EP1668785A1 - Architecture of a multimode/multichannel mobile radiotelephony - Google Patents
Architecture of a multimode/multichannel mobile radiotelephonyInfo
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- EP1668785A1 EP1668785A1 EP04765373A EP04765373A EP1668785A1 EP 1668785 A1 EP1668785 A1 EP 1668785A1 EP 04765373 A EP04765373 A EP 04765373A EP 04765373 A EP04765373 A EP 04765373A EP 1668785 A1 EP1668785 A1 EP 1668785A1
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Abstract
The invention relates to an adaptive radio transmitting and/or radio receiving architecture such as preferably used for a mobile telephony. Said invention also relates to a method for operating an adaptive transmitting and/or receiving radio device. The device provided with said architecture is embodied in such a way that it is flexibly adjustable to actual and future requirements and to a corresponding method for operating said device. According to said invention, it is proposed to use a device comprising a range of parallel HF paths which are constructed in such a way that they are adaptable to a corresponding frequency mixture and to a reception waveband and at least one output or input signal is switchable to each antenna (ANT) in any manner.
Description
Beschreibungdescription
MULTIMODE / MULTICHANNEL MOBILFUNKSARCHITEKTURMULTIMODE / MULTICHANNEL MOBILE RADIO ARCHITECTURE
Die Erfindung betrifft eine adaptive Funksende- und/oder Funkempfangsarchitektur, wie sie vorzugsweise im Bereich des Mobilfunks eingesetzt wird. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer adaptiven Funksende- und/oder Funkempfangsvorrichtung.The invention relates to an adaptive radio transmission and / or radio reception architecture, as is preferably used in the field of mobile radio. Furthermore, the present invention relates to a method for operating an adaptive radio transmission and / or radio reception device.
Mit der in immer kürzeren Zyklen fortschreitenden Entwicklung der mobilen Funkkommunikationstechnologien werden zunehmend auch immer mehr Funkkommunikationsstandards von zum Teil unterschiedlichen Organisationen definiert. Diese Standards unterscheiden sich häufig unter anderem dadurch, dass sie sich unterschiedlicher Frequenzbänder bedienen. Um eine möglichst weltumspannende Kommunikation zu ermöglichen, wird ein hierfür ausgestaltetes Funkkommunikationsendgerät eine der Anzahl der Frequenzbänder entsprechende Anzahl von separaten Funksende-/Funkempfangspfaden, den sog. RF-paths diskutiert. Ein derartiges Gerät wird im Allgemeinen als Multimode Mobilteil bezeichnet.With the development of mobile radio communication technologies progressing in ever shorter cycles, more and more radio communication standards are being defined by different organizations. These standards often differ, among other things, in that they use different frequency bands. In order to enable communication that is as global as possible, a radio communication terminal designed for this purpose, a number of separate radio transmission / reception paths corresponding to the number of frequency bands, the so-called RF paths, is discussed. Such a device is generally referred to as a multimode handset.
An zukünftige mobile Kommunikationsendgeräte werden daher sehr unterschiedliche Anforderungen gestellt. Es müssen nicht nur verschiedene KommunikationsStandards, wie z.B. GSM, UMTS oder IEEE 802. 11 unterstützt werden, sondern die Kommunikation auf der Basis dieser Standards muss ggf. auch gleichzeitig erfolgen, wie z.B. Sprachkommunikation mittels GSM und Datendownload mittels WLAN (IEEE 802.11). Ein Gerät mit diesen Eigenschaften wird als Multimode/Multilink Gerät bezeichnet. Zudem ist insbesondere im Mobilfunkbereich eine hohe spektrale Effizienz zu fordern, was nach dem Stand der Technik durch die Verwendung mehrerer RF-Pfade pro Link (MIMO) zu erreichen ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung mit einer Architektur, die flexibel auf heutige und auch zukünftige Anforderungen einstellbar ist, sowie ein entsprechendes Verfahren zu deren Betrieb zu schaffen.Very different requirements are therefore placed on future mobile communication terminals. Not only must different communication standards, such as GSM, UMTS or IEEE 802.11 be supported, but communication based on these standards may also have to take place simultaneously, such as voice communication using GSM and data download using WLAN (IEEE 802.11). A device with these properties is called a multimode / multilink device. In addition, high spectral efficiency is required, particularly in the mobile radio sector, which can be achieved according to the prior art by using several RF paths per link (MIMO). It is an object of the present invention to provide a device with an architecture that can be flexibly adjusted to current and future requirements, as well as a corresponding method for its operation.
Diese Aufgabe wird durch eine adaptive Funksende- und/oder Funkempfangsarchitektur gemäß Patentanspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 8 gelöst.This object is achieved by an adaptive radio transmission and / or reception architecture according to claim 1 and by a method according to claim 8.
Nach dem Stand der Technik wurden die obigen Anforderungen weitgehend unabhängig voneinander adressiert, d.h. für jeden Standard wurden a) Endgeräte mit separaten und dedizierten Modulen für den jeweiligen Standard, d.h. abgestimmte Antenne, HF- Architektur und Basisbandverarbeitung implementiert b) Separate HF-Architektur für jede einzelne Antenne und gemeinsame Basisbandverarbeitung.According to the prior art, the above requirements have been addressed largely independently of one another, i.e. for each standard, a) end devices with separate and dedicated modules for the respective standard, i.e. coordinated antenna, RF architecture and baseband processing implemented b) separate RF architecture for each individual antenna and common baseband processing.
So ist beispielsweise aus der EP 1 175 018 AI eine Anordnung bekannt, bei der für solche Sende-/Empfangspfade jeweils Schmalbandkomponenten, wie beispielsweise Verstärker oder "Fixed Filter", benötigt werden. Wie auch andere bekannte Anordnungen, so ist auch diese Vorrichtung jedoch hinsichtlich ihres Einsatzbereiches eng limitiert und durch ihre Struktur nicht in ausreichender Weise adaptierbar.For example, an arrangement is known from EP 1 175 018 AI in which narrowband components such as amplifiers or “fixed filters” are required for such transmission / reception paths. Like other known arrangements, however, this device is also narrowly limited in terms of its area of use and cannot be adequately adapted due to its structure.
Erfindungsgemäß wird ein einziger Hardware-Aufbau vorgeschlagen, bei dem eine Reihe von parallel angeordneten HF-Pfaden mit Hochfrequenz -Frontends vorgesehen ist, und die HF-Pfade im Hinblick auf eine jeweilige Mischerfrequenz oder Trägerfrequenz sowie eine Empfangsbandbreite adaptierbar ausgebildet sind, wobei die Empfangs- und/oder Sendesignale der HF-Pfade flexibel auf die Ein/Ausgänge der nachgeschalteten Signalverarbeitung schaltbar sind, so dass wahlweise eine Multimode, Multichannel und/oder MIMO Verbindung oder beliebige Kombinationen dieser Varianten realisierbar sind.
Dieser Aufbau unterstützt alternativ oder in beliebigen Kombinationen alle Varianten, also Multimode/Multilink (= mehrere Standards gleichzeitig i.a. in verschiedenen Frequenzbändern), Multichannel (= Unimode/ Multilink, d.h. ein Standard gleichzeitig betrieben auf unterschiedlichen Kanälen eines Frequenzbandes) und Multiple-Input-Multiple- Output (MIMO) Systeme (= Unimode/Unilink mit mehreren RF- Pfaden, d.h. für jeden Link werden mehrerer RF-Pfade zur Ausnutzung von Diversity oder "spatial multiplexing" zusammengeschaltet) . Dadurch ist eine flexible, adaptive und damit auch effizientere Nutzung der vorhandenen Ressourcen sowohl in Bezug auf den Hardwareaufwand, als auch in Bezug auf die Übertragungskapazität möglich. Dazu ist eine Reihe von parallel angeordneten HF-Pfaden vorgesehen, die vorzugsweise im Hinblick auf eine jeweilige Mischerfrequenz sowie eine Empfangsbandbreite adaptierbar sind, wobei mindestens ein Ausgangs- oder Eingangsignal beliebig auf jede dieser Antennen schaltbar ist. Eine anschließende Signalverarbeitung ist im Wesentlichen per Software definiert.According to the invention, a single hardware structure is proposed, in which a series of RF paths with high-frequency front ends arranged in parallel is provided, and the RF paths are designed to be adaptable with regard to a respective mixer frequency or carrier frequency and a reception bandwidth, the reception and / or transmit signals of the RF paths can be flexibly switched to the inputs / outputs of the downstream signal processing, so that either a multimode, multichannel and / or MIMO connection or any combination of these variants can be implemented. This structure supports all variants as an alternative or in any combination, i.e. multimode / multilink (= several standards at the same time generally in different frequency bands), multichannel (= unimode / multilink, i.e. one standard operated simultaneously on different channels of a frequency band) and multiple input multiple - Output (MIMO) systems (= Unimode / Unilink with several RF paths, ie for each link several RF paths are interconnected to take advantage of diversity or "spatial multiplexing"). This enables flexible, adaptive and thus also more efficient use of the available resources, both in terms of hardware expenditure and in terms of transmission capacity. For this purpose, a series of RF paths arranged in parallel are provided, which are preferably adaptable with regard to a respective mixer frequency and a reception bandwidth, with at least one output or input signal being switchable to any of these antennas. Subsequent signal processing is essentially defined by software.
Eine erfindungsgemäß ausgebildete Architektur kann nunAn architecture designed according to the invention can now
1. in ihrem ursprünglichen Sinne, nämlich zur Unterstützung der Multimode/Multi-Link-Funktion in dem Sinne, dass mehrere Standards auf unterschiedlichen Frequenzbändern und Kanälen parallel verarbeitet werden,1. in its original sense, namely to support the multimode / multi-link function in the sense that several standards are processed in parallel on different frequency bands and channels,
2. zur adaptiven Bündelung von mehreren Kanälen desselben Kommunikationsstandards, sog. Multichannel, ein Standard auf mehreren Kanälen in einem Frequenzband parallel verarbeitet werden, 3. als auch als "Intelligente Antennen" zur Verarbeitung eines Standards in einem Kanal eines Frequenzbandes auf mehreren Antennen parallel im Rahmen eines MIMO-Ansatzes genutzt werden.2. for the adaptive bundling of several channels of the same communication standard, so-called multichannel, a standard can be processed in parallel in a frequency band on several channels, 3. and also as "intelligent antennas" for processing a standard in one channel of a frequency band on several antennas in parallel As part of a MIMO approach.
Diese Möglichkeiten können auch in nur einer Vorrichtung zur gleichzeitigen Nutzung mehrerer Services oder Dienste
parallel genutzt werden. Die Anzahl von parallel zueinander verlaufenden Nutzungen ist abhängig von einer Anzahl der Antennen und einer Leistungsfähigkeit eines oder mehrerer Software-Prozessoren, so dass prinzipiell auch beliebige Kombinationen aus den vorstehend genannten dreiThese options can also be used in just one device for the simultaneous use of several services can be used in parallel. The number of uses running parallel to one another depends on the number of antennas and the performance of one or more software processors, so that in principle any combination of the three mentioned above is also possible
Anwendungsvarianten möglich sind. Vorteilhafterweise entspricht eine Anzahl an Prozessoren im System der Anzahl der in einem parallelen Betrieb zu unterstützenden unterschiedlichen Standards. Dabei werden neben einer Signalverarbeitung auf der physikalischen Schicht für jeden Standard natürlich auch die höheren Schichten prozessiert, also vorzugsweise auch auf höheren Schichten eines jeweiligen Daten-Protokolls eines angewendeten Standards.Application variants are possible. A number of processors in the system advantageously corresponds to the number of different standards to be supported in parallel operation. In addition to signal processing on the physical layer for each standard, the higher layers are of course also processed, ie preferably also on higher layers of a respective data protocol of a standard used.
Die weiteren abhängigen Ansprüche enthalten jeweils ebenfalls besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. So sind bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einem Block interne Verknüpfungen, eine Demultiplexer-Einheit und eine Multiplexer-Einheit zusammengefasst . Vorzugsweise wird eine gesamte Signalverarbeitung im Basisband vorgenommen.The further dependent claims each also contain particularly advantageous refinements and developments of the invention. Thus, in a preferred embodiment, internal links, a demultiplexer unit and a multiplexer unit are combined in one block. All signal processing is preferably carried out in the baseband.
Ferner wird zur Erzeugung einer jeweiligen Einstellung ein Verfahren verwendet, bei dem unter Auswahl eines jeweiligen Service von Startwerten ausgehend aufeinander folgend Variationsschleifen zur Optimierung eines Bedarfs an Bandbreite durchlaufen werden, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch an einem Beispiel beschrieben wird. Die Startwerte können dabei in Abhängigkeit von einem jeweiligen Standard aus einer Tabelle abgelesen werden.Furthermore, to generate a respective setting, a method is used in which, with the selection of a respective service from starting values, successive variation loops are run through in order to optimize a need for bandwidth, as will be described below with reference to the drawing using an example. The start values can be read from a table depending on the respective standard.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Kopplung eines Eingangs- und/oder Ausgangsdatenstroms mit externen Applikationen ausgebildet. Im Übrigen ist sie nicht nur im Mobilfunk, WLAN oder WPAN Bereich, sondern reduziert als
Empfängerstruktur auch für den Radio- und Fernsehbereich anwendbar.A device according to the invention is designed for coupling an input and / or output data stream to external applications. Incidentally, it is not only in the mobile radio, WLAN or WPAN area, but reduced as Receiver structure can also be used for radio and television applications.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying figures using an exemplary embodiment. Show it:
Figur 1 eine Blockdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und eines Verfahrens zum Betrieb einer derartigen Vorrichtung;Figure 1 is a block diagram of a device according to the invention and a method for operating such a device;
Figur 2 eine Weiterbildung der Vorrichtung von Figur 1 undFigure 2 shows a development of the device of Figure 1 and
Figur 3 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.Figure 3 is a flowchart to illustrate a method according to the invention.
Die verwendete Nomenklatur wurde, wie bereits in der Beschreibungseinleitung geschehen, an die eines Fachmanns aus diesem Bereich angeglichen, so dass auf eine Übersetzung von geläufigen Fachwörtern englischen Ursprungs in das Deutsche verzichtet wurde. Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in Form einer Darstellung von Funktionsblöcken, die jeweils adaptiert werden. In einem ersten Block 2 sind mehrere Antennen ANT und Hochfrequenz-Frontends HF vorgesehen. Die Antennen ANT mit den zugeordneten Hochfrequenz-Frontends HF werden je nach erforderlicher Bandbreite und Trägerfrequenz ausgewählt und aktiviert. Sie stellen damit eine Reihe von parallel angeordneten HF-Pfaden dar, die im Hinblick auf eine jeweilige Mischerfrequenz sowie eine Empfangsbandbreite adaptierbar ausgebildet sind.As already mentioned in the introduction to the description, the nomenclature used was adjusted to that of a specialist in this area, so that translation of common technical terms of English origin into German was dispensed with. FIG. 1 shows a device 1 according to the invention in the form of a representation of functional blocks which are each adapted. In a first block 2, several antennas ANT and high-frequency front ends HF are provided. The antennas ANT with the assigned high-frequency front ends HF are selected and activated depending on the required bandwidth and carrier frequency. They thus represent a series of RF paths arranged in parallel, which are designed to be adaptable with regard to a respective mixer frequency and a reception bandwidth.
In einem zweiten Block 3 werden interne Verknüpfungen, Demultiplexer- und Multiplexer-Einheiten sowie eine gesamte Signalverarbeitung im Basisband zusammengefasst. Ein Ausgangsdatenstrom wird aus diesem zweiten Block 3
herausgeführt. Ebenfalls wird dem Block 3 ein Eingangsgangsdatenstrom zugeführt, wie durch den Ein-/Ausgang I/O angedeutet.In a second block 3, internal links, demultiplexer and multiplexer units as well as an entire signal processing in the baseband are summarized. An output data stream becomes this second block 3 led out. An input data stream is also fed to block 3, as indicated by the input / output I / O.
Die vorstehend genannten Verarbeitungsverfahren werden rein durch Software definiert und auch nur in Form von Software ausgeführt. Dadurch wird ein einheitlicher Gesamtaufbau der Vorrichtung 1 vorgegeben, der sehr flexibel und schnell auf eine jeweilige Anforderung eingestellt werden kann. Eine jeweilige Adaption des beschriebenen Systems greift zur Einstellung von Bandbreite und Trägerfrequenz auf die HF- Elemente des ersten Blocks 2 zu und steuert im zweiten Block 3 einen Demultiplexer sowie die anzuwendende Signalverarbeitung. Der Multiplexer in Block 3 steuert die Zuordnung der Anwendungsdaten zu dem ausgewählten Transceiver bzw. Übertragungsstandard, der mit diesem Transceiver verknüpft ist.The processing methods mentioned above are defined purely by software and are only carried out in the form of software. As a result, a uniform overall structure of the device 1 is specified, which can be adjusted very flexibly and quickly to a particular requirement. A respective adaptation of the system described accesses the RF elements of the first block 2 to set the bandwidth and carrier frequency and controls a demultiplexer and the signal processing to be used in the second block 3. The multiplexer in block 3 controls the assignment of the application data to the selected transceiver or transmission standard, which is linked to this transceiver.
Die Adaption von Multiplexer/Demultiplexer sowie Signalverarbeitung ist i.a. von vielen Parametern abhängig, wie z.B. Anzahl der Applikation/Services die parallel unterstützt werden sollen inklusiver ihrer Quality of Service QoS Anforderungen, Kanalqualität und Verkehrsaufkommen, Nutzerpräferenzen (Kosten für Netzzugang) aber auch Anzahl der verfügbaren RF-Pfade und Rechenkapazität. Da dieseThe adaptation of multiplexer / demultiplexer and signal processing is generally dependent on many parameters, e.g. Number of applications / services to be supported in parallel, including their Quality of Service QoS requirements, channel quality and traffic volume, user preferences (costs for network access) but also the number of available RF paths and computing capacity. This one
Parameter i.a. zeitvariant sind, ist ein dynamisches Anpassen der Elemente im Block 3 auch während einer bestehenden Session zu bevorzugen.Parameters i.a. are time-variant, a dynamic adjustment of the elements in block 3 is preferable even during an existing session.
Die entsprechenden Parameter werden nach Kundenwunsch in Form von Anforderungen an eine Datenrate, Kosten, Service-Qualität QoS, etc. ermittelt und eingestellt, wobei Netz- bzw. Serviceverfügbarkeit getestet werden. Hardware Optionen werden nach einem Optimierungsverfahren ausgewählt und eingestellt, wobei unter Rechenleistung, Stromverbrauch, etc. ausgewählt werden kann.
Figur 2 zeigt eine Erweiterung der in Figur 1 dargestellten Anordnung, in der nun mit UMTS, WLAN und BlueTooth drei unterschiedliche Standard parallel über insgesamt fünf Antennen ANT1 bis ANT5 geschalten sind und gleichzeitig verarbeitet werden. Wie am Ein-/Ausgang I/O angedeutet, verlassen parallel mehrere Datenströme als Anwendungsdaten und/oder Services etc. die dargestellte Vorrichtung, um in nachfolgenden Mitteln weiterverarbeitet zu werden.The corresponding parameters are determined and set according to customer requirements in the form of requirements for a data rate, costs, quality of service QoS, etc., whereby network and service availability are tested. Hardware options are selected and set using an optimization process, whereby computing power, power consumption, etc. can be selected. FIG. 2 shows an extension of the arrangement shown in FIG. 1, in which three different standards are now connected in parallel with UMTS, WLAN and BlueTooth via a total of five antennas ANT1 to ANT5 and are processed simultaneously. As indicated at the input / output I / O, several data streams leave the device shown in parallel as application data and / or services, in order to be further processed in subsequent means.
In nicht weiter darstellbarer Weise bieten die anhand derThe offer based on the
Figuren 1 und 2 vorgestellten Strukturen auch die Möglichkeit einer dynamischen Einstellung eines oder mehrerer Pfade. So ist eine Nutzung einer Antenne ANT für mehrere und verschiedene Services möglich. In einem nicht weiter dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eineFigures 1 and 2 presented structures also the possibility of dynamic adjustment of one or more paths. This makes it possible to use an ANT antenna for several and different services. In an embodiment of the invention, not shown, a
Antenne ANT bei Auftreten freier Zeitschlitze im TDMA-Betrieb durch einen anderen Service genutzt werden. Für diesen anderen Service steht dann mindestens für die Zeit des Auftretens freier Zeitschlitze eine Antenne mehr zur Verfügung, als außerhalb dieser Zeit. Entsprechend werden die Pfade für die Daten und/oder Signale innerhalb der Struktur diesen Betriebszuständen entsprechend automatisch intern geschaltet. Damit stellt eine vorgeschlagene Struktur neben der Möglichkeit einer flexiblen und den jeweiligen Anforderungen eines Anwenders entsprechenden parallelen statischen Verschaltung auch die Möglichkeit einer dynamischen Zuordnung der HF-Zweige und Antennen ANT zur Verfügung. Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur exemplarischen Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Die zugrunde liegende Vorrichtung 1 ist gemäß Figur 1 aufgebaut und umfasst L HF- Zweige in dem ersten Block 2 von Figur 1 oder 2, jeweils mit einer Antenne ANT und einem Hochfrequenz-Frontend HF, sowie M Kanäle und N Kommunikationsstandards als zweiter Block 3 gemäß Figur 1.
Mit dem Start, hier durch das Einschalten des Teilnehmerendgerätes gegeben, wird durch einen Benutzer ein Service a angewählt. Mit den Parametern L=l, M=l und N=l wird als Starteinstellung begonnen, den Service a unterANT antenna can be used by another service if free time slots occur in TDMA operation. For this other service there is at least one more antenna available for the time that free time slots occur than outside of this time. Accordingly, the paths for the data and / or signals within the structure are automatically switched internally in accordance with these operating states. Thus, in addition to the possibility of a flexible static interconnection that corresponds to the respective requirements of a user, a proposed structure also provides the possibility of a dynamic assignment of the HF branches and antennas ANT. FIG. 3 shows a flow chart for the exemplary representation of a method for operating a device 1 according to the invention. The underlying device 1 is constructed according to FIG. 1 and comprises L RF branches in the first block 2 of FIG. 1 or 2, each with an antenna ANT and a high-frequency front end HF, and M channels and N communication standards as a second block 3 according to FIG. 1. With the start, given here by switching on the subscriber terminal, a service a is selected by a user. With the parameters L = 1, M = 1 and N = 1, the service a is started as the start setting
Einstellung des Basisbandes und des Protokolls für den vorgegebenen Standard N sowie unter Einstellung der Trägerfrequenz und Bandbreite für den Kanal M zur Auswahl des Hochfrequenz-Frontends HF. Ist unter der Einstellung mit diesem Parametersatz der Service a für den Benutzer nicht verfügbar, so erfolgt eine Parameter-Variation innerhalb des Parametersatzes .Setting the baseband and the protocol for the specified standard N and setting the carrier frequency and bandwidth for channel M to select the high-frequency front end HF. If service a is not available to the user with this parameter set, the parameters are varied within the parameter set.
In dem vorliegenden Beispielfall ist der Service a mit dem Parametersatz L=l, Kanal M=l und Standard N=2 verfügbar, die vorstehend beschriebene Variationsschleife ist also einmal durchlaufen worden. Es folgen nun Einstellungsversuche zur Optimierung innerhalb des Systems. Als erstes wird dazu untersucht, ob die Datenrate optimal ist, oder ob durch Einstellungsänderungen Verbesserungen erzielt werden können. In weiteren Schritten wird untersucht, ob durch Spatial Multiplexing, Spatial Diversity oder Kanal-Bündelung weitere Verbesserungen hinsichtlich des Bedarfs an Übertragungsrate erzielt werden können.In the present example, service a is available with the parameter set L = 1, channel M = 1 and standard N = 2, so the variation loop described above has been run through once. Attempts to optimize the system now follow. The first step is to investigate whether the data rate is optimal or whether improvements can be achieved by changing the settings. In further steps it will be examined whether spatial multiplexing, spatial diversity or channel bundling can be used to achieve further improvements in terms of the transfer rate.
So ist es am Ende dieses Ablaufdiagramms möglich, dass der Benutzer neben Service a auch einen Service b auswählt. Gemäß der in Figur 1 oder 2 angegebenen Struktur wird dann der bereits angewählte Service a mit allen Einstellungen beibehalten, während das vorstehend beschriebene Verfahren für die Einstellung und Optimierung von Service b durchlaufen wird. Damit ist es je nach Kapazität einer jeweiligen Vorrichtung möglich, parallel verschiedene Services auszuwählen und nach Optimierung auch auf ein und demselben Gerät auszuwerten.
Neben einem Beispiel, wie in Figur 3 dargestellt, kann ein einheitliches Flussdiagramm nicht angegeben werden, da der Ablauf immer wesentlich von den gerade anliegenden Bedürfnissen eines Nutzers abhängt. Will der Nutzer z.B. parallel per GSM/UMTS telefonieren und per WLAN Daten herunterladen, so müssen die Antennen entsprechend angesteuert und parametrisiert werden. Will er dagegen nur per WLAN kommunizieren und eine große Datenmenge absetzen, dann ist es sinnvoll, mehrere WLAN-Kanäle zu bündeln. Falls nicht genug freie Kanäle zur Bündelung zur Verfügung stehen, kann noch die Effizienz der Datenübertragung gesteigert werden, indem ein "spatial multiplexing" realisiert wird, d.h. über jede Antenne werden unabhängige Datenströme im gleichen Kanal übertragen, wie vorstehend zusammen mit anderen Möglichkeiten zur Optimierung der Bandbreite beschrieben. D.h., wie die einzelnen HF-Signalpfade tatsächlich genutzt werden, das ist letztlich von den jeweils konkret vorgegebenen Randbedingungen abhängig zu machen, wie z.B. - Wunsch und Einstellungen des Nutzers, d.h. Vorgaben z.B. zu Datenrate, Kosten, QoS;At the end of this flowchart it is possible for the user to select a service b in addition to service a. According to the structure shown in FIG. 1 or 2, the service a which has already been selected is then retained with all the settings, while the method described above for setting and optimizing service b is carried out. Depending on the capacity of each device, it is thus possible to select different services in parallel and, after optimization, to evaluate them on the same device. In addition to an example, as shown in FIG. 3, a uniform flowchart cannot be specified, since the process always depends essentially on the needs of a user. For example, if the user wants to make parallel calls via GSM / UMTS and download data via WLAN, the antennas must be controlled and parameterized accordingly. If, on the other hand, he only wants to communicate via WLAN and send a large amount of data, then it makes sense to bundle several WLAN channels. If there are not enough free channels available for bundling, the efficiency of the data transmission can be increased by realizing "spatial multiplexing", ie independent data streams are transmitted in the same channel via each antenna, as above together with other possibilities for optimizing the Bandwidth described. In other words, how the individual RF signal paths are actually used must ultimately be made dependent on the specific boundary conditions in each case, such as, for example, the user's wishes and settings, that is, specifications, for example on data rate, costs, QoS;
- Verfügbarkeit von Access Points und freier Bandbreite, oder- Availability of access points and free bandwidth, or
- Leistungsfähigkeit der Hardware, und so kann ein Ablaufdiagramm von beliebig einfach bis beliebig komplex reichen.- Hardware performance, and so a flowchart can range from any simple to any complex.
Es bietet sich im Übrigen an, bestehende Anlagen, welche bereits mehrere Antennen ANT mit nachgeschalteten Hochfrequenz-Frontends HF aufweisen, mit einem leistungsstarken Schaltnetz und einer programmierbaren Datenverarbeitung nachzurüsten, um auch diese Anlagen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zu nutzen. Sofern diese Anlagen bereits Steuereinrichtungen mit geeigneten Prozessoren aufweisen, reicht ggf. auch ein Update der Steuerungssoftware mit geeigneten Steuerungs-Softwaremodulen aus, um den Einsatz eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu ermöglichen.
In addition, it makes sense to retrofit existing systems, which already have several antennas ANT with downstream high-frequency front ends HF, with a high-performance switching network and programmable data processing in order to use these systems according to the method according to the invention. If these systems already have control devices with suitable processors, an update of the control software with suitable control software modules may also be sufficient to enable the use of a method according to the invention.
Claims
1. Adaptive Funksende- und/oder Funkempfangsarchitektur mit mehreren HF-Pfaden, die jeweils eine Antenne ANT) und ein Frontend (HF) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihe von parallel angeordneten HF-Pfaden mit Hochfrequenz-Frontends (HF) vorgesehen ist, und die HF-Pfade im Hinblick auf eine jeweilige Mischerfrequenz oder Trägerfrequenz sowie eine Empfangsbandbreite adaptierbar ausgebildet sind, wobei die Empfangs- und/oder Sendesignale der HF-Pfade flexibel auf die Ein/Ausgänge der nachgeschalteten Signalverarbeitung schaltbar sind, so dass wahlweise eine Multimode, Multichannel und/oder MIMO Verbindung oder beliebige Kombinationen dieser Varianten realisierbar sind.1. Adaptive radio transmission and / or radio reception architecture with a plurality of RF paths, each comprising an antenna ANT) and a front end (HF), characterized in that a series of parallel RF paths with high-frequency front ends (HF) is provided , and the RF paths are designed to be adaptable to a respective mixer frequency or carrier frequency and a reception bandwidth, the receive and / or transmit signals of the RF paths being flexibly switchable to the inputs / outputs of the downstream signal processing, so that optionally a multimode , Multichannel and / or MIMO connection or any combination of these variants can be implemented.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Block (3) interne Verknüpfungen, eine Demultiplexer- Einheit (DM) und eine Multiplexer-Einheit (MP) zusammengefasst sind.2. Device according to claim 1, characterized in that in a block (3) internal links, a demultiplexer unit (DM) and a multiplexer unit (MP) are combined.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Block (3) eine gesamte Signalverarbeitung im Basisband zusammengefasst ist.3. Device according to claim 2, characterized in that in the block (3) an entire signal processing in the baseband is summarized.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich im Block (3) anschließende Signalverarbeitung per Software definiert ist.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a subsequent signal processing in the block (3) is defined by software.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl an Prozessoren in Block (3) der Anzahl der in einem parallelen Betrieb zu unterstützenden unterschiedlichen Standards entspricht. 5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a number of processors in block (3) corresponds to the number of different standards to be supported in parallel operation.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Startwerte für die Erzeugung einer jeweiligen Einstellung eines ausgewählten Services in einem Speicher abrufbar vorgesehen sind.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that start values for the generation of a respective setting of a selected service are provided in a memory.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgang (I/O) von Block (3) zur Kopplung eines Eingangs- und/oder Ausgangsdatenstroms mit externen Applikationen ausgebildet ist.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that an output (I / O) of block (3) is designed for coupling an input and / or output data stream with external applications.
8. Verfahren zum Betrieb einer adaptiven Funksende- und/oder Funkempfangsarchitektur, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihe von parallel angeordneten HF-Pfaden mit Hochfrequenz-Frontends (HF) im Hinblick auf eine jeweilige Mischerfrequenz oder Trägerfrequenz sowie eine Empfangsbandbreite adaptiert wird, wobei die Empfangsund/oder Sendesignale der HF-Pfade flexibel auf die Ein/Ausgänge der nachgeschalteten Signalverarbeitung geschaltet werden, so dass wahlweise mindestens eine Multimode, Multichannel und/oder MIMO Verbindung oder beliebige Kombinationen dieser Varianten realisiert werden.8. Method for operating an adaptive radio transmission and / or radio reception architecture, characterized in that a series of parallel RF paths with radio frequency front ends (HF) is adapted with regard to a respective mixer frequency or carrier frequency and a reception bandwidth, the reception and / or transmit signals of the RF paths can be flexibly connected to the inputs / outputs of the downstream signal processing, so that optionally at least one multimode, multichannel and / or MIMO connection or any combination of these variants can be implemented.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschaltung und Signalverarbeitung im Basisband rein durch Software definiert durchgeführt wird.9. The method according to claim 8, characterized in that an interconnection and signal processing in the baseband is performed purely by software.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung einer jeweiligen Einstellung eines jeweiligen Services von10. The method according to any one of the preceding claims 8 and 9, characterized in that for generating a respective setting of a respective service of
Startwerten ausgegangen wird, die vorzugsweise aus einem Speicher abgerufen werden. Starting values are assumed, which are preferably retrieved from a memory.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Startwert ausgehend aufeinander folgend Variationsschleifen zur Optimierung eines Bedarfs an Bandbreite durchlaufen werden.11. The method according to any one of the preceding claims 8 to 10, characterized in that starting from a starting value successive variation loops are run through to optimize a need for bandwidth.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11 dadurch gekennzeichnet, ^ dass die Zuordnung der HF-Zweige zu den jeweiligen Transceivern auch dynamisch während des Betriebs vorgenommen werden kann. 12. The method according to any one of claims 8 to 11 characterized in ^ that the allocation of RF branches to the respective transceivers can also be performed dynamically during operation.
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