DE69823986T2

DE69823986T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung für ein Spreizspektrumübertragungssystem

Info

Publication number: DE69823986T2
Application number: DE1998623986
Authority: DE
Inventors: Francesc Boixadera Espax; Yann Farmine; Nicholas Whinnett
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1998-07-15
Filing date: 1998-07-15
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2018-07-16
Also published as: EP0973283B1; EP0973283A1; DE69823986D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Prüfvorrichtung und -verfahren zum Übertragen eines Signals mit Benutzerdaten in einem Spreizspektrum-Kommunikationssystem, z. B. einem CDMA-Kommunikationssystem.
Hintergrund der Erfindung
Antennengruppen können in CDMA-Systemen durch eine Basisstation und/oder ein mobiles Endgerät verwendet werden.
Um die Qualität von Signalen zu maximieren, die an der Basisstation empfangen werden, ist es nötig, die Art der Kanäle zu bestimmen, die verwendet werden, um Daten von z. B. dem mobilen Endgerät an die Basisstation zu übertragen (nachstehend als der "Uplink" bezeichnet). Dies kann durch Berechnen der Impulsantwort eines bestimmten Kanals auf dem Uplink erreicht werden. Wenn Kenntnisse über die Impulsant wort zur Verfügung stehen, ist es möglich, für die Antennengruppen des mobilen Endgerätes Gewichte zu berechnen und dadurch das Ziel des Maximierens der Qualität des an der Basisstation empfangenen Signals zu erreichen.
Durch Maximieren der Qualität von an der Basisstation empfangenen Signalen, kann die Durchlässigkeit der Quelle des empfangenen Signals, im vorliegenden Falle an dem mobilen Endgerät, minimiert werden, wodurch Interferenz in dem System verringert wird und folglich die Systemkapazität und die Lebensdauer der Batterie des mobilen Endgerätes erhöht werden.
In einem Frequenzteilungsduplex (FDD)-Schema mit Antennengruppen erzeugt man bekanntlich ein Prüfsignal auf der Uplink-Kommunikation, um so einen optimalen Gewichtsvektor zum Übertragen eines Signals durch das mobile Endgerät zu erzeugen. Ein bekanntes Verfahren, das verwendet wird, um den optimalen Gewichtsvektor zu bestimmen, umfasst das Halten der Übertragung von Signalen von der Antennengruppe und erregt die Antennengruppe, um eine Reihe orthogonaler Prüfsignale auf verschiedenen Kanälen zueinander zu übertragen. Ein solches Verfahren wird in dem Artikel mit dem Titel: "Adaptive Transmission Antenna Array with Feedback" (IEEE Signal Processing Letters, Band 1, Nr. 10, Oktober 1994) beschrieben.
Es ist wünschenswert, eine ähnliche Technik auf ein Spreizspektrum-Kommunikationssystem anzuwenden. Solch eine Technik, wie in dem oben genannten Artikel erwähnt, stoppt jedoch die Übertragung von Anwenderdaten (d. h. Daten, die sich auf die Kommunikation zwischen Anwendern von Telekommunikationsdiensten, einschließlich Steuerdaten beziehen), was aufgrund der Wirkung von diskontinuierlichen Übertra gungen auf die Leistungssteuerung, Schaltungskomplexität und Zeitverzögerung des Prüfens unerwünscht ist.
Daher ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, das oben genannte Problem bezüglich der Spreizspektrumsysteme mit Antennengruppen zu vermeiden oder mindestens zu mildern.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt eine Prüfvorrichtung für ein Spreizspektrum-Kommunikationssystem, eine Basisstation und ein mobiles Endgerät, das eine solche Vorrichtung umfasst, und ein Verfahren des Übertragens von Informationen in einem Spreizspektrum-Kommunikationssystem, wie in den begleitenden Ansprüchen beschrieben, zur Verfügung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Diagramm eines Telekommunikationssystems zur Verwendung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ist ein schematisches Diagramm einer anderen Vorrichtung zur Verwendung mit der Vorrichtung von 1;
4 ist ein schematisches Diagramm einer anderen Vorrichtung zur Verwendung mit der Vorrichtung von 1;
5 ist ein schematisches Diagramm einer anderen Vorrichtung zur Verwendung mit der Vorrichtung von 1;
6 ist ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 ist ein schematisches Diagramm von definierten Sequenzen zur Verwendung mit der Vorrichtung der 2 bis 10;
7 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
9 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Verwendung mit der Vorrichtung von 1, und
10 ist ein schematisches Diagramm einer alternativen Vorrichtung, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
In der Beschreibung und den Zeichnungen werden durchweg dieselben Referenzzeichen verwendet, um gleiche Teile zu bezeichnen.
Ein Spreizspektrum-Funkkommunikationssystem, z. B. ein CDMA-Zellulartelefonsystem 100, das ein FDD-Schema einsetzt, arbeitet in einem geographischen Bereich 102 und umfasst einen Satz von Basisstationen 104, der einen aktiven Satz darstellt, der über eine Funkfrequenzschnittstelle 106 in Kommunikation mit einem mobilen Endgerät 108 ist, z. B. einem Zellulartelefon.
Der Satz von Basisstationen 104 kann eine Basisstation aus der Motorola SC-Reihe von Basisstationen sein, die so konstruiert sind, dass sie die folgenden Merkmale haben und auf die folgende Weise arbeiten. Aus Gründen der Einfachheit und Klarheit der Beschreibung wird ein Teil der Basis stationen 104 beschrieben, die geeignet sind Signale zu senden und zu empfangen. Selbstverständlich wird dem Fachmann auf dem Gebiet die Existenz anderer Komponenten und Funktionen in den Basisstationen 104 in den Sinn kommen, ihm ist jedoch klar, dass sich ihre Funktionalität nicht auf die Beispiele der vorliegenden Erfindung bezieht und somit nicht beschrieben werden muss.
Es wird nun auf 2 Bezug genommen. Darin umfasst jede Basisstation in dem Satz von Basisstationen 104 einen Mikroprozessor 200, der mit einem Speicher 202 gekoppelt ist, welcher einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 204, einen löschbaren elektronischen programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM) 206 und einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 208 umfasst. Der Mikroprozessor 200, der ROM 204, der EEPROM 206 und der RAM 208 werden vorzugsweise in ein einzelnes Paket 210 angeordnet, um die Schritte auszuführen, die erforderlich sind, um das Protokoll zu erzeugen und andere Funktionen jeder der Basisstationen 104 durchzuführen, wie z. B. das Handhaben der Eingangs-/Ausgangsinformationen über einen Stecker 212.
Das Paket 210 ist mit einem Rahmengenerator 214 gekoppelt. Der Rahmengenerator 214 kann ein Komplementär-Metalloxid-Halbleiter (CMOS)-integrierter Schaltkreis für anwendungsspezifische Funktionen (ASIC) sein, erhältlich von Motorola, Inc. Der Rahmengenerator 214 ist mit einer Senderschaltung 216 verbunden.
Die Senderschaltung 216 ist mit einer Antenne 218 und einem Frequenzsynthesizer 220 verbunden, wobei der Synthesizer 220 mit dem Paket 210 und einer Empfängerschaltung 222 verbunden ist; die Empfängerschaltung 222 ist zusätzlich mit der Antenne 218 verbunden.
Es wird nun auf 3 Bezug genommen. Darin umfasst die Senderschaltung 216 einen Codierer 302 zum Empfangen der Datenbits 300, die einer Kommunikation entsprechen, z. B. von einem Anwender an einen Teilnehmer durch Verwenden des mobilen Endgerätes 108. Die Datenbits werden bei einer bestimmten Rate, z. B. 9,6 kbps, empfangen. Die Datenbits können entweder durch einen Vocoder in Daten gewandelte Sprache, reine Daten oder eine Kombination zweier Arten von Daten umfassen. Der Codierer 302 konvolutionscodiert die Datenbits 300 in Datensymbole bei einer festen Codierrate, z. B. einen Datenbit in zwei Datensymbole, so dass der Codierer 302 die Datensymbole 304 bei einer Rate von 19,2 ksym/s ausgibt.
Die Datensymbole 304 werden dann in einen Interleaver 306 eingegeben. Der Interleaver 306 verschachtelt die Datensymbole 304. Die verschachtelten Datensymbole 308 werden durch den Interleaver 306 bei derselben Datensymbolrate an einen Eingang eines exklusiven ODER-Kombinators 312 ausgegeben, bei der sie empfangen wurden, z. B. bei 19,2 ksym/s. Es können Referenzbits hinzugefügt werden, um durch eine Empfängerschaltung 222 eine kohärente Detektion frei zu geben.
Ein Generator 310 für langes Pseudorauschen ist optional mit dem anderen Eingang des exklusiven ODER-Kombinators 312 gekoppelt, um die Sicherheit der Kommunikation durch Zerhacken der verschachtelten Datensymbole 308 zu erhöhen. Der lange PN-Generator 310 verwendet eine lange PN-Sequenz, um eine anwenderspezifische Zerhackungssequenz bei einer Rate zu erzeugen, die gleich der Datensymbolrate der verschachtelten Datensymbole 308 ist, welche in den exklusiven ODER-Kombinator 312 eingegeben werden, z. B. bei einer Rate von 19,2 ksym/s. Die zerhackten Datensymbole 314 werden bei einer festen Rate, die gleich der Rate der Datensymbole 308 ist, von dem exklusiven ODER-Kombinator 312 ausgegeben und in einen Eingang des exklusiven ODER-Kombinators 318 eingegeben.
Ein Langteilkanalauswahlgenerator 316 stellt einem Eingang eines anderen exklusiven ODER-Kombinators 318 einen besonderen vorbestimmten Längenspreiz (Walsh)-Code zur Verfügung. Der Codeteilkanalauswahlgenerator 316 kann einen von 64 orthogonalen Codes entsprechend 64 Walshcodes von einer 64 mal 64 Hadamard-Matrix zur Verfügung stellen, bei der ein Walshcode eine einzelne Zeile oder Spalte der Matrix ist. Der exklusive ODER-Kombinator 318 verwendet die besondere Walshcode-Eingabe durch den Codeteilkanalgenerator 316, um die eingegebenen zerhackten Datensymbole 314 in die walshcode-gespreizten Datensymbole 320 zu spreizen. Die walshcode-gespreizten Datensymbole 320 werden von dem exklusiven ODER-Kombinator 318 bei einer festen Rate, z. B. 1,2288 Mchips/s, ausgegeben.
Die walshcode-gespreizten Datensymbole 320 werden einem Eingang von zwei exklusiven ODER-Kombinatoren 322, 328 zur Verfügung gestellt. Ein Paar kurze PN-Sequenzen, d. h. kurz im vergleich zu der langen PN-Sequenz, die durch den langen PN-Generator 310 verwendet wird, werden durch einen I-Kanal-PN-Generator 324 und einen Q-Kanal-PN-Generator 330 erzeugt. Die I-Kanal- und Q-Kanal-PN-Generatoren 324, 330 können dieselben oder verschiedene kurze PN-Sequenzen erzeugen. Die exklusiven ODER-Kombinatoren 322, 328 spreizen die eingegebenen walshcode-gespreizten Daten 320 weiter mit der kurzen PN-Sequenz, jeweils erzeugt durch den PN-I-Kanal-Generator 324 und den PN-Q-Kanal-Generator 330. Die resultierende I-kanalcodegespreizte Sequenz 326 und Q-kanalcodegespreizte Sequenz 332 werden gefiltert und verwendet, um ein um 90° phasenverschobenes Paar von Sinuskurven durch Treiben der Leistungspegelsteuerung eines Paares von Sinuskurven zweiphasig zu modulieren (um ein Trägersignal zu erzeugen). Die oben beschriebene Funktionalität kann durch den Mikroprozessor 200 zur Verfügung gestellt werden. Die Ausgangssignale der Sinuskurven werden summiert, in eine RF-Frequenz übersetzt, verstärkt und durch eine Antenne ausgestrahlt, um die Übertragung der Datenbits 300 über einen Kommunikationskanal (nicht gezeigt) abzuschließen.
Die Empfängerschaltung 222 umfasst einen Empfangsteil 402 zum Empfangen des übertragenen Spreizspektrum-Signals über die RF-Schnittstelle 106 durch die Antenne 404. Das empfangene Signal wird durch den Abwärtswandler 406 abwärtsgewandelt, wodurch ein abwärtsgewandeltes Basisbandsignal 408 erzeugt wird. Der Abwärtswandler 406 wandelt das empfangene Spreizspektrum-Signal von den Funkfrequenzen in Basisbandfrequenzen sowie in andere Operationen, wie z. B. Filtern und Demodulieren. Das abwärtsgewandelte Signal 408 wird durch einen Entspreizer und Abtaster 410 in Datenabtastwerte abgetastet. Der Entspreizer und Abtaster 410 kann durch den Mikroprozessor 200, der gemäß einem beliebigen Verfahren nach dem Stand der Technik programmiert ist, zur Verfügung gestellt werden.
Der Entspreizer und Abtaster 410 tastet das empfangene Spreizspektrum-Signal durch Abtasten bei einer vorbestimmten Rate, z. B. 1,2288 Megaabtastwerte/Sekunde, ab. Nachfolgend wird das abgetastete Signal durch Korrelieren der empfangenen abgetasteten Signale mit einem Spreizcode, der durch Kombinieren der langen PN-Sequenz, dem Walsh-Code und die kurze PN-Sequenz gebildet wird, entspreizt. Da das Entspreizverfahren dem Fachmann sehr gut bekannt ist, wird es nicht weiter beschrieben, um die Einfachheit und Klarheit der Beschreibung zu erhalten.
Das resultierende entspreizte abgetastete Signal wird bei einer vorbestimmten Rate weiter abgetastet, wodurch ein weiteres entspreiztes Abtastsignal 412 erzeugt wird, und an einen Referenzbit-Extraktor 414 ausgegeben, z. B. 307,2 Kiloabtastwerte/Sekunde, so dass eine Sequenz von vier Abtastwerten des empfangenen Spreizspektrum-Signals entspreizt wird und/oder durch einen einzelnen Datenabtastwert dargestellt wird.
Der Referenzbit-Extraktor 414 extrahiert die Referenzbits 416 aus dem entspreizten abgetasteten Signal 412 und gibt die Referenzbits 416 an einen Kanalschätzer 418 aus. Die restlichen Datenabtastwerte 420 von dem entspreizten abgetasteten Signal 412 werden an einen Kohärenzdetektor 422 ausgegeben.
Der Kanalschätzer 418 korreliert die extrahierten Referenzbits 416 mit einer bekannten Referenzsequenz von Datenabtastwerten, um unverzerrte, aber verrauschte Kanalschätzwerte zu erhalten. Um einen besseren Kanalschätzwert 424 zu erhalten, können diese verrauschten Schätzwerte durch ein Tiefpassfilter geleitet werden, welches fest oder adaptiv sein kann, um die hochfrequenten Rauschkomponenten zu entfernen. Die resultierenden Kanalschätzwerte 424 sind relativ rauschfrei und können für eine Kohärenzdetektion der Symbole verwendet werden.
Zusätzlich kann eine Leistungssteuerung verwendet werden, um die Gesamtleistung des Systems zu verbessern. Der Leistungssteuerungsalgorithmus kann dem Algorithmus sehr ähnlich sein, der in nicht-kohärenten Kommunikationssystemen verwendet wird. In diesem Beispiel umfasst der Leistungssteuerungsalgorithmus das Abschätzen der empfangenen Leistung in Abständen von 1,25 ms. Die Leistungsschätzwerte können mit mehreren verschiedenen Techniken berechnet werden. Eine Technik besteht darin, einen Kanalschätzwert mit einem Kanalschätzer 426 durch einfaches Verwenden der Referenzsignalabtastwerte, d. h. der Referenzbits 416 aus dem Referenzbit-Extraktor 414 in einem 42 Bitlängenblock, zu berechnen. Das Quadrat der Größe des Kanalschätzwertes wird dann durch die Leistungsschätzfunktion 426 als der Leistungsschätzwert 428 ausgegeben.
Der Kohärenzdetektor 422 multipliziert die restlichen Datenabtastwerte 420 von dem entspreizten abgetasteten Signal 412 mit dem Konjugierten der Kanalschätzwerte 424, um die kohärent detektierten Abtastwerte 430 zu erzeugen.
Die Datenabtastwerte 430, die Daten mit weicher Entscheidung bilden, werden dann in ein Decodierteil 432 eingegeben, welches einen Deinterleaver 434 umfasst, der die Datenabtastwerte 430 entschachtelt. In dem Deinterleaver 434 werden die Daten mit weicher Entscheidung 430 individuell in eine Matrix eingegeben, die einen vorbestimmten Größenblock von Daten mit weicher Entscheidung definiert. Die Daten mit weicher Entscheidung werden in Standorte in der Matrix eingegeben, so dass die Matrix Zeile für Zeile gefüllt wird, wodurch die entschachtelten Daten mit weicher Entscheidung 436 erzeugt werden. Die entschachtelten Daten mit weicher Entscheidung 436 werden individuell von Standorten in der Matrix ausgegeben, so dass die Matrix Spalte für Spalte entleert wird. Die entschachtelten Daten mit weicher Entscheidung 436 werden durch den Deinterleaver 434 bei derselben Rate ausgegeben, bei der sie eingegeben wurden, z. B. 28,8 kbits/s.
Die vorbestimmte Größe des Blocks der durch die Matrix definierten Daten mit weicher Entscheidung wird von der maximalen Rate des Abtastens der Datenabtastwerte von dem Spreizspektrumsignal, das innerhalb eines vorbestimmten Längenübertragungsblocks empfangen wird, abgeleitet.
Die entschachtelten Daten mit weicher Entscheidung 436 werden in einen Decodierer 438 eingegeben, der Maximum-Likelihood-Decodiertechniken verwendet, um die geschätzten Verkehrskanaldatenbits 440 zu erzeugen. Die Maximum-Likelihood-Decodiertechniken können durch Verwenden eines Algorithmus, der im Wesentlichen dem Viterbi-Decodieralgorithmus ähnlich ist, erweitert werden.
Die oben beschriebene Funktionalität kann durch den Mikroprozessor 200 zur Verfügung gestellt werden.
Das Zellulartelefon 108 kann ein StarTAC^®-Zellulartelefon, hergestellt durch Motorola, Inc., sein, das so konstruiert ist, dass es die folgenden Merkmale hat und in der folgenden Art und Weise arbeitet.
Das Zellulartelefon 108 umfasst einen Mikroprozessor 500, der mit einem Speicher 502 gekoppelt ist, welcher einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 504, einen löschbaren elektronischen programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM) 506 und einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 508 umfasst. Der Mikroprozessor 500, der ROM 504, der EEPROM 506 und der RAM 508 werden vorzugsweise in ein einzelnes Paket 510 angeordnet, um die Schritte auszuführen, die erforderlich sind, um das Protokoll zu erzeugen und andere Funktionen des Zellulartelefons 108 durchzuführen, wie z. B. das Handhaben der Ein gangs-/Ausgangsinformationen über einen Stecker 512. Das Paket 510 ist mit einem Tastenfeld 514 und einem Display 516 verbunden und zusätzlich so konstruiert, dass es Eingangs-/Ausgangsinformationen über ein Tastenfeld 514 und ein Display 516 handhaben kann.
Das Paket 510 ist direkt und über einen Rahmengenerator 520 mit dem Audioschaltkreis 518 verbunden. Der Rahmengenerator 520 kann ein Komplementär-Metalloxid-Halbleiter (CMOS)-integrierter Schaltkreis für bestimmte Funktionen (ASIC) sein, erhältlich von Motorola, Inc. Der Rahmengenerator 520 ist mit einer Senderschaltung 526 verbunden. Der Audioschaltkreis 518 ist mit einem Lautsprecher 522 und einem Mikrofon 524 verbunden.
Die Senderschaltung 526 ist mit einer Antennengruppe 528 und einem Frequenzsynthesizer 530 verbunden, wobei der Synthesizer 530 mit dem Paket 510 und einer Empfängerschaltung 532 verbunden ist; die Empfängerschaltung 532 ist zusätzlich mit der Antennengruppe 528 verbunden. Ein Teil der mit der Antennengruppe 528 gekoppelten Senderschaltung 526 wird im Folgenden als ein Senderblock 534 bezeichnet und wird nun ausführlicher beschrieben.
Es wird nun auf 6 Bezug genommen, worin in einer ersten Ausführungsform der Erfindung der Senderblock 534 (von 5) einen ersten Mischer 602, einen zweiten Mischer 604 und einen dritten Mischer 606 umfasst, die in der Lage sind, die Teilnehmerdatenbits 600 zu empfangen, welche Audiosignalen entsprechen, die von dem Audioschaltkreis 518 in Reaktion auf eine Kommunikation von dem Teilnehmer mit dem Anwender empfangen werden. Die Teilnehmerdatenbits 600 können entweder durch einen Vocoder in Daten gewandelte Sprache, reine Daten oder eine Kombination zweier Arten von Daten umfassen. Der erste, zweite und dritte Mischer 602, 604, 606 führen den Teilnehmerdatenbits 600 jeweils ein erstes, zweites und drittes Gewicht w₁, w₂, w₃ zu. Der erste, zweite und dritte Mischer 602, 604, 606 sind jeweils mit einer ersten Summationseinheit 608, einer zweiten Summationseinheit 610 und einer dritten Summationseinheit 612 zum Einführen jeweils einer ersten, zweiten und dritten Prüfkomponente 614, 616, 618 gekoppelt. Die Prüfkomponenten 614, 616, 618 stellen Prüfinformationen dar, wie z. B. Prüfsignale.
Die erste, zweite und dritte Summationseinheit 608, 610, 612 sind jeweils mit einem vierten Mischer 620, einem fünften Mischer 622 und einem sechsten Mischer 624 für die Einführung eines gemeinsamen Spreizcodes, c₁, gekoppelt. Der vierte, fünfte und sechste Mischer 620, 622, 624 sind jeweils mit einem ersten Aufwärtswandler 626, einem zweiten Aufwärtswandler 628 und einem dritten Aufwärtswandler 630 gekoppelt, wobei der erste, zweite und dritte Aufwärtswandler 626, 628, 630 jeweils mit einem ersten Antennenelement 632, einem zweiten Antennenelement 634 und einem dritten Antennenelement 636 verbunden sind. Das erste, zweite und dritte Antennenelement 632, 634, 636 bilden die Antennengruppe 528 (von 5).
Die oben unter Bezug auf 6 beschriebene Funktionalität kann bis zu, aber nicht ausschließlich, dem ersten, zweiten und dritten Aufwärtswandler 626, 628, 630 durch den Mikroprozessor 500 zur Verfügung gestellt werden.
Der Betrieb der ersten Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezug auf 6 beschrieben.
Zum Zwecke der Kürze und Klarheit der Beschreibung wird der Betrieb der oben beschriebenen Vorrichtung nur im Zusammenhang mit dem mobilen Endgerät 108 beschrieben, welches an die Basisstation 104 sendet. Es ist verständlich, dass Übertragungen von mindestens einer der Basisstationen 104 an das mobile Endgerät 108 gemäß der vorliegenden Erfindung in analoger Weise erreicht werden können.
Es wird nun auf 5 und 7 Bezug genommen, darin werden durch den Audioschaltkreis 518 erzeugte Audiosignale, als ein Ergebnis der Umwandlung von Schall in elektrische Energie durch das Mikrofon 524, durch den Mikroprozessor 500 verarbeitet, um Daten zu erzeugen, die durch den Rahmengenerator 520 in Rahmen eingegeben werden (Schritt 704). Die Technik, die zum Erzeugen des Datenrahmens verwendet wird, ist dem Fachmann bekannt und wird nicht weiter beschrieben. Dann reproduziert der Mikroprozessor 500 den Datenrahmen, von denen jeder mit jedem identisch ist, so dass für das Übertragen durch das erste, zweite und dritte Antennenelement 632, 634, 636 identische Datenrahmen existieren.
Unter Betriebsbedingungen führt der Mikroprozessor 500 des mobilen Endgerätes 108 die folgenden Aufgaben durch:

1. Erwarten eines Rückkopplungsdatenrahmens von der Basisstation 104 (Schritt 700), und
2. Erwarten von Audiodaten aus dem Audioschaltkreis 518 (Schritt 702).

Nach dem Empfang der Audiodaten (Schritt 702) erzeugt der Rahmengenerator 520 (Schritt 704) einen Datenrahmen, der die Teilnehmerdatenbits 600 darstellt (6).
Der Mikroprozessor 500 führt dem Datenrahmen mit Hilfe des ersten, zweiten und dritten Mischers 602, 604, 606 das erste, zweite und dritte Gewicht w₁, w₂, w₃ zu. Das erste, zweite und dritte Gewicht w₁, w₂, w₃ können verschiedene werte haben. Das erste, zweite und dritte Prüfsignal 614, 616, 618 werden dann jeweils durch die erste, zweite und dritte Summationseinheit 608, 610, 612, die durch den Mikroprozessor 500 zur Verfügung gestellt werden, den resultierenden Signalen von dem ersten, zweiten und dritten Mischer 602, 604, 606 zugeführt.
Es wird nun auf 8 Bezug genommen. Darin kann das Prüfsignal den resultierenden Signalen von dem ersten, zweiten und dritten Mischer 602, 604, 606 auf einer Anzahl verschiedener Wege zugeführt werden. Zum Beispiel werden, wie in 8.1 gezeigt, ein erstes, zweites und drittes Prüfsignal p₁, p₂, p₃ den resultierenden Signalen von dem ersten, zweiten und dritten Mischer 602, 604, 606 entsprechend der definierten Sequenz zugeführt, wie z. B. einer Round-Robin-Sequenz, d. h. das erste Prüfsignal p₁ wird dem resultierenden Signal aus dem ersten Mischer 602 zugeführt, dasselbe erste Prüfsignal p₁ wird dann dem resultierenden Signal aus dem zweiten Mischer 604 zugeführt, und dann wird dasselbe erste Prüfsignal p₁ dem resultierenden Signal aus dem dritten Mischer 606 zugeführt, wobei die Sequenz sooft wiederholt wird wie nötig.
Eine alternative definierte Sequenz wird in 8.2 gezeigt. Das erste Prüfsignal p₁ wird dem resultierenden Signal aus dem ersten Mischer 602 zugeführt, dasselbe erste Prüfsignal p₁ wird dann dem resultierenden Signal aus dem zweiten Mischer 604 zugeführt, das erste Prüfsignal p₁ wird dann dem resultierenden Signal aus dem ersten Mischer 602 erneut zugeführt, und dann wird das erste Prüfsignal p₁ dem resultierenden Signal aus dem dritten Mischer 606 zugeführt; diese Sequenz wird so oft wie nötig wiederholt.
Mehr als ein Prüfsignal kann den resultierenden Signalen gemäß einer definierten Sequenz zugeführt werden. Ein Beispiel eines solchen Schemas, wie in 8.3 gezeigt, umfasst das Zuführen des ersten Prüfsignals p₁ zu dem resultierenden Signal aus dem zweiten Mischer 604 und des zweiten Prüfsignals p₂ zu dem resultierenden Signal aus dem dritten Mischer 606. Das zweite Prüfsignal p₂ wird als nächstes allein dem resultierenden Signal aus dem dritten Mischer 606 zugeführt. Das erste Prüfsignal p₁ wird dann dem resultierenden Signal aus dem zweiten Mischer 604 zugeführt. Die oben definierte Sequenz wird dann sooft wiederholt wie nötig.
Es ist auch möglich, das erste Prüfsignal p₁ dem resultierenden Signal aus dem ersten Mischer 602, das zweite Prüfsignal p₂ dem resultierenden Signal aus dem zweiten Mischer 604 und das dritte Prüfsignal p₃ dem resultierenden Signal aus dem dritten Mischer 606 gleichzeitig zuzuführen.
In jedem der oben beschriebenen Beispiele werden die Prüfsignale im Wesentlichen gleichzeitig mit den Teilnehmerdaten (die ähnliche Eigenschaften wie die Anwenderdaten haben) übermittelt. Jedes Prüfsignal ist außerdem im Wesentlichen orthogonal zu den Signalen, die durch die Antennenelemente übertragen werden, anders als das Antennenelement, das das Prüfsignal überträgt.
Der Spreizcode c₁ wird dann durch den vierten, fünften und sechsten Mischer 620, 622, 624, die durch den Mikroprozessor 500 zur Verfügung gestellt werden, angewendet, um die resultierenden Signale aus der ersten, zweiten und dritten Summationseinheit 608, 610, 612 zu spreizen, wodurch ein erstes, zweites und drittes Spreizsignal erzeugt werden. Die Schritte des Anwendens der Gewichte, Prüfsigna le und des Spreizens werden durch den Schritt 706 in 7 dargestellt. Das erste, zweite und dritte Spreizsignal werden jeweils durch den ersten, zweiten und dritten Aufwärtswandler 626, 628, 630 zum Übertragen durch das erste, zweite und dritte Antennenelement 632, 634, 636 eingegeben (Schritt 708). Nach der Übertragung durch das erste, zweite und dritte Antennenelement 632, 634, 636 fährt das mobile Endgerät 108 fort, Rückkopplungsdaten (Schritt 700) und weitere Audiodaten (Schritt 702) wie oben beschrieben zu erwarten.
Nach dem Empfang des Rückkopplungsdatenrahmens (Schritt 700) werden die Rückkopplungsdaten durch den Mikroprozessor 500 decodiert (Schritt 710), um das erste, zweite und dritte Gewicht w₁, w₂, w₃ zu bestimmen, die durch die Basisstation 104 berechnet werden. Das erste, zweite und dritte durch die Basisstation 104 berechnete Gewicht w₁, w₂, w₃ werden durch den Mikroprozessor 500 dem nächsten Rahmen von Teilnehmerdatenbits 600 zugeführt (Schritt 712).
Es wird nun auf 2 und 9 Bezug genommen. Darin erwartet die Basisstation 104 den Empfang des ersten, zweiten und dritten durch das mobile Endgerät 108 gesendete Signal (Schritt 902). Das erste, zweite und dritte gesendete Signal werden durch den Mikroprozessor 200 der Basisstation 104 verarbeitet, um das erste, zweite und dritte Gewicht w₁, w₂, w₃ zum Verwenden durch das mobile Endgerät 108 zu bestimmen (Schritt 904). Das bestimmte erste, zweite und dritte Gewicht w₁, w₂, w₃ wird in den Rückkopplungsdatenrahmen aufgenommen, welcher erzeugt (Schritt 906) und an das mobile Endgerät 108 gesendet wird (Schritt 908). Ein Algorithmus zum Berechnen des ersten, zweiten und dritten Gewichts w₁, w₂, w₃ kann ein beliebiger, dem Fachmann bekann ter Algorithmus sein und kann z. B. ein Maximalverhältnisverbindungsalgorithmus sein.
Der Rückkopplungsdatenrahmen, der durch die Basisstation 104 gesendet wird, wird durch den Empfänger 532 über die Antennengruppe 528 empfangen (Schritt 700).
In einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (10) umfasst der Senderblock 534 einen ersten Codemischer 1002, einen zweiten Codemischer 1004 und einen dritten Codemischer 1006, die in der Lage sind, die Teilnehmerdatenbits 600 zu empfangen. Der erste, zweite und dritte Mischer 1002, 1004, 1006 spreizen die Teilnehmerdatenbits 600 mit einem entsprechenden ersten, zweiten und dritten Spreizcode c₁, c₂, c₃, wobei der erste, zweite und dritte Codemischer 1002, 1004, 1006 jeweils mit einem ersten Mischer 1008, einem zweiten Mischer 1010 und einem dritten Mischer 1012 gekoppelt sind, um den gespreizten Daten das erste, zweite und dritte Gewicht w₁, w₂, w₃ zuzuführen. Der erste, zweite und dritte Mischer 1008, 1010, 1012 sind jeweils mit dem ersten Aufwärtswandler 626, dem zweiten Aufwärtswandler 628 und dem dritten Aufwärtswandler 630 gekoppelt, wobei der erste, zweite und dritte Aufwärtswandler 626, 628, 630 jeweils mit dem ersten Antennenelement 632, dem zweiten Antennenelement 634 und dem dritten Antennenelement 636 verbunden sind.
In dieser Ausführungsform können, anstatt ein Prüfsignal an sich anzuwenden, Prüfinformationen durch Gewährleisten von Orthogonalität zwischen mindestens einem von dem ersten, zweiten und dritten Spreizcode c₁, c₂, c₃, und den anderen Spreizcodes in die Teilnehmerdaten 600 eingeführt werden. Zum Beispiel kann der erste Spreizcode c₁ orthogonal zu den Signalen sein, die durch den zweiten und dritten Spreizcode c₂, c₃ gespreizt werden und durch das zweite und dritte Antennenelement 634, 636 übertragen werden. Dies bedeutet, dass der erste Spreizcode c₁ sowohl zu dem zweiten als auch dem dritten Spreizcode c₂, c₃ orthogonal ist. In einem weiteren Beispiel der zweiten Ausführungsform der Erfindung können der zweite und dritte Spreizcode c₂, c₃ im Wesentlichen gleich sein. Die Anwendung der Spreizcodes kann gemäß einer definierten Sequenz verlaufen, die solchen analog ist, die oben unter Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben wurde. Somit kann sich die Orthogonalität der Spreizcodes zu den gesendeten Signalen gemäß einer Round-Robin-Sequenz oder einer beliebigen anderen definierten Frequenz ändern. In dem bevorzugten Beispiel der zweiten Ausführungsform sind der erste, zweite und dritte Spreizcode c₁, c₂, c₃ zueinander orthogonal. Der Betrieb der zweiten Ausführungsform wird nun unter Bezug auf 7 und 9 beschrieben.
Die durch den Audioschaltkreis 518 als ein Ergebnis des Wandelns von Schall in elektrische Energie durch das Mikrofon 524 erzeugten Audiosignale werden durch den Mikroprozessor 500 verarbeitet und durch den Rahmengenerator 500 in Datenrahmen eingegeben (Schritt 704). Die für die Erzeugung des Datenrahmens verwendete Technik ist dem Fachmann bekannt und wird nicht weiter beschrieben. Dann reproduziert der Mikroprozessor 500 den Datenrahmen, von denen jeder mit jedem identisch ist, so dass identische Datenrahmen für das Übertragen durch das erste, zweite und dritte Antennenelement 632, 634, 636 existieren.
Unter Betriebsbedingungen führt der Mikroprozessor 500 des mobilen Endgerätes 108 die folgenden Aufgaben durch:

Nach dem Empfang der Audiodaten (Schritt 702) erzeugt der Rahmengenerator 520 (Schritt 704) einen Datenrahmen, der die Teilnehmerbits 600 darstellt (6).
Der Mikroprozessor 500 führt dem Datenrahmen mit Hilfe des ersten, zweiten und dritten Mischers 602, 604, 606 das erste, zweite und dritte Gewicht w₁, w₂, w₃ zu. Das erste, zweite und dritte Gewicht w₁, w₂, w₃ können verschiedene Werte haben. Das erste, zweite und dritte Prüfsignal 614, 616, 618 werden dann jeweils durch die erste, zweite und dritte Summationseinheit 608, 610, 612, die durch den Mikroprozessor 500 zur Verfügung gestellt werden, den resultierenden Signalen von dem ersten, zweiten und dritten Mischer 602, 604, 606 zugeführt.
Der erste, zweite und dritte Spreizcode c₁, c₂, c₃ werden dann jeweils durch den vierten, fünften und sechsten Mischer 620, 622, 624 gemäß einer beliebigen der oben beschriebenen Frequenzen angewendet. Der erste, zweite und dritte Spreizcode c₁, c₂, c₃ können durch den Mikroprozessor 500 zur Verfügung gestellt werden, um die resultierenden Signale aus der ersten, zweiten und dritten Summationseinheit 608, 610, 612 zu spreizen, wodurch ein erstes, zweites und drittes Spreizsignal erzeugt werden. Die Schritte des Zuführens von Gewichten, Prüfsignalen und Spreizen werden durch den Schritt 706 in 7 dargestellt. Das erste, zweite und dritte Spreizsignal werden jeweils durch den ersten, zweiten und dritten Aufwärtswandler 626, 628, 630 zum Senden durch das erste, zweite und dritte Antennenele ment 632, 634, 636 eingegeben (Schritt 708). Nach der Übertragung durch das erste, zweite und dritte Antennenelement 632, 634, 636 fährt das mobile Endgerät 108 fort, Rückkopplungsdaten (Schritt 700) und weitere Audiodaten (Schritt 702), wie oben beschrieben, zu erwarten.
Nach dem Empfang des Rückkopplungsdatenrahmens (Schritt 700) werden die Rückkopplungsdaten durch den Mikroprozessor 500 decodiert (Schritt 710), um das erste, zweite und dritte Gewicht w₁, w₂, w₃ zu bestimmen, die durch die Basisstation 104 berechnet werden. Das erste, zweite und dritte durch die Basisstation berechnete Gewicht w₁, w₂, w₃ werden durch den Mikroprozessor 500 dem nächsten Rahmen von Teilnehmerdatenbits 600 zugeführt (Schritt 712). Es wird nun auf 2 und 9 Bezug genommen. Darin erwartet die Basisstation 104 den Empfang des ersten, zweiten und dritten durch das mobile Endgerät 108 gesendete Signal (Schritt 902). Das erste, zweite und dritte gesendete Signal werden durch den Mikroprozessor 200 der Basisstation 104 verarbeitet, um das erste, zweite und dritte Gewicht w₁, w₂, w₃ zum Verwenden durch das mobile Endgerät 108 zu bestimmen (Schritt 904). Das bestimmte erste, zweite und dritte Gewicht w₁, w₂, w₃ werden in den Rückkopplungsdatenrahmen aufgenommen, welcher erzeugt (Schritt 906) und an das mobile Endgerät 108 gesendet wird (Schritt 908). Wie oben dargestellt, kann ein Algorithmus zum Berechnen des ersten, zweiten und dritten Gewichtes w₁, w₂, w₃ ein beliebiger, dem Fachmann bekannter Algorithmus sein und kann z. B. ein Maximalverhältnisverbindungsalgorithmus sein.
Der Rückkopplungsdatenrahmen, der durch die Basisstation 104 gesendet wird, wird durch den Empfänger 532 über die Antennengruppe 528 empfangen (Schritt 700).
Obwohl die oben dargelegten Ausführungsformen in Bezug auf ein Spreizspektrum-Kommunikationssystem, im Besonderen ein CDMA-System, beschrieben worden sind, sollte verständlich geworden sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf solche Systeme begrenzt ist und Anwendungen auf andere Systeme, welche orthogonale Übertragungstechniken einsetzen, sollten ins Auge gefasst werden.

Claims

Prüfvorrichtung ("probing") für ein Spreizspektrum-Kommunikationssystem mit einer Antennenanordnung, die wenigstens ein erstes und ein zweites Antennenelement (632 bis 636) enthält, die geeignet sind, um erste und zweite Signale mit Daten (600) und Prüfinformation (614 bis 618; c₁ bis c₃) zu senden, dadurch gekennzeichnet, dass sie geeignet ist, um die Daten (600) in dem ersten und dem zweiten Signal gleichzeitig von dem ersten bzw. dem zweiten Antennenelement (632 bis 636) auszusenden und geeignet ist, um die Prüfinformation (614 bis 618; c₁ bis c₃) wenigstens in dem ersten Signal zu senden, wobei die Prüfinformation des ersten Signals gleichzeitig und im Wesentlichen orthogonal zu dem zweiten Signal ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Prüfinformation wenigstens ein Prüfsignal (614 bis 618) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 mit einem ersten und einem zweiten Gewichtungsmittel (602 bis 606), um jeweilige Gewichte auf die Daten (600) anzuwenden, ersten und zweiten Prüfmitteln (608 bis 612) zum selektiven Einführen der Prüfsignale (614 bis 618) in die gewichteten Daten und ers ten und zweiten Sendemitteln (620 bis 630), die auf die Prüfmittel zum Erzeugen des ersten bzw. des zweiten Signals bei dem ersten und zweiten Antennenelement (632 bis 636) ansprechen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Prüfsignal (614 bis 618) im Wesentlichen orthogonal zu den Daten (600) ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zweite Signal auch Prüfinformation aufweist, die orthogonal zu der Prüfinformation des ersten Signals ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem ersten und einem zweiten Spreizmittel (1002 bis 1006) zur Verwendung eines ersten und eines zweiten Spreizcodes (c₁ bis c₃) beim Erzeugen des ersten bzw. des zweiten Signals, wobei die Prüfinformation des ersten Signals den ersten Spreizcode aufweist und der erste Spreizcode im Wesentlichen orthogonal zu dem zweiten Spreizcode ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der zweite Spreizcode den ersten Spreizcode mit einer Zeitverzögerung umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Prüfinformation (614 bis 618; c₁ bis c₃) selektiv durch die Antennenelemente gemäß einer definierten Abfolge gesendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das definierte Abfolgeschema ein "round-robin"-Schema (8.1) ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Prüfinformation (614 bis 618; c₁ bis c₃) verwendet wird, um Rückkopplungsinformation für das Senden des ersten und des zweiten Signals zu definieren.
Basisstation mit der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Mobiles Endgerät mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Verfahren zum Senden von Information in einem Spreizspektrum-Kommunikationssystem von einer Antennenanordnung mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Antennenelement (632 bis 636), das das Senden von ersten und zweiten Signalen mit Daten (600) und Prüfinformation (614 bis 618; c₁ bis c₃) von dem ersten und dem zweiten Antennenelement umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten in dem ersten und dem zweiten Signal von dem ersten bzw. dem zweiten Antennenelement (632 bis 636) gleichzeitig gesendet werden und wenigstens das erste Signal die Prüfinformation (614 bis 618; c₁ bis c₃) enthält, wobei die Prüfinformation des ersten Signals im Wesentlichen orthogonal zu dem zweiten Signal ist.