DE69934691T2

DE69934691T2 - Verfahren und Schaltung zum CDMA Empfang

Info

Publication number: DE69934691T2
Application number: DE69934691T
Authority: DE
Inventors: Tooru Minato-ku Ogino
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2019-06-24
Also published as: EP1096711A4; EP1096711A1; EP1096711B1; DE69934691D1; HK1040847B; CN1174574C; HK1040847A1; AU4391999A; JP3028804B2; JP2000022665A; AU760919B2; WO2000002338A1; CN1315091A; US6813309B1

Description

Technisches Gebiet:
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Empfangsverfahren und eine Empfangsschaltung in einem CDMA ("Code Division Multiple Access" – Codemultiplex-Vielfachzugriff) verwendenden drahtlosen Kommunikationssystem und insbesondere ein Empfangsverfahren und eine Empfangsschaltung, wobei ein RAKE-Kombinationsempfänger verwendet wird.
Stand der Technik:
CDMA ist eine Vielfachzugriffstechnik bei drahtlosen Kommunikationssystemen. Die Anwendung von CDMA in einem Mobilkommunikationssystem aus einer Basisstation und mehreren mobilen Kommunikationsendgeräten hat den Vorteil, dass eine Erhöhung der Anzahl der Endgeräte ermöglicht wird, denen das System Rechnung tragen kann, und den Vorteil einer Verringerung der Sendeleistung.
In Kommunikationssystemen, die CDMA einsetzen, wird im Allgemeinen eine Spreizspektrumsmodulation verwendet. Bei der Kommunikation durch die Spreizspektrumsmodulation werden die Sendesignale einer Spreizmodulation unter Verwendung eines PN-("Pseudo-random Number" – Pseudozufallszahl)-Codes als ein Spreizcode auf der Sendeseite unterzogen, um das Spektrum der Sendesignale zu spreizen, und diese Signale werden dann zur Empfangsseite gesendet. Auf der Empfangsseite werden die demodulierten Sendesignale durch Herstellen der Synchronisation und anschließendes Entspreizen der empfangenen Signale, die ein Spreizspektrum aufweisen, unter Verwendung desselben PN-Codes, der auf der Sendeseite verwendet wurde, erhalten. Dieser PN-Code, der demjenigen gleicht, der auf der Sendeseite verwendet wurde, wird als "spreading code replica" bzw. Spreizcodekopie bezeichnet.
Wenngleich in der folgenden Erklärung eine Direktsequenz als das Verfahren zur Spreizspektrumsmodulation verwendet wird, gilt die gleiche Diskussion, falls eine Frequenzsprung-Spreizmodulation oder dergleichen verwendet wird.
Funkwellen, die an einer empfangenden Station von einer sendenden Station ankommen, umfassen zusätzlich zu direkten Wellen, d.h. der Komponente, die direkt von der sendenden Station zur empfangenden Station ausgestrahlt wird, Komponenten, die beispielsweise von Bergen, dem Erdboden und Gebäuden reflektiert werden und den Empfänger über verschiedene Ausbreitungswege erreichen. Die Anzahl der Funkwellenkomponenten, die über verschiedene Wege laufen, gleicht der Anzahl der verschiedenen Ausbreitungswege, und die Zeit, die jede Funkwellenkomponente benötigt, um an der empfangenden Station anzukommen, unterscheidet sich entsprechend der Länge des Wegs, der eingeschlagen wird, um an der empfangenden Station anzukommen. Diese Funkwellenkomponenten, die über verschiedene Wege laufen, werden als die Mehrwegkomponenten bezeichnet. Das Sammeln und Kombinieren dieser verschiedenen Funkwellen mit unterschiedlichen Ankunftszeiten, während jeder entsprechend der Zeit bis zur Ankunft eine Verzögerungszeit gegeben wird, würde das Addieren dieser Signale zu dem empfangenen Signal der direkten Welle ermöglichen, wodurch ein größeres empfangenes Signal als für die direkte Welle allein, eine Verbesserung des S/N-Verhältnisses (Signal-Rausch-Verhältnisses) und, mit dieser Verbesserung des S/N-Verhältnisses, eine Verringerung der Sendeleistung ermöglicht werden.
Die vom Empfänger gesehene Ankunftsrichtung der Funkwellenkomponente unterscheidet sich für jeden Ausbreitungsweg, und die Technik zum Erhöhen der Empfangsempfindlichkeit durch Empfangen und Kombinieren von Funkwellen, die aus vielen Richtungen ankommen, wird als RAKE-Kombination bezeichnet, weil eine visuelle Darstellung einem Rechen (englische Übersetzung "rake") ähneln würde.
1 ist ein Blockdiagramm, in dem die Konfiguration eines in einem CDMA-Kommunikationssystem verwendeten herkömmlichen Empfängers dargestellt ist, wobei eine RAKE-Kombination, d.h. ein RAKE-Empfänger, verwendet wird. Wenngleich dieser hier als ein Empfänger bezeichnet wird, handelt es sich hierbei tatsächlich um ein mobiles Endgerät, das mit einer Basisstation in einem CDMA-Mobilkommunikationssystem kommuniziert.
Dieser Empfänger weist auf: eine Antenne 222, ein Sende-/Empfangsfilter 221, das mit der Antenne 222 verbunden ist, um Sendesignale und Empfangssignale zu trennen, eine Empfangs-Funkfrequenzeinheit 201, die mit dem empfangsseitigen Anschluss des Sende-/Empfangsfilters 221 verbunden ist, um an der Antenne 222 empfangene Funkfrequenzsignale zu verstärken und frequenzzuwandeln und sie in Empfangssignale auf dem Basisband zu wandeln, mehrere Basisband-Empfangseinheiten 202, die Basisbandsignale parallel von der Empfangs-Funkfrequenzeinheit 201 empfangen und ein Entspreizen der empfangenen Signale unter Verwendung eines vorgeschriebenen PN-Codes ausführen, einen Leistungskombinierer 204, der Signale nach dem Entspreizen, die von jeder der Basisband-Empfangseinheiten 202 ausgegeben wurden, kombiniert, einen Empfangs-Sprachprozessor 206 zum Decodieren des kombinierten Signals zu einem Sprachsignal, einen Ohrempfänger 207 zum Ausgeben von Sprache nach der Verarbeitung und eine Schaltung 203 zum Suchen angekommener Funkwellen, die eine Suche angekommener Funkwellen jeder Ausbreitungskomponente zum Ausführen der RAKE-Kombination ausführt und die Zeit des Entspreizens jeder der Basisband-Empfangseinheiten 202 mitteilt. Das in der Figur dargestellte Beispiel ist mit sechs Basisband-Empfangseinheiten 202 versehen. In diesem Fall bilden die Empfangs-Funkfrequenzeinheit 201, die Basisband-Empfangseinheiten 202, die Schaltung 203 zum Suchen angekommener Funkwellen, der Leistungskombinierer 204, der Empfangs-Sprachprozessor 206 und der Ohrempfänger 207 eine Empfangseinheit. Dieser Empfänger ist weiter mit einer Sendeeinheit versehen, welche aufweist: ein Mikrofon 210, das eingegebene Sprache in ein elektronisches Signal (Sprachsignal) wandelt, einen Sende-Sprachprozessor 211, der das vom Mikrofon 210 ausgegebene Sprachsignal codiert, einen Basisband-Sendeprozessor 213, der das codierte Signal mit einem vorgeschriebenen PN-Code spreizmoduliert und es in Basisband-Sendesignale wandelt, und eine Sende-Funkfrequenzeinheit 214, die Basisband-Sendesignale in Funkfrequenz-Sendesignale wandelt. Die Ausgabe der Sende-Funkfrequenzeinheit 214, d.h. die Funkfrequenz-Sendesignale, werden dem sendeseitigen Anschluss des Sende-/Empfangsfilters 221 zugeführt.
Weil sich die Ankunftszeiten von Funkwellen für verschiedene Ausbreitungswege unterscheiden, weist der in 1 dargestellte Empfänger nicht nur mehrere Basisband-Empfangseinheiten 202 zum Entspreizen der Basisbandsignale auf, sondern er verwendet die Schaltung 203 zum Suchen angekommener Funkwellen, um die Ankunftszeit jeder Komponente mit einem verschiedenen Ausbreitungsweg zu finden. Die Schaltung 203 zum Suchen angekommener Funkwellen teilt dann die Ankunftszeit (Verzögerungszeit) der Funkwellenkomponente jedes Ausbreitungswegs einer jeweiligen Basisband-Empfangseinheit 202 mit, und jede Basisband-Empfangseinheit 202 führt ein Entspreizen der empfangenen Funkwellen aus, während die Zeit des PN-Codes entsprechend der mitgeteilten Ankunftszeit verschoben wird. Weil die Zeit des PN-Codes entsprechend den Ankunftszeiten verschoben wird, haben die Signale, die von jeder der Basisband-Empfangseinheiten 202 nach dem Entspreizen ausgegeben werden, eine übereinstimmende Phase, und die Kombination der Leistung dieser Signale am Leistungskombinierer 204 ermöglicht ein größeres Empfangssignal. In einem RAKE-Empfänger wird die Komponente, die das Entspreizen für jede Ankunftszeit ausführt, als ein "Finger" bezeichnet.
Der vorstehend beschriebene RAKE-Empfänger weist sechs Basisband-Empfangseinheiten 202 und damit sechs Finger auf.
Die Chip-Rate des PN-Codes, der zur Spreizmodulation auf der Sendeseite und zum Entspreizen auf der Empfangsseite verwendet wird, kann beispielsweise 4 MHz betragen, wobei die Zeit je Chip in diesem Fall 0,25 μs beträgt. Dagegen kann die Differenz der Ankunftszeiten der Mehrwegkomponenten mehrere zehn Mikrosekunden erreichen. 2 zeigt die Beziehung zwischen den Verzögerungszeiten (dem Betrag der Verschiebung der Chip-Phase) und der empfangenen Leistung nach dem Entspreizen, falls die Chip-Phase des beim Entspreizen verwendeten PN-Codes um Grad, beispielsweise um 1/4 Chip verschoben ist, in einer Umgebung, in der die Funkwellen auf verschiedenen Ausbreitungswegen gleichzeitig empfangen werden. Diese Graphik wird als Verzögerungsprofil bezeichnet.
Weil Funkwellen, die von einer Übertragungsstation auf verschiedenen Ausbreitungswegen ankommen, unterschiedliche Ankunftszeiten aufweisen, treten Spitzen der empfangenen Leistung bei verschiedenen Verzögerungszeiten auf. Das in der Figur dargestellte Beispiel hat drei Spitzen, nämlich Spitze #1, Spitze #2 und Spitze #3, und der Abstand zwischen diesen drei Spitzen entspricht der Differenz der Ankunftszeiten. Die Schaltung 203 zum Suchen angekommener Funkwellen sucht nach den Positionen dieser Spitzen und weist jeder der Basisband-Empfangseinheiten 202 eine Spitze zu. Die Suche nach den Positionen der Spitzen entspricht in diesem Fall dem Finden von Ankunftszeitdifferenzen. In jeder der Basisband-Empfangseinheiten 202 wird die Funkwellenkomponente, die auf dem Ausbreitungsweg angekommen ist, der der zugewiesenen Spitze entspricht, einem Entspreizen unterzogen, indem das Entspreizen des empfangenen Signals mit dem PN-Code der Chip-Phase ausgeführt wird, die der zugewiesenen Spitzenposition entspricht. Auf diese Weise werden die Empfangssignale der Funkwellenkomponenten von jedem der verschiedenen Ausbreitungswege an jeder Basisband-Empfangseinheit einer geeigneten Entspreizung unterzogen, und die entspreizten empfangenen Signale werden leistungskombiniert, um eine Erhöhung der Intensität des Empfangssignals und eine Verbesserung des S/N-Verhältnisses zu ermöglichen.
3 ist ein Blockdiagramm, in dem ein Beispiel der Konfiguration der Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen in dem herkömmlichen RAKE-Empfänger dargestellt ist. Diese Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen weist auf: eine Entspreizeinheit 231, der ein PN-Code gegeben wird und die das Entspreizen der empfangenen Signale auf der Grundlage des PN-Codes ausführt, einen Integrator 232, der das Ausgangssignal von der Entspreizeinheit 231 über das Zeitintervall eines Symbols integriert und über einen noch längeren Zeitraum integriert, einen Dual-Port-RAM (DPRAM), der die Ausgabewerte des Integrators 232 speichert, eine Suchschaltung 235, die innerhalb des Dual-Port-RAMs sucht, Spitzen für jede Verzögerungszeit erfasst und jeder der Basisband-Empfangseinheiten 202 Spitzenpositionen zuweist, einen PN-Codegenerator 236, der den PN-Code erzeugt, und eine Steuereinheit 237, die die Phase des vom PN-Codegenerator 236 erzeugten PN-Codes steuert und die Schreibadressen des Dual-Port-RAMs 234 steuert. Das Entspreizen der empfangenen Signale wird dann in der Entspreizeinheit 231 ausgeführt, während die Phase des am PN-Codegenerator 236 erzeugten PN-Codes in Inkrementen von beispielsweise 1/4 Chip verschoben wird, die Ausgabe der Entspreizeinheit 231 wird am Integrator 232 integriert, und der Wert des Integrationsergebnisses wird im Dual-Port-RAM 234 entsprechend der Phase des PN-Codes zu dieser Zeit gespeichert. Ein Verzögerungsprofil, wie es in 2 dargestellt ist, wird auf diese Weise im Dual-Port-RAM 234 gespeichert. Die Suchschaltung 235 sucht innerhalb dieses Dual-Port-RAMs 234, bestimmt eine Spitzenposition, die jeder der Basisband-Empfangseinheiten 202 zuzuweisen ist, und teilt jeder Basisband-Empfangseinheit 202 eine Ankunftszeitdifferenz mit, die einer bestimmten Spitzenposition entspricht.
In einem Mobilkommunikationssystem in der Art eines Automobiltelefonsystems oder eines tragbaren Telefonsystems kann angenommen werden, dass sich mindestens eine von einer Sendestation und einer Empfangsstation bewegt, wodurch bewirkt wird, dass sich die Ausbreitungswege von Funkwellen zwischen der Sendestation und der Empfangsstation Minute für Minute ändern und sich die Positionen von Spitzen, die Ausbreitungswegen entsprechen, dadurch auch ändern. In manchen Fällen können ein Ausbreitungsweg und die zugeordnete Spitze verschwinden, oder es kann ein neuer Ausbreitungsweg auftreten und dadurch auch eine neue Spitze erscheinen. Insbesondere kann sich ein Verzögerungsprofil abrupt ändern, wenn sich eine Mobileinheit mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt, und die Spitzen angekommener Funkwellen müssen ständig gesucht werden, um einen Verlust der Spitzenpositionen zu verhindern.
Beispielsweise sind in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung 181704/97 ( JP 09181704 A ) ein Mehrweg-Suchverfahren und ein CDMA-Signalempfänger offenbart, die Änderungen in dem Verzögerungsprofil eines CDMA-Signals verfolgen können und eine RAKE-Kombination mehrerer Ausbreitungswege ausführen können. Bei diesem Verfahren wird ein Empfänger verwendet, der einen Suchfinger und Verfolgungsfinger aufweist, die der vorstehend beschriebenen Basisband-Empfangseinheit ähneln. Wie in 4 dargestellt ist, werden als Anfangsvorgang in Schritt S1 die Pegel des Empfangssignals bei allen Chip-Phasen durch den Suchfinger erfasst. Auf der Grundlage des mittleren Empfangssignalpegels, der in dieser anfänglichen Suche erfasst wird, werden in Schritt S2 Wege, die einer RAKE-Kombination zu unterziehen sind, ausgewählt, und die Phasen dieser ausgewählten Wege werden unter Verwendung der Verfolgungsfinger festgestellt. Nach dem Ausführen einer Integration und Dämpfung wird eine Demodulation für jeden Weg ausgeführt, woraufhin die RAKE-Kombination stattfindet. Jeder Verfolgungsfinger hat die Funktion zum unabhängigen Verfolgen jedes Wegs. Wenn sich Wege überlappen, d.h. wenn dieselbe Spitze Verfolgungsfingern zugewiesen ist, wird ein ausgewählter Weg einem Verfolgungsfinger auf der Grundlage von Ranginformationen der Empfangssignalpegel in Schritt S4 neu zugewiesen. Andererseits erfasst der in Schritt S3 dargestellte Suchfinger die Empfangssignalpegel für alle Chip-Phasen des Bereichs der Verzögerungszeiten, die der RAKE-Kombination zu unterziehen sind. Für jede Chip-Phase wird ein Durchschnitt gebildet, und RAKE-Kombinationswege werden bei einer festen Periode ausgewählt, und ein entsprechender Spreizcodekopie-Code (PN-Code) wird dann jedem Verfolgungsfinger gegeben.
5 ist ein Blockdiagramm, in dem die Konfiguration des in der vorstehend beschriebenen offen gelegten japanischen Patentanmeldung 181704/97 offenbarten CDMA-Signalempfängers dargestellt ist. Dieser Empfänger weist auf: mehrere Verfolgungsfinger 300, Suchfinger 350, einen Langcode-Spreizcodekopiegenerator 381, der einen PN-Code erzeugt, einen RAKE-Kombinationswegwähler 382 zum Auswählen von Wegen, die einer RAKE-Kombination zu unterziehen sind, Detektoren 383, die jeweils eine absolute synchrone Erfassung der Ausgabe eines jeweiligen Verfolgungsfingers 300 ausführen, und eine RAKE-Kombinationsschaltung 385, die eine RAKE-Kombination der Ausgabe jedes Detektors 383 ausführt und ein Ausgangssignal ausgibt. Ein empfangenes Eingangsspreizsignal wird jedem Verfolgungsfinger 300 und jedem Suchfinger 350 zugeführt.
Weil jeder Verfolgungsfinger 300 mit einer unabhängigen Verfolgungsfunktion versehen ist, wie in der vorstehenden Erklärung beschrieben wurde, sind zwei Sätze von Multiplizierern 301 und 302 und Integrations-Dämpfungsschaltungen 304 und 305 zum Verfolgen zusätzlich zum Multiplizierer 303 und zur Integrations-Dämpfungsschaltung 307, die zum Signalempfang bereitgestellt sind, bereitgestellt. Die Multiplizierer 301 bis 303 dienen dem Multiplizieren eines PN-Codes mit einem empfangenen eingegebenen Spreizsignal und dem Ausführen eines Entspreizens, und die Integrations-Dämpfungs schaltungen 304, 305 und 307 dienen dem Integrieren der Ausgaben der Multiplizierer 301 bis 303 bei festen Zeitintervallen. Amplitudenquadrierungsschaltungen 308 und 309 sind für das Quadrieren von jeder der Ausgaben (Amplituden) der Integrations-Dämpfungsschaltungen 304 und 305 für das Verfolgen bereitgestellt. Zusätzlich weist jeder Verfolgungsfinger 300 auf: einen Subtrahierer 310 zum Berechnen der Differenz der Ausgaben der Amplitudenquadrierungsschaltungen 308 und 309, einen Schleifenfilter 311 zum Empfangen der Ausgaben des Subtrahierers 310, einen Spreizcodekopie-Zeitsteuerungs-Signalgenerator 312 zum Bestimmen des Betrags der Verzögerung (Zeit) des PN-Codes auf der Grundlage der Ausgabe des Schleifenfilters 311 und eine Spreizcodekopie-Verzögerungseinheit 306, um für jeden der Multiplizierer 301 bis 303 einem PN-Code vom Langcode-Spreizcodekopiegenerator 381 eine Verzögerung auf der Grundlage von Steuersignalen vom Spreizcodekopie-Zeitsteuerungs-Signalgenerator 312 zu geben und an diese Multiplizierer 301 bis 303 auszugeben.
Der Suchfinger 350 weist auf: einen Multiplizierer 351 zum Multiplizieren des empfangenen Eingangsspreizsignals mit dem PN-Code, eine Integrations-Dämpfungsschaltung 352 zum Integrieren der Ausgabe des Multiplizierers 351 in festen Intervallen, eine Amplitudenquadrierungsschaltung 353 zum Berechnen des Quadrats der Ausgabe (Amplitude) der Integrations-Dämpfungsschaltung 352, einen Empfangspegelspeicher 354 zum Speichern des Verzögerungsprofils auf der Grundlage der Ausgabe der Amplitudenquadrierungsschaltung 353 und eine Spreizcodekopie-Verzögerungseinheit 355 zum Versehen des PN-Codes vom Langcode-Spreizcodekopiegenerator 381 mit einer Verzögerung und zum Zuführen des verzögerten PN-Codes zum Multiplizierer 351.
Wie vorstehend beschrieben wurde, muss das Verzögerungsprofil der Empfangssignale erhalten werden und müssen die Spitzenpositionen erfasst werden, wenn ein RAKE-Empfang in einem Mobilkommunikationssystem ausgeführt wird. In dem Fall der in 1 dargestellten Schaltung muss die Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen weiter über den gesamten vorstellbaren Bereich von Änderungen von Ankunftszeitdifferenzen für jede Mehrwegkomponente nach Spitzen suchen, und es wird daher ständig Strom verbraucht. Ähnlich muss im Fall des in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung 181704/97 beschriebenen Signalempfängers nicht nur der Suchfinger ständig betrieben werden, sondern es müssen auch die Schaltungen für die Verfolgung an jedem Verfolgungsfinger ständig betrieben werden, wobei der Stromverbrauch entsprechend zunimmt. Bei einem Empfänger, der eine RAKE-Kombination ausführt, sind die Schaltungen, die dem Ausgang der Empfangs-Funkfrequenzeinheit folgen, typischerweise konfiguriert, um eine digitale Signalverarbeitung auszuführen, und die Rechenbelastung des Integrationsprozesses für die Spitzensuche ist größer als für den Integrationsprozess für das Entspreizen normaler Signale und verbraucht daher proportional mehr Leistung. Weiterhin zieht der Prozess zum Durchsuchen des Dual-Port-RAMs oder des Empfangspegelspeichers zum Finden von Spitzenpositionen einen Prozess eines Schritt für Schritt ausgeführten Vergleichs der Daten innerhalb dieses Speichers nach sich, was auch zu einem größeren Leistungsverbrauch führt.
In GB-A-2 318 952 ist eine schnelle Pilotkanalerfassung unter Verwendung eines angepassten Filters in einem CDMA-Funktelefon beschrieben. Bei einem CDMA-Kommunikationssystem, bei dem Pseudozufallsrauschcodes (PN-Codes) verwendet werden, hat ein Funktelefon einen Empfängersucher mit mindestens einem angepassten Filter zum Erfassen der Pilotsignale aller nahe gelegenen Basisstationen. Eine Steuereinrichtung identifiziert das stärkste Pilotsignal und leitet eine Kommunikation mit der entsprechenden Basisstation ein. Die Steuereinrichtung identifiziert jedes Signal und weist den stärksten empfangenen Signalen Finger eines RAKE-Empfängers zu.
Offenbarung der Erfindung:
Eine Suche angekommener Funkwellen, die von einem herkömmlichen Verfahren zum Verwirklichen eines RAKE-Empfangs ausgeführt wird, wie vorstehend beschrieben wurde, führt zu einem hohen Niveau des Leistungsverbrauchs und vergrößert insbesondere das Problem der Verringerung der möglichen Sprechzeit eines mobilen Endgeräts, bei dem die Verwendung eines Batteriebetriebs vorausgesetzt wird, d.h. in einem Automobil-Telefonendgerät oder einem tragbaren Telefonendgerät.
Die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Empfangsverfahren bereitzustellen, das die Betriebszeit einer Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen in einem mobilen Endgerät, das eine RAKE-Kombination ausführt, verkürzen kann und auf diese Weise den Stromverbrauch verringern kann.
Die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Empfangsschaltung bereitzustellen, die die Betriebszeit einer Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen in einem mobilen Endgerät, das eine RAKE-Kombination ausführt, verkürzen kann und auf diese Weise den Stromverbrauch verringern kann.
Die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Empfangsverfahren in einem mobilen Endgerät gelöst, das eine Kommunikation durch Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA) unter Verwendung eines Spreizspektrums verwirklicht, eine Suche angekommener Funkwellen ausführt, um Funkwellen von Ausbreitungswegen mit unterschiedlichen Verzögerungszeiten zu erfassen, und eine RAKE-Kombination verwendet, um empfangene Signale von Funkwellen verschiedener Ausbreitungswege zu kombinieren, wobei das Empfangsverfahren ein CDMA-Empfangsverfahren mit den folgenden Schritten ist: Feststellen des Empfangszustands empfangener Signale und Ändern des Bereichs der Verzögerungszeit, in dem eine Suche angekommener Funkwellen ausgeführt wird, wenn der Empfangszustand eine vorgeschriebene Bedingung erfüllt.
Die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch durch ein Empfangsverfahren in einem mobilen Endgerät gelöst, das die Kommunikation durch Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA) unter Verwendung eines Spreizspektrums verwirklicht, eine Suche angekommener Funkwellen ausführt, um die Funkwellen von Ausbreitungswegen mit unterschiedlichen Verzögerungszeiten zu erfassen, und eine RAKE-Kombination verwendet, um empfangene Signale von Funkwellen verschiedener Ausbreitungswege zu kombinieren, wobei das Empfangsverfahren ein CDMA-Empfangsverfahren mit den folgenden Schritten ist: Feststellen des Schwankungsbetrags in dem empfangenen elektrischen Feld der empfangenen Signale und Ändern des Bereichs der Verzögerungszeit, in dem eine Suche angekommener Funkwellen ausgeführt wird, wenn der Schwankungsbetrag eine vorgeschriebene Bedingung erfüllt.
Bei dem CDMA-Empfangsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Schwankungsbetrag in dem empfangenen elektrischen Feld typischerweise der Fading-Abstand oder die Fading-Tiefe. Zusätzlich kann ein Verfahren als das Verfahren zum Beschränken des Bereichs der Verzögerungszeit vorgeschlagen werden, bei dem beispielsweise der Kehrwert des Fading-Abstands mit einem vorgeschriebenen Schwellenwert verglichen wird oder die Bewegungsgeschwindigkeit des mobilen Endgeräts anhand des Fading-Abstands berechnet wird und diese Bewegungsgeschwindigkeit mit einem Schwellenwert verglichen wird und, falls der Schwellenwert kleiner ist, eine Spitzensuche beispielsweise nur in den Umgebungen zuvor gefundener Spitzen, d.h. den Umgebungen bei einer vorausgehenden Suche gefundener Spitzen, ausgeführt wird.
Die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine CDMA-Empfangsschaltung verwirklicht, die eine Empfangsschaltung in einem mobilen Endgerät ist, das eine Kommunikation durch Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA) unter Verwendung eines Spreizspektrums verwirklicht und eine RAKE-Kombination zum Kombinieren empfangener Signale von Funkwellen verschiedener Ausbreitungswege verwendet, aufweisend: Basisband-Empfangseinrichtungen, die ein Entspreizen empfangener Signale ausführen, eine Einrichtung zum Messen der Intensität des elektrischen Felds, die den Schwankungsbetrag in dem empfangenen elektrischen Feld feststellt, und eine Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen, die eine Suche angekommener Funkwellen ausführt, wodurch die Funkwellen von Ausbreitungswegen unterschiedlicher Verzögerungszeiten erfasst werden, und Funkwellen verschiedener Ausbreitungswege jeweiligen Basisband-Empfangseinrichtungen zuweist, wobei der Bereich der Verzögerungszeiten der Suche angekommener Funkwellen; die von der Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen ausgeführt wird, modifiziert wird, wenn der Schwankungsbetrag eine vorgeschriebene Bedingung erfüllt.
Bei der CDMA-Empfangsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung bestehen die Basisband-Empfangseinrichtungen typischerweise aus mehreren Basisband-Empfangseinheiten, die für den RAKE-Empfang erforderlich sind, d.h. mehreren Fingern.
Die Verzögerungszeit einer Funkwelle auf jedem Ausbreitungsweg ändert sich mit der Bewegung des mobilen Endgeräts, es kann jedoch angenommen werden, dass die Änderung der Ankunftszeiten bei höheren Bewegungsgeschwindigkeiten höher ist und bei niedrigen Bewegungsgeschwindigkeiten niedriger ist. Wenn die Änderung der Ankunftszeit niedrig ist, sollten Spitzen nur in den Umgebungen zuvor gefundener Ankunftszeiten gesucht werden, und es ist nicht erforderlich, dass die Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen weiter über den gesamten vorstellbaren Bereich von Änderungen der Chip-Phase nach Spitzen sucht. Alternativ kann die Suche nach angekommenen Funkwellen intermittierend ausgeführt werden.
Im Fall eines mobilen Endgeräts wird ein Fading mit der Bewegung beobachtet. Das Zeitintervall zwischen Mulden des empfangenen elektrischen Felds infolge von Fading wird als Fading-Abstand bezeichnet, und der Fading-Abstand hängt von der Bewegungsgeschwindigkeit des mobilen Endgeräts ab. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Fading-Abstand gemessen und dieser gemessene Fading-Abstand mit einem vorgeschriebenen Schwellenwert verglichen, oder es wird die Bewegungsgeschwindigkeit, die anhand des gemessenen Fading-Abstands geschätzt wurde, mit einem vorgeschriebenen Schwellenwert verglichen. Es wird festgestellt, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des mobilen Endgeräts niedrig ist, falls der Schwellenwert unter den Fading-Abstand fällt (mit anderen Worten, falls der Schwellenwert größer als der Kehrwert des Fading-Abstands ist) oder falls der Schwellenwert größer als die Bewegungsgeschwindigkeit ist. Falls festgestellt wird, dass die Geschwindigkeit niedrig ist, wird die Suche angekommener Funkwellen nur in den Umgebungen zuvor gefundener Ankunftszeiten für jeden Ausbreitungsweg ausgeführt. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass die Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen intermittierend betrieben wird und eine Verringerung des Leistungsverbrauchs des gesamten mobilen Endgeräts verwirklicht werden kann. Statt anhand des Fading-Abstands festzustellen, ob die Bewegungsgeschwindigkeit des mobilen Endgeräts hoch oder niedrig ist, ermöglicht die vorliegende Erfindung auch das Bestimmen, ob Fading beobachtbar ist oder nicht. Falls es kein Fading gibt, kann festgestellt werden, dass sich das mobile Endgerät tatsächlich nicht bewegt, d.h. stationär ist, und es kann in diesem Fall der Suchbereich der Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen drastisch eingeschränkt werden, um eine noch größere Verringerung des Leistungsverbrauchs zu verwirklichen. In diesem Fall bedeutet das Nichtvorhandensein von Fading, dass das Fading beispielsweise im Wesentlichen nicht beobachtbar ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnung:
Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm des Aufbaus eines herkömmlichen Empfängers, in dem eine RAKE-Kombination eingesetzt wird und der in einem CDMA-Kommunikationssystem verwendet wird,
2 eine Graphik der Beziehung zwischen dem Verzögerungsbetrag in einem PN-Code und der empfangenen Leistung,
3 ein Blockdiagramm eines Beispiels des Aufbaus einer Ankunftszeit-Suchschaltung in dem herkömmlichen Empfänger,
4 die Prozeduren eines Mehrweg-Suchverfahrens aus dem Stand der Technik, welches eine RAKE-Kombination mehrerer Wege erlaubt,
5 ein Blockdiagramm des Aufbaus eines CDMA-Signalempfängers aus dem Stand der Technik, der gemäß dem in 4 dargestellten Mehrweg-Suchverfahren arbeitet,
6 ein Blockdiagramm des Aufbaus eines Empfängers gemäß der grundlegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
7 ein Blockdiagramm eines Beispiels des Aufbaus der Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen,
8 eine Graphik eines Beispiels der zeitlichen Änderung der Intensität des empfangenen elektrischen Felds infolge von Fading,
9 eine Graphik der Beziehung zwischen dem Verzögerungsbetrag des PN-Codes und der empfangenen Leistung und des Suchbereichs der Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen,
10 ein Flussdiagramm zum Erklären des Betriebs des in 6 dargestellten Empfängers,
11 eine Ansicht zum Erklären der Grundgedanken der Festlegung des Schwellenwerts,
12 eine Graphik eines anderen Beispiels der zeitlichen Änderung der Intensität des empfangenen elektrischen Felds infolge von Fading,
13 eine Graphik zum Erklären eines Falls, in dem eine Hysterese in dem Schwellenwert festgelegt wird,
14 eine Graphik zum Erklären eines Falls, in dem der Suchbereich über drei Niveaus geschaltet wird und eine Hysterese in den Schwellenwerten festgelegt wird,
15 eine Graphik der Beziehung zwischen dem Verzögerungsbetrag des PN-Codes und der empfangenen Leistung und des Suchbereichs der Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen in einem Fall, in dem der Suchbereich über drei Niveaus geschaltet wird,
16 ein Blockdiagramm des Aufbaus eines Empfängers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
17 ein Flussdiagramm zum Erklären der Arbeitsweise des in 16 dargestellten Empfängers.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung:
Mit Bezug auf die Figuren werden als nächstes bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erklärt.
Zuerst wird die grundlegende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. 6 ist ein Blockdiagramm, in dem der Aufbau eines Empfängers gemäß dieser Ausführungsform dargestellt ist. Dieser Empfänger verwendet eine RAKE-Kombination und wird in einem CDMA-Kommunikationssystem verwendet. Wenngleich sie hier als ein Empfänger bezeichnet wird, ist diese Einheit tatsächlich ein mobiles Endgerät in einem CDMA-Mobilkommunikationssystem und kommuniziert mit einer Basisstation. Konkret ausgedrückt, besteht diese Einheit beispielsweise aus einem tragbaren Telefon.
Dieser Empfänger weist auf: eine Antenne 122, ein Sende-/Empfangsfilter 121, das mit einer Antenne 122 verbunden ist, um Sendesignale und Empfangssignale zu trennen, eine Empfangs-Funkfrequenzeinheit 101, die mit dem empfangs seitigen Anschluss des Sende-/Empfangsfilters 121 verbunden ist und an der Antenne 122 empfangene Funkfrequenzsignale verstärkt und frequenzwandelt, um diese Signale zu Empfangssignalen auf dem Basisband zu wandeln, mehrere Basisband-Empfangseinheiten 102, die empfangene Basisbandsignale parallel von der Empfangs-Funkfrequenzeinheit 101 empfangen und ein Entspreizen der empfangenen Signale unter Verwendung eines vorgeschriebenen PN-Codes ausführen, einen Leistungskombinierer 104, der Signale nach dem Entspreizen kombiniert, die von jeder der Basisband-Empfangseinheiten 102 ausgegeben werden, einen Empfangs-Sprachprozessor 106, der das kombinierte Signal zu einem Sprachsignal decodiert, einen Ohrempfänger 107, der Sprache nach der Verarbeitung ausgibt, eine Schaltung 103 zum Suchen angekommener Funkwellen, die eine Suche nach angekommenen Funkwellen für die RAKE-Kombination ausführt, Spitzen jeder Ausbreitungskomponente mit unterschiedlichen Verzögerungszeiten erfasst und jeder Basisband-Empfangseinheit 102 eine Entspreizzeit mitteilt, und eine Einheit 112 zum Messen der Intensität des elektrischen Felds, welche die Intensität des empfangenen elektrischen Felds auf der Grundlage vom Leistungskombinierer 104 an die Station ausgegebener Signale misst, um den Fading-Abstand festzustellen. In dem in der Figur dargestellten Beispiel sind sechs Basisband-Empfangseinheiten 102 bereitgestellt, so dass der RAKE-Empfänger sechs Finger aufweist. In diesem Fall bilden die Empfangs-Funkfrequenzeinheit 101, die Basisband-Empfangseinheiten 102, die Schaltung 103 zum Suchen angekommener Funkwellen, der Leistungskombinierer 104, der Empfangs-Sprachprozessor 106, der Ohrempfänger 107 und die Einheit 112 zum Messen des empfangenen elektrischen Felds die Empfangseinheit.
Dieser Empfänger ist weiter mit einer Sendeeinheit versehen, die aus folgendem besteht: einem Mikrofon 110, das eingegebene Sprache in elektrische Signale (Sprachsignale) umwandelt, einem Sende-Sprachprozessor 111, der das Sprachsignal codiert, welches vom Mikrofon 110 ausgegeben wird, einer Basisband-Sendeeinheit 113, die das codierte Signal mit einem vorgeschriebenen PN-Code spreizmoduliert und es in ein Basisband-Sendesignal umwandelt, und einer Sende-Funkfrequenzeinheit 114, die das Basisband-Sendesignal in ein Funkfrequenz-Sendesignal umwandelt. Die Ausgabe der Sende-Funkfrequenzeinheit 114, d.h. das Funkfrequenz-Sendesignal, wird dem sendeseitigen Anschluss des Sende-/Empfangsfilters 121 zugeführt.
Weil sich die Ankunftszeiten von Funkwellen verschiedener Ausbreitungswege unterscheiden, sind mehrere Basisband-Empfangseinheiten (Finger) 102 zum Entspreizen der Basisbandsignale für jeden Ausbreitungsweg bereitgestellt, und es wird weiter die Ankunftszeit jeder Komponente mit einem anderen Ausbreitungsweg durch die Schaltung 103 zum Suchen angekommener Funkwellen gefunden. Jede der Basisband-Empfangseinheiten 102 führt ein Entspreizen der empfangenen Funkwellen aus, während die Chip-Phase, d.h. die Zeit des PN-Codes, entsprechend den Ankunftszeiten, die von der Schaltung 103 zum Suchen angekommener Funkwellen erfasst werden, verschoben wird. Auf diese Weise werden die von den Basisband-Empfangseinheiten 102 ausgegebenen Entspreizsignale im Leistungskombinierer 104 leistungskombiniert, um ein großes empfangenes Signal zu erhalten.
7 ist ein Blockdiagramm, in dem ein Beispiel des Aufbaus der Ankunftszeit-Suchschaltung 103 dargestellt ist. Diese Schaltung 103 zum Suchen angekommener Funkwellen weist auf: eine Entspreizeinheit 131, der ein PN-Code gegeben wird und die das Entspreizen eines empfangenen Signals auf der Grundlage dieses PN-Codes ausführt, einen Integrator 132, der das von der Entspreizeinheit 131 ausgegebene Signal über das Zeitintervall eines Symbols integriert und dann dieses Integrationsergebnis über ein noch längeres Zeitintervall integriert, einen Dual-Port-RAM (DPRAM) 134, der den vom Integrator 132 ausgegebenen Wert speichert, eine Suchschaltung 135, die innerhalb des Dual-Port-RAMs 134 sucht, Spitzen für jede Verzögerungszeit erfasst und jeder der Basisband-Empfangseinheiten 102 eine Spitzenposition zuweist, einen PN-Codegenerator 136, der PN-Codes erzeugt, und eine Steuereinheit 137, die die Gesamtsteuerung der Ankunftszeit-Suchschaltung 103 ausführt. Wie nachstehend beschrieben wird, wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Mobileinheit, die diesen Empfänger aufweist, in diesem Empfänger durch die Einheit 112 zum Messen der Intensität des elektrischen Felds geschätzt, und die Steuereinheit 137 empfängt Informationen von der Einheit 112 zum Messen der Intensität des elektrischen Felds in Bezug darauf, ob sich die Mobileinheit mit hoher Geschwindigkeit bewegt. Insbesondere steuert die Steuereinheit 137 nicht nur die Phase des vom PN-Codegenerator 136 erzeugten PN-Codes und die Adressen, wenn in den Dual-Port-RAM 134 geschrieben wird, sondern sie bestimmt auch den Bereich der Spitzensuche, die von der Ankunftszeit-Suchschaltung 103 ausgeführt wird, auf der Grundlage der Informationen von der Einheit 112 zum Messen der Intensität des elektrischen Felds, und sie bestimmt die Betriebszeit der Funkwellen-Ankunftszeit-Suchschaltung 103.
Wenn eine Spitzensuche ausgeführt wird, wird das Entspreizen des empfangenen Signals an der Entspreizeinheit 131 ausgeführt, während die Phase des in Inkrementen von beispielsweise 1/4 Chip vom PN-Codegenerator 136 erzeugten PN-Codes, wie in der Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen (siehe 3) in dem Empfänger aus dem Stand der Technik, verschoben wird. Die Ausgabe wird durch den Integrator 132 integriert, und das Integrationsergebnis wird im Dual-Port-RAM 134 gespeichert. Falls der Bereich der Spitzensuche zu dieser Zeit beschränkt ist, wird die Spitzensuche nur innerhalb dieses beschränkten Bereichs ausgeführt. Weil die Geschwindigkeit der Verschiebung des PN-Codes festgelegt ist, wird die Spitzensuche intermittierend ausgeführt, wenn der Bereich der Spitzensuche beschränkt ist, verglichen mit einem Fall, in dem die Spitzensuche über den gesamten Bereich ausgeführt wird.
Ein Verzögerungsprofil wird durch den vorstehend beschriebenen Prozess im Dual-Port-RAM 134 gespeichert, wodurch die Suchschaltung 135 innerhalb des Dual-Port-RAMs 134 sucht, die Spitzenpositionen bestimmt, die jeweiligen Basisband-Empfangseinheiten 102 zuzuweisen sind, und die Ankunftszeitdifferenzen, die den bestimmten Spitzenpositionen entsprechen, jeder der Basisband-Empfangseinheiten 102 mitteilt.
In diesem Empfänger misst die Einheit 112 zum Messen der Intensität des elektrischen Felds die Intensität des empfangenen elektrischen Felds und erfasst das Abfallen des empfangenen elektrischen Felds, das durch Fading erzeugt wird. Dieser Empfänger, der ein mobiles Endgerät ist, macht entsprechend seiner Bewegungsgeschwindigkeit ein Fading durch, wobei sich die Ankunftszeiten für jeden Ausbreitungsweg ändern. 8 ist eine Graphik, in der ein Beispiel der Variation der Intensität des empfangenen elektrischen Felds dargestellt ist, die durch Fading hervorgerufen wird. Die Zeitintervalle zwischen den Minima (Mulden) der Intensität des empfangenen elektrischen Felds, die durch Fading hervorgerufen werden, werden als "Fading-Abstand" bezeichnet. Die Änderung der Intensität des empfangenen elektrischen Felds, die durch Fading hervorgerufen wird, hat eine starke Korrelation mit der Änderung der Position von Spitzenwerten in dem empfangenen Signal, wenn die Chip-Phase um einige Grad geändert wird.
9 zeigt die Beziehung zwischen dem Betrag der Verschiebung der Chip-Phase (Zeitintervall t) und der empfangenen Leistung nach dem Entspreizen für einen Fall, in dem die Chip-Phase des beim Entspreizen verwendeten PN-Codes um einige Grad verschoben ist. Funkwellen, die von der sendenden Station ankommen, nachdem sie über verschiedene Ausbreitungswege gelaufen sind, weisen voneinander verschiedene Ankunftszeiten auf und haben daher für verschiedene Chip-Phasen Spitzenwerte in der empfangenen Leistung. Drei Spitzen, nämlich Spitze #1, Spitze #2 und Spitze #3, sind in dem in der Figur dargestellten Beispiel dargestellt, und die Intervalle zwischen diesen Spitzen entsprechen den Differenzen der Ankunftszeiten.
Falls sich das mobile Endgerät mit hoher Geschwindigkeit bewegt, schwanken auch die Spitze #1, die Spitze #2 und die Spitze #3 zeitlich stark, und die Schaltung 103 zum Suchen angekommener Funkwellen muss daher ständig über den gesamten vorstellbaren Änderungsbereich der Chip-Phase nach diesen Spitzen suchen. Der in der Figur mit "ständige Suche" bezeichnete Pfeil zeigt den Suchbereich, wenn sich das mobile Endgerät mit hoher Geschwindigkeit bewegt. Falls sich das mobile Endgerät mit niedriger Geschwindigkeit bewegt, ist die Änderung im Laufe der Zeit jedoch gering, und die Schaltung 103 zum Suchen angekommener Funkwellen braucht daher nur nach Zeiten in den kleinen Zeitbereichen in der Umgebung von Zeiten (Ankunftszeiten) zu suchen, die zuvor gesucht wurden, und sie kann Suchen mit eingestreuten Zeitlücken ausführen. Die in der Figur mit "Suchbereiche während einer langsamen Bewegung" bezeichneten Pfeile geben Bereiche an, die durchsucht werden sollten, wenn sich das mobile Endgerät mit geringer Geschwindigkeit bewegt, d.h. Umgebungen von Ankunftszeiten angeben, die zuvor für jeden Ausbreitungsweg gefunden wurden. Demgemäß kann die Schaltung 103 zum Suchen angekommener Funkwellen intermittierend statt ständig betrieben werden. Wenngleich Verzögerungsprofile innerhalb des Dual-Port-RAMs 134 in der Schaltung 103 zum Suchen angekommener Funkwellen gespeichert sind, führt weiterhin die Beschränkung der Bereiche der Spitzensuche auf Zeiten einer langsamen Bewegung zu einer Verringerung der Menge der Daten, die als Vergleichsobjekte im Dual-Port-RAM 134 verwendet werden, und zu einer Verringerung der Rechenbelastung für den Vergleich, und all diese Faktoren tragen zur Verringerung des Leistungsverbrauchs bei.
In diesem Empfänger wird eine schnelle Bewegung oder eine langsame Bewegung auf der Grundlage der Intensität des empfangenen elektrischen Felds, die von der Einheit 112 zum Messen der Intensität des elektrischen Felds gemessen wird, beurteilt. Mit anderen Worten wird eine langsame Geschwindigkeit oder eine hohe Geschwindigkeit festgestellt, indem die Fading-Periode eines Fading-Abstands gefunden wird, worin die Intensität des empfangenen elektrischen Felds in festen Intervallen große Verringerungen erfährt, wie in 8 dargestellt ist. In einem städtischen Gebiet, in dem viele Gebäude vorhanden sind, bewirkt das Vorhandensein einer großen Anzahl von Objekten; die Funkwellen reflektieren oder beugen, dass die Funkwellen von der sendenden Station als ein Typ einer stehenden Welle existieren und dass die Variation des Fadings zu einem Rayleigh-Fading wird. Daher ist der Fading-Abstand nur durch die Bewegungsgeschwindigkeit der Mobileinheit und die Frequenz der verwendeten Funkwellen festgelegt und wird nicht durch die Beziehung zwischen der Bewegungsrichtung der Mobileinheit, die diesen Empfänger aufweist, oder die Richtung der sendenden Station beeinflusst. Insbesondere wird der Fading-Abstand t durch t = c/(f × v) (1)dargestellt, wobei v die Bewegungsgeschwindigkeit ist, f die verwendete Frequenz ist und c die Lichtgeschwindigkeit ist. Mit anderen Worten ist der Fading-Abstand t umgekehrt proportional zum Produkt aus der Frequenz f der Funkwellen und der Bewegungsgeschwindigkeit v. Falls der Kehrwert des Fading-Abstands die Fading-Frequenz ist, ist die Fading-Frequenz proportional zum Produkt aus der verwendeten Funkwellenfrequenz f und der Bewegungsgeschwindigkeit v. Weil die Frequenz der verwendeten Funkwellen bekannt ist, kann die Geschwindigkeit des Empfängers (mobilen Endgeräts) anhand des Fading-Abstands (Fading-Frequenz) geschätzt werden. Die geschätzte Bewegungsgeschwindigkeit kann dann mit einem vorgeschriebenen Schwellenwert verglichen werden, um zwischen einer schnellen Bewegung und einer langsamen Bewegung zu unterscheiden. Falls die Frequenz der verwendeten Funkwellen festgelegt ist, ändert sich die Bewegungsgeschwindigkeit umgekehrt proportional zum Fading-Abstand, und der Fading-Abstand (oder die Fading-Frequenz) kann direkt mit dem Schwellenwert verglichen werden. Bei einem gewöhnlichen Mobilkommunikationssystem kann angenommen werden, dass die Frequenz der verwendeten Funkwellen in Bezug auf Frequenzzuweisungen, die auf dem Funkgesetz beruhen, festgelegt ist. In jedem Fall wird die Schaltung 103 zum Suchen angekommener Funkwellen bei einer langsamen Bewegung, von der Einheit 112 zum Messen der Intensität des elektrischen Felds gesteuert, intermittierend betrieben, braucht die Suche nach angekommenen Funkwellen nur in der Umgebung zuvor gesuchter Zeiten (Ankunftszeiten) ausgeführt zu werden und kann der durchschnittliche Leistungsverbrauch der Schaltung 103 zum Suchen angekommener Funkwellen verringert werden. Es ist bekannt, dass die Differenz zwischen den Spitzen und Mulden des Fadings zunimmt, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit hoch ist, und dass die Differenz zwischen den Spitzen und Mulden abnimmt, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit niedrig ist. Das Fading, bei dem die Mulden besonders tief sind, tritt gewöhnlich während einer schnellen Bewegung auf.
10 ist ein Flussdiagramm zur Erklärung der Arbeitsweise dieses Empfängers.
Zuerst berechnet die Einheit 112 zum Messen der Intensität des elektrischen Felds in Schritt 11 die Intensität des elektrischen Felds empfangener Funkwellen, um den Fading-Abstand (die Fading-Frequenz) festzustellen, und sie bestimmt dann die Bewegungsgeschwindigkeit des Empfängers anhand des Fading-Abstands. Die Einheit 112 zum Messen der Intensität des elektrischen Felds bestimmt dann durch Vergleichen der Bewegungsgeschwindigkeit mit einem vorgeschriebenen Schwellenwert, ob die Bewegungsgeschwindigkeit hoch oder niedrig ist.
Falls in Schritt 11 geurteilt wird, dass sich der Empfänger mit hoher Geschwindigkeit bewegt, wird die Schaltung 103 zum Suchen angekommener Funkwellen in Schritt 12 in einen ständigen Einschaltzustand versetzt und weist in Schritt 13 jeder Basisband-Empfangseinheit 102 Empfangszeiten zu. Dann bestimmt die Einheit 112 zum Messen der Intensität des elektrischen Felds in Schritt 14, ob sich der Fading-Abstand geändert hat. Falls sich der Fading-Abstand geändert hat, kehrt der Prozess zu Schritt 11 zurück. Falls keine Änderung stattgefunden hat, kehrt der Prozess zu Schritt 12 zurück.
Falls in Schritt 11 geurteilt wird, dass sich der Empfänger mit niedriger Geschwindigkeit bewegt, wird andererseits der Suchbereich der Schaltung 103 zum Suchen angekommener Funkwellen in Schritt 15 verkleinert, und es werden in Schritt 16 jeder Basisband-Empfangseinheit 102 Empfangszeiten zugewiesen. Die Einheit 112 zum Messen der Intensität des elektrischen Felds beurteilt dann in Schritt 17, ob sich der Fading-Abstand geändert hat. Falls sich der Fading-Abstand geändert hat, kehrt der Prozess zu Schritt 11 zurück. Falls sich der Fading-Abstand nicht geändert hat, kehrt der Prozess zu Schritt 15 zurück.
Diese Prozesse machen das ständige Betreiben der Basisband-Empfangseinheiten 102 Empfangszeiten zuweisenden Schaltung 103 zum Suchen angekommener Funkwellen im Fall einer langsamen Bewegung überflüssig, wodurch eine Verringerung des Stromverbrauchs ermöglicht wird und, falls der Empfänger ein tragbares Telefon ist, das eine Batterie verwendet, eine Verlängerung der Kommunikationszeit ermöglicht wird.
Als nächstes wird das Festlegen des Schwellenwerts, der eine schnelle Bewegung von einer langsamen Bewegung unterscheidet, erklärt. Gemäß dieser Ausführungsform wird auf der Grundlage entweder der Bewegungsgeschwindigkeit des mobilen Endgeräts, die anhand des Fading-Abstands herausgefunden wird, oder auf der Grundlage des Fading-Abstands selbst der Betrieb zwischen dem ständigen Einschalten der Ankunftszeit-Suchschaltung 103 und dem Ausführen einer Spitzenwertsuche über den gesamten Bereich vorstellbarer Verzögerungszeiten und dem Ausführen der Spitzensuche nur für bestimmte begrenzte Bereiche, die die zuvor gefundenen Spitzenpositionen einschließen, umgeschaltet. Der Schwellenwert für dieses Umschalten, d.h. der Schwellenwert für das Bestimmen einer langsamen oder einer schnellen Bewegung, sollte unter Berücksichtigung des Potentials erheblicher Probleme, die sich daraus ergeben, dass eine Spitzensuche nur in begrenzten Bereichen ausgeführt wird, bestimmt werden. 11 ist eine Ansicht zum Erklären der Prinzipien zum Festlegen eines Schwellenwerts, und sie zeigt die Beziehung zwischen dem Fading und dem Suchbereich. Hier wird ein Fall betrachtet, bei dem die Kommunikation unter Verwendung einer Frequenz von 2 GHz ausgeführt wird.
Falls angenommen wird, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des mobilen Endgeräts 60 km/h (16,7 m/s) beträgt, ergibt Gleichung (1) einen Fading-Abstand von 9 ms (eine Fading-Frequenz von 111,1 Hz). Mit anderen Worten steigt und fällt die Intensität des empfangenen elektrischen Felds mit einer Periode von 9 ms, wie in der Figur dargestellt ist. Weiterhin zeigen die in der Figur mit A, B, ..., G bezeichneten Linien die Zeitbereiche für das Ausführen eines Prozesses zum Berechnen der Leistung durch Multiplizieren empfangener Wellen in 10-ms-Einheiten mit dem PN-Code. Weil ein Integrationsprozess die Spitzensuche begleitet, liegt die Zeit, während derer die Berechnung ausgeführt wird, in der Größenordnung von Millisekunden. A, B, ..., G entsprechen den verschiedenen Spitzenpositionen in dem Verzögerungsprofil, welche jeweils innerhalb eines Bereichs von etwa ±30 μs gegeneinander verschoben sind.
Wenn sich der Empfänger mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h bewegt, schwankt das elektrische Feld stark während der 10-ms-Suchperiode, wie in der Figur dargestellt ist, wodurch es erforderlich wird, Spitzenpositionen nacheinander alle 10 ms zu berechnen. Falls die Bewegungsgeschwindigkeit dann 20 km/h wird, wird der Fading-Abstand jedoch etwa 27 ms, wobei eine Mulde in dem empfangenen Feld infolge von Fading alle 27 ms auftritt, wodurch ein Betrieb ermöglicht wird, bei dem die Berechnung nach einer Berechnung von 10 ms 10 ms lang ausgesetzt wird. Es ist möglich, den Schwellenwert festzulegen, indem entschieden wird, wie lange die Berechnung auszusetzen ist, und dann der Schwellenwert als die Bewegungsgeschwindigkeit festgelegt wird, die diese intermittierende Berechnung ermöglicht. Es ist auch möglich, einen Betrieb für 10 ms zu bewirken und den Betrieb 20 ms lang auszusetzen, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit etwa 10 km/h beträgt.
In der vorstehenden Erklärung wurde die Bewegungsgeschwindigkeit durch Messen des Fading-Abstands in dem empfangenen elektrischen Feld gefunden, gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Bewegungsgeschwindigkeit jedoch anhand von dem Fading-Abstand verschiedener Messungen gefunden werden, und es ist minimal nur erforderlich, dass die schnelle Bewegung von der langsamen Bewegung unterschieden wird. Nachstehend werden verschiedene Verfahren erklärt, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, um die Bewegungsgeschwindigkeit anhand Messungen des empfangenen elektrischen Felds zu finden.
12 zeigt ein tatsächliches Beispiel der Änderung der Intensität des empfangenen elektrischen Felds bei einem mobilen Endgerät. In diesem Fall wird der Wert der Intensität des empfangenen elektrischen Felds in vorgegebenen Zeitintervallen, wie 5-ms-Intervallen, gemessen, und der Schwankungsbetrag wird als Differenz zwischen den aufeinander folgend gemessenen Werten berechnet, d.h. "a" in 12. Die Bewegungsgeschwindigkeit kann anhand dieses Schwankungsbetrags geschätzt werden. Natürlich kann ein Betrag gemessen werden, der nicht die Intensität des empfangenen elektrischen Felds selbst ist, sondern der Intensität des empfangenen elektrischen Felds entspricht. Die Beziehung zwischen dem Schwankungsbetrag der Intensität des empfangenen elektrischen Felds und der Bewegungsgeschwindigkeit kann vorab gefunden werden. Weil eine Änderung der Geschwindigkeit des mobilen Endgeräts von mehreren km/h innerhalb eines Zeitbereichs von beispielsweise einigen zehn ms normalerweise unvorstellbar ist, kann die Geschwindigkeit als der größte Wert unter den berechneten Werten der Bewegungsgeschwindigkeit angenommen werden, welche anhand des Schwankungsbetrags der Intensität des empfangenen elektrischen Felds innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums erhalten werden.
Alternativ kann eine schnelle Bewegung festgestellt werden, falls in einem Vergleich der Größe des Schwankungsbetrags der Intensität des empfangenen elektrischen Felds und eines vorgeschriebenen Werts der Schwankungsbetrag größer ist, und kann eine langsame Bewegung direkt festgestellt werden, falls der vorgeschriebene Wert größer ist. Eine Vielzahl von Werten ist als der Schwankungsbetrag vorstellbar, es wird jedoch die Verwendung eines Schwankungswerts angenommen, der beim Zunehmen der Bewegungsgeschwindigkeit zunimmt. Dadurch wird die Verwendung des Fading-Abstands selbst ungeeignet, und der Kehrwert des Fading-Abstands, d.h. die Fading-Frequenz, sollte als der Schwankungsbetrag verwendet werden. Um Fehler bei der Bestimmung der Geschwindigkeit in diesem Fall zu verringern, kann die Geschwindigkeit durch Integrieren der Schwankungsbeträge in der Intensität des empfangenen elektrischen Felds eine vorgeschriebene Anzahl von Malen oder für einen vorgeschriebenen Zeitintervall festgestellt werden. Nach diesem Integrationsverfahren nimmt der integrierte Wert zu, falls einer von mehreren gemessenen Schwankungsbeträgen der Intensität des empfangenen elektrischen Felds groß ist, d.h. falls die Mulde des Fadings tief ist.
Zusätzlich kann festgestellt werden, dass sich das mobile Endgerät mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt, falls auch nur einer von mehreren bestimmten Werten, der anhand des Schwankungsbetrags der Intensität des empfangenen elektrischen Felds innerhalb eines vorgeschriebenen Zeitraums erhalten wurde, angibt, dass sich der Empfänger mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt.
Schließlich kann die Bewegungsgeschwindigkeit des mobilen Endgeräts bestimmt werden, indem die Zeit gemessen wird, während derer das Fading an einer Spitze oder an einer Mulde ist. In 12 werden beispielsweise das Zeitintervall (t1), während dessen die Intensität des empfangenen elektrischen Felds unter einen vorgeschriebenen Wert fällt, und das Zeitintervall (t2), während dessen die Intensität des empfangenen elektrischen Felds den vorgeschriebenen Wert übersteigt, gemessen, oder es wird der Zeitraum der Schwankung des Werts (t1 + t2) der Intensität des empfangenen elektrischen Felds gemessen, und die Bewegungsgeschwindigkeit des mobilen Endgeräts wird anhand t1 und t2 oder anhand t1 + t2 geschätzt. In diesem Fall werden t1 und t2 oder t1 + t2 mit einem vorgeschriebenen Wert verglichen, und es kann festgestellt werden, dass sich das mobile Endgerät mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt, falls die Schwankungsperiode der Intensität des empfangenen elektrischen Felds kürzer als ein vorgeschriebener Wert ist. Schließlich kann eine schnelle Bewegung festgestellt werden, falls mindestens einer von mehreren beurteilten Werten, die anhand der Schwankungsperiode der Intensität des empfangenen elektrischen Felds innerhalb eines vorgeschriebenen Zeitintervalls erhalten wurden, einer schnellen Bewegung entspricht.
In jedem Fall wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Bereich der Spitzensuche modifiziert, nachdem auf der Grundlage des Schwankungsbetrags in dem empfangenen elektrischen Feld festgestellt wurde, ob sich das mobile Endgerät mit einer hohen oder einer langsamen Geschwindigkeit bewegt. Verschiedene Faktoren können als der hier erwähnte Schwankungsbetrag betrachtet werden, diese umfassen jedoch mindestens einen von dem Fading-Abstand und der Tiefe der Mulde des Fadings. Wenngleich dies als eine Bestimmung der schnellen oder der langsamen Bewegung beschrieben wurde, ist es nicht wesentlich, dass die Geschwindigkeit des mobilen Endgeräts als ein Zahlenwert gefunden wird. Die gewünschte Wirkung kann durch eine Bestimmung erhalten werden, die durch direktes Festlegen des Schwellenwerts, beispielsweise als der Fading-Abstand oder die Tiefe der Fading-Mulde, verwirklicht wird.
Eine Hysteresekennlinie kann auch zu dem Schwellenwert gemäß der vorliegenden Erfindung hinzugefügt werden. Das Hinzufügen einer Hysteresekennlinie kann das bei einer zu hohen Frequenz erfolgende Schalten zwischen einer Suche des gesamten Suchbereichs und einer Teilsuche eines Verzögerungsprofils in Fällen, in denen die Geschwindigkeit des mobilen Endgeräts innerhalb eines Geschwindigkeitsbereichs in der Nähe des Schwellenwerts schwankt, verhindern. 13 ist eine Graphik zum Erklären eines Falls, in dem eine Hysterese bereitgestellt ist. Zum Schalten zwischen einem Modus, in dem eine Suche nur in der Umgebung von Spitzen ausgeführt wird, die zuvor gefunden wurden, d.h. dem Modus während der langsamen Bewegung, und einem Modus, in dem eine Suche über den gesamten Bereich ausgeführt wird, d.h. dem Modus während der schnellen Bewegung, werden zwei Schwellenwerte T1 und T2 (mit T1 > T2) für die Geschwindigkeit der Mobileinheit festgelegt, so. dass das Schalten von dem Modus während der langsamen Bewegung zu dem Modus während der schnellen Bewegung beim Schwellenwert T1 auftritt und das Schalten von dem Modus während der schnellen Bewegung zu dem Modus während der langsamen Bewegung beim Schwellenwert T2 auftritt.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird der Bereich, in dem eine Spitzensuche ausgeführt wird, zwischen zwei Niveaus geschaltet, nämlich einem, in dem eine Suche über den gesamten Bereich ausgeführt wird, und einem, in dem eine Suche nur in der Umgebung zuvor gefundener Spitzen ausgeführt wird, die vorliegende Erfindung ermöglicht jedoch auch das Schalten zwischen drei oder mehr Niveaus. Im Fall des Schaltens zwischen drei Niveaus wird die Geschwindigkeit der Mobileinheit in die drei Niveaus einer hohen Geschwindigkeit, einer mittleren Geschwindigkeit und einer niedrigen Geschwindigkeit, statt in die zwei Niveaus einer hohen Geschwindigkeit und einer niedrigen Geschwindig keit eingeteilt, und das Suchen wird dementsprechend für eine schnelle Bewegung über den gesamten Bereich ausgeführt, jedoch für eine Bewegung mittlerer Geschwindigkeit und eine langsame Bewegung nur in den Umgebungen zuvor gefundener Spitzen ausgeführt. Falls in diesem Fall eine Bewegung mittlerer Geschwindigkeit und eine langsame Bewegung verglichen werden, sind die Bereiche der Spitzensuche für die mittlere Geschwindigkeit verhältnismäßig breit, während die Bereiche der Spitzensuche für die langsame Geschwindigkeit verhältnismäßig schmal sind. 14 ist eine Graphik zum Erklären eines Falls, in dem die Bereiche einer Spitzensuche entsprechend den drei Niveaus der hohen Geschwindigkeit, der mittleren Geschwindigkeit und der niedrigen Geschwindigkeit geändert werden, wobei der Schwellenwert mit einer Hysteresekennlinie versehen ist, um die Modi der hohen Geschwindigkeit, der mittleren Geschwindigkeit und der niedrigen Geschwindigkeit abzugrenzen. In Bezug auf die Geschwindigkeit der Mobileinheit sind die Schwellenwerte zum Beurteilen der hohen Geschwindigkeit und der mittleren Geschwindigkeit T1 und T2 und die Schwellenwerte zum Beurteilen der mittleren Geschwindigkeit und der niedrigen Geschwindigkeit T3 und T4, wobei T1 > T2 > T3 > T4 ist. Demgemäß geschieht das Schalten von dem Modus für eine Bewegung mittlerer Geschwindigkeit zu dem Modus für eine schnelle Bewegung beim Schwellenwert T1, das Schalten von dem Modus für eine schnelle Bewegung zu dem Modus für eine Bewegung mittlerer Geschwindigkeit beim Schwellenwert T2, das Schalten von dem Modus langsamer Bewegung zu dem Modus der Bewegung mittlerer Geschwindigkeit beim Schwellenwert T3, und das Schalten von dem Modus für eine Bewegung mittlerer Geschwindigkeit zu dem Modus für eine langsame Bewegung beim Schwellenwert T4.
15 zeigt die Beziehung zwischen dem Bereich der Spitzensuche und den Positionen von Spitzen in Verzögerungsprofilen, wenn die Geschwindigkeit der Mobileinheit in eine hohe Geschwindigkeit, eine mittlere Geschwindigkeit und eine niedrige Geschwindigkeit eingeteilt ist. Die Beziehung zwischen dem Modus für eine schnelle Bewegung und dem Modus für die Bewegung mittlerer Geschwindigkeit entspricht der Beziehung zwischen dem Modus für eine schnelle Bewegung und dem Modus für eine langsame Bewegung im Fall des in 9 dargestellten Schaltens zwischen zwei Niveaus. In dem in 15 dargestellten Fall werden andererseits in Bezug auf die Beziehung zwischen dem Modus für die Bewegung mittlerer Geschwindigkeit und dem Modus für die langsame Bewegung in Bezug auf die Bereiche von Verzögerungszeiten, für die eine Spitzensuche ausgeführt wird, Suchen über verhältnismäßig breite Bereiche ausgeführt, die an zuvor gefundenen Spitzen in dem Modus für eine Bewegung mittlerer Geschwindigkeit zentriert sind, während Suchen in dem Modus für eine langsame Bewegung über verhältnismäßig schmale Bereiche ausgeführt werden, die an zuvor gefundenen Spitzen zentriert sind. Der Leistungsverbrauch der Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen kann stark verringert werden, indem der Bereich der Spitzensuche in Fällen sehr schmal gemacht wird, in denen sich das mobile Endgerät mit einer sehr niedrigen Geschwindigkeit bewegt, die gleich der Gehgeschwindigkeit oder langsamer als diese ist, wobei dies Fälle einschließt, in denen das mobile Endgerät stationär ist.
In den vorstehend beschriebenen Beispielen wurde die Geschwindigkeit des mobilen Endgeräts zwischen den zwei Niveaus einer hohen und einer niedrigen Geschwindigkeit oder den drei Niveaus einer hohen Geschwindigkeit, einer mittleren Geschwindigkeit und einer niedrigen Geschwindigkeit unterteilt, die Geschwindigkeit des mobilen Endgeräts kann jedoch auch zwischen einer Bewegung und im Wesentlichen keiner Bewegung, d.h. Stillstand, unterteilt werden. Konkreter ausgedrückt, kann erst bestimmt werden, ob das Fading selbst in erheblichem Maße oder nicht beobachtet wurde, wobei das Fading als nicht vorhanden beurteilt wird, falls es im Wesentlichen nicht beobachtet wird, d.h. falls das empfangene Feld im Wesentlichen gleichmäßig ist. In Fällen, in denen kein Fading vorhanden ist, kann der Bereich der Spitzensuche sehr schmal gemacht werden, und in Fällen, in denen ein Fading auftritt oder in denen ein Fading beobachtet wird, kann die Spitzensuche über den gesamten Bereich ausgeführt werden. Das Einteilen der Geschwindigkeit des mobilen Endgeräts in dieser Weise ist wirksam, um den Leistungsverbrauch in einem mobilen Endgerät, beispielsweise einem mobilen Endgerät, das in einem Schienenfahrzeug installiert ist, wobei das mobile Endgerät in diesem Fall die meiste Zeit entweder in einem Bahnhof haltend oder in einem Wagen, der sich mit einer Geschwindigkeit von einigen zehn Kilometern pro Stunde oder mehr bewegt, und fast keine Zeit in einem Bereich niedriger Geschwindigkeit von weniger als 20 Kilometer pro Stunde verbringt, stark zu verringern.
Als nächstes wird eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Heutige tragbare Telefone verwenden einen als "perch channel" bezeichneten speziellen Kanal zum Erfassen oder Übertragen von Steuersignalen, und sie sind häufig mit zwei Antennensystemen ausgestattet, nämlich einer eingebauten Antenne und einer Peitschenantenne, die während der Verwendung (während der Kommunikation) aus dem Gehäuse herausgezogen wird. Weil die Peitschenantenne nicht verwendet werden kann, wenn nicht kommuniziert wird, ist die eingebaute Antenne für das Empfangen beispielsweise von Steuersignalen vorgesehen, die ein Rufbeendigungssignal einschließen. Gemäß dieser Ausführungsform wird ein Empfänger beschrieben, bei dem sowohl ein Perch-Kanal verwendet wird und der auch mit zwei Antennen versehen ist, nämlich einer eingebauten Antenne und einer Peitschenantenne. 16 ist ein Blockdiagramm, in dem der Aufbau dieses Empfängertyps dargestellt ist.
Ein Perch-Empfänger 142, der von einem RAKE-Empfänger 141 zum Ausführen des RAKE-Empfangs unabhängig ist, ist zum Empfangen eines Perch-Kanals vorgesehen. Eine eingebaute Antenne 143 ist mit der ersten Empfangs-Funkfrequenzeinheit 145 verbunden, die von der eingebauten Antenne 143 empfangene Funkfrequenzsignale verstärkt und frequenzwandelt, um sie in empfangene Basisbandsignale umzuwandeln. Die empfangenen Signale von der ersten Empfangs-Funkfrequenzeinheit 145 werden nicht nur dem RAKE-Empfänger 141 und dem Perch-Empfänger 142 zugeführt, sondern auch der Schaltung 149 zum Suchen angekommener Funkwellen zugeführt, wie nachstehend erklärt wird. Andererseits ist die Peitschenantenne 144 mit einem Sende-/Empfangsfilter 146 zum Trennen von Sendesignalen und empfangenen Signalen verbunden und der empfangsseitige Anschluss des Sende-/Empfangsfilters 146 mit einer zweiten Empfangs-Funkfrequenzeinheit 147 verbunden, welche an der Peitschenantenne 144 empfangene Funkfrequenzsignale verstärkt und frequenzwandelt, um sie in empfangene Basisbandsignale umzuwandeln. Die von der zweiten Empfangs-Funkfrequenzeinheit 147 empfangenen Signale werden dem RAKE-Empfänger 141, dem Perch-Empfänger 142 und der Schaltung 149 zum Suchen angekommener Funkwellen zugeführt.
Der RAKE-Empfänger 141 weist auf: mehrere Basisband-Empfangseinheiten 161, welche parallel von den Empfangs-Funkfrequenzeinheiten 145 und 147 Basisbandsignale empfangen und ein Entspreizen der empfangenen Signale durch einen vorgeschriebenen PN-Code ausführen, einen RAKE-Kombinierer 162 zum Ausführen einer RAKE-Kombination der Entspreizsignale, die von jeder der Basisband-Empfangseinheiten 161 ausgegeben worden sind, und einen Viterbi-Decodierer 163 zum Ausführen der Viterbi-Decodierung der Signale nach dem Kombinieren. Die Ausgabe des Viterbi-Decodierers 163 ist die Ausgabe des RAKE-Empfängers 141, und diese Ausgabe wird durch den Empfangs-Sprachprozessor 151 gewandelt, der zu Sprachsignalen decodiert, und die Sprachsignale nach der Konvertierung werden dann vom Ohrempfänger 152 ausgegeben. In dem in der Figur dargestellten Beispiel sind sechs Basisband-Empfangseinheiten 161 bereitgestellt.
Der Perch-Empfänger 142 weist auf: einen Perch-Korrelator 164 zum Empfangen von Basisbandsignalen von den Empfangs-Funkfrequenzeinheiten 145 und 147, wodurch ein Entspreizen der empfangenen Signale durch einen vorgeschriebenen PN-Code ausgeführt wird und zum Erfassen von Perch-Kanalsignalen, einen Perch-Prozessor 165 zum Ausführen einer Signalverarbeitung der erfassten Perch-Kanalsignale und einen Viterbi-Decodierer 166 zum Ausführen einer Viterbi-Decodierung von Signalen nach der Signalverarbeitung.
Die Schaltung 149 zum Suchen angekommener Funkwellen führt eine Suche angekommener Funkwellen aus, indem sie Spitzen von jeder der Ausbreitungskomponenten erfasst, für die die Verzögerungszeiten verschieden sind, um eine RAKE-Kombination auszuführen, und sie teilt eine Zeit für das Entspreizen jeder Basisband-Empfangseinheit 161 im RAKE-Empfänger 141 und im Perch-Korrelator 142 im Perch-Empfänger 164 mit. Der innere Aufbau der Schaltung 149 zum Suchen angekommener Funkwellen gleicht dem in 7 dargestellten. Informationen in Bezug auf die Mobileinheit, die diesen Empfänger aufweist, werden jedoch nicht von der Einheit zum Messen der Intensität des elektrischen Felds, sondern von einer Steuerschaltung 150, die nachstehend beschrieben wird, bereitgestellt. Auf der Grundlage der Informationen in Bezug auf die Geschwindigkeit der Mobileinheit schaltet die Schaltung 149 zum Suchen angekommener Funkwellen zwischen dem Festlegen des Bereichs der Spitzensuche auf den gesamten Bereich vorstellbarer Verzögerungszeiten oder auf einen beschränkten Bereich in den Umgebungen der bereits gefundenen Spitzen.
Dieser Empfänger weist auch auf: die Steuerschaltung 150 zum Steuern des gesamten Empfängers und eine Sendeeinheit, die aus einem Mikrofon 153, welches dazu dient, eingegebene Sprache in elektrische Signale (Sprachsignale) umzuwandeln, einem Sende-Sprachprozessor 154 zum Codieren von Sprachsignalen, die vom Mikrofon 153 ausgegeben werden, einem Basisband-Sendeprozessor 155 zum Spreizmodulieren der codierten Signale mit einem vorgeschriebenen PN-Code und zum Wandeln in Basisband-Sendesignale und einer Sende-Funkfrequenzeinheit 148 zum Wandeln der Basisband-Sendesignale in Funkfrequenz-Sendesignale besteht. Die Ausgabe der Sende-Funkfrequenzeinheit 148, d.h. Funkfrequenz-Sendesignale, wird dem sendeseitigen Anschluss des Sende-/Empfangsfilters 146 zugeführt.
Die Steuerschaltung 150 in diesem Empfänger nimmt auch als Eingabe die Intensitätswerte des empfangenen elektrischen Felds vom RAKE-Empfänger 141 nach der RAKE-Kombination und die Codeausgabe und die Intensitätswerte des empfangenen elektrischen Felds des Perch-Kanals vom Viterbi-Decodierer 166 im Perch-Empfänger 142 entgegen. Auf der Grundlage dieser Intensitätswerte des empfangenen elektrischen Felds berechnet die Steuerschaltung 150 die Geschwindigkeit der Mobileinheit, die diesen Empfänger aufweist, beispielsweise anhand des Fading-Abstands, urteilt zwischen einer schnellen Bewegung und einer langsamen Bewegung und gibt das Ergebnis dieser Beurteilung an die Schaltung 149 zum Suchen angekommener Funkwellen aus. Mit anderen Worten hat die Steuerschaltung 150 die Funktionen der Einheit 112 zum Messen der Intensität des elektrischen Felds (siehe 6) in der zuvor beschriebenen grundlegenden Ausführungsform.
Als nächstes wird die Arbeitsweise dieses Empfängers mit Bezug auf das Flussdiagramm aus 17 beschrieben.
Zuerst wird der Erfassungsvorgang des Perch-Kanals in Schritt 21 ausgeführt, wenn die Leistung des Empfängers eingeschaltet wird, und es wird in Schritt 22 die Synchronisation hergestellt. Die Vorgänge für eine Rufeinleitung oder eine Rufbeendigung beginnen in Schritt 23, und der erwartete Empfang wird nach Bedarf in Schritt 24 ausgeführt. Die Telefonkommunikation beginnt dann in Schritt 25, und der Betrieb mit einem niedrigen Stromverbrauch beginnt in Schritt 26. In Schritt 27 wird beurteilt, ob der Löschvorgang anwendbar ist. Die Verarbeitung endet, falls der Löschvorgang anwendbar ist, falls dies jedoch nicht der Fall ist, wird die Verarbeitung fortgesetzt, wie in dem Flussdiagramm aus 10 dargestellt ist, und die Kommunikation wird fortgesetzt, wobei sich der Suchbereich der angekommenen Funkwellen entsprechend der Geschwindigkeit der Mobileinheit ändert.
Im Fall einer langsamen Bewegung im Empfänger gemäß dieser Ausführungsform ist es nicht erforderlich, die Schaltung 149 zum Suchen angekommener Funkwellen ständig zu betreiben, welche Empfangszeiten dem Basisbandprozessor 161 und dem Perch-Empfänger 142 zuweist, wodurch der Stromverbrauch verringert werden kann und, falls der Empfänger ein tragbares Telefon ist, das eine Batterie verwendet, die mögliche Sprechzeit verlängert werden kann.
Industrielle Anwendbarkeit:
Wenn gemäß der vorliegenden Erfindung eine langsame Bewegung durch Beobachten der Intensität des empfangenen elektrischen Felds zum Finden des Fading-Abstands bestimmt wird und dann die Bewegungsgeschwindigkeit des mobilen Endgeräts anhand des Fading-Abstands geschätzt wird, kann die Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen intermittierend betrieben werden, und Suchen nach angekommenen Funkwellen können nur in den Umgebungen zuvor gesuchter Zeiten (Ankunftszeiten) ausgeführt werden, wodurch eine Verringerung des Leistungsverbrauchs des gesamten mobilen Endgeräts und eine Verlängerung der möglichen Sprechzeit ermöglicht werden.

Claims

Codemultiplex-Vielfachzugriff-(CDMA)-Empfangsverfahren, welches ein Empfangsverfahren in einem mobilen Endgerät ist, das ein Spreizspektrum zum Verwirklichen einer Kommunikation verwendet, eine Suche angekommener Funkwellen ausführt, um Funkwellen von Ausbreitungswegen mit verschiedenen Verzögerungszeiten zu erfassen, und eine RAKE-Kombination verwendet, um empfangene Signale von Funkwellen verschiedener Ausbreitungswege zu kombinieren, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Feststellen eines Schwankungsbetrags des elektrischen Felds der empfangenen Signale und Schalten eines Bereichs der Verzögerungszeit, in dem eine Suche der angekommenen Funkwellen ausgeführt wird, unter mehreren Niveaus entsprechend dem Schwankungsbetrag, wobei ein Bereich der Verzögerungszeit, in dem eine Suche der Funkwellen bei einem der mehreren Niveaus ausgeführt wird, das mit einem Schwankungsbetrag übereinstimmt, welcher einer verhältnismäßig hohen Bewegungsgeschwindigkeit des mobilen Endgeräts entspricht, größer ist als ein Bereich der Verzögerungszeit, in dem eine Suche der Funkwellen bei einem Niveau ausgeführt wird, das mit einem Schwankungsbetrag übereinstimmt, welcher einer verhältnismäßig niedrigen Bewegungsgeschwindigkeit entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1 mit dem weiteren Schritt: Unterscheiden auf der Grundlage des Schwankungsbetrags, ob sich das mobile Endgerät in einem Zustand verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit oder einem Zustand verhältnismäßig niedriger Geschwindigkeit befindet, und intermittierendes Ausführen einer Suche der angekommenen Funkwellen durch Ausführen einer Suche der angekommenen Funkwellen nur in der Umgebung zuvor gefundener Ankunftszeiten für jeden der Ausbreitungswege, wenn sich das mobile Endgerät in dem Zustand verhältnismäßig niedriger Geschwindigkeit befindet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Unterscheidens, ob sich das mobile Endgerät in einem Zustand verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit oder einem Zustand verhältnismäßig niedriger Geschwindigkeit befindet, auf dem Vergleichen des Schwankungsbetrags mit einem Schwellenwert beruht.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei eine Hysteresekennlinie hinzugefügt wird, bei der ein Schwellenwert, der einem Übergang von dem Zustand verhältnismäßig langsamer Bewegung zu dem Zustand verhältnismäßig schneller Bewegung entspricht, von einem Schwellenwert verschieden ist, der einem Übergang von dem Zustand verhältnismäßig schneller Bewegung zu dem Zustand verhältnismäßig langsamer Bewegung entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei der Schwankungsbetrag mindestens einer von dem Fading-Abstand und der Fading-Tiefe ist.
Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei der Schwankungsbetrag mindestens einer von dem Kehrwert des Fading-Abstands und der Fading-Tiefe ist.
Codemultiplex-Vielfachzugriff-(CDMA)-Empfangsschaltung, die eine Empfangsschaltung in einem mobilen Endgerät ist, das ein Spreizspektrum zum Verwirklichen der Kommunikation und eine RAKE-Kombination zum Kombinieren empfangener Signale von Funkwellen verschiedener Ausbreitungswege verwendet, wobei die CDMA-Empfangsschaltung aufweist: Basisband-Empfangseinrichtungen zum Ausführen eines Entspreizens der empfangenen Signale, eine Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen zum Ausführen einer Suche angekommener Funkwellen und zum Erfassen von Funkwellen von Ausbreitungswegen mit verschiedenen Verzögerungszeiten und zum Zuweisen von Funkwellen verschiedener Ausbreitungswege zu jeweiligen der Basisband-Empfangseinrichtungen, gekennzeichnet durch: eine Einrichtung zum Messen der Intensität des elektrischen Felds, um einen Schwankungsbetrag in dem empfangenen elektrischen Feld der empfangenen Signale festzustellen, und eine Einrichtung zum Schalten eines Bereichs der Verzögerungszeit, in dem die Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen eine Suche angekommener Funkwellen unter mehreren Niveaus entsprechend dem Schwankungsbetrag ausführt, so dass der Bereich der Verzögerungszeit, in dem die Funkwellensuche bei dem Niveau für einen Schwankungsbetrag ausgeführt wird, der einer verhältnismäßig schnellen Bewegung des mobilen Endgeräts entspricht, größer ist als der Bereich der Verzögerungszeit, in dem die Funkwellensuche bei dem Niveau für einen Schwankungsbetrag ausgeführt wird, der einer verhältnismäßig langsamen Bewegung entspricht.
Schaltung nach Anspruch 7, wobei die Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen dafür eingerichtet ist, intermittierend zu arbeiten, wenn der Bereich der Verzögerungszeit der von der Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen ausgeführten Suche angekommener Funkwellen so modifiziert wird, dass er kleiner wird.
Schaltung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Schwankungsbetrag mindestens einer von dem Fading-Abstand und der Fading-Tiefe ist.
Schaltung nach Anspruch 7, 8 oder 9, wobei die Basisband-Empfangseinrichtungen aus mehreren Basisband-Empfangseinheiten bestehen, die für den RAKE-Empfang erforderlich sind.
Schaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, welche aufweist: eine Einrichtung zum Schätzen der Bewegungsgeschwindigkeit des mobilen Endgeräts anhand eines Werts des Schwankungsbetrags und eine Einrichtung zum Unterscheiden, ob sich das mobile Endgerät in einem Zustand verhältnismäßig langsamer Bewegung oder in einem Zustand verhältnismäßig schneller Bewegung befindet, wobei, wenn es sich in dem Zustand verhältnismäßig langsamer Bewegung befindet, die Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen die Suche angekommener Funkwellen nur in Umgebungen zuvor gefundener Ankunftszeiten für jeden der Ausbreitungswege ausführt.
Codemultiplex-Vielfachzugriff-(CDMA)-Empfangsschaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, welche aufweist: eine Einrichtung zum Vergleichen der geschätzten Bewegungsgeschwindigkeit mit einem vorgeschriebenen Schwellenwert, wobei, wenn ein Wert der Bewegungsgeschwindigkeit kleiner als der Schwellenwert ist, die Schaltung zum Suchen angekommener Funkwellen die Suche angekommener Funkwellen nur in Umgebungen zuvor gefundener Ankunftszeiten für jeden der Ausbreitungswege ausführt.
Schaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei der Schwankungsbetrag mindestens einer von dem Kehrwert des Fading-Abstands und der Fading-Tiefe ist.