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Die
Erfindung betrifft eine Funkstation, die einen Empfänger für den Empfang
der Informationen, welche durch Symbole gemäß mehreren Wegen übertragen
werden, umfasst.
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Gegenstand
der Erfindung ist ferner ein Empfangsverfahren.
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Die
Erfindung findet wesentliche Anwendungen bei in der CDMA-Betriebsart
arbeitenden Stationen. In dieser Betriebsart werden vom Empfänger kommende
Informationen verarbeitet, indem Wege, die verschiedene Zeitdauern
aufweisen, gefolgt werden. Die in dieser Betriebsart arbeitenden
Empfänger,
welche unter dem Namen Rake-Empfänger
bekannt sind, berücksichtigen
bei der Bearbeitung der Daten dieser Informationen mehrere dieser
Wege. Jeder dieser verarbeiteten Wege erfordert eine Verzögerungsleitung.
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Eine
Station dieser Art ist aus den
US-Patentschriften
5,537,438 und der
EP-A
0 851 600 bekannt. Die erste Patentschrift betrifft eine
Verbesserung des Empfangs von Informationsblöcken, indem Entzerrverfahren
genutzt werden. Die zweite Patentschrift schlägt eine Synchronisation der
empfangenen Symbole vor.
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
eine Station gemäß der im
Oberbegriff erwähnten
Art vor, die auch eine Verbesserung des Empfangs der Daten ermöglicht,
indem ein anderes als das Entzerrverfahren genutzt wird. Daneben
lässt sich
mit Hilfe der Erfindung ein Problem an den Grenzen, die mit jedem System,
das eine Struktur von Registerbanken besitzt, assoziiert sind, gelöst werden,
um jeweilige Signale, die jeweiligen Wegen eigen sind, auszurichten.
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Im
Patentanspruch 1 ist eine Funkstation gemäß der Erfindung definiert.
Mittels der nachfolgend in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
gegebenen Beschreibung nicht einschränkender Beispiele lässt sich
gut begreifen, wie die Erfindung ausführbar ist.
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Es
zeigen:
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1 eine
Vorrichtung gemäß der Erfindung,
die zu einem Übertragungssystem
gehört,
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2 eine
Sequenz zu übertragender
Symbole,
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3 den
Verlauf der Korrelationsspitze, die auf der Empfängerebene auf einigen Verbreitungswegen
erhalten werden,
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4 die
Wirkung, die durch ein Ausrichtungsmodul erhalten wird,
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5 den
Aufbau der Verzögerungsleitungen,
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6 und 7 die
Veränderung
der Füllung
dieser Leitungen gemäß einem
ersten Fall,
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8 die
Taktunterbrechung im ersten Fall,
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9 die
Veränderung
der Füllung
dieser Leitungen gemäß einem
zweiten Fall,
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10 die
Taktunterbrechung im zweiten Fall.
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In 1 ist
eine Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung
dargestellt, die zu einem System 5 gehört. Auf dieser Figur ist eine
zweite Vorrichtung 10 dargestellt, mit welcher das Gerät 1 über eine
Verbindung mit Spektrumsspreizung per Code kommuniziert. Die Verbindung
zwischen den zwei Stationen überträgt Symbole
mit konstantem Fluss. Jedes übertragene Symbol
wird aus einem Binärelement
gebildet, das durch einen Spektrumsspreizungscode, der sich aus Chips
zusammensetzt, zerhackt wird. Die Übertragung, die beispielsweise über den
Sendeteil 12 der Station 10 zum Empfangsteil 14 der
Station 1 erfolgt, nutzt mehrere Wege. Daher werden an
einem Zugriffsanschluss 17 des Sendeteils 12 angelegte
Daten wieder an einem Ausgangszugriffsanschluss 19 des
Empfangsteils 14 angetroffen. Es werden nur die wichtigsten
Wege berücksichtigt,
das heißt
die Wege T1, T2, T3, ... TN. Diese verschiedenen Wege bilden einen
Verbreitungskanal mit mehreren Wegen (T1, T2, ..., TN), dessen Anzahl
N und Merkmale zeitlich schwanken. Infolgedessen empfängt die
Station 1 eine bestimmte Anzahl von Gegenantworten des gleichen übertragenen
Symbolflusses, die aber zeitlich verschoben sind. Der Empfangsanschnitt 14 verarbeitet
diese N Wege. Auf reziproke Weise weist die Station 1 einen
Sendeteil 20 und die Station 10 einen Empfangsteil 22 auf.
Im weiteren Verlauf wird nur die Übertragung von der Station 10 zur
Station 1 berücksichtigt,
was die einzelnen zuvor erwähnten
Wege T1 bis TN voraussetzt. Zu diesem Zweck verfügt der Empfangsteil 14 über N Leitungen
L1, L2, .. LN oder Verzögerungsschaltungen,
die zuvor durch das Wegmodul 25 synchronisiert wurden,
das die Wege erkennt und synchronisiert, um die im Verbreitungskanal
vorhandenen N Wege unabhängig
zu verarbeiten. Im Rahmen des beschriebenen Beispiels führt jede
dieser Leitungen einen Dekorrelationsvorgang des Wegs, auf den sie
synchronisiert ist, durch. Am Ausgang dieser N Leitungen richtet
ein zeitliches Ausrichtungsmodul 30 die Signale am Ausgang
der Leitungen L1, L2, .. LN zeitgemäß in einer Weise aus, dass
alle Leitungen des Systems zueinander synchronisiert sind.
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Der
Betrieb des Moduls 25 wird mit Hilfe der 2 und 3 erläutert. 2 zeigt
eine Sequenz von übertragenen
Symbolen, die in der Reihenfolge A, B, C, D, ... F, G, ...., erscheinen,
wobei diese Symbole eine Dauer Ts aufweisen. Da eine Spektrumsspreizung
per Code (CDMA) benutzt wird, ergibt eine Korrelation dieser Symbole,
welche auf diesen Daten durchgeführt
wird, Korrelationsspitzen, deren Anzahl von den Verbreitungswegen
abhängen.
Dies ist in 3 dargestellt. Nach einer ersten
Korrelationsspitze P1 wird nach einer Verbreitungszeit ι1 eine zweite Spitze
P2, nach einer Zeit ι2
ein Spitze P3 und nach einer Zeit ι3 eine Spitze P4 empfangen.
Mit den einzelnen Verbreitungszeiten lässt sich eine Tabelle der in
die einzelnen Verzögerungsleitungen
L1 bis LN eingegebenen Symbole erstellen. Wird beispielsweise die
in 2 gezeigte Sequenz berücksichtigt, nimmt man als Referenz
das Symbol A. Dieses Symbol, welches als erstes die Korrelationsspitze
P1 gegeben hat, ist in die Leitung L1 eingetreten, wobei das in
die Leitung Li einzutretende Symbol von der Zeit, die seit dem Erscheinen
der Spitze P1, abgelaufen ist, abhängt.
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Wenn
TS < ιi < 2Ts ist das in
der Leitung B gespeicherte Symbol B.
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Wenn
2TS < ιi < 3Ts ist das in
der Leitung gespeicherte Symbol C, usw.
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Mittels
einer Tabelle 35 (1) können die Sequenzen
von Symbolen, die in den Leitungen L1 bis LN enthalten sind, erstellt
werden.
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Gemäß der Erfindung
ist ein Symbolverarbeitungsmodul 40 vorgesehen, das es
ermöglicht, das
Problem an den mit diesem Modul assoziierten Grenzen zu lösen. Es
berücksichtigt
die zu schätzenden
Symbole in Abhängigkeit
von ihrer Anzahl, die in den Verzögerungsleitungen L1 bis LN
vorhanden sind.
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Definition des Problems
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4 zeigt
in I die Signale an den Eingängen
der Leitungen L1 bis LN. Diese Signale zeigen verschiedene Daten,
die durch geordnete Symbole mit den Referenzen A, B, C, D, E, F,
G... gebildet werden, welche am Eingang des Moduls 30 dargestellt sind.
Die Referenz II zeigt Signale am Ausgang des Ausrichtungsmoduls 30.
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Jede
Leitung verarbeitet einen empfangenen Weg auf unabhängige Weise
und trifft diese gleiche Sequenz von Symbolen wieder an, allerdings
zeitlich verschoben. In 4 bei I verarbeitet die Leitung
L1 in der Tat bereits das Symbol D, während die Leitung LN das Symbol
A empfangen hat. Um folglich den Endausrichtungsprozess aller Wege
(Leitungen) richtig durchzuführen,
muss jedes Symbol auf jeder Leitung gespeichert werden, bis der
am meisten verzögerte
Weg seinerseits verarbeitet wurde. Sobald der letzte Weg für ein gegebenes
Symbol verarbeitet ist, wird der Ausgang des Ausrichtungsmoduls
für dieses
Symbol aktiviert, und der Synchronausrichtungsprozess kann beginnen. 4 bei
II veranschaulicht dieses Prinzip zum Augenblick ιA für das Symbol
A, das am Ausgang des Ausrichtungsmoduls freigegeben wird, sobald
es durch die Leitung LN verarbeitet wurde.
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Während der
Kommunikation können
die Wege je nach den angetroffenen Verbreitungsvorgängen zufällig erscheinen
oder verschwinden. Andererseits kann das Erscheinen eines neuen
Wegs oder das Verschwinden eines alten Wegs vorzeitig, zwischen
Wegen oder zeitverzögert
in Bezug auf die anderen Wege, die bereits vom System betrieben werden,
erfolgen.
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In
der weiteren Beschreibung der Offenbarung werden der Deutlichkeit
halber nur 4 Verzögerungsleitungen
dargestellt.
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Mittels
des in 5 gezeigten Ausrichtungsmoduls (30) lassen
sich die Wirkungen der erscheinenden oder verschwindenden Wege verarbeiten.
Es beinhaltet:
- – 16 Schieberegisterbanken
[D11–D44],
die zur Verzögerung
der von den Ausgängen
jeder Leitung kommenden Signale benutzt werden.
- – 4
Bus-Multiplexer, welche die Freigabe der 4 Signale, die dem gleichen
Symbol entsprechen (Beispiel: 4A, 4B ...), in Richtung des Ausgangs des
Moduls ermöglichen.
- – 1
Modul zur Verwaltung der Multiplexer und der Schieberegisterbanken.
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Die
Anzahl der Schieberegisterbanken für jede Leitung gibt die Anzahl
der speicherbaren Symbole an und folglich die maximale Verzögerung,
die zwischen dem ersten und zuletzt verarbeiteten Weg bestehen kann.
Diese Anzahl wird bei der Konzeption des Systems festgesetzt und
muss folglich in Abhängigkeit
von den für
den Kanal in Betracht gezogenen Verbreitungsbedingungen erstellt
werden.
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Es
ist zu beachten, dass jede Registerbank [D11 ... D44; D21 ... D24;
D31 ... D34; D41 ... D44) für jede
Leitung unabhängig
gesteuert wird, während
die Registerbanken [DO1 ... DO4) auf synchrone Weise für alle Leitungen
gesteuert werden.
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Der
Betrieb dieses Moduls wird mit Hilfe eines Beispiels erläutert.
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Das
in den 6 und 7 klar und deutlich dargestellte
Beispiel veranschaulicht den Betrieb des Ausrichtungsmoduls; es
ermöglicht
die Probleme an den mit diesem System assoziierten Grenzen hervorzuheben
und hat die Beschreibung des den Gegenstand dieser Erfindung bildenden
Prinzips zur Folge.
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In
dieser Figur sind die Ausgänge
der Registerbanken [D11 ... D44] sowie die Ausgänge der Registerbanken [DO1
... DO4] am Ausgang des Ausrichtungsmoduls dargestellt. Dies wird
durch das Rechteck ST0 aufgezeigt. Die einzelnen Schritte des zeitlichen
Ablaufs des Prozesses sind hier durch die Schritte 1 bis n dargestellt,
auf die jeweils durch die Rechtecke ST1 bis STn hingewiesen wird.
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Die
gewählte
Konfiguration entspricht 4 Registerbanken pro Leitung und 4 unabhängigen Leitungen
(N = 4). Zu Beginn des Prozesses sind nur 3 Wege im Verbreitungskanal
vorhanden.
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Beim
Schritt 1 wird das erste Symbol A auf der 1. Leitung empfangen und
wird erst beim Schritt 3 am Ausgang des Ausrichtungsmoduls freigegeben, was
der Ankunft dieses gleichen Symbols A auf der 3. und letzten Leitung
entspricht. Die drei A (3A) werden dann zum Verarbeitungsmodul des
Symbols 40 gesendet.
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Beim
Schritt 4 sind die 3B am Ausgang des Moduls freigegeben und dann
die 3C beim Schritt 5. Beim Schritt 6 wird die vierte Leitung auf
einem neuen Weg, der vor den 3, die gerade verarbeitet werden, ankommt.
Dieser neue Weg wird durch das Erschei nen des Symbols G auf der
letzten Leitung dargestellt. Es ist zu beachten, dass die erste
Leitung immer noch nur das Symbol F verarbeitet. Der 4. Weg wird
erst beim Schritt 9 berücksichtigt,
wenn die vier G auf dem Ausgang des Ausrichtungsmoduls aktiviert
sind.
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Beim
Schritt 10 werden die 4H am Ausgang des Moduls freigegeben. Beim
Schritt 11 verschwindet der 3. Weg, und er wird beim Schritt 12
(7) durch einen neuen Weg ersetzt, der noch einmal
vor den drei bereits verarbeiteten erscheint. Bei Betrachtung der
Schritte 13 bis 17 von 7 sieht man nun, dass dieser
Weg nicht betrieben werden kann, wenn der gerade beschriebene Prozess
beibehalten wird. Die Sequenz der erhaltenen Symbole bleibt nämlich nach
wie vor 3K, 3L, 3M, 3N, 3O ... anstatt 3K, 3L, 3M, 4N, 4O.
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Erläuterung
des Problems und Darstellung der gewählten Lösung–zweifache Entscheidung.
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Das
hier hervorgehobene Problem ist ein Problem an den Grenzen, die
mit jedem System, das eine derartige Registerbankstruktur besitzt,
assoziiert sind. In unserem Beispiel beruht das Problem auf der
Tatsache, dass die 4. Leitung bereits auf die letzte Registerbank
ausgerichtet ist, wodurch die Berücksichtigung eines neuen Wegs,
der vor den anderen ankommt, verhindert wird. Obwohl sich das Vorhandensein
einer Registerbank [DI5 ... D45] als erforderlich herausstellt,
ist es jedoch infolge der starren Art des Systems unmöglich diese
zusätzliche
Registerbank einzufügen.
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Mit
Hilfe des nun beschriebenen Verfahrens und das den Gegenstand der
vorliegenden Erfindung bildet, kann dieses Problem ohne Änderung
der Struktur des Systems und der Sequenz der übertragenen Symbole gelöst werden,
ohne dass die Übertragungsqualität beeinträchtigt wird.
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Dieses
Verfahren leitet sich aus einer Betrachtung der Konfigurationen
von Registern in 7 her. Beim Schritt 15 ist in
der Tat zu erkennen, dass man in den Registerbanken sowohl über 3M und
4N verfügt.
Um in diesem Augenblick einen Fluss korrekter Daten zu gewährleisten,
muss nun aber die Entscheidung auf den 3M und nicht auf den 4N stattfinden.
Die Erfindungsidee besteht hier darin, eine zweifache Entscheidung
sowohl auf den 3M als auch auf de 4N zu treffen. Beim Schritt 16
ist es dann möglich mit
4O fortzu fahren, dann 4P beim Schritt 17 und so weiter in einem
normalen Takt. Der Datenfluss kann dann 7 entsprechen.
Man kann noch einmal feststellen, dass dieses Verfahren vollständig auf
der Verwendung der Ursprungsdaten basiert und die Übertragungsqualität in keiner
Weise beeinträchtigt.
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8 zeigt
die Taktunterbrechung. Die Symbole M und N werden alle zwei in einer
einzigen Zeitdauer TS verarbeitet.
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Andere Möglichkeit des Randeffekts – keine
Entscheidung
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9 stellt
den gleichen Randeffekt dar, aber angewandt für den Fall, dass die Wege immer nach
denen, die bereits in Verarbeitung sind, erscheinen. Die ersten
Schritte von 1 bis 5 sind mit den vorherigen Schritten der 6 identisch.
Beim Schritt 6 wird ein neuer Weg, der auf den bereits verarbeiteten Wegen
verzögert
wird, berücksichtigt.
Wenn kein besonderer Prozess angewandt wird, kann auch dieser neue
Weg nicht am Ausgang freigegeben werden. Auch hier sieht man beim
Betrachten der Konfiguration der Registerbanken, dass man beim Schritt
6 sowohl über
4C als auch 3D mit einer auf D zu treffenden Entscheidung verfügt. Beim
Schritt 7 hat man 4D und 3E mit einer Entscheidung auf E. Ist beim
Schritt 6 keine Entscheidung getroffen, besteht die Möglichkeit
die 4D beim Schritt 7 zurück
zu erlangen, dann die 4E beim Schritt 8 und so weiter. Auch hier
erleidet der Datenfluss, der jetzt der 10 entsprechen kann,
keine Beeinträchtigung.
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Diese
sichtbaren Taktunterbrechungen sind oft unbedenklich für die Verwendungsschaltungen. Die
Symbole werden nämlich
auf der Ebene der Verarbeitungsschaltung des Symbols 40 geschätzt.
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Das
in der Erfindung ausgeführte
Verfahren kann auf folgende Weise mittels folgender Schritte zusammengefasst
werden:
- – Bestimmen
des Empfangs des ersten Symbols,
- – Speichern
dieses ersten Symbols in einer ersten Verzögerungsschaltung,
- – Speichern
von N Symbolen, die nach diesem ersten Symbol in jeder der Verzögerungsschaltungen
empfangen werden,
- – Prüfen der
Mehrheit eines Symbols einer Sequenz beim Erscheinen eines Wegs
und/oder seines Verschwindens
- – Bereitstellen
der Symbolverwendung mit einem schnelleren oder langsameren Takt
in Abhängigkeit
des Erscheinens/Verschwindens