.239 erreicht hat, wird er wieder auf 0 zurückgesetzt.
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Nachstehend
wird der Betrieb der Energiewert-Integrationssektion 5 mit
der obigen Konstruktion beschrieben. Zuerst wird der Betrieb für den ersten
Schlitz unmittelbar nach dem Einschalten der Mobilstation beschrieben.
Der Energiewert an jedem Abtastpunkt, der aus der Energiekonvertierungssektion 4 ausgegeben
wird, wird mit dem vorherbestimmten Energieschwellenwert 12 in
der Schwellenwert-Prüfsektion 11 verglichen.
Wenn der Energiewert größer ist
als der Schwellenwert (oder größer oder
gleich dem Schwellenwert), wird das Passsignal aktiv. Wenn der Energiewert
kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist (oder kleiner als der
Schwellenwert), bleibt das Passsignal negativ.
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Nur
wenn das Passsignal aktiv ist, werden die zu dieser Zeit erhaltenen
Energiewerte in dem Energiewertspeicher 14 durch den Übertragspropagationsaddierer 17 sequentiell
von einer oberen Adresse gespeichert. Gleichzeitig mit dem Speichern von
Energiewerten werden Abtastpunktwerte, welche Energiewerten entsprechen,
die größer sind
als der Energieschwellenwert 12, in dem Punktwertspeicher 18 sequentiell
von der oberen Adresse gespeichert. Die beiden Speicher 14 und 18 speichern
sequentiell Energiewerte, die größer sind
als der Energieschwellenwert 12, und Abtastpunktwerte,
die den Energiewerten entsprechen, sequentiell an identischen Adressen.
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In
dem ersten Schlitz für
die Integration werden Energiewerte, die größer sind als der Energieschwellenwert 12,
und Abtastpunktwerte, die den Energiewerten entsprechen, in den
beiden Speichern 14 und 18 unbedingt registriert.
Für den
zweiten und nachfolgende Schlitze ist der Schwellenwertvergleich gleich
wie in dem ersten Schlitz. Die Operation, die vorgenommen wird,
wenn der Energiewert den Energieschwellenwert 12 überschreitet,
unterscheidet sich jedoch von jener für den ersten Schlitz. Wenn der
Energiewert den Energieschwellenwert 12 nicht überschreitet,
und das Passsignal negativ bleibt, wird kein Prozess an diesem Abtastpunkt
vorgenommen, wie in dem ersten Schlitz.
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Für den zweiten
und nachfolgende Schlitze wird, wenn der Energiewert den Energieschwellenwert 12 überschreitet,
eine Suche unter Verwendung des Multiplexers 19 und Komparators 20 vorgenommen,
um zu prüfen,
ob der dem Energiewert entsprechende Abtastpunktwert bereits in
dem Punktwertspeicher 18 gespeichert wurde. Wenn sich zeigt, dass
der Abtastpunktwert durch die Verarbeitung des vorhergehenden Schlitzes
bereits in dem Punktwertspeicher 18 gespeichert wurde,
führt die
Zeigersteuersektion 21 eine solche Steuerung durch, dass
die Energiewert-Integrationssektion 5 wie folgt operiert.
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Von
den Energieintegrationswerten bis zu dem vorhergehenden Schlitz,
die in dem Energiewertspeicher 14 gespeichert sind, wird
ein Energieintegrationswert an einer Adresse, die mit jener am Punktwertspeicher 18 identisch
ist, wo der Abtastpunkt gespeichert ist, durch den Multiplexer 15 ausgelesen
und dem Übertragspropagationsaddierer 17 durch
das UND-Gate 16 zugeführt.
Der Übertragspropagationsaddierer 17 addiert
den ausgelesenen Energieintegrationswert vom vorhergehenden Schlitz
mit dem vom Komparator 13 zugeführten aktuellen Energiewert.
Das Summenergebnis wird an derselben Adresse in dem Energiewertspeicher 14 gespeichert.
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Für den zweiten
und nachfolgende Schlitze wird, wenn der Energiewert den Energieschwellenwert 12 überschreitet,
und der dem Energiewert entsprechende Abtastpunkt nicht in dem Punktwertspeicher 18 durch
die Verarbeitung des vorhergehenden Schlitzes registriert wurde,
der neue Abtastpunktwert an einer neuen Adresse in dem Punktwertspeicher 18 gespeichert.
Zusätzlich
wird ein Maskensignal aus der Zeigersteuersektion 21 ausgegeben,
um den aus dem Komparator 13 ausgegebenen Energiewert an einer
neuen Adresse in dem Energiewertspeicher 14 durch den Übertragspropagationsaddierer 17 zu speichern.
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Wenn
eine solche Energiewert-Integrationsverarbeitung für einige
Schlitze vorgenommen wird, wird das Integrationsergebnis von Energiewerten,
die größer sind
als der Energieschwellenwert 12, und Abtastpunktwerten,
die den in dem Energiewertspeicher 14 gespeicherten Energieintegrationswerten entsprechen,
in dem Energiewertspeicher 14 und dem Punktwertspeicher 18 sequentiell
von den oberen Adressen durch die Verarbeitung in jedem Schlitz gespeichert.
Danach wählt
ein DSP (Digitalsignalprozessor) 25, der mit der Energiewert-Integrationssektion 5 durch
einen Datenbus 24 verbunden ist, den größten Energieintegrationswert
von zumindest einem in dem Energiewertspeicher 14 gespeicherten Energieintegrationswert
aus. Dadurch wird es möglich
zu erkennen, dass der dem Energieintegrationswert entsprechende
Abtastpunktwert dem Schlitzkopfabschnitt des von der nächstliegenden
Basisstation gesendeten Transmissionskanalsignals entspricht.
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Gemäß dem Zellensuchschema
dieser Ausführungsform,
wie oben beschrieben, wird der Energieschwellenwert 12 im
Voraus eingestellt. Wenn Datenwerte, die unter Verwendung eines
Spreizcodes in Energiewerte konvertiert werden, in dem Speicher (RAM)
zu speichern sind, werden nur Datenwerte gespeichert, die den Schwellenwert überschreiten,
und Datenwerte, die kleiner oder gleich dem Schwellenwert sind,
werden nicht gespeichert. Da unnötige
Datenwerte eines Rauschpegels nicht in dem Speicher gespeichert
werden, kann die Anzahl von Wörtern, die
als Speicherkapazität
des Speichers notwendig sind, viel kleiner gemacht werden als jene
des Standes der Technik.
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Um
beispielsweise 20 Wellen integrierter relativer Energiewerte in
absteigender Reihenfolge zu detektieren, erfordert der Speicher
eine Kapazität, die
zumindest 20 Wörtern
entspricht. Auch wenn angenommen wird, dass etwa 80 Wellen (= 20
Wellen × 4
Mehrwege) von Energiemaximumwerten in einem Schlitz detektiert werden,
wobei davon ausgegangen wird, dass direkte Wellen und reflektierte
Wellen von der nächstliegenden
Basisstation, Wellen von einer anderen Basisstation, oder andere
Interferenzwellen von einer Mobilstation empfangen werden, müssen der
Energiewertspeicher 14 und der Punktwertspeicher 18 nur
Speicherkapazitäten
aufweisen, die zumindest der Anzahl von Wörtern entsprechen. In dem in 3 gezeigten
Beispiel hat jeder Speicher eine Speicherkapazität von 128 Wörtern mit einem gewissen Spielraum.
Die Speicherkapazität
ist viel geringer als die herkömmliche
Speicherkapazität
von 10.240 Wörtern.
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Da
in dieser Ausführungsform
die Anzahl von Wörtern,
die als Speicherkapazität
eines RAM notwendig sind, stark verringert werden kann, wie oben beschrieben,
kann die Schaltungsfläche
des RAM viel kleiner gemacht werden als im Stand der Technik.
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Zusätzlich werden
bei der Suchverarbeitung nach Daten mit dem größten Wert unter in dem RAM gespeicherten
Energie integrationswerten die Daten aus maximal 128 Energieintegrationswerten
ausgewählt.
Aus diesem Grund kann die Verarbeitungsbelastung reduziert werden,
und der maximale Energiemaximumwert kann mit einer höheren Geschwindigkeit
detektiert werden.
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Als
Nächstes
wird die in 3 gezeigte Registergruppe 22 beschrieben.
Ein Energieschwellenwert-Register 31 wird verwendet, um
den Energieschwellenwert 12 willkürlich einzustellen, der durch den
Komparator 13 in der Schwellenwert-Prüfsektion 11 zu
vergleichen ist. Ein Schwellenwert nach der Wahl des Benutzers kann
frei ausgewählt
werden, indem die Inhalte in dem Energieschwellenwert-Register 31 neu
geschrieben werden. Wenn ein tragbares Terminal mit der Zellensuchschaltung
dieser Ausführungsform
beispielsweise in einer Stadt verwendet wird, wo die Gebäudedichte
hoch ist, wird erwartet, dass die Anzahl von Maxima in einem Schlitz
zunimmt. In diesem Fall kann ein Überlauf des Speichers verhindert
werden, indem ein hoher Energieschwellenwert 12 eingestellt
wird. Wenn der Energieschwellenwert 12 in Übereinstimmung
mit der Registrierungssituation des Korrelationsenergiewerts in dem
ersten Schlitz größer oder
kleiner gemacht wird, kann ein Entspreizen in Übereinstimmung mit dem Wellenempfangszustand
vorgenommen werden.
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Ein
Integrationszeitregister 32 wird verwendet, um die Energiewert-Integrationszeit
bei der Zellensuche einzustellen, d.h. die Anzahl zu integrierender
Schlitze. Eine Integrationszeit nach der Wahl des Benutzers kann
frei ausgewählt
werden, indem die Inhalte des Integrationszeitregisters 32 neu
geschrieben werden. In einer Stadt, wo die Gebäudedichte hoch ist, wird beispielsweise
erwartet, dass die Anzahl von Maxima in einem Schlitz zunimmt. In
diesem Fall kann eine genaue Zellensuche ausgeführt werden, indem eine große Anzahl
zu integrierender Schlitze eingestellt wird. Wenn das tragbare
Terminal in einem ländlichen
Gebiet verwendet wird, wo eine geringere Anzahl von reflektierten
Wellen und Interferenzwellen vorliegt, kann eine Zellensuche mit hoher
Geschwindigkeit ausgeführt
werden, indem eine geringe Anzahl von Schlitzen eingestellt wird.
-
Ein
Steuerregister 33 wird verwendet, um den Zellensuchbetrieb
zu starten, oder um die Zeiger der Speicher 14 und 18 auf
Null zu setzen, um den Zellensuchbetrieb zu unterbrechen. Spezifischer
hat das Steuerregister 33 einen Bereich, wo ein Start-Bit vorbereitet
ist. Wenn "1" in diesen Bereich
geschrieben wird, startet der Zellensuchbetrieb. Die relative Zeit
in einem Schlitz wird von dem Zeitgeber 23 ab dieser Startzeit
gezählt.
Das Steuerregister 33 hat einen weiteren Bereich, wo ein
Rücksetz-Bit
vorbereitet ist. Wenn "1" in diesen Bereich
geschrieben wird, werden nur die Zeiger der Speicher 14 und 18 auf Null
gesetzt. Das Steuerregister 33 ist vorgesehen, um vor der
Auslieferung eines Produkts einen Test auf abnormale Betriebe durchzuführen.
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Ein
Zeitinformationsregister 34 wird verwendet, um in dem Punktwertspeicher 18 gespeicherte Zeitinformationen
(Abtastpunktwert) auf den Datenbus 24 auszulesen. Wenn
dieses Zeitinformationsregister 34 gelesen wird, werden
spezifischer die in dem Punktwertspeicher 18 gespeicherten
Zeitinformationen sequentiell ausgelesen, indem sie um Eins inkrementiert
werden, und durch den Datenbus 24 ausgegeben.
-
Das
Zeitinformationsregister 34 wird verwendet, um z.B., durch
den Zellensuchbetrieb, den maximalen Wert unter den in dem Energiewertspeicher 14 gespeicherten
Energieintegrationswerten zu detektieren, und einen Abtastpunktwert
zu erfassen, der dem maximalen Energieintegrationswert entspricht. Das
Zeitinformationsregister 34 kann auch verwendet werden,
um alle Zeitinformationen in dem Punktwertspeicher 18 auszulesen,
um die Anzahl von Maxima zu einer bestimmten Zeit beim Testen vor
der Auslieferung der Produkte zu verifizieren.
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Ein
Energieintegrationswert-Register 35 wird verwendet, um
den in dem Energiewertspeicher 14 gespeicherten Energieintegrationswert
auf den Datenbus 24 als Ergebnis der Zellensuche auszulesen. Wenn
dieses Energieintegrationswert-Register 35 gelesen wird,
wird spezifischer der in dem Energiewertspeicher 14 gespeicherte
Energieintegrationswert sequentiell ausgelesen, indem er um Eins
inkrementiert wird, und durch den Datenbus 24 ausgegeben.
Das Energieintegrationswert-Register 35 wird verwendet,
um z.B., durch den Zellensuchbetrieb, den maximalen Wert unter den
in dem Energiewertspeicher 14 gespeicherten Energieintegrationswerten
zu detektieren.
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Ein
Statusregister 36 wird verwendet, um, durch den Datenbus 24,
dem DSP 25 zu melden, ob der Zellensuchbetrieb vollendet
ist, oder der Energiewertspeicher 14 und der Punktwertspeicher 18 während des
Zellensuchbetriebs übergelaufen
sind, da zu viele Energiewerte den Energieschwellenwert 12 überschreiten.
Ein Benutzer kann den Zustand des Zellensuchbetriebs überwachen,
indem er veranlasst, dass eine Anzeigesektion (nicht gezeigt) die
Inhalte des Statusregisters 36 anzeigt, was dem DSP 25 gemeldet
wird. Wenn dieses Statusregister 36 beispielsweise beim
Testen vor der Auslieferung der Produkte verwendet wird, kann der
Vorgabewert des Energieschwellenwerts 12 oder die Anzahl
von Wörtern,
die als Speicherkapazität
jedes von dem Energiewertspeicher 14 und dem Punktwertspeicher 18 vorzubereiten
sind, verifiziert werden.
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Ein
Registrierungszählwert-Register 37 wird verwendet,
um dem DSP 25 die Anzahl von Wörtern, die den Energieintegrationswerten
entsprechen, und Abtastpunktwerte, die den Energieintegrationswerten entsprechen,
welche in dem Ener giewertspeicher 14 bzw. Punktwertspeicher 18 als
Ergebnis einer Zellensuche gespeichert sind, zu melden. Wenn beispielsweise
auf der Basis der Inhalte des Statusregisters 36 bestätigt wird,
dass die Zellensuche vollendet ist, wird als Nächstes auf die Inhalte des
Registrierungszählwert-Registers 37 Bezug
genommen, um die Anzahl tatsächlich
registrierter Wörter
zu ermitteln. In diesem Fall kann der maximale Maximumwert detektiert
werden, indem Energieintegrationswerte, die zumindest der Anzahl
von Wörtern
von dem Energieintegrationswert-Register 35 entsprechen,
ausgelesen werden, und die Zellensuch-Verarbeitungszeit kann verkürzt werden.
-
Das
Zellensuchverfahren dieser Ausführungsform,
wie oben beschrieben, wird durch die in 3 gezeigte
Schaltungskonstruktion realisiert. Es kann jedoch auch durch den
Betrieb eines Programms realisiert werden, das in dem RAM oder ROM
eines Computers gespeichert ist. 4 ist ein Blockbild,
das ein Konstruktionsbeispiel zum Realisieren des mit Bezugnahme
auf 3 beschriebenen Zellensuchverfahrens in Software
zeigt. Dieselben Bezugszahlen wie in 3 bezeichnen
dieselben Blöcke
in 4.
-
Mit
Bezugnahme auf 4 ist ein ROM 41 ein
Nurlesespeicher, der ein Programm zur Ausführung eines Zellensuchbetriebs
dieser Ausführungsform
und verschiedenste notwendige Daten speichert. Ein RAM 42 ist
ein Direktzugriffsspeicher zum temporären Speichern verschiedenster
Daten, die in dem Prozess eines Zellensuchbetriebs auf der Basis des
Programms erhalten werden, oder zum Speichern von Daten, die schließlich durch
die Zellensuche erhalten werden. Der RAM 42 enthält den Energiewertspeicher 14 und
den Punktwertspeicher 18, die in 3 gezeigt
sind. Der RAM 42 kann das Programm speichern.
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Eine
Operationssektion 43 wird vom Benutzer verwendet, um für eine Sprachkommunikation notwendige
Operationen unter Verwendung eines tragbaren Terminals vorzunehmen,
oder um gewünschte
Werte in den Registern 31 bis 37 einzustellen,
die in der in 3 gezeigten Registergruppe 22 vorgesehen
sind. Eine Anzeigesektion 44 zeigt verschiedenste eingestellte
Inhalte in der Registergruppe 22 oder verschiedenste Nachrichten
an.
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Der
DSP (CPU) 25, der als Steuersektion dient, führt hauptsächlich die
Operationen des Korrelators 2, der Energiekonvertierungssektion 4 und
der Energiewert-Integrationssektion 5 durch, die in 3 gezeigt
sind, oder einen Prozess zum Detektieren des maximalen Werts unter
den in dem RAM 42 gespeicherten Energieintegrationswerten
durch die Zellensuche, um den Schlitzkopfabschnitt in Übereinstimmung
mit dem in dem ROM 41 oder dem RAM 42 gespeicherten
Programm zu finden. In diesem Fall nimmt der DSP 25 auch
die Operationen des Korrelators 2 und der Energiekonvertierungssektion 4 vor. Der
Korrelator 2 und die Energiekonvertierungssektion 4 können jedoch
unabhängig
vom DSP 25 vorgesehen sein, um die Operationen auszuführen.
-
Eine
I/F-Sektion 45 nimmt einen Prozess des Empfangs eines Signals,
das von einer Empfangssektion (nicht gezeigt) empfangen wird, oder
des Sendens verschiedenster Signale zu einer Transmissionssektion
(nicht gezeigt) vor. Die I/F-Sektion 45 wird auch verwendet,
um das Programm zu laden, mit dem der DSP 25 arbeitet,
um die Zellensuchfunktion vorzusehen. Das Programm zum Realisieren des
Zellensuchverfahrens dieser Ausführungsform wird
beispielsweise auf einem Aufzeichnungsmedium wie einer CD-ROM gespeichert
und dem RAM 42 oder einer Festplatte (nicht gezeigt) durch
die I/F-Sektion 45 zugeführt. Als Aufzeichnungsmedium, dem
das Programm zugeführt
wird, kann nicht nur eine CD-ROM, sondern auch eine Diskette, eine Festplatte,
ein Magnetband, eine optische Magnetplatte oder eine nicht-flüchtige Speicherkarte
verwendet werden.
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5 ist
ein Flussdiagramm zur Erläuterung des
Betriebs der Ausführung
einer Zellensuche durch Software-Verarbeitung.
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Wenn
mit Bezugnahme auf 5 der Empfang eines Transmissionskanalsignals
von der Basisstation in Schritt S1 gestartet wird, wird der Zeitgeber 23 zum
Zählen
der relativen Zeit (relativer Zykluszählwert) vom Schlitzkopf in
jedem Schlitz in Schritt S2 gestartet, und der Fluss geht zum Schritt
S3 weiter.
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In
Schritt S3 wird bestimmt, ob die Integration vollendet ist, d.h.
ob die Integration für
eine vorherbestimmte Anzahl von Schlitzen vorgenommen wird. Wenn
JA in Schritt S3, wird der Zellensuchbetrieb beendet. Wenn Schlitze
weiterhin zurückbleiben,
geht der Fluss zum Schritt S4 weiter, um zu bestimmen, ob die Zählung für einen
Schlitz durch den Zeitgeber 23 beendet ist. Wenn JA in
Schritt S4, wird der Zeitgeber 23 in Schritt S5 zurückgesetzt,
und der Fluss geht zum Schritt S6 weiter. Wenn NEIN in Schritt SS4,
geht der Fluss ohne Verarbeitung zum Schritt S6 weiter.
-
In
Schritt S6 wird, für
einen aktuelle zu verarbeitenden Abtastpunkt, eine Korrelation zwischen dem
Spreizcode der Mobilstation und dem Empfangssignal detektiert, und
gleichzeitig wird der detektierte Korrelationswert in einen Energiewert
konvertiert. In Schritt S7 wird bestimmt, ob der in einen Energiewert
konvertierte Korrelationswert (Korrelationsenergiewert) größer ist
als ein vorherbestimmter Schwellenwert. Wenn JA in Schritt S7, geht
der Fluss zum Schritt S8 weiter, um ferner zu bestimmen, ob der
aktuell gerade integrierte Schlitz der erste Schlitz nach dem Start
des Empfangs ist.
-
Wenn
JA in Schritt S8, geht der Fluss zum Schritt S11 weiter, um den
in Schritt S6 erhaltenen Korrelationsenergiewert an eine neue Adresse
in dem RAM 42 (der dem in 3 gezeigten
Energiewertspeicher 14 entspricht) zu schreiben, und auch
um das entsprechende Stück
von Zeitinformationen, das vom Zeitgeber 23 gezählt wird
(relative Zeit vom Schlitzkopf), an eine neue Adresse in dem RAM 42 (der
dem in 3 gezeigten Punktwertspeicher 18 entspricht)
zu schreiben. Der Abtastpunkt wird in Schritt S12 um Eins inkrementiert.
Dann kehrt der Fluss zum Schritt S3 zurück, um denselben Prozess wie
oben beschrieben für
den nächsten
Abtastpunkt vorzunehmen.
-
Wenn
der aktuell gerade integrierte Schlitz nicht der erste Schlitz ist,
d.h. der zweite oder ein nachfolgender Schlitz, geht der Fluss von
Schritt S8 zu S9 weiter, um zu bestimmen, ob dieselben Zeitinformationen
wie jene des aktuellen Abtastpunkts bereits in dem RAM 42 (Punktwertspeicher 18)
gespeichert wurden. Wenn JA in Schritt S9, geht der Fluss zum Schritt
S10 weiter, um den Energieintegrationswert auszulesen, der den Zeitinformationen
(Abtastpunktwert) vom RAM 42 entspricht. Der erhaltene Energiewert
wird mit dem Energieintegrationswert addiert, um eine Integration
vorzunehmen. Das Integrationsergebnis wird an derselben Adresse
in dem RAM 42 gespeichert.
-
Wenn
NEIN in Schritt S10, geht der Fluss zum Schritt S11 weiter, um den
neu erhaltenen Korrelationsenergiewert an eine neue Adresse in dem RAM 42 (Energiewertspeicher 14)
zu schreiben, und entsprechende Zeitinformationen an eine neue Adresse
in dem RAM 42 (Punktwertspeicher 18) zu schreiben.
Wenn die Verarbeitung in Schritt S10 oder S11 beendet wird, wird
der Abtastpunkt in Schritt S12 um Eins inkrementiert, und der Fluss
kehrt zum Schritt S3 zurück,
um denselben Prozess wie oben beschrieben für den nächsten Abtastpunkt vorzunehmen.
-
Die
Operation, die vorgenommen wird, wenn der Korrelationsenergiewert
an einem bestimmten Abtastpunkt größer ist als der vorherbestimmte Schwellenwert,
wurde oben beschrieben. Wenn in Schritt S7 bestimmt wird, dass der
Korrelationsenergiewert kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, kehrt
der Fluss zum Schritt S3 über
den Schritt S12 zurück,
ohne Verarbeitung in den Schritten S8 bis S11, und die Verarbeitung
für den
nächsten
Abtastpunkt wird vorgenommen. In dieser Ausführungsform wird nur dann, wenn
der erhaltene Korrelationsenergiewert größer ist als der Schwellenwert,
dieser in dem RAM 42 gespeichert. Ansonsten wird der Korrelationsenergiewert
nicht in dem RAM 42 gespeichert.
-
Mit
dieser Konstruktion kann die Speicherkapazität des RAM 42 stark
verringert werden, verglichen mit dem Stand der Technik, und die
Schaltungsfläche
des RAM 42 kann sehr klein gemacht werden. Für die Verarbeitung
durch den DSP 25, um nach dem maximalen Wert unter den
in dem RAM 42 gespeicherten Energieintegrationswerten zu
suchen, kann die Verarbeitungsbelastung verringert werden, und der
Zellensuchbetrieb kann mit einer höheren Geschwindigkeit vorgenommen
werden.
-
In
der ersten Ausführungsform
werden zwei Stücke
von Spannungsinformationen, d.h. die Inphase-Komponente I und die
Quadratur-Komponente Q, die vom Korrelator 2 ermittelt
werden, in einen Energiewert konvertiert, und der in den Energiewert
konvertierte Korrelationswert wird integriert. Die Integrationsoperation
kann jedoch für
jeden der beiden Korrelationswerte, d.h. die Inphase-Komponente
I und die Quadratur-Komponente Q, vorgenommen werden. In diesem
Fall werden zwei Schwellenwerte für die Inphase-Komponente I
bzw. die Quadratur-Komponente Q vorbereitet.
-
Um
Energiewerte für
einige Schlitze zu integrieren, werden in der ersten Ausführungsform
Energiewerte, die den Schwellenwert überschreiten, in dem Speicher
gespeichert. Wenn das Transmissionskanalsignal von der Basisstation
unter Verwendung einer höheren
Energie gesendet wird, kann der Schlitzkopf nur durch das Detektieren
des Energiemaximums in dem Bereich des ersten Schlitzes detektiert
werden, und es muss keine Integration vorgenommen werden. Wenn ein
größerer Energiewert
als der Schwellenwert detektiert wird, und ein größerer Wert
zurückbleibt,
müssen
die Energiewerte daher nicht gespeichert werden.
-
In
der in 3 gezeigten Ausführungsform sind der Energiewertspeicher 14 und
der Punktwertspeicher 18 getrennt vorgesehen. Es können jedoch sowohl
der Korrelationsenergiewert als auch die Zeitinformationen, die
dem Energiewert entsprechen, in einem RAM gespeichert werden. Wenn
beispielsweise ein Korrelationsenergiewert und Zeitinformationen,
die dem Energiewert entsprechen, in einem Wort gespeichert werden,
kann die Zeigersteuerung durch die Zeigersteuersektion 21 vereinfacht
werden.
-
In
der in 3 gezeigten Ausführungsform werden das Ausgangssignal
vom Multiplexer 15 und das Maskensignal in die Eingangsanschlüsse des UND-Gates 16 eingegeben.
Das Maskensignal wird ausgegeben, wenn vom Komparator 20 der
Zeigersteuersektion 21 ein Inkoinzidenzsignal zugeführt wird.
Das Ausgangssignal vom Komparator 13 und das Maskensignal
können
jedoch in die Eingangsanschlüsse
des UND-Gates 16 eingegeben werden, und das Maskensignal
kann ausgegeben werden, wenn das Passsignal negativ ist (wenn der
detektierte Korrelationsenergiewert den Energieschwellenwert 12 nicht überschreitet).
-
Wenn
der erhaltene Korrelationsenergiewert den Schwellenwert nicht überschreitet,
und das Passsignal negativ ist, werden in diesem Fall das Ausgangssignal
vom Multiplexer 15 und "0" Daten vom UND-Gate 16 in
den Übertragspropagationsaddierer 17 eingegeben.
Aus diesem Grund werden die in dem Energiewertspeicher 14 gespeicherten
Inhalte unverändert
gehalten. Wenn der erhaltene Korrelationsenergiewert den Schwellenwert überschreitet, und
das Passsignal aktiv ist, wird der aus dem Komparator 13 ausgegebene
Korrelationsenergiewert in einen Eingangsanschluss des Übertragspropagationsaddierers 17 durch
das UND-Gate 16 eingegeben.
-
Wenn
ein bestehender Energieintegrationswert aus dem Energiewertspeicher 14 zum
anderen Eingangsanschluss des Übertragspropagationsaddierers 17 durch
den Multiplexer 15 ausgelesen wird, wird zu dieser Zeit
der Wert mit dem erhaltenen Korrelationsenergiewert addiert, der
aus dem Komparator 13 ausgegeben wird, und an derselben
Adresse gespeichert. Wenn hingegen der Korrelationsenergiewert an
demselben Abtastpunkt nicht durch die Verarbeitung in dem vorhergehenden
Schlitz gespeichert wird, und eine neue Adresse als Bereich bezeichnet
wird, wo der Korrelationsenergiewert zu speichern ist, wird der
aus dem Komparator 13 ausgegebene Korrelationsenergiewert
direkt an einer neuen Adresse in dem Energiewertspeicher 14 durch den Übertragspropagationsaddierer 17 gespeichert.
-
In
der in 5 gezeigten Ausführungsform wird in Schritt
S8 bestimmt, ob der aktuelle Schlitz der erste Schlitz oder der
zweite oder ein nachfolgender Schlitz ist, und die Verarbeitung
verzweigt sich in Abhängigkeit
von dem Bestimmungsergebnis. Auch wenn derselben Prozess wie jener
für den
zweiten und nachfolgende Schlitze für den ersten Schlitz vorgenommen
wird, wird dasselbe Ergebnis erhalten. Aus diesem Grund ist die
Verarbeitung in Schritt S8 nicht immer notwendig.
-
Nun
wird eine alternative Zellensuchschaltung beschrieben, die nicht
gemäß der vorliegenden Erfindung
ist.
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6 ist
ein Blockbild, das die Konstruktion dieser Zellensuchschaltung zeigt.
Dieselben Bezugszahlen wie in
-
3 bezeichnen
dieselben Blöcke
in 6.
-
Die
Inphase-Komponente I und die Quadratur-Komponente Q der Spannung
eines in 1 gezeigten Empfangssignals,
das von einer Basisstation (nicht gezeigt) gesendet wird, sind auf
das Frequenzband des Signals beschränkt, das von der Basisstation
durch ein Bandpassfilter (nicht gezeigt) gesendet und einem A/D-Wandler 1 zugeführt wird.
-
Der
A/D-Wandler 1 konvertiert das oben beschriebene Empfangssignal
in ein Digitalsignal. Ein Korrelator 2 berechnet sequentiell
die Integration zwischen vom A/D-Wandler 1 eingegebenen
Digitalsignalen und dem den Mobilstationen gemeinsamen Spreizcode,
der von einem Codegenerator 3 generiert wird, in Einheiten
von Schlitzen ab der EIN-Zeiteinstellung einer Mobilstation, um
eine Entspreizung vorzunehmen, so dass die Korrelation zwischen
dem Spreizcode der Mobilstation und dem Empfangssignal detektiert
wird.
-
Eine
Energiekonvertierungssektion 4 berechnet die Quadratsumme
der Inphase-Komponente I und der Quadratur-Komponente Q der Spannung, die
aus dem Korrelator 2 ausgegeben wird, für jeden der im Voraus eingestellten
10.240 Abtastpunkte in einem Schlitz, um den Korrelationsenergiewert
zu ermitteln. Eine Energiewert-Integrationssektion 5' integriert,
in Einheiten von Abtastpunkten, den aus der Energiekonvertierungssektion 4 ausgegebenen
Energiewert an jedem Abtastpunkt für einige Schlitze.
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Die
Energiewert-Integrationssektion 5' hat einen RAM 7 zum Speichern
von Energieintegrationswerten (Integrationskorrelationswerten) in
dem vorhergehenden Schlitz, und einen Addierer 6 zum Addieren
der Energieintegrationswerte bis zu dem vorhergehenden Schlitz,
die in dem RAM 7 gespeichert werden, und der Energiewerte
in dem aktuellen Schlitz, die von der Energiekonvertierungssektion 4 an
den entsprechenden Abtastpunkten zugeführt werden. Energiewerte werden
unter Verwendung des Addierers 6 und des RAM 7 integriert.
Der RAM 7 dieser Schaltung speichert nicht nur einen Energieintegrationswert
für jeden
der 10.240 Abtastpunkte, sondern auch ein Steuersignal (nachstehend
zu beschreiben) in Einheiten von Abtastpunkten.
-
Ein
Integrationszählwert-Einstellregister 8 wird
verwendet, um die Anzahl von Malen (die Anzahl von Schlitzen) der
Integration von Energiewerten in dem normalen Integrationsmodus
(nachstehend zu beschreiben) einzustellen. Ein erster Zähler 9 zählt die
Anzahl von Malen der Integration von Energiewerten. Jedesmal wenn
die Integration für
einen Schlitz beendet ist, wird der Zählwert um Eins inkrementiert.
Wenn der Zählwert
den in dem Integrationszählwert-Einstellregister 8 eingestellten
Zählwert
erreicht, wird ein Zeitablauf-Signal ausgegeben.
-
Ein
Integrationsgrenzwert-Einstellregister 51 wird verwendet,
um den Energieschwellenwert (der dem Referenzeinstellwert in der
vorliegenden Erfindung entspricht) einzustellen, um mit den in Einheiten von
Abtastpunkten integrierten Energiewerten verglichen zu werden. Der
Energieschwellenwert wird auf einen Wert eingestellt, der zum Detektieren
des Maximums unter den integrierten Energiewerten an den Abtastpunkt
notwendig und ausreichend ist.
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Ein
Integrationsgrenzzählwert-Einstellregister 52 wird
verwendet, um einen Pfadzählwert-Schwellenwert
(der dem Pfadzählwert-Einstellwert
in der vorliegenden Erfindung entspricht) einzustellen, um mit der
Anzahl von Pfaden verglichen zu werden, wo der berechnete Energieintegrationswert den
Energieschwellenwert erreicht hat. Bei der Erkennung des Kopfabschnitts
eines Schlitzes sind kleinere Werte der in dem RAM 7 gespeicherten 10.240
Energieintegrationswerte unnötig.
Daher wird ein Wert, der für
eine Schlitzkopfabschnitt-Erkennungsverarbeitung notwendig und ausreichend ist, als
Pfadschwellenwert eingestellt.
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Ein
Modusregister 53 wird verwendet, um selektiv einen von
dem normalen Integrationsmodus, der gleich ist wie das herkömmliche
Integrationsschema, und einem Integrationsaufhebemodus, der für diese
Schaltung einzigartig ist, auszuwählen.
-
Ein
Komparator 54 vergleicht, in Einheiten von Abtastpunkten,
den aus dem Addierer 6 ausgegebenen Energieintegrationswert
in der Energiewert-Integrationssektion 5' mit dem im Voraus in dem Integrationsgrenzwert-Einstellregister 51 eingestellten
Energieschwellenwert. Wenn der Energieintegrationswert größer ist
als der Energieschwellenwert, wird ein Pfaddetektionssignal ausgegeben.
Ein zweiter Zähler 55 zählt die
Anzahl von Pfaden, wo der Energieintegrationswert den Energieschwellenwert
erreicht hat. Der Zählwert
wird um Eins inkrementiert, jedesmal wenn ein Pfaddetektionssignal vom
Komparator 54 zugeführt
wird. Wenn der Zählwert
die im Voraus in dem Integrationsgrenzzählwert-Einstellregister 52 eingestellte
Anzahl von Pfaden erreicht, wird ein Zeitablauf-Signal ausgegeben.
-
Ein
Schaltungskreis 56 wird in Übereinstimmung mit einem aus
dem RAM 7 in Einheiten von Abtastpunkten ausgelesenen Steuersignal
geöffnet/geschlossen,
um so zu verhindern, dass ein Pfad, der einmal von dem zweiten Zähler 55 gezählt wird,
erneut gezählt
wird. In dem Initialzustand vor dem Start der Integration ist der
Schaltungskreis 56 geschlossen, und der Ausgang vom Addierer 6 wird
dem Komparator 54 zugeführt.
Wenn der für
jeden Schlitz berechnete Energieintegrationswert den Energieschwellenwert
nicht erreicht, wird das Steuersignal an einer Position, die dem
Abtastpunkt im RAM 7 entspricht, in dem Initialzustand
gehalten, und der Schaltungskreis 56 ist demgemäß geschlossen.
-
Wenn
nach einigen Schlitzen ab dem Start der Integrati on der an einem
gegebenen Abtastpunkt (Pfad) berechnete Energieintegrationswert
den Energieschwellenwert erreicht, wird der Zustand eines Steuersignals
in dem RAM 7 an einer Position, die dem detektierten Pfad
entspricht, in Übereinstimmung
mit dem Zustand des aus dem Komparator 54 ausgegebenen
Pfaddetektionssignals geändert. Auch
wenn bei der Verarbeitung nachfolgender Schlitze der Energieintegrationswert
des Pfads (der Energieintegrationswert überschreitet den Energieschwellenwert)
aus dem Addierer 6 ausgegeben wird, wird der Schaltungskreis 56 in Übereinstimmung
mit einem entsprechenden Steuersignal geöffnet, um zu verhindern, dass
der ausgegebene Energieintegrationswert dem Komparator 54 zugeführt wird.
Dies verhindert, dass derselbe Pfad wiederholt von dem zweiten Zähler 55 gezählt wird.
-
Eine
UND-Schaltung 57 berechnet das UND zwischen dem Integrationsaufhebemodus-Einstellsignal
und dem Zeitablauf-Signal,
das aus dem zweiten Zähler 55 ausgegeben
wird, und gibt das Ergebnis an eine ODER-Schaltung 59 aus.
Die andere UND-Schaltung 57 berechnet das UND zwischen dem
normalen Integrationsmodus-Einstellsignal und dem Zeitablauf-Signal,
das aus dem ersten Zähler 9 ausgegeben
wird, und gibt das Ergebnis an die ODER-Schaltung 59 aus.
Die ODER-Schaltung 59 berechnet das ODER der Ausgänge der
UND-Schaltungen 57 und 58 und gibt das Ergebnis
als Integrationsende-Signal aus.
-
Wenn
der normale Integrationsmodus eingestellt wird, und das Zeitablauf-Signal
aus dem ersten Zähler 9 als
Ergebnis der eine vorherbestimmte Anzahl von Malen vorgenommenen
Integration ausgegeben wird, wird spezifischer ein Integrationsende-Signal
durch die UND-Schaltung 58 und die ODER-Schaltung 59 ausgegeben, und
die Integrationsoperation wird beendet. Wenn hingen der Integrationsaufhebemodus
eingestellt wird, wird das Zeitablauf-Signal aus dem zweiten Zähler 55 als
Ergebnis ausgegeben, dass die Anzahl von Pfaden, wo der Energieintegrationswert
den Energieschwellenwert erreicht hat, die vorherbestimmte Anzahl
von Pfaden erreicht hat. Das Integrationsende-Signal wird durch die
UND-Schaltung 57 und die ODER-Schaltung 59 dementsprechend
ausgegeben, und die Integrationsoperation wird aufgehoben.
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Nachstehend
wird der Betrieb der Zellensuchschaltung mit der obigen Konstruktion
beschrieben. Zuerst wird ein Betrieb beschrieben, bei dem die Integrationsoperation
nicht aufgehoben wird. In diesem Fall wird der normale Integrationsmodus
in dem Modusregister 53 eingestellt.
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Wenn
der Zellensuchbetrieb gestartet wird, detektiert der Korrelator 2 die
Korrelation zwischen dem eigenen Spreizcode der Mobilstation und
dem Empfangssignal. Der detektierte Korrelationswert wird von der
Energiekonvertierungssektion 4 in einen Energiewert konvertiert.
Der aus der Energiekonvertierungssektion 4 ausgegebene
Energiewert wird von der Energiewert-Integrationssektion 5' wiederholt eine
Anzahl von Malen integriert, die der im Voraus in dem Integrationszählwert-Einstellregister 8 eingestellten
Anzahl von Schlitzen entspricht. Als Ergebnis werden die Energieintegrationswerte
an Abtastpunkten in dem RAM 7 gespeichert.
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Die
in dem RAM 7 gespeicherten Energieintegrationswerte werden
zum DSP 25 ausgegeben. Der DSP 25 wählt den
größten Energieintegrationswert
aus den Energieintegrationswerten an den Abtastpunkten aus, die
in dem RAM 7 gespeichert sind. Mit diesem Betrieb kann
die Position des Abtastpunkts, der dem Energieintegrationswert entspricht, als
Schlitzkopfabschnitt des von der nächstliegenden Basisstation
gesendeten Transmissionskanalsignals erkannt werden.
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Als
Nächstes
wird ein Betrieb beschrieben, bei dem die Integrationsoperation
unterbrochen wird. In diesem Fall wird der Integrationsaufhebemodus
in dem Modusregister 53 eingestellt. Wenn dieser Integrationsaufhebemodus
eingestellt wird, wird der in dem Integrationszählwert-Einstellregister 8 eingestellte
Wert vernachlässigt.
-
Wenn
der Zellensuchbetrieb gestartet wird, detektiert der Korrelator 2 die
Korrelation zwischen dem eigenen Spreizcode der Mobilstation und
dem Empfangssignal. Der detektierte Korrelationswert wird von der
Energiekonvertierungssektion 4 in einen Energiewert konvertiert.
Der aus der Energiekonvertierungssektion 4 ausgegebene
Energiewert wird von der Energiewert-Integrationssektion 5' für einen Schlitz
integriert. Die integrierten Energiewerte an Abtastpunkten werden
durch den Schaltungskreis 56 in den Komparator 54 eingegeben,
so dass der in dem Integrationsgrenzwert-Einstellregister 51 eingestellte
Energieschwellenwert mit den Energieintegrationswerten in Einheiten
von Abtastpunkten verglichen wird.
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Wenn
es einen Abtastpunkt gibt, an dem der von der Energiewert-Integrationssektion 5' berechnete
Energieintegrationswert größer ist
als der in dem Integrationsgrenzwert-Einstellregister 51 eingestellte Energieschwellenwert,
wird ein Pfaddetektionssignal vom Komparator 54 ausgegeben,
und der Zählwert des
zweiten Zählers 55 wird
um Eins inkrementiert. Es wird bestimmt, ob der Wert des zweiten
Zählers 55 die
in dem Integrationsgrenzzählwert-Einstellregister 52 eingestellte
Anzahl von Pfaden erreicht hat. Wenn der Zählwert die Anzahl von Pfaden
noch nicht erreicht hat, wird die Integrationsoperation fortgesetzt.
-
Danach
wird die Integrationsverarbeitung in Einheiten von Schlitzen vorgenommen.
Wenn der Zählwert
des zweiten Zählers 55 die
in dem Integrationsgrenzzählwert-Einstellregister 52 eingestellte Anzahl
von Pfaden in einem bestimmten Schlitz erreicht hat, wird die Integrationsoperation
zu dieser Zeit gestoppt. Wenn die Integrationsoperation beendet
ist, wählt
der DSP 25 den größten Energieintegrationswert aus
den Energieintegrationswerten an den Abtastpunkten aus, die in dem
RAM 7 gespeichert sind. Mit dieser Operation wird die Position
des Abtastpunkts, der dem Energieintegrationswert entspricht, als
Schlitzkopfabschnitt des von der nächstliegenden Basisstation
gesendeten Transmissionskanalsignals erkannt.
-
Gemäß dem Zellensuchschema
von 6, wie oben beschrieben, werden der Energieschwellenwert
und der Pfadzählwert-Schwellenwert
im Voraus eingestellt. Bei der Integrationsverarbeitung für einen
Schlitz wird bestimmt, ob die Anzahl von Pfaden, wo der Energieintegrationswert
den Energieschwellenwert erreicht hat, den vorherbestimmten Pfadzählwert-Schwellenwert
erreicht hat. Wenn die Anzahl von Pfaden den Schwellenwert erreicht
hat, wird die Integrationsoperation an diesem Schlitz gestoppt.
Wenn die Signalempfangsempfindlichkeit hoch ist, erreicht in diesem
Fall der Energieintegrationswert rasch den Energieschwellenwert,
und die notwendige Anzahl von Pfaden wird auch rasch hergestellt.
Aus diesem Grund kann die Integrationszeit verkürzt werden, der Zellensuchbetrieb
kann mit einer höheren
Geschwindigkeit vorgenommen werden, und der Energieverbrauch kann
reduziert werden.
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Die
Inhalte des Integrationsgrenzwert-Einstellregisters 51,
des Integrationsgrenzzählwert-Einstellregisters 52 und
des Modusregisters 53 können willkürlich eingestellt
werden. Beispielsweise kann der Schwellenwert vom Benutzer frei
gewählt
werden, indem die Inhalte der Einstellregister 51 und 52 neu
geschrieben werden. Der Modus kann auch vom Benutzer frei gewählt werden,
indem die Inhalte des Modusregisters 53 neu geschrieben
werden.
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Die
Schwellenwerte in dem Integrationsgrenzwert-Einstellregister 51 und
dem Integrationsgrenzzählwert-Einstellregister 52 können automatisch
durch Firmware wie den DSP 25 geändert werden. Beispielsweise
wird die Qualität
empfangener Sprache vom DSP 25 überwacht, und die Einstellung der
Schwellenwerte kann in Übereinstimmung
mit der überwachten
Qualität
der empfangenen Sprache geändert
werden. Wenn die empfangene Sprachqualität schlecht ist, kann mit dieser
Konstruktion die Integration fortgesetzt werden, bis eine größere Anzahl von
Pfaden detektiert wird.
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In
einer Stadt, wo die Gebäudedichte
hoch ist, wird beispielsweise erwartet, dass die Anzahl von Maxima
in einem Schlitz zunimmt. In diesem Fall kann eine genaue Zellensuche
ausgeführt
werden, indem ein großer
Pfadzählwert-Schwellenwert
eingestellt wird. Wenn das tragbare Terminal in einem ländlichen
Gebiet verwendet wird, wo eine geringere Anzahl von reflektierten
Wellen und Interferenzwellen vorliegt, kann eine Zellensuche mit
hoher Geschwindigkeit ausgeführt
werden, indem ein kleiner Pfadzählwert-Schwellenwert
eingestellt wird.
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Die
Inhalte des Integrationsgrenzwert-Einstellregisters 51,
des Integrationsgrenzzählwert-Einstellregisters 52 und
des Modusregisters 53 können willkürlich durch
ein externes Terminal 10 eingestellt werden. Wenn verschiedenste
Schwellenwerte beispielsweise durch das externe Terminal 10 beim
Testen vor der Auslieferung der Produkte eingestellt werden, können die
Vorgabewerte der Schwellenwerte verifiziert werden, die in dem Integrationsgrenzwert-Einstellregister 51 und
dem Integrationsgrenzzählwert-Einstellregister 52 einzustellen
sind.
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Das
Zellensuchverfahren, wie oben beschrieben, wird von der in 6 gezeigten
Schaltungskonstruktion realisiert. Es kann jedoch auch realisiert
werden, indem ein in dem RAM oder ROM eines Computers gespeichertes
Programm betrieben wird. 7 ist ein Blockbild, das ein
Beispiel der Konstruktion zur Realisierung des mit Bezugnahme auf 6 be schriebenen
Zellensuchverfahrens durch Software zeigt. Dieselben Bezugszahlen
wie in 6 und 4 bezeichnen dieselben Blöcke in 7.
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Mit
Bezugnahme auf 7 ist ein ROM 41 ein
Nurlesespeicher, der ein Programm zur Ausführung des oben beschriebenen
Zellensuchbetriebs und verschiedenste notwendige Daten speichert.
Der RAM 7 ist ein Direktzugriffsspeicher zum temporären Speichern
verschiedenster Daten, die in dem Prozess eines Zellensuchbetriebs
auf der Basis des Programms erhalten werden, oder zum Speichern
von Daten, die schließlich
durch die Zellensuche erhalten werden. Der RAM 7 kann das
Programm speichern.
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Eine
Registergruppe 60 enthält
verschiedenste Register wie das Integrationszählwert-Einstellregister 8,
das Integrationsgrenzwert-Einstellregister 51, das Integrationsgrenzzählwert-Einstellregister 52 und
das Modusregister 53, die in 6 gezeigt
sind. Eine Operationssektion 43 wird von dem Benutzer verwendet,
um für
eine Sprachkommunikation notwendige Operationen unter Verwendung
des tragbaren Terminals vorzunehmen, oder um gewünschte Werte in den verschiedenen
Registern 51 bis 53 einzustellen, die in 6 gezeigt
sind. Eine Anzeigesektion 44 zeigt eingestellte Inhalte
in den verschiedenen Registern 51 bis 53 oder
verschiedenste Nachrichten an.
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Der
DSP (CPU) 25 führt
hauptsächlich
die Operationen der in 6 gezeigten Zellensuchschaltung
aus, oder den Prozess zum Detektieren des maximalen Werts unter
in dem RAM 7 gespeicherten Energieintegrationswerten unter
Verwendung einer Zellensuche, um den Schlitzkopfabschnitt in Übereinstimmung
mit dem in dem ROM 41 oder dem RAM 7 gespeicherten
Programm zu finden. Der DSP 25 nimmt auch den oben beschriebenen
Prozess der Überwachung
der Qualität
von empfangener Sprache und des Neuschreibens der Inhalte der Register 51 und 52 in Übereinstimmung
mit dem Überwachungsergebnis
vor. In diesem Fall nimmt der DSP 25 auch die Operationen
des Korrelators 2 und der Energiekonvertierungssektion 4 vor.
Der Korrelator 2 und die Energiekonvertierungssektion 4 können jedoch
unabhängig
vom DSP 25 vorgesehen sein und führen die Operationen aus.
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Eine
I/F-Sektion 45 nimmt den Prozess des Empfangs eines Signals,
das von einer Empfangssektion (nicht gezeigt) empfangen wird, oder
des Sendens verschiedenster Signale zu einer Transmissionssektion
(nicht gezeigt) vor. Die I/F-Sektion 45 wird
auch verwendet, um das Programm zu laden, mit dem der DSP 25 arbeitet,
um die Zellensuchfunktion vorzusehen. Das Programm zur Realisierung des
oben beschriebenen Zellensuchverfahrens wird beispielsweise auf
einem Aufzeichnungsmedium wie einer CD-ROM gespeichert und dem RAM 7 oder
einer Festplatte (nicht gezeigt) durch die I/F-Sektion 45 zugeführt. Als
Aufzeichnungsmedium, dem das Programm zugeführt wird, kann nicht nur eine
CD-ROM, sondern auch eine Diskette, eine Festplatte, ein Magnetband,
eine optische Magnetplatte oder eine nicht-flüchtige Speicherkarte verwendet
werden.
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8 ist
ein Flussdiagramm zur Erklärung, wie
die Zellensuche in dem Integrationsaufhebemodus durch Software-Verarbeitung ausgeführt wird.
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Wenn
mit Bezugnahme auf 8 der Empfang eines Transmissionskanalsignals
von der Basisstation in Schritt S21 gestartet wird, wird, für einen Abtastpunkt,
der gerade verarbeitet wird, eine Korrelation zwischen dem eigenen
Spreizcode der Mobilstation und dem Empfangssignal detektiert, und
in Schritt S22 wird der Korrelationswert in einen Energiewert konvertiert.
Gleichzeitig wird der Energiewert mit einem Energieintegrationswert
addiert, der für denselben
Abtastpunkt im vorhergehenden Schlitz berechnet wird.
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In
Schritt S23 wird bestimmt, ob der Abtastpunkt, der gerade verarbeitet
wird, bereits als Abtastpunkt gezählt wurde, an dem der berechnete
Energieintegrationswert den im Voraus eingestellten Energieschwellenwert
erreicht hat. Wenn JA in Schritt S23, geht der Fluss zum Schritt
S27 weiter, um den nächsten
Abtastpunkt zu verarbeiten. Der Abtastpunktwert wird in Schritt
S27 um Eins inkrementiert, und der Fluss kehrt zum Schritt S22 zurück, um denselben
Prozess wie oben beschrieben für
den nächsten
Abtastpunkt vorzunehmen.
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Wenn
NEIN in Schritt S23, geht der Fluss zum Schritt S24 weiter, um zu
bestimmen, ob der in Schritt S22 berechnete Energieintegrationswert
den im Voraus eingestellten Energieschwellenwert erreicht hat. Wenn
der Energieintegrationswert kleiner ist als der Energieschwellenwert,
geht der Fluss zum Schritt S27 weiter, um den nächsten Abtastpunkt zu verarbeiten.
Der Abtastpunktwert wird in Schritt S27 um Eins inkrementiert, und
der Fluss kehrt zum Schritt S22 zurück, um denselben Prozess wie
oben beschrieben für
den nächsten
Abtastpunkt vorzunehmen.
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Wenn
JA in Schritt S24, geht der Fluss zum Schritt S25 weiter, um den
Wert des Zählers
zum Zählen
der Anzahl von Abtastpunkten (Pfade) zu inkrementieren, an denen
der Energieintegrationswert den Energieschwellenwert erreicht hat.
In Schritt S26 wird bestimmt, ob der Zählwert zu dieser Zeit den im Voraus
eingestellten Pfadzählwert-Schwellenwert
erreicht hat.
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Wenn
die gezählte
Anzahl von Pfaden kleiner ist als der Pfadzählwert-Schwellenwert, geht
der Fluss zum Schritt S27 weiter, um den nächsten Abtastpunkt zu verarbeiten.
In Schritt S27 wird der Abtastpunktwert um Eins inkrementiert. Der
Fluss kehrt zum Schritt S22 zurück,
um denselben Prozess wie oben beschrieben für den nächsten Abtastpunkt vorzunehmen.
Wenn die gezählte
Anzahl von Pfaden den Pfadzählwert- Schwellenwert erreicht
hat, wird die Integrationsoperation dann beendet.
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Wenn
die Signalempfangsempfindlichkeit hoch ist, wird mit der obigen
Verarbeitung die Integrationszeit verkürzt, und ein Zellensuchbetrieb
kann mit hoher Geschwindigkeit vorgenommen werden. Der Energieverbrauch
kann dementsprechend reduziert werden.
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In
der Anordnung von 6 werden zwei Stücke von
Spannungsinformationen, d.h. die Inphase-Komponente I und die Quadratur-Komponente
Q, die vom Korrelator 2 ermittelt werden, in einen Energiewert
konvertiert, und der in den Energiewert konvertierte Korrelationswert
wird integriert. Die Integrationsoperation kann jedoch für jeden
der beiden Korrelationswerte, d.h. die Inphase-Komponente I und die
Quadratur-Komponente Q, vorgenommen werden. In diesem Fall werden
zwei Schwellenwerte, die mit dem integrierten Korrelationswert auf
der Basis der Spannung zu vergleichen sind, für die Inphase-Komponente I
bzw. die Quadratur-Komponente Q vorbereitet.
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In
der Anordnung von 6 wird ein Energieintegrationswert,
der aus dem in 6 gezeigten Addierer 6 ausgegeben
wird, dem Komparator 54 zugeführt. Es kann jedoch ein aus
dem RAM 7 ausgelesener Energieintegrationswert dem Komparator 54 zugeführt werden.
Alternativ dazu kann ein aus der Energiekonvertierungssektion 4 ausgegebener
Energiewert dem Komparator 54 zugeführt werden. Der letztere kann
einen Fall bewältigen,
bei dem, wenn ein Transmissionskanalsignal von der Basisstation unter
Verwendung hoher Energie gesendet wird, der in Einheiten von Schlitzen
berechnete Energiewert den Energieschwellenwert selbst auch ohne
Integration für
einige Schlitze erreichen kann.
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In
der Anordnung von 6 werden ein Energieintegrationswert
und ein Steuersignal in dem RAM 7 in Einheiten von Abtastpunkten
gespeichert. Der Schaltungskreis 56 wird in Übereinstimmung
mit dem aus dem RAM 7 ausgelesenen Steuersignal geöffnet/geschlossen.
Die Konstruktion, um zu verhindern, dass derselbe Abtastpunkt wiederholt
gezählt wird,
ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Beispielsweise kann eine
UND-Schaltung anstelle des Schaltungskreises 56 verwendet
werden. Ein Energieintegrationswert von dem Komparator 54 oder
dem RAM 7 wird in einen Eingangsanschluss der UND-Schaltung
eingegeben, und ein Maskensignal, das "0" wird
für einen
gezählten
Abtastpunkt, wird in den anderen Eingangsanschluss eingegeben.
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Nun
wird eine weitere alternative Zellensuchschaltung beschrieben, die
auch nicht gemäß der vorliegenden
Erfindung ist.
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9 ist
ein Blockbild, das die Konstruktion dieser Zellensuchschaltung zeigt,
die eine in einer tragbaren Terminalvorrichtung enthaltene Kommunikationssynchronisationsvorrichtung
ist. Dieselben Bezugszahlen wie in 3 und 6 bezeichnen
dieselben Blöcke
in 9.
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Die
Zellensuchschaltung, wie in 9 gezeigt,
umfasst einen A/D-Wandler 1, eine Korrelator 61,
einen Codegenerator 3, eine Energiekonvertierungssektion 4 und
eine Energiewert-Integrationssektion 62.
Der Korrelator 61 und die Energiewert-Integrationssektion 62 sind
charakteristische Merkmale dieser Anordnung.
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Eine
Inphase-Komponente I und eine Quadratur-Komponente Q der Spannung
eines wie in 1 gezeigten Empfangssignals,
das von einer Basisstation (nicht gezeigt) gesendet wird, sind auf
das Frequenzband des Signals beschränkt, das von der Basisstation
durch ein Bandpassfilter (nicht gezeigt) gesendet und dem A/D-Wandler 1 zugeführt wird.
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Der
A/D-Wandler 1 konvertiert das oben beschriebene Empfangssignal
in ein Digitalsignal. Der Korrelator 61 inte griert sequentiell
vom A/D-Wandler 1 eingegebene Digitalsignale und den den
Mobilstationen gemeinsamen Spreizcode, der vom Codegenerator 3 generiert
wird, in Einheiten von Schlitzen ab der EIN-Zeiteinstellung einer
Mobilstation, um eine Entspreizung vorzunehmen, so dass die Korrelation zwischen
dem Spreizcode der Mobilstation und dem Empfangssignal detektiert
wird. Der Korrelator 61 ist z.B. aus einem angepassten
Filter oder einem gleitenden Korrelator konstruiert.
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Die
Energiekonvertierungssektion 4 berechnet die Quadratsumme
der Inphase-Komponente I und der Quadratur-Komponente Q der Spannung, die
aus dem Korrelator 61 ausgegeben wird, für jeden
der im Voraus eingestellten 10.240 Abtastpunkte in einem Schlitz,
um den Energiewert zu ermitteln.
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Die
Energiewert-Integrationssektion 62 integriert, in Einheiten
von Abtastpunkten, den aus der Energiekonvertierungssektion 4 ausgegebenen
Energiewert an jedem Abtastpunkt für einige Schlitze. Die Energiewert-Integrationssektion 62 hat
einen DRAM 64 zum Speichern von Energieintegrationswerten
(Integrationskorrelationswerten) in dem vorhergehenden Schlitz,
und einen Addierer 63 zum Addieren der Energieintegrationswerte
bis zu dem vorhergehenden Schlitz, die in dem DRAM 64 gespeichert
werden, und der Energiewerte in dem aktuellen Schlitz, die von der
Energiekonvertierungssektion 4 an den entsprechenden Abtastpunkten
zugeführt werden.
Energiewerte werden unter Verwendung des Addierers 63 und
des DRAM 64 integriert.
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Spezifischer
werden die aus der Energiekonvertierungssektion 4 ausgegebenen
Korrelationsenergiewerte in Einheiten von Abtastpunkten in einem durch
den DRAM 64 konstruierten Energiewertspeicher sequentiell
von der Startadresse gespeichert. In diesem Fall werden Energiewerte
an 10.240 Abtastpunkten in einem Schlitz (625 μs) sequentiell in dem DRAM 64 mit
10.240 Wörtern
gespeichert.
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Ein
Maximumpunkt wird aus den in dem DRAM 64 gespeicherten
10.240 Korrelationsenergiewerten extrahiert, um den Schlitzkopf
zu detektieren. Die Zuverlässigkeit
ist schlecht, wenn Daten von nur einem Schlitz verwendet werden,
und der Schlitzkopf kann fehlerhaft bestimmt werden. Um dies zu verhindern,
werden die Korrelationsenergiewerte an den 10.240 Punkten für einige
Schlitze integriert, um die Zuverlässigkeit von Daten zu verbessern,
die zum Detektieren des Korrelationsmaximums verwendet werden.
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Die
Energieintegrationswerte bis zu dem vorhergehenden Schlitz werden
aus dem DRAM 64 in Einheiten von Abtastpunkten ausgelesen
und dem Addierer 63 zugeführt. Die Energiewerte an demselben
Abtastpunkt in dem aktuellen Schlitz werden addiert und in dem DRAM 64 erneut
gespeichert. Energiewerte z.B. für
32 Schlitze werden integriert, und ein Abschnitt mit dem größten Maximum
wird schließlich
als Startposition des von der nächstliegenden
Basisstation gesendeten Transmissionskanalsignals erkannt.
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Nun
werden die Charakteristika eines DRAM beschrieben. In einem DRAM
wird eine Speicherzelle als internes Speicherelement durch einen
Kondensator konstruiert. Aus diesem Grund verschwinden in Speicherzellen
gespeicherte Inhalte, außer
die Speicherzellen werden jeweils nach einer vorherbestimmten Periode
neu geladen. Die Operation des Ladens der Kondensatoren jeweils
nach einer vorherbestimmten Periode wird Auffrischen genannt, und
der Zyklus wird Auffrischzyklus genannt.
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Ein
Auffrischen erfordernde DRAMs werden herkömmlich als Hauptspeicher oder
Erweiterungsspeicher eines Personalcomputers oder einer Arbeitsstation
verwendet. Wenn ein DRAM verwendet wird, ist spezifisch eine Steuerinstruktion
für ein
Auffrischen zusätzlich
zu Speicherzellen erforderlich, und die Steuerungsbelastung ist
hoch. Angesichts von Nachteilen beim Halten von Daten in Speicherzellen
verwendet herkömmlich
ein kompaktes mobiles Kommunikationsterminal wie ein tragbares Telefon
keinen DRAM, sondern einen SRAM, der keine Auffrischoperation benötigt.
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Wenn
jedoch ein Schema der Integration von Energiewerten für einige
Schlitze verwendet wird, wie in dem CDMA-Kommunikationsschema, kann eine Auffrischsteuerung
weggelassen werden, indem ein Datenzugriff (der Prozess des Auslesens
von Energieintegrationswerten bis zu dem vorhergehenden Schlitz
aus dem DRAM 64, des Addierens dieser mit den Energiewerten
in dem aktuellen Schlitz, die von der Energiekonvertierungssektion 4 zugeführt werden,
und des Schreibens der Werte) anstelle einer Auffrischung als charakteristisches
Merkmal des DRAM vorgenommen wird. Da die Zeit eines Schlitzes 625 μs beträgt und kürzer ist
als der Auffrischzyklus, muss tatsächlich keine Auffrischoperation
vorgenommen werden, während
die Integration vorgenommen wird.
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In
dem abschließenden
Zyklus der Integration wird das Maximum detektiert, während die
Addition durch den Addierer 63 10.240-mal vorgenommen wird,
und die Adresse des DRAM 64, die dem Maximumpunkt entspricht,
wird in einem statischen Speicher gespeichert (z.B. ein SRAM oder
ein Flip-Flop, die in 1 nicht gezeigt sind). Danach
können
die Integrationsergebnisse an den 10.240 Punkten auf dem DRAM 64 verschwinden.
Daher muss keine Auffrischoperation vorgenommen werden, auch nicht nach
dem abschließenden
Zyklus der Integration.
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In
der Schaltung von 9 wird der DRAM 64 als
Energiewertspeicher in der Energiewert-Integrationssektion 62 verwendet.
Die Speicherzellen des DRAM 64 können bekanntlich eine viel
einfachere Struktur aufweisen als jene eines SRAM. Der DRAM 64 der
Schaltung von 9 kann auch die Auf frischsteuerungskonstruktion
weglassen, die normalerweise notwendig ist.
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Daher
kann die Schaltungsfläche
des für
die Zellensuche verwendeten Energiewertspeichers stark reduziert
werden. Auch bei einer tragbaren Terminalvorrichtung des Breitband-CDMA-Schemas, die eine
relativ große
Speicherkapazität
erfordert, kann der Datenspeicher mit einer Größe von etwa 1/4 jener eines
SRAM realisiert werden, der herkömmlich als
Energiewertspeicher verwendet wird.
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Da
das herkömmliche
FDMA- oder TDMA-Kommunikationsschema keine große Speicherkapazität erfordert,
stellt die Schaltungsfläche
selten ein Problem dar, auch wenn ein SRAM als interner Speicher
verwendet wird. Im Gegensatz dazu erfordert das CDMA-Kommunikationsschema
eine große Speicherkapazität, und die
Schaltungsfläche
wird sehr groß,
wenn ein SRAM verwendet wird. Der Vorteil, der erhalten wird, indem
der interne Speicher unter Verwendung des DRAM 64 gebildet
wird, ist sehr groß.
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Ein
Beispiel, bei dem der interne Speicher der Energiewert-Integrationssektion 62 aus
dem DRAM 64 gebildet wird, wurde oben beschrieben. Ein weiterer
Datenspeicher, der in einem tragbaren Kommunikationsterminal verwendet
wird, für
das eine Größenreduktion
erforderlich ist, und ein Datenzugriff mit einem kürzeren Zyklus
auftritt als dem Auffrischzyklus, kann auch unter Verwendung eines
DRAM konstruiert werden. Der Korrelator 61, wie ein angepasstes
Filter, zum Detektieren einer Korrelation zwischen dem eingegebenen
Digitalsignal und dem gemeinsamen Spreizcode kann beispielsweise
auch einen DRAM als internen Speicher verwenden.
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10 ist
ein Blockbild, das die Konstruktion des Korrelators 61 zeigt,
der in der Schaltung von 9 verwendet wird. Der Korrelator 61 hat
einen Korrelator 71 mit 16 Abgriffen, fünfzehn DRAMs #1 72 bis
#15 74, und zwei Addierer 75 und 76.
Obwohl der Korrelator 61 zum Berechnen der Integration
zwischen dem gemeinsamen Spreizcode und einem eingegebenen Digitalsignal,
dessen Symbol 256 Chips aufweist, als Korrelator mit 256 Abgriffen
konstruiert sein kann, macht dies den Korrelator 61 groß. Ein Schlitz
wird von 256 Chips gänzlich
gespreizt. Spezifischer hat ein Schlitz sechzehn konsekutive Datenwerte,
die jeweils durch sechzehn Chips gespreizt werden. In dieser Schaltung,
wie in 10 gezeigt, wird die Integration
sechzehnmal unter Verwendung des Korrelators 71 mit 16
Abgriffen vorgenommen, und die Integrationsergebnisse werden addiert
und ausgegeben.
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Die
fünfzehn
DRAMs 72 bis 74 speichern jeweils fünfzehn Integrationsergebnisse,
die sequentiell von dem Korrelator 71 mit 16 Abgriffen
für jede
von der Inphase-Komponente I und der Quadratur-Komponente Q berechnet
werden. Jeder der beiden Addierer 75 und 76 addiert
das erste bis fünfzehnte
Integrationsergebnis, die in den DRAMs 72 bis 74 gespeichert
sind, mit dem sechzehnten Integrationsergebnis, das aktuell aus
dem Korrelator 71 mit 16 Abgriffen ausgegeben wird, und
geben das Summenergebnis aus. Der Addierer 75 addiert Ergebnisse
für die
Inphase-Komponente I der Spannung, und der Addierer 76 addiert
Ergebnisse für
die Quadratur-Komponente Q der Spannung.
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In
der Schaltung von 9, wie oben beschrieben, ist
der interne Speicher der Energiewert-Integrationssektion 62 aus
dem DRAM 64 konstruiert, und zusätzlich verwendet der Korrelator 61 auch
die DRAMs 72 bis 74 als internen Speicher. Die
Zeit eines Schlitzes beträgt
625 μs,
wie oben beschrieben, und ist kürzer
als der Auffrischzyklus. Wenn die Integration unter Verwendung der
DRAMs 72 bis 74 vorgenommen wird, muss aus diesem Grund
die Auffrischoperation nicht verwendet werden. In dem abschließenden Zyklus
der Integration können
ebenso, nachdem alle Integrationswerte von den Addierern 75 und 76 addiert
und ausgegeben werden, die Integrationsergebnisse in den DRAMs 72 bis 74 verschwinden.
Daher muss, auch nach dem abschließenden Zyklus der Integration,
die Auffrischoperation nicht vorgenommen werden.
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Daher
kann in dieser Anordnung der interne Speicher des Korrelators 61 auch
mit einer sehr einfachen Konstruktion realisiert werden, und die
Schaltungsfläche
des für
die Zellensuche verwendeten Speichers kann weiter reduziert werden.
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In
der Schaltung von 9 werden zwei Stücke von
Spannungsinformationen, d.h. die Inphase-Komponente I und die Quadratur-Komponente
Q, die von dem Korrelator 61 ermittelt werden, in einen Energiewert
konvertiert, und der in den Energiewert konvertierte Korrelationswert
wird integriert. Die Integrationsoperation kann jedoch für jeden
der beiden Korrelationswerte vorgenommen werden, d.h. die Inphase-Komponente
I und die Quadratur-Komponente Q.
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In
der obigen Beschreibung wurde besonders eine Initialzellensuche
beschrieben, wenn das tragbare Terminal eingeschaltet wird. Die
vorliegende Erfindung kann jedoch auch bei einer Zellensuche angewendet
werden, die in einem Standby-Zustand vorgenommen wird.
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Die
Schaltungen von 6 und 9 können willkürlich mit
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kombiniert werden.
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Das
Zellensuchschema der vorliegenden Erfindung kann nicht nur bei mobilen
Kommunikationen unter Verwendung eines tragbaren Telefons oder dgl. und
einer Satellitenkommunikation angewendet werden, sondern auch bei
digitalem TV.
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Die
Konstruktions- und Verbindungsbeziehungen zwischen den Sektionen
in den oben beschriebenen Schaltungen sind bloße Beispiele zur Implementation
der vorliegenden Erfindung, und der technische Umfang der vorliegenden
Erfindung soll nicht auf die spezifische Ausführungsform beschränkt sein.
Das heißt,
es können
verschiedenste Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung
abzuweichen.