DE69122371T2

DE69122371T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Effektverminderung von Vielfachzugriffstörungen, in einem Funkempfänger eines Kodemultiplexvielfachzugriffkommunikationssystem

Info

Publication number: DE69122371T2
Application number: DE69122371T
Authority: DE
Inventors: Qi Bi
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1990-12-31
Filing date: 1991-12-10
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2011-12-11
Also published as: DE69122371D1; JP2520535B2; KR920013970A; EP0493904A2; US5136612A; EP0493904A3; KR100242620B1; EP0493904B1; JPH04296126A

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft zellulare und drahtlose Funkkommunikationsanlagen, und insbesondere Kommunikationsanlagen, welche ein Codemultiplex- Vielfachzugriff-Verfahren (engl.: Code Division Multiple Access-CDMA) in eine Direktfolge-Spreizspektrum-Anlage (engl. Direct Sequence Spread Spectrum System-DSSS) anwenden.

Hintergrund der Erfindung

Zur Zeit sind drei Hauptsysteme für die Funkübertragung bei Funktelefon-Kommunikationssystemen in Gebrauch. Jedes dieser Systeme sollte die höchst mögliche Ausnutzung des zugewiesenen Frequenzspektrums für den Funktelefondienst erzielen.
Frequenzmultiplex-Vielfachzugriff (engl.: Frequency Division Multiple Access-FDMA) ist zur Zeit die älteste und am weitesten verbreitete Übertragungstechnologie, die für Funktelefon-Kommunikationssysteme eingesetzt wird. Bei dem FDMA-Verfahren wird das zur verfügung stehende Frequenzband in viele Unterbänder aufgeteilt. Jedes einzelne Unterband dient als einzelner Funktelefon-Komminikationskanal. Die Sende- und Empfangsgeräte unterscheiden die verschiedenen Kanäle durch Anwendung von Bandpaßfiltertechniken.
Die für neuere Funktelefon-Kommunikationssysteme vorgeschlagene Übertragungstechnologie nutzt das Zeitmultiplex- Vielfachzugriff-Verfahren (engl.: Time Division Multiple Access-TDMA) für die Unterscheidung der verschiedenen Einzelkanäle. Bei dem TDMA-Verfahren wird eine Übertragungszeitperiode in mehrere Zeitschlitze unterteilt. Jeder Kommunikationskanal ist als ein spezifischer Zeitschlitz innerhalb dieser Übertragungszeitperiode definiert.
Wenn ein Code-multiplex-Vielfachzugriff (CDMA)-verfahren in einem Funktelefon-Übertragungssystem verwendet wird, in welchem alle Kanäle über ein gemeinsamens breites Frequenzband rundgesendet werden, wird jeder Kanal durch einen eindeutigen (nur einmal vorkommenden) Spreizcode unterschieden. Das Signal wird vor seiner Übertragung mittels eines Spreizcodes codiert. Die Anwendung des Spreizcodes wandelt das Signal in ein Breitbandsignal um, welches ausgesendet wird. Die Anwendung dieses Spreizcodes im Empfänger auf das empfangene Breitbandsignal demoduliert das Breitbandsignal und ermöglicht die Rückgewinnung des Informationssignals dieses spezifischen Spreizcodes. Dieser Spreizcode ist typischerweise ein binäre Bits umfassender Binärcode. Die Bitimpulsintervalle werden als "Chips" bezeichnet, was der technische Ausdruck für die Impulsperioden ist.
Das CDMA-verfahren läßt im Gegensatz zu dem FDMA- und dem TDMA-Verfahren in vorteilhafter Weise zu, daß jedes Signal die gesamte zur verfügung stehende Zeit und Bandbreite ausnutzt. Da der Spreizcode jeden Kanal eindeutig identifiziert, erscheinen Signale in den anderen Kanälen nach der Demodulation mittels des Spreizcodes als Rauschen.
Ein in großem Umfang genutztes CDMA-Kommunikationssystem ist in dem U.S. Patent 4,901,307, erteilt am 13. Februar 1990 mit dem Titel "Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite of Terrestrial Repeaters" offenbart. Bei dem DSSS-Verfahren wird jedes Informationsbit mittels einer Pseudo-Zufallsrauschfolge (PN- Folge) moduliert, bevor es für die Funkübertragung moduliert wird. Die Modulation mit der PN-Folge wird als ein Spreizvorgang bezeichnet, da sie ein Signal mit einer sehr großen Bandbreite im vergleich zu dem Informationssignal erzeugt. Dieselbe identische große Bandbreite teilen sich alle Nutzer eines spezifischen Kommunikationssystems.
Ein derartiges CDMA-System ist von sich aus dahingehend ein störsicheres System, daß jede Melirwegestörung mit einer längeren verzögerung als eine Bitdauer der PN-Folge auf einen Rauschpegel reduziert wird. Dadurch, daß dieselbe Bandbreite allen Nutzern zur Verfügung steht, ermöglicht es die Anwendung hochentwickelter Kanalcodierungsverfahren, um ein sehr niedriges Energie/Rauschdichte-verhältnis Eb/N&sub0; auf einer pro-Bit-Basis zu erzielen. Dieses reduziert vorteilhaft die Störung im Gesamtsystem und erhöht somit die Kanalkapazität des Systems. Durch eine wohlüberlegte Steuerung der Übertragungsleistung, kann der Wirkungsgrad der Frequenzwiederverwendung im vergleich zu einem FDMA- System deutlich gesteigert werden.
Im Vergleich zu FDMA- und TDMA-Systemen, in welchen die Systemkapazität durch die Anzahl der Frequenz-Unterbänder und die Anzahl der Zeitschlitze begrenzt ist, ist die Kapazität eines CDMA-Systems durch die durch den Code erzeugte Störung von Nicht-Informationssignalen zwischen Nutzern des Systems begrenzt. Mit steigender Anzahl der Nutzer steigt die Nicht-Informationsstörung. Diese spezifische Störung wird als Vielfachzugriffsstörung bezeichnet. Diese Störung wird zum Teil durch Anwendung eines Entspreizungscodes auf den Nicht-Informationsanteil des von dem Empfänger empfangenen Signals erzeugt. Die Systemkapazität wird in einem signifikanten Umfang von dieser Vielfachzugriffsstörung bestimmt. Daher kann eine direkte Reduzierung der Auswirkungen dieser Vielfachzugriffsstörung die Kanalkapazität des Systems erheblich steigern.
Einige bestehende CDMA-Systeme haben Wege zum Reduzieren der Vielfachzugriffsstörung als Mittel zur Erhöhung der Kanalkapazität gefunden. Diese Techniken nutzen orthogonale Funktionen als ein Mittel zur Verringerung der Vielfachzugriffsstörung. Diese bestehenden Techniken sind jedoch nur auf CDMA-Systeme anwendbar, in welchen alle Signale synchronisiert werden können. Wenn die Signale nicht synchronisiert sind, wie z.B. in der Rückverbindung eines zellularen Funktelefonsystems, ist dieses Verfahren wirkungslos.
Der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert auf US-E-32905, welches ein Satelliten-Kommunikationssystem offenbart, welches Spreizspektrum-Techniken anwendet und eine Vorrichtung zum Empfangen, Entspreizen und Pegel/Statistisk- Empfangstechniken zum Identifizieren von Signalen enthält.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Anspruch 1 beschrieben.
Eine die vorrichtung und Verfahren verkörpernde Anlage arbeitet in der Weise, daß es die Auswirkungen der Vielfachzugriffsstörung reduziert, um die Systemkapazität zu erhöhen und einen besseren Wirkungsgrad bei der Nutzung einer vorgegebenen Frequenzbandbreite zu erzielen. Der Empfang von CDMA-Funkübertragungen weist eine mehrstufige Struktur auf, in welcher die Vielfachzugriffsstörung in der zweiten Stufe geschätzt wird. Diese geschätzte Vielfachzugriffsstörung wird von dem empfangenen Originalsignal subtrahiert und dann die Detektion des gewünschten Signals an dem Signal mit der reduzierten Vielfachzugriffsstörung ausgeführt.
In einer spezifischen Zellenstation-Funkempfängervorrichtung, welche die Prinzipien der Erfindung verkörpert, werden alle ankommenden Signale demoduliert, entspreizt und detektiert. Die detektierten Signale werden alle in solche Signale, welche mit größter Wahrscheinlichkeit richtig sind und in solche, welche wahrscheinlich nicht richtig sind, klassifiziert. Diese eingangs detektierten Signale werden alle in einem Pufferspeicher gespeichert. Der Detektionsvorgang wird wiederholt. Die den richtigen Ausgangssignalen entsprechenden Spreizwellenformen werden regeneriert und von dem empfangenen Originalsignal subtrahiert, um einen Anteil der Vielfachzugriffsstörung zu entfernen. Die als unwahrscheinlich richtig betrachteten Ausgangssignale werden in einer zweiten Stufe des Empfängers noch einmal detektiert. Dieses sich ergebende Ausgangssignal kann dazu verwendet werden, die unwahrscheinlichen Ausgangssignale zu überschreiben, um ein wahrscheinlicheres Informationssignal sicherzustellen.
In einigen Ausführungsformen kann der Funkempfänger mehrere Stufen für eine nochmalige Detektion enthalten, in welchen das Ausgangssignal einer davor liegenden Stufe in wahrscheinliche und unwahrscheinliche Ausgangssignale aufgeteilt wird, und in welchen die unwahrscheinlichen Ausgangssignale sukzessiv in mehreren Stufen des Empfängers überschrieben werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen ist:
Fig. 1 eine Blockdarstellung eines typischen zellularen Funktelefonsystems;
Fig. 2 eine Blockdarstellung eines Übertragungssystems, welches in dem System nach Fig. 1 verwendete CDMA- Techniken verkörpert;
Fig. 3 eine detaillierte Blockdarstellung eines in dem System nach Fig. 2 verwendeten Funksenders;
Fig. 4 eine Blockdarstellung eines weiteren Funksenders, welcher in dem CDMA-System nach Fig. 2 verwendet werden kann;
Fig. 5 eine Blockdarstellung eines Zellenstation- Empfängers, wie er beispielsweise in Verbindung mit dem in Fig. 3 dargestellten Sender verwendet wird;
Fig. 6 eine Blockdarstellung eines Zellenstation- Empfängers, wie er in Verbindung mit dem in Fig. 4 dargestellten Sender verwendet wird;
Fig. 7 eine Blockdarstellung eines die Prinzipien der Erfindung verkörpernden Funkempfängers;
Fig. 8 eine Blockdarstellung des Empfängers nach Fig. 7 in Verwendung mit der in Fig. 5 dargestellten Empfängervorrichtung; und
Fig. 9 eine Blockdarstellung des Empfängers nach Fig. 7 in Anwendung mit der in Fig. 6 dargestellten Empfängervorrichtung.

Detaillierte Beschreibung

Eine Blockdarstellung eines typischen zellularen Mobiltelefonsystems ist in Fig. 1 dargestellt. Eine Mobiltelefon-Vermittlungsstelle 101 ist mit einem landgestützten öffentlichen Telefonnetz 102 über eine Verbindungsleitung 103 verbunden. Die Mobiltelefon- Vermittlungsstelle ist auch über Verbindungsleitungen 104, 105 und 109 mit den Zellenstationen 106, 107 und 110 verbunden, welche Funk-Sende/Empfänger mit Antenneneinrichtungen zur Kommunikation mit mobilen Funktelefoneinheiten 108 mittels Funksignalen enthalten. Jedes Mobilfunktelefon kommuniziert mit nur einer entsprechenden Zellenstation, bestimmt durch die beste Qualität der Signalausbreitung zwischen der Zellenstation und dem Mobilfunktelefon, wie dies durch die Signalausbreitungsregeln innerhalb des Zellularsystems definiert ist. Die Betriebsweise solcher Zellularsysteme ist auf dem Fachgebiet allgemein bekannt und es wird für nicht erforderlich gehalten, dieses Betriebsdetails zu beschreiben.
Die Mobileinheit 108 kommuniziert mit der Zellenstation 106, welche auf der Basis der Qualität des Übertragungssignals am besten für eine derartige Kommunikation geeignet ist. Die Kommunikation von einer Mobileinheit zu einer Zellenstation nutzt eine Funkübertragungsverbindung, welche normalerweise als die Rückverbindung (engl.: reverse link) bezeichnet wird. Die Kommunikation von der Zellenstation zur Mobileinheit nutzt eine Funkübertragungsverbindung, welche als die vorwärtsverbindung (forward link) bezeichnet wird. Normalerweise besteht nur eine Vorwärtsverbindung und eine Rückverbindung zwischen einer Mobileinheit und einer Zellenstation. Rufe, die von einer Zellenstation von einer Mobileinheit empfangen werden, werden an die Mobiltelefonvermittlungsstelle 101 übertragen, welche sie wiederum in das öffentliche Telefonnetz überträgt.
Eine Blockdarstellung einer typischen Sende- und Emfangsvorrichtung für CDMA-Kommunikationen in der Rückverbindung ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Anordnung stellt das Sendegerät für zwei getrennte mobile Funktelefoneinheiten 201 und 202 von mehreren Mobileinheiten und einen Zellenstation-Empfänger 203 dar. Da beide mobilen Funktelefoneinheiten 201 und 202 identisch sind, wird nur die Einheit 201 im Detail beschrieben. Zu übertragende Sprach- und/oder Datensignale sind än die Eingangsleitung 205 und an einen PN-Folgen-Spreizer 206 angelegt. Der PN- Folgen-Spreizer 206 multipliziert das Ausgangssignal mit einer Pseudo-Rausch-(PN)-Folge, die von einem PN-Folgen- Generator 207 erzeugt wird, und für die Mobileinheit 201 einzigartig ist. Diese PN-Folge ist typischerweise ein Binärcode mit zufallsbedingten +V- und -V-Werten, die mit einer Frequenz erzeugt werden, welche die Frequenz oder Bitrate des an der Eingangsleitung 205 ankommenden Signals bei weitem übersteigt. Das Signal wird durch die PN-Folge gespreizt und das resultierende Spreizsignal weist eine hohe Frequenz oder Chiprate auf. Dieses Signal wird für die Übertragung von der HF-Modulationsschaltung 209 auf eine von dem HF-Generator 211 gelieferte Frequenz moduliert. Dieses modulierte Signal wird auf die Sendeantenne 213 der Mobileinheit gekoppelt.
Die zweite Mobiltelefoneinheit 202 arbeitet in ähnlicher Weise wie die Mobileinheit 201. Sie verwendet jedoch eine andere PN-Folge, welche in eindeutiger Weise ihren spezifischen Übertragungskanal festlegt.
Die von der Mobileinheit 201 ausgesendeten Signale, sowie die von der Mobileinheit 202 und anderen aktiven Mobileinheiten gesendeten Signale werden von der Antenne 221 der Zellenstation empfangen. Diese empfangenen Signale werden an viele Empfangszweige angelegt, wovon jeder ausschließlich für die Detektion des Signals eines spezifischen Übertragungskanals ausgelegt ist. Die empfangenen Signale werden von einem HF-Demodulator 222 demoduliert und einer Vielzahl von PN-Folgen-Entspreizern einschließlich der dargestellten Entspreizer 223 und 224 zugeführt. Jeder Entspreizer weist eine einem unterschiedlichen Kanal entsprechende PN-Folgen-Eingabe auf. In dem Falle der ersten Mobileinheit wird das empfangene Signal durch Multiplizieren des empfangenen Signals in dem PN-Folgen-Entspreizer 223 mit der PN-Folge des Übertragungskanals dieser Mobileinheit, welche von dem PN- Folgen-Generator 225 erzeugt wird, zurückgewonnen. Das resultierende Informationssignal wird von dem Detektor 227 ermittelt, welcher speziell dem der Mobileinheit 201 zugewiesenen Kanal zugeordnet ist. Das den PN-Folgen- Entspreizer 224 enthaltende parallele Empfangssystem ist speziell dem der Mobileinheit 202 zugewiesenen Kanal zugeordnet.
Eine detaillierte Beschreibung eines Mobilfunk-Senders für den Einsatz in einem CDMA-Übertragungssystem ist in Fig. 3 dargestellt. Ein codiertes digitales Sprachsignal liegt an dem Eingang 301 an. Dieses Signal wird zum Schutz gegen Rauschen und Störungen in dem Codierer und Verschachtler 303 codiert und verschachtelt, um die Auswirkungen von Bündelfehlern zu reduzieren. Das verschachtelte Signal wird in der Schaltung 305 unter Verwendung einer M-fach orthogonalen Signalbildung moduliert, wobei M eine ganze Zahl ist. In der dargestellten Ausführungsform werden M orthogonale Walsh-Folgen für einen solchen Zweck verwendet. Das modulierte Signal wird in dem Multiplizierer 306 (z.B. einem Exklusiv-ODER-Gatter) unter Ansprechen auf die vom PN- Folgen-Generator 307 gelieferte einzigdeutig PN-Folge des Nutzers gespreizt. Das Spreizsignal wird von dem Tiefpaßfilter 309 gefiltert, in dem Digital/Analog-Wandler 311 in analoge Form umgewandelt und in dem Multiplizierer 313 unter Ansprechen auf den HF-Generator 317 in der Frequenz auf die HF-Sendefrequenz angehoben. Das HF-Signal wird durch ein Bandpaßfilter 333 geführt, von einem HF- Verstärker 335 verstärkt und zum Senden der Antenne 339 zugeführt. Die Sendeleistung wird von der Leistungsteuereinrichtung 337 gesteuert, welche die Sendeleistung steuert, um die Zwischenkanalstörungen zu reduzieren.
Eine weitere detaillierte Ausführungsform eines mobilen Funksenders für den Einsatz in einem CDMA-Übertragungssystem ist in Fig. 4 dargestellt. Ein codiertes digitales Sprachsignal liegt an dem Eingang 401 an. Dieses Signal wird in der Schaltung 403 zum Schutz gegen Rauschen und Störungen codiert und verschachtelt, um die Auswirkung von Bündelfehlern zu reduzieren. Das verschachtelte Signal wird in der M-fachen Signalbildungsschaltung 305 unter Verwendung einer M-fach orthogonalen Signalbildung moduliert, wobei M eine ganze Zahl ist (und typischerweise dafür Walsh-Folgen verwendet werden). Das modulierte Signal wird einem Multiplizierer 406 (z.B. einem Exklusiv-ODER-Gatter) unter Ansprechen auf die von einem PN-Folgen-Generator 407 gelieferte eindeutige PN-Folge des Nutzers gespreizt. Nach der Spreizung wird das Signal in zwei Kanäle aufgeteilt, die einem I-Kanal (das ist der In-Phase-Kanal) und einem Q-Kanal (das ist der Quadratur-Phase-Kanal) entsprechen. Die I- und Q-Signale werden in jedem Kanal in den Multiplizierern 408 bzw. 418 weiter gespreizt. Diese PN-Folgen werden von dem PN-Generator des I-Kanals bzw. dem PN-Generator des Q-Kanals erzeugt. In jedem Kanal wird das Spreizsignal von einem Tiefpaßfilter 411 oder 412 gefiltert und durch einen Digital/Analog-Wandler 413 oder 423 in eine analoge Form umgewandelt. Das Signal in dem I-Kanal wird durch einen Modulator 416 unter Ansprechen auf einen Cosinus-HF- Generator 415 in eine Frequenz im HF-Bereich umgewandelt. Das Q-Kanal-Signal wird durch einen Modulator 426 unter Ansprechen auf einen Sinus-HF-Generator 425 in eine Frequenz im HF-Bereich umgewandelt. Das I- und Q-Signal werden in einer Summierschaltung 430 kombiniert und von einem Bandpaßfilter 433 gefiltert. Das gefilterte Signal wird von einem HF-Verstärker 435 verstärkt und zum Senden einer Antenne 439 zugeführt. Die Sendeleistung wird von einer Leistungsteuerung 437 gesteuert, welche die Sendeleistung steuert, um die Zwischenkanalstörungen zu reduzieren.
Ein exemplarischer Zellenstation-Empfänger für den Einsatz in einem System, welches Mobileinheiten-Sender, wie sie z.B. in Fig. 3 dargestellt sind, ist in Fig. 5 gezeigt. Die Summe der von allen Mobileinheiten-Sender gesendeten analogen Signale wird von einer Antenne 501 empfangen, einem HF-Verstärker 503 verstärkt und in einem Mischer 507 in die von einem ZF-Generator 505 vorgegebene Zwischenfrequenz umgesetzt. Das ZF-Signal wird von einem ZF-Verstärker 511 verstärkt und von einem Analog/Digital-Wandler 519 nach einer Verschiebung zu der Basisband-Frequenz in ein digitales Signal umgewandelt. Für jeden Kanal existiert ein getrennter Empfangspfad, in welchem das jedem Kanal zugehörige Signal mittels des Spreizcodes dieses Kanals entspreizt wird. Das Signal für den Kanal der Mobileinheit Nummer Eins wird in einem Multiplizierer 521 unter Ansprechen auf das vom Nutzer-PN-Generator 523 angelegte PN- Signal des Nutzers entspreizt. Das entspreizte Signal wird einer Bank von angepaßter Filtern und Maximumsymboldetektoren 531 zugeführt. Das gefilterte Ausgangssignal mit der größten Amplitude wird durch einen Quantisierer 527 in begrenzte Pegel quantisiert und an eine Entschachtelungs- und Decodierungsschaltung 530 angelegt. Das entschachtelte und decodierte Signal wird an eine Leitung 540 angelegt, welche mit der nachfolgenden Sprachdecodierungsvorrichtung verbunden ist.
Ein weiterer exemplarischer Zellenstation-Empfänger für den Einsatz in einem System, welches mobile Sender, wie sie z.B. in Fig. 4 gezeigt sind, verwendet, ist in Fig. 6 dargestellt. Die von allen Mobileinheiten gesendeten Signale werden von der Empfangsantenne 601 empfangen und von dem HF- Verstärker 603 verstärkt. Dieses empfangene Signal wird in I-Kanal- und Q-Kanal-Komponenten aufgesplittet. Das empfangene analoge I-Kanal-signal wird auf den Mischer 605 gekoppelt und mit dem Ausgangssignal des (HF-ZF)-Cosinus- Generators 607 gemischt. Das Signal wird in dem Bandpaßfilter 611 und an den ZF-Mischer 613 angelegt, um das Signal auf die Basisband-Frequenz umzusetzen. Das resultierende Basisbandsignal wird in dem Analog/Digital- Wandler 608 in eine digitale Form umgewandelt. Ein ähnlicher Verarbeitungspfad ist für die Q-Kanal-Signale vorgesehen. Er enthält einen Mischer 615, ein Bandpaßfilter 619 und einen Analog/Digital-Wandler 618.
Sowohl das 1-Kanal- als auch das Q-Kanal-Signal werden an einen PN-QPSK-Korrelator 630 und an einen PN-QPSK- Korrelator 640 angelegt. Jeder Kanal dient zur Korrelation des Signals mit der Nutzer-spezifischen PN-Folge und den I- bzw. Q-Kanal-PN-Folgen. Diese Folgen werden in dem einen Empfangskanal von dem Nutzer-PN-Generator 631, dem PN- Folgen-Generator 632 für den I-Kanal und dem PN-Folgen- Generator 633 für den Q-Kanal bereitgestellt. Die Akkumulatoren 634 und 635 akkumulieren das Ausgangssignal des Korrelators 630 fur eine vorgegebene Chipperiode und koppeln diese akkumulierten Signal an einen schnellen Hadamard-Transformations-Prozessor 636, der einen Satz vom M Koeffizienten für jedes Eingangssymbol erzeugt. Die M Koeffizienten werden in dem Quantisierer 637 mit einer Gewichtsfunktion multipliziert. Dieses Signal wird in der Schaltung des Blocks 638 entschachtelt und decodiert und das Ausgangssignal auf der Leitung 639 an einen Sprachdecoder angelegt.
Ein Blockdiagramm einer Zellenstation-Empfangsvorrichtung nach den Prinzipien der Erfindung ist in Fig. 7 dargestellt. Die von mobilen Funktelefoneinheiten gesendeten Signale werden von einer Antenne 700 empfangen. Dieses empfangene Signal wird an das Signalempfängermodul 701 angelegt. Dieses Signalempfängermodul 701 empfängt das ankommende Signal, setzt die Frequenz im HF-Bereich auf die Frequenz im Basisband um und digitalisiert das empfangene Analogsignal. Diese digitalisierten Signale werden an die Empfängermodule 702 und 703 angelegt, welche die einzelnen Kanalzweige des Empfängers darstellen. Das Signal wird in jedem einzelnen Zweig mit dem für diesen Kanal zur verfügung stehenden Spreizcode entspreizt. Die Komponenten der Module 701, 702 und 703 können identisch mit den von den Strichlinien 701, 702 und 703 eingeschlossenen, in Fig. 5 dargestellten Komponenten sein.
Die detektierten und entspreizten Ausgangssignale der Empfängermodule 702 und 703 werden an eine Entscheidungslogik-Schaltung 711 angelegt, welche das Signal in jedem Kanal mit einem Schwellenwertpegel vergleicht, um eine harte Entscheidung zu treffen und die Wahrscheinlichkeit festzulegen, ob das Signal in jedem Kanal richtig ist. Die Entscheidungslogik-Schaltung 711 teilt die Signale in Kategorien wahrscheinlich richtiger Signale ("g"- Signale auf Leitungen 713) und wahrscheinlich nicht richtiger Signale ("u"-Signale auf Leitungen 714) auf und legt die Signale in beiden Kategorien in einer Speicherschaltung 712 ab. Diese Entscheidungslogik-Schaltung kann einen Hartentscheidungs-Decoder mit drei Pegeln, mit Null-, Eins- und Lösch-Pegel aufweisen. "u"-Signale würden beliebigen Symbolen zugeordnet werden, welche den Lösch- Pegel aufweisen, während die "g"-Signale Symbolen mit Eins- und Null-Pegeln zugeordnet werden würden. Das Ausgangssignal der Entscheidungslogik-Schaltung 711, sowohl das sichere als auch das unsichere, wird an die Speicherschaltung 712 angelegt und gespeichert.
Die Signale "g" (auf den Leitungen 713a und 713b) mit einer hohen Richtigkeitswahrscheinlichkeit werden an Pseudosender 721 und 722 (Leitungen 720a und 720b) angelegt, um das Basisbandsignal unter Verwendung der den einzelnen Kanälen zugeordneten Spreizcodes zu modulieren und spreizen. Die Komponenten des Pseudosenders können die in dem in Fig. 3 dargestellten Block 721 eingeschlossenen Komponenten umfassen. Diese Spreizsignale werden durch die Tiefpaßfilter 723 bzw. 724 geleitet, welche den Effekt aller in der Originalübertragung der Signale der Mobileinheiten auftretenden Filter simulieren. All diese Signale werden dann in der Summierschaltung 725 summiert.
Eine Zeitverzögerungsschaltung 726 ist mit dem Ausgang der Moduls 701 verbunden und weist eine Verzögerung auf, die gleich der Zeit ist, die ein Signal benötigt, um von dem Ausgang des Moduls 701 zu dem Eingang des Moduls 727 zu gelangen. Das verzögerte Signal wird in einer Differenzschaltung 727 von dem summierten Ausgangssignal der Summierschaltung 725 subtrahiert. Das resultierende Differenzsignal wird in mehrere Zweige gleich der Anzahl der "u"-Kanäle aufgeteilt und an Pseudo-Empfangsschaltungen 731 bis 733 angelegt, um die originalen Informationssignale, welche die unsicheren Signale "u" darstellen, wiederzugewinnen. Die Schaltungen 731 bis 733 verwenden die Entspreizungscodes für die Kanäle der unsicheren Signale "u". Die "u"-Ausgangsignale dieser Pseudo- Empfangsschaltungen werden an die Speicherschaltung 712 angelegt, wo sie angelegt werden, um die darin gespeicherten ursprünglich wahrscheinlich nicht richtigen Signale "u" zu überschreiben. Diese "u"-Signale sind nun mit höherer Wahrscheinlichkeit richtig und werden für eine weitere Fehlerkorrektur und Decodierung an den Pseudo-Empfänger 741 (siehe Fig. 5) angelegt.
Eine detailliertere Darstellung eines Abschnitts des Empfängers nach Fig. 7, der die Prinzipien der Erfindung verkörpert, ist in Fig. 8 dargestellt. Dieser Abschnitt repräsentiert den Empfänger für einen spezifischen Kanal. Die anderen Kanalempfänger sind mit diesem Empfängerabschnitt identisch. Nur zum Zwecke der Darstellung wird angenommen, daß dieser spezifische Kanal- Empfängerabschnitt ein gutes Symbolsignal empfängt. Die Speicherstufe 817 ist allen Empfängerabschnitten gemeinsam und die Pseudosender können allen Kanälen dienen. Das empfangene Signal wird nach seiner Umwandlung in ein digitales Signal an eine Eingangsleitung 801 angelegt. Der PN-Code 803 des Nutzers wird an einen Multiplizierer 805 und das Ausgangssignal an ein Vielzahl angepaßter Filter 807, 808 und 809 angelegt. Das gefilterte Ausgangssignal wird wiederum an eine Hüllkurvendetektoren 811, 812 bzw. 813 angelegt. Der maximale Wert wird von der Selektorschaltung 814 detektiert und an die Entscheidungslogik-Schaltung 815 angelegt. Das Ausgangssignal dieser Entscheidungslogik- Schaltung 815 wird an eine Speicherschaltung 817 angelegt und gespeichert.
Die für gültig erachteten "g"-Signale werden an Orthogonal-Signalbildungs-Modulatoren 821 bis 822 angelegt und die verschiedenen Nutzer-PN-Codes 824 bis 825 werden an die Multiplizierer 831 bzw. 832 angelegt. Die geschätzte Amplitude und Phase der Signale aus der davor liegenden Stufe (aus den Blöcken 861, 862) werden an Multiplizierer 828 und 829 angelegt. Diese Signale werden von einer Schätzschaltung 804 abgeleitet, welche die Signalphasenverschiebung 8 und die Signalamplitude G des empfangenen Signais schätzt. Dieses Signal kann anhand des empfangenen Eingangssignals und des Wertes des "g"-Signals beggeschätzt werden. Die Ausgangssignale dieser Multiplizierer 828 und 829 werden an Tiefpaßfilter 841 und 842 angelegt. Die Ausgangssignale dieser Filter werden in einem Summierer 845 summiert. Das Ausgangssignal des Summierers wird von dem Ausgangssignal der Zeitverzögerungsschaltung 850 subtrahiert und das Informationssignal wird durch Anlegen des Nutzer-PN-Codes 852 an den Multiplizierer 853 zurückgewonnen. Das Ausgangssignal des Multiplizierers 853 wird an einen Symboldetektor 891 angelegt, dessen Schaltungsanordnung mit der Schaltungsanordnung des mit gestrichelten Linien eingeschlossenen Empfängers 890 identisch ist. Das Ausgangssignal des Symboldetektors wird an einen Entscheidunglogik-Detektor 892 mit zwei Pegel angelegt, welcher den originalen digitalen Code zurückgewinnt. Dieser Code wird an eine Speicherschaltung 817 angelegt, um die darin gespeicherten für ungültig erachteten Symbole der "u"- Signale zu überschreiben.
Eine weitere Version eines die Prinzipien der Erfindung verkörpernden Empfängers ist in Fig. 9 dargestellt. Wie in Fig. 8 wird diese Schaltungsanordnung in dem Detektorabschnitt für einen spezifischen Kanal betrachtet und für die anderen Kanäle eine identische Schaltungsanordnung verwendet. Diese Version verwendet eine QPSK-Demodulation und teilt das empfangene Signal in Quadratur- und in In-Phase-Komponenten auf und legt die In- Phase- und Quadratur-Phase-PN-Codes an den QPSK-Demodulator 901 an. Die Nutzer-PN-Codes 902 und 903 werden mit In-Phaseund Quadratur-Phase-Signalen über Multiplizierer 904 und 905 gemischt. Es werden Hadamard-Transformationseinrichtungen 911 und 912 als Teil der Detektionsvorrichtung verwendet, um die In-Phase- und Quadratur-Phase-Signale aus einer Zeitbasis in einen Folgenbasis umzuwandeln. Wie bei den vorstehenden Empfängern wird das resultierende Signal über die Hüllkurvendetektoren und Maximumsymbol- Auswahlschaltungen 913 und 914 und eine Summierschaltung 915 an eine Entscheidungslogik-Schaltung 917 angelegt. Die detektierten Symbole und Löschsymbole werden in der Speicherstufe 918 gespeichert.
Die für gültig erachteten Signale "g" werden an eine Pseudo-Sendeeinrichtung über Leitungen 914 und 942 angelegt: Die Signale werden von den M-fach-Walsh-Folgen-Modulatoren moduliert. Die Nutzer-Spreizcodes 961 und 962 werden an Multiplizierer 971 bzw. 972 angelegt. Diese Signale werden in den In-Phase- und Quadratur-Phase-Pfaden mit der von der Schätzschaltung 964 abgeleiteten geschätzten Amplitude und Phase multipliziert und in Tiefpaßfiltern 981 bis 984 gefiltert. Die In-Phase- und Quadratur-Phase-"g"-Signale werden für jeden Kanal in Summierschaltungen 986 und 987 summiert. Diese Ausgangssignale der Summierschaltungen 986 und 987 werden wiederum in Summierschaltungen 945 und 946 mit den von den Zeitverzögerungsschaltungen 991 und 992 verzögerten Eingangssignalen summiert. Das Ausgangssignal der Summierschaltungen 945 und 946 ist ein Differenzsignal in jedem Kanal, wovon jedes mit einem Nutzer-PN-Code 931 und 932 multipliziert und an eine Hadamard- Transformationseinrichtung 934 bzw. 935 angelegt wird. Die Symbole werden in dem Hüllkurvendetektor- und Maximumsymbolselektor-Schaltungen 951 und 952 detektiert und in der Summierschaltung 953 summiert. Diese detektierten Symbole werden an eine Zwei-Pegel-Entscheidungslogik Schaltung 955 angelegt. Deren Symbol-Ausgangssignal wird an die Speicherschaltung 918 angelegt und dazu verwendet, die darin gespeicherten unsicheren Symbole "u" zu überschreiben.

Claims

1. Vorrichtung zum Empfang von Funksignalen in einer CDMA- Spreizspektrum-Funkübertragungsanlage mit

einer Einrichtung (700, 701) zum Empfang von Funksignalen mit einer Vielzahl von Funkkanälen, die durch CDMA-Spreizspektrumtechniken codiert sind,

einer Einrichtung (702, 703) zum Entspreizen jedes Funksignals in jedem Funkkanal,

einer Einrichtung (711) zum Identifizieren von Signalen, die hohe Wahrscheinlichkeit für die Richtigkeit der Kanalsignalinformationen besitzen, und

einer Einrichtung zum Identifizieren von Signalen&sub1; die niedrige Wahrscheinlichkeit für die Richtigkeit der Kanalsignalinformationen besitzen,

gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (712) zur Speicherung der Signale, die hohe Wahrscheinlichkeit für die Richtigkeit und die niedrige Wahrscheinlichkeit für die Richtigkeit besitzen, in einem Speicher,

eine Einrichtung (721, 722) zum Spreizen der in der Speichereinrichtung (712) abgelegten Kanalsignale mit hoher Wahrscheinlichkeit für die Richtigkeit der Kanalsignalinformationen,

eine Einrichtung (725, 727) zum Subtrahieren des Ausgangssignals der Spreizeinrichtung von einem Ausgangssignal der Einrichtung zum Empfang von Funksignalen, um ein Differenzsignal bereitzustellen und Störkomponenten aus den empfangenen Funksignalen zu beseitigen, und

eine Einrichtung (731-733) zur Wiedergewinnung von Signalen aus den Kanälen, die niedrige Wahrscheinlichkeit für die Richtigkeit der Kanalsignalinformationen besitzen, durch Anwenden von Entspreiz-Codierungen auf die Differenzsignale und Abgabe dieser Signale an die Speichereinrichtung.

2. Vorrichtung zum Empfang von Funksignalen in einer CDMA-Spreizspektrum-Funkübertragungsanlage nach Anspruch 1,

bei der die Einrichtung (711) zur Identifizierung von Signalen mit hoher Wahrscheinlichkeit und die Einrichtung (711) zur Identifizierung von Signalen mit niedriger Wahrscheinlichkeit je Entscheidungslogikschaltungen aufweisen, die die Signale mit hoher Wahrscheinlichkeit für die Richtigkeit feststellen und mit einem Logikpegel codieren, und die die Signale mit niedriger Wahrscheinlichkeit für die Richtigkeit feststellen und mit einem Löschpegel codieren.

3. Vorrichtung zum Empfang von Funksignalen in einer CDMA-Spreizspektrum-Funkübertragungsanlage nach Anspruch 1

mit einer Einrichtung zur Abgabe von Signalen von der Einrichtung zur Wiedergewinnung von Signalen an die Speichereinrichtung (712) und zum Ersetzen der Signale mit niedriger Wahrscheinlichkeit für die Richtigkeit durch die wiedergewonnenen Signale.