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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf CDMA-Chip-Synchronisationsschaltungen,
die in CDMA-Empfängern vorgesehen
sind, um Synchronisationserkennung in Bezug auf das Empfangstiming
von Funkfrequenzsignalen durchzuführen. Diese Anmeldung basiert
auf der Patentanmeldung Nr. Hei 8-333393, eingereicht in Japan.
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Stand der
Technik
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Die CDMA-Chip-Synchronisationsschaltung (wobei 'CDMA' für Codemultiplexzugriff
steht) ist im Empfänger
des Mobilkommunikationssystems vorgesehen, insbesondere im Empfänger des
Autotelefon- und tragbaren Mobiltelefonsystems (welches fortan einfach "Zellularsystem" genannt wird), welches
das DS-CDMA-Verfahren (wobei 'DS-CDMA' für 'Direktsequenz-Codemultiplexzugriff' steht) benutzt.
Mit anderen Worten, die CDMA-Chip-Synchronisationsschaltung wird
zur Erkennung des Empfangstiming am Empfänger der Basisstation benutzt.
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Beispiele für Spreizspektrum-Nachrichtenübertragung
sind zum Beispiel offenbart in den japanischen Patentoffenlegungsschriften
Nr. 4-347944 und 6-284111, die sich beide auf die Synchronisationsvorrichtung
für das
Spreizspektrum-Nachrichtenübertragungsgerät beziehen,
als auch in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2-39139, welche sich auf
Empfänger
für das
Spreizspektrum-Nachrichtenübertragungsverfahren
bezieht. Zusätzlich
können wir
andere Informationen in Bezug auf die Offenbarung der Spreizspektrum-Nachrichtenübertragung nennen,
zum Beispiel Kapitel 6 und Kapitel 7 des Buches mit dem Titel "TIA/EIA INTERIM STANDARD (TIA/EIA/IS-95-A) Mobile Station-Base
Station Compatibility Standard für
Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System PN-3421 (veröffentlicht
als IS-95-A)", veröffentlicht
von der Telecommunication Industry Association (TIA) im Mai 1994,
als auch 3.1, 3.2, 3.6 and Seiten 39 bis 66 von Kapitel
3 des Buches mit dem Titel "Principle
of Spread Spectrum Communication",
welches von Dr. Andrew J. Viterbi geschrieben und im April 1995
veröffentlicht
wurde.
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Unter den konventionellen Mobilkommunikationssystemen
ist das sogenannte Nordamerikanische Standardverfahren (d. h. TIA
IS95) als das digitale Zellularsystem bekannt, welches das CDMA-Verfahren
benutzt. In der Standardspezifikation von TIA/EIA/IS-95-A beschreibt
Kapitel 6 die von der mobilen Station verlangten Funktionen, während Kapitel
7 die von der Basisstation verlangten Funktionen beschreibt. Jedoch
gibt die oben genannte Standardspezifikation nur eine Standardisierung
der Funkschnittstelle. Aus diesem Grund beschreibt die Standardspezifikation
das Modulationsverfahren und die Signalformate, beschreibt aber
nicht das konkrete Empfangsverfahren.
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Die Vorwärtsverbindung von IS-95-A (welche zur
Durchführung
der Übertragung
von der Basisstation zur mobilen Station benutzt wird) führt zusätzlich zur Übertragung
von Verkehrskanälen
(TCH) die Übertragung
von Pilotkanälen
(PLCH) durch. Die Verkehrskanäle
stehen hier vielen Nutzern zur Verfügung und sind Modulation durch
Informationen ausgesetzt, während
die Pilotkanäle
keiner Modulation durch Informationen ausgesetzt sind. Des Weiteren wird
die Übertragung
der Pilotkanäle
mit relativ hoher elektrischer Leistung durchgeführt. Unter Verwendung der Pilotkanäle ist die
mobile Station in der Lage, das optimale Empfangstiming zu ermitteln.
Somit leidet die mobile Station nicht so sehr an dem Problem, dass
das Empfangstiming bei niedrigem Eb/No zu ermitteln ist (wobei 'Eb' die Energie des
Empfangssignals pro 1 Bit Information ist und 'No' die elektrische
Leistungsdichte des Rausch- und Störsignals pro 1 Hz Bandbreite
bezeichnet). Jedoch resultiert die Übertragung der Pilotkanäle mit hoher
elektrischer Leistung in einer reduzierten Anzahl von Verkehrkanälen, die
für tatsächliche
Informationsübertragung
benutzt werden. Dies verursacht das weitere Problem, dass die Anzahl
der Benutzer pro Basisstation zu reduzieren ist.
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Auf der anderen Seite gibt es in
der Rückverbindung
von IS-95-A (welche zur Durchführung
der Übertragung
von der mobilen Station zur Basisstation benutzt wird) keine gemeinsamen
Pilotkanäle.
Somit verwendet die Rückverbindung
das Modulationsverfahren entsprechend der 64-stufigen Orthogonalcode-Modulation
kombiniert mit der Vierfach-Direktspreizung. Verwendung der 64-stufigen
Orthogonalcodes statt der BPSK und QPSK (wobei 'BPSK' für 'Binär-Phasenverschiebungstastung' steht und 'QPSK' für 'Quartär-PSK' steht) kann mannigfache Vorzüge bieten,
nämlich
wie folgt: Man kann die elektrische Leistung pro Symbol erhöhen. Man
kann die Verschlechterung für
Synchronisationserkennung reduzieren, selbst wenn asynchrone Erkennung
benutzt wird.
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Bei dem oben Beschriebenen ist das
Empfangsverfahren jedoch kompliziert.
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Hauptelemente von IS-95-A sind dadurch bestimmt,
dass die Chiprate auf 1,2288 Mcps festgelegt ist, die Bitrate 9,6
kbps beträgt
und die Spreizrate der Direktsequenz bei 128 liegt. In Übereinstimmung mit
dem Obigen ist die Chiprate relativ gering (wegen des schmalbandigen
CDMA), wobei, verglichen mit augenblicklichen Veränderungen
der Ausbreitungsverzögerung,
die Chip-Periode relativ lang ist. Aus diesem Grund ist ein Verschlechterungsbetrag
der Empfangskennwerte klein, selbst wenn die Kennwerte der Empfangstiming-Erkennungsschaltung
etwas Spielraum haben. Um aber Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung
in Bezug auf Sprache und andere Informationen durchzuführen, muss
man die Bitrate und die Chiprate um einen bestimmten Multiplikationsfaktor
im Bereich zwischen 5 und 10 erhöhen.
Mit anderen Worten, man muss das Breitband-CDMA vorsehen. In diesem
Fall kommt es zu anderen Problemen, auf die IS-95-A nicht vorbereitet ist.
Wenn zum Beispiel im Fall der Chiprate von 10 Mcps der Ausbreitungsweg
um 30 m abweicht, weicht das Empfangstiming in Bezug auf nur einen Chip
vom Originaltiming ab. Es ist somit nicht möglich, Signale mit dem Originaltiming
zu empfangen. Zusätzlich überlappen
eine Vielzahl von Mehrwegen einander in einem Bereich von Verzögerungszeiten entsprechend
mehreren Chips. In diesem Fall tritt das Problem auf, dass die Positionen
der Scheitel nicht klar definiert werden können.
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Ein konventionelles Beispiel für das Verfahren
zur Erkennung des Empfangstiming (oder Chipsynchronisationsverfahren)
wird gelehrt durch das Buch mit dem Titel "Principle of Spread Spectrum Communication", geschrieben von
Dr. Andrew J. Viterbi. Der Betrieb, das Timing von Signalen einzufangen,
die durch Spreizcodes entsprechend Pseudozufallscodes gespreizt
sind, wird in zwei Verarbeitungsschritten durchgeführt. Das
heißt,
das Verfahren führt anfänglichen
Synchroneinfang (oder anfängliche Synchronsuche)
und Synchronnachführung
durch.
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Das Verfahren der anfänglichen
Synchronsuche wird im vierten Absatz von Kapitel 3 des oben genannten
Buches erläutert.
In Übereinstimmung
mit diesem Verfahren wird die Suche auf serielle Weise mit Verschiebung
des Empfangstiming um einen halben Chipraum vorgenommen, bis die
elektrische Korrelationsleistung einen bestimmten Schwellwert übersteigt.
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Die Synchronnachführung entspricht dem Verfahren
des sogenannten "früh-spät-Gatters" oder der "Verzögerungs-Verriegelungs-Schleife
(DLL)". Dieses Verfahren
berechnet eine erste elektrische Korrelationsleistung entsprechend
dem frühen
Timing, welches um die Verzögerungszeit Δt für den Empfang
früher
liegt als das Referenztiming, und eine zweite elektrische Korrelationsleistung
entsprechend dem späten
Timing, welches um Δt
später liegt.
Danach führt
das Verfahren eine Timing-Feinjustage derart durch, dass eine Differenz
zwischen der ersten elektrischen Leistung und der zweiten elektrischen
Leistung gleich null wird.
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Indessen offenbart die japanische
Patentoffenlegungsschrift Nr. 4-347944 einige Verbesserungen des
Verfahrens der anfänglichen
Synchronsuche und Synchronnachführung.
Insbesondere offenbart das Dokument das Verfahren hinsichtlich der
Allgemeinheit von Schaltungen als auch das Verfahren, dem Mehrwege-Ausbreitungsweg
eine Nachführungsfunktion
hinzuzufügen.
Jedoch ist die grundsätzliche
Arbeitsweise des oben genannten Verfahrens identisch mit derjenigen
des oben erwähnten Buches,
welches von Andrew J. Viterbi geschrieben wurde. Zusätzlich ist
dieses Verfahren nicht in der Lage, die oben erwähnten Schwierigkeiten bei Breitband-CDMA
zu lösen.
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Die japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 2-39139 gibt eine Beschreibung hinsichtlich des Verfahrens,
einen neuen Weg zu suchen, bei dem der Betrieb des sich verschiebenden
Korrelators nicht nur bei der anfänglichen Synchronsuche, sondern auch
normal durchgeführt
wird. Eine ähnliche
Beschreibung findet man in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. 6-284111. In Übereinstimmung mit
dem oben genannten Verfahren, welches dafür konzipiert ist, eine Suche
nach neuen Wegen normal durchzuführen,
kann man die augenblickliche Unterbrechungszeit bei Nachrichtenübertragung
verkürzen.
Man kann aber nicht sagen, dass das Verfahren in der Lage ist, Scheitelpositionen
in kurzer Zeit exakt zu erkennen.
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Kurz gesagt empfängt das Mobilkommunikationssystem,
welches das CDMA-Verfahren benutzt, sogenannte Mehrwegesignale,
wobei das System die Timinganpassung in Bezug auf ein jedes Signal durchzuführen hat.
Hierbei werden die Mehrwegesignale zum System über Mehrfachausbreitungswege, welche
sich durch ihre Ausbreitungszeit zum Beispiel aufgrund der Reflexion
an Gebäuden
und Bergen voneinander unterscheiden, zum System übertragen. Um
eine wirksame Ausnutzung der Frequenzen bei Nachrichtenübertragung
zu erreichen, sollte jeder Kanal die Fähigkeit besitzen, in Umgebungen
mit sehr niedrigem Eb/No Signale zu empfangen.
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Insbesondere im Falle des Breitband-CDMA-Verfahrens,
dessen Chiprate um die 10 Mcps beträgt, verschiebt sich das Empfangstiming
um einen Chip, wenn sich die Ausbreitungsdistanz um 30 m ändert. So
eine Verschiebung macht den Empfangsbetrieb unmöglich. Eine Differenz der Ausbreitungsverzögerung entsprechend
einer Differenz der Ausbreitungsentfernung von um die 30 m tritt
leicht auf, wenn es zu einer kleinen Schwankung im Ausbreitungsweg
kommt, selbst wenn sich die Distanz zwischen der Basisstation und
der mobilen Station nicht geändert
hat. Mit anderen Worten, häufig
tritt das Phänomen
auf, dass der Empfang in Bezug auf Mehrwege durchgeführt wird,
die einander in einem Bereich von mehreren Chips überlappen,
und gleichzeitig Veränderungen
in Bezug auf Empfangswege (d. h. Auftauchen und Verschwinden von
neuen Wegen) stattfinden.
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Konventionell wird die DLL-Technologie
zur Synchronnachführung
des Empfangstiming benutzt. Diese Technologie bewirkt unter vorgeschriebenen Bedingungen,
dass jeder Mehrweg einen getrennten Scheitel hat und die Ausbreitungsverzögerungszeit sich
kontinuierlich und allmählich ändert. Im
Gegensatz dazu arbeitet das Breitband-CDMA unter Bedingungen, bei
denen der Empfang in Bezug auf die Mehrwege auf eine überlappende
Art und Weise durchgeführt
wird und sich die Verzögerungszeit
diskontinuierlich ändert.
Das Breitband-CDMA leidet somit an dem Problem, dass die Nachführung unmöglich durchzuführen ist.
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In der EP-A-0 691 754 sind ein Empfänger und
ein Verfahren zur Steuerung eines Empfängers offenbart, wobei der
Empfänger
nach dem RAKE-Prinzip aufgebaut ist und eine Anzahl von Korrelatoren
beinhaltet, die in der Lage sind, mit einem empfangenen Signal zu
synchronisieren. Die Betriebsart der Korrelatoren im Empfänger wird
je nach Notwendigkeit dynamisch zwischen den Empfangssignalverfolgungs-
und -erfassungs betriebsarten gewechselt. Somit können die Korrelatoren in unterschiedlichen
Arten von Zellen (z. B. Mikro- oder Makrozellen) und Ausbreitungsbedingungen
wirksam eingesetzt werden, während
die Anzahl der Korrelatoren minimiert wird.
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In der EP-A-0 704 985 ist eine Taktphasenjustageschaltung
in einem RAKE Empfänger
für Spreizspektrumsignale
offenbart, bei dem das Empfangssignal mit nur einem Abtastwert pro
Chip abgetastet wird. Der Empfänger
wird in Geräten
verwendet, die eine digitale Funkverbindung zwischen einer festen
und einer mobilen Funkeinheit bereitstellen. Somit ist die Anwendung
des Empfängers
nur auf die Richtung der Abwärtsstrecke
der Funkverbindung beschränkt.
Da der Leistungsverbrauch kritisch ist, wird das Empfangssignal
mit nur einem Abtastwert pro Chip abgetastet und wird die Anzahl
der verfügbaren
RAKE-Finger begrenzt, und jeder RAKE-Finger enthält eine Einrichtung zum selektiven
Empfang des Inhalts jedes Bits eines Schieberegisters, das ein analoges
komplexes Basisbandsignal empfängt
und das durch eine Taktphasenjustierer-Schaltung in Abhängigkeit
von einem von jedem RAKE-Fingers empfangenen Ausgangssignal gesteuert
wird.
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In der EP-A-0 739 101 ist eine Spreizspektrum-Signalempfangsvorrichtung
offenbart, bei der ein Synchronsignalgenerator (PLL) ein Signal
in Phase mit einem ersten entspreizten Signal erzeugt. In Übereinstimmung
mit dem Ausgangssignal des Synchronsignalgenerators erzeugt ein
Spreizcodegenerator eine Vielzahl von Spreizcodes, die nicht in
Phase miteinander sind. Somit nutzt die Spreizspektrum-Signalempfangsvorrichtung
eine ähnliche
Nachführungstechnik
wie die oben beschriebene sogenannte DLL-Technik.
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KURZE DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist, eine CDMA-Chip-Synchronisationsschaltung
für ein
Mobilkommunikationssystem bereitzustellen, das das Breitband-CDMA-Verfahren
verwendet, so dass die Justage des Mehrfachempfangstiming, insbesondere Synchronnachführung, in
einer Umgebung mit niedrigem Eb/No durchgeführt werden kann.
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Als Ergebnis der Erfindung kann die
Empfangsqualität
eines Breitband-CDMA-Empfängers verbessert
werden und kann Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung durchgeführt werden.
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Eine CDMA-Chip-Synchronisationsschaltung
der Erfindung ist für
ein Mobilkommunikationssystem vorgesehen, das ein Breitband-CDMA-Verfahren
verwendet, besonders ein Verfahren mit Direktsequenz-Codemultiplexzugriff
(DS-CDMA).
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In der CDMA-Chip-Synchronisationsschaltung
wandelt ein Funkempfänger
Funkfrequenzsignale in digitale Basisbandsignale um, während ein Suchteil
das Empfangstiming in Bezug auf Mehrwegekomponenten erkennt, die
in den digitalen Basisbandsignalen enthalten sind. Das erkannte
Empfangstiming wird als Mittelposition für Empfang auf einer Zeitachse
verwendet. Der Funkempfänger
ist mit Mehrwegeempfängern
verbunden, die jeweils eine Anzahl von Korrelatoren enthalten, die
Korrelationswerte zwischen den Mehrwegekomponenten und DS-Codes
(Direktsequenz-Codes) erzeugen, die jeweils um unterschiedliche
Verzögerungszeiten
verzögert
sind. Hierbei entsprechen die Korrelatoren vorgeschriebenen Zeitintervallen,
welche von der Mittelposition für
den Empfang auf der Zeitachse abweichen. Die Korrelatorausgangssignale
werden vorübergehend
in einem Speicher gespeichert. Der Mehrwegeempfänger wählt dann ein Korrelatorausgangssignal
mit der besten Empfangsqualität
unter den Korrelatorausgangssignalen zu jedem vorgeschriebenen Zeitintervall
entsprechend einer Pilotperiode aus, so dass eine Synchronisationserkennung unter
Verwendung des ausgewählten
Korrelatorausgangssignals durchgeführt wird. Die Ausgangssignale
der Mehrwegeempfänger
werden in einem maximalen Verhältnis
kombiniert, so dass Empfangsdaten erzeugt werden.
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Die CDMA-Chip-Synchronisationsschaltung der
Erfindung ist daher fähig,
die Erkennung eines Mehrwege-Empfangstiming sicher durchzuführen, insbesondere
Synchronnachführung
in einer Umgebung mit niedrigem Eb/No, in der Mehrwege auf eine überlappende
Weise empfangen werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Diese und andere Aufgaben der vorliegenden
Erfindung ergeben sich als der folgenden Beschreibung anhand der
beigefügten
Zeichnungen, in denen:
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1 ein
Blockdiagramm ist, das eine CDMA-Chip-Synchronisationsschaltung
in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2A und 2B Graphen sind, die Beziehungen
zwischen Verzögerungszeit
und Empfangspegel in Bezug auf Modelle der Ausbreitungscharakteristik des
Breitband-CDMA-Verfahrens
zeigen, das die Erfindung verwendet; und
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3 ein
Beispiel für
ein Signalformat zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Unter Bezugnahme auf 1 bis 3 wird nun
eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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1 ist
ein Blockschaltbild, das eine CDMA-Chip-Synchronisationsschaltung
in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt. In 1 empfängt ein
Funkempfänger 101 Funkfrequenzsignale
und wandelt diese in digitale Basisbandsignale um. Eine Vielzahl
von Mehrwegeempfängern,
die jeweils mit demselben Zahl "112" gekennzeichnet sind,
dienen zur Durchführung
eines Decodiervorgangs in Bezug auf Mehrwegekomponenten, die in
den digitalen Basisbandsignalen enthalten sind. Hierbei führt jeder
Mehrwegeempfänger 112 einen
Decodiervorgang in Bezug auf jede Mehrwegekomponente durch. Anschließend werden
die decodierten Mehrwegekomponenten einem RAKE-Kombinierteil 107 zugeführt, wo
sie in einem maximalen Verhältnis
kombiniert werden. Somit erzeugt der RAKE-Kombinierteil 107 Empfangsdaten.
Ein DS-Codegenerator 108 erzeugt DS-Codes, die das Spektrum
rückspreizen.
Ein Suchteil 111 misst das Empfangstiming in Bezug auf
die Mehrwegekomponenten.
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Weiterhin ist der Mehrwegeempfänger 112 wie
folgt konstruiert:
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Ein Verzögerungsteil 109 verzögert die DS-Codes
so, dass sie mit dem Empfangstiming zusammenfallen, welches der
Suchteil 111 erkennt. Ein Schieberegister 110 verzögert die
vom Verzögerungsteil 109 ausgegebenen
verzögerten
DS-Codes abermals um unterschiedliche Verzögerungszeiten. Hierbei hat
der Schieberegisterteil 110 mehrere Ausgangsanschlüsse, die
unterschiedlichen Verzögerungszeiten
entspre chen, welche sich um eine konstante Verzögerung voneinander unterscheiden,
die zum Beispiel 1/4 Chip entspricht. Eine Vielzahl von Korrelatoren,
jeder ist mit derselben Zahl "102" gekennzeichnet,
erzeugen Korrelationswerte zwischen den digitalen Basisbandsignalen
und den Ausgangssignalen des Schieberegisters 110. Somit
führen
die Korrelatoren 102 als Ganzes die Abarbeitung der "Direktsequenz" in Bezug auf die
Empfangssignale durch. Ein Speicher 103 speichert (oder
sammelt) die Ausgangssignale der Korrelatoren 102 vorübergehend.
Ein Optimalwertdetektor 104 und ein Wähler 105 arbeiten
zusammen, um in bestimmten Zeitintervallen intermittierend Auslesevorgänge am Speicher 103 durchzuführen und
so ein Korrelatorausgangssignal mit der besten Empfangsqualität auszuwählen. Unter
Verwendung dieses ausgewählten
Korrelatorausgangssignals führt
ein Synchronisationsdetektor 106 eine Synchronisationserkennung
durch.
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In einer realen Ausbreitungsumgebung
wird eine Anzahl der Mehrwegeempfänger 112 auf Basis einer
Kompromissbeziehung festgelegt, die zwischen einer maximalen Anzahl
der wirksamen Anzahlen der Mehrwege und der Hardwareskalierung aufgestellt
wird. Normalerweise, im Fall einer Stadtumgebung, genügt es, vier
Mehrwegeempfänger
pro Funksignalempfänger
(der einer Antenne entspricht) vorzusehen. Ein Mehrwegeempfänger 112 enthält fünf Korrelatoren 102,
welche Korrelationswerte in Bezug auf fünf Timings erzeugen. Hierbei
wird das durch den Suchteil 111 festgelegte Timing als
der Mittelwert der fünf
Timings benutzt. Somit werden fünf Timings
bereitgestellt, die durch 0 (d. h. Mittelpunkt), ±1/4 Chip
bzw. ±1/2
Chip dargestellt werden.
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Im oben genannten Fall sollte der
Speicher 103 die Fähigkeit
besitzen, fünf
Korrelatorausgangssignale zu speichern. Und zwar speichert der Speicher 103 in
Bezug auf jedes Korrelatorausgangssignal einen Schlitz, der durch
ein Pilotsymbol unterteilt ist.
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Die mobile Station führt die Übertragung
von Rücksignalen
durch, welche in Rahmensynchronisation mit Vorwärtssignalen gebracht werden,
die von der Basisstation zur mobilen Station übertragen werden. Also hat
der Suchteil 111 der Basisstation die Fähigkeit, eine Suche innerhalb
eines vorgeschriebenen Bereiches von Ausbreitungsverzögerungen
in Übereinstimmung
mit einem Radius eines Dienstebereiches, den eine Basisstation abdeckt,
durchzuführen.
Das Verfahren der Wegsuche für
die Basisstation ist zum Beispiel in dem japanischen Patentanmeldungsdokument
Nr. Hei 8-185103 offenbart.
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Als Nächstes wird die Verarbeitung
des Optimalwertdetektors 104 in Verbindung mit 2A und 2B erläutert.
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2A und 2B sind Graphen, die Beziehungen
zwischen Verzögerungszeit
und Empfangspegel in Bezug auf Modelle der Ausbreitungscharakteristik (d.
h. Verzögerungsprofile)
des Breitband-CDMA-Verfahrens zeigen, das die Erfindung verwendet.
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Die oben genannten Graphen sind in
Verbindung mit zwei unabhängigen
Gruppen von Mehrwegen erstellt, wobei jede der Gruppen drei Wege
enthält,
die einander überlappen
und die um 1/2 Chip voneinander abweichen.
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Im Falle des Graphens von 2A werden eine erste Gruppe
von drei Wegen alle mit der gleichen Phase empfangen. Somit werden
die drei Wege empfangspegelmäßig verstärkt, so
dass im Mittelpunkt der drei Wege auf einer der Zeitachse ein Scheitel
auftaucht. Was eine zweite Gruppe von drei Wegen betrifft, so wird
ein Mittelpunktweg mit einer Phase empfangen, die umgekehrt zu den
Phasen der anderen Wege ist. Deswegen löschen die drei Wege einander
empfangspegelmäßig aus,
so dass der Empfangspegel des Mittelpunktweges sehr klein werden
sollte. Aus diesem Grund tauchen im Empfangspegel hinsichtlich der
zweiten Gruppe von Wegen zwei Nebenscheitel auf.
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Im Falle des Graphens von 2B wird, was eine erste
Gruppe von drei Wegen betrifft, nur ein letzter Weg mit einer umgekehrten
Phase empfangen, so dass eine Position eines Scheitels in einer Rückwärtsrichtung
um 1/2 Chip auf einer Zeitachse von einer Mittelposition verschoben
wird. Zusätzlich taucht
ein kleiner Nebenscheitel in einer Position auf, die 1/2 Chip hinter
der Mittelposition liegt. Was eine zweite Gruppe von drei Wegen
betrifft, werden zwei andere Wege als ein erster Weg mit umgekehrten Phasen
empfangen, so dass sich eine Position eines Scheitel um 1/2 Chip
von einer Mittelposition verzögert.
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Wie oben beschrieben, schwankt im
Fall, in dem das System (z. B. die Station) mehrere Mehrwege auf
eine überlappende
Weise mit kleinen Phasenverschiebungen empfängt, ein Scheitel in einem
Gesamtempfangspegel in Position und Pegel, selbst wenn sich Empfangstiming
und Empfangspegel der Wege nicht ändern.
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Der Empfänger, auf den die Erfindung
anwendbar ist, ist wie folgt konstruiert:
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Ein Suchteil erkennt Positionen in
Bezug auf Gruppen von Wegen, denen jeweils Mehrwegeempfänger zugeordnet
sind. Hierbei benutzt jeder Mehrwegeempfänger das Timing, das der Suchteil
erkennt, als eine Mittelposition für Empfang auf einer Zeitachse.
Der Mehrwegeempfänger
weist somit mehrere Korrelatoren auf, welche Direktsequenz an Empfangssignalen
in Bezug auf sowohl Vorwärts-
als auch Rückwärtsrichtungen
von der Mittelposition auf der Zeitachse durchführen. Das heißt, die
Korrelatoren sind dazu vorgesehen, mit Verzögerungen des Timing fertig
zu werden, die ±1/2
Chip und ±1/4
Chip von der Mittelposition entsprechen. Der Mehrwegeempfänger wählt dann
das Korrelatorausgangssignal aus, das die beste Empfangsqualität unter
den Korrelatorausgangssignalen besitzt, welche in bestimmten Zeitintervallen
bereitgestellt werden. Somit führt
der Mehrwegeempfänger
eine Decodierung des ausgewählten
Korrelatorausgangssignals durch.
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Im Falle der zweiten Gruppe von Wegen,
in 2A gezeigt, in dem
die Nebenscheitel bei unterschiedlichen Timings auftauchen, die
um 1 Chip oder mehr voneinander getrennt sind, kann man annehmen,
dass das in einem Nebenscheitel enthaltene Rauschen unabhängig von
dem im anderen Nebenscheitel enthaltenen Rauschen ist. Im Falle
der ersten Gruppe von Wegen, in 2B gezeigt,
taucht ein relativ großer
Nebenscheitel bei dem Timing auf, das um 1 Chip oder mehr von dem
Scheitel getrennt ist.
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Die vorliegende Ausführungsform
kann modifiziert werden, um mit den oben genannten Fällen fertig
zu werden. Das heißt,
die vorliegende Ausführungsform
kann in der Weise modifiziert werden, dass zwei Korrelatorausgangssignale
entsprechend zwei Scheiteln (oder Nebenscheiteln) gewonnen und kombiniert
werden.
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3 zeigt
ein Beispiel für
ein Signalformat, das auf die Erfindung anwendbar ist. Darin bezeichnet 'PL' ein Pilotsymbol.
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Wie in 3 gezeigt,
wird ein "bekanntes" Pilotsignal periodisch
in eine Datenübertragung
eingefügt,
mit einer konstanten Periode (d. h. Pilotperiode, welche z. B. auf
0,625 ms eingestellt ist), die kürzer
als eine Fadingperiode ist. In diesem Fall kann das oben angegebene
Pilotsignal als Referenzsignal für
Synchronisationserkennung benutzt werden, und Einzelheiten davon
werden im Folgenden beschrieben.
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Die Pilotperiode als Unterteilung
der Übertragung
benutzt. Somit werden mehrere Korrelatorausgangssignale im Speicher
gespeichert. Das System misst die Empfangsqualität von Signalen innerhalb der
Pilotperiode in Bezug auf einen jeden Korrelator. Danach wählt das
System den Korrelator mit der besten Empfangsqualität aus. Oder,
wenn ein Nebenscheitel in einer Position erkannt wird, die genügend weit
von dem Timing (d. h. Scheitelposition) des Korrelators mit der
besten Empfangsqualität
getrennt ist und die als unabhängig
von Rauschen betrachtet wird, so gibt das System ein Korrelatorausgangssignal
entsprechend dem Nebenscheitel aus dem Speicher aus. Somit wird
die Synchronisationserkennung unter Verwendung des Pilotsignals
als das Referenzsignal, das die Trägerphase darstellt, durchgeführt.
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Übrigens
kann man mannigfache Verfahren einsetzen, um die Empfangsqualität für jedes
der Korrelatorausgangssignale wie folgt zu bestimmen:
- 1) Es erfolgt eine Bestimmung auf Basis des Empfangspegels des
Pilotsignals.
- (2) Wenn das Pilotsignal sich aus mehreren Symbolen zusammensetzt,
erfolgt eine Bestimmung auf Basis eines Verhältnisses zwischen einem Quadrat
eines Mittelwertes (d. h. angenommener Signalleistungswert) und
einer Varianz (d. h. angenommener Rauschleistungswert).
- (3) Es erfolgt eine Bestimmung durch Messung von Empfangspegeln
in Bezug auf den Pilotsignalteil als auch den Datenteil.
- (4) In Bezug auf den Datenteil wird eine vorübergehende Entscheidung getroffen.
Auf Basis des Ergebnisses der vorübergehenden Entscheidung wird
Rückwärtsmodulation
an den Empfangsdaten durchgeführt,
so dass Phasen aller Daten gleichförmig mit der Trägerphase
gemacht werden. Danach erfolgt eine Bestimmung auf Basis eines Ver hältnisses
zwischen einem Quadrat eines Mittelwertes (d. h. angenommener Signalleistungswert)
und einer Varianz (d. h. angenommener Rauschleistungswert).
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Abschließend ist die Erfindung in der
Lage, wie folgt mannigfache Wirkungen zu zeigen, welche die konventionelle
Technologie nicht bieten kann:
- (1) Man kann
eine Feinjustage für
das optimale Empfangstiming um eine gewisse Periode, z. B. eine
Pilotperiode zum Einfügen
eines Pilotsignals in die Datenübertragung,
ausführen.
Somit kann man selbst bei Breitband-CDMA in einer Ausbreitungsumgebung,
in der der Empfänger
Empfang in Bezug auf einander überlappende
Mehrwege durchführt,
Synchronnachführung
durchführen, um
Veränderungen
von Scheiteln im Empfangspegel zu folgen. Und zwar kann man den
Empfang auf eine stabile Weise durchführen.
- (2) Man kann eine Erkennungsgenauigkeit des Suchteils lockern.
Aus diesem Grund kann man die Zeit zur Mittelwertbildung in einer
Suchbetriebsart reduzieren. Daher kann man eine schnelle Erkennung
eines neuen Weges durchführen, selbst
wenn sich ein Ausbreitungsweg schnell ändert.