FI106897B - RAKE-vastaanotin - Google Patents

Description

1 106897 RAKE-vastaanotin

Keksinnön ala . Keksinnön kohteena on koodijakoista monikäyttömenetelmää (CDMA) käyttävän radiojärjestelmän RAKE-vastaanotin.

5 Keksinnön tausta

Radiojärjestelmissä käytetään erilaisia diversiteettimenetelmiä järjestelmän peltoalueen ja/tai kapasiteetin kasvattamiseksi. Tämän julkaisun kannalta mielenkiintoisia ovat paikkadiversiteetti (space) eli antennidiversiteet-ti, polarisaatiodiversiteetti (polarization) ja monitiediversiteetti (multipath). Paik-10 kadiversiteetissä antennit asetetaan tarpeeksi etäälle toisistaan, jotta saavutetaan riittävä dekorrelaatio eri antennien kautta vastaanotettujen signaalien kesken. Polarisaatiodiversiteetin lajeista kiintoisa on implisiittinen polarisaatio, jossa signaali lähetetään yhdessä polarisaatiotasossa, mutta vastaanotetaan ristipolarisoiduilla antenneilla. Monitiediversiteetillä tarkoitetaan monitie-eden-15 neiden signaalikomponenttien luomaa diversiteettiä, joka on käyttökelpoinen järjestelmässä, kuten CDMA-järjestelmässä, jossa signaalin kaistanleveys on paljon laajempi kuin kanavan koherentti kaistanleveys.

CDMA-järjestelmässä käytetään RAKE-vastaanotinta monitie-eden-neiden signaalikomponenttien erottamiseen vastaanotossa. Yleensä signaali-20 komponenttien täytyy erota tällöin toisistaan vähintään yksi käytetyn hajotus-koodin osa, eli chippi. RAKE-vastaanotin käsittää RAKE-haaroja (RAKE-fin-gers), joissa kussakin tapahtuu spektrin koostaminen (despreading) ja diversi- i teettikombinointi. Lisäksi vastaanottimessa on viive-estimaattori, jossa on sovitettu suodatin jokaista antennihaaraa kohti, sekä RAKE-haarojen allokointi-25 lohko. Sovitetussa suodattimessa korreloidaan signaalin levitykseen käytetyllä hajotuskoodilla vastaanotettua signaalia eri viiveillä, jolloin hajotuskoodin ajoitusta siis muutetaan esimerkiksi yhden chipin portaissa. Korrelaation ollessa suuri on löydetty monitie-edennyt signaalikomponentti, jota voidaan sitten vastaanottaa löydetyllä viiveellä.

30 Signaaliin summautuu radiotiellä halutun signaalin lisäksi kohinaa (noise) ja muiden käyttäjien tai järjestelmien aiheuttamaa interferenssiä. Diversiteettiä käyttävissä järjestelmissä kohinan ja interferenssin vaikutusta voidaan vähentää esimerkiksi maximal ratio combining -menetelmällä (MRC), jossa painotetaan eri antennien kautta vastaanotettuja signaaleja suhteessa signaa-35 Iin tehoon eri antennihaaroissa. Tämä menetelmä kuitenkin olettaa, että inter- 106897 2 ferenssi on kussakin antennissa itsenäistä. Tämä oletus ei käytännön solukko-radioverkoissa pidä aina paikkaansa, vaan saman interferenssin voidaan ajatella olevan läsnä kussakin antennissa.

Interference rejection combining -menetelmässä (IRC) ei ole tätä ra-5 joitusta. Menetelmää on kuitenkin käytetty vain aikajakoista monikäyttömenetelmää (TDMA) käyttävissä järjestelmissä, joissa ei useinkaan pystytä erottelemaan monitie-edenneitä signaalikomponentteja. IRC-menetelmällä tarkoitetaan tässä adaptiivista keilanmuodostusta (signaalien optimiyhdistelyä), jolla maksimoidaan signaalin teho suhteessa interferenssin ja kohinan tehoon, eli 10 maksimoidaan SINR (Signal/(lnterference and Noise)-Ratio).

Keksinnön lyhyt selostus

Keksinnön tavoitteena on siten RAKE-vastaanotin, jossa käytetään IRC:tä. Tämä saavutetaan seuraavaksi esitettävällä RAKE-vastaanottimella. Kysessä on RAKE-vastaanotin, käsittäen ainakin kaksi antennihaaraa vas-15 taanottaa radiosignaali; antennihaaroihin kytketyn ainakin yhden RAKE-haa-ran käsitellä radiosignaalin monitie-edennyttä signaalikomponenttia; antenni-haaroihin kytketyn viive-estimaattorin hakea ainakin yhden monitie-edenneen signaalikomponentin viive, ja allokoida löydetyn monitie-edenneen signaali-komponentin käsittelemiseksi RAKE-haara, ja ilmoittaa kyseiselle RAKE-haa-20 ralle löydetty viive; RAKE-haara käsittäen: kanavaestimaattorin muodostaa kunkin antennihaaran radiosignaalin sisältämän tunnetun pilottiosan avulla löydetyn monitie-edenneen signaalikomponentin kanavan impulssivaste; interfe-renssiestimaattorin muodostaa kunkin antennihaaran radiosignaalin sisältämä • · interferenssistä ja kohinasta muodostunut interferenssisignaali vähentämällä 25 vastaanotetusta radiosignaalista regeneroitu haluttu radiosignaali, joka regeneroitu haluttu radiosignaali saadaan tunnetun pilottiosan sekä kanavan estimoidun impulssivasteen avulla; kuhunkin antennihaaraan kytketyn koostajan poistaa monitie-edenneen signaalikomponentin sisältämän pilottiosan levitys käyttäen tunnettua hajotuskoodia viive-estimaattorin ilmoittamalla viiveellä; ku- » · 30 hunkin antennihaaraan kytketyn koostajan poistaa monitie-edenneen signaali-komponentin sisältämän dataosan levitys käyttäen tunnettua hajotuskoodia viive-estimaattorin ilmoittamalla viiveellä. RAKE-haara käsittää lisäksi: painoker-roinosan muodostaa signaalin suhteen interferenssiin ja kohinaan (SINR) maksimoivat painokertoimet kullekin antennihaaralle; kertojan kertoa painokertoi-35 mella kussakin antennihaarassa koostajan levityksestä poistama pilottiosa; kertojan kertoa painokertoimella kussakin antennihaarassa koostajan levityk- 3 106897 sestä poistaman dataosa; antennihaarasummaimen yhdistää eri antennihaa-rojen kautta vastaanotetut levityksestä poistetut ja painokertoimella kerrotut pi-lottiosat yhdeksi pilottisignaaliksi; antennihaarasummaimen yhdistää eri an-tennihaarojen kautta vastaanotetut levityksestä poistetut ja painokertoimella 5 kerrotut dataosat yhdeksi datasignaaliksi; ja RAKE-vastaanotin käsittää lisäksi RAKE-haarasummaimen yhdistää eri viiveillä toimivien RAKE-haarojen data-signaalit vastaanotettuja bittejä esittäväksi summadatasignaaliksi.

Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

10 Keksintö perustuu siihen, että muodostetaan IRC:tä käyttävä RA

KE-vastaanotin.

Keksinnön mukaisella RAKE-vastaanottimella saavutetaan signaalin E|j/I0 -suhteelle (energia bittiä kohti jaettuna interferenssin tehotiheydellä) jopa kaksi desibeliä parempi arvo kuin tavanomaisessa MRC:tä käyttävässä 15 RAKE-vastaanottimessa.

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista:

Kuviot 1A ja 1B esittävät matkapuhelinjärjestelmää; 20 Kuvio 2A esittää matkapuhelinjärjestelmän lähetintä ja vastaanotin ta;

Kuvio 2B esittää lähettimessä suoritettavaa hajotusta ja modulointia; > · 1

Kuvio 2C esittää keksinnön mukaista ratkaisua kuviossa 2A esitetyn 25 vastaanottimen yhdistetylle sekoituksenpurku-, hajotuskoodinpurku- ja demo-dulointilohkolle;

Kuvio 3 esittää matkapuhelinjärjestelmän kanavia sijoitettuina kehykseen; . .. Kuvio 4 esittää yksinkertaistaen tilaajapäätelaitteen rakennetta.

30 Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Keksintöä voidaan käyttää erilaisissa matkapuhelinjärjestelmissä, . jotka käyttävät koodijakoista monikäyttömenetelmää (CDMA). Esimerkeissä kuvataan keksinnön käyttöä suorasekvenssitekniikalla toteutettua laajakaistaista koodijakoista monikäyttömenetelmää käyttävässä universaalissa matka-35 puhelinjärjestelmässä, keksintöä siihen kuitenkaan rajoittamatta. Siten esimer- 4 106897 kiksi Japanissa ARIB:in (Association of Radio Industries and Businesses) kehittämä IMT-2000 matkapuhelinjärjestelmä ja Euroopassa kehitettävä universaali matkapuhelinjärjestelmä (UMTS) ovat keksinnön mukaisia järjestelmiä. Esimerkit pohjautuvat VVCDMA-järjestelmän kuvaukseen, josta on saatavissa 5 lisätietoa ETSI:n (European Telecommunications Standards Institute) spesifikaatiosta ’’The ETSI UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA) ITU-R RTT Candidate Submission (Tdoc SMG2 260/98, May/June 1998)”, joka otetaan tähän viitteeksi.

Viitaten kuvioihin 1A ja 1B selostetaan universaalin matkapuhelin-10 järjestelmän rakenne. Kuvio 1B sisältää vain keksinnön selittämisen kannalta oleelliset lohkot, mutta alan ammattimiehelle on selvää, että tavanomaiseen matkapuhelinjärjestelmään sisältyy lisäksi muitakin toimintoja ja rakenteita, joiden tarkempi selittäminen ei tässä ole tarpeen. Matkapuhelinjärjestelmän pääosat ovat ydinverkko (core network) CN, universaalin matkapuhelinjärjestel-15 män maanpäällinen radioliittymäverkko (UMTS terrestrial radio access network) UTRAN ja tilaajapäätelaite (user equipment) UE. CN:n ja UTRAN:in välinen rajapinta on nimeltään lu, ja UTRAN:in ja UE:n välinen ilmarajapinta on nimeltään Uu.

UTRAN muodostuu radioverkkoalijärjestelmistä (radio network sub-20 system) RNS. RNS:ien välinen rajapinta on nimeltään lur. RNS muodostuu ra-dioverkkokontrollerista (radio network controller) RNC ja yhdestä tai useammasta B-solmusta (node B) B. RNC:n ja B:n välinen rajapinta on nimeltään lub. B-solmun kuuluvuusaluetta eli solua merkitään kuviossa 1B C:llä.

Kuviossa 1A esitetty kuvaus on hyvin abstrakti, joten sitä selvenne-25 tään kuviossa 1B esittämällä mikä GSM-järjestelmän osa suunnilleen vastaa mitäkin UMTS:in osaa. On huomattava, että esitetty mappaus ei ole mitenkään sitova, vaan suuntaa antava, sillä UMTS:in eri osien vastuut ja toiminnot ovat vielä suunnittelun alla.

Kuvion 1B mukaisesti voidaan tilaajapäätelaitteesta UE muodostaa .· 30 piirikytkentäinen yhteys yleiseen puhelinverkkoon (PSTN = Public Switched ' · Telephone Network) 102 kytkettyyn puhelimeen 100. Tilaajapäätelaite UE voi olla esimerkiksi kiinteästi sijoitettu, ajoneuvoon sijoitettu tai kannettava mukana pidettävä päätelaite. Radioverkon infrastruktuuri UTRAN muodostuu radio-verkkoalijärjestelmistä RNS eli tukiasemajärjestelmistä. Radioverkkoalijärjes-35 telmä RNS muodostuu radioverkkokontrollerista RNC eli tukiasemaohjaimesta ja sen ohjauksessa olevasta ainakin yhdestä B-solmusta B eli tukiasemasta.

5 106897

Tukiasemassa B on multiplekseri 114, lähetinvastaanottimia 116, ja ohjausyksikkö 118, joka ohjaa lähetinvastaanottimien 114 ja multiplekserin 116 toimintaa. Multiplekserillä 116 sijoitetaan useiden lähetinvastaanottimien 114 käyttämät liikenne- ja ohjauskanavat siirtoyhteydelle lub.

5 Tukiaseman B lähetinvastaanottimista 114 on yhteys antenniyksik- köön 120, jolla toteutetaan kaksisuuntainen radioyhteys Uu tilaajapäätelaittee-seen UE. Kaksisuuntaisessa radioyhteydessä Uu siirrettävien kehysten rakenne on tarkasti määritelty.

Tukiasemaohjain RNC käsittää ryhmäkytkentäkentän 110 ja ohjaus-10 yksikön 112. Ryhmäkytkentäkenttää 110 käytetään puheen ja datan kytkentään sekä yhdistämään signalointipiirejä. Tukiaseman B ja tukiasemaohjaimen RNC muodostamaan tukiasemajärjestelmään kuuluu lisäksi transkooderi 108. Tukiasemaohjaimen RNC ja tukiaseman B välinen työnjako ja fyysinen rakenne voivat vaihdella toteutuksesta riippuen. Tyypillisesti tukiasema B huolehtii 15 edellä kuvatulla tavalla radiotien toteutuksesta. Tukiasemaohjain RNC hallinnoi tyypillisesti seuraavia asioita: radioresurssien hallinta, solujen välisen kanavanvaihdon kontrolli, tehonsäätö, ajastus ja synkronointi, tilaajapäätelaitteen kutsuminen (paging).

Transkooderi 108 sijaitsee yleensä mahdollisimman lähellä matka-20 puhelinkeskusta 106, koska puhe voidaan tällöin siirtokapasiteettia säästäen siirtää matkapuhelinjärjestelmän muodossa transkooderin 108 ja tukiasemaohjaimen RNC välillä. Transkooderi 108 muuntaa yleisen puhelinverkon ja radio-puhelinverkon välillä käytettävät erilaiset puheen digitaaliset koodausmuodot . toisilleen sopiviksi, esimerkiksi kiinteän verkon 64 kbit/s muodosta solukkora-25 dioverkon johonkin muuhun (esimerkiksi 13 kbit/s) muotoon ja päinvastoin. Tässä ei tarkemmin kuvata vaadittavia laitteistoja, mutta voidaan kuitenkin todeta, ettei muulle datalle kuin puheelle suoriteta muunnosta transkooderissa 122. Ohjausyksikkö 112 suorittaa puhelunohjausta, liikkuvuuden hallintaa, tilastotietojen keräystä ja signalointia.

, .· 30 Ydinverkko CN muodostuu UTRAN:in ulkopuolisesta matkapuhelin- • järjestelmään kuuluvusta infrastruktuurista. Kuviossa 1B kuvataan ydinverkon CN laitteista matkapuhelinkeskus 106 ja porttimatkapuhelinkeskus 104, joka hoitaa matkapuhelinjärjestelmän yhteydet ulkopuoliseen maailmaan, tässä yleiseen puhelinverkkoon 102.

35 Kuviossa 4 kuvataan esimerkki tilaajapäätelaitteen UE rakenteesta.

Tilaajapäätelaitteen UE oleelliset osat ovat: rajapinta 404 tilaajapäätelaitteen 6 106897 antennille 402, lähetinvastaanotin 406, tilaajapäätelaitteen ohjausosa 410, ja rajapinta 412 akulle 414. Käyttöliittymä muodostuu yleensä näytöstä 400, näppäimistöstä 408, mikrofonista 416 ja kaiuttimesta 418. Tilaajapäätelaite voi olla esimerkiksi mukana kannettava matkapuhelin, autoon sijoitettava puhelin, lan-5 gattoman tilaajaliittymän (wireless local loop) terminaali tai tietokoneeseen integroitu tiedonsiirtolaitteista.

Kuviossa 2A kuvataan radiolähetin-radiovastaanotin -parin toimintaa. Radiolähetin voi sijaita B-solmussa B tai tilaajapäätelaitteessa UE, ja radiovastaanotin tilaajapäätelaitteessa UE tai B-solmussa B.

10 Kuvion 2A yläosassa kuvataan radiolähettimen oleelliset toiminnot.

Erilaisia fyysiseen kanavaan sijoitettavia palveluita ovat esimerkiksi puhe, data, liikkuva tai pysäytetty videokuva ja järjestelmän ohjauskanavat. Kuviossa kuvataan ohjauskanavan ja datan käsittely. Eri palvelut edellyttävät erilaisia lähdekoodausvälineitä, esimerkiksi puhe edellyttää puhekoodekkia. Lähde-15 koodausvälineitä ei ole selvyyden vuoksi kuitenkaan kuvattu kuviossa 2A.

Ohjauskanavaan 214 sijoitetaan myös pilottibitit, joita vastaanotin käyttää kanavaestimoinnissa. Datakanavaan sijoitetaan käyttäjän dataa 200.

Eri kanaville suoritetaan sitten erilaista kanavakoodausta lohkoissa 202A ja 202B. Kanavakoodausta ovat esimerkiksi erilaiset lohkokoodit (block 20 codes), joista eräs esimerkki on syklinen redundanttisuuden tarkistus (cyclic redundancy check, CRC). Lisäksi käytetään tyypillisesti konvoluutiokoodausta ja sen erilaisia muunnelmia, esimerkiksi punkturoitua konvoluutiokoodausta tai turbokoodausta. Mainittuja pilottibittejä ei kuitenkaan kanavakoodata, koska ..... tarkoitus on saada selville kanavan signaaliin aiheuttamat vääristymät.

25 Kun eri kanavat on kanavakoodattu, niin ne lomitetaan iomittimessa 204A, 204B. Lomittamisen tarkoitus on helpottaa virheenkorjausta. Lomittami-sessa eri palveluiden bitit sekoitetaan määrätyllä tavalla keskenään, jolloin hetkellinen häipymä radiotiellä ei välttämättä vielä tee siirrettyä informaatiota tunnistuskelvottomaksi. Sitten lomitetut bitit levitetään hajotuskoodilla 30 (spreading code) lohkoissa 206A, 206B. Sitten saadut chipit sekoitetaan se-: koituskoodilla (scrambling code) ja moduloidaan lohkossa 208, jonka toimintaa kuvataan tarkemmin kuviossa 2B. Siten erilliset signaalit yhdistetään lohkossa 208 lähetettäväksi saman lähettimen kautta.

Lopuksi yhdistetty signaali viedään radiotaajuusosille 210, jotka voi-35 vat käsittää erilaisia tehonvahvistimia ja kaistanleveyttä rajoittavia suodattimia. Lähetyksen tehonsäädössä käytetty suljetun silmukan säätö ohjaa yleensä 7 106897 tässä lohkossa olevaa lähetystehonsäätövahvistinta. Analoginen radiosignaali lähetään sitten antennin 212 kautta radiotielle Uu.

Kuvion 2A alaosassa kuvataan radiovastaanottimen oleelliset toiminnot. Radiovastaanotin on tyypillisesti RAKE-vastaanotin. Radiotieltä Uu 5 vastaanotetaan analoginen radiotaajuinen signaali antennilla 232. Signaali viedään radiotaajuusosiin 230, jotka käsittävät suodattimen, joka estää halutun taajuuskaistan ulkopuoliset taajuudet.

Sen jälkeen signaali muunnetaan lohkossa 228 välitaajuudelle tai suoraan kantataajuudelle, jossa muodossa oleva signaali näytteistetään ja 10 kvantisoidaan. Koska kyseessä on monitie-edennyt signaali, eri teitä pitkin edenneet signaalikomponentit pyritään yhdistämään lohkossa 228, joka käsittää tunnetun tekniikan mukaisesti vastaanottimen varsinaiset RAKE-haarat (RAKE fingers). Lohkoa 228 kuvataan tarkemmin kuviossa 2C.

Saadun fyysisen kanavan lomitus puretaan sitten lomituksen purku-15 välineissä 226. Lomituksesta purettu fyysinen kanava jaetaan sitten demul-tiplekserissa 224 eri kanavien datavirtoihin. Kanavat ohjataan kukin omaan kanavakoodauksen purkulohkoon 222A, 222B, jossa puretaan lähetyksessä käytetty kanavakoodaus, esimerkiksi lohkokoodaus ja konvoluutiokoodaus. Konvoluutiokoodaus puretaan edullisesti Viterbi-dekooderilla. Kukin lähetetty 20 kanava 220A, 220B, voidaan sitten viedä tarvittavaan jatkokäsittelyyn, esimerkiksi data 220 viedään tilaajapäätelaitteeseen UE kytkettyyn tietokoneeseen 122. Järjestelmän ohjauskanavat viedään radiovastaanottimen ohjausosaan 236.

... Kuviossa 2B kuvataan tarkemmin kanavan levittämistä hajotuskoo- 25 dilla ja sen modulointia. Kuvassa vasemmalta tulee kanavan bittivirta lohkoon S/P, jossa suoritetaan kullekin kahden bitin jaksolle muunnos sarjamuodosta rinnakkaismuotoon, eli toinen bitti viedään signaalin l-haaraan ja toinen signaalin Q-haaraan. Sitten signaalin I- ja Q-haarat kerrotaan hajotuskoodilla c^, jolloin suhteellisen kapeakaistainen informaatio leviää laajalle taajuuskaistalle. 30 Hajotuskoodi voi olla sama tai eri kummallekin haaralle. Kullekin yhteydelle Uu - on oma hajotuskoodi tai hajotuskoodit, jolla tai joilla vastaanotin tunnistaa it selleen tarkoitetut lähetykset. Sitten signaali sekoitetaan kertomalla se sekoi-tuskoodilla c, scramb + j cQscramb, joka on eri kullekin lähettimelle. Saadun signaalin pulssimuotoa suodatetaan suodattimilla p(t). Lopuksi signaali moduloidaan ra-35 diotaajuiselle kantoaallolle kertomalla sen eri haarat toisistaan 90 astetta siirrettynä, näin saadut haarat yhdistetään yhdeksi kantoaalloksi, joka on valmis 8 106897 lähetettäväksi radiotielle Uu, mahdollisia suodatuksia ja tehonvahvistuksia lukuunottamatta. Kuvattu modulointiapa on QPSK (Quadrature Phase Shift Keying).

Kuvatun l/Q-multipleksauksen sijasta voidaan käyttää myös aika-5 multipleksausta, jossa data- ja ohjauskanavat sijoitetaan aikatasossa peräkkäin. Tällöin kanavien välinen aikaero on kuitenkin niin pieni, että ohjauskana-vasta estimoidun interferenssin voidaan olettaa olevan sama myös datakanavassa.

Tyypillisesti keskenään ortogonaalisia hajotuskoodeja voi maksi-10 missään olla käytössä samanaikaisesti kaksisataaviisikymmentäkuusi erilaista. Esimerkiksi UMTS:in laskevalla siirtotiellä käytettäessä viiden megahertsin kantoaaltoa nopeudella 4.096 megachippiä per sekunti hajotustekijä kaksisataaviisikymmentäkuusi vastaa kolmenkymmenenkahden kilobitin siirtonopeutta sekunnissa, vastaavasti suurin käytännöllinen siirtonopeus saavutetaan hajo-15 tustekijällä neljä, jolloin tiedonsiirtonopeus on kaksituhattaneljäkymmentäkah-deksan kilobittiä sekunnissa. Siirtonopeus kanavassa siis vaihtelee portaittain 32, 64, 128, 256, 512, 1024, ja 2048 kbit/s hajotustekijän vaihtuessa vastaavasti 256, 128, 64, 32, 16, 8, ja 4. Käyttäjän käyttöönsä saama tiedonsiirtonopeus riippuu käytetystä kanavakoodauksesta. Esimerkiksi käytettäessä 1/3-20 konvoluutiokoodausta käyttäjän tiedonsiirtonopeus on noin yksi kolmasosa kanavan tiedonsiirtonopeudesta. Hajotustekijä ilmoittaa hajotuskoodin pituuden. Esimerkiksi hajotustekijää yksi vastaava hajotuskoodi on (1). Hajotuste-kijällä kaksi on kaksi keskenään ortogonaalista hajotuskoodia (1,1) ja (1,-1).

..... Edelleen hajotustekijällä neljä on neljä keskenään ortogonaalista hajotuskoo- 25 dia: ylemmän tason hajotuskoodin (1,1) alla ovat hajotuskoodit (1,1,1,1) ja (1,1,-1,-1), ja ylemmän tason toisen hajotuskoodin (1,-1) alla ovat hajotuskoodit (1,-1,1,-1) ja (1,-1, -1, 1). Näin jatketaan hajotuskoodien muodostusta edettäessä koodipuussa alemmille tasoille. Tietyn tason hajotuskoodit ovat aina keskenään ortogonaalisia. Samoin tietyn tason jokin hajotuskoodi on ortogo-30 naalinen jonkin toisen saman tason hajotuskoodin kaikkien siitä johdettujen • seuraavien tasojen hajotuskoodien kanssa.

Lähetyksessä yksi symboli kerrotaan hajotuskoodilla, jolloin data leviää käytettävälle taajuuskaistalle. Esimerkiksi hajotuskoodia 256 käytettäessä yhtä symbolia esittää 256 chippiä. Vastaavasta hajotuskoodia 16 käytettäessä 35 yhtä symbolia esittää 16 chippiä.

106897 g

Kuvioon 3 viitaten selostetaan esimerkki siitä, minkälaista kehysrakennetta fyysisessä kanavassa voidaan käyttää. Kehykset 340A, 340B, 340C, 340D numeroidaan juoksevasti yhdestä seitsemäänkymmeneenkahteen, ja ne muodostavat 720 millisekunnin pituisen superkehyksen. Yhden kehyksen 5 340C pituus on 10 millisekuntia. Kehys 340C jaetaan kuuteentoista väliin 330A, 330B, 330C, 330D. Yhden välin 330C pituus on 0.625 millisekuntia. Yksi väli 330C vastaa tyypillisesti yhtä tehonsäätöperiodia, jonka aikana tehoa säädetään esimerkiksi yksi desibeli ylös- tai alaspäin.

Fyysiset kanavat jaetaan kahteen eri tyyppiin: dedikoidut fyysiset 10 datakanavat (dedicated physical data channel, DPDCH) 310 ja dedikoidut fyysiset kontrollikanavat (dedicated physical control channel, DPCCH) 312. Dedi-koituja fyysisiä datakanavia 310 käytetään kuljettamaan dataa 306, joka on generoitu OSI:n (Open Systems Interconnection) kakkoskerroksessa ja sen yläpuolella, eli lähinnä dedikoituja liikennekanavia. Dedikoidut fyysiset kontrol-15 likanavat 312 kuljettavat OSI:n ykköskerroksessa generoitua kontrolli-informaatiota. Kontrolli-informaatio käsittää: kanavaestimoinnissa apuna käytettävän pilottiosan eli pilottibitit (pilot bits) 300, lähetystehon säätökomennot (transmit power-control commands, TPC) 302, ja optionaalisesti kuljetusfor-maatin indikaattorin (transport format indicator, TFI) 304. Kuljetusformaatin in-20 dikaattori 304 kertoo vastaanottimet sen hetkisen käytössä olevan siirtonopeuden kullekin nousevan siirtotien dedikoidulle fyysiselle datakanavalle.

Kuten kuviosta 3 nähdään laskevalla siirtotiellä dedikoidut fyysiset datakanavat 310 ja dedikoidut fyysiset kontrollikanavat 312 aikamultipleksa-; taan samaan väliin 330C. Nousevalla siirtotiellä sitävastoin kyseiset kanavat 25 lähetetään rinnakkaisesti (parallel) siten, että ne ovat IQ-multipleksattu (l=in-phase, Q=quadrature) kuhunkin kehykseen 340C ja lähetetään käyttäen kaksoiskanava QPSK-modulaatiota (dual-channel quadrature phase-shift keying modulation). Haluttaessa lähettää lisää dedikoituja fyysisiä datakanavia 310 ne koodimultipleksataan ensimmäisen kanavaparin joko I- tai Q-haaraan.

. . 30 Seuraavaksi tarkastellaan kuviota 2C, jossa kuvataan tarkemmin ? kuviossa 2A esitetty vastaanottimen yhdistetty sekoituksenpurku-, hajotuskoo- dinpurku- ja demodulointilohko 228. Sekoituksenpurkua ei kuitenkaan ole kuvattu, koska se ei ole keksinnön kannalta mielenkiintoista. Radiotielle Uu lähetetty haluttu radiosignaali monitie-etenee ajoittain häipyvässä kanavassa 35 2 50. Lisäksi signaaliin summautuu summautuvaa nollakeskiarvoista valkoista gauss-jakautunutta kohinaa (additive zero mean white gaussian noise) 254.

10 106897

Edelleen signaaliin summautuu häiritseviä signaaleita, jotka myös monitie-etenevät ajoittain häipyvässä kanavassa 252.

Radiotieltä Uu vastaanotettava signaali siis sisältää halutun signaalin lisäksi sekä kohinaa että interferenssiä. Signaali vastaanotetaan ainakin 5 kahta eri haaraa 232A, 232B käyttäen. Haarat 232A, 232B voivat muodostaa antennivahvistuksen aikaansaamiseksi antenniryhmän, jolloin yksittäiset antennit ovat suhteellisen lähellä toisiaan, esimerkiksi aallonpituuden puolikkaan etäisyydellä toisistaan. Toinen mahdollisuus on se, että haarat 232A, 232B ovat diversiteettihaaroja, jolloin yksittäiset antennit ovat suhteellisen kaukana 10 toisistaan, esimerkiksi 10-20 aallonpituuden etäisyydellä toisistaan. Diversi-teetti voidaan toteuttaa paikka- tai polarisaatiodiversiteettinä.

Kuvion 2C esimerkissä kuvataan paikkadiversiteetin käyttö, jolloin haarat 232A, 232B toteutetaan adaptiivisena antennina. Adaptiivinen antenni toteutetaan toisistaan riittävän etäälle sijoitetuilla antenneilla 232A, 232B, joi-15 den kautta vastaanotetaan monitie-edennyt signaali.

Antenneja voi olla L kappaletta. Kuviossa kuvataan vain kaksi antennia, ensimmäinen antenni 232A ja L:s antenni 232B. Antennien välissä olevat kaksi pistettä kuvaavat olemassaolevia antenneja, joita ei kuitenkaan ole selvyyden vuoksi kuvattu. Tavallisesti antennien lukumäärä vaihtelee kahden 20 ja kahdeksan välillä.

Keksinnön mukaisesti eri antennihaarojen 232A, 232B kautta vastaanotettuja signaaleja painotetaan siten, että kohinan ja interferenssin vaikutus saadaan minimoitua.

Diversiteettiä käytettäessä pyrkimys on saada haarojen välinen kor-25 relaatio mahdollisimman pieneksi. Toinen tapa diversiteetin toteuttamiseksi on käyttää polarisaatiodiversiteettiä, jolloin signaali vastaanotetaan ristipolarisoi-duilla antenneilla. Teoriassa myös hybridimuodot ovat mahdollisia, eli voidaan käyttää samanaikaisesti sekä paikka- että polarisaatiodiversiteettiä. Tilaaja-päätelaitteeseen mahtuvasta ratkaisusta voidaan mainita esimerkkinä ns.

30 patch-antenni, joka voi olla kooltaan noin neliötuuman kokoinen levy, jossa on : ristikkäiset polarisaatiotasot. Toinen esimerkki on ajoneuvoon sijoitettu tilaaja- päätelaite, johon myös paikkadiversiteetin toteuttaminen on suhteellisen helppoa.

Kustakin L:stä antennihaarasta 232A, 232B. vastaanotettu signaali 35 viedään radiotaajuusosien (joita ei ole kuviossa 2C kuvattu) kautta antenni-haaraan 232A, 232B kytkettyyn viive-estimaattoriin 260. Viive-estimaattorissa „ 106897 260 haetaan parhaiten kuuluvien monitie-edenneiden signaalikomponenttien viiveet. Löydettyjen monitie-edenneiden signaalikomponenttien käsittelemiseksi allokoidaan RAKE-haara 270A, 270B. Viive-estimaattori 260 ilmoittaa kullekin RAKE-haaralle 270A, 270B löydetyn viiveen.

5 Viive-estimaattorissa 260 on kullekin antennihaaralle 232A, 232B

sovitettu suodatin 262A, 262B. Siten sovitettuja suodattimia 262A, 262B on myös L kappaletta. Sovitetussa suodattimessa 262A, 262B suoritetaan ennalta tunnettu määrä rinnakkaisia korrelaatioiden laskentoja vastaanotetulle radiosignaalille eri viiveillä monitie-edenneiden signaalikomponenttien viivei-10 den estimoimiseksi. Korrelaation laskennassa poistetaan vastaanotetun radiosignaalin sisältämän pilottiosan levitys tunnetulla hajotuskoodilla käyttäen ennalta määrättyä viivettä.

Viive-estimaattorissa oleva allokaattori 264 valitsee laskettujen korrelaatioiden perusteella ainakin yhden viiveen, jolla vastaanotetaan monitie-15 edennyt signaalikomponentti. Allokaattori allokoi RAKE-haaran 270A, 270B löydetyn signaalikomponentin käsittelemiseksi ilmoittamalla sille löydetyn viiveen. Valinnan suorittamiseksi allokaattorissa 264 tyypillisesti yhdistetään kunkin sovitetun suodattimen 262A, 262B korrelaatiotulokset. Korrelaation ollessa suuri on löydetty viive, joka kuvaa kyseiselle antennihaaralle 232A, 232B tu-20 levän radiosignaalin monitie-edenneen signaalikomponentin viivettä. Yleensä voimakkaimmat monitiekomponentit ovat samalla koodivaiheella kaikilla antenneilla johtuen antennien läheisyydestä ja siitä, että radiosignaalit etenevät valon nopeutta.

Käytännössä RAKE-haaroja 270A, 270B allokoidaan ennalta ha-25 Juttu lukumäärä ja/tai korrelaation laskennassa ennalta määrätyn kynnysarvon ylittäneille viiveille tarvittava määrä. Yleensä rajoittavaksi tekijäksi muodostuu käytettävien RAKE-haarojen 270A, 270B maksimilukumäärä. Tässä esimerkissä allokoitujen RAKE-haarojen 270A, 270B lukumäärää merkitään kirjaimella N. Signaalikomponenttien lukumäärä riippuu radio-olosuhteista, sekä 30 esimerkiksi maaston muodosta ja rakennuksista, jotka aiheuttavat heijastumia.

: Yleensä pienin viive, jolla monitie-edenneitä signaalikomponentteja haetaan on yksi chippi.

Yksi RAKE-haara 270A, 270B käsittelee yhtä monitie-edennyttä sig-naalikomponenttia tietyllä koodiviiveellä. RAKE-haarassa 270A, 270B on ka-35 navaestimaattori, 272 jolla muodostetaan kunkin antennihaaran 232A, 232B radiosignaalin sisältämän tunnetun pilottiosan avulla löydetyn monitie-eden- 12 106897 neen signaalikomponentin kanavan impulssivaste, eli käytännössä kanavan kompleksiset impulssivastetapit.

Lisäksi RAKE-haarassa 270A, 270B on interferenssiestimaattori 272, jolla muodostetaan kunkin antennihaaran 232A, 232B radiosignaalin si-5 sältämä interferenssistä ja kohinasta muodostunut interferenssisignaali vähentämällä vastaanotetusta radiosignaalista regeneroitu haluttu radiosignaali. Regeneroitu haluttu radiosignaali saadaan radiosignaalin sisältämän tunnetun pilottiosan sekä kanavan estimoidun impulssivasteen avulla.

Kuviossa 2C kuvataan katkoviivoitetuilla alueilla radiosignaalin si-10 sältämän pilottiosan käsittelyä 274Aja radiosignaalin sisältämän dataosan käsittelyä 274B.

RAKE-haarassa 270A, 270B kuhunkin antennihaaraan 232A, 232B on kytketty koostaja 276A, 276B, joka poistaa monitie-edenneen signaalikomponentin sisältämän pilottiosan 274A levityksen käyttäen tunnettua hajotus-15 koodia viive-estimaattorin 260 ilmoittamalla viiveellä.

Vastaavasti RAKE-haarassa 270A, 270B kuhunkin antennihaaraan 232A, 232B on kytketty koostaja 276C, 276D, joka poistaa monitie-edenneen signaalikomponentin sisältämän dataosan 274B levityksen käyttäen tunnettua hajotuskoodia viive-estimaattorin 260 ilmoittamalla viiveellä. Koostajia on L 20 kappaletta sekä dataosan että pilottiosan käsittelyyn, eli kaksi kutakin antenni-haaraa 232A, 232B kohti kussakin RAKE-haarassa 270A, 270B. Käytännössä levityksen poistossa, eli spektrin koostamisessa signaalikomponentin dataosa tai pilottiosa kerrotaan käytetyn hajotuskoodin oikeavaiheisella kompleksikon-jugaatilla.

25 Tilanne on siis kokonaisuudessaan sellainen, että viive-estimaattori

260 allokoi parhaiten kuuluville signaalikomponenteille N kappaletta RAKE-haaroja 270A, 270B. Kussakin RAKE-haarassa 270A, 270B käsitellään L:ää antennihaaraa 232A, 232B. Käsittely tehdään erikseen sekä radiosignaalin pilottiosalle että radiosignaalin dataosalle. Lukumäärä N voi vaihdella olosuh-30 teista riippuen tai monitie-edenneen signaalikomponentin tasolle voidaan : asettaa jokin kynnysarvo, jonka ylittyessä kyseinen RAKE-haara 270A, 270B

huomioidaan ja vastaanottoa jatketaan. Ajoituksen haku on siis dynaaminen prosessi, samoin yhdisteltävien RAKE-haarojen 270A, 270B allokointi.

RAKE-haarassa 270A, 270B oleva painokerroinosa 272 muodostaa 35 signaalin suhteen interferenssiin ja kohinaan (SINR) maksimoivat painokertoimet kullekin antennihaaralle 232A, 232B. Tämä voidaan tehdä esimerkiksi ker- 13 106897 tomalla antennihaarojen 232A, 232B interferenssistä ja kohinasta muodostetun interferenssisignaalin kovarianssimatriisin käänteismatriisi kanavan estimoidulla impulssivasteella. Painokertoimet ovat kompleksiset.

RAKE-haarassa 270A, 270B sijaitsevalla kertojalla 284A, 284B ker-5 rotaan saaduilla painokertoimilla kussakin antennihaarassa 232A, 232B koos-tajan 276A, 276B levityksestä poistama pilottiosa 274A. Vastaavasti kussakin antennihaarassa 232A, 232B koostajan 276C, 276D levityksestä poistama dataosa 274B kerrotaan saaduilla painokertoimella kertojaa 284C, 284D käyttäen. Samoilla painokertoimilla kertominen tehdään siis erikseen sekä pilotti-10 osan sisältäville signaalikomponenteille että dataosan sisältäville signaalikom-ponenteille.

RAKE-haarassa 270A, 270B viimeksi sijaitsevalla antennihaara-summaimella 278A yhdistetään eri antennihaarojen 232A, 232B kautta vastaanotetut levityksestä poistetut ja painokertoimella kerrotut pilottiosat 274A 15 yhdeksi pilottisignaaliksi.

Vastaavasti eri antennihaarojen 232A, 232B kautta vastaanotetut levityksestä poistetut ja painokertoimella kerrotut dataosat 274B yhdistetään antennihaarasummaimella 278B yhdeksi datasignaaliksi.

RAKE-vastaanottimessa on lisäksi RAKE-haarasummain 280B, jolla 20 yhdistetään eri viiveillä toimivien RAKE-haarojen 270A, 270B datasignaalit vastaanotettuja bittejä esittäväksi summadatasignaaliksi. Databitit viedään sitten kuvion 2A mukaisesti lohkosta 228 lohkoon 226, jossa puretaan databittien lomitus.

. , Esitetty vastaanotin soveltuu käytettäväksi sekä tukiasemassa että 25 tilaajapäätelaitteessa. Toisin sanoen datakanavan ja ohjauskanavan sekä l/Q-multipleksaus että aikamultipleksaus ovat mahdollisia.

Antennihaarasummaimen 278A, 278B ja RAKE-haarasummaimen 280A, 280B välissä voi olla reaaliosa 278A, 278B, joka poistaa kunkin anten-nihaaran yhdistetystä signaalista sen imaginaariosan, sillä imaginaariosa on 30 kanavaestimoinnissa syntyvä virhetermi.

: Eräässä edullisessa toteutusmuodossa RAKE-vastaanottimessa on RAKE-haarasummain 280A, jolla yhdistetään eri viiveillä toimivien RAKE-haarojen 270A, 270B pilottisignaalit vastaanotettuja pilottibittejä esittäväksi summapilottisignaaliksi. Tämä summapilottisignaali voidaan viedä signaali/in-35 terferenssi-suhteen estimoijaan 282, jossa estimoidaan kyseisen kanavan sig-naali/interferenssi-suhde. Saadulla kyseisen kanavan signaali/interferenssi- 14 106897 suhteella voidaan ohjata suljetun silmukan tehonsäätöä. Tätä kuvaa kuviossa 2C lohkossa 282 teksti TPC (= Transmission Power Control).

Keksintö toteutetaan edullisesti ohjelmallisesti, jolloin ainakin osa lohkon 228 sisältämistä toiminnoista muutetaan prosessorilla suoritettavaksi 5 ohjelmistoksi. Suurta laskentatehoa vaativa viive-estimaattori 260 toteutetaan kuitenkin edullisesti ASIC:ina (Application Specific Integrated Circuit).

Seuraavaksi esitetään menetelmä SINR:n maksimoivien painoker-toimien laskemiseksi, olettaen että kanavan impulssivaste h ja interferenssin sekä kohinan kovarianssimatriisi Ruu ovat tunnettuja. Sen jälkeen esitetään 10 menetelmä h:n ja Ruu:n estimoimiseksi signaalin sisältämien tunnettujen pilotti-bittien avulla. Esitys on symbolitason kompleksi kantataajuussignaalimalli signaalin käsittelemiseksi. Esityksessä lihavoidut termit kuvaavat pystyvektoria tai matriisia. Oletetaan, että N kappaletta monitie-edenneitä kiinnostuksen kohteena olevia signaaleita (signal of interest, SOI) löydetään aikatasossa sovite-15 tuilla suodattimilla, ja kukin signaalikomponentti vastaanotetaan L:n eri antennin kautta. N:nnelle monitie-edenneelle signaalikomponentille L:ää kompleksia kanavatappia merkitään vektoreilla hn, joiden pituus on L. Summautuvaa muiden käyttäjien aiheuttamaa monikäyttöinterferenssiä (MAI), monitieomainterfe-renssiä, ja kohinaa merkitään vektorilla un, jota mallinnetaan L-variaattisena 20 kompleksisena gauss-jakautuneena prosessina, jolla on spatiaalinen, mahdollisesti värittynyt kovarianssi r„„„ = £[unu/]· L:stä antennista vastaanotettua signaalia merkitään vektorilla rn. M:nnen käyttäjän informaatiosymbolia aakko-sistosta, jonka koko on M, merkitään termillä sm.

Gauss-jakauma oletus levityksestä palautetulle MAI:lle on validi 25 laajalle joukolle eri pituisia hajotustekijöitä.

Seuraavaksi kukin symboliperiodi muutetaan diskreetiksi muuntamalla se K:ksi näytteeksi, jolloin vektori rn voidaan esittää muodossa: r„W = hnJmM+u„[4 k = l,...,K (1) 30 : Pinoamalla kukin N:stä vektorista vektoreiksi, joiden pituus on LN, saadaan tiiviimpi esitysmuoto: r[4 = hsJ4+u[4 k = \.....K (2) 35 is 106897

Gauss-jakautuneet interferenssi muuttujat un[k] ja u[k] ovat keskenään korreloimattomia näytteenottoajanhetkien yli, ja myös yli eri monitie-edenneiden SOI.n komponenttien. Silloin: 5 R..W=£[+l“"N=rfia«(R...,W-.R..,»[*l) (3)

Olettaen että symbolit sm ovat yhtä todennäköisiä, ja kanavapara-metrit h ja interferenssin sekä kohinan kovarianssimatriisi Ruu[k] ovat molemmat tunnettuja, niin optimaalinen demodulaatio käsittää log-todennäköisyys 10 funktion maksimoinnin (| · [tarkoittaa determinanttia): I(r,sJ=1η(Π uil γ,ίexp{-u[*]u^[*]}) *=ι π (4) =-Σ oM_ h ^ [ΦΜ-h [4+cons\ Ä=1

Olettaen symboleille sama energia, niin kaava 4 voidaan kehittää muotoon: )=Σ 2 Re{r" [*]h sm [*j}+ const 2 k-\ =2 Re(z (Σ w» Mr« m) s* w)+const2 ^ = 2Refc t} 15 jolloin N interferenssin minimoivat painokertoimet ovat w„[it]=R^n[ifc]hn) ja vektorit sm ja t pituudeltaan K elementtien sjk] kera, vastaavasti [k}„[k].

n=1 20 Aiemmin esitetty IRC RAKE vastaanotin voidaan siis jakaa N:ään temporaaliseen RAKE-haaraan, joissa kussakin suoritetaan spatiaalista IRC:tä Lille antenni inputille käyttäen painokertoimia w„[fc]=R^„[fc]hn. RAKE-haarojen outputit summataan, eli yhdistetään, ja korrelaatiodetektoria käytetään päättä-: mään symbolille sm arvo, jolla saadaan suurin symbolikorrelaatiometriikka.

25 Mikäli SOI:n monitieomainterferenssi voidaan jättää huomioimatta esimerkiksi kun ilmaisuvahvistus (processing gain) on tarpeeksi suuri, niin Ruun on oleellisesti sama kaikissa N:ssä haarassa, jolloin se tarvitsee estimoida ja kääntää vain kerran. Kun interferenssi kovarianssimatriisi on spatiaalisesti valkoinen, eli Ruun=ld, niin IRC:stä tulee MRC, koska wn[k]=hn. Suora matriisin 16 106897 kääntö (direct matrix inversion, DMI) matriisille Ruun voidaan välttää, jos käytetään rekursiivisia algoritmeja, kuten LMS (least mean square) tai RLS (recursive least square). Vastaanotin voidaan siis rakentaa sellaiseksi, että interferenssipoistomenetelmää voidaan vaihtaa olosuhteiden mukaan MRC:n 5 ja IRC:n välillä. Tiedonsiirtonopeuksien ollessa suuria interferenssi on värittynyttä, jolloin käytetään IRC:tä, ja vastaavasti pienillä tiedonsiirtonopeuksilla voidaan käyttää MRC:tä. Periaatteessa MRC on vain yksi erikoistapaus IRC:stä, eli käytettävä menetelmä voi olla aina IRC.

Seuraavaksi esitetään, olettaen etteivät h ja Ruu ole tunnettuja, yllä-10 olevaan perustuen strukturoimaton maximum likelihood (ML) kanavaestimointi vektorille h, sekä suoritettua kanavaestimointia hyödyntävä kovarianssimatriisin Ruu estimointi. Kuten aiemmin todettiin nousevalla siirtotiellä käytetään l/Q-multipleksausta, jossa datakanava multipleksataan l-haaraan ja ohjauskanava Q-haaraan. Ohjauskanava sisältää myös ennalta tunnetun pilottiosan. Kumpi-15 kin kanava voidaan erottaa toisistaan poistamalla levitys ortogonaalisilla hajo-tuskoodeilla. Symbolitason signaalimalli saadaan yhtälöstä 1 kirjoittamalla se kummallekin I- ja Q-osalle erikseen käyttäen BPSK symboleja iMe{-l,l}.

Edelleen oletetaan että indeksi k viittaa nyt symbolisekvenssin bitti-indeksiin. Kerätään K bittiä DPCCH:sta yhteen väliin.

20 Aiemmin oletettiin kanavaparametrit h ja interferenssikovarianssi

Ruu tunnetuiksi. Oletetaan nyt, ettei mitään etukäteistietoa ole saatavilla kummankaan spatiaalisesta rakenteesta, jolloin optimaaliset kanavaestimaatit luodaan maximum likelihood -periaatteella. Käytetään vektoria r[k], k=1.....K ja . . DPCCH:n pilotbittejä sp[k] yhdestä välistä, joilla generoidaan ML estimaatit 25 [ή, r m ], jotka ovat log-todennäköisyysfunktion yhteiset minimoijat:

Ar,h,RJ= =ln<n^pi^J exp(-<rt*] - (6) Tämä ML estimointiongelma on separoituva. Annettaessa ML estimaatti h, saadaan vektoriksi : 30 (7) 1 .

ja ML estimaatti h saadaan kustannusfunktion minimoijana (| · |esittää determinanttia): 17 106897

Kk=\ (8) j°ssa i„=^Z4kY\k\ κ„=-ίΣΨΚΜ Λ k=\ λ i=1 F minimoituu valinnalle: h=tf (9) 5

Yllä on esitetty suoraviivainen pilottibitteihin perustuva kanavaesti-maattori. Alan ammattimiehelle on selvää, että tunnettuja kehittyneempiä ka-navaestimointimenetelmiä, esimerkiksi sellaisia, joissa hyödynnetään myös datakanavaa, voidaan soveltaa keksinnön mukaisessa menetelmässä.

10 Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (12)

106897 18

1. RAKE-vastaanotin, käsittäen: ainakin kaksi antennihaaraa (232A, 232B) vastaanottaa radiosignaali; 5 antennihaaroihin (232A, 232B) kytketyn ainakin yhden RAKE-haa- ran (270A, 270B) käsitellä radiosignaalin monitie-edennyttä signaalikompo-nenttia; antennihaaroihin (232A, 232B) kytketyn viive-estimaattorin (260) hakea ainakin yhden monitie-edenneen signaalikomponentin viive, ja allokoida 10 löydetyn monitie-edenneen signaalikomponentin käsittelemiseksi RAKE-haara (270A, 270B), ja ilmoittaa kyseiselle RAKE-haaralle (270A, 270B) löydetty viive; RAKE-haara (270A, 270B) käsittäen: kanavaestimaattorin (272) muodostaa kunkin antennihaaran (232A, 15 232B) radiosignaalin sisältämän tunnetun pilottiosan avulla löydetyn monitie- edenneen signaalikomponentin kanavan impulssivaste; interferenssiestimaattorin (272) muodostaa kunkin antennihaaran (232A, 232B) radiosignaalin sisältämä interferenssistä ja kohinasta muodostunut interferenssisignaali vähentämällä vastaanotetusta radiosignaalista rege-20 neroitu haluttu radiosignaali, joka regeneroitu haluttu radiosignaali saadaan tunnetun pilottiosan sekä kanavan estimoidun impulssivasteen avulla; kuhunkin antennihaaraan (232A, 232B) kytketyn koostajan (276A, 276B) poistaa monitie-edenneen signaalikomponentin sisältämän pilottiosan (274A) levitys käyttäen tunnettua hajotuskoodia viive-estimaattorin (260) il-25 moittamalla viiveellä; kuhunkin antennihaaraan (232A, 232B) kytketyn koostajan (276C, 276D) poistaa monitie-edenneen signaalikomponentin sisältämän dataosan (274B) levitys käyttäen tunnettua hajotuskoodia viive-estimaattorin (260) ilmoittamalla viiveellä, ί 30 tunnettu siitä, että: RAKE-haara (270A, 270B) käsittää lisäksi: painokerroinosan (272) muodostaa signaalin suhteen interferenssiin ja kohinaan (SINR) maksimoivat painokertoimet kullekin antennihaaralle (232A, 232B); 19 106897 kertojan (284A, 284B) kertoa painokertoimella kussakin antennihaa-rassa (232A, 232B) koostajan (276A, 276B) levityksestä poistama pilottiosa (274A); kertojan (284C, 284D) kertoa painokertoimella kussakin antenni-5 haarassa (232A, 232B) koostajan (276C, 276D) levityksestä poistaman data-osa (274B); antennihaarasummaimen (278A) yhdistää eri antennihaarojen (232A, 232B) kautta vastaanotetut levityksestä poistetut ja painokertoimella kerrotut pilottiosat (274A) yhdeksi pilottisignaaliksi; 10 antennihaarasummaimen (278B) yhdistää eri antennihaarojen (232A, 232B) kautta vastaanotetut levityksestä poistetut ja painokertoimella kerrotut dataosat (274B) yhdeksi datasignaaliksi; ja RAKE-vastaanotin käsittää lisäksi RAKE-haarasummaimen (280B) yhdistää eri viiveillä toimivien RAKE-haarojen (270A, 270B) datasig- 15 naalit vastaanotettuja bittejä esittäväksi summadatasignaaliksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen RAKE-vastaanotin, tunnet-t u siitä, että käsittää RAKE-haarasummaimen (280A) yhdistää eri viiveillä toimivien RAKE-haarojen (270A, 270B) pilottisignaalit vastaanotettuja pilottibit-tejä esittäväksi summapilottisignaaliksi.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen RAKE-vastaanotin, tunnet tu siitä, että summapilottisignaali viedään signaali/interferenssi-suhteen es-timoijaan (282), jossa estimoidaan kanavan signaali/interferenssi-suhde.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen RAKE-vastaanotin, tunnet-t u siitä, että saadulla kyseisen kanavan signaali/interferenssi-suhteella ohja- 25 taan suljetun silmukan tehonsäätöä.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen RAKE-vastaanotin, tunnet-t u siitä, että viive-estimaattori (260) käsittää: kullekin antennihaaralle (232A, 232B) sovitetun suodattimen (262A, 262B) suorittaa ennalta tunnettu määrä rinnakkaisia korrelaatioiden laskentoja . **, 30 vastaanotetulle radiosignaalille eri viiveillä, jossa korrelaation laskennassa ** poistetaan vastaanotetun radiosignaalin sisältämän pilottiosan levitys tunne tulla hajotuskoodilla käyttäen ennalta määrättyä viivettä; allokaattorin (264) valita kullekin antennihaaralle (232A, 232B) laskettujen korrelaatioiden perusteella ainakin yksi viive, jolla vastaanotetaan mo- 35 nitie-edennyt signaalikomponentti, ja allokoida RAKE-haara (270A, 270B) ilmoittamalla sille löydetty viive. 20 106897

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen RAKE-vastaanotin, tunnet-t u siitä, että antennihaarat (232A, 232B) muodostavat antennivahvistuksen aikaansaamiseksi antenniryhmän, jolla yksittäisiä antennisignaaleja vaiheistamalla suunnataan antennikeila haluttuun suuntaan.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen RAKE-vastaanotin, tunnet- t u siitä, että antennihaarat (232A, 232B) ovat diversiteettihaaroja.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen RAKE-vastaanotin, tunnet-t u siitä, että antennihaarat (232A, 232B) ovat paikkadiversiteetillä toteutettuja antenneja.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen RAKE-vastaanotin, tunnet tu siitä, että antennihaarat (232A, 232B) ovat polarisaatiodiversiteetillä toteutettuja antenneja.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen RAKE-vastaanotin, tunnettu siitä, että kanavaestimaattori (272) suorittaa kanavaestimoinnin opti- 15 maalisen Maximum Likelihood -periaatteen mukaisesti.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen RAKE-vastaanotin, tunnettu siitä, että signaalin suhteen interferenssiin ja kohinaan maksimoivat painokertoimet kullekin antennihaaralle (232A, 232B) muodostetaan kertomalla antennihaarojen (232A, 232B) interferenssisignaalista muodostetun kovari- 20 anssimatriisin käänteismatriisi kanavan estimoidulla impulssivasteella.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen RAKE-vastaanotin, tunnettu siitä, että optimaalisella Maximum Likelihood -menetelmällä muodostettua kanavaestimaattia käytetään hyväksi interferenssistä ja kohinasta muodostetun kovarianssimatriisin estimoinnissa. • « * 106897 21