DE69700866T2

DE69700866T2 - RAKE-Empfänger

Info

Publication number: DE69700866T2
Application number: DE69700866T
Authority: DE
Inventors: Akihiro Higashi; Koji Ohno; Seizou Onoe
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Mobile Communications Networks Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 1996-08-23
Filing date: 1997-08-19
Publication date: 2000-05-04
Anticipated expiration: 2017-08-20
Also published as: KR19980018876A; CN1182986A; EP0825727A1; KR100271122B1; DE69700866D1; EP0825727B1; CA2213654C; CN1096152C; US6026115A; CA2213654A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen RAKE-Empfänger, der in einem Direktsequenz-Spreizspektrum-Kommunikationssystem verwendet wird, und der Mehrwegesignale wirksam empfangen kann.
Bei einem Spreizspektrum-Kommunikationsprinzip handelt es sich um ein Kommunikationsverfahren, bei dem ein zu übertragendes Signal mit einem Spreizcode mit einer Bandbreite, die das Mehrfache oder mehrere Zehntausendfache der Bandbreite des Signals auf der Sendeseite beträgt, multipliziert wird, und bei dem auf einer Empfangsseite ein Entspreizcode synchron zu dem für das Spreizen auf der Sendeseite verwendeten Spreizcode erzeugt wird, und die Schmalbandinformation durch Multiplizieren eines empfangenen Signals mit dem Entspreizcode wiedergewonnen wird.
Vor kurzem hat CDMA (Code Division Multiple Access, Codemultiplex) die Aufmerksamkeit geweckt, durch das das Spreizspektrum-Kommunikationsprinzip für den Mehrfachzugriff in Mobilfunksystemen einsetzbar ist. Das Spreizspektrum-Kommunikationsverfahren ist gekennzeichnet durch seine Stör- und Interferenzfestigkeit und seine Informationsverschleierung.
Bei der Mehrwegeausbreitung können die Mehrfachwege beim Entspreizvorgang mit einer der Spreizcodelänge entsprechenden Auflösung getrennt werden. Da die Mehrwegesignale über verschiedene Wege ankommen, ändern sich deren Amplituden und Phasen in unabhängiger Weise am Empfangspunkt. Insbesondere tritt in Mobilkanälen ein Fading auf, da die Eigenschaften der Kanäle mit der Bewegung einer Mobilstation schwanken. Da die Mehrfachwege jedoch in unabhängiger Weise schwanken, kann eine Wegdiversitywirkung durch geeignetes Kombinieren der Mehrwegesignale erhalten werden.
Dieses Prinzip wird RAKE-Empfang genannt.
Fig. 1 zeigt einen Aufbau eines herkömmlichen RAKE- Empfängers. In Fig. 1 kennzeichnet das Bezugszeichen 10 Entspreizer (1) bis (n), die jeweils einem der Mehrfachwege entsprechen; 12 kennzeichnet einen Wegsucher zum Erfassen der Zeitpunkte der Mehrfachwege, und der die Entspreizer 10 mit den Zeitpunkten versorgt; 16 kennzeichnet Detektoren (1) bis (n) zum Durchführen einer Erfassung der Wege; und 18 kennzeichnet einen Kombinator zum Kombinieren der Ausgangssignale der Detektoren.
Im allgemeinen besteht der Wegsucher 12 aus Gleitkorrelatoren, die ein aufeinanderfolgendes Verschieben der Zeitpunkte der Entspreizung ermöglichen, oder aus signalangepaßten Filtern (matched Filtern), die an die Spreizcodes angepaßt sind, oder dergleichen.
Es folgt eine Beschreibung der Funktionsweise des in Fig. 1 gezeigten RAKE-Empfängers. Zuerst mißt der Wegsucher 12 den Mehrwegezustand eines Kanals. Bei der Erfassung der Wege aktiviert der Wegsucher 12 die Entspreizer 10(1) bis 10(n) aufeinanderfolgend zu den erfaßten Zeitpunkten der Wege. Mit anderen Worten, die Entspreizer 10(1) bis 10(n) empfangen jeweils andere Mehrfachwege. Da die Mehrwegesignale eine Phasendrehung und Amplitudenschwankung erfahren haben, kompensieren die Detektoren 16(1) bis 16(n) die Phasen und Amplituden.
Jedes Paar der Entspreizer 10(1) bis 10(n) und Detektoren 16(1) bis 16(n) wird als RAKE-Finger bezeichnet. Die Ausgangssignale der RAKE-Finger werden durch den Kombinator 18 kombiniert. Der Kombinator 18 kann einen wirksameren Empfang erzielen als der bloße Empfang eines einen Signalweg durchlaufenden Signals, da ein kombiniertes Ausgangssignal erhal ten wird, bei dem es sich um die Gesamtsumme der die Mehrfachwege durchlaufenden Signale handelt, wodurch ein Empfangssignal mit verringerter durch das Fading hervorgerufener Verzerrung bereitgestellt wird.
Somit kann durch das RAKE-System ein Mehrwegeempfang erzielt werden, durch den der Wirkungsgrad des Empfangs der ankommenden Leistung verbessert wird, und das eine Wegdiversity- Wirkung bereitstellt.
Der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebene Rake-Empfänger führt jedoch zu einer Verschlechterung der Empfangsqualität, wenn er Signale kombiniert, die vom Rauschen verdeckt sind, wie in Fig. 2A dargestellt ist.
Fig. 2A zeigt die Beziehung zwischen dem Rauschpegel und den entspreizten Ausgangssignalen der Empfangssignale der Mehrfachwege, und die Eingangssignale der entspreizten Ausgangssignale der jeweiligen Detektoren.
Beim RAKE-Empfang wird häufig eine kohärente Detektion als dessen Detektionsverfahren eingesetzt. Dies liegt daran, daß die kohärente Detektion bei idealem Betrieb ein minimales Signal-Rausch-Verhältnis (S/N-Verhältnis) erfordert, um eine bestimmte mittlere Bitfehlerrate zu erzielen.
Die Eigenschaften der kohärenten Detektion verschlechtern sich jedoch aufgrund von Schätzfehlern der absoluten Phasen stark, wenn sie bei Wegen eingesetzt wird, die vom Rauschen verdeckt sind, wie in Fig. 2A dargestellt ist.
Darüber hinaus ist eine wirksame Kombination der empfangenen Leistung nicht möglich, wenn die Anzahl der Mehrfachwege die Anzahl der RAKE-Finger überschreitet, wie in Fig. 2B dargestellt ist. Eine Erhöhung der Zahl der RAKE-Finger führt jedoch zu einer Kombination der vom Rauschen verdeckten Wege.
Wie Fig. 2A zeigt Fig. 2B das Verhältnis zwischen dem Rauschpegel und den entspreizten Ausgangssignalen der auf die Wege bezogenen Empfangssignale, und die den jeweiligen Detektoren zugeführten entspreizten Ausgangssignale. Hierbei kennzeichnen die nicht mit den Detektoren verbundenen Ausgänge, daß sie keine entsprechenden RAKE-Finger aufweisen.
Die WO-A-9428640 offenbart einen RAKE-Empfänger mit:
einer Vielzahl von Entspreizern zum Entspreizen eines über Mehrfachwege empfangenen Signals, wobei jeder Entspreizer mit einem Weg für ein Mehrwegesignal ausgestattet ist;
eine Vielzahl von Detektoren zum Erfassen der Ausgangssignale der Entspreizer;
einen Nacherfassungskombinator zum Kombinieren der durch die Detektoren ausgegebenen Signale; und
einen Wegsucher zum Identifizieren der Mehrfachwege und zum Zuweisen der Entspreizer zu den Wegen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen RAKE- Empfänger bereitzustellen, durch den eine RAKE-Kombination mit effizienter Nutzung der Empfangsleistung selbst bei vom Rauschen verdeckten Wegen erzielt werden kann, und durch den ein qualitativ hochwertiger Empfang mit verringerter Verzerrung aufgrund des Rauschens realisierbar ist.
Gemäß einem Aspekt wird durch die vorliegende Erfindung ein RAKE-Empfänger bereitgestellt, mit:
einer Vielzahl von Entspreizern zum Entspreizen eines über Mehrfachwege empfangenen Signals, wobei jeder der Entspreizer für einen Weg eines Mehrwegesignals vorgesehen ist;
einer Vielzahl von Detektoren zum Erfassen der Ausgangssignale der Entspreizer;
einem Nacherfassungskombinator zum Kombinieren der durch die Detektoren ausgegebenen Signale; und
einem Wegsucher zum Identifizieren der Mehrfachwege und zum Zuweisen der Entspreizer zu den Wegen;
gekennzeichnet durch:
eine Vielzahl von Vorerfassungskombinatoren, von denen jeder die Ausgangssignale zumindest zweier Entspreizer kombiniert, wobei die Detektoren zum Erfassen von Ausgangssignalen der Vorerfassungskombinatoren betrieben werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird durch die vorliegende Erfindung ein RAKE-Empfangsverfahren bereitgestellt, umfassend Empfangen eines Mehrwegesignals; Identifizieren und Zuweisen des Mehrwegesignals zu Entspreizschritten; Entspreizen jeweiliger Signalwege in den Entspreizschritten; Erfassen der entspreizten Signale in Erfassungsschritten; und Kombinieren der Ausgangssignale der Erfassungsschritte; dadurch gekennzeichnet, daß vor den Erfassungsschritten zumindest zwei Ausgangssignale der Entspreizschritte in Vorerfassungskombinationsschritten kombiniert werden.
Hierbei kann der RAKE-Empfänger weiterhin umfassen einen Schalter zum Verbinden der Ausgänge der Entspreizer mit gewünschten Vorerfassungskombinatoren, und zum Verbinden der Ausgänge der Entspreizer mit Eingängen der Detektoren, wobei der Wegsucher einen Verbindungszustand des Schalters steuert.
Der Wegsucher kann den Verbindungszustand des Schalters im Ansprechen auf ein Identifikationsergebnis der Mehrfachwege dynamisch ändern.
Zumindest einer der Vorerfassungskombinatoren kann einen Weg mit einem größeren Signalpegel als ein vorbestimmter Wert mit einem anderen Weg mit einem gegenüber dem vorbestimmten Wert kleineren Signalpegel kombinieren.
Die Vorerfassungskombinatoren können eine Vielzahl von Wegen kombinieren, deren Durchschnittssignalpegel kleiner sind als ein bestimmter Schwellwert, und die Nacherfassungskombinatoren können Wege kombinieren, deren Durchschnittssignalpegel größer sind als der Schwellwertpegel.
Die Vorerfassungskombinatoren können die Wege kombinieren, deren Signalpegel sich zwischen einem ersten Schwellwertpegel und einem gegenüber dem ersten Schwellwertpegel niedrigeren zweiten Schwellwertpegel befinden, und der Nacherfassungskombinator kann die Wege kombinieren, deren Signalpegel sich über dem ersten Schwellwertpegel befinden, und wobei die Wege, deren Signalpegel sich unter dem zweiten Schwellwertpegel befinden, ohne Kombination gelöscht werden.
Der Wegsucher kann Kombinationen der Wege so bestimmen, daß eine Summe der Durchschnittspegel eines jeden einer RAKE- Kombination zu unterziehenden Eingangs im wesentlichen angeglichen wird.
Der Nacherfassungskombinator kann N in abnehmender Reihenfolge der Höhe eines Durchschnittssignalpegels beginnend bei einem Größten der Durchschnittssignalpegel ausgewählte Wege kombinieren, wobei N eine vorbestimmte natürliche Zahl ist, und die Vorerfassungskombinatoren kombinieren verbleibende Wege, deren Durchschnittssignalpegel kleiner sind als die der N Wege.
Die vorgenannten und weitere Aufgaben, Wirkungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung ihrer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines herkömmlichen RAKE- Empfängers;
Fig. 2A und 2B zeigen Diagramme, die das Verhältnis zwischen den Mehrfachwegen, dem Rauschpegel und den RAKE-Fingern darstellen;
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines RAKE-Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des RAKE-Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5A und 5B zeigen Diagramme zur Darstellung der Wegauswahl und -kombination;
Fig. 6A und 6B zeigen Blockschaltbilder mit den Einzelheiten des RAKE-Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 7 zeigt einen Kurvenverlauf des zum Erzielen einer Durchschnittsbitfehlerrate (BER) von 10&supmin;³ erforderlichen Verhältnisses (Eb/No) zwischen der Energie pro Bit und der spektralen Rauschdichte über der normalisierten Fadingfrequenz (fDT).
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 1

Fig. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiels des RAKE- Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 3 kennzeichnet das Bezugszeichen 10 n Entspreizer (1) bis (n), 12 kennzeichnet einen Wegsucher, 14 kennzeichnet m Vorerfassungskombinatoren (1) bis (m), 16 kennzeichnet m Detektoren (1) bis (m), und 18 kennzeichnet einen Nacherfas sungskombinator. Im allgemeinen besteht der Wegsucher 12 aus Gleitkorrelatoren, die ein aufeinanderfolgendes Verschieben der Entspreizungszeitpunkte ermöglichen, oder aus signalangepaßten Filtern (matched Filtern), die an die Spreizcodes angepaßt sind. Darüber hinaus hat er eine Funktion zum Messen der Amplituden und Verzögerungszeiten der Signale der Mehrfachwege. Des weiteren kann der Wegsucher 12 Zeitpunkte für das Entspreizen in den Entspreizern 10(1) bis 10(n) einstellen, damit diese an die Wege angepaßt sind. Die Vorerfassungskombinatoren 14(1) bis 14(m) können jeweils aus einem Volladdierer gebildet sein. Die Detektoren 16 kompensieren jeden Weg hinsichtlich der Phasenrotation aufgrund des Fadings oder hinsichtlich den Frequenzabweichungen zwischen dem Sender und dem Empfänger, wodurch eine angepaßte RAKE- Kombination erzielt werden kann. Bei dem Nacherfassungskombinator 18 handelt es sich um einen RAKE-Kombinator, der die Mehrwegesignale mit Gewichtungen kombiniert, um eine Maximalverhältniskombination zu erzielen. Ein Teil der Entspreizer 10(1) bis 10(n) kann direkt mit einigen der Detektoren 16 verbunden sein.
Der vorliegende RAKE-Empfänger unterscheidet sich von dem in Fig. 1 gezeigten im wesentlichen darin, daß er die zwischen den Entspreizern 10 und den Detektoren 6 geschalteten Vorerfassungskombinatoren 14 aufweist. Die Vorerfassungskombinatoren 14 kombinieren die Ausgangssignale der Entspreizer und führen diese den Detektoren zu. In dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel kombiniert jeder Vorerfassungskombinator die Signale eines Wegepaars vor dem Erfassen der entspreizten Signale. Dementsprechend ergibt sich das Verhältnis der Zahl n der Entspreizer und der Zahl m der Detektoren aus der nachfolgenden Gleichung.
m = n/2
Es folgt eine Beschreibung der Funktionsweise des in Fig. 3 gezeigten RAKE-Empfängers. Zuerst mißt der Wegsucher 12 für entsprechende Wege die Amplituden und Verzögerungszeiten der Signale der Mehrfachwege im Ansprechen auf ein Empfangssignal. Danach wählt der Wegsucher 12 n Wege in abnehmender Reihenfolge der Höhe der Amplitude beginnend bei dem Weg mit einer Maximalamplitude aus, wobei n die Zahl der Entspreizer darstellt, und stellt die Zeitpunkte der Entspreizer 10(1) bis 10(n) ein, wodurch die Entspreizer 10(1) bis 10(n) den Wegen zugeordnet werden, um die Mehrwegesignale zu entspreizen.
Die Zuordnung der Entspreizer 10 folgt in diesem Ausführungsbeispiel in solcher Weise, daß ein Weg mit hoher Amplitude und ein Weg mit niedriger Amplitude benachbarten Entspreizern zugeordnet werden, und ihre Ausgangssignale werden in denselben Vorerfassungskombinator eingegeben.
Somit werden die Ausgangssignale der Entspreizer 10(1) bis 10(n) durch die Vorerfassungskombinatoren 14(1) bis 14(n) kombiniert, so daß ein Weg mit hoher Amplitude mit einem Weg mit niedriger Amplitude gepaart und durch die Detektoren 16(1) bis 16(m) erfaßt wird. Die erfaßten Ausgangssignale der Detektoren 16(1) bis 16(m) werden durch den Nacherfassungskombinator 18 kombiniert, wodurch die RAKE-Wirkung realisiert wird.
Die Vorkombination des Wegs mit hoher Amplitude und des Wegs mit niedriger Amplitude ermöglicht eine wirksame Nutzung der Leistung der Mehrwege, selbst wenn die Mehrwegesignale vom Rauschen verdeckt sind.
Obwohl in dem vorgenannten Ausführungsbeispiel jeweils zwei Wege kombiniert werden, können auch drei oder mehr Entspreizungsausgangssignale kombiniert werden. In diesem Fall ist es möglich, einen Weg mit hoher Amplitude mit zwei oder mehr Wegen mit niedriger Amplitude zu kombinieren.
Die Anzahl der Entspreizer und die Anzahl der der Vorerfassungskombination zu unterziehenden Wege kann vorab bestimmt werden durch Messen des Mehrwegezustands des verwendeten Ausbreitungswegs, und der Anzahl von für die Vorrichtung verfügbaren Entspreizern.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 2

Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des RAKE- Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 4 kennzeichnet das Bezugszeichen 10 Entspreizer (1) bis (n), die den jeweiligen Wegen entsprechen, 22 kennzeichnet einen Wegsucher, 23 kennzeichnet einen Schalter, 14 kennzeichnet Vorerfassungskombinatoren (1) bis (m), 16 kennzeichnet Detektoren (1) bis (m), und 18 kennzeichnet einen Nacherfassungskombinator. Dieser RAKE-Empfänger unterscheidet sich von dem in Fig. 3 gezeigten darin, daß der zwischen den Entspreizern 10 und den Vorerfassungskombinatoren 14 angeordnete Schalter 23 vorgesehen ist. Der Schalter 23 kann die Ausgangssignale der Entspreizer 10(1) bis 10(n) unter Steuerung des Wegsuchers 22 in gewünschten Kombinationen kombinieren, und diese jedem Vorerfassungskombinator 14(1) bis 14(m) zuführen. Des weiteren können die gewünschten Ausgänge der Entspreizer 10(1) bis 10(n) direkt mit den Eingängen eines jeden Detektors 16(1) bis 16(m) ohne Zwischenschalten der Vorerfassungskombinatoren verbunden werden.
Die Funktionsweise des in Fig. 4 gezeigten RAKE-Empfängers wird im folgenden beschrieben. Der Wegsucher 22 erfaßt und mißt die Mehrfachwege, bestimmt die Zahl der zu verwendenden Entspreizer 10 und die Kombinationen der Vorerfassungskombinatoren gemäß der Zahl und Amplituden der Mehrfachwege, und stellt den Schalter 23 und die Zeitpunkte der Entspreizer 10 ein.
Es folgt eine Beschreibung eines Beispiels für die Bestimmung der Zahl der Entspreizer 10 und die Kombinationen der Vorerfassungskombinatoren, die durch den Wegsucher 12 ausgeführt wird.
(1) Er vergleicht jeden Weg mit dem Weg der maximalen Amplitude unter den Mehrfachwegen, und ermittelt die Anzahl N der Wege, deren Amplituden einen Schwellwertpegel (beispielsweise -6 dB) überschreitet.
(2) Er wählt 2N Entspreizer 10 aus, und ordnet die Entspreizer 10 den Wegen durch Festlegen der Zeitpunkte der Entspreizer 10 zu.
(3) Er bildet N Kombinationen durch Kombinieren eines jeden der von den Entspreizern 10 zugeführten Ausgangssignale der N Wege, deren Amplituden -6 dB überschreiten, mit einem der Ausgangssignale der N Wege, deren Amplituden unterhalb -6 dB liegen, und stellt den Schalter 23 so ein, daß die N Kombinationen in die Vorerfassungskombinatoren 14 eingegeben werden.
Somit werden sie durch jeden der Vorerfassungskombinatoren 14 kombiniert, die ein Paar von Signalen der Wege mit hoher Amplitude und mit niedriger Amplitude empfangen. Danach werden die Ausgangssignale der Vorerfassungskombinatoren 14 durch die Detektoren 16 erfaßt, und einer N-Weg-RAKE- Kombination durch den Nacherfassungskombinator 18 unterzogen.
Durch diesen Aufbau kann der Schalter 23 die Kombinationen der Ausgangssignale der Entspreizer 10(1) bis 10(n) dynamisch ändern und diese in einen beliebigen der Vorerfassungskombinatoren 14(1) bis 14(m) eingeben. Dies ermöglicht eine opti male RAKE-Kombination trotz vorübergehender Schwankungen der Mehrfachwege der Ausbreitungswege, wobei diejenigen Kombinationen, die zu einer Verringerung der kombinierten Leistung führen, oder die Kombinationen der stark rauschbehafteten Wege vermieden werden können.
Es gibt mehrere Kombinationsverfahren für die Wege:

Beispielsweise,

(1) Ein Verfahren zum Kombinieren eines Wegs mit hohem Durchschnittssignalpegel mit einem Weg mit niedrigem Durchschnittssignalpegel (wie vorstehend beschrieben).
(2) Ein Verfahren zum Kombinieren der Wege, deren Durchschnittssignalpegel kleiner als ein vorbestimmter Schwellwertpegel ist, vor der Erfassung, wogegen diejenigen Wege, deren Durchschnittssignalpegel höher sind als der vorbestimmte Schwellwertpegel, nach der Erfassung kombiniert werden.
(3) Ein Verfahren zum Einstellen zweier Schwellwertpegel für den Durchschnittssignalpegel, wobei die Wege, deren Amplituden niedriger als ein kleinerer zweiter Schwellwertpegel sind, ohne Kombination gelöscht werden, da sie von dem Rauschen nicht unterschieden werden können, wobei die Wege, deren Amplituden sich zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellwertpegel befinden, vor der Erfassung kombiniert werden, und wobei die Wege, deren Amplituden den größeren ersten Schwellwertpegel überschreiten, nach der Erfassung mit anderen Wegen kombiniert werden.
(4) Ein Verfahren zum Kombinieren der Wege in der Weise, daß die Durchschnittspegel der jeweiligen Eingangssignale des RAKE-Kombinators angeglichen werden, um eine maximale Wirkung durch die RAKE-Kombination zu erzielen.
(5) Ein Verfahren zum Kombinieren von N Wegen nach der Erfassung, die in abnehmender Reihenfolge der Höhe der Durchschnittspegel beginnend bei dem größten ausgewählt werden, wogegen die verbleibenden Wege vor der Erfassung kombiniert werden.
Das Kombinationsverfahren gemäß Punkt (4) wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 5A und 5B näher beschrieben. Wie vorstehend beschrieben, kann durch die RAKE-Kombination die maximale Wirkung erzielt werden, wenn die Durchschnittspegel der jeweiligen Eingangssignale des RAKE- Kombinators miteinander übereinstimmen. Dies entspricht dem unter Verwendung einer Vielzahl von Antennen realisierten Raumdiversity, wobei die Diversitywirkung verringert wird, falls die Gewinne der Antennen und die Durchschnittsempfangspegel unterschiedlich sind (ungleicher Gewinn).
Obwohl mehrere Kombinationsverfahren zum Angleichen der Eingangssignale der RAKE-Kombination verfügbar sind, wird im folgenden eines dieser unter Bezugnahme auf die Fig. 5A und 5B beschrieben. Zuerst werden die Durchschnittspegel der Wege ermittelt. Dies ist in Fig. 5A dargestellt, wobei die x- Achse die Wege kennzeichnet und die y-Achse die Durchschnittspegel. Die ermittelten Durchschnittspegel werden in abnehmender Reihenfolge der Höhe sortiert. Dies ist in Fig. 5B gezeigt. Die auf diese Weise hinsichtlich der Durchschnittspegel sortierten Wege werden den Vorerfassungskombinatoren 14 ausgehend von dem Kombinator 14(1) in abnehmender Reihenfolge der Höhe unter Verwendung des Schalters 23 zugeordnet. Nachdem der n-te Weg dem Kombinator 14(n) zugeordnet wurde, werden die verbleibenden Wege ausgehend von dem (n+1)- ten Weg gemäß der Höhe des Durchschnittspegels aufeinanderfolgend den Kombinatoren 14 in abnehmender Reihenfolge der Höhe ausgehend von dem Kombinator 14(n) und abschließend mit dem Kombinator 14(1) zugeordnet. Dieser Vorgang wird wieder holt bis alle Wege den Kombinatoren zugeordnet wurden, wie durch Pfeile in Fig. 5B dargestellt ist. Die Kombinatoren 14, die die zugeordneten Wege kombinieren, erzeugen Ausgangssignale mit annähernd gleichen Pegeln. Diese Ausgangssignale werden durch die Detektoren 16 erfaßt, und danach in den RAKE-Kombinator (Nacherfassungskombinator) 18 eingegeben. Das so ausgestaltete System kann einen RAKE-Kombinator mit annähernd gleichen Eingangssignalen bereitstellen, wodurch eine RAKE-Kombination mit größter Wirksamkeit erreicht wird.
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild eines Empfängers, bei dem das in Fig. 4 gezeigte RAKE-Kombinationssystem integriert ist. Gemäß Fig. 6 wird das von einer Antenne 41 zugeführte Empfangssignal durch eine HF-Stufe 42 in ein Basisbandsignal umgewandelt, und durch eine A/D-Umsetzer 43 in ein digitales Signal. Das digitale Signal wird den Entspreizern 10 und auch dem Wegsucher 22 zugeführt. Das in den Wegsucher 22 eingegebene Signal wird durch einen Korrelator 52 mit einer durch einen Code-Generator 53 mit gleitender Zeitsteuerung erzeugten Code-Sequenz korreliert, und ein Korrelationsentscheidungsteil 54 führt eine Entscheidung durch, ob die Korrelation hergestellt wurde. Die Herstellung der Korrelation bedeutet, daß ein Weg identifiziert wurde. Somit werden die Zeitpunkte der identifizierten Wege aufeinanderfolgend den Code- Generatoren 45(1) bis 545(n) in den Entspreizern 10 zugeordnet. Die Entspreizung zu diesen Zeitpunkten unter Verwendung der Code-Generatoren 45 und Korrelatoren 44 ermöglicht eine Zuordnung der Wege zu den Wegfingern.
Zur Ermittlung der Durchschnittspegel eines jeden Wegs werden die Korrelationswerte des Wegs in einem einen Bereich für jeden Weg enthaltenden Korrelationsspeicher 55 aufsummiert. Somit wird der Durchschnittspegel für jeden Weg erhalten, wodurch eine Kombination unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Durchschnittspegel ermöglicht wird. Danach wird das ursprünglich gesendete Signal durch Dekodieren des kombi nierten Signals mittels eines Signalprozessors 19 wiederhergestellt.
Fig. 7 zeigt Eigenschaften des Verhältnisses (Eb/No) zwischen der Energie pro Bit und der spektralen Rauschdichte, das zum Erzielen einer mittleren Bitfehlerrate (BER) von 10&supmin;³ erforderlich ist. Hierbei wird angenommen, daß vier Mehrfachwege vorhanden sind, und daß diese in dem herkömmlichen System direkt RAKE-kombiniert werden, und daß zwei Wegpaare, jeweils mit einem Weg mit hoher Amplitude und einem Weg mit niedriger Amplitude, in dem System gemäß der vorliegenden Erfindung RAKE-kombiniert werden.
Wie aus diesem Kurvenverlauf hervorgeht, kann durch Einsatz der vorliegenden Erfindung eine Verbesserung von ungefähr 0 bis 0,5 dB des Verhältnisses zwischen der Energie pro Bit und der spektralen Rauschdichte ohne das Raumdiversity, und von ungefähr 0,3 bis 0,5 dB mit Raumdiversity erzielt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele näher beschrieben, und es ist nunmehr anhand des Vorgenannten für den Fachmann ersichtlich, daß Änderungen und Modifikationen ohne Abweichen von der Erfindung in ihren breiteren Aspekten gemäß der Definition in den beiliegenden Patentansprüchen möglich sind.

Claims

1. RAKE-Empfänger mit:

einer Vielzahl von Entspreizern (10) zum Entspreizen eines über Mehrfachwege empfangenen Signals, wobei jeder der Entspreizer (10) für einen Weg eines Mehrfachwegesignals vorgesehen ist;

einer Vielzahl von Detektoren (16) zum Erfassen der Ausgangssignale der Entspreizer (10);

einem Nacherfassungskombinator (18) zum Kombinieren der durch die Detektoren (16) ausgegebenen Signale; und

einem Wegsucher (12) zum Identifizieren der Mehrfachwege und zum Zuordnen der Entspreizer (10) zu den Wegen;

gekennzeichnet durch

eine Vielzahl von Vorerfassungskombinatoren (14) jeweils zum Kombinieren der Ausgangssignale zumindest zweier der Entspreizer (10), wobei die Detektoren (16) zum Erfassen der Ausgangssignale der Vorerfassungskombinatoren (14) betrieben werden.

2. RAKE-Empfänger nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Schalter (23) zum Verbinden der Ausgänge der Entspreizer (10) mit gewünschten der Vorerfassungskombinatoren (14), und zum Verbinden der Ausgänge der Entspreizer (10) mit Eingängen der Detektoren (16), wobei der Wegsucher (12) zum Steuern eines Verbindungszustands des Schalters (23) betrieben wird.

3. RAKE-Empfänger nach Anspruch 2, wobei der Wegsucher (12) zum dynamischen Ändern des Verbindungszustands des Schalters (23) im Ansprechen auf ein Identifikationsergebnis der Mehrfachwege betrieben wird.

4. RAKE-Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zumindest einer der Vorerfassungskombinatoren (14) zum Kombinieren eines Wegs mit einem Signalpegel größer als ein vorbestimmter Wert mit einem anderen Weg mit einem Signalpegel kleiner als der vorbestimmte Wert betrieben wird.

5. RAKE-Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vorerfassungskombinatoren (14) zum Kombinieren einer Vielzahl von Wegen, deren Durchschnittssignalpegel kleiner sind als ein bestimmter Schwellwert, betrieben werden, und wobei der Nacherfassungskombinator (18) zum Kombinieren der Wege, deren Durchschnittssignalpegel höher als der Schwellwertpegel sind, betrieben wird.

6. RAKE-Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vorerfassungskombinatoren (14) zum Kombinieren der Wege, deren Signalpegel sich zwischen einem ersten Schwellwertpegel und einem zweiten gegenüber dem ersten Schwellwertpegel kleineren Schwellwertpegel befinden, betrieben werden, wobei der Nacherfassungskombinator (18) zum Kombinieren der Wege, deren Signalpegel über dem ersten Schwellwertpegel liegen, betrieben wird, und wobei die Wege, deren Signalpegel unterhalb des zweiten Schwellwertpegels liegen, ohne Kombination gelöscht werden.

7. RAKE-Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Wegsucher (12) zum Bestimmen von Kombinationen der Wege in der Weise betrieben wird, daß eine Summe der Durchschnittspegel eines jeden der RAKE-Kombination zu unterziehenden Eingangs im wesentlichen angeglichen wird.

8. RAKE-Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Nacherfassungskombinator (18) betrieben wird zum Kombinieren von N Wegen, die in abnehmender Reihenfolge der Höhe eines Durchschnittssignalpegels ausgehend von einem höchsten Durchschnittssignalpegel ausgewählt werden, wobei N eine vorbestimmte natürliche Zahl ist, und wobei die Vorerfassungskombinatoren (14) betrieben werden zum Kombinieren der verbleibenden Wege, deren Durchschnittssignalpegel kleiner sind als diejenigen der N Wege.

9. RAKE-Empfangsverfahren umfassend Empfangen eines Mehrwegesignals, Identifizieren und Zuweisen des Mehrwegesignals zu Entspreizschritten; Entspreizen jeweiliger Signalwege in den Entspreizschritten; Erfassen der entspreizten Signale in Erfassungsschritten; und Kombinieren der Ausgangssignale der Erfassungsschritte; dadurch gekennzeichnet, daß vor den Erfassungsschritten zumindest zwei Ausgangssignale der Entspreizschritte in Vorerfassungskombinationsschritten kombiniert werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, enthaltend den Schritt des Schaltens der Ausgangssignale der Entspreizschritte zu gewünschten Vorerfassungskombinationsschritten in Abhängigkeit identifizierter Mehrfachwege.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei ein Weg mit einem Signalpegel, der höher ist als ein vorbestimmter Wert, kombiniert wird mit einem anderen Weg mit einem Signalpegel, der niedriger ist als der vorbestimmte Wert, in zumindest einem der Vorerfassungskombinationsschritte.

12. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei eine Vielzahl von Wegen, deren Durchschnittssignalpegel niedriger sind als ein vorbestimmter Schwellwert in den Vorerfassungskombinationsschritten kombiniert werden, und wobei Wege, deren Durchschnittssignalpegel höher sind als der Schwellwertpegel in den Nacherfassungskombinationsschritten kombiniert werden.

13. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei die Wege, deren Signalpegel sich zwischen einem ersten Schwellwertpegel und einem gegenüber dem ersten Schwellwertpegel niedrigeren zweiten Schwellwertpegel befinden, in den Vorerfassungskombinationsschritten kombiniert werden, wobei die Wege, deren Signalpegel über dem ersten Schwellwertpegel liegen, in den Nacherfassungskombinationsschritten kombiniert werden, und wobei die Wege, deren Signalpegel unter dem zweiten Schwellwertpegel liegen, ohne Kombination gelöscht werden.

14. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei eine Kombination der Wege so bestimmt wird, daß eine Summe der Durchschnittspegel eines jeden zu kombinierenden Eingangs im wesentlichen angeglichen wird.

15. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei N Wege, die in abnehmender Reihenfolge der Höhe eines Durchschnittssignalpegels ausgehend von einem größten Durchschnittssignalpegel ausgewählt werden, in den Nacherfassungskombinationsschritten kombiniert werden, wobei N eine vorbestimmte natürliche Zahl ist, und wobei die verbleibenden Wege, deren Durchschnittssignal kleiner als das der N Wege ist, in den Vorerfassungsschritten kombiniert werden.