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HINTERGRUND
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Diese
Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren sowie eine Vorrichtung
zum Erfassen eines empfangenen Signals in einem Kommunikationssystem. Im
Einzelnen betrifft diese Erfindung ein Verfahren sowie eine Vorrichtung
zum Erkennen von Strahlengänge
in einem Mehrwege-Empfänger,
der mehrere Zeitreferenzen aufweist.
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1 ist
ein Blockdiagramm eines exemplarischen zellularen Funktelefonsystems,
welches eine exemplarische Basisstation (BS) 110 sowie
eine Mobilstation (MS) 120 aufweist. Obwohl die Station 120 mit "Mobilstation" bezeichnet ist,
kann sie ebenso ein anderer Typ einer entfernt angeordneten Station,
beispielsweise eine feste zellulare Station, sein. Die Basisstation
BS weist eine Steuer- und Verarbeitungseinheit 130 auf,
die mit einer Mobilfunk-Vermittlungsstelle (MSC) 140 verbunden
ist, welche wiederum mit einem (nicht dargestellten) öffentlichen
Telefonnetz PSTN verbunden ist. Aus dem Stand der Technik sind allgemeine
Aspekte von solchen zellularen Funktelefonsystemen bekannt. Die
Basisstation 10 wickelt eine Vielzahl von Sprachkanälen durch
eine Sprachkanal- Sende-/Empfangseinheit 150 ab, die von
der Steuer- und Verarbeitungseinheit 130 gesteuert wird.
Ebenso weist jede Basisstation BS eine Steuerkanal- Sende/Empfangseinheit 160 auf,
die ausgelegt sein kann, mehr als einen Steuerkanal abzuwickeln.
Die Steuerkanal- Sende/Empfangseinheit 160 wird von der
Steuer- und Verarbeitungseinheit 130 gesteuert. Die Steuerkanal-
Sende/Empfangseinheit 160 versendet über den Steuerkanal der Basisstation
BS oder der Zelle Steuerinformation zu Mobileinheiten, die an diesen
Steuerkanal angeschlossen sind. Es sei so zu verstehen, dass die
Sende-/Empfangseinheiten 150 und 160 als einzelne Vorrichtung
implementiert sein können,
wie etwa die Sprach- und Steuerkanal- Sende-/Empfangseinheit 170 zur
Verwendung mit Steuer- und Verkehrskanälen, die den gleichen Funkträger gemeinsam
nutzen.
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Die
Mobilstation MS 120 empfängt die auf einem Steuerkanal übertragene
Information bei ihrer Sprach- und Steuerkanal-Sende-/Empfangseinheit 170.
Dann wertet die Verarbeitungseinheit 180 die empfangene
Steuerkanal-Information
aus, welche die Charakteristika der Zellen enthält, welche dahingehend Kandidaten
für die
Mobilstation MS sind, um sich daran anzuschließen, und bestimmt, an welche Zelle
sich die Mobilstation MS anschließen soll. In vorteilhafter
Weise weist die empfangene Steuerkanal-Information nicht nur absolute Information
hinsichtlich der Zelle, mit welcher sie im Zusammenhang steht, auf,
sondern ebenso relative Information hinsichtlich anderer Zellen,
die jene Zelle benachbarn, mit welcher der Steuerkanal im Zusammenhang steht,
wie es beispielsweise in dem US-Patent Nr. 5,353,332 mit dem Titel "Method and Apparatus
for Communication Control in a Radiotelephone System"von Raith et al.
beschrieben wird.
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Moderne
Kommunikationssysteme, wie etwa ein zellulares Funktelefonsystem
der zuvor beschriebenen Art und Satelliten-Funksysteme, verwenden verschiedene
Betriebsarten (analoge Betriebsart, digitale Betriebsart, Dual-Betriebsart,
etc.) und verschiedene Zugriffsverfahren, wie etwa das Vielfachzugriffsverfahren
mit Frequenzteilung (FDMA), das Zugriffsverfahren im Zeitmultiplex-Verfahren
(TDMA), ein auf dem Codemultiplexverfahren basierendes Mehrfachzugriffsverfahren
(CDMA) und Hybride dieser Techniken.
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In
Nordamerika wird ein digitales zellulares Funktelefonsystem, welches
TDMA verwendet, Digital Advanced Mobile Phone System (D-AMPS) genannt,
wobei einige der Charakteristika hiervon in dem TIA/EIA/IS-136-Standard
spezifiziert sind, der von dem US-amerikanischen nationalen Normungsinstitut
TIA/EIA (Telecommunication Industry Association and Electronic Industry
Association) veröffentlicht
ist. Ein anderes digitales Kommunikationssystem, welches ein Direkt-Sequenz-TDMA
verwendet, wird durch den TIA/EIA/IS-95-Standard spezifiziert. Ebenso
gibt es Frequenz-springende TDMA- und CDMA-Kommunikationssysteme,
wobei eines hiervon durch den EIA-SP-3389-Standard (PCS 1900) spezifiziert
wird. Der PCS-1900-Standard
ist eine Implementation des GSM-Systems, welches außerhalb von
Nordamerika üblich
ist, und welches für
personenbezogene Kommunikationsdienstsysteme (PCS-Systeme) eingeführt wurde.
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Derzeit
sind für
die nächste
Generation digitaler zellularer Kommunikationssysteme verschiedene
Ansätze
in verschiedenen Standardfeststellungsorganisationen im Gespräch, welche
die internationale Fernmeldeunion (ITU), das Europäische Institut für Telekommunikationsstandards
(ETSI) sowie den Japanischen Branchenverband (ARIB) enthalten.
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In
CDMA-Systemen wird allgemein die Direkt-Sequence-Spread-Spectrum-Modulation
verwendet, in welchen jedes Informationssymbol durch eine Anzahl
von "Chips" dargestellt wird.
Eine Darstellung von einem Symbol durch mehrere Chips führt zu einer "Verbreiterung" bzw. zu einem "Spreading", da das zuletzt
genannte typischerweise mehr Bandbreite zur Übertragung erfordert. Die Abfolge von
Chips wird als Spreading-Code bzw. Spreizcode oder Signatursequenz
bezeichnet. Bei einem DS-Empfänger,
beispielsweise einem Rake-Empfänger,
wird das empfangene Signal unter Verwendung eines Entspreizungscodes
entspreizt, der typischerweise die Konjugierte des Spreizcodes ist.
IS-95 und J-STD-008 sind Beispiele von DS-CDMA-Standards.
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In
dem Mobil-Funkkanal wird ein Multi-Path bzw. das Mehrwege-Phänomen durch
Reflexion des übertragenen
Signals an Hindernissen in der Umgebung, beispielsweise an Gebäuden, Bäumen, Autos etc.,
erzeugt. Im Allgemeinen ist der Mobil-Funkkanal infolge der relativen Bewegung
der Strukturen, die den Multi-Path bzw. das Mehrwege-Phänomen erzeugen,
ein zeitlich variierender Mehrwege-Kanal.
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Eine
Charakteristik des Mehrwege-Kanals liegt darin, dass jeder Weg durch
den Kanal hindurch verschiedene Phasen aufweisen kann. Wenn beispielsweise
ein idealer Puls über
einen Mehrwege-Kanal übertragen
wird, weist jeder Puls des empfangenen Puls-Stroms allgemein eine
von den anderen empfangenen Pulsen unterschiedliche Phase auf. Dieses
kann in einer Abblendung bzw. einem Fading des Signals resultieren.
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In
einem CDMA-System wird die Signal-Abblendung bzw. das Signal-Fading
ausgeglichen, indem unter Verwendung eines Rake-Empfängers die über mehrere
Wege empfangenen Pulse kombiniert werden. In typischer Weise wird
der Kanal als eine diskrete Mobilstation MS modelliert. Die Stellen
bzw. Lagen der empfangenen Signal-Strahlengänge werden zuerst unter Verwendung
einer Sucheinrichtung aufgefunden, und dann werden diese Strahlengänge unter
Verwendung eines Maximum-Verhältnis-Kombinators
kombiniert. Eine Tracker-Einrichtung wird verwendet, um die Stellen
bzw. Lagen der Strahlengänge
aufzuspüren.
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Die 2A zeigt
ein typisches DS-CDMA-System, welches eine Sendeeinrichtung 200 sowie
eine Empfangseinrichtung 250 enthält. Die Sendeeinrichtung 200 weist
eine Spreizeinrichtung 210 (Spreader), einen Modulator 220 sowie
eine Antenne auf. Die Spreizeinrichtung 210 spreizt das
zu übertragene
Signal auf, und der Modulator 220 moduliert das aufgespreizte
Signal auf einer Trägerfrequenz. Das
modulierte Signal wird dann über
die Antenne in der Sendeeinrichtung 200 übertragen.
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Die
Empfängereinrichtung 250 weist
eine Antenne, eine RF-Vor-Verarbeitungseinheit 230,
einen Rake-Empfänger 240 sowie
eine Nach-Verarbeitungseinheit 250 auf. Das übertragene
Signal wird über
die Antenne in der Empfängereinrichtung 250 empfangen.
Die RF-Vor-Verarbeitungseinheit 230 stimmt auf das gewünschte Band
und die gewünschte
Trägerfrequenz
ab, demoduliert, verstärkt,
vermischt und filtert dann das Signal zu dem Basisband herunter.
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Der
Rake-Empfänger 240 entspreizt
das demodulierte Signal und erfasst die digitalen Symbole, die übertragen
wurden. Er kann auch Soft-Information erzeugen, die Information
hinsichtlich der Wahrscheinlichkeit der erfassten Symbolwerte liefert.
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Die
Nach-Verarbeitungseinheit 250 führt Funktionen durch, die stark
von der bestimmten Kommunikationsanwendung abhängen. Beispielsweise kann sie
die erfassten Soft-Werte verwenden, um eine vorwärts gerichtete Fehlerkorrektur-Decodierung
oder eine Fehlerdetektions-Decodierung durchzuführen. Sie kann digitale Signale
unter Verwendung eines Sprach-Decodierers in Sprache umwandeln.
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Eine
Mobilstation MS überträgt und empfängt in dem
aktiven Betriebszustand Daten. In dem aktiven Betriebszustand verwendet
die Mobilstation MS als Bezugs-Taktgeber einen Kristalloszillator
mit hoher Genauigkeit und geringem Phasenrauschen. Beispielsweise
wird in dem globalen System für
Mobilkommunikationen (GSM) vorgeschlagen, während der Zeit, in der sich
die Mobilstation im wachen Zustand befindet, einen 13 MHZ-Kristall
mit hoher Genauigkeit zu verwenden. Dieser Kristall wird mit der Basisstation
synchronisiert, um eine synchrone Übertragung und einen synchronen
Empfang bereitzustellen. Diese Art von Kristall verbraucht relativ
viel Strom und ist nicht notwendig, wenn sich die Mobilstation MS
beispielsweise in dem untätigen
Betriebszustand befindet, in welchem sie keine Daten empfängt oder überträgt.
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Die
Mobilstation MS wacht aus dem untätigen Betriebszustand gelegentlich
auf, um den Paging-Kanal (PCH) abzuhören, um Paging-Nachrichten
von der Basisstation BS zu empfangen. Von daher kann ein Kristall
mit niedriger Genauigkeit und niedrigem Stromverbrauch verwendet
werden, wenn sich die Mobilstation MS im Schlaf-Betriebszustand befindet.
Ein Beispiel von solch einem Kristall ist ein Echtzeit-Kristall
(Real Time Crystal; RTC), der ein 32 KHz-Kristall ist. Ein Echtzeit-Kristall
RTC weist ein hohes Phasenrauschen auf und ist hinsichtlich Temperaturveränderungen
wesentlich sensitiver als beispielsweise ein 13 MHz-Kristall. Die
Verwendung von diesem Kristall ist in dem Schlaf-Betriebszustand brauchbar, da die Mobilstation
MS nur hinsichtlich der Zeit Kenntnis haben muss.
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Wenn
die Mobilstation MS aufwacht, um den Paging-Kanal PCH abzuhören, kann
der Kristall mit hoher Genauigkeit und ebenso hohem Stromverbrauch
verwendet werden. Da die Zeit im aufgeweckten Betriebszustand nur
ein kleiner Teil der Gesamtzeit ist (falls die Mobilstation MS nicht
angerufen wird), kann durch das Schalten zwischen diesen Kristallen
die Mobilstation MS Leistung sparen, wodurch ihre Standby-Zeit erhöht wird.
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Es
ist bekannt, in verschiedenen Betriebsarten verschiedene Taktgeber
zu verwenden. Beispielsweise offenbart die Druckschrift GB 232 4681 ein
Verfahren zum Einsparen von Energie, indem in einen Schlaf-Betriebszustand
mit niedrigem Leistungsverbrauch übergegangen wird. Ein Taktgeber mit
grober Auflösung
wird verwendet, während
sich die Mobilstation MS in einem untätigen Betriebszustand befindet.
Es wird ein Offset bzw. ein Versatz zwischen diesem Taktgeber und
einem Taktgeber mit einer feinen Auflösung bestimmt. Dieser Versatz
wird abgestimmt, wenn die Mobilstation MS den Schlaf-Betriebszustand
mit niedrigem Leistungsverbrauch verlässt. Die Zeit im Schlaf-Betriebszustand wird
gemessen, indem der Taktgeber mit der groben Auflösung verwendet
wird, so dass die Mobilstation MS voraus aufwacht, um Abstimmungssignale
zu dem Pseudo-Zufall-Rauschcode (PN) zu initiieren.
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Während das
Schalten von dem Kristall mit niedriger Genauigkeit zu dem Kristall
mit hoher Genauigkeit Strom einspart, beeinflusst dies die Stellen bzw.
Lagen der Strahlengänge.
Infolge der Ungenauigkeit des Kristalls, der während des untätigen Betriebszustands
verwendet wird, können
die Lagen der Strahlengänge
verloren gehen, wenn sich die Mobilstation MS während des untätigen Zustands
in dem Schlaf-Zustand
befindet, und von daher mag es nicht möglich sein, sie zu verfolgen,
wenn die Mobilstation MS erneut aufwacht. In einem CDMA-System wird
dies als ein Dilemma betrachtet, da die Lagen der Strahlengänge nicht
weiter verfolgbar sind, und die Such-Einrichtung muss immer aktiviert
werden, wenn die Mobilstation MS aufwacht, um die Strahlengänge zu lokalisieren.
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Zum
Erfassen von Lagen der Strahlengänge wurden
Techniken vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart das US-Patent
Nr. 5,790,589 ein Verfahren zum Lokalisieren eines Strahlengangs durch
Lokalisieren des PN-Codephasen-Offsets, indem bei seiner erwarteten
Stelle ein Suchfenster initiiert wird. Das Suchfenster wird re-lokalisiert,
wenn der Codephasen-Offset nicht erfasst wird. Dieses Patent behandelt
nicht die Verwendung von mehreren Zeitreferenzen.
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Die
Druckschrift
EP 0 877 493 beschreibt
einen Spread-Spektrum-Kommunikationsempfänger, der
neben anderen Dingen eine Such-Einrichtung, einen Wegerfassungs-/Halteabschnitt
sowie einen Tracker-Abschnitt aufweist. Die Druckschrift WO 97/19522
beschreibt ein Verfahren zum Steuern eines Rake-Empfängers.
Der Empfänger
weist neben anderen Dingen eine Anzahl von Korrelator-Zweigen auf,
die mit dem empfangenen Signal synchronisiert werden können. Die
Korrelatorzweige weisen Einrichtungen zum Suchen nach Signalkomponenten und
Einrichtungen zum Abhören
eines Zweigs, um eine aufgefundene Signalkomponente zu empfangen.
Keine der Druckschriften behandelt das Vorhandensein von mehreren
Zeitreferenzen an.
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Von
daher besteht ein Bedarf hinsichtlich eines effektiven und schnellen
Verfahrens zum Erfassen bzw. Erkennen der Lagen der Strahlengänge in einem
Mehrwege-Empfänger
unter Verwendung mehrerer Zeitreferenzen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Erfassen
von Lagen der Strahlengänge
in einem Mehrwege-Kanalempfänger
bereitgestellt, der mehrere Zeitreferenzen aufweist, wobei das Verfahren
die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
Aufsuchen von Lagen
der empfangenen Strahlengänge;
Bestimmen
der Lagen der empfangenen Strahlengänge;
Verfolgen der Lagen
der empfangenen Strahlengänge
für einen
festgelegten Zeitumfang; und
falls die Lagen nach dem festgelegten
Zeitumfang verloren gehen, Initiieren einer neuen Suche nach den
Lagen der empfangenen Strahlengänge,
dadurch
gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Aufsuchens folgende
Verfahrensschritte aufweist:
Bestimmen einer vermutlichen Lage
eines Strahlengangs mit dem höchsten
Stellenwert (320);
Verschieben der Lage innerhalb
eines festgelegten Intervalls (325);
Analysieren von
jeder verschobenen Lage, um festzustellen, ob die verschobene Lage
der tatsächlichen Lage
des empfangenen Strahlengangs entspricht; und
In Abhängigkeit
von den Analyseergebnissen: Beenden der Suche oder Feststellen einer
voraussichtlichen Lage eines Strahls mit dem nächst höchsten Stellenwert.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
zum Erfassen von Lagen von Strahlengänge in einem Mehrwege-Empfänger bereitgestellt,
wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
eine Nachführeinrichtung
bzw. Tracker-Einrichtung (280) zum Verfolgen der Strahlengänge für einen festgelegten
Zeitumfang; und
eine Such-Einrichtung (260) zum Lokalisieren
der Strahlengänge,
wenn der festgelegte Zeitumfang abläuft und die Lagen verloren
gegangen sind,
dadurch gekennzeichnet, dass:
die Such-Einrichtung
(260) ferner eine Einrichtung zum Bestimmen einer vermutlichen
Lage eines Strahlengangs mit höchstem
Stellenwert, eine Einrichtung zum Verschieben der Lage innerhalb
eines festgelegten Intervalls sowie eine Einrichtung zum Analysieren
jeder verschobenen Lage, um festzustellen, ob die verschobene Lage
mit der tatsächlichen Lage
des empfangenen Strahlengangs übereinstimmt,
aufweist, wobei in Abhängigkeit
von den Analyseergebnissen entweder die Suche beendet wird, oder
eine vermutliche Lage eines Strahlenganges mit dem nächst höchsten Stellenwert
bestimmt wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die
Merkmale, Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung werden durch das
Lesen dieser Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
ersichtlich, in welchen gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente bezeichnen,
und in welchen folgendes gilt:
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1 ist
ein Blockdiagramm eines exemplarischen zellularen Funktelefon-Kommunikationssystems.
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2A zeigt
ein typisches DS-CDMA-System.
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2B zeigt
einen Rake-Empfänger,
in welchem die Erfindung implementiert sein kann.
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2C zeigt
den Phasen-Offset sowie die Entfernung zwischen verschiedenen Strahlengänge.
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3 zeigt
ein Verfahren zum Erfassen von Lagen der Strahlengänge in einem
Mehrwege-Empfänger
gemäß einer
exemplarischen Ausführungsform.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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Zur
Veranschaulichung ist die nachfolgende Beschreibung auf ein zellulares
Funk-Kommunikationssystem gerichtet, jedoch sei es so zu verstehen, dass
diese Erfindung nicht derart beschränkt ist und für andere
Arten von Kommunikationssystemen gilt.
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2B zeigt
einen exemplarischen Rake-Empfänger,
in welchem die Erfindung implementiert sein kann. Der Rake-Empfänger 240 weist
eine Such-Einrichtung 260, Rake-Finger 270, eine Weg-Nachführeinrichtung
bzw. Tracker-Einrichtung 280 sowie einen Kombinator 290 auf.
Die Such-Einrichtung 260 erfasst die Lagen der Mehrwege-Strahlen,
und jedem Rake-Finger 270 ist ein Weg zugewiesen. Die Rake-Finger 270 schätzen den
entsprechenden Funkkanal für
die entsprechenden Wege ab. Die Ergebnisse werden dann unter Verwendung des
Kombinators 290 kombiniert. Die Such-Einrichtung 260 kann
beispielsweise abgestimmte Filter und einen Peak-Detektor aufweisen.
Die Strahlengänge werden
mit einer bestimmten Pilotsequenz korreliert, was in Peaks resultiert,
die die Lage der Strahlengänge
anzeigen. Diese Peaks werden mit dem Peak-Detektor erfasst. Die Korrelationen
und Peak-Erfassungen machen die Such-Einrichtung 260 rechnerisch komplex,
und es ist wünschenswert,
ihren Arbeitszyklus zu begrenzen.
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In
herkömmlicher
Weise werden die Lagen der Strahlengänge nur einmal erfasst und
dann so lang wie möglich
unter Verwendung der Weg-Nachführeinrichtung
bzw. Tracker-Einrichtung 280 verfolgt. Dieses wirft ein
Problem auf, wenn die Strahlengänge
verloren gehen, beispielsweise wenn von einem Kristall niedriger
Genauigkeit zu einem Kristall hoher Genauigkeit gewechselt wird,
wenn die Mobilstation MS aufwacht, um den Paging-Kanal PCH abzuhören.
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Um
ein vollständiges
Absuchen zu vermeiden, kann die Mobilstation MS den Kristall für den Schlaf-Betriebszustand
unter Verwendung des Kristalls für
den aufgeweckten Betriebszustand kalibrieren, wenn die Mobilstation
MS aufwacht. Diese Kalibrierung kann auf der Messung und dem Vergleich der
Taktgeberzyklen zwischen den Kristallen basieren. Diese Kalibrierung
kann infolge des hohen Phasenrauschens des in dem Schlaf-Betriebszustand verwendeten
Kanals eine lange Zeit einnehmen. Dies ist nicht erwünscht, da
die Mobilstation MS so schnell wie möglich zurück in den Schlaf-Betriebszustand
gehen soll.
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Gemäß einer
exemplarischen Ausführungsform
kann die Kalibrierzeit verringert werden, indem verschiedene Kurz-Messungen der Taktgeberzyklen gemittelt
werden. Die Mittelung kann unter Verwendung von beispielsweise einem
Finite-Impulse-Response-(FIR)-Filter,
in welchem eine bestimmte Anzahl von Messungen verwendet wird, oder
unter Verwendung von beispielsweise einem Infinite-Impulse-Response-(IIR)-Filter, in welchem
im Wesentlichen alle Messungen verwendet werden, durchgeführt werden.
Die Verhältnisse
der Taktgeberzyklen für
den Taktgeber mit hoher Genauigkeit zu jedem Taktgeberzyklus mit
niedriger Genauigkeit kann gemessen und gemittelt werden, und die
entsprechende Temperatur kann gemessen werden. Das gemittelte Verhältnis und
die entsprechende Temperatur können
in einer Temperatur-Kompensationstabelle aufgezeichnet
werden. Die Anzahl der Taktgeberzyklen des Taktgebers mit niedriger
Genauigkeit und die Anzahl der Taktgeberzyklen des Taktgebers mit
hoher Genauigkeit, die zwischen Paging-Perioden verstreichen sollten,
werden von dem Verhältnis
berechnet. Basierend auf der gemessenen Temperatur, und indem Bezug
auf die Kompensationstabelle genommen wird, kann den durch die Temperaturvariation bewirkten
Phasen-Offsets Rechnung getragen werden.
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Gemäß der exemplarischen
Ausführungsformen
gibt es eine Anzahl von Phasen-Offsets, die durch die Mehrwege-Strahlen
bewirkt werden. Die Phasen-Offsets werden beispielsweise gemäß der Signifikanz
basierend auf einem Signal-zu-Interferenz-Verhältnis (SIR),
basierend auf einem Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR)
oder basierend auf der Amplitude der Mehrwege-Strahlen gruppiert.
Es sei angenommen, dass sich die Positionen von diesen Phasen-Offsets
im Verhältnis
zueinander nicht deutlich innerhalb eines bestimmten kurzen Zeitumfanges ändern, beispielsweise,
wenn die Mobilstation MS von dem aufgewachten Betriebszustand zu
dem Schlaf-Betriebszustand und dann zurück zu dem aufgewachten Betriebszustand übergeht.
Von daher gibt es in jedem Such-Fenster verschiedenen Möglichkeiten,
die Phasen-Offsets zu lokalisieren, indem einer von diesen, beispielsweise
der Phasen-Offset mit dem höchsten
Stellenwert, betrachtet wird, und indem dann in den erwarteten Lagen
nach dem anderen gesucht wird.
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2C zeigt
die Lagen der verschiedenen Strahlengänge, wobei die horizontale
Achse die Zeit und die vertikale Achse die Leistung darstellt. Die durchgezogenen
Linien stellen die Lagen der Strahlengänge beim Zeitpunkt t1, beispielsweise während eines aufgewachten Betriebszustands,
dar, und die gestrichelten Linien stellen die Lagen der Strahlengänge zum
Zeitpunkt t2, beispielsweise während eines
Schlaf-Betriebszustands,
dar. Wie es anhand der 2C erkannt werden kann, sind
nach der Filterung die Entfernungen zwischen den verschiedenen Strahlengänge innerhalb
einer kurzen Zeitperiode die gleichen, jedoch erzeugt die Ungenauigkeit
des Taktgebers mit niedriger Genauigkeit einen Phasen-Offset. Wenn
von daher ein Strahl mit hohem Stellenwert gefunden wurde, können die
Lagen der anderen Strahlen mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Um
die geringen Änderungen
in den Entfernungen zwischen den Strahlen anzugleichen, wird die Weg-Nachführeinrichtung
bzw. Tracker-Einrichtung aktiviert.
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Wenn
eine angemessene Anzahl von Messungen gemittelt wurde, kann der
Kristall mit niedriger Genauigkeit kalibriert werden, so dass die
Verschiebung der Zeitreferenz der Mobilstation MS innerhalb einer
geringen Anzahl von Strahlengang-Lagen +M begrenzt ist. Eine der
Lagen zeigt die reale Verschiebung der Zeitreferenz an. Um die neue
Zeitreferenz zu bestimmen, wird die Lage des Strahlengangs mit höchstem Stellenwert
von früheren
Beobachtungen innerhalb des Intervalls {M, –M + 1,..., M} verschoben und
analysiert, um zu bestimmen, ob eine Lage innerhalb des Intervalls
mit der tatsächlichen
Lage des empfangenen Strahlengangs mit höchstem Stellenwert übereinstimmt.
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Wenn
die Zeitreferenz durch das Auffinden von einem der Strahlengänge aufgefunden
ist, werden die Lagen der anderen Strahlengänge basierend auf den relativen
Entfernungen zwischen dem aufgefundenen Strahlengang und den anderen
Strahlengänge
aufgefunden. Diese relativen Entfernungen sind bekannt und waren
verfügbar,
bevor die Mobilstation MS in den Schlaf-Betriebszustand gewechselt hat.
Die möglichen
geringfügigen
Verschiebungen der anderen Strahlengänge relativ zu dem anderen aufgefundenen
Strahlengang können
durch geringfügige
Verschiebungen des Korrelators und durch Vergleich der Ergebnisse
eingestellt werden.
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Wenn
die Analyse fehlschlägt,
wird die Lage des Strahlengangs mit dem nächst höheren Stellenwert analysiert.
Diese Aufgabe wird wiederholt, bis die tatsächliche Lage eines Strahlengangs
bestimmt ist, was anzeigt, dass die Verschiebung der Zeitreferenz
der Mobilstation MS erfasst ist. Dann wird die Zeitverschiebung
der Mobilstation MS eingestellt, und dann wird die Weg-Nachführeinrichtung
bzw. Tracker-Einrichtung aktiviert. Wenn jedoch die Analyse fehlschlägt, wenn
die Lagen der N Strahlengänge mit
höchstem
Stellenwert studiert wurden, wird die Zeitreferenz der Mobilstation
MS als verloren gegangen betrachtet, und dann wird eine vollständige Suche
nach den Lagen der Strahlen aktiviert.
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Gemäß einer
exemplarischen Ausführungsform
kann der Strahlengang mit höchstem
Stellenwert beispielsweise der Strahlengang mit höchstem Stellenwert
basierend auf SIR, SNR oder der Amplitude sein. Die Analyse zum
Bestimmen der Verschiebung der Referenzeit kann beispielsweise auf
einer Korrelation der empfangenen Daten mit den bekannten empfangenen
Pilotsignalen basieren. Die Anzahl N kann derart gewählt sein,
dass die Komplexität
der Korrelatoren nicht die der kompletten Suche überschreitet.
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3 zeigt
ein Verfahren zum Erfassen eines Strahlengangs in einem Empfänger gemäß einer exemplarischen
Ausführungsform.
Das Verfahren beginnt beim Verfahrensschritt 300, bei welchem
der Kristall mit niedriger Genauigkeit mit dem Kristall der hohen
Genauigkeit kalibriert wird. Beim Verfahrensschritt 305 werden
Messungen zwischen Zeitreferenzen der Kristalle gemittelt. Beim
Verfahrensschritt 310 wird eine Bestimmung gemacht, ob
die Mittelung angebracht ist, und zwar beispielsweise abhängig von
einem gewünschten
Genauigkeitspegel. Wenn dies nicht der Fall ist, kehrt der Prozess
zum Verfahrensschritt 300 zurück.
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Wenn
die Mittelung angebracht ist, wird beim Verfahrensschritt 315 eine
Prozessvariable k auf Null gesetzt. Dann wird beim Verfahrensschritt 320 die Lage
des Strahlengangs mit höchstem
Stellenwert bestimmt. Beim Verfahrensschritt 325 wird die
Lage des Strahlengangs um –M,
..., M verschoben, und jede verschobene Lage wird analysiert. Beispielsweise
werden die verschobenen Lagen der Strahlengänge mit einer bekannten Pilot-Sequenz
korreliert. Beim Verfahrensschritt 330 wird eine Bestimmung gemacht,
ob das Korrelationsergebnis größer als
ein festgelegter Schwellenwert ist. Wenn dies nicht der Fall ist,
wird beim Verfahrensschritt 335 die Variable k um 1 erhöht, und
beim Verfahrensschritt 340 wird eine Bestimmung gemacht,
ob die Variable k kleiner als oder gleich wie N ist, d.h. es wird
eine Bestimmung gemacht, ob die N Strahlengänge mit höchstem Stellenwert analysiert
wurden. Wenn die Variable k kleiner als oder gleich wie N ist, wird
beim Verfahrensschritt 345 der Strahlengang mit höchstem Stellenwert
entfernt, und der Prozess kehrt zum Verfahrensschritt 320 zurück. Wenn
beim Verfahrensschritt 340 bestimmt wird, dass die Variable
nicht kleiner als oder gleich wie N ist, wird beim Verfahrensschritt 350 eine
komplette Suche initiiert. Wenn beim Verfahrensschritt 330 aufgefunden
wird, dass die Korrelation größer als
der Schwellenwert ist, bedeutet dies, dass die tatsächlich empfangene
Lage des Strahlengangs aufgefunden wurde, und die Zeitreferenz der Mobilstation
MS wird beim Verfahrensschritt 355 demgemäss eingestellt.
Nachdem beim Verfahrensschritt 355 die Zeitreferenz eingestellt
wurde, oder nachdem beim Verfahrensschritt 350 die Suche
nach der Lage des Strahlengangs beendet wurde, fährt der Prozess zum Verfahrensschritt 360 fort,
bei welchem die Weg-Nachführeinrichtung
bzw. Tracker-Einrichtung die Lagen der Strahlengänge verfolgt.
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Dieses
Verfahren kann beispielsweise in einem Mikroprozessor in der Such-Einrichtung
oder sonst wo in dem Mehrwege-Empfänger implementiert
sein.
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Gemäß der exemplarischen
Ausführungsformen
sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Erfassen der Lage
von empfangenen Strahlengänge in
einem Mehrwege-Empfänger
vorgesehen, welcher mehrere Zeitreferenzen aufweist.
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Für einen
Fachmann ist es ersichtlich, dass diese Erfindung in anderen speziellen
Formen ausgeführt
sein kann. Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen sollten von daher
durchweg als anschaulich und nicht einschränkend betrachtet werden. Obwohl
beispielsweise die Erfindung zuvor unter Bezugnahme auf ein CDMA-Kommunikationssystem
beschrieben wurde, ist die Erfindung ebenso in anderen Arten von
Kommunikationssystemen anwendbar.