DE68923257T2

DE68923257T2 - Abtrennung von Information durch automatische Verstärkungsregelung in TDMA-Systemen.

Info

Publication number: DE68923257T2
Application number: DE68923257T
Authority: DE
Inventors: Frederick Garland Atkinson; Gregory J Dettro; Gerald Paul Labedz
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1989-11-23
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: PT92432A; EP0372759A3; EP0372759B1; IL92001A0; TR25684A; US5638375A; DK101791D0; IE893304L; ATE124581T1; PT92432B; MX172192B; EP0372759A2; ES2073445T3; JPH04503438A; DK101791A; KR930008701B1; DE68923257D1; CA2001019A1; IE71165B1; KR900702680A

Description

ERFINDUNGSGEBIET

Diese Erfindung befaßt sich mit der Abtrennung von Information durch automatische Verstärkungsregelung (AGC) in TDMA-Systemen. Im besonderen befaßt sich diese Erfindung mit Verfahren, um interessierende Information in vorbestimmten Abständen in Bündelübertragungen, die für den Zugang zu TDMA-Kommunikationssystemen benutzt werden, abzutrennen und zu verarbeiten.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

In Breitband-Mobilfunk-Kommunikationssystemen, die eine Zeitvielfachzugriff- (TDMA) Steuerung verwenden, wie z.B. das zur Verwendung in Europa vorgeschlagene Zellularsystem, wird ein HF-Kanal unter zahlreichen Teilnehmern geteilt (Zeitmultiplex), die versuchen, in bestimmten von verschiedenen Zeitmultiplex-Zeitschlitzen auf das Funksystem zuzugreifen.
Fig. 1 zeigt eine Spezifikation des TDMA-HF-Protokolls des Paneuropäischen Digital-Zellularsystems GSM, einschließlich der Spezifikation des Zugangsbündels.
Wie in Fig. 1 gezeigt, werden acht Zeitkanäle in periodisch wiederkehrenden Rahmen angeordnet. Die Teilnehmerstationen erhalten Information über die Laufzeit ihrer Übertragungen, um ihnen zu gestatten, ihre Übertragungen vorzuziehen oder zu verzögern, um sich mit der Basisstation zu synchronisieren, so daß nahezu der ganze Zeitkanal mit Digitalinformation von 148 Bits gefüllt wird. Teilnehmer, die versuchen, anfangs auf das System zuzugreifen besitzen jedoch keine Information über die Ausbreitungsverzögerung ihrer Übertragungen. Daher wird für diejenigen, die versuchen, anfangs auf das System zuzugreifen, der Zeitschlitz 0 in bestimmten Rahmen reserviert. Ihre für den anfänglichen Zugang zum System benutzten Bündelübertragungen werden verkürzt, um Übertragungen zu berücksichtigen, die von einem sehr großen Signal, das aus nächster Nähe der Basisstationsantenne gesendet wird, über ein mäßiges Siganl, das aus mäßiger Entfernung gesendet wird, bis zu einem schwachen Signal, das von der Grenze der Zelle der gesendet wird, reichen, und um ihre begleitenden Ausbreitungsverzögerungen zu berücksichtigen. Der Empfänger der Basissation muß bereit sein, ein Signal so gut wie jederzeit während der 6/10 Millisekunden eines Zeitschlitzes zu empfangen, muß die Verstärkung eines Signals, das um bis zu 100 dB (abhängig von der Entfernung) unvorhersagbar ist, innerhalb des Dynamikbereiches des Empfängers (z.B. 48 dB) während der 30 us (8 Bits bei 270 kBit/s) der Senderauftastung erlangen und pünktlich sein, um die Signalumhüllung während der 30 us (8 Bits) der Kopfinformation zu demodulieren und 152 us (41 Bits) von Synchronisationsinformation zu korrelieren, bevor die 133 us (36 Bits) von brauchbarer Information verschwinden. Diese Situation stellt in der Tat eine gewaltige Herausforderung dar.
Normalerweise würde die Basisstation das Zugangsbündel des Teilnehmers verpassen, weil die Verstärkung entweder zu niedrig sein würde und die Demodulation und Korrelation am Rauschen scheitern würde oder die Verstärkung würde zu hoch sein, und das Signal würde den Empfänger übersteuern. Der Teilnehemr, dem es nicht gelingt, eine Bestätigungs- und Laufzeitinformation für nachfolgende Zugriffe zu empfangen, würde bei nachfolgenden Wiederholungen seine Leistung allmählich reduzieren und dann wieder seine Leistung erhöhen, bis schließlich die Basisstation und der Teilnehmer auf die richtige Kombination stoßen.
Diese Erfindung stellt sich die Aufgabe, diese Herausforderungen zu überwinden und bestimmte unten dargelegte Vorteile zu realisieren.
EP-A-0 192 061, von der der Oberbegriff des vorliegenden Anspruches 1 hergeleitet worden ist, betrifft die automatische Verstärkungsregelung eines Empfängers in einem TDMA-Kommunikationssystem.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Abtrennung und Verarbeitung einer bestimmten interessierenden Information zur Verfügung gestellt, die in vorbestimmten Abständen in Übertragungen eines Kommunikationssystems enthalten ist, wobei das Verfahren den Schritt umfaßt:
Abtasten des Beginns einer Übertragung, und gekennzeichnet durch die Schritte:
Abtrennen als die interessierende Information der Information, die um einen Zeitpunkt herum empfangen wird, der von dem abgetasteten Beginn der Übertragung in der Zeit vorbestimmt abgesetzt ist; und
Verarbeiten der abgetrennten Information, wodurch die interessierende Information auf der Basis der verstrichenen Zeit abgetrennt wird.
In einer bevorzugten Ausführung umfaßt der Schritt des Abtastens des Beginns der Übertragung: Abtasten, wann die empfangene Signalleistung der Übertragung eine vorbestimmte Schwelle überschreitet.
Eine bevorzugte Ausführung kann auch die Schritte der automatischen Verstärkungsregelung der Übertragung über eine automatische Verstärkungsregelspannung und der Abschwächung der automatisch verstärkungsgeregelten Übertragung von einem Maximalpegel auf einen gewünschten Pegel umfassen, bevor das Eintreffen der interessierenden Information erwartet wird.
Die automatische Verstärkungsregelspannung kann auf ihren Pegel geklemmt werden, der zu dem vorbestimmten Zeitpunkt vorherrscht, wobei das Klemmen mit einem Diodendetektor in der ZF-Stufe des Empfängers erreicht werden kann.
In der bevorzugten Ausführung umfaßt der Schritt des Abtrennens:
Digitalisieren der Übertragung in einem Analog/Digital-Umsetzer (A/D) und Markieren entweder der interessierenden Information oder einer anderen als die interessierende Information. Die empfangene und digitalisierte Information, die anders als die interessierende Information ist, kann mit dem hohen Bit des A/D-Umsetzers markiert werden.
Ein bevorzugtes Verfahren kann auch den Schritt des Verarbeitens der um den vorerwähnten Zeitpunkt herum abgetrennten Information umfassen, worin der Schritt des Verarbeitens weiter umfaßt: Beginnen der Verarbeitung mit Information, die der abgetrennten Information gerade vorangeht, wodurch die Zuverlässigkeit der Informatlonserfassung um ein bis mehrere Bits erhöht wird.
Die Verarbeitung der abgetrennten Information kann ferner, wenn gewünscht, die Decodierung, Detektion und Korrelation der Information Offline in Nicht-Echtzeit in einem Digitalsignalprozessor (DSP) umfassen, wobei der Schritt des Abtrennens die digitale Überabtastung in einem Analog/Digital-Umsetzer (A/D) und die Speicherung der digitalisierten Proben zur nachfolgenden Verarbeitung umfaßt.
Die vorliegende Erfindung zieht Nutzen aus der Erkenntnis, daß bei TDMA-Systemen übertragene Information Offline und in Nicht-Echtzeit während der dazwischenliegenden Zeitschlitze verarbeitet werden kann, wenn eine schnelle AGC verwendet wird, um den Beginn einer Bündelübertragung zu erfassen, und wenn die interessierende Information für die folgende Verarbeitung hauptsächlich auf der Basis der verstrichenen Zeit abgetrennt wird.
In einem Kommunikationssystem mit Übertragungen, die bestimmte interessierende Information in vorbestimmten Abständen in der Übertragung enthalten, wird daher ein verbessertes Verfahren zur Abtrennung und Verarbeitung dieser interessierenden Information zur Verfügung gestellt.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden klarer verstanden und die beste erwogene Art und Weise, sie in ihrer bevorzugten Ausführung zu praktizieren, wird (in Form eines uneingeschränkten Beispiels) aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen erkannt werden.
Inhalt der Zeichnungen:
Fig. 1 ist eine Spezifikation des TDMA-HF-Protokolls des Paneuropäischen Digitalzellularsystems GSM, einschließlich der Spezifikation des Zugangsbündels.
Fig. 2 ist ein Funktionsblockschaltbild einer Einrichtung zur Ausführung der bevorzugten Ausführung der Erfindung.
Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm der Funktion der Einrichtung von Fig. 2.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG

Fig. 1 ist eine Spezifikation des TDMA-HF-Protokolls des Paneuropäischen Digitalzellularsystems GSM, einschließlich der Spezifikation des Zugangsbündels.
Der Empfänger der bevorzugten Ausführung arbeitet als Teil einer Vollduplex-Kanalsteuerungs-Basisstation eines TDMA-Kommunikationssystems, bei dem jede einer Mehrzahl von Vollduplex-Kanalsteuerungs-Basisstationen (Basen) auf einer Funkfrequenz eines Paares sendet und eine Mehrzahl von Teilnehmerstationen (Teilnehmereinheiten) nach Bedarf auf der anderen sendet.
Alle Information wird mit Gaußscher Minimalumtastung (GMSK) bei etwa 270.833 kBit/s gesendet, und alle Teilnehmereinheiten, die mit einer gegebenen Basis kommunizieren, koordinieren ihr Timing mit der Basis. Fig. 1 zeigt das Sendertiming sowohl für eine Basis als auch für ihre Teilnehmereinheiten. Jede Basis sendet nur während belegter Zeitschlitze bei 101, und jede mit dieser Basis kommunizierende Teilnehmereinheit sendet in ihrem zugewiesenen Zeitschlitz 103 mit einem spezifizierten Teilnehmer-Versatztiming. Es sind acht Vollduplex-Zeitschlitze vorhanden, wobei jeder 156.25 Bitabstände oder etwa 0.577 ms lang ist, wie in Fig. 1 gezeigt, so daß jeder Rahmen 107 & 109 etwa 4.616 ms lang ist. Die sieben Zeltschlitze 1 bis 7 befördern Verkehr und werden Verkehrsschlitze genannt. Während des Achten, Zeitschlitz 0 bei 111 & 113, der Zugangssschlitz genannt wird, sind Zugangsversuche der Teilnehmereinheiten erlaubt. Zugangsversuche werden von den Teilnehmereinheiten hauptsächlich benutzt, um Rufe zu beantworten und Serviceanforderungen einzuleiten. Für einen Zugangsversuch sendet ein Teilnehmer eine Zugangsnachricht 115 und wartet dann auf eine Antwort der Basis. Bei normalem Ablauf wird die Basis auf eine Zugangsnachricht antworten, indem sie während ihres Zeitschlitzes 0 eine Nachricht sendet, die dem Teilnehmer einen Schlitz zuweist und eine Laufzeit-Zeitkorrektur und einen Leistungspegel spezifiziert.
Während jedes Verkehrschlitzes (z.B. Zeitschlitz 7 bei 117 in Fig. 1) tastet der Teilnehmer, dem dieser Schlitz zugewiesen ist, die HF-Leistung bei 119 auf einen spezifizierten Pegel hoch, sendet eine 148 Bit Nachricht bei 121 und tastet bei 123 die HF-Leistung herunter, wobei ihm je 8 Bitabstände für das Hochtasten und Heruntertasten erlaubt sind, wobei diese Sequenzen sich im allgemeinen mit dem Heruntertasten des vorangehenden Zeitschlitzes 125 bzw. dem Hochtasten des folgenden Zeitschlitzes 127 überschneiden. Um dieses genaue Timing zu erreichen, müssen sie nicht nur ihr Sendertiming mit der Basis synchronisieren, sondern sie müssen auch ihr Timing wie von der Basis spezifiziert justieren. Zugangsnachrichten, bei 115 von Fig. 1, sind kürzer als Verkehrsnachrichten und besitzen nur insgesamt 88 Bits zwischen dem Hochtasten und dem Heruntertasten. Die von einer Basis bedienten Teilnehmereinheiten können irgendwo innerhalb von 35 km sein, wobei diese Bereichsgrenze eine Funktion von Antennenhöhe, Senderleistung, der Verfügbarkeit anderer, näherer Basen und Systemeinschränkungen ist, die einer Basis erlauben, Zugangsnachrichten von weiter entfernten Teilnehmreinheiten zu ignorieren. Das Systemprotokoll fordert, daß die Teilnehmreinheiten ihre Zugangsnachrichten mit dem nominellen Teilnehmer-Versatztiming in bezug auf das Sendertiming der Basis senden. Wegen der Abweichungen in der Laufzeit kann die Zeit der Ankunft dieser Zugangsnachrichten an der Basis von früh in dem Zugangsschlitz, gewöhnlich mit einer größeren Größe, wie bei 131 gezeigt, oder spät in dem Schlitz und von kleinerer Größe, wie bei 133 gezeigt, variieren, aber nicht so, daß die in den angrenzenden Zeitschlitzen empfangenen Daten verstümmelt werden. Die Zugangsnachrichten folgen dem Format von 115 in Fig. 1. Das Hochtasten 141 und das Heruntertasten 143 werden wie für Verkehrsnachrichten gesteuert. Die Kopfbits 145 dienen dem nützlichen Zweck, einen bekannten Zustand während Hochtastens zur AGC-Beruhigung und bei der Signalverarbeitung eine Bestätigung gegen falsche Synchronisation bereitzustellen. Die Synchronisationsbits 147 werden sowohl zur Taktwiederherstellung benutzt als auch um die Ausbreitungsverzögerung zu bestimmen, der die Zugangsnachricht ausgesetzt war. Die Informationsbits 149 identifizieren vorübergehend den Benutzer. Außerdem sind die Kopfbits 145 und die Schwanzbits 151, deren Wert der empfangenden Basis bekannt ist, beim Verfeinern der Abgriffseinstellungen des Mehrfachstrahl-Ausgleichers von Nutzen.
Fig. 2 ist ein Funktionsblockschaltbild einer Vorrichtung zur Ausführung der Erfindung.
Für jeden Verkehrsschlitz, in dem das empfangene Signal eine junge AGC-Vergangenheit hat, leitet das AGC-Subsystem der bevorzugten Ausführung eine vorangehend berechnete, digital gefilterte AGC-Einstellung an einen Digital/Analog-Umsetzer, dessen Ausgang dem AGC-Steuereingang des ZF-Verstärkers des Empfängers zugeleitet wird, um seine Verstärkung für den Zeitschlitz festzulegen. Der ZF-Verstärkerausgang speist einen herkömmlichen Quadratur-Demodulator, dessen Ausgänge I und Q digitalisert und gespeichert werden, worauf wiederum eine mittlere Leistung, ein AGC-Fehler und eine rohe AGC-Einstellung berechnet werden, die dann durch ein rekursives Tiefpaßfilter mit unverzögertem Impulsansprechen (IIR) gefiltert wird, um die gefilterte AGC-Einstellung zu erhalten, die während des Empfangs des gleichen Verkehrsschlitzes in dem folgenden Rahmen und für Berechnungen der Empfangssignalstärke zu verwenden ist.
Für Zugangsschlitze wird, um Zugangsnachrichten besser zu empfangen, der Ausgang des Digital/Analog-Umsetzers zur Verstärkungsregelung nicht benutzt. Stattdessen legt das AGC-Subsystem eine trägergesteuerte AGC bis zu einer vorbestimmten Zeit, nachdem eine Signalstärke über einer vorbestimmten Schwelle ermittelt wird, an, wonach der während dieses Intervalls bestimmte AGC-Wert für den Rest des Zeitschlitzes gehalten und zur Verwendung beim Festlegen einer vorläufigen Verkehrsschlitz-AGC-Einstellung digitalisiert wird. Außerdem werden die vor der Schwellenermittlung genommenen digitalen I- und Q-Ablesungen als solche markiert. Ein nützlicher Wert für die vorbestimmte Zeit ist etwa die Zeit, die gebraucht wird, um die Kopfbits 145 von Fig. 1 zu empfangen. Daher werden Zugangsnachrichten, außer den Kopfbits, jeweils mit einer konstanten Verstärkungseinstellung empfangen, so daß der Ausgangspegel des ZF-Verstärkers innerhalb des Dynamikbereiches der I- und Q-Digital/Analog-Umsetzer liegt. Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Empfangssignalverarbeitung und des AGC-Subsystems, die in der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden. In einem GMSK-Empfänger führen eine herkömmlichen HF-Stufe, Mischer und Filterung 201 ein 10.7 MHz ZF-Signal 203 in einen herkömmlichen ZF-Verstärker 205 mit Verstärkungsregelvorkehrungen, z.B. ein MC1350, hergestellt von Motorola. Der Ausgang des ZF-Verstärkers speist einen Puffer 265 und einen herkömmlichen Quadratur-Demodulator 207, der einen 10.7 MHz Lokaloszillator, einen 90º Phasenschieber, ein Mischer- und ein Tiefpaßfilterpaar umfaßt. Die Basisband-Signalausgänge I und Q 209 & 211 des Quadratur-Demodulators sind daher um 90º in der Phase getrennt. Diese zwei Signale, I und Q, werden einem Paar von Flash-Analog/Digital-Umsetzern (Flash-A/D) 213 & 215, z.B. CA3318CE, hergestellt von RCA, zugeführt, die angeordnet sind, während des Empfangs eine Mehrzahl von 8-Bit Proben pro Bitabstand zu liefern. Die Ausgänge 217 & 219 der Flash-A/Ds speisen mehrere herkömmliche First- in-first-out- (FIFO) Pufferspeicher 221 & 247, denen je ein Digitalsignalprozessor (DSP) 223 & 275, z.B. ein DSP56001, hergstellt von Motorola, folgt. Jede FIFO-DSP-Kombination speichert und verarbeitet die Information für einen Verkehrsschlitz, wobei die Verarbeitung die IIR- Filterung und eine neue AGC-Einstellung für jeden Rahmen umfaßt. Jede führt ihre AGC-Einstellung, einmal pro Rahmen, einer Steuereinheit 225 zu, einem herkömmlichen Mikrocomputer, der auch den Nachrichtenfluß des Senders steuert, und der am Anfang jedes Verkehrschlitzes die vorangehend berechnete AGC-Einstellung für den jeweiligen Schlitz einem verriegelnden Digital/Analog-Umsetzer (D/A) 227, z.B. ein 7528LN, hergestellt von Analog Devices, zuführt. Die AGC-Spannung 229 des D/A wird durch ein herkömmliches erstes Übertragungsgatter 231 geführt und an den AGC-Eingang 233 des ZF-Verstärkers angelegt. Während des Verkehrsschlitzes ist ein Signal TSO bei 235 von der Steuereinheit 225 tief, was sicherstellt, daß das erste Übertragungsgatter leitend ist und daß ein zweites Übertragungsgatter 237 ein offener Kreis ist. Während des Verkehrsschlitzes hält TSO 235 die Schaltung des Zugangsschlitzes inaktiv durch:
Rücksetzen eines RS-Flipflops 239 und eines Umschalt-Flipflops 241 und
Wirken durch ein erstes Undgatter 243, um Markierungsbits 245 in ein TSO-FIFO 247 inaktiv tief zu halten, und
Trennen des Signalerfassungskreises, der einen Puffer 265 des ZF-Verstärkerausgangs, einen Detektor 249 und einen Widerstand 267 in Reihe umfaßt, vom Eingang 251 der Zugangs-AGC-Schaltung, die einen Kondensator 257 und einen herkömmlichen Hochimpedanzverstärker 269 umfaßt, indem es durch ein zweites UND-Gatter 253 wirkt, um ein drittes Übertragungsgatter 255 zu sperren und
auf Masse legen der unverstärkten AGC-Spannung 251, indem ein viertes Übertragungsgatter 256 in den leitenden Zustand gebracht wird, wodurch der Kondensator entladen und verhindert wird, daß die vom Hochimpedanzverstärker verstärkte Zugangs-AGC-Spannung 270 an einem herkömmlichen Vergleicher 261 die Schwelle 259 übersteigt, wodurch verhindert wird, daß ein herkömmlicher monostabiler Multivibrator 263 getriggert wird.
Während jedes Zugangsschlitzes ist TSO aktiv hoch. Am Anfang jedes Schlitzes finden zwei Veränderungen innerhalb des AGC-Subsystems statt. Erstens, alle vier Übertragungsgatter wechseln den Zustand, so daß die unverstärkte AGC am vierten Übertragungsgatter 256 nicht auf Masse gelegt und der Detektorausgang durch das dritte Übertragungsgatter 255 daran angelegt wird, und der D/A 227 durch das erste Übertragungsgatter 231 von der AGC-Spannung getrennt und die Zugangs-AGC-Spannung 270, anfänglich tief, durch das zweite Übertragungsgatter 237 daran angelegt wird. Die AGC-Schleife am Anfang jedes Zugangsschlitzes beginnt daher am ZF-Verstärkerausgang, wird gepuffert und gleichgerichtet, das gleichgerichtete Signal durch den Widerstand und das dritte Übertragungsgatter 255 an den Kondensator 257 und nach geeigneter Verstärkung durch das zweite Übertragungsgatter 237 geführt, um die AGC-Spannung 233 an den ZF-Verstärker anzulegen.
Zweitens, das erste UND-Gatter 243 führt die Markierungsbits 245 aktiv hoch an ein TSO-FIFO 247, das diesen Zustand mit jedem Paar von Flash- A/D-Abtastungen 217 & 219 speichert, wobei die Abtastungen während des Zugangsschlitzes in der gleichen Weise wie während der Verkehrsschlitze fortlaufend genommen werden. Der anfänglich tiefe Wert der Zugangs- AGC-Spannung stellt sicher, daß wenigstens ein Paar von atkiv hoch markierten Abtastungen in dem TSO-FIFO gespeichert wird, auch wenn zu Anfang ein großer Träger vorhanden ist.
Dieser Zustand dauert für den ganzen Zugangsschlitz an, sofern kein Signal ausreichender Größe empfangen wird, so daß die Zugangs-AGC-Spannung 270 am Vergleicher 261 die Schwelle 259 übersteigt, was den Ausgang des Vergleichers veranlaßt, hoch zu gehen und den monostabilen Multivibrator 263 zu triggern, dessen Ausgang für ein vorbestimmtes Intervall von 8 Bitzeiten aktiv tief geht. Seine Vorderflanke setzt das RS-Flipflop 239, dessen Ausgang tief geht und für die Dauer des Zugangsschlitzes tief bleibt und dazu dient, die Markierungsbits am ersten UND-Gatter 243 inaktiv tief zu verändern und eine weitere Triggerung des monostabilen Multivibrators 263 zu verhindern. Am Ende des vorbestimmten Intervalls von 8 Bitzeiten triggert die Hinterflanke des Ausgangs des Multivibrators 263, die hoch geht, das Umschalt-Flipflop 241 in den gesetzten Zustand. Sein aktiv tiefer Ausgang führt zwei Funktionen durch. Erstens, er triggert einen langsamen Analog/Digital- Umsetzer (langsamer A/D) 271, z.B. ein MC6108, hergestellt von Motorola, der die Zugangs-AGC-Spannung digitalisiert, und zweitens, er schaltet über das zweite UND-Gatter 253 das dritte Übertragungsgatter 255 aus, was dem Kondensator 257 erlaubt, den Wert der unverstärkten AGC-Spannung 251, der in diesem Moment vorherrscht, für die Dauer des Zugangsschlitzes beizubehalten.
Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm der Funktion der bevorzugten Ausführung von Fig. 2.
Fig. 3 zeigt den Zeitverlauf des obigen Vorgangs während des Empfangs einer typischen Zugangsnachricht, 115 von Fig. 1, mit ihrer Hochtastzeit 141 und den Kopfbits 145, die während eines Zugangsschlitzes 301 empfangen wird. Die Vorderkante des Zugangsschlitzes setzt bei 303 das zweite Übertragungsgatter leitend, sperrt bei 305 das erste und vierte Übertragungsgatter, setzt bei 307 die Markierungsbits aktiv hoch und bei 309 das dritte Übertragungsgatter leitend. Die typische Funksignalstärke wird bis zum Beginn der Nachricht bei 311 und wieder nach der Nachricht bei 313 als Rauschen gesehen, aber während der Nachricht folgt das Signal 315 mehr oder weniger dem Nachrichtenprofil, das Ausbreitungsschwankungen unterliegt. Die Zugangs-AGC-Spannung 316 beginnt tief, spricht auf das Rauschen an und folgt dann mit einiger Verzögerung der Vorderflanke des Signals, bis das dritte Übertragungsgatter bei 339 sperrt, um dem Kondensator zu erlauben, seine Ladung zu halten. Wenn die Zugangs-AGC-Spannung die Schwelle 319 übersteigt, geht der Vergleicherausgang 321 aktiv hoch. Dies triggert bei 325 den monostabilen Multivibrator, dessen Vorderflanke das RS-Flipflop bei 327 setzt, das wiederum bei 329 die Markierungsbits tief ändert. Der Multivibrator, dessen Zeit bei 331 abläuft, triggert das Umschalt-Flipflop bei 333, das wiederum bei 335 den langsamen A/D triggert, der die Zugangs-AGC-Spannung digitalisiert, und sperrt ferner bei 337 das dritte Übertragungsgatter, was wiederum dem Kondensator bei 339 erlaubt, seine Ladung zu bewahren. Wenn der Zugangsschlitz bei 341 endet, sperrt er bei 343 das zweite Übertragungsgatter, bringt das erste und vierte Übertragungsgatter bei 345 in den leitenden Zustand, um die Verkehrsschlitz-AGC freizugeben bzw. den Kondensator zu entladen, und setzt die zwei Flipflops bei 347 und 349 zurück. Wäre kein Signal eingetroffen, das die Schwelle überschritten hätte, dann würde das Ende des Zugangsschlitzes auch das dritte Übertragungsgatter bei 351 gesperrt haben. Wenn der Kondenstaor bei 323 unter die Schwelle entladen wird, spricht bei 353 der Vergleicher an. Zurück zu Fig. 2. Eine Aufgabe dieser so beschriebenen AGC ist, die Amplitude der I- und Q-Signale 209 & 211 auf das Auflösungsvermögen der Flash-A/Ds 213 & 215 zu beschränken. Eine andere ist, die Verarbeitung der empfangenen Daten zu vereinfachen, wobei der Zustand des mit jedem Paar von Flash-A/D-Abtastungen verbundenen Markierungsbits nutzvoll angewandt wird. Am Ende des Zugangsschlitzes prüft der Zugangsschlitz-DSP 275 den TSO-FIFO-Inhalt, um festzustellen, ob eine Zugangsnachricht empfangen wurde, und wenn ja, wann genau sie begann und was ihr Inhalt ist. Die Zeitbestimmung ist ein zweistufiger Vorgang. Der ungefähre Beginn der Nachricht wird durch den Markierungsbitübergang von hoch auf tief ermittelt. Der Zugangsschlitz-DSP sucht dann die dieser Marke folgenden Daten nach einer Korrelation mit den bekannten 41 Synchronisationsbits 147 von Fig. 1 ab, wobei die Korrelationsspitze zur genaueren Bestimmung des Nachrichtenbeginns benutzt wird. Diese Prozedur vermeidet eine falsche Korrelation, die andernfalls in dem markierten Feld auftreten könnte, und vermindert auch die Arbeitslast der Zugangsschlitz-DSPS (und vielleicht die Zahl der benötigten DSPS), indem das Korrelationsintervall schmaler gemacht wird.
Nachdem eine zufriedenstellende Korrelation erlangt wurde, verarbeitet der Zugangsschlitz-DSP die Informationsbits, berechnet die Leistung des ZF-Verstärkerausgangs, nach den Kopfbits über den Rest der Zugangsnachricht gemittelt, und berechnet den AGC-Fehler. Er tastet dann den Zustand des langsamen A/D 271 ab, normalisiert ihn auf den D/A 227 und subtrahiert den AGC-Fehler, um bei einer korrigierten AGC- Einstellung anzukommen, die die gewünschte Leistung des ZF-Verstärkers ergeben würde, wenn die Signalstärke des zugreifenden Teilnehmers sich nicht verändern würde. Die korrigierte AGC-Einstellung wird dann zusammen mit der empfangenen Nachricht und ihrer Ankunftszeit der Steuereinheit 225 zugeführt.
Im Normalfall weist die Steuereinheit nach Empfang dieser Information dem Teilnehmer, der die Zugangsnachricht sendete, einen Verkehrsschlitz zu. Er sendet dann diesem Teilnehmer eine Zeitschlitzzuweisungs- und Zeitkorrekturfaktornachricht, um, indem er so verfährt, zwei andere wichtige Kommunikationen zu koordinieren. Erstens, er lädt zu Beginn des Verkehrsschlitzes in dem ersten Rahmen, in dem der Teilnehmer zum Senden eingeplant ist, die korrigierte AGC-Einstellung in den D/A 227, und zweitens, er sendet die korrigierte AGC-Einstellung an den DSP des betreffenden Verkehrschlitzes, der dann sein IIR-Filter mit der korrigierten AGC-Einstellung als den Wert für alle unlängst gefilterten AGC-Einstellungen mit null Fehler für jede als die jüngste AGC-Vergangenheit vorbereitet, wobei dies die vorteilhafte Wirkung hat, die Übergangsbedingungen der Verstärkungsregelung zu minimieren und die Signalisierungsfehlerrate während der in dem Verkehrsschlitz empfangenen ersten einzelnen Rahmen zu vermindern.
Nach dem Empfang dieses Schlitzes wird der Verkehrschlitz-DSP in jedem Rahmen danach, solange dieser Teilnehmer den Schlitz belegt, die Steuereinheit mit einer aktualisierten Zeltkorrektur für den Teilnehmer und einer aktualisierten gefilterten AGC-Einstellung versorgen, die während des Empfangs des gleichen Schlitzes in dem folgenden Rahmen zu benutzen ist. Diese AGC-Einstellung erlaubt ferner der Steuereinheit, wenn gewünscht, eine Justierung in der Sendeleistung des Teilnehmers anzuordnen.
Zusammengefaßt ist in einem Kommunikationssystem mit Übertragungen, die bestimmte interessierende Information in vorbestimmten Abständen in der Übertragung enthält, ein Verfahren zur Verfügung gestellt worden, um diese interessierende Information abzutrennen und zu verarbeiten. Das Verfahren umfaßt die Abtastung des Beginns einer Übertragung und das Abtrennen, zur Verarbeitung als die interessierende Infarmation, der Information, die um einen Zeitpunkt(e) herum empfangen wird, der von dem abgetasteten Beginn der Übertragung zeitlich vorbestimmt abgesetzt ist. Die interessierende Information wird daher hauptsächlich auf der Basis von verstrichener Zeit abgetrennt.
Das Verfahren zur Abtrennung und Verarbeitung dieser interessierenden Information ist weiter gekennzeichnet worden durch Ermitteln des Beginns einer Übertragung aus der eine vorbestimmte Schwelle übersteigenden empfangenen Signalleistung; Automatische Verstärkungsregelung der Übertragung und Abschwächen der automatisch verstärkungsgeregelten Übertragung von einem Maximalpegel auf einen gewünschten Pegel bevor das Eintreffen der interessierenden Information erwartet wird; Abtrennen, zur Verarbeitung als die interessierende Information, der Information, die um einen Zeitpunkt(e) herum empfangen wird, der vom ermittelten Beginn der Übertragung zeitlich vorbestimmt abgesetzt ist, indem die Zeit des erwarteten Abstandes zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Beginn der Übertragung ermittelt wird, und dem vorbestimmten Zeitpunkt, zu dem die interessierende Information eintreffen sollte, festgestellt wird (wodurch die interssierende Information hauptsächlich auf der Basis von verstrichener Zeit abgetrennt wird); Markieren der um diesen Zeitpunkt herum abgetrennten Information zur Verarbeitung, und Beginnen der Verarbeitung mit Information, die der abgetrennten Information gerade vorangeht (wodurch die Zuverlässigkeit der Informationserfassung um ein bis mehrere Bits erhöht wird).
Während die bevorzugte Ausführung der Erfindung beschrieben und dargelegt worden ist, werden die Fachleute erkennen, daß andere Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können. Z.B. kann, wenn gewünscht, entweder die interessierende Information oder eine andere als die interessierende Information markiert werden; Information kann entweder an den A/Ds oder an dem FIFO oder an jeder anderen geeigneten Stelle markiert werden; der vorherrschende AGC-Pegel und die von einem AGC-Leistungsdetektor ermittelte AGC-Leistung können für andere Systementscheidungen, besonders Zellenübergabeentscheidungen, benutzt werden. Auch wo die interessierende Information in Echtzeit zu verarbeiten war, anstatt zuerst gespeichert und später verarbeitet zu werden, würde der Vorgang, der zuerst eine AGC einstellt und dann dem Echtzeitprozessor den Beginn der interessierenden Information anzeigt, noch nützlich sein; die AGC ist immer noch imstande, den benötigten Dynamikbereich, wie durch die Anzahl der Flash-A/D-Bits dargestellt, zu verringern. Anstatt gespeicherte Bits als die interessierende Information darstellend zu markieren, würde dem Prozessor eine vorbestimmte Zeit nachdem die Signalumhüllung eine vorbestimmte Schwelle gekreuzt hätte ein Echtzeitsignal gesendet, wodurch die Verarbeitungszeit und Fehlsynchronisation auf Rauschen vermindert werden.

Claims

1. Verfahren zur Abtrennung und Verarbeitung bestimmter interessierender Information (149), die in vorbestimmten Abständen in Übertragungen eines Kommunikationssystems enthalten ist, wobei das Verfahren den Schritt umfaßt:

Abtasten (261) des Beginns einer Übertragung, und gekennzeichnet durch die Schritte:

Abtrennen (245) als die interessierende Information (149) der Information, die um einen Zeitpunkt herum empfangen wird, der von dem abgetasteten Beginn der Übertragung in der Zeit vorbestimmt abgesetzt ist, und

Verarbeiten (275) der abgetrennten Information,

wodurch die interessierende Information (149) Information auf der Basis von verstrichener Zeit abgetrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Abtastens des Beginns einer Übertragung (145) umfaßt:

Abtasten (261), wann die empfangene Signalleistung der Übertragung eine vorbestimmte Schwelle (259) überschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend:

automatische Verstärkungsregelung der Übertragung über eine automatische Verstärkungsregelspannung und Abschwächen der automatisch verstärkungsgeregelten Übertragung von einem Maximalpegel auf einen gewünschten Pegel, bevor das Eintreffen der interessierenden Information (149) erwartet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem erwartet wird, daß die interessierende Information (149) in 8 Bitzeiten eintrifft.

5. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem erwartet wird, daß die interessierende Information (149) in etwa 26 Mikrosekunden eintrifft.

6. Verfahren nach Anspruch 3, weiter umfassend:

Klemmen der automatischen Verstärkungsregelspannung auf ihren Pegel, der zu dem vorbestimmten Zeitpunkt vorherrscht.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die automatische Verstärkungsregelspannung mit einem Diodendetektor (249) in der ZF-Stufe des Empfängers geklemmt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der vorherrschende Spannungspegel der automatischen Verstärkungsregelung und die von einem automatischen Verstärkungsregelungs-Leistungsdetektor ermittelte automatisch geregelte Leistung für andere Entscheidungen benutzt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Spannungspegel der automatischen Verstärkungsregelung und die automatisch geregelte Leistung zum Teil benutzt werden, um Zellenübergabeentscheidungen zu treffen.

10. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem Information über den Spannungspegel der automatischen Verstärkungsregelung für den Empfang von nachfolgenden Übertragungen aufbewahrt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Abtrennens umfaßt:

Digitalisieren der Übertragung in einem Analog/Digital-Umsetzer (A/D) und

Markieren (245) entweder der interessierenden Information oder einer anderen als die interessierende Information.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die empfangene und digitalisierte Information, die anders als die interessierende Information ist, mit dem hohen Bit des A/D-Umsetzers markiert (245) wird.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiter umfassend den Schritt:

Verarbeiten der um diesen Zeitpunkt herum abgetrennten Information.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der Schritt des Verarbeitens der abgetrennten Information umfaßt:

Beginnen der Verarbeitung mit Information, die der abgetrennten Information gerade vorangeht,

wodurch die Zuverlässigkeit der Informationserfassung um ein bis mehrere Bits erhöht wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem der Schritt des Verarbeitens der abgetrennten Information umfaßt:

Decodieren, Erfassen und Korrelieren der Information Offline in Nicht- Echtzeit, wenn gewünscht, in einem Digitalsignalprozessor (DSP).

16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des Abtrennens umfaßt:

digitales Überabtasten in einem Analog/Digital- (A/D) Umsetzer (213, 215) und

Speichern (221) der digitalisierten Proben zur nachfolgenden Verarbeitung.