DE69934706T2

DE69934706T2 - Offline Funkrufüberwachung

Info

Publication number: DE69934706T2
Application number: DE69934706T
Authority: DE
Inventors: K. Brian La Jolla BUTLER; Haitao La Jolla ZHANG; G. Edward San Diego TIEDEMANN; Qiuzhen San Diego ZOU; C. Gilbert San Diego SIH; Avneesh Sunnyvale AGRAWAL
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1999-10-12
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2019-10-13
Also published as: CN1141800C; ID29048A; HK1046598B; CN1348638A; EP1119922A1; EP1119922B1; CA2347239C; BR9914542A; RU2248105C2; US6584313B2; ATE350816T1; JP2002527987A; AU1112000A; AU768803B2; DE69934706D1; CA2347239A1; JP4350904B2; HK1046598A1; KR20010080148A; WO2000022748A1

Description

Hintergrund der Erfindung
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf drahtlose Kommunikationen. Im Besonderen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein neuartiges und verbessertes Sucherelement zum Empfangen von. Funkruf- bzw. Pagenachrichten in Spreizspektrumkommunikationen.
II. Beschreibung des Standes der Technik
In der US-Patentanmeldung Nummer 08/316,77 mit dem Titel "Multipath Search Processor For A Spread Spectrum Multiple Access Communication System" (die '177 Anmeldung) wird ein Suchvorgang zum Erfassen eines Spreizspektrumsignals beschrieben. Das Sucherelement ist besonders an die Verwendung in einem CDMA-basierten digitalen zellularen Telefonsystem geeignet, um Pilotkanäle zu identifizieren, die innerhalb des CDMA-Systems übermittelt wurden. Sobald der Pilotkanal identifiziert wird, verwendet das Telefon oder die "Teilnehmereinheit" die assoziierte Zeitgebungsinformation, um Funktionen wie die Überwachung nach Funkrufnachrichten und die Durchführung von Kommunikationen durchzuführen.
Das '177-Sucherelement arbeitet typischerweise in Kombination mit einem Satz von Fingerelementen und Decodierer, die sich auf einem einzelnen integrierten Schaltkreis befinden. Zusammen führen die Komponenten die Verarbeitung durch, die für CDMA-Kommunikationen und Funkrufüberwachung notwendig sind. Um zum Beispiel ein CDMA-Signal zu empfangen, führt das Sucherelement eine Pilotkanalsuche bei mehreren zeitlichen Offsets durch. Sobald ein Pilotkanal erfasst wird, werden die Fingerelemente aktiviert, um einen assoziierten Datenkanal zu verarbeiten, wie einen Paging-Kanal oder ein Verkehrskanal. Um die Suche und die Signalverarbeitung durchzuführen, empfangen das Sucherelement und die Fingerelemente Samples, die ansprechend auf HF-Signale erzeugt wurden, die von der Teilnehmereinheit empfangen wurden. Diese Samples werden typischerweise durch eine HF/IF-Einheit innerhalb des Mobiltelefons oder der Teilnehmereinheit erzeugt.
Im Allgemeinen ist es wünschenswert, den Energieverbrauch einer Teilnehmereinheit zu reduzieren, um Batteriegröße und Batteriegewicht zu vermindern. Zusätzlich ist es wünschenswert, die Verlässlichkeit zu erhöhen, mit der Funkruf- und andere Nachrichten empfangen und von der Teilnehmereinheit verarbeitet werden. Die vorliegende Erfindung ist sowohl auf diesen Zweck als auch auf andere Ziele ausgerichtet.
Weitere Aufmerksamkeit wird dem Dokument WO 97/20446 gewidmet, das ein Verfahren zum Erfassen von Nachrichten beschreibt, die über einen Kommunikationskanal übertragen wurden, wie zum Beispiel einen Paging-Kanal. Dieses Verfahren gestattet die Erfassung von Daten, die in gesendeten Nachrichten (zum Beispiel Funkrufnachrichten) enthalten sind, zu einem ausgewählten frühen Zeitpunkt in dem Empfangs- und Decodierungsvorgang. Indem zu diesem Zeitpunkt ein Vektor für empfangene Daten (RDV = received data vector) aus den Daten gebildet wird, die zu einer empfangenen Nachricht gehören, wobei der RDV mit einem oder mehreren Testdatenvektoren verglichen wird, die ausgewählte relevante oder irrelevante Daten darstellen, die in gesendeten Nachrichten enthalten sind, kann der Empfänger entscheiden, ob die empfangene Nachricht relevante Daten, die vollständig decodiert werden sollten oder irrelevante Daten enthält, die nicht vollständig decodiert werden müssen.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Empfangen von Funkrufen gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Empfangen von Funkrufen gemäß Anspruch 8 vorgesehen. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die vorliegende Erfindung ist ein neuartiges und verbessertes Verfahren zur Durchführung von Paging. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Sucherelement verwendet, um Spreizspektrumsignale zu erfassen. Samples von empfangenen HF-Signalen werden in einem Sample-Puffer gespeichert. Während des Standby-Modus werden die Samples während Paging-Slots gesammelt, die der mobilen Einheit zugewiesen sind. Ein Satz von Suchen wird auf die Samples angewandt und falls Pilotsignale erfasst werden, wird eine zusätzliche Demodulation ausgeführt, um Paging-Nachrichten zu erfassen. Der resultierende Satz von Demodulationsdaten kann kombiniert werden, um die Erfassung zu erhöhen. Nachdem eine Funkrufnachricht erfasst wurde, können zusätzliche Demodulationsresourcen aktiviert werden, um vollständigere Funkrufnachrichten oder andere Informationskanäle zu verarbeiten. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet ein Sucherelement einen Demodulator, um eine Quickpage-Erfassung ohne die Verwendung von Fingerelementen durchzuführen, um den Energieverbrauch im Idle- bzw. Leerlauf-Modus zu vermindern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den detaillierten Beschreibungen, die im folgenden dargelegt werden, in Verbindung mit den Zeichnungen klarer hervorgehen, in denen gleiche Bezugszeichen durchgehend jeweils gleiches identifizieren, wobei
1 ein zellulares Telefonsystem ist, welches gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung konfiguriert ist;
2 ein Blockdiagramm einer Teilnehmereinheit ist, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung konfiguriert ist;
3 ein Flussdiagramm ist, das die Verarbeitung darstellt, die innerhalb einer Teilnehmereinheit durchgeführt wird, wenn diese gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung durchgeführt wird;
4 ein Blockdiagramm einer Suche ist, wenn diese gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gestaltet ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Es wird ein neuartiges und verbessertes Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen von Paging-Nachrichten beschrieben. Das hier beschriebene beispielhafte Ausführungsbeispiel wird im Kontext des digitalen zellularen Telefonsystems dargelegt. Solange die Verwendung innerhalb dieses Kontextes vorteilhaft ist, können verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung in verschiedene Umgebungen oder Konfigurationen integriert werden. Im allgemeinen können die verschiedenartigen Systeme, die hier beschrieben werden, gebildet werden, indem software-gesteuerte Prozessoren, integrierte Schaltungen oder diskrete Logik verwendet werden, die Implementierung in einem integrierten Schaltkreis wird jedoch bevorzugt. Die Daten, Anweisungen, Befehle, Informationen, Signale, Symbole oder Chips, auf die in der Veröffentlichung Bezug genommen werden kann, werden vorteilhafterweise durch Spannungen, Ströme, elektromagnetische Wellen, Magnetfelder oder Teilchen, optische Felder oder Teilchen oder durch deren Kombination dargestellt. Zusätzlich können die Blöcke, die in jedem einzelnen Blockdiagramm gezeigt werden, Hardware oder Verfahrensschritte darstellen.
1 ist ein stark vereinfachtes Blockdiagramm eines zellularen Telefonsystems, welches gemäß der Verwendung der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Mobiltelefone und andere Kommunikationssysteme (Teilnehmereinheiten) 10 werden unter Basisstationen 12 lokalisiert, die an den Basisstationskontroller (BSC = base station controller) 14 gekoppelt sind. Mobilevermittlungsstelle MSC (MSC = mobile switching center) 16 verbindet BSC 14 mit dem öffentlichen Schalttelefonnetzwerk (PSTN = public switch telefone network) 18. Während des Betriebs führen einige Mobiltelefone Telefonanrufe durch, indem sie mit den Basisstationen 12 eine Schnittstelle bilden, während andere sich im Leerlauf befinden oder im Standby-Modus verharren, in dem sie Funkrufnachrichten erwarten.
Gemäß der Verwendung einiger CDMA-Kommunikationsprotokolle kann eine Teilnehmereinheit 10 mit zwei Basisstationen 12 in Soft Handoff simultan eine Schnittstelle bilden. Ein System und ein Verfahren um ein zellulares Telefon zu betreiben, das CDMA-Techniken verwendet, wird in dem US Patent 5,103,459 mit dem Titel "System and Method for Generating Signal Waveforms in a CDMA Cellular Telephone System" beschrieben, dass dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung zugewiesen ist ('459-Patent). Das System des '459-Patents ist im wesentlichen gemäß der Verwendung des IS-95-Luftschnittstellenstandards konfiguriert.
Zusätzlich wird in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung das Paging einer Teilnehmereinheit 10 im wesentlichen gemäß dem Paging-Verfahren durchgeführt, das in der US-Patentanmeldungsseriennummer 08/865,650 und 08/890,355, wobei beide den Titel "Dual Channel Slotted Paging" tragen und dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung zugewiesen sind, beschrieben wird (die Dualkanal-Paging-Anmeldungen). In diesen Patentanmeldungenn wird die Verwendung einer Quick-Paging-Nachricht (Quickpage) beschrieben, die über einen Kanal mit reduzierter Kodierung übermittelt wird. Eine oder mehrere Quickpages werden vor der Vollpagenachricht (Vollpage) übermittelt, um es einer Teilnehmereinheit zu gestatten, die Funkrufüberwachungszeit zu reduzieren und damit den Standby-Energieverbrauch zu senken. Wenn die Teilnehmereinheit keine positive Quickpage empfängt, dann erwartet sie die Vollpage nicht und reduziert somit den Standby-Modus-Energieverbrauch.
2 ist ein Blockdiagramm eines Demodulators, der zur Verarbeitung von CDMA-Signalen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird. Empfangs-Sample (Rx) werden durch das HF/IF-System 190 und das Antennensystem 192 erzeugt, welche HF-Signale empfangen, filtern und die HF-Signale auf das Basisband herabkonvertieren und digitalisieren. Die Samples werden an Mux 202 und an Sample-RAM 204 geliefert. Die Ausgabe von Mux 202 wird an Suchereinheit 206 und Fingerelemente 208 geliefert, die an die Steuerungseinheit 210 gekoppelt sind. Der Kombinierer 212 koppelt den Decodierer 214 an die Fingerelemente 208. Die Steuerungseinheit 210 ist typischerweise ein Mikroprozessor, der durch Soft ware gesteuert wird und kann sich in demselben integrierten Schaltkreis oder auf einem separaten integrierten Schaltkreis finden.
Während des Betriebs werden Empfangs-Samples (Samples) in dem Sample-RAM 200 gespeichert und an Mux 202 angelegt. Mux 202 liefert an die Suchereinheit 206 und die Fingerelemente 208 entweder Echtzeit-Sample oder die gespeicherten Samples bzw. Abtastungen. Die Regelungseinheit 210 konfiguriert die Fingerelemente 208, um die Demodulation bei verschiedenen Zeitversetzungen basierend auf den Suchergebnissen der Suchereinheit 206 durchzuführen. Die Ergebnisse der Demodulation werden kombiniert und an den Decodierer 214 weitergegeben, der die Daten ausgibt.
Im allgemeinen verwendet die Suche, die von dem Sucherelement 208 ausgeführt wird, nicht-kohärente Demodulation des Pilotkanals, um Timinghypothesen zu testen, die mehreren Sektoren, Basisstationen und Multipfaden entsprechen, während die Demodulation, die durch die Fingerelemente 208 durchgeführt wird, über kohärente Demodulation der Datenkanäle ausgeführt wird. Nicht-kohärente Demodulation erfordert keine Trägerphaseninformation, aber erfasst eher die Signalenergie als die Daten, die in dem Signal enthalten sind (für bestimmte Wellenformtypen). Kohärente Demodulation erfordert Phaseninformation und somit mehr Information über das Signal, aber die Daten, die auf dem Signal übertragen werden, können bestimmt werden. Diese Anwendung betreffend bezieht sich der Begriff Demodulation alleine auf kohärente Demodulation, während Suche sich auf nicht-kohärente Demodulation bezieht. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird Entspreizen durchgeführt, indem die empfangenen Samples multipliziert werden mit dem Komplexkonjugierten der PN-Sequenz und der zugewiesenen Walsh-Funktion bei einer einzelnen Timinghypothese und indem die resultierenden Samples digital gefiltert werden, oft mit einem Integrierungs- und Verwerfungs- Akkumulierschaltung (integrate and dump accumulator circuit).
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindungen ist ein erweitertes Sucherelement vorgesehen, dass sowohl die Pilotkanalsuche als auch die Demodulation eines Paging-Kanals auf die Samples anwendet, die in dem Sam ple-RAM gespeichert sind. Die Demodulation und die Suche können bei mehreren Zeit-Offsets bzw. Zeitversatz durchgeführt werden und die Ergebnisse der Demodulation werden kombiniert, um zu bestimmen, ob eine Funkrufnachricht empfangen wurde. Vorzugsweise ist der Funkrufkanal, der durch das Sucherelement demoduliert wird, dem Quick-Paging-Kanal ähnlich, der in den oben erwähnten Dualkanal-Paging-Anwendungen beschrieben ist. Da die Nachrichtendauer für Quick-Paging klein ist (128 oder 256 PN-Chips bei 1,2288 Mcps entsprechen 104 oder 208 μs) und das notwendige Entzerren klein ist (etwa 100–400 μs), können die benötigten empfangenen Samples einfach gepuffert und "offline" verarbeitet werden, um Energie zu sparen.
3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Demodulators von 2 im Standby-Modus darstellt gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Standby-Modus ist der Zustand, in dem die Teilnehmereinheit eingeschaltet ist, aber keinen Anruf durchführt. Während des Stand-by-Modus wartet die Teilnehmereinheit auf Paging-Nachrichten, die an sie gerichtet sind. Die Paging-Nachricht kann eine ankommende Kommunikation oder Telefonanruf anzeigen. Wie oben erwähnt wird die Erfindung in dem Kontext eines Zwei-Kanal-Paging-Systems beschrieben, wie es in den Dualkanal-Paging-Anmeldungen dargelegt ist.
Bei Schritt 300 sammelt und speichert die Teilnehmereinheit empfangene Samples bei Schritt 300, während des Quick-Paging-Slots, der ihm zugewiesen ist. In einem Ausführungsbeispiel wird die Sammlung durchgeführt, indem die HF/IF-Einheit 190 aktiviert wird, die Samples in dem Sample-RAM gespeichert werden und dann das HF/IF-System 190 deaktiviert wird. Typischerweise sammelt die Teilnehmereinheit Samples für eine längere Dauer als die Dauer eines einzelnen Quick-Paging-Slots, so dass mehrere Zeitoffsetsignale innerhalb des Satzes der Empfangselemente gespeichert werden.
Bei Schritt 304 führt die Sucherelementeinheit 206 (von 2) eine Pilotsuche auf den gespeicherten Samples bei mehreren Zeit-Offsets durch. Zusätzlich kann die Pilotsuche für verschiedene Signale durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die Suche nach Signalen von verschiedenen Basisstationen aus durchgeführt werden, die verschiedene Pilot-Codes oder Pilot-Codes mit verschiedenem Offset verwenden. Wenn ein lokales Maximum oberhalb eines bestimmten Grenzwertes erfasst wird und die Kombinierungsfunktion für das spezielle Suchfenster eingeschaltet ist, wird die resultierende Hypothese demoduliert und kombiniert. Nachdem alle Hypothesen in der Suchliste fertig gestellt wurden, ist der Schritt beendet.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es bevorzugt, ein Sample-RAM 204 zu besitzen, das groß genug ist, den Zeit-Offset eines Satzes von Multipfadsignalen abzudecken. Somit werden die verschiedenen Piloten erfasst, indem lediglich dieselben Sätze von Samples bei verschiedenem Offsets gesucht werden. Auf ähnliche Weise kann derselbe Satz von Samples bei verschiedenen Offsets demoduliert werden, um Schnellfunkrufe zu verarbeiten. Während ein Quickpage- bzw. Schnellfunkrufkanal, der für kohärente Signalgebung entworfen ist, eine bessere Performance liefert, wird er in vielen Fällen bevorzugt. Ein Quick-Paging-System kann auch für nicht-kohärente Signalgebung entworfen werden.
Bei Schritt 306 wird das Sucherelement 206 in den Demodulationsmodus geschaltet und der Paging-Kanal, der mit jedem Signal assoziiert ist, das während des Suchmodus erfasst wird, wird demoduliert, um zu bestimmen, ob ein Schnellfunkruf empfangen wurde. Die Schnellfunkrufe werden verarbeitet, indem kohärente Demodulation auf dem Satz von Paging-Kanälen durchgeführt wird, die dem Satz von Pilotkanälen entsprechen, die während der Suche erfasst werden. Somit wird in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung der Quick-Funkrufkanal innerhalb des Sucherelements demoduliert, nachdem die Suche ausgeführt wurde. Jede Demodulation wird bei einem bestimmten Offset innerhalb des Samples durchgeführt und der resultierende Satz von Demodulations-Soft-Decision-Daten wird diversity-kombiniert, indem ein Akkumulatorelement innerhalb des Sucherelements 206 verwendet wird.
Bei Schritt 308 werden die kombinierten Demodulationsdaten geprüft, um zu bestimmen, ob ein positiver Schnellfunkruf empfangen wurde (das heißt einer, der anzeigt, dass die folgende vollständige Paging-Nachricht an diese Teilnehmereinheit 10 gerichtet sein kann). Wenn nicht, kehrt die Teilnehmereinheit zu Schritt 300 zurück. Wenn ein positiver Schnellfunkruf empfangen wurde, werden die Fingerelemente 208, der Decoder 214 und die HF/IF-Einheit 190 bei Schritt 310 aktiviert und der vollständige Funkruf bei Schritt 312 verarbeitet. In einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung fährt die Teilnehmereinheit damit fort, die Samples nach anderen Piloten zu durchsuchen, um neue Signale zur Verarbeitung zu finden, wenn der nächste Paging-Slot auftritt. Wenn zusätzlich der Quick-Paging-Kanal nicht mit ausreichender Qualität empfangen wurde, wird Schritt 310 in jedem Fall durchgeführt, um zu gewährleisten, dass eine Vollfunkrufnachricht nicht versäumt wird.
Durch die Ausführung von sowohl der Suche als auch der Schnellfunkrufverarbeitung innerhalb der Sucherelementeinheit 206, kann der Quick-Paging-Kanal überwacht werden, ohne dass Fingerelemente aktiviert werden müssen, bis ein positiver Schnellfunkruf empfangen wird. Im allgemeinen sind die meisten Schnellfunkrufnachrichten negativ, was anzeigt das kein Anruf oder Nachricht bevorsteht. Somit wird die Zeit, während der die Fingerelemente 208 und andere Schaltungen aktiviert sind, signifikant vermindert. Somit erhöht die Reduzierung der Schaltungen, die verwendet werden, um die Quick-Funkrufkanalbeobachtung durchzuführen, die Standby-Zeit der Teilnehmereinheit 10.
Diese Verminderung der Schaltungen wird erreicht, indem der verminderte Codierungspegel des Quick-Paging-Kanals und der Schnellfunkrufnachricht genutzt wird und die Empfangselemente zur Verarbeitung gespeichert werden. Diese reduzierte Codierung gestattet es der Demodulation des Quick-Paging-Kanals, mit einer begrenzten Menge an Demodulationsfunktionalität und damit mit einer begrenzten zusätzlichen Komplexität des Sucherelements ausgeführt zu werden. Die Verwendung von Sample-RAM 204 erlaubt auch, dass Vielfach-Zeitoffset-Demodulation ausgeführt wird, indem eine einzelne Demodulationsmaschine innerhalb des Sucherelements 206 verwendet wird, was weiterhin die Schaltungen reduziert, die nötig sind für die Überwchung hinsichtlich von Paging-Nachrichten.
Zusätzliche Energieeinsparung erfolgt, indem die Suche und Funkrufkanalüberwachung unter Verwendung von gespeicherten Samples durchgeführt werden. In einem Ausführungsbeispiel ist der Quick-Paging-Kanal ein BPSK- oder OOK-Bit, welches einmal oder zweimal gesendet wird. Im besonderen wird die Zeitspanne vermindert, in der die HF/IF-Einheit 190 während jedes Funkrufzyklus arbeitet, indem die Samples gespeichert werden, wenn sie erzeugt werden. Sobald die Samples gespeichert sind, deaktiviert die Teilnehmereinheit die HF/IF-Einheit, um Energie zu sparen und durchsucht die Samples wiederholt bei verschiedenen Offsets oder verschiedenen Pilotsignalen oder beiden, indem nur die digitalen Schaltungen verwendet werden.
Wie oben angemerkt gestatten es die Ausführungen verschiedener Suchen in denselben Samples der HF-Einheit, sich auszuschalten, sobald der anfängliche Satz von Samples gesammelt ist. Das Ausschalten der HF-Einheit reduziert den Energieverbrauch der mobilen Einheit während des Stand-by-Modus. Wenn im Gegensatz dazu die Samples nicht gespeichert würden, müssten zusätzliche Samples solange gesammelt werden, wie es nötig ist, um nach mehreren Pilotsignalen und zeitlichen Offsets zu suchen. Diese kontinuierliche Sammlung von Pilotdaten würde es erfordern, dass die HF-Einheit eingeschaltet bleibt und somit Energie für eine längere Zeitspanne verbraucht, was die Stand-by-Zeit der Teilnehmereinheit 10 vermindern würde.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht ebenso Leistungserweiterungen wie verbesserten Stromverbrauch des Stand-by-Modus vor. Im besonderen wird die Performance der Demodulation verbessert, indem Demodulation und Suche auf demselben Satz von Samples durchgeführt werden. Der Grund dafür ist, dass die besten Signale, wie sie von der Pilotkanalsuche gemessen werden, die besten Signale für Paging-Kanaldemodulation sind, weil der Satz von Samples derselbe ist. In alternati ven Systemen wird die Suche auf einem ersten Satz von Samples durchgeführt und die Resultate dieser Suche werden verwendet, um zu bestimmen, wie die Paging-Kanäle in einem zweiten Satz von Samples demoduliert werden. Während die Korrelation zwischen den Suchergebnissen und der Paging-Kanal-Qualität typischerweise begründet ist, wenn die Zeitspanne zwischen den beiden Ereignissen klein ist, wird jeder Unterschied in dem Kanal zwischen der Suche und der Demodulation im Vergleich zu der Fading-Kanal-Dekorrelationszeit nahezu eliminiert, indem Suche und Demodulation auf denselben Samples ausgeführt werden.
4 ist ein Blockdiagramm des Sucherelements 206, wenn es gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung konfiguriert ist. Die In-Phasen- und Quadraturphasen-Samples werden aus dem Sample-RAM 204 (2) gelesen und von dem QPSK-Entspreizer 402 entspreizt, indem ein PN-Code von dem PN-Code-Generator 404 verwendet wird, wobei der PN-Code einen In-Phasen-Teil (PNI) und einen Quadratur-Phasen-Teil (PNQ) aufweist. Die resultierenden In-Phasen- und Quadratur-Phasen-Komponenten des QPSK-Entspreizers 402 werden an die Multiplizierer 406a–d angewandt. Die Verarbeitung nach dem Sample-RAM kann bei einer beliebigen Taktfrequenz geschehen, die in keiner Beziehung zu der ursprünglichen Chiprate steht wie zum Beispiel 19 MHz.
Während des Suchmodus erzeugen die Walsh-Code-Generatoren 408 und 410 den Pilotkanal-Walsh-Code, der auf die Multiplizierer 406a–406d angewandt wird. Die Multiplizierer 406a–406d und die Akkumulatorelemente 408a–408d arbeiten zusammen, um die entspreizten Samples mit dem Pilot-Walsh-Code von dem Pilot-Walsh-Codegenerator 408 zufreizulegen. Die QPSK-Entspreizung und die WALSHMultiplikation können der Reihe nach oder integriert als eine einzelne Operation für gleichwertige Ergebnisse auftreten.
Die freigelegten Pilot-Samples von den Akkumulatorelementen 408a und 408b werden auf den Multiplizierer 420 zweimal angewandt: einmal direkt und einmal über die Multiplexer 423. Das Ergebnis ist, dass die freigelegten Pilot-Samples quadriert werden und die quadrierten Ausgaben werden durch den Summierer 422 summiert. Somit wird im Suchmodus das Skalarprodukt der freigelegten Pilotdaten errechnet und somit die Korrelationsenergie des Pilotkanals bei dem aktuellen Offset.
In ähnlicher Weise werden die freigelegten Pilot-Samples von den Akkumulatorelementen 408c und 408d an Quadrierungsschaltungen 410 angewendet, deren Ausgänge von Summierer 412 zusammenaddiert werden. Somit verhalten sich die Quadrierungsschaltungen 410 und der Summierer 412 so, dass sie das Skalarprodukt der freigelegten Pilotdaten mit sich selbst errechnen und somit die Korrelationsenergie des Pilotkanals bei dem aktuellen Offset.
Die Skalarprodukte von den Summierern 412 von 422 werden von dem Rechner lokaler Maxima 414 empfangen. Der Rechner lokaler Maxima 414 bestimmt den wahrscheinlichsten Offset oder Offsets aus einem Satz von Offsets (oder Hypothesen), die von dem Sucherelement basierend auf der Korrelationsenergie ausprobiert werden. Zum Beispiel kann der Rechner lokaler Maxima 414 die lokale größte Energie in einem Satz von übersampelten Korrelationsenergien speichern, um das Sample zu isolieren, das dem wahren Offset am nächsten liegt. Die Multiplizierer 406a und 406b und die Akkumulatorelemente 408a und 408b arbeiten zusammen, um die entspreizten Samples mit dem Quick-Paging-Walsh-Code von dem Schnellfunkrufnachricht-Walsh-Code-Generator freizulegen.
Der Satz von Offsets wird erzeugt, da das Timing der PN- und Walsh-Codes relativ zu den Samples angepasst wird. In einer beispielhaften Suche werden die PN- und Walsh-Codes in kleinen Schritten um bestimmte Suchgebiete herum angepasst. Typischerweise werden die Codegeneratoren von einem Steuerungssystem konfiguriert, das auch die Suchgebiete mit einem Start-Offset und einem End-Offset definiert. Das Steuerungssystem kann ein Mikroprozessor oder digitaler Signalprozessor sein, der von Software gesteuert wird, die im Speicher abgelegt ist.
Der N-max-Tracker 416 sammelt den Satz von N größten Korrelationsenergien für die verschiedenen Suchgebiete. N ist eine ganze Zahl vorzugsweise in dem Bereich zwischen vier und 16. Die Verwendung andere Kriterien, um Suchergebnisse zu sammeln, wie zum Beispiel Signalquellen-Diversity bzw. Vielseitigkeit der Signalquelle, ist vereinbar mit der Verwendung der Erfindung. Der resultierende Satz von Korrelationsenergien und assoziierten Offsets (Suchergebnisse) wird dem Steuerungssystem gemeldet.
Sobald die Suchoperation durchgeführt wurde, konfiguriert das Steuerungssystem in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung das Sucherelement, um die Demodulation auf den Paging-Kanal für einen Satz von Signalen und Offsets basierend auf den Suchergebnissen durchzuführen. Um die Demodulation des Funkrufkanals (vorzugsweise des Schnellfunkrufkanals) durchzuführen, wird der Walsh-Generator 410 so konfiguriert, um den Paging-Kanal-Walsh-Code zu erzeugen und die Multiplexer 423 werden so konfiguriert, um die Ausgabe der Akkumulatorelemente 408c und 408d an die Multiplizierer 420 anzuwenden. Zusätzlich werden die Akkumulatorelemente 408a und 408b so konfiguriert, um exakt über die Bit-Dauer zu integrieren.
Für jedes Signal, das demoduliert werden soll, konfiguriert das Steuerungssystem den PN-Generator und die Walsh-Generatoren bei dem bestimmten Offset und die Samples werden nochmals demoduliert. Die freigelegten Samples des Quick-Paging-Kanals von den Akkumulatorelementen 408a und 408b werden an die Multiplizierer 420 angewandt. Zusätzlich werden freigelegten Samples des Pilotkanals an die Multiplizierer 420 über die Muxe bzw. Multiplexer 423 angewandt.
Um das Skalarprodukt zwischen Pilot und Paging-Daten auszuführen werden die Ausgaben der Multiplizierer 420 durch den Addierer 422 addiert und die resultierenden projizierten Quick-Paging-Kanal-Soft-Decision-Daten werden von den Signalspeichern 424 empfangen. Eine Vielzahl anderer Verfahren zur Anpassung für die Trägerphase ist offensichtlich einschließlich der Verwendung einer Kreuzproduktoperation oder anderer Phasenrotationsverfahren. Das Skalarprodukt stellt die Daten wieder hier, die in Phase mit den Piloten sind und gewichtet sie zur Kombinierung. Die Ausgabe der Signalspeicher 424 wird dann von dem Kombinierer-Akkumulatorelement 426 empfangen. Für jedes demodulierte Signal fügt das Akkumulatorelement 426 die Demodulationsergebnisse hinzu. Sobald der Satz von Signalen demoduliert ist, werden die kombinierten Schnellfunkrufdaten an das Steuerungssystem ausgegeben, welches die übertragenen Daten abschätzt, indem es eine Hard-Decision durchführt basierend auf den gesammelten Soft-Decision-Daten. Basierend auf der Hard-Decision wird bestimmt, ob ein Schnellfunkruf gesendet wurde.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zusätzlich die Energie von den freigelegten Pilot-Kanal-Daten nochmals ausgerechnet, in dem eine Skalarprodukt Operation durchgeführt wird und die resultierende Pilotenergie wird für jedes Signal von dem Akkumulatorelement 426 aufgespeichert. Die aufgespeicherte Pilotenergie wird an das Steuerungssystem weitergegeben.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bestimmt das Steuerungssystem, ob die Quick-Paging-Daten basierend auf der aufgespeicherten Pilotenergie verlässlich sind. Wenn die aufgespeicherte Pilotenergie oberhalb eines bestimmten Grenzwertes liegt, sind die Quick-Paging-Kanal-Ergebnisse verlässlich. Andernfalls wird der nächste Schnellfunkruf-Slot verarbeitet oder der Voll-Paging-Kanal wird verarbeitet. Wie oben erwähnt, gewährleistet die Verwendung derselben Samples, um den Pilot und die Paging-Kanäle zu verarbeiten, dass der Kanal für die beiden Verarbeitungen derselbe ist, was die Demodulationsperformance verbessert.
Somit wurde ein System und ein Verfahren zur Durchführung von Funkrufüberwachung beschrieben. Die obige Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele wird geliefert, um jede Person, die mit dem Stand der Technik vertraut ist, in die Lage zu versetzen, die vorliegende Erfindung zu machen oder zu verwenden. Die zahlreichen Modifikationen dieser Ausführungsbeispiele sind für den Fachmann verständlich und die hier definierten allgemeinen Prinzipien können ohne den Gebrauch erfinderischer Fähigkeiten auf andere Ausführungsbeispiele angewandt werden. Somit wird nicht beabsichtigt, die vorliegende Erfindung auf die hier gezeigten Ausführungsbeispiele zu begrenzen, sie soll aber mit dem weitesten Umfang in Übereinstimmung sein, der mit den Prinzipien und hier offenbarten neuartigen Merkmalen vereinbar ist.

Claims

Ein System zum Empfangen von Funkrufen bzw. Pages, wobei das System Folgendes aufweist: a. ein Empfängermittel (192, 190) zum Empfangen von Empfangsabtastungen bzw. -samples; b. eine Speichereinheit (204) zum Speichern von ersten Empfangssamples von dem Empfänger; c. ein Mittel zum Abschalten des Empfängermittels, nachdem die Empfangssamples gespeichert wurden; d. ein Sucherelement (206) zum Detektieren der Korrelationsenergie eines Pilotkanals innerhalb der ersten Empfangssamples und zum Demodulieren eines Pagingkanals mit reduzierter Codierung, worauf im Folgenden als Quick-Paging-Kanal Bezug genommen wird, innerhalb der ersten Empfangssamples, während das Empfängermittel ausgeschaltet ist; und e. ein Mittel (210) zum Reaktivieren des Empfängermittels, um zweite Empfangssamples, ansprechend auf Datenempfang von dem Suchelement, anzeigend für einen Quick- bzw. Schnellpage innerhalb der ersten Empfangssamples, zu empfangen; und f. ein Demodulationselement (208) zum Demodulieren eines Pagingkanals mit nicht-reduzierter Codierung, worauf im Folgenden als Voll-Paging-Kanal Bezug genommen wird, innerhalb der zweiten Empfangssamples.
System gemäß Anspruch 1, wobei das Datendemodulationselement angepasst ist, um Softdecision- bzw. weiche Entscheidungsdaten zu generieren und das System weiterhin einen Decoder (214) zum Decodieren der weichen Entscheidungsdaten von dem Demodulationselement aufweist.
System gemäß Anspruch 1, wobei das Empfangsmittel weiterhin eine HF-Einheit (190) zum Generieren der Empfangssamples aufweist.
System gemäß Anspruch 1, wobei das Suchelement (206) Folgendes aufweist: d1. ein erstes Verarbeitungselement (406D, 406C) zum Entspreizen eines Pilotkanals; d2. ein zweites Verarbeitungselement (406A, 406B) zum Entspreizen des Pilotkanals und zum Entspreizen des Schnell-Paging-Kanals; d3. eine Phasenanpass-Demodulationsschaltung (420, 422, 423) zum Rotieren der Schnell-Paging-Kanal-Daten unter Verwendung des Pilotkanals von dem ersten Verarbeitungselement; und d4. eine Korrelatiionsenergieschaltung (410) zum Berechnen einer Korrelationsenergie für das erste Verarbeitungselement.
System nach Anspruch 4, wobei die Phasenanpass-Demodulationsschaltung operativ ist, um ein zweidimensionales Vektorskalarprodukt oder Kreuzprodukt zwischen den Schnell-Page- und Pilotkomplexbasisbandsignalen auszuführen.
System gemäß Anspruch 1, wobei das Sucherelement (206) angepasst ist, um mehrere Demodulationen bei einem bestimmten Offset innerhalb der gespeicherten ersten Empfangssamples auszuführen und um einen resultierenden Satz von Demodulationsweich-Entscheidungsdaten zu generieren und weiterhin Folgendes aufweist: einen Kombinierer (426) zum Kombinieren der Demodulationsweich-Entscheidungsdaten des resultierenden Satzes.
System gemäß Anspruch 6, wobei der Kombinierer (426) ein Akkumulationselement aufweist.
Verfahren zum Empfangen von Pages bzw. Funkrufen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a. Empfangen (300) von ersten Empfangssamples bei einem Empfänger; b. Speichern (300) der ersten Empfangssamples; c. Abschalten des Empfängers nach Speichern der ersten Empfangssamples; d. Detektieren (306) der Korrelationsenergie eines Pilotkanals innerhalb der ersten Empfangssamples und Demodulieren eines Paging-Kanals mit reduzierter Codierung, worauf im Folgenden als Schnell-Paging-Kanal Bezug genommen wird, innerhalb der ersten Empfangssamples, während der Empfänger ausgeschaltet ist; e. Reaktivieren des Empfängers, um zweite Empfangssamples zu empfangen, und zwar ansprechend auf Daten, anzeigend dafür, dass ein Schnell-Page in dem Schnell-Paging-Kanal detektiert wurde; und f. Demodulieren (312) eines Paging-Kanals mit nicht-reduzierter Codierung, worauf im Folgenden als Voll-Paging-Kanal Bezug genommen wird, innerhalb der zweiten Empfangssamples.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei der Schritt d. weiterhin Folgende Schritte aufweist: d1. Suchen eine Pilotkanals; d2. Entspreizen des Pilotkanals; d3. Entspreizen des Schnell-Paging-Kanals; und d4. Demodulieren des Schnell-Paging-Kanals durch Projizieren der entspreizten Daten des Schnell-Paging-Kanals auf die entspreizten Daten des Pilotkanals.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei der Schritt d. weiterhin Folgende Schritte aufweist: d1. Suchen eine Pilotkanals; d2. Demodulieren des Pilotkanals; d3. Demodulieren des Schnell-Paging-Kanals; d4. Berechnen von Korrelationsenergie von den Pilotkanaldaten; d5. Projizieren von Schnell-Paging-Kanal-Daten unter Verwendung von Pilotkanaldaten; und d6. Berechnen einer Korrelationsenergie für die Pilotinformationskanaldaten.
Verfahren gemäß Anspruch 8, das weiterhin folgende Schritte aufweist: Ausführen von mehrfachen Demodulationen bei einem gewissen Versatz bzw. Offset innerhalb der gespeicherten ersten Empfangssamples, Generieren eines resultierenden Satzes von Demodulationsweich-Entscheidungdaten und Akkumulieren bzw. Sammeln von Demodulationsweich-Entscheidungsdaten des resultierenden Satzes.