DE60215094T2

DE60215094T2 - Unterstützung für Handoff in einer Mobilstation in einem WCDMA System mit Übertragungsdiversität

Info

Publication number: DE60215094T2
Application number: DE60215094T
Authority: DE
Inventors: Kaj Jansen; Janne Koivisto
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2022-08-21
Also published as: DE60215094D1; US7042968B1; CN1236574C; EP1294107B1; EP1294107A2; CN1406009A; EP1294107A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf mobile Funkendgeräte, wie beispielsweise in nicht einschränkender Weise auf mobile Funkendgeräte, die durch die technische Spezifikation 3GPP TS 25.211 3.7.0 (2001-06) beschrieben sind, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit eingeschlossen wird.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Als allgemeiner Hintergrund definiert die vorher erwähnte technische Spezifikation 3GPP Funkübertragungen an mobile Datenempfänger, die Funkrahmen verwenden, von denen jeder 15 Schlitze aufweist. Die Länge jedes Rahmens beträgt 38400 Chips, und jeder Schlitz weist 2560 Chips auf.
Die gebräuchlichen physikalischen Abwärtsverbindungskanäle in der technischen Spezifikation umfassen einen gemeinsamen Pilotkanal (CPICH), der vordefinierte Bit-/Symbolsequenzen trägt, wie das im Kapitel 5.3.3.1 beschrieben ist. Der CPICH-Kanal kann zwei räumlich verschiedene Antennen verwenden, die jeweils erste und zweite komplexe Sequenzen senden. Der CPICH-Kanal wird von beiden Antennen unter Verwendung der gleichen Kanaleinteilung und des gleichen Verwürfelungskodes gesendet, wobei aber die vordefinierte Symbolsequenz jeder Antenne unterschiedlich ist.
1 zeigt ein Diagramm der vordefinierten Symbolsequenzen des CPICH-Kanals für die Antennen. Die Antenne 1 sendet eine wiederholte Sequenz von Symbolen "A", und die Antenne 2 sendet eine wiederholte Sequenz von wechselnd negativen Paaren der Symbole "-A" und "A". Die Symbole selbst werden als erste und zweite komplexe Sequenzen gesendet. Der verwendete Spreizkode beträgt 256 Chips pro Bit.
Die technische Spezifikation spezifiziert, während sie die Verwendung räumlich verschiedener Antennen für das Senden der vordefinierten Symbolsequenzen für den CPICH-Kanal beschreibt, nicht, wie der Empfänger die räumlich unterschiedlichen Aussendungen verarbeitet.
RAKE-Demodulatoren sind wohl bekannt. Siehe beispielsweise die Seiten 842 – 851 der Digital Communications, 4. Auflage, John P. Proakis, McGraw-Hill 2001, und die US-Patentanmeldung des vorliegenden Anmelders mit der Seriennummer 09/915,382 (Anwaltsdokument Nr. 367.40363X00), die am 27. Juli 2001 eingereicht wurde, "Method and Apparatus for Synchronization". Ein RAKE-Empfänger erfasst mindestens einen Scheitelpunkt, wobei mehrere Scheitelpunkte den Empfang von Mehrwegekomponenten der Übertragung darstellen. Die Finger des RAKE-Empfängers sind in der Zeit mit so viel wie möglich Mehrwegekomponenten ausgerichtet, um somit den erfassten Signalpegel zu erhöhen. Die Anzahl der Finger in einem RAKE-Empfänger, der für die Signalerfassung verwendet wird, kann auf eine maximale Zahl, die im Empfänger vorgesehen ist, eingestellt werden. Die Anzahl der Finger, die verwendet werden, entspricht der Anzahl der Scheitelpunkte, die in den empfangenen Sendungen erfasst werden, bis zur maximalen Anzahl der Finger, die im Empfänger vorgesehen sind. Das Dokument der Samsung Electronics Co., Ltd. mit dem Titel "New CPICH transmission scheme for4-antenna transmit diversity", TSG-RAN Arbeitsgruppe 1, Treffen#15, beschreibt ein neues CPICH-Sendeschema für eine 4-Antennen-Sende-Diversität. Das Sendeschema des CPICH für eine 4-Antennen-Sende-Diversität wird beschrieben und die Rückwärtsfähigkeit (backward capability) wird dargelegt. Weiterhin wird ein entsprechendes Sendeschema des gemeinsamen physikalischen Kanals mit einer 4-Antennen-Sendung, um die Rückwärtsfähigkeit zu erfüllen, vorgeschlagen. Auch die entsprechenden Sendeschemata des zugewiesenen physikalischen Kanals mit einer 2-Antennen- und einer 4-Antennen-Sende-Diversität UE sind beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Die vorliegende Erfindung liefert weiter eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 16.
Die vorliegende Erfindung liefert ein effizientes angepasstes Filter, das verwendet wird, um eine Kanalimpulsantwort von gesendeten konstanten Symbolmustern, wie in nicht einschränkender Weise den vorher erwähnten Symbolen des CPICH-Kanals, zu schätzen.
Die Kanalimpulsantwort des angepassten Filters der vorliegenden Erfindung kann mit Echtzeitabtastwerten oder gespeicherten Abtastwerten verwendet werden.
Die ersten und zweiten komplexen Sequenzen, die von den zwei räumlich verschiedenen Antennen gemäß der technischen Spezifikation gesendet werden, können durch die Multiplikation mit ihren komplex Konjugierten geschätzt werden. Eine Funktion der komplexen, erfassten ersten und zweiten Sequenzen wird gemittelt, um eine gemittelte Funktion zu erzeugen. Die gemittelte Funktion wird verarbeitet, um eine Zeit, relativ zu einer Zeitreferenz des Systems (die ohne Einschränkung durch das Erfassen der vordefinierten Symbolsequenzen des CPICH-Kanals erfasst werden kann) von mindestens einem Scheitelpunk darin zu erfassen, der sich aus dem Senden der ersten und zweiten komplexen Sequenzen ergibt. Die Zeit des mindestens einen Scheitelpunkts relativ zu einer Zeitreferenz des Systems kann verwendet werden, um mindestens einen Finger in einem RAKE-Empfänger so einzustellen, dass die größte mögliche Signalstärke erfasst wird.
Weiterhin wird gemäß der Erfindung ein Leistungspegel der Scheitelpunkte der empfangenen Sendungen, der von der mobilen Vorrichtung erfasst wird, zum System übertragen, um die Übergabe zu steuern. Die Übergabe von Sendungen kann von mindestens einer Gruppe von Sendern zu mindestens einer anderen Gruppe von Sendern erfolgen.
In einer CPU der mobilen Vorrichtung gemäß der Erfindung können komplex Konjugierte der Komponenten der maximalen Impulsantwort mit den entsprechenden Datenergebnissen multipliziert und zusammengezählt werden, um einen Softwert zu bilden, der verwendet wird, um zu schätzen, ob die Symbolmuster empfangen worden sind, während die HF-Elektronik herabgefahren ist.
Die CPU der mobilen Vorrichtung gemäß der Erfindung kann verwendet werden, um dynamisch die Länge des angepassten Filters zu ändern, um somit verschiedene Erfordernisse, die mit ihrem Gebrauch zusammenhängen, zu erfüllen, wie beispielsweise das Minimieren des Leistungsverbrauchs in der mobilen Vorrichtung.
Gespeicherte Datenabtastwerte können geschätzt werden, ohne dass die HF-Empfängerelektronik der mobilen Vorrichtung angeschaltet wird. Die erfasste Zeit der Scheitelpunkte, die von den räumlich verschiedenen Antennen gesendet werden, wie beispielsweise vom CPICH-Kanal, definiert die Zeitreferenz für das Erfassen der Daten. Die gespeicherten Daten werden auf das angepasste Filter angewandt, und die Antwort des angepassten Filters wird verwendet, um die Daten zu erfassen.
Weiterhin verwendet die vorliegende Erfindung das angepasste Filter, um den CPICH-Kanal mit einer im Vergleich zu RAKE-Empfängern des Stands der Technik verminderten Ansprechzeit (wakeup time), die die Standby-Zeit erhöht und den Leistungsverbrauch reduziert, zu erfassen.
Schließlich wird das Erfassen von mindestens einem Scheitelpunkt durch die vorliegende Erfindung durch das Schwellwerte-Erfassen der gemittelten Funktion effizienter, um somit die Signalscheitelpunkte, die in die zentrale Verarbeitungseinheit eingegeben werden, zu vermindern.
In einem System, das eine Vielzahl von Sendern einschließt, das von mindestens einem der Sender erste und zweite komplexe Sequenzen jeweils von zwei räumlich verschiedenen Antennen des mindestens einen Senders an eine mobile Vorrichtung sendet, umfasst ein Verfahren bei der mobilen Vorrichtung gemäß der Erfindung das Demodulieren der ersten und zweiten komplexen Sequenzen, um demodulierte komplexe erste und zweite Sequenzen zu erzeugen; das Erfassen der demodulierten ersten und zweiten komplexen Sequenzen, um erfasste komplexe erste und zweite Sequenzen zu erzeugen durch das jeweilige Multiplizieren der demodulierten ersten und zweiten komplexen Sequenzen mit ihren komplex Konjugierten; das Mitteln einer Funktion der erfassten komplexen ersten und zweiten Sequenzen, um eine gemittelte Funktion zu erzeugen; und das Verarbeiten der gemittelten Funktion, um eine Zeit relativ zu einer Systemzeitreferenz von mindestens einem Scheitelpunkt darin, der sich aus dem Senden der ersten und zweiten komplexen Sequenzen ergibt, zu erfassen. Die mobile Vorrichtung kann einen RAKE-Empfänger umfassen; und die Zeit von mindestens einem Scheitelwert kann verwendet werden, um die Finger im RAKE-Empfänger in der mobilen Vorrichtung zu setzen. Das System kann ein zellulares System sein, das eine Vielzahl von Basisstationen aufweist, bei denen sich die Sender befinden, die die ersten und zweiten komplexen Sequenzen senden, wobei ein Leistungspegel der Scheitelpunkte durch die mobile Vorrichtung erfasst werden kann, und der Leistungspegel der Scheitelpunkte an das System übertragen werden kann; und das System kann in Reaktion auf der Leistungspegel die Übergabe der Sendungen an die mobile Vorrichtung von einem Sender an einen anderen Sender im Systems steuern. Das Verfahren kann weiter das Ausführen einer ersten Mittelung umfassen, die die erfassten komplexen ersten und zweiten Sequenzen mittelt, um komplexe Mittelwerte davon zu erzeugen; das Erfassen der Größe der komplexen Mittelwerte; das Ausführen einer zweiten Mittelung der Größe der komplexen Mittelwerte, um eine reelle Mittelung zu erzeugen, wobei die Verarbeitung der gemittelten Funktion auf der reellen Mittelung ausgeführt wird. Der RAKE-Empfänger kann n Finger aufweisen, und die Anzahl der Finger kann gleich der Anzahl der Scheitelpunkte m gesetzt werden, wenn m <= n und gleich n, wenn m > n. Die gemittelte Funktion kann Schwellwert-erfasst sein, um nur Scheitelpunkte darin, die einen festgesetzten Schwellwert übersteigen, zur Verarbeitung der gemittelten Funktion durchzulassen. Die ersten und zweiten Sequenzen können als eine Spreizspektrumsübertragung unter Verwendung eines Pseudorausch-Spreizkodes gesendet werden, um die ersten und zweiten komplexen Sequenzen über ein Basisband zu spreizen, wobei jedes Bit in den ersten und zweiten Sequenzen in n Chips gespreizt wird; und die mobile Vorrichtung kann ein angepasstes Filter einschließen, das auf die demodulierten ersten und zweiten komplexen Sequenzen anspricht, das n Stufen umfasst, die Signale von mindestens einer der n Stufen kombinieren, um ein angepasstes Filterausgangssignal zu erzeugen, das die demodulierten komplexen ersten und zweiten Sequenzen darstellt. Die Anzahl der Stufen n kann unter der Steuerung eines Prozessors, der die gemittelte Funktion verarbeitet, variiert werden. Die ersten und zweiten komplexen Sequenzen können Phasenreferenzen sein, die eine Phase des Senders, der die ersten und zweiten komplexen Sequenzen sendet, darstellen; und die mobile Vorrichtung kann die ersten und zweiten Phasenreferenzen erfassen, und kann Datensendungen an die mobile Vorrichtung von dem einen Sender unter Verwendung der ersten und zweiten Phasenreferenzen erfassen. Die Daten können gleichzeitig mit den Phasenreferenzen an die mobile Vorrichtung gesendet und gespeichert werden; und danach werden die gespeicherten Daten unter Verwendung der gespeicherten Phasenreferenzen demoduliert, während die Demodulation abgeschaltet ist.
Die mobile Vorrichtung kann ein angepasstes Filter einschließen, das auf die demodulierten ersten und zweiten komplexen Sequenzen anspricht, das n Stufen umfasst, die Signale von mindestens einer der n Stufen kombinieren, um ein angepasstes Filterausgangssignal zu erzeugen, das die demodulierten komplexen ersten und zweiten Sequenzen darstellt; die ersten und zweiten komplexen Sequenzen können Phasenreferenzen sein, die eine Phase des Senders darstellen, der die ersten und zweiten komplexen Sequenzen sendet; eine Datenübertragung kann gleichzeitig mit den Phasenreferenzen an die mobile Vorrichtung gesandt werden; die mobile Vorrichtung kann einen Speicher einschließen, der die Daten speichert; und die Daten können aus dem Speicher abgerufen und unter Verwendung des angepassten Filters und der gespeicherten Phasenreferenzen erfasst werden, während die Demodulation der mobilen Vorrichtung ausgeschaltet ist.
In einem System, das eine Vielzahl von Sendern einschließt, das von mindestens einem der Sender erste und zweite komplexe Sequenzen jeweils von zwei räumlich verschiedenen Antennen an dem mindestens einen Sender sendet, umfasst eine mobile Vorrichtung gemäß der Erfindung einen Demodulator, der die ersten und zweiten komplexen Sequenzen demoduliert, um demodulierte erste und zweite komplexe Sequenzen zu erzeugen; einen Detektor, der die demodulierten ersten und zweiten komplexen Sequenzen durch das jeweilige Multiplizieren der demodulierten ersten und zweiten komplexen Sequenzen mit ihren komplex Konjugierten, um erfasste erste und zweite komplexe Sequenzen zu erzeugen, erfasst; mindestens eine Mittelungseinheit, die auf die erfassten ersten und zweiten komplexen Sequenzen anspricht, die eine gemittelte Funktion der erfassten ersten und zweiten komplexen Sequenzen erzeugt; und einen Prozessor, der auf die gemittelte Funktion anspricht, der eine Zeit relativ zu einer Systemzeitreferenz von mindestens einem Scheitelpunkt darin erfasst, der sich aus der Sendung der ersten und zweiten komplexen Sequenzen ergibt. Die mobile Vorrichtung kann einen RAKE-Empfänger einschließen, und die Zeit des mindestens einen Scheitelpunkts kann verwendet werden, um Finger im RAKE-Empfänger in der mobilen Vorrichtung zu setzen. Der RAKE-Empfänger kann n Finger aufweisen, wobei die Anzahl der Finger gleich der Anzahl der Scheitelpunkte m gesetzt wird, wenn m <= n und gleich n, wenn m > n. Das System kann ein zellulares System sein, das eine Vielzahl von Basisstationen aufweist, an denen sich die Sender befinden, die die ersten und zweiten komplexen Sequenzen senden, wobei ein Leistungspegel der Scheitelpunkte durch die mobile Vorrichtung erfasst werden kann, und wobei der Leistungspegel an das System übertragen werden kann; und wobei das System in Erwiderung auf den Leistungspegel des Systems die Übergabe der Aussendungen an die mobile Vorrichtung von einem Sender an einen anderen Sender im System steuern kann.
Die mindestens eine Mittelungseinheit kann eine erste Mittelungseinheit, die auf die erfasste erste komplexe Sequenz anspricht, die eine erste komplexe Mittelung bildet, und eine zweite Mittelungseinheit, die auf die erfasst zweite komplexe Sequenz anspricht, die eine zweite komplexe Mittelung erzeugt, und eine dritte Mittelungseinheit, die auf eine Funktion der ersten und zweiten komplexen Mittelungen anspricht, die eine gemittelte Funktion erzeugt, umfassen. Ein erster Größendetektor, der auf die erste komplexe Mittelung anspricht und mit der dritte Mittelungseinheit gekoppelt ist, kann eine Größe der ersten komplexen Mittelung erfassen, die eine Eingabe an die dritte Mittelungseinheit darstellt, und ein zweiter Größendetektor, der auf die zweite komplexe Mittelung anspricht und mit der dritten Mittelungseinheit gekoppelt ist, erfasst eine Größe der zweiten komplexen Mittelung, die ein Eingangssignal der dritten Mittelungseinheit darstellt. Ein angepasstes Filter, das auf die demodulierten ersten und zweiten komplexen Sequenzen anspricht, das p Stufen umfasst, kann Signale von mindestens einigen der p Stufen kombinieren, um ein angepasstes Filterausgangssignal z erzeugen, das die demodulierten komplexen ersten und zweiten Sequenzen darstellt. Die ersten und zweiten komplexen Sequenzen können Phasenreferenzen sein, die eine Phase des Senders darstellen, der die ersten und zweiten komplexen Sequenzen sendet; und die mobile Vorrichtung kann die ersten und zweiten Phasenreferenzen erfassen und kann die Datenübertragungen an die mobile Vorrichtung von dem einen Sender unter Verwendung der ersten und zweiten Phasenreferenzen erfassen. Ein Schwellwertdetektor, der zwischen die mindestens eine Mittelungseinheit und den Prozessor gekoppelt ist, kann nur Scheitelpunkte in der gemittelten Funktion an den Prozessor durchlassen, die einen festgelegten Schwellwert übersteigen. Ein Leistungspegeldetektor, der mit den ersten und zweiten komplexen Sequenzen gekoppelt ist, kann einen Leistungspegel der komplexen ersten und zweiten Sequenzen erfassen, und kann ein Steuersignal an den Schwellwertdetektor anlegen, um den Schwellwert gemäß dem erfassten Leistungspegel einzustellen.
Die mobile Vorrichtung kann ein angepasstes Filter einschließen, das auf die demodulierten ersten und zweiten komplexen Sequenzen anspricht, das p Stufen umfasst, die Signale von mindestens einigen der p Stufen kombinieren, um ein angepasstes Filterausgangssignal zu erzeugen, das die demodulierten komplexen ersten und zweiten Sequenzen darstellt; die ersten und zweiten komplexen Sequenzen sind Phasenreferenzen, die eine Phase des Senders darstellen, der die ersten und zweiten komplexen Sequenzen sendet; die Daten können gleichzeitig mit den Phasenreferenzen an die mobile Vorrichtung gesendet werden; die mobile Vorrichtung umfasst einen Speicher, der die Daten speichert; und die Daten können aus dem Speicher abgerufen und erfasst werden unter Verwendung des angepassten Filters und der gespeicherten Phasenreferenzen, während die Demodulation der mobilen Vorrichtung ausgeschaltet ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Diagramm des CPICH-Kanals der Technischen Spezifikation 3GPPP, auf die oben Bezug genommen wurde.
2 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems, das die mobile Vorrichtung der vorliegenden Erfindung einschließt.
3 zeigt das Verfahren der Erfassung von Spitzenwerten unter Verwendung eines gesetzten Schwellwert durch eine mobile Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt ein Diagramm des Erfassens von Datenübertragungen gemäß der Erfindung, während die HF-Elektronik der mobile Vorrichtung abgeschaltet ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
2 zeigt ein System 10, das ein drahtloses Datennetz 12, das gemäß der technischen Spezifikation ausgebildet sein kann, aber nicht darauf beschränkt ist, und eine mobile Vorrichtung 14 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst. Das drahtlose Datennetz 12 weist eine Vielzahl von Basisstationen 16 konventioneller Gestaltung auf, wobei jede zumindest zwei räumlich verschiedene Antennen 18 enthält, die erste und zweiten komplexe Sequenzen, wie beispielsweise in nicht einschränkender Weise gemäß dem Stand der Technik der 1, senden. Das drahtlose Datennetz 12 arbeitet in konventioneller Weise, um die Übergabe zu steuern. Eine Signalstärkeschätzung wird von der mobilen Vorrichtung gesandt, die aus den Sendungen 20 von einer oder mehreren Basisstationen 16 zu einer oder mehreren der anderen Basisstationen 16 erhalten wird. Die Antenne 22 der mobilen Vorrichtung 14 sendet eine Aufwärtssendung des erfassten Leistungspegels der Sendung(en) 20, die von der Antenne 22 empfangen wird, die die Signalstärkeinformation an das drahtlose Netz liefert, die für die Übergabe an eine oder mehrere andere Basisstationen notwendig ist, wenn der Signalpegel der Datensendungen, die von einer oder mehreren der Basisstationen empfangen wird, unter einen gesetzten Pegel fällt. Das Übergabeverfahren erfolgt konventionell mit der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der Erfassung der Signalstärke der ersten und zweiten komplexen Sequenzen in den Sendungen 10, wie den vorher erwähnten CPICH-Kanälen, von den vielen Basisstationen, um dem drahtlosen Datennetz 12 eine Schätzung der Signalstärke von den verschiedenen Basisstationen zu liefern. Die "mobilen Sendungen", die als Eingabesignal 25 in die HF-Elektronik 24 eingegeben werden, sind die Leistungspegelinformation, die verwendet wird, um die Übergabe zu steuern, was nachfolgend detaillierter diskutiert wird.
Die HF-Elektronik 24 empfängt, während sie Empfangs- und Sendefunktionen liefert, die Sendungen 20 der ersten und zweiten komplexen Sequenzen, wie beim Stand der Technik der 1, von den zwei räumlich verschiedenen Antennen 18 und gibt ein analoges Ausgangssignal aus, das an den A/D-Wandler 28 gelegt wird. Die sich ergebenden digitalen Datenabtastwerte stellen Abtastwerte der orthogonalen I und Q Komponenten jedes Symbols dar. Die demodulierten ersten und zweiten komplexen Sequenzen, die vom A/D-Wandler 28 ausgegeben werden, werden an das angepasste Filter 30 und einen RAKE-Empfänger 32 mit Standardkonstruktion gelegt. Der Ausgang des RAKE-Empfängers 32 ist mit einem Dekodierer 34 gekoppelt. Der Dekodierer 34 gibt dekodierte Daten aus, die auf den Kanälen empfangen werden, die durch einen Walsh-Kode-Generator 40 ausgewählt werden, andere als den CPICH-Kanal beim Stand der Technik. Die I und Q Komponenten der Symbole, die vom A/D-Wandler 28 ausgegeben werden, werden an das angepasste Filter 30 gelegt, das in einer bevorzugten Ausführungsform 256 tatsächliche Stufen aufweist, die in der Anzahl reduziert werden können für eine Signalschätzung unter der Steuerung des Steuersignals 75, das von der CPU 36 ausgegeben wird, wie das unten beschrieben wird. Ein Abtastwertspeicher 38 speichert Datenabtastwerte, die vom A/D-Wandler 28 erzeugt werden, die von der CPU 36 unter Verwendung eines konventionellen bewerteten Entscheidungsverfahrens, das keinen Teil der vorliegenden Erfindung darstellt, ausgelesen und erfasst werden können, zu den Zeiten der Signalscheitelpunkte, die vom angepassten Filter erhalten werden, durch das Erfassen der ersten und zweiten komplexen Sequenzen der 1, die eine Phaseninformation enthalten können, wenn die ersten und zweiten Sequenzen vom CPICH-Kanal stammen.
Ein Walsh-Kode-Generator 40 gibt Kanalauswahlkodes für das Abstimmen spezieller Kanäle, wie den vorher erwähnten CPICH-Kanal und die Datenkanäle, ein. Die PN_I und PN_Q Generatoren 42 und 44 erzeugen Pseudozufallsrausch-Kodes für das Entspreizen der Chips, die für das Kodieren jedes Bits verwendet wurden. Typischerweise enthält das angepasste Filter 30 eine Anzahl von Stufen, die gleich der Anzahl der Chips pro Bit ist, beispielsweise 256 in der vorher erwähnten technischen Norm, wobei die Anzahl, die für die Schätzung der Signalantwort verwendet wird, unter der Steuerung der CPU 36 reduzierbar ist. Die Anzahl der Stufen, die für die Kanalschätzung verwendet werden, können jedoch unter der Steuerung des Steuersignals 75, das von der CPU 36 erzeugt wird, variiert werden, um Leistung zu sparen, wenn ein ausreichender Signalpegel mit den Signalkomponenten, die man von einer kleineren Anzahl von Stufen erhält, erfasst werden kann.
Ein erster Sequenzgenerator 46 erzeugt eine komplex Konjugierte der ersten komplexen Sequenz, die von einer der Antennen 18 gesendet wird, und ein zweiter Sequenzgenerator 48 erzeugt eine komplex Konjugierte der zweiten komplexen Sequenz, die von der anderen der Antennen 18 gesendet wird. Die Erfindung sollte so verstanden werden, dass sie nicht auf Antennen beschränkt ist. Die erfassten Ausgangssignale der Sequenzgeneratoren 46 und 48 sind komplex und werden jeweils an einen ersten Multiplizierer 50 und einen zweiten Multiplizierer 51 angelegt, die jeweils die demodulierten ersten und zweiten Sequenzen, die vom angepassten Filter 30 ausgegeben werden, multiplizieren, um erfasste komplexe erste und zweite Sequenzen zu erzeugen. Die erste erfasste komplexe Sequenz, die vom Multiplizierer 50 erzeugt wird, wird an eine erste Mittelungseinheit 52 angelegt, und die zweite erfasste komplexe Sequenz, die vom Multiplizierer 51 erzeugt wird, wird an eine zweite Mittelungseinheit 54 angelegt.
Die Mittelungseinheiten 52 und 54 können eine Mittelung durch unterschiedliche Verfahren ausführen. Diese Mittelungsverfahren umfassen das Ergreifen mehrerer Abtastwerte und das Berechnen einer Mittelung davon, oder die Integration, wobei beide Methoden für den Zweck der vorliegenden Erfindung äquivalent sind. Die Mittelungseinheiten 52 und 54 mitteln jeweils die erfassten ersten und zweiten komplexen Sequenzen, die von den Multiplizierern 50 und 51 ausgegeben werden, und geben komplexe Mittelungen aus, die jeweils an Größendetektoren 56 und 58 gelegt werden, die jeweils auf die erste komplexe Mittelung und die zweite komplexe Mittelung ansprechen.
Die sich ergebenden reellen Ausgangssignale von den Größendetektoren 56 und 58 werden an eine dritte Mittelungseinheit 60 gelegt, die eine reelle gemittelte Funktion der erfassten ersten und zweiten komplexen Sequenzen erzeugt, und die, wie das in 3 dargestellt ist, typischerweise eine Reihe von Scheitelpunkten 62 mit einer relativ kleinen Signalgröße enthalten, die den Empfang von Mehrwegekomponenten niedriger Energie darstellen, die sich aus der Sendung des Signals 20 von den Diversitätsantennen 18 ergeben, und eine kleinere Anzahl von Scheitelpunkten 64 mit höherer Energie, die Mehrwegekomponenten mit signifikanter Energie darstellen.
Die dritte Mittelungseinheit 60 gibt reelle Information aus, die in der Größe variiert und einen oder mehrere der Signalscheitelpunkte 64 höherer Energie enthält, die einen signifikanten Signalpegel enthalten, der verschiedene Mehrwegekomponenten darstellen, um eine maximale Signalenergie zu erzeugen. Ein Schwellwertdetektor 66 wird verwendet, um den Schwellwert 68 in 3 zu setzen, um die Datenrate, die an die CPU 36 gelegt wird, zu reduzieren, was einen Verarbeitungsoverhead reduziert.
Die demodulierten ersten und zweiten komplexen Sequenzen, die vom A/D-Wandler 28 ausgegeben werden, werden auch an einen Leistungspegeldetektor 70 angelegt, der beispielsweise die reelle Größe von I² plus Q² berechnet. Die I² und Q² Komponenten sind jeweilige Darstellungen der orthogonalen Komponenten jedes Symbols. Die Summe von I² + Q² wird verwendet, um einen Schwellwertpegel festzulegen, der in den Schwellwertdetektor 66 eingegeben wird.
Die CPU 36 funktioniert, um einen Zeitpunkt jedes der Scheitelpunkte 64 relativ zu einer Systemzeitreferenz zu erfassen, die durch das Anwenden irgend eines bekannten Verfahrens erhalten werden kann, die das Erfassen und Verwenden der Phaseninformation, die in den Rahmen des Stands der Technik der 1 enthalten ist, einschließt, so dass die Anzahl der Finger, die im RAKE-Empfänger 32 verwendet wird, festgesetzt werden kann.
Die CPU 36 gibt ein Signal 74 an den RAKE-Empfänger 32 aus. Das Signal 74 veranlasst den RAKE-Empfängers 32 innerhalb der Anzahl der Finger n, die im RAKE-Empfänger vorgesehen sind, eine Anzahl von Fingern, die für die Erfassung verwendet werden, zu aktivieren. Die Anzahl der Finger, die aktiviert werden, ist gleich der Anzahl der Scheitelpunkte m, wenn m <= n, und gleich n, wenn m > n.
Die CPU 36 erzeugt auch ein Signal 75 für das Steuern einer Auswahl einer Anzahl der Stufen im angepassten Filter 30. Die Anzahl der Stufen reicht nominal von der maximalen Anzahl, beispielsweise 256 oder reduziert auf eine kleinere Anzahl für das Sparen von Energie oder sonstiges, wenn das angepasste Filter 30 eine ausreichende Signalantwort liefert.
Die CPU 36 gibt auch ein Leistungssteuersignal 76 aus, das verwendet werden kann, um die HF-Elektronik 24, den A/D-Wandler 28, den RAKE-Empfänger 32 und den Dekodierer 34 auszuschalten, um Leistung zu sparen, wenn eine bewertete Datenerfassung durch die CPU für die Daten, die für Datenübertragungen mit einer relativ kurzen Dauer verwendet wird, unter Verwendung des angepassten Filters 30 gemäß den 4D und 4E ausgeführt wird.
Die 4A-C zeigen ein Zeitdiagramm des Betriebs des Stands der Technik. Das "HF AN", das in 4C dargestellt ist, stellt die Schätzung des Zeitabstands zwischen den Scheitelpunkten 64 in 3 und die nachfolgenden Demodulation der Datensymbole dar. Die HF-Komponenten werden nur für das Erfassen der Zeit der Signalscheitelpunkte 64 angeschaltet und für die nachfolgende Demodulation der Symbole abgeschaltet, was den Leistungsverbrauch reduziert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden, wie das in den 4D und 4E darstellt ist, die A/D Abtastwerte, die vom A/D-Wandler 28 ausgegeben werden, die im Abtastwertspeicher 38 während der Schätzung der Zeit der Scheitelpunkte 64 gespeichert werden, unter Verwendung der Impulsantwort des angepassten Filters 30 geschätzt, während die HF-Elektronik ausgeschaltet ist. Die gespeicherten Datenabtastwerte vom Abtastwertspeicher 38 werden demoduliert, während die HF-Elektronik und andere Komponenten durch das Leistungssteuersignal 76 abgeschaltet werden. Wie man in 4E sieht, wird die HF-Elektronik ausgeschaltet, während die Demodulation der gespeicherten Daten erfolgt, unter Verwendung einer konventionellen bewerteten Entscheidung in der CPU 36, die die Signale verarbeitet, die vom Schwellwertdetektor 66 eingegeben werden. Der Kanal, der die Daten enthält, die im Abtastwertspeicher 38 gespeichert sind, wird durch den Walsh-Kode-Generator 40 ausgewählt, und die I und Q Komponenten werden in derselben Weise durch Entspreizungskodes von den PN_I und PN_Q Generatoren 42 und 44 entspreizt, wie sie bei der früheren Signalverarbeitung verwendet wurden.
Während die Erfindung anhand ihrer bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte verständlich sein, dass viele Modifikationen an ihnen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Alle solche Modifikationen sollen in den Umfang der angefügten Ansprüche fallen.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer mobilen Vorrichtung (14), wobei die mobile Vorrichtung Teil eines Systems (10) ist, das mehrere Sender einschließt, die von mindestens einem der Sender eine erste und eine zweite komplexe Sequenz jeweils von zwei räumlich verschiedenen Antennen (18) des mindestens einen Senders an die mobile Vorrichtung (14) übertragen, wobei das Verfahren an der mobilen Vorrichtung umfasst: – Demodulieren der ersten und der zweiten komplexen Sequenz, um eine demodulierte komplexe erste und zweite Sequenz zu erzeugen; – Erfassen der demodulierten ersten und zweiten komplexen Sequenz, um eine erfasste komplexe erste und zweite Sequenz zu erzeugen, durch jeweiliges Multiplizieren der demodulierten ersten und zweiten komplexen Sequenz mit lokal erzeugten komplexen Konjugierten davon; – Mitteln einer Funktion der erfassten komplexen ersten und zweiten Sequenz, um eine gemittelte Funktion erzeugen; – Verarbeiten der gemittelten Funktion, um in Bezug auf eine Zeitreferenz eine Zeit von mindestens einem Scheitelpunkt darin zu erfassen, der sich aus dem Übertragen der ersten und zweiten komplexen Sequenz ergibt; – Erfassen eines Leistungspegels des mindestens einen Scheitelpunkts; und – Übertragen des Leistungspegels des mindestens einen Scheitelpunkts an das System (10), was es dem System in Reaktion auf den Leistungspegel ermöglicht, eine Übergabe von Übertragungen an die mobile Vorrichtung (14) von einem Sender an einen anderen Sender in dem System (10) zu steuern.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: – die mobile Vorrichtung einen RAKE Empfänger (32) umfasst; und – die Zeit des mindestens einen Scheitelpunkts verwendet wird, um Finger in dem RAKE Empfänger (32) innerhalb der mobilen Vorrichtung zu setzen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: – das System ein zellulares System mit mehreren Basisstationen (16) ist, bei denen die Sender gelegen sind, welche die erste und die zweite komplexe Sequenz übertragen, wobei ein Leistungspegel des Scheitelpunkts durch die mobile Vorrichtung erfasst wird und der Leistungspegel des Scheitelpunkts an das System (10) übertragen wird; und – eine Übergabe von Übertragungen an die mobile Vorrichtung (14) von einem Sender an einen anderen Sender in dem System durch das System in Reaktion auf den Leistungspegel gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, wobei das Mitteln einer Funktion der erfassten komplexen ersten und zweiten Sequenz, um die gemittelte Funktion zu erzeugen, umfasst: – Ausführen eines ersten Mittelns, welches die erfasste komplexe erste und zweite Sequenz mittelt, um komplexe Mittelungen davon zu erzeugen; – Erfassen einer Größe der komplexen Mittelungen; – Ausführen eines zweiten Mittelns der Größe der komplexen Mittelungen, um eine reelle Mittelung zu erzeugen, und wobei das Verarbeiten der gemittelten Funktion an der reellen Mittelung ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei: – der RAKE Empfänger (32) n Finger aufweist, wobei die Anzahl von Fingern gleich der Anzahl von Scheitelpunkten m für m ≤ n und gleich n gesetzt wird, wo m > n.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei: – das System ein zellulares System mit mehreren Basisstationen (16) ist, bei denen Sender gelegen sind, welche die erste und die zweite komplexe Sequenz übertragen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei: – der RAKE Empfänger (32) n Finger aufweist, wobei die Anzahl von Fingern gleich der Anzahl von Scheitelpunkten m für m ≤ n und gleich n gesetzt wird, wo m > n.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, wobei: – die gemittelte Funktion Schwellwert-erfasst wird, um nur solche Scheitelpunkte darin, die einen gesetzten Schwellwert überschreiten, an das Verarbeiten der gemittelten Funktion weiterzugeben.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei: – der gesetzte Schwellwert eine Funktion eines Leistungspegels in der demodulierten ersten und zweiten Sequenz ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: – die erste und die zweite Sequenz als Spreizspektrum-Übertragung unter Verwendung eines Pseudo-Rauschen-Spreizcodes übertragen werden, um die erste und die zweite komplexe Sequenz über ein Basisband zu spreizen, wobei jedes Bit in der ersten und der zweiten Sequenz in k Chips gespreizt wird; und – die mobile Vorrichtung einen angepassten Filter einschließt, der auf die demodulierte erste und zweite komplexe Sequenz anspricht, umfassend p Stufen, welche Signale von mindestens einigen der p Stufen kombinieren, wobei die Anzahl davon dynamisch gesteuert wird, um ein Ausgangssignal des angepassten Filters zu erzeugen, das aus der demodulierten ersten und zweiten Sequenz besteht.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei: – die Anzahl in den mindestens einigen der Stufen p unter der Steuerung eines Prozessors gesteuert wird, der die Mittelungsfunktion verarbeitet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: – die erste und zweite komplexe Sequenz Phasenreferenzen sind, die eine Phase des mindestens einen Senders repräsentieren, der die erste und die zweite komplexe Sequenz überträgt; und – die mobile Vorrichtung die erste und die zweite Phasenreferenz erfasst und Datenübertragungen an die mobile Vorrichtung (14) von dem mindestens einen Sender unter Verwendung der ersten und der zweiten Phasenreferenz erfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei: – Daten gleichzeitig mit den Phasenreferenzen an die mobile Vorrichtung (14) übertragen und gespeichert werden; und – danach die Daten unter Verwendung der gespeicherten Phasenreferenzen erfasst werden, während die Demodulation eingehender komplexer HF Sequenzen ausgeschaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: – die mobile Vorrichtung (14) einen angepassten Filter (30) einschließt, der auf die demodulierte erste und zweite komplexe Sequenz anspricht, umfassend p Stufen, die Signale von mindestens einigen der p Stufen kombinieren, wobei die Anzahl davon dynamisch gesteuert wird, um ein Ausgangssignal des angepassten Filters zu erzeugen, das aus der demodulierten komplexen ersten und zweiten Sequenz besteht; – die erste und zweite komplexe Sequenz Phasenreferenzen sind, die eine Phase des mindestens einen Senders repräsentieren, der die erste und die zweite komplexe Sequenz überträgt; – eine Datenübertragung gleichzeitig mit den Phasenreferenzen an die mobile Vorrichtung (14) übertragen wird; – die mobile Vorrichtung (14) eine Speichereinrichtung (38) einschließt, welche die Daten speichert; und – die Daten aus der Speichereinrichtung (38) abgerufen werden und unter Verwendung des angepassten Filters (30) und der gespeicherten Phasenreferenzen erfasst werden, während die Demodulation der mobilen Vorrichtung (14) ausgeschaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: – die Sender Basisstationen (16) in einem Mobildatensystem umfassen.
Mobile Vorrichtung für die Verwendung in einem System, das mehrere Sender einschließt, die von mindestens einem der Sender eine erste und eine zweite komplexe Sequenz jeweils von zwei räumlich verschiedenen Antennen des mindestens einen Senders übertragen, wobei die mobile Vorrichtung umfasst: – einen Demodulator, der angepasst ist zum Demodulieren der ersten und zweiten komplexen Sequenz, um eine demodulierte erste und zweite komplexe Sequenz zu erzeugen; – einen Detektor, der angepasst ist zum Erfassen der demodulierten ersten und zweiten komplexen Sequenz, indem jeweils die demodulierte erste und zweite komplexe Sequenz mit komplexen Konjugierten davon multipliziert werden, die lokal durch ein Paar von Sequenzgeneratoren bereitgestellt werden, um erfasste erste und zweite komplexe Sequenzen zu erzeugen; – mindestens eine Mittelungseinheit (52, 54, 60), die auf die erfasste erste und zweite komplexe Sequenz anspricht, die angepasst ist zum Erzeugen einer gemittelten Funktion der erfassten ersten und zweiten komplexen Sequenz; und – einen Prozessor (36), der auf die gemittelte Funktion anspricht, der angepasst ist zum Erfassen einer Zeit, in Bezug auf eine Systemzeitreferenz, von mindestens einem Scheitelpunkt darin, der sich aus dem Übertragen der ersten und zweiten komplexen Sequenz ergibt; – wobei die mobile Vorrichtung angepasst ist, um einen Leistungspegel des mindestens einen Scheitelpunkts dem System bereitzustellen, zur Steuerung einer Übergabe von Übertragungen an die mobile Vorrichtung von einem Sender zu einem anderen Sender in dem System.
Mobile Vorrichtung nach Anspruch 16, umfassend: – einen RAKE Empfänger (32); und – wobei die mobile Vorrichtung weiter angepasst ist, die Zeit des mindestens einen Scheitelpunkts zu verwenden, um Finger in dem RAKE Empfänger (32) innerhalb der mobilen Vorrichtung (14) zu setzen.
Mobile Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei: – der RAKE Empfänger (32) n Finger aufweist, wobei die Anzahl von Fingern gleich der Anzahl von Scheitelpunkten m für m ≤ n und gleich n gesetzt wird, wo m > n.
Mobile Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 16-18, wobei: – die mindestens eine Mittelungseinheit (52, 54, 60) eine erste Mittelungseinheit (52) umfasst, die auf die erfasste erste komplexe Sequenz anspricht, die angepasst ist zum Erzeugen einer ersten komplexen Mittelung, und eine zweite Mittelungseinheit (54), die auf die erfasste zweite komplexe Sequenz anspricht, die angepasst ist zum Erzeugen einer zweiten komplexen Mittelung; und – eine dritte Mittelungseinheit (60), die auf eine Funktion der ersten und zweiten komplexen Mittelung anspricht, die angepasst ist zum Erzeugen der gemittelten Funktion.
Mobile Vorrichtung nach Anspruch 19, umfassend: – einen ersten Größen-Detektor (56), der auf die erste komplexe Mittelung anspricht und mit der dritten Mittelungseinheit (60) gekoppelt ist, der angepasst ist zum Erfassen einer Größe der ersten komplexen Mittelung, die eine Eingabe an die dritte Mittelungseinheit (60) ist; und – einen zweiten Größen-Detektor (58), der auf die erste komplexe Mittelung anspricht und mit der dritten Mittelungseinheit (60) gekoppelt ist, der angepasst ist zum Erfassen einer Größe der zweiten komplexen Mittelung, die eine Eingabe an die dritte Mittelungseinheit (60) ist.
Mobile Vorrichtung nach Anspruch 16, umfassend: – einen angepassten Filter (30), der auf die demodulierte erste und zweite komplexe Sequenz anspricht, umfassend p Stufen, der angepasst ist, Signale von mindestens einigen der p Stufen zu kombinieren, um ein Ausgangssignal des angepassten Filters zu erzeugen, das aus der demodulierten ersten und zweiten Sequenz besteht.
Mobile Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei: die mobile Vorrichtung angepasst ist, – die erste und zweite komplexe Sequenz als Phasenreferenzen zu verwenden, die eine Phase des Senders repräsentieren, der die erste und zweite komplexe Sequenz überträgt; und – die mobile Vorrichtung (14) angepasst ist zum Erfassen der ersten und zweiten Phasenreferenz und angepasst ist zum Erfassen einer Datenübertragung an die mobile Vorrichtung von dem einen Sender, unter Verwendung der ersten und zweiten Phasenreferenz.
Mobile Vorrichtung nach Anspruch 16-22, umfassend: – einen Schwellwert-Detektor (66), der zwischen die mindestens eine Mittelungseinheit (52, 54, 60) und den Prozessor (36) geschaltet ist, der angepasst ist, nur Scheitelpunkte in der gemittelten Funktion an den Prozessor (36) weiterzugeben, die einen gesetzten Schwellwert (68) überschreiten.
Mobile Vorrichtung nach Anspruch 23, umfassend: – einen Leistungspegel-Detektor (70), der mit der komplexen ersten und der zweiten Sequenz gekoppelt ist, der angepasst ist zum Erfassen eines Leistungspegels der komplexen ersten und der zweiten Sequenz und zum Anwenden eines Steuersignals auf den Schwellwert-Detektor (66), um den Schwellwert gemäß dem erfassten Leistungspegel zu setzen.
Mobile Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 16-24, wobei: – die mobile Vorrichtung einen angepassten Filter (30) einschließt, der auf die demodulierte erste und zweite komplexe Sequenz anspricht, umfassend p Stufen, der angepasst ist, Signale von mindestens einigen der p Stufen zu kombinieren, um ein Ausgangssignal des angepassten Filters zu erzeugen, das aus der demodulierten ersten und zweiten Sequenz besteht; wobei die mobile Vorrichtung angepasst ist, – die erste und zweite komplexe Sequenz als Phasenreferenzen zu verwenden, die eine Phase des Senders repräsentieren, der die erste und zweite komplexe Sequenz überträgt; und – wobei Daten gleichzeitig mit den Phasenreferenzen an die mobile Vorrichtung (14) übertragen werden; – wobei die mobile Vorrichtung (14) eine Speichereinrichtung einschließt, welche die Daten speichert; und – die mobile Vorrichtung angepasst ist zum Abrufen von Daten aus der Speichereinrichtung (38) und zu ihrem Erfassen unter Verwendung des angepassten Filters (30) und der gespeicherten Phasenreferenzen, während die Demodulation der mobilen Vorrichtung ausgeschaltet ist.
Kommunikationssystem, umfassend: – mehrere Sender, die angepasst sind, um von mindestens einem der Sender einer erste und eine zweite komplexe Sequenz jeweils von zwei räumlich verschiedenen Antennen des mindestens einen Senders zu übertragen, und eine mobile Vorrichtung, die umfasst: – einen Demodulator, der angepasst ist zum Demodulieren der ersten und zweiten komplexen Sequenz, um eine demodulierte erste und zweite komplexe Sequenz zu erzeugen; – einen Detektor, der angepasst ist zum Erfassen der demodulierten ersten und zweiten komplexen Sequenz, indem jeweils die demodulierte erste und zweite komplexe Sequenz mit komplexen Konjugierten davon multipliziert werden, die lokal durch ein Paar von Sequenzgeneratoren bereitgestellt werden, um eine erfasste erste und zweite komplexe Sequenz zu erzeugen; – mindestens eine Mittelungseinheit (52, 54, 60), die auf die erfasste erste und zweite Sequenz anspricht, zum Erzeugen einer gemittelten Funktion der erfassten ersten und zweiten Sequenz; und – einen Prozessor (36), der auf die gemittelte Funktion anspricht, um eine Zeit, in Bezug auf eine Systemzeitreferenz, von mindestens einem Scheitelpunkt darin zu erfassen, der sich aus der Übertragung der ersten und zweiten komplexen Sequenz ergibt; – wobei die mobile Vorrichtung angepasst ist zum Erfassen eines Leistungspegel des mindestens einen Scheitelpunkts und um ihn an das System zu übertragen, um dem System zu ermöglichen, in Reaktion auf den Leistungspegel eine Übergabe von Übertragungen an die mobile Vorrichtung von einem Sender an einen anderen Sender in dem System zu steuern.