DK174844B1

DK174844B1 - Spredtspektrum -system og -fremgangsmåde med faset antennesystem.

Info

Publication number: DK174844B1
Application number: DK199601452A
Authority: DK
Inventors: Donald L Schilling
Original assignee: Interdigital Tech Corp
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 2003-12-15
Also published as: HK1055022A1; SE9604711L; CA2193843A1; SE521161C2; DK145296A; EP0767976B1; US20010024466A1; HK1055025A1; CN1392674A; EP0767976A4; US6256340B1; US6563860B2; US7362793B2; HK1055023B; AU3094295A; US5633889A; BR9508146A; ES2144383T3; DE69527964T2; EP1093185A3

Description

i DK 174844 B1

Den foreliggende opfindelsen angår spredt spektrum-kommunikation og navnlig en fremgangsmåde til styring af antenneretninger for en modtager med faset antenne-gruppe og til brug i et spredtspektrumkommunikations-5 system, hvilken modtager under brug af et sæt fasede antenner modtager et spredtspektrumsignal, som indeholder flere kanaler, hvilke antenner afgiver timede versioner af det modtagne signal, hvor hver timet version er knyttet til en respektiv antenne i det 10 fasede antennesæt, og frembringer et kombineret, despredt signal ved at desprede og kombinere hver timet version af det modtagne signal under brug af en specifik kodepuls-sekvens knyttet til en udvalgt kanal. Opfindelsen angår tillige en modtager, der udøver 15 fremgangsmåden.

Det er, når man kommunikerer med spredtspektrummodulation i et flervejsmiljø, et problem at opnå tilstrækkelig signalstyrke, når et modtaget signal kommer ad to veje. Det ad to veje modtagne signal kan have 20 faseudsletning, der giver manglende modtagelse eller modtagelse med en uacceptabel fejlhyppighed.

Fasede antennesystemer (engelsk: phased arrays), som er velkendte i teknikken, kræver N antenneelementer til at skelne op til N-l signaler, der ankommer til det 25 fasede antennesystem ad forskellige veje eller fra forskellige retninger. Dette rumlige mangfoldighedskoncept er veludviklet i antenneteori.

US-A-4189733 beskriver et styrbart, faset antennegruppe sy stem i et spredtspektrumkommunikations-' 30 system. Antennesystemet indstiller faseforskydere i afhængighed af målinger af bredbåndsenergien i antennens udgangssignal og smalbåndsenergien efter despredningen.

US-A-5107273 beskriver et adaptivt antennegruppe-35 system som retter et minimum, der er knyttet til 2 DK 174844 B1 systemet, mod en interferenskilde. Systemet måler den bølgeenergi, der er knyttet til forskellige minimumsvinkler. På basis af målingerne bestemmer systemet vinklen for en interferenskilde, således at gruppens 5 faser indstilles til at have minimumsvinklen sammenfaldende med interferenskildens vinkel.

US-A-5248982 beskriver en teknik til kalibrering af fasede modtageantennegrupper. Fra modsatte ender af et komplementært kalibreringskabel sendes kalibrerings-10 signaler til gruppens forsinkelseselementer. Den forsinkelse, der frembringes af kalibreringssignalerne, i måles. På basis af målingerne kan omgivelsernes indvirkning bestemmes og korrigeres.

Opfindelsens generelle mål er at anvise et forbed-15 ret system og en forbedret fremgangsmåde til modtagelse af spredtspektrumsignaler i et flervejsmiljø.

Et andet formål med opfindelsen er at forøge det modtagne signal/støj-forhold eller at reducere sandsynligheden for fejl i et spredtspektrumsignal der ankom-20 mer ad to eller flere veje.

Endnu et formål med opfindelsen er at modtage flere spredtspektrumsignaler der ankommer ved antennen fra mange forskellige retninger, uafhængigt af antallet af antenneelementer.

25 Opfindelsen opfylder ved en fremgangsmåde og en modtager af den indledningsvis nævnte art disse formål ved de i de kendetegnende dele af de selvstændige krav 1 og 10 angivne træk.

Ifølge den foreliggende opfindelse som eksemplifi-30 ceret og generelt beskrevet heri, tilvejebringes der et spredtspektrumsystem med faset antennesystem omfattende et modtagermiddel, et forsinkelsesmiddel, et kombineringsmiddel, et despredningsmiddel, et genererings-middel, et lagringsmiddel og et sammenligningsmiddel.

35 Modtagermidlet modtager flere spredtspektrumsignaler og 3 DK 174844 B1 flere fasede versioner af spredtspektrumsignalerne.

Typisk modtages spredtspektrumsignalerne med en første flerhed af modtagere koblet til en første antenne, og de fasede versioner af spredtspektrumsignalerne modta-5 ges med en anden flerhed af modtagere koblet til en anden antenne. De modtagne spredtspektrumsignaler og de fasede versioner af spredtspektrumsignalerne er digitaliserede. Forsinkelsesmidlet kan forsinke de modtagne spredtspektrumsignaler i forhold til de fasede versio-10 ner af spredtspektrumsignalerne med flere forsinkelser.

De forsinkede spredtspektrumsignaler bliver således til forsinkede signaler.

Kombineringsmidlet kombinerer de forsinkede signaler og de fasede versioner af spredtspektrumsignalerne 15 til flere kombinerede signaler. En i-fase-komposant af hvert forsinket signal kombineres med en i-fase-komposant af hver respektiv faset version af hvert spredt-spektrumsignal. En kvadratur-fase-komposant af hvert forsinket signal kombineres med en kvadratur-fase-20 komposant af hver respektiv faset version af hvert spredtspektrumsignal.

Despredningsmidlet despreder de kombinerede signaler til flere despredte signaler. Dette kan gøres ved at anvende flere produktdetektorer med flere kodepuls-25 sekvenser tilpasset til de respektive spredtspektrumsignaler, eller flere tilpassede filtre med flere impulsfunktioner tilpasset til de respektive kodepuls-sekvenser for de modtagne spredtspektrumsignaler.

Genereringsmidlet genererer flere størrelses-30 ordensværdier ud fra de despredte signaler. Hver størrelsesordensværdi kan være en absolut værdi eller kvadratet på i-fase-komposanten og kvadratur-fase-komposanten af det despredte signal.

Lagringsmidlet lagrer flere før-størrelsesordens-35 værdier, der forudgående er genereret af genererings- 4 DK 174844 B1 midlet, og flere nu-størrelsesordensværdier, der i øjeblikket genereres af genereringsmidlet. Før-størrelsesordensværdierne, respektive nu-størrelsesordens-værdierne sammenlignes af sammenligningsmidlet. Som 5 reaktion på resultatet af denne sammenligning afgiver sammenligningsmidlet flere sammenligningssignaler. Forsinkelsesmidlet kan ændre henholdsvis en hvilken som helst eller alle de forsinkede signaler på basis af sammenligningssignalerne.

10 Den foreliggende opfindelse omfatter også en frem gangsmåde til ^ at maksimere signalstyrken for flere spredtspektrumsignaler, der har flere veje, hvilken fremgangsmåde omfatter trinnene at modtage spredt-spektrumsignalerne og de fasede versioner af spredt-15 spektrumsignalerne. De modtagne spredtspektrumsignaler forsinkes i forhold til de fasede versioner af spredt-spektrumsignalerne med flere forsinkelser for at generere flere forsinkede signaler. De forsinkede signaler og de fasede versioner af spredtspektrumsignalerne 20 kombineres til flere kombinerede signaler, og de kombinerede signaler despredes til flere respektive despredte signaler.

Fremgangsmåden omfatter generering af flere størrelsesordensværdier ud fra de despredte signaler og 25 lagring af flere før-størrelsesordensværdier og flere nu-størrelsesordensværdier. Før-størrelsesordensværdierne og nu-størrelsesværdierne sammenlignes, og der afgives flere sammenligningssignaler på basis af denne sammenligning. Under brug af sammenligningssignalerne 30 ændres forsinkelserne. Trinnet at generere størrelsesordensværdierne er en måde til at lokalisere et maksimum. Der kan benyttes andre procedurer til at lokalisere et maksimum eller dets ækvivalent.

Yderligere formål med og fordele ved opfindelsen 35 fremgår dels af den efterfølgende beskrivelse og er 5 DK 174844 B1 dels nærliggende ud fra beskrivelsen eller kan indses ved udøvelse af opfindelsen. Formålene med og fordelene ved opfindelsen kan også tilvejebringes og opnås ved hjælp af de mellemled og kombinationer, der særskilt er 5 angivet i kravene.

Tegningen illustrerer foretrukne udførelsesformer af opfindelsen og tjener sammen med beskrivelsen til at forklare opfindelsens principper.

fig. 1 er et blokdiagram, der illustrerer op-10 findeisens generelle idé; fig. 2 viser to flervejssignaler, der modtages af en bruger; fig. 3 er et blokdiagram til justering af fasen mellem to modtagere; 15 fig. 4 er et blokdiagram til justering af fasen for flere spredtspektrumsignaler; og fig. 5 er et blokdiagram til justering af fasen mellem to sæt modtagere for flere spredtspektrumsigna-ler.

20 Der henvises nu nærmere til de for tiden fore trukne udføreIsesformer af opfindelsen, som der på den medfølgende tegning er illustreret eksempler på, idet de samme henvisningssymboler i de forskellige afbildninger betegner samme elementer.

25 Til brug i et håndsæt tilvejebringer den fore liggende opfindelse et unikt spredtspektrumsystem med fasekoblede antenner omfattende et modtagermiddel, et forsinkelsesmiddel, et kombineringsmiddel, et despred-ningsmiddel, et genereringsmiddel, et lagringsmiddel og 30 et sammenligningsmiddel. Forsinkelsesmidlet er koblet mellem modtagermidlet og kombineringsmidlet. Despred-ningsmidlet er koblet mellem kombineringsmidlet og genereringsmidlet. Lagringsmidlet er koblet mellem genereringsmidlet og sammenligningsmidlet og sammen-35 ligningsmidlet er koblet til forsinkelsesmidlet.

6 DK 174844 B1

Modtagermidlet i fig. l modtager et spredtspek-trumsignal og en faset version af spredtspektrumsignalet. Betegnelsen "faset version", som den benyttes her, omfatter en version af spredtspektrumsignalet med en 5 fase forskellig fra det modtagne spredtspektrumsignals og/eller en version af spredtspektrumsignalet med en tidsforsinkelse i forhold til de modtagne spredtspek-trumsignaler. Den afvigende fase og/eller tidsforsinkelse fremkommer som vist i fig. 2 ved at spredt-10 spektrumsignalet 15 og den fasede version af spredtspektrumsignalet 16 ankommer ad forskellige veje som f.eks. reflekteret fra forskellige bygninger 17, 18.

Spredtspektrumsystemet med faset antennesystem kan være implementeret ved en basestation eller som vist i fig.

15 2 ved en fjernabonnentenhed (RSU) såsom et håndsæt 19. Faseændringen optræder ved hver refleksion, da et første spredtspektrumsignal 15 har én refleksion, og en anden stråle såsom den fasede version af spredtspektrumsignalet 16 har to refleksioner. Som et resultat af 20 forskelle i tid mellem de to signaler kan flervejssignalet underligge faseudsletning og forårsage fading. Spredtspektrumsystemet med faset antennesystem i fig. l forsinker eller faseforskyder én af de to antenner 11, 12 nok til at rette strålen fra de to antenner mod 25 den bygning eller den strålegang, der har den maksimale signalstyrke.

Typisk omfatter modtagermidlet som vist i fig. 1 en første antenne 11 og en anden antenne 12. Spredtspektrumsignalet d(t)g(t) cosa>0t modtages med en første 30 modtager koblet til den første antenne 11, og den fasede version af spredtspektrumsignalet d(t-r)g(t-r) coso>0) modtages med anden modtager koblet til den anden antenne 12. Den første modtager og den anden modtager omfatter højfrekvens- (HF-) og mellemfrekvens- (MF-) for-35 stærkere og -filtre i det omfang, det er nødvendigt.

7 DK 174844 B1

Det modtagne spredtspektrumsignal og den fasede version af spredtspektrumsignalet kan være digitaliserede.

Forsinkelsesmidlet, der i fig. 1 er vist som en forsinkelsesindretning 13, kan forsinke det modtagne 5 spredtspektrumsignal med en forsinkelse i forhold til den fasede version af spredtspektrumsignalet. Det modtagne spredtspektrumsignal bliver således til et forsinket signal, hvor forsinkelsen omtrent er lig med en forsinkelse af den fasede version af spredtspektrum-10 signalet. En foretrukken udførelsesform anvender digital signalbehandling. I overensstemmelse hermed ville forsinkelsesmidlet omfatte en digital forsinkelsesindretning såsom et skifteregister. Alternativt ville analoge kredsløb anvende en analog forsinkelses-15 indretning eller en faseforskydningsindretning.

Omend illustreret med to antenner kan modtagelsesmidlet omfatte yderligere antenner med henblik på forøget ydelse. Forsinkelsesmidlet ville have passende forsinkelseskredsløb til at tilpasse de multiple 20 antenner.

Kombineringsmidlet, der i fig. 1 er vist som en kombineringsindretning 14, kombinerer det forsinkede signal og den fasede version af spredtspektrumsignalet til et kombineret signal. Det forsinkede signal og den 25 fasede version af spredtspektrumsignalet har omtrent samme fase eller tidsforsinkelse. Således kombineres en i-fase-komposant af det forsinkede signal med en i-fase-komposant af den fasede version af spredtspektrumsignalet og en kvadratur-fase-komposant af det for-30 sinkede signal kombineres med en kvadratur-fase-komposant af den fasede version af spredtspektrumsignalet.

Despredningsmidlet despreder det kombinerede signal til et despredt signal. Dette kan opnås ved at anvende en produktdetektor med en kodepuls-sekvens 35 tilpasset til det modtagne spredtspektrumsignal eller DK 174844 B1 8 et tilpasset filter såsom en akustisk overfladebølgeindretning (SAW) med en impulsfunktion tilpasset til det modtagne spredtspektrumsignals kodepuls-sekvens. Produktdetektorer, digitale signalprocessorer og SAW-5 indretninger til despredning af spredtspektrumsignaler er velkendt teknik.

Genereringsmidlet genererer en størrelsesordens-værdi ud fra det despredte signal. Størrelsesordensværdien kan være en absolut værdi, kvadratet på i-fase-10 komposanten og kvadratur-fase-komposanten af det despredte signal, eller et andet mål for det despredte signal til bestemmelse af en relativ signal s tyrkeværdi.

En størrelsesordensværdi som i øjeblikket genereres af genereringsmidlet omtales her som en nu-størrelses-15 ordensværdi. En størrelsesordensværdi, der forud er generet af genereringsmidlet, omtales her som en førstørrelsesordensværdi . Opfindelsen beskrives med den før-størrelsesordensværdien der er genereret umiddelbart før nu-størrelsesordensværdien, selvom en før-20 størrelsesordensværdi kan være adskilt fra nu-størrelsesordensværdien i tid og af andre størrelsesordensværdier. Der kan også benyttes mere end én før-stør-relsesordensværdi. Ideen i den foreliggende opfindelse beskrives med én før-størrelsesordensværdi.

25 Lagringsmidlet lagrer den før-størrelsesordens- værdi, der forud er genereret af genereringsmidlet, og den nu-størrelsesordensværdi, der i øjeblikket genereres af genereringsmidlet. I en digital implementering kan lagringsmidlet være udført som et skifteregister 30 eller ækvivalent hermed som gates til udøvelse af lagringsfunktionen. I en analog implementering kan lagringsmidlet være udført som to eller flere kondensatorer til lagring af før-størrelsesordensværdien og nustørrelsesordensværdien.

35 Nu-størrelsesordensværdien og før-størrelses- 9 DK 174844 B1 ordensværdien sammenlignes af sammenligningsmidlet. Som reaktion på denne sammenligning afgiver sammenligningsmidlet et sammenligningssignal. Sammenlignings-midlet kan f.eks. afgive et sammenligningssignal for at 5 forøge forsinkelsesmidlets forsinkelse r, hvis nustørrelsesordensværdien er større end før-størrelses-ordensværdien; omvendt kan sammenligningsmidlet afgive et sammenligningsignal for at formindske forsinkelses-midlets forsinkelse r, hvis nu-størrelsesordensværdien 10 er mindre end før-størrelsesordensværdien. Forsinkelsesmidlet ændrer den første forsinkelse på basis af sammenligningssignalet. Hvis der benyttes flere før-størrelsesordensværdier, kan der være implementeret et regelsæt i sammenligningsmidlet til at vægte før-stør-15 relsesordensværdierne.

Den foreliggende opfindelse tilvejebringer forbedring hvis forsinkelsen τ er mindre end tiden for en kodepuls T . Den foreliggende opfindelse arbejder med nære flervejsomgivelser. For fjerne flervejsomgivelser 20 frembringes der støj. Således finder den foreliggende opfindelse anvendelse i bebyggelse eller i områder, hvor T < T_. For τ > T„ bør der anvendes et RAKE-c c system.

I den eksempelvise udførelsesform i fig. 3 er 25 modtagermidlet udformet som en første antenne 11, en første HF/MF-sektion 21, en første analog/digital-konverter 23, en anden antenne 12, en anden HF/MF-sektion 22 og en anden analog/digital-konverter 24. Den første HF/MF-sektion 21 er koblet mellem den første 30 antenne 11 og den første analog/digital-konverter 23.

Den anden HF/MF-sektion 22 er koblet mellem den anden antenne 12 og den analog/digital-konverter 24. Typisk genererer den første HF/MF-sektion 11 en i-fase-kompo-sant og en kvadratur-fase-komposant af det modtagne 35 spredtspektrumsignal. Den anden HF/MF-sektion 22 10 DK 174844 B1 genererer en i-fase-komposant og en kvadratur-fase-komposant af den fasede version af spredtspektrumsignalet .

Som det illustrativt er vist i fig. 3 kan udgangs-5 signalerne fra den første analog/digital-konverter 23 og den anden analog/digital-konverter 24 gå til andre sektioner til behandling af andre kanaler i spredt-spektrumsignalet 25, 26.

Forsinkelsesmidlet er i den viste udførelsesform 10 udformet som en første digital forsinkelsesindretning 27. Forsinkelsesmidlet omfatter yderligere en anden digitalforsinkelsesindretning 28. Den første digitalforsinkelsesindretning 27 er koblet til den første analog/digital-konverter 23. Hvis der benyttes en anden 15 digitalforsinkelsesindretning 28, er den anden digitalforsinkelsesindretning 28 koblet til den anden analog/ digital-konverter 24.

Kombineringsmidlet er udformet som en første summeringsindretning 29 og en anden summeringsind-20 retning 30. Den første summeringsindretning 29 er koblet til den første digitalforsinkelsesindretning 27 og til den anden digitalforsinkelsesindretning 28. Den anden summeringsindretning 30 er koblet til den første digitalforsinkelsesindretning 27 og til den anden digi-25 talforsinkelsesindretning 28. Hvis den anden digitalforsinkelsesindretning 28 ikke benyttes, er den første summeringsindretning 29 koblet til den første digital-forsinkelsesindretning 27 og til den anden analog/digi-tal-konverter 24 og den anden summeringsindretning 30 30 er koblet til den første digitalforsinkelsesindretning 27 og til den anden analog/digital-konverter 24.

Despredningsmidlet er udformet som en despreder 31. Desprederen 31 kan være udformet som en produktindretning koblet til en passende kodepuls-sekvensge-35 nerator og synkroniseringskredsløb til despredning af t 11 DK 174844 B1 det modtagne spredtspektrumsignal. Alternativt kan desprederen 31 være en digital signalprocessor som omfatter de passende produktindretninger eller et tilpasset filter med en impulsrespons tilpasset til 5 kodepuls-sekvensen i det modtagne spredtspektrumsignal.

Som det er velkendt, kan der benyttes en akustisk overfladebølgeindretning (SAW) med en impulsrespons tilpasset til kodepuls-sekvensen.

Genereringsmidlet er udformet som en størrelses-10 ordensindretning 32. Størrelsesordensindretningen 32 er koblet til desprederen 31. Normalt er desprederen 31 koblet til yderligere kredsløb til at demodulere data, der er indlejret i det modtagne spredtspektrumsignal.

Lagringsmidlet er udformet som et skifteregister 15 33. Skifteregisteret 33 er koblet til størrelsesordensindretningen 32. Lagringsmidlet kan alternativt være udformet som flere gates, registre eller andre kredsløb til lagring af størrelsesordensværdier.

Sammenligningsmidlet kan være udformet som en 20 komparator 34 og en op/ned-tæller 35. Komparatoren 34 har typisk to indgange koblet til skifteregistret 33. Op/ned-tælleren 35 er koblet til udgangen af komparatoren 34 og til den første digitalforsinkelsesindretning 27 og/eller den anden digitalforsinkelses-25 indretning 28.

Den første antenne 11 modtager spredtspektrum-signalet, som forstærkes af den første HF/MF-sektion 21. Den første HF/MF-sektion 21 afgiver en i-fase-komposant og en kvadratur-fase-komposant til den første 30 analog/digital-konverter 23. Den første analog/digital-konverter 23 konverterer i-fase-komposanten og kvadratur- fase-komposanten til en digitaliseret i-fase-kompo-sant og en digitaliseret kvadratur-fase-komposant. Disse komposanter kan behandles af moduler svarende til 35 fasekompenseringskredsløbene 40 ved at koble dem til 12 DK 174844 B1 udgangene af den første analog-digital-konverter 23 ved udgangene 25, 26.

Tilsvarende modtages der af den anden antenne 12 en faset version af spredtspektrumsignalet, som for-5 stærkes og filtreres af den anden HF/MF-sektion 22. Den anden HF/MF-sektion 22 har udgange for en i-fase-komposant og en kvadratur-fase-komposant, som leveres til den anden analog/digital-konverter 24. Den anden analog/digital-konverters udgange 26 kan gå til moduler 10 svarende til fasekompenseringskredsløbene 40 til behandling af forskellige kodepuls-sekvenser. F.eks. kan et spredtspektrumsignal have flere spredtspektrum-kanaler, idet hvert spredtspektrumkanal er defineret med en særskilt kodepuls-sekvens. Således ville hvert 15 modul 40 blive benyttet til en tilsvarende spredtspektrumkanal for behandling med denne specielle kodepuls-sekvens.

Den første digitalforsinkelsesindretning 27 forsinker det digitaliserede spredtspektrumsignal med 20 en første forsinkelse. Udgangssignalet fra den første digitalforsinkelsesindretning 27 er det første forsinkede signal. Den anden digitalforsinkelsesindretning 28 forsinker den digitaliserede fasede version af spredtspektrumsignalet med en anden forsinkelse.

25 Udgangssignalet fra den anden digitalforsinkelsesindretning 28 er et andet forsinket signal. Den anden digitalforsinkelsesindretning 28 er optional og er ikke nødvendig for anvendelsen af den foreliggende opfindelse. Hvis den anden digitalforsinkelsesindretning 28 30 ikke benyttes, betyder udtrykket "andet forsinket signal" den digitaliserede fasede version af spredtspektrumsignalet afgivet fra den anden analog/digital-konverter 24.

Den første summeringsindretning 29 kombinerer 35 kvadratur-fase-komposanterne af det første forsinkede 13 DK 174844 B1 signal fra den første digitalforsinkelsesindretning 27 med det andet forsinkede signal fra den anden digital-forsinkelsesindretning 28. Udgangssignalet fra den første summeringsindretning 29 er et første kombineret 5 signal.

Den anden summeringsindretning 30 kombinerer en i-fase-komposant fra den første digitalforsinkelsesindretning 27 med en i-fase-komposant fra den anden digitalforsinkelsesindretning 28. Således kombineres i-10 fase-komposanterne af det første forsinkede signal og det andet forsinkede signal til et andet kombineret signal.

Despredningsindretningen 31 despreder det første kombinerede signal og det andet kombinerede signal til 15 et despredt i-fase-signal og et despredt kvadratur-fase-signal. Det despredte i-fase-signal og det de-spredte kvadratur-fase-signal kan behandles af yderligere behandlingsindretninger, der ikke er vist, til demodulering af data indlejret i det modtagne spredt-20 spektrumsignal.

Størrelsesordensindretningen 32 genererer en størrelsesordensværdi ud fra det despredte i-fase-sig-nal og det despredte kvadratur-fase-signal. Størrelsesordensværdien kan være en absolut værdi bestemt ud fra 25 det despredte i-fase-signal og det despredte kvadratur-fase-signal eller et kvadrat på det despredte i-fase-signal plus et kvadrat på det despredte kvadratur-fase-signal. Der kan benyttes andre mål til opnåelse af den samme funktion, at bestemme en relativ signalstyrkevær-30 di. Størrelsesordensværdiens funktion er at sammenligne signalstyrken af en nu-størrelsesordensværdi med en før-størrelsesordensværdi.

Skifteregistret 33 lagrer før-størrelsesordensvær-dien og nu-strørrelsesordensværdien, for at kompara-35 toren 34 kan udføre en sammenligning. Komparatoren 34 14 DK 174844 B1 afgiver et sammenligningssignal, når den sammenligner før-størrelsesordensværdien med nu-størrelsesordensværdien. Sammenligningssignal kan styre op/ned-tælleren 35 til at forøge eller formindske forsinkelsen for den 5 første digitalforsinkelsesindretning 27. Optionelt kan op/ned-tælleren 35 forøge eller formindske den anden forsinkelse for den anden digitalforsinkelsesindretning 28.

Den foreliggende opfindelse omfatter også en 10 fremgangsmåde til maksimering af signalstyrken af et spredtspektrumsignal med flere veje, hvilken fremgangsmåde omfatter trinnene at modtage spredtspektrumsigna-let og en faset version af spredtspektrumsignalet. I-fase- og kvadratur-fase-komposanterne af det modtagne 15 spredtspektrumsignal forsinkes i forhold til i-fase- og kvadratur-fase-komposanterne af den fasede version af spredtspektrumsignalet med en forsinkelse for at generere et forsinket signal. I-fase-komposanten og kvadra-tur-fase-komposanten af det forsinkede signal og i-20 fase-komposanten og kvadratur-fase-komposanten af den fasede version af spredtspektrumsignalet kombineres til henholdsvis i-fase-komposanten og kvadratur-fase-komposanten af et kombineret signal, og det kombinerede signal despredes til en i-fase-komposant og en kvadratur-25 fase-komposant af et despredt signal.

Fremgangsmåden omfatter generering af en størrelsesordensværdi ud fra det despredte signals i-fase-komposant og kvadratur-fase-komposant og lagring af en før-størrelsesordensværdi og en nu-størrelsesordensvær-30 di. Før-størrelsesordensværdien og nu-størrelsesordensværdien sammenlignes, og et sammenligningssignal afgives på basis af denne sammenligning. Forsinkelsen ændres under brug af sammenligningssignalet.

Den foreliggende opfindelse kan udstrækkes til 35 basestationen, idet det enkelte spredtspektrumsystem 15 DK 174844 B1 med faset antennesystem behandler flere spredtspektrum-signaler. I denne udførelsesform modtager modtagermidlet flere spredtspektrumsignaler og flere fasede versioner af spredtspektrumsignalerne. Som vist i fig.

5 2 optræder der forskellige faser og/eller tidsforsinkelser, fordi spredtspektrumsignalet 15 og den fasede version af spredtspektrumsignalet 16 ankommer ad forskellige veje såsom reflekteret fra forskellige bygninger 17, 18. Typisk omfatter modtagermidlet, som 10 vist i fig. 3, 4 og 5, den første antenne 11 og den anden antenne 12. Modtagermidlet kan yderligere omfatte passende HF- og MF-forstærkere og filtre. De modtagne spredtspektrumsignaler og de modtagne fasede versioner af spredtspektrumsignalerne kan være digitaliserede.

15 Forsinkelsesmidlet, i fig. 4 vist som forsinkel sesindretningen 121, forsinkelsesindretningen 122, forsinkelsesindretningen 123, kan respektivt forsinke de modtagne spedtspektrumsignaler i forhold til de modtagne fasede versioner af spredtspektrumsignalerne med 20 flere forsinkelser. De modtagne spredtspektrumsignaler bliver således til flere forsinkede signaler, idet forsinkelsen for hver af de forsinkede signaler omtrent svarer til en forsinkelse for den pågældende fasede version af det modtagne spredtspektrumsignal. En 25 foretrukken udførelsesform ville omfatte digital signalbehandling. Således ville forsinkelsesmidlet omfatte en digital forsinkelsesindretning såsom et skifteregister. Alternativt ville analoge kredsløb omfatte en analog forsinkelsesindretning eller en 30 faseforskyder.

Kombineringsmidlet, vist i fig. 4 som en kombineringsindretning 14, kombinerer de forsinkede signaler og de fasede versioner af spredtspektrumsignalerne til et kombineret signal. Udgangen af kombineringsmidlet 35 kan omfatte passende HF-kredsløb og/eller MF-kredsløb 124 .

16 DK 174844 B1

Hvert af de forsinkede signaler og hvert af de respektive fasede versioner af spredtspektrumsignalerne har den samme base eller tidsforsinkelse. Således 5 kombinerer en i-fase-komposant af det forsinkede signal med en i-f ase-komposant af den fasede version af et spredtspektrumsignal og en kvadratur-fase-komposant af det forsinkede signal kombinerer med en kvadratur-fase-komposant af den fasede version af spredtspektrumsigna-10 let.

Despredningsmidlet despreder det kombinerede signal til flere despredte signaler. Dette kan, som vist i fig. 4, opnås ved anvendelse af flere desprednings-indretninger 131, 132, ..., 133. Hver despredningsind-15 retning kan være implementeret under anvendelse af en produktdetektor eller blander med en kodepuls-sekvens tilpasset til det modtagne spredtspektrumsignal for en bestemt kanal. Alternativt kan desprederen være implementeret under anvendelse af et tilpasset filter såsom 20 en akustisk overfladebølgeindretning med en impulsfunktion tilpasset til det modtagne spredtspektrumsig-nals kodepuls-sekvens for den bestemte kanal. Produktdetektorer, blandere, digitale signalprocessorer og SAW-indretninger til despredning af spredtspektrumsig-25 naler er velkendte.

Styremidlet ændrer forsinkelsesmidlets forsinkelser som reaktion på de despredte signaler. Styremidlet er som vist i fig. 4 udført som flere styrekredsløb 141, 142, ...., 143. Styremidlet afgiver flere sammen-30 ligningssignaler til forsinkelsesindretningerne 121, 122, ..., 123.

Styremidlet kan omfatte et genereringsmiddel, et lagringsmiddel og et sammenligningsmiddel. Genereringsmidlet kan generere flere størrelsesordensværdier ud 35 fra de despredte signaler. Lagringsmidlet lagrer flere 17 DK 174844 B1 før-størrelsesordensværdier og flere nu-størrelsesordensværdier, der genereres af genereringsmidlet. Sammenligningsmidlet sammenligner før-størrelsesordens-værdierne med nu-størrelsesordensværdierne og afgiver 5 flere sammenligningssignaler. I fig. 3 er der illustreret en udførelsesform for genereringsmidlet, lagringsmidlet og sammenligningsmidlet.

Som reaktion på sammenligningssignalerne ændrer forsinkelsesmidlet de respektive forsinkelser. Fig. 4 10 illustrerer bredt, hvordan styrekredsløbene 141, 142, ..., 143 henholdsvis er koblet til forsinkelsesindretningen 121, 122, ..., 123. Som det fremgår for en fagmand, kan styrekredsløbene vist i fig. 4 for hver spredtspektrumkanal implementeres under anvendelse af 15 kredsløbene i fig. 3.

Fig. 5 illustrerer en alternativ udførelsesform med en signalforsinkelsesindretning 13 koblet til antennen 11. Der er også vist en HF/MF-forstærker 21 koblet til antennen 11 via forsinkelsesindretningen 13 20 og en HF/MF-forstærker 22 koblet til antennen 12. I fig. 5 despredes hver spredtspektrumkanal, der er defineret med kodepuls-sekvenser g^t), g2 (t), ..., gk(t), af desprederne 151, 152, 153 for spredt- spektrumsignalerne. Tilsvarende despredes de fasede 25 versioner af spredtspektrumsignalerne af desprederne 161, 162, ..., 163 under anvendelse af kodepuls-sekven-serne g^t), g2(t) , ..., gk(t).

Forsinkelsesindretningen 13 forsinker spredtspek-trumsignalerne i forhold til de modtagne fasede versio-30 ner af spredtspektrumsignalerne med en forsinkelse, hvorved der genereres flere forsinkede signaler.

Kombineringsindretning 153 kombinerer de forsinkede signaler og de fasede versioner af spredt-spektrumsignalerne til et kombineret signal. Som 35 reaktion på det kombinerede signal ændrer styrekredslø- DK 174844 B1 18 bene 166 forsinkelsen for forsinkelsesindretningen 13.

I drift kan spredtspektrumsystemet med faset antennesystem og fremgangsmåden benyttes ved en base-station eller ved en fjernenhed. Et spredtspektrum-5 signal, der modtages af spredtspektrumsystemet med faset antennesystem og med fremgangsmåden, modtages med den første antenne 11 og den anden antenne 12, behandles af den første og den anden HF/MF-sektion 21, 22 og konverteres til digital form af den første analog/ 10 digital-konverter 23 og den anden analog/digital-konverter 24. Fortrinsvis benyttes der digital signalbehandling, som kan være udformet som et anvendelsesspecifikt integreret kredsløb (ASIC). Det digitaliserede spredtspektrumsignal fra den første analog/digital-15 konverter 23 forsinkes fortrinsvis i forhold til den digitaliserede fasede version af spredtspektrumsignalet fra den anden analog/digital-konverter 24. Den første digitalforsinkelsesindretning 27 justeres af en op/ned-tæller 35 ind til fasen og/eller tidsforsinkelsen 20 mellem det digitaliserede spredtspektrumsignal og den digitaliserede fasede version af spredtspektrumsignalet er rettet tættere op efter hinanden. Opretningen flyder på grund af variationer i op/ned-tælleren 35 som reaktion på sammenligningerne af komparatoren 34 af en 25 nu-størrelsesordensværdi og en før-størrelsesordensværdi lagret i register 33.

Således modtages spredtspektrumsignalet og en faset version af spredtspektrumsignalet, behandles på en mellemfrekvens eller et basebånd og digitaliseres.

30 I-fase- og kvadratur-fase-komposanterne benyttes og forsinkes og adderes. Dernæst despredes den resulterende i-fase-komposant og kvadratur-fase-komposant. Derefter tages størrelsesordenen af det despredte spredtspektrumsignal; dette repræsenterer effekten 35 eller signalstyrken af det ønskede signal. Nu-størrel- t Π 19 DK 174844 B1 sesordensværdien og før-størrelsesordensværdien tilføres til skifteregisteret 33 og sammenlignes af sammenligningsindretningen 34. Sammenligningsindretningen 34 fortæller op/ned-tæl leren 35 at den skal tælle 5 som en forøgelse eller en formindskelse, dvs. op eller ned, og kontrollerer derved forsinkelsen. Således kunne en forøgelse i optællingen forøge forsinkelsen, hvorimod i formindskelse i optællingen ville formindske forsinkelsen. Der kan benyttes forskellige styrealgo-10 ritmer sammen med op/ned-tælleren for at opnå bedre effektivitet. ^

Spredtspektrumsystemet med faset antennesystem retter en antennestråle, der dannes af den første antenne 11 og den anden antenne 12 i retningen af den 15 stærkeste af de flere veje. Denne funktion kan udføres kontinuerligt, således at der kontinuerligt holdes udkig efter den optimale flervej. Denne strålestyring kan udføres ved en basestation og ved et håndsæt, dvs. en fjernabonnentenhed.

20 Det vil være klart for fagfolk, at der kan fore tages diverse modifikationer af basestationen af spredtspektrumsystemet med faset antennesystem og fremgangsmåden ifølge opfindelsen uden at afvige fra opfindelsens ånd og omfang, og det er hensigten at den 25 foreliggende opfindelse skal dække modifikationer og variationer af basestationens spredtspektrumsystem med faset antennesystem og fremgangsmåden, forudsat at de falder inden for omfanget af kravene og deres ækvivalenter.

Claims

20 DK 174844 B1
1. Fremgangsmåde til styring af antenneretninger for en modtager med faset antennegruppe og til brug i et spredt spektrumkommunikations system, hvilken modtager 5 under brug af et sæt fasede antenner modtager et spredtspektrumsignal, som indeholder flere kanaler, hvilke antenner afgiver timede versioner af det modtagne signal, hvor hver timet version er knyttet til en respektiv antenne i det fasede antennesæt, og frem- 10 bringer et kombineret, despredt signal ved at desprede og kombinere hyer timet version af det modtagne signal under brug af en specifik kodepuls-sekvens knyttet til en udvalgt kanal, hvilken fremgangsmåde er kendetegnet ved, 15 at der bestemmes en størrelsesorden for det kombi nerede, despredte signal for at opnå en nu-størrelses-orden og en før-størrelsesorden, at nu-størrelsesordenen sammenlignes med førstørrelsesordenen, og 20 at der som reaktion på sammenligningen indstilles en forsinkelse knyttet til de timede versioner, således at antenneretninger knyttet til det fasede antennegruppesæt rettes mod spredtspektrumsignalets komposanter med den største kombinerede størrelsesorden.
2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg net ved, at de timede versioner er to forsinkede versioner af det modtagne signal.
3. Fremgangsmåde ifølge krav 1,kendetegne t ved, at de timede versioner er det modtagne 30 signal og en forsinket version af det modtagne signal.
4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at trinnet til frembringelse af et kombineret, despredt signal omfatter, at kombinere i-fase-komposanter af de timede 35 versioner, 21 DK 174844 B1 at kombinere kvadraturfase-komposanter af de timede versioner, og at desprede de kombinerede i-fase-komposanter og kvadraturfase-komposanter som det kombinerede, despred-5 te signal.
5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at trinnet til frembringelse af et kombineret, despredt signal omfatter, desprede i-fase- og kvadraturfase-komposanter af 10 de timede versioner, og at kombinere de despredte i-fase- og kvadraturfase-komposanter som det kombinerede, despredte signal.
6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegne t ved, at det spredtspektrumsignal, der modtages 15 af hver antenne i sættet af fasede antenner, konverteres til et respektivt mellemfrekvenssignal før trinnet, hvor de timede versioner afgives.
7. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, 20 at de kombinerede i-fase-komposanter konverteres til et kombineret i-fase-mellemfrekvenssignal før despredningen, og at de kombinerede kvadraturfase-komposanter konverteres til et kombineret kvadraturfase-mellem-25 frekvenssignal før despredningen.
8. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at at de respektive mellemfrekvenssignaler analog/digital-konverteres før trinnet, hvor de timede versioner afgives.
9. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 8, kendetegnet ved, at nustørrelsesordenen lagres til brug som efterfølgende før-størrelsesorden.
10. Spredtspektrumodtager med faset antennesystem, 35 hvilken modtager har et sæt fasede antenner til modta- 22 DK 174844 B1 gelse af et spredtspektrumsignal, som indeholder flere kanaler, midler til afgivelse af timede versioner af det modtagne signal, hvor hver timet version er knyttet til en respektiv antenne i det fasede antennegruppesæt, 5 og midler til frembringelse af et kombineret og de-spredt signal ved at kombinere og desprede hver timet version af det modtagne signal under brug af en specifik kodepuls-sekvens knyttet til en udvalgt kanal, kendetegnet ved, 10 midler til at bestemme en størrelsesorden for det kombinerede, d^spredte signal for at opnå en nu-størrelsesorden og en før-størrelsesorden, midler til at sammenligne nu-størrelsesordenen med før-størrelsesordenen, og 15 midler til som reaktion på sammenligningen at ind stille en forsinkelse knyttet til de timede versioner, således at antenneretninger knyttet til det fasede antennesæt rettes mod spredtspektrumsignalets komposan-ter med den største kombinerede størrelsesorden.
11. Modtager ifølge krav 10, kendeteg net ved, at afgivelsesmidlerne har to digitale forsinkelsesindretninger til frembringelse af to forsinkede versioner af det modtagne signal som de timede versioner.
12. Modtager ifølge krav 10, kendeteg net ved, at afgivelsesmidlerne har en digital forsinkelsesindretning til frembringelse af en forsinket version af det modtagne signal, og at de timede versioner er det modtagne signal og en forsinket version af 30 det modtagne signal.
13. Modtager ifølge krav 10, kendetegnet ved, at midlet til frembringelse af det kombinerede, despredte signal omfatter, en i-fase-summationsindretning til at kombinere i- 35 fase-komposanter af de timede versioner, 23 DK 174844 B1 en kvadraturfase-summationsindretning til at kombinere kvadraturfase-komposanter af de timede versioner, og et despredningsmiddel at desprede de kombinerede 5 i-fase-komposanter og kvadraturfase-komposanter som det kombinerede, despredte signal.
14. Modtager ifølge krav 10, kendetegnet ved, at midlet til frembringelse af det kombinerede, despredte signal omfatter, 10 et despredningsmiddel til at desprede i-fase- og kvadraturfase-komposanter af de timede versioner, og et kombineringsmiddel til at kombinere de despredte i-fase- og kvadraturfase-komposanter som det kombinerede, despredte signal.
15. Modtager ifølge krav 10, kendeteg net ved et respektivt sæt HF/MF-sektioner koblet til respektive antenner i antennesættet og til at konvertere det spredtspektrumsignal, der modtages af hver antenne i sættet af fasede antenner, til et respektivt 20 mellemfrekvenssignal.
16. Modtager ifølge krav 15, kendetegnet ved, et sæt analog/digital-konvertere koblet til HF/MF-sektionerne og til at konvertere de respektive mellemfrekvenssignaler til et respektivt sæt digitale 25 signaler.
17. Modtager ifølge krav 10, kendetegnet ved, at midlet til frembringelse af det kombinerede, despredte signal omfatter, et i-fase-kombineringsmiddel til at kombinere i-30 fase-komposanterne af de timede versioner, et kvadraturfase-kombineringsmiddel til at kombinere kvadraturfase-komposanterne af de timede versioner, en HF/MF-sektion til at konvertere de kombinerede 35 i-fase-komposanter til et kombineret i-fase-mellem- 24 DK 174844 B1 frekvenssignal og til at konvertere de kombinerede kvadraturfase-komposanter til et kombineret kvadratur-fase-mellemfrekvenssignal, og et despredningsmiddel til at desprede det kombi-5 nerede i-fase-mellemfrekvenssignal og det kombinerede kvadraturfase-mellemfrekvenssignal som det kombinerede, despredte signal. 1Θ. Modtager ifølge et hvilket som helst af kravene 10 til 17, kendetegnet ved midler 10 til lagring af nu-størrelsesordnen som en efterfølgende før-størrelsesorden.
19. Modtager ifølge krav 18, kendetegnet ved, at lagringsmidlerne omfatter et skifteregister.
20. Modtager ifølge krav 18, kendeteg net ved, at sammenligningsmidlet omfatter en kom-parator til at sammenligne nu-størrelsesordenen med før-størrelsesordenen, og at indstillingsmidlet omfatter en tæller, der kan reagere på sammenligningen, 20 for at indstille de til de timede versioner knyttede forsinkelser.