ITRM980585A1

ITRM980585A1 - Ricevitore rake e procedimemto di gestione dei settori per comunicazioni a spettro distribuito

Info

Publication number: ITRM980585A1
Application number: IT98RM000585A
Authority: IT
Inventors: Phillip D Rasky; Christopher P Larosa; Michael J Carney; Cristopher Becker; Michael A Eberhardt; Colin Frank
Original assignee: Motorola Inc
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2000-03-11
Also published as: JP4064545B2; FR2768576A1; SE520761C2; GB2331901A; ITRM980585A0; FI981939A; US6078611A; DE19841148A1; CA2244602C; GB2331901B; SE9803142D0; BR9803430B1; SE9803142L; CN1216420A; FR2768576B1; CA2244602A1; KR100276532B1; CN1146121C; KR19990029806A; RU2142673C1

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di Brevetto d'invenzione, avente per titolo:

"Ricevitore RAKE e procedimento di gestione dei settori per comunicazioni a spettro distribuito"

Campo dell'Invenzione

La presente invenzione si riferisce in generale ai sistemi per comunicazioni. Più particolarmente, la presente invenzione si riferisce ad un ricevitore RAKE e ad un procedimento per la gestione dei diti o settori del ricevitore RAKE in un sistema di comunicazioni a spettro distribuito.

Precedenti dell'Invenzione

In un sistema per comunicazioni a spettro distribuito, 'le trasmissioni di allacciamento in discesa (downlink) da una stazione di base ad una stazione mobile comprendono un canale pilota ed una pluralità di canali di traffico. Il canale pilota viene decodificato da tutti gli utenti. Ciascun canale di traffico é destinato alla decodificazione da un singolo utente. Pertanto, ciascun canale di traffico viene cod

zio

pilota viene codificato impiegando un codice noto alla stazione di base ed a tutte le stazioni mobili. La codificazione dei canali pilota e di traffico distribuisce lo spettro delle trasmissioni nel sistema. Un esempio di un sistema di comunicazioni a spettro distribuito é un sistema radiotelefonico cellulare in conformità alle norme Telecommunications Industry Association/Electronic Industry Association (TIA/EIA) Interim Standard IS-95, "Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System" ("IS-95"). I singoli utenti nel sistema utilizzano la stessa frequenza, ma sono distinguibili uno dall'altro attraverso l'impiego di singoli codici di distribuzione. Altri sistemi a spettro distribuito comprendono i sistemi radiotelefonici operanti su 1900 MHz, a cui viene comunemente fatto riferimento come DCS1900. Anche altri sistemi radio e radiotelefonici utilizzano le tecniche dello spettro distribuito (spread).

Il sistema IS-95 é un esempio di un sistema di comunicazioni ad accesso multiplo a divisione di codice con sequenza diretta (DS-CDMA). In un sistema DS-CDMA, le trasmissioni sono distribuite sulla base di

go

cui il frammento rappresenta l'elemento di manipolazione di durata minima a spettro distribuito. Un parametro chiave del sistema é la durata del chip o frammento o il tempo del frammento. In un sistema IS-95, la frequenza di clock o dì cadenzamento dei frammenti é di 1,2288 Mega-chip per secondo, equivalente ad un tempo di chip di circa 0,814 microsecondi/chip.

Le stazioni mobili da impiegare nei sistemi di comunicazioni a spettro distribuito comunemente utilizzano ricevitori RAKE. Un ricevitore RAKE comprende due o più denti o settori di ricezione che ricevono indipendentemente segnali a radio frequenza (RF). Ciascun settore stima il guadagno del canale e la fase e demodula i segnali a radio frequenza per produrre simboli di traffico. I simboli di traffico dei settori del ricevitore sono combinati in un combinatore di simboli per produrre un segnale ricevuto.

Un ricevitore RAKE viene usato nei sistemi di comunicazioni a spettro distribuito per combinare raggi per percorsi multipli e così sfruttare le diversità dei canali. I raggi per percorsi multipli comprendono i raggi in linea di vista ricevuti direttamente dal trasmettitore ed i raggi riflessi dagli ogget

una m

sono separati nel tempo. La separazione temporale o differenza di tempo é tipicamente dell'ordine di diversi tempi di frammento. Combinando le uscite dei separati settori RAKE, il ricevitore RAKE realizza la diversità dei percorsi.

In generale, i settori del ricevitore RAKE sono assegnati alla serie più forte dei segnali di propagazione su percorsi multipli. In altre parole, il ricevitore localizza i massimi locali del segnale ricevuto. Un primo settore viene assegnato alla ricezione del segnale più forte, un secondo settore viene assegnato alla ricezione del segnale al secondo posto in ordine di intensità e così via. Non appena la intensità del segnale ricevuto varia, a causa di attenuazioni o altre cause, le assegnazioni dei settori vengono modificate. Dopo la assegnazione dei settori, le locazioni temporali dei massimi variano lentamente e queste locazioni vengono inseguite da circuiti di inseguimento di tempo in ciascun settore assegnato. Se i raggi che si propagano su percorsi multipli sono separati uno dall'altro di almeno un tempo di ritardo di un frammento, allora ciascun percorso può essere risolto separatamente dalla circuiteria di inseguimen

gua

Su molti canali, i raggi che si propagano su percorsi multipli sono separati da intervalli di molto meno che un tempo di frammento. I sistemi attuali, tuttavia, mancano della capacità di risolvere o separare segnali di propagazione su percorsi multipli separati da tali piccoli intervalli, per diverse ragioni. In primo luogo, se il canale é statico ed il profilo di propagazione su percorsi multipli fornisce soltanto un singolo massimo locale quando due raggi strettamente ravvicinati sono presenti, i circuiti di inseguimento temporale dei settori assegnati nello ambito di un tempo di frammento del massimo locale piloteranno tali settori alla locazione temporale del massimo locale ed il beneficio della diversità dei canali sarà perduto. In secondo luogo, i settori possono effettuare l'inseguimento sulla stessa locazione temporale anche se sono separati di un tempo di chip o di frammento o più. Se un percorso é forte mentre un altro percorso presenta una forte attenuazione, l'anello sincronizzato sul ritardo del settore assegnato al percorso affetto dalla attenuazione rivelerà l'energia connessa ai lobi laterali del percorso esente da attenuazione ed effettuerà lo inseguimento sul

Anc

della diversità vengono perduti.

In accordo con ciò, vi é la necessità in questo settore della tecnica di un perfezionato ricevitore RAKE e di un perfezionato procedimento di gestione dei relativi settori che possano realizzare i benefici della diversità dei percorsi quando i raggi che si propagano su percorsi multipli vengono distribuiti o distanziati di meno di un tempo di frammento.

Breve Descrizione dei Disegni Le caratteristiche della presente invenzione che si ritengono distintive sono esposte con particolarità nelle rivendicazioni allegate. La invenzione, unitamente a suoi ulteriori scopi e vantaggi, può essere meglio compresa facendo riferimento alla seguente descrizione,,presa in relazione ai disegni allegati, nelle cui diverse figure simili numeri di riferimento identificano elementi simili ed in cui:

la Figura 1 rappresenta uno schema a blocchi di un sistema di comunicazioni a spettro distribuito, la Figura 2 rappresenta uno schema a blocchi di un circuito di inseguimento temporale in accordo con una prima forma di realizzazione della presente invenzione,

che i

assegnazione dei settori in un ricevitore RAKE in accordo con la presente invenzione,

la Figura 4 rappresenta uno schema a blocchi di un settore di un ricevitore RAKE da impiegare nel radiotelefono della Figura 1,

la Figura 5 rappresenta uno schema a blocchi di un circuito di inseguimento temporale in accordo con una seconda forma di realizzazione della presente invenzione,

la Figura 6 rappresenta uno schema a blocchi di un circuito di prevenzione delle collisioni per un ricevitore RAKE,

la Figura 7 rappresenta un diagramma di temporizzazione che illustra il funzionamento del circuito di prevenzione delle collisioni della Figura 6, e la Figura 8 rappresenta un diagramma di flusso che illustra un procedimento per la gestione della assegnazione dei settori in un ricevitore RAKE in accordo con la presente invenzione.

Descrizione dettagliata delle preferite forme di realizzazione Con riferimento ora alla Figura 1, un sistema 100 per comunicazioni comprende una pluralità di stazioni di base, per esempio la stazione dì base 102, c

s

radiotelefono 104 é configurato in modo da ricevere e trasmettere segnali del sistema ad accesso multiplo a divisione di codice con sequenza diretta (DS-CDMA) per comunicare con la pluralità delle stazioni di base, inclusa la stazione di base 102. Nella illustrata forma di realizzazione, il sistema 100 per comunicazioni opera in conformità alle norme TIA/EIA Interim Standard IS-95, "Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spectrum Cellular System", operante su 800 MHz. Alternativamente, il sistema 100 per comunicazioni potrebbe operare in conformità ad altri sistemi DS-CDMA, con inclusi i sistemi per comunicazioni personali (PCS) su 1800 MHz oppure con un qualsiasi altro conveniente sistema DS-CDMA o con spettro distribuito.

La stazione di base 102 trasmette segnali a spettro distribuito al radiotelefono 104. I simboli sul canale di traffico sono distribuiti utilizzando un codice di Walsh ih un procedimento noto come copertura di Walsh. Ciascuna stazione mobile, per esempio il radiotelefono 104, riceve come assegnazione un codice Walsh univoco dalla stazione di base 102, in modo tale che la trasmissione del canale di traffico siasi altra stazione mobile.

In aggiunta ai canali di traffico, la stazione di base 102 diffonde un canale pilota, un canale di sincronizzazione ed un canale di paging o di chiamata personale (cercapersone). Il canale pilota é formato utilizzando una sequenza di tutti zero che é coperta dal codice di Walsh 0, consistente di tutti zero. Il canale pilota é comunemente ricevuto da tutte le stazioni mobili entro la portata e viene usato dal radiotelefono 104 per identificare la presenza di un sistema COMA, per la acquisizione iniziale del sistema, per il trasferimento nel modo libero o folle (idle), per la identificazione dei raggi iniziali e ritardati delle stazioni di base comunicanti ed interferenti e per la demodulazione coerente dei canali di sincronizzazione, di segnalazione personale o paging e di traffico. Il canale di sincronizzazione viene usato per sincronizzare la temporizzazione delle stazioni mobili con la temporizzazione delle stazioni di base. Il canale di segnalazione personale viene usato per trasmettere informazioni di segnalazione personale o di paging dalla stazione di base 102 alle stazioni mobili comprendenti il radiotelefono 1

canali trasmessi dalla stazione di base vengono distribuiti utilizzando una sequenza di rumore pseudorandom (PN), a cui viene anche fatto riferimento come sequenza pilota. La stazione di base 102 e tutte le stazioni di base nel sistema 100 di comunicazioni sono univocamente identificate mediante l'impiego di una univoca fase di partenza, a cui viene anche fatto riferimento come tempo di partenza o scorrimento di fase di partenza, per la sequenza del canale pilota. Le sequenze sono di lunghezza 215 chip e sono prodotte con una frequenza di chip di 1,2288 Mega-chip per secondo e perciò si ripetono ogni 26-2/3 millisecondi. Utilizzando questo breve codice di distribuzione, la temporizzazione del radiotelefono 104 viene sincronizzata con la temporizzazione della stazione di base 102 e con il resto del sistema 100 di comunicazioni .

Il radiotelefono 104 comprende una antenna 106, una estremità frontale analogica 108, un percorso di ricezione ed un percorso di trasmissione. Il percorso di ricezione comprende un convertitore analogicodigitale (ADC) 110, un ricevitore RAKE 112 ed un motore di ricerca 114, insieme con un dispositivo di co

un

analogico 120.

L'antenna 106 riceve i segnali RF dalla stazione di base 102 e da altre stazioni di base in vicinanza. Alcuni dei segnali RF ricevuti sono direttamente trasmessi, raggi in linea di vista trasmessi dalla stazione di base. Altri segnali RF ricevuti sono riflessi o segnali di programmazione su percorsi multipli sono ritardati nel tempo relativamente ai raggi direttamente trasmessi. Il segnale che si propaga su percorsi multipli comprende almeno un primo raggio avente una prima temporizzazione ed un secondo raggio avente una seconda temporizzazione. La temporizzazione del primo raggio e la temporizzazione del secondo raggio variano come funzione del tempo e questa variazione viene inseguita dal ricevitore RAKE 112.

I segnali a radio frequenza ricevuti vengono convertiti in segnali elettrici dall'antenna 106 e sono forniti al terminale frontale analogico 108. Il terminale frontale analogico 108 filtra i segnali e fornisce una conversione in segnali in banda base. I segnali analogici in banda base sono forniti al convertitore ADC 110 il quale li converte in flussi di dati

di diti o settori di ricezione, comprendenti il settore di ricezione 122, il settore di ricezione 124, il settore di ricezione 126 ed il settore di ricezione 128. Nella illustrata forma di realizzazione, il ricevitore RAKE 112 comprende quattro settori di ricezione. Tuttavia, si potrebbero usare un qualsiasi conveniente numero di settori di ricezione. Ciascun settore di ricezione forma un circuito di ricezione che può essere assegnato alla ricezione di un raggio del segnale che si propaga su percorsi multipli. I settori del ricevitore comprendono circuiti di inseguimento di tempo per controllare la posizione temporale dei settori, a cui viene anche fatto riferimento in questo caso come temporizzazione dei settori. La struttura ed il funzionamento dei settori del ricevitore saranno forniti in ulteriore dettaglio nel seguito.

Il controllore 116 comprende un dispositivo di orologeria o clock 134. Il dispositivo di orologeria 134 controlla la temporizzazione del radiotelefono 104. Per esempio, il dispositivo di orologeria genera un segnale di orologeria chipx8 con una frequenza otto volte maggiore la frequenza di 1,2288 Mega-chip pe

al

legamenti non sono rappresentati nella Figura 1, in modo da non complicare eccessivamente la illustrazione' del disegno.

Il motore di ricerca 114 rivela i segnali pilota ricevuti per mezzo del radiotelefono 104 provenienti dalla pluralità delle stazioni di base, comprendenti la stazione di base 102. Il meccanismo di ricerca 114 raccoglie i segnali pilota utilizzando un correlatore con codici PN generati nel radiotelefono 104 con l'impiego della temporizzazione di riferimento locale. Come verrà descritto nel seguito in maggiore dettaglio, il motore di ricerca 114 sviluppa un profilo di raggi di propagazione su percorsi multipli ricevuti nel radiotelefono 104. utilizzando il profilo di propagazione su percorsi multipli, il meccanismo di ricerca 114 assegna uno o più settori del ricevitore RAKE ai raggi di propagazione su percorsi multipli. Per esempio, il motore di ricerca 114 assegna il primo settore 122 al raggio che presenta la massima intensità dei segnali ricevuti, il secondo settore 124 al raggio con la seconda intensità dei segnali ricevuti in ordine di grandezza e così via fino a che tutti i settori sono assegnati. Possono an

de

tore di ricerca opera come circuito di controllo che assegna un primo circuito ricevitore, per esempio il primo settore 122, per ricevere un primo raggio del segnale di propagazione su percorsi multipli ed assegna un secondo circuito ricevitore, per esempio il secondo settore 124, per la ricezione di un secondo raggio del segnale di propagazione su percorsi multipli. Dopo che il motore di ricerca ha assegnato un settore del ricevitore RAKE, il settore insegue indipendentemente la deriva della temporizzazione del raggio assegnato.

In una forma di realizzazione, la presente invenzione fornisce un procedimento per gestire la assegnazione dei settori in un ricevitore RAKE. Il procedimento comprende, in un primo settore del ricevitore RAKE, la ricezione di un primo segnale e la variazione della temporizzazione del primo settore in accordo con la variazione di temporizzazione del primo segnale. Il procedimento inoltre comprende, in un secondo settore del ricevitore RAKE, la ricezione di un secondo segnale e la variazione della temporizzazione del secondo settore in accordo con la variazione di temporizzazione del secondo segnale. Il proced

z

fra la temporizzazione del primo settore e la temporizzazione del secondo settore ed il mantenimento almeno di tale separazione temporale. Il motore di ricerca rivela la condizione di bassa distribuzione di ritardo del segnale di propagazione su percorsi multipli e fornisce segnali di controllo per uno o più circuiti di inseguimento temporale per prevenire la convergenza di due o più settori intorno ad una comune posizione temporale.

In una seconda forma di realizzazione, il procedimento per la gestione dei settori in un ricevitore RAKE comprende le operazioni di ricezione di una pluralità di segnali nel ricevitore RAKE, la assegnazione di ciascun settore del ricevitore RAKE ad un segnale, la rivelazione di una condizione di bassa distribuzione di ritardo della pluralità dei segnali e, in risposta, il controllo di uno o più settori per evitare la convergenza di due settori su una comune posizione temporale. Nella illustrata forma di realizzazione, il circuito di prevenzione delle collisioni nel ricevitore RAKE rivela la condizione di bassa distribuzione di ritardo del segnale di propagazione su percorsi multipli e fornisce segnali di con

por

tori intorno ad una comune posizione temporale. La condizione di bassa distribuzione di ritardo corrisponde alla temporizzazione di due o più settori del ricevitore RAKE separati da un intervallo di tempo inferiore ad un predeterminato valore di soglia. Nelle illustrate forme di realizzazione, la soglia predeterminata é di un tempo di chip o di frammento. Tuttavia, possono essere usati anche altri valori di soglia .

La Figura 2 rappresenta uno schema a blocchi di un circuito 200 di inseguimento temporale in accordo con una prima forma di realizzazione della presente invenzione. Il circuito di inseguimento temporale 200 comprende un primo circuito di grandezza 202, un secondo circuito di grandezza 204, un accumulatore 206, un rivelatore di trabocco 208 ed un circuito di regolazione di temporizzazione. Utilizzando il circuito di inseguimento temporale, la separazione temporale fra un primo settore del ricevitore ed un secondo settore del ricevitore viene mantenuta controllando congiuntamente l'inseguimento della temporizzazione del primo settore e della temporizzazione del secondo settore.

Il

ingresso

del segnale pilota provenienti da un primo settore. Il secondo circuito di grandezza 204 similmente presenta un ingresso 218 configurato in modo da ricevere campioni del segnale pilota provenienti da un secondo settore. Il circuito di inseguimento temporale 200 é preferibilmente condiviso nel tempo fra tutti i settori, richiedendo una logica di controllo per applicare appropriati campioni del segnale pilota al primo circuito di grandezza 202 ed al secondo circuito di grandezza 204. Alternativamente, la circuiteria necessaria del circuito di inseguimento temporale 200 viene ripetuta con appropriati collegamenti con i settori del ricevitore RAKE, in modo tale che sia possibile ciascuna combinazione dei settori.

Il primo circuito di grandezza 202 determina la ampiezza del campione del segnale pilota ricevuto dal primo settore ed il secondo circuito di grandezza 204 determina l'ampiezza del campione del segnale pilota ricevuto dal secondo settore. Le rispettive ampiezze sono fornite all'accumulatore 206 e l'ampiezza del campione del segnale pilota del secondo settore viene sottratta dall'ampiezza del campione del segnale pilota del primo settore. Il rivelatore di trabocco 208 ri

pr

condizione di trabocco, il rivelatore di trabocco 208 trasmette un segnale di ripristino o di reset allo accumulatore 206 e fornisce una indicazione di trabocco al circuito 210 di regolazione di temporizzazione. In risposta alla indicazione di trabocco, il circuito 210 di regolazione di temporizzazione regola la posizione temporale del primo settore e del secondo settore in modo da mantenere la separazione temporale di questi settori almeno uguale ad un valore di soglia .

Per esempio, nella illustrata forma di realizzazione, il mantenimento della separazione temporale almeno uguale al valore di soglia comprende il controllo congiunto dell'inseguimento della temporizzazione del primo settore e della temporizzazione del secondo settore. Questo risultato può essere ottenuto in varie maniere. In un esempio, i due settori condividono lo stesso anello circuitale di inseguimento temporale anticipo-ritardo, il circuito 210 di regolazione di temporizzazione. Il segnale di anticipo é il segnale pilota raccolto per un settore ed il segnale di ritardo é-il segnale pilota raccolto per l'altro settore. Utilizzando l'anello circuitale di inse

mani

tempo) con ciascuna variazione di temporizzazione. Nel secondo esempio,' il motore di ricerca fornisce segnali di controllo ad un primo circuito di inseguimento temporale di un primo settore e ad un secondo circuito di inseguimento temporale di un secondo settore in modo da mantenere il secondo circuito di inseguimento temporale ad una differenza di tempo fissa predeterminata rispetto al primo circuito di inseguimento temporale, mentre il primo circuito di inseguimento temporale insegue la posizione temporale di un primo raggio.

Perciò, in questa prima forma di realizzazione, il profilo di propagazione su percorsi multipli determinato dal motore di ricerca viene usato per rivelare se il percorso multiplo é distribuito su una regione per esempio da 1/4 chip a 1 chip. Il profilo di propagazione su percorsi multipli contiene misurazioni di energia Ec/Io (energia del chip rapportata alla interferenza nominale) in corrispondenza di incrementi di 1/2 chip della corta sequenza di codice PN. Se viene ricevuto un raggio di propagazione singolo su percorsi multipli, vi sarà un massimo locale nel profilo energetico corrispondente alla posizione del rag

pag

vamente lontano su 1 chip e -1 chip rispetto alla energia massima. Ciò significa che un singolo percorso e soltanto un settore saranno assegnati al percorso. Tuttavia, se vi é ancora energia significativa misurata a 1 chip oppure a -1 chip di distanza dall'energia massima locale, allora i due settori sono assegnati alla regione con una separazione fissa (per esempio 3/4 chip) fra i settori.

Soltanto due settori sono assegnati alla regione di propagazione su percorsi multipli, i circuiti di inseguimento temporale dei due settori sono allacciati insieme in modo tale che ambedue i settori inseguano insieme e mantengano la separazione fissa. In accordo con la presente invenzione, un controllo viene aggiunto all'operazione di inseguimento temporale per evitare che i due settori presentino una deriva insieme oppure convergano su una comune posizione temporale.

La Figura 3 rappresenta un diagramma di flusso che illustra un procedimento per gestire la assegnazione dei settori in un ricevitore RAKE in accordo con una prima forma di realizzazione della presente invenzione. Il procedimento inizia con la operazione 30

de

Questi segnali tipicamente comprendono uno o più componenti o raggi di propagazione su percorsi multipli. Nell'operazione 306, un profilo di propagazione su percorsi multipli per i segnali ricevuti é determinato, per esempio, da un motore di ricerca associato al ricevitore RAKE. In risposta al profilo di propagazione su percorsi multipli, i settori del ricevitore RAKE sono assegnati ad uno o più raggi di propagazione su percorsi multipli. Nell'operazione 308, nella operazione 310 e nell'operazione 312, i settori assegnati inseguono la temporizzazione dei loro rispettivi raggi.

Nell'operazione 314, si determina se un raggio é separato nel tempo da un altro raggio in misura inferiore ad un valore di soglia predeterminato, per esempio un tempo di chip. In caso negativo, non esiste alcuna condizione di bassa distribuzione di ritardo ed il controllo ritorna all'operazione 308, all'operazione 310 ed all'operazione 312. Se invece esiste una condizione di bassa distribuzione di ritardo, il controllo procede all'operazione 316 ed un tempo di separazione fisso, per esempio 3/4 di tempo di chip, viene scelto per separare i settori. Nella o

l

realizzato utilizzando un sìngolo anello di inseguimento di tempo nel motore di ricerca, come precedentemente descritto con riferimento alla Figura 2, adattando la posizione temporale del secondo settore alla posizione temporale del primo settore, oppure con un qualsiasi altro conveniente procedimento.

Nell'operazione 318, si determina se i due settori rientrano ancora nella soglia predeterminata, per esempio un tempo di chip. In caso negativo, lo inseguimento congiunto non é più necessario e, nella operazione 320, viene ripreso un inseguimento indipendente. Se i due settori rientrano ancora entro il predeterminato limite di soglia, nell'operazione 322 viene determinato se i due settori siano o meno separati in misura inferiore ad un valore di soglia minimo, per esempio 1/4 di tempo di chip. In caso negativo, il percorso multiplo di propagazione può non essere sufficientemente distribuito per giustificare la assegnazione di due settori e, nell'operazione 324, il secondo settore viene de-assegnato. Se i due settori sono ancora separati per più di un valore di soglia minimo, il controllo ritorna all'operazione 316 ed i settori continuano l'inseguimento congiunto.

lizzaz

dei raggi e controlla la temporizzazione dei settori in modo da mantenere la separazione temporale dei settori per preservare i benefici della diversità dei percorsi. Un anello circuitale di inseguimento temporale viene usato per controllare congiuntamente due o più settori del ricevitore RAKE in modo da migliorare le prestazioni su canali a bassa distribuzione di ritardo. Quando non esiste più la condizione di bassa distribuzione di ritardo, i settori vengono riportati all'inseguimento indipendente.

In accordo con una seconda forma di realizzazione, un circuito di prevenzione delle collisioni impone un vincolo sui settori assegnati in modo da mantenere una separazione temporale minima. La struttura ed il funzionamento di questa seconda forma di realizzazione verranno descritti nel seguito.

La Figura 4 rappresenta uno schema a blocchi di un settore di ricezione 400 da impiegare nel ricevitore RAKE 112 della Figura 1. il settore 400 del ricevitore é un settore di una pluralità di settori del ricevitore RAKE 112. Ciascun settore che comprende il settore 400 del ricevitore riceve un raggio di un segnale di propagazione su percorsi multipli. Il settore 400 del

re di ricer

cevitore in generale comprende un demodulatore 402 per demodulare un raggio del segnale che si propaga su percorsi multipli, il raggio avendo una posizione temporale, ed un circuito 404 di inseguimento temporale per controllare la posizione temporale del settore 400 del ricevitore in accordo con la posizione temporale del raggio.

Il demodulatore 402 riceve un segnale di ingresso dal convertitore analogico-digitale 110 (Figura 1). Il segnale di ingresso si presenta nella forma di un flusso di chip o di frammenti alla frequenza dei chip del sistema, per esempio 1,2288 Megachip per secondo nel sistema IS-95. Il demodulatore 402 raccoglie il segnale di ingresso per estrarre il segnale pilota ed i simboli dei canali. I simboli dei canali sono forniti al controllore 116 per la elaborazione. Il demodulatore 402 fornisce le informazioni relative al canale, per esempio il guadagno del canale e la fase del canale, al meccanismo di ricerca 114 (Figura 1).

Il circuito 404 di inseguito temporale insegue la variazione di temporizzazione del raggio di propagazione su percorsi multipli assegnato al settore 400 del ric

settore

di realizzazione, il circuito 404 di inseguimento temporale comprende un anello circuitale sincronizzato sul ritardo per rivelare un errore di inseguimento temporale e per produrre un segnale di correzione. La temporizzazione dei settori viene riferita al tempo del sistema in incrementi di tempi di chip e relative frazioni. Il segnale di correzione viene fornito al demodulatore per variare la posizione temporale del demodulatore. La posizione temporale del raggio di propagazione su percorsi multipli assegnato può variare come risultato della variazione della lunghezza del percorso fra la stazione di base 102 ed il radiotelefono 104 (Figura 1), per esempio quando il radiotelefono 104 si muove, oppure per altre ragioni. Poiché la temporizzazione del radiotelefono 104 é sincronizzata con la temporizzazione del sistema, anche piccole variazioni fra la posizione temporale del raggio di propagazione su percorsi multipli e la posizione temporale del settore possono essere rivelate e corrette dal circuito 404 di inseguimento temporale.

La Figura 5 rappresenta uno schema a blocchi di un circuito 500 di inseguimento temporale in accordo con l

inven

può essere incluso in ciascun settore del ricevitore RAKE oppure un singolo circuito di inseguimento temporale, per esempio il circuito di inseguimento temporale 500, può essere fornito per il ricevitore RAKE, con appropriati collegamenti a ciascun settore del ricevitore. Il circuito 500 di inseguimento temporale comprende un rivelatore 502 dell'errore di inseguimento di orologeria, un circuito 504 di prevenzione delle collisioni ed un circuito 506 di regolazione della temporizzazione dei settori.

In combinazione con il ricevitore RAKE, il meccanismo di ricerca misura il profilo di propagazione su percorsi multipli ed assegna i settori ai massimi. Ciascun settore presenta una posizione ad esso associata, la quale é un indicatore di tempo relativo. Ciascun incremento di posizione rappresenta una frazione del periodo del segnale di clock del chip, che é di 1,2288 MHz in un sistema IS-95. Nella forma di realizzazione illustrata, frazioni di 1/8 di chip sono usate ed altre convenienti frazioni sono anche utilizzabili. Confrontando le posizioni temporali di due settori, si deriva il ritardo o la separazione temporale dei due raggi in arrivo.

Il

di cade

nella posizione temporale corrente di uno o più settori del ricevitore RAKE e produce un segnale di correzione. Il rivelatore 502 dell'errore di inseguimento di clock comprende, per esempio, un circuito ad anello sincronizzato sul ritardo, il quale confronta la temporizzazione del raggio ricevuto su percorsi multipli nel settore e la posizione temporale corrente e produce un segnale di regolazione di anticipo oppure un segnale di regolazione di ritardo in qualità di segnale di correzione. Il segnale di correzione é sufficiente, quando alimentato ad uno o più settori, per variare la temporizzazione dei settori ed allineare la temporizzazione dei settori più strettamente con la temporizzazione effettiva del raggio di propagazione su percorsi multipli. Perciò, il rivelatore 502 degli errori di inseguimento di clock determina una posizione regolata del settore e fornisce una correzione proposta al circuito 504 di prevenzione delle collisioni.

Il circuito 504 di prevenzione delle collisioni riceve il segnale di correzione e confronta la correzione proposta con un valore di soglia di separazione temporale. Il circuito 504 di prevenzione delle collis

siz

temporale del settore. Se la correzione proposta viola la soglia di separazione temporale, il circuito di prevenzione delle collisioni impedisce che venga apportata la correzione proposta. Ciò si verifica nei casi in cui la correzione proposta potrebbe provocare il fatto che i settori del ricevitore RAKE si fondano insieme su una comune posizione temporale, per cui i benefici della diversità dei percorsi verrebbero perduti. Perciò, il circuito 504 di prevenzione delle collisioni impedisce la convergenza della posizione temporale di un primo circuito del ricevitore, per esempio il primo settore, e la posizione temporale di un secondo circuito del ricevitore, per esempio il secondo settore, intorno ad una comune posizione temporale. Se non si verifica alcuna violazione, il circuito 504 di prevenzione delle collisioni consente la correzione proposta.

Le correzioni concesse vengono convogliate al circuito 506 di regolazione della temporizzazione dei settori. In risposta ad una correzione ammessa, il circuito 506 di regolazione della temporizzazione dei settori convoglia un segnale di correzione al settore oppure ai settori appropriati per regolare la loro temp

ne d

del raggio ricevuto, mantenendo nello stesso tempo la minima separazione temporale specificata.

La Figura 7 rappresenta un diagramma di temporizzazione 700 che illustra il funzionamento del circuito di prevenzione delle collisioni della Figura 5. La Figura 7 rappresenta una possibile assegnazione di quattro settori del ricevitore RAKE di demodulazione ai raggi di propagazione su percorsi multipli da un motore di ricerca. Nella Figura 7, il tempo relativo é rappresentato sull'asse orizzontale espresse in unità di 1/8 di tempo di chip. In questo scenario, tutti i settori sono vincolati a mantenere una minima soglia di separazione temporale di un chip dal circuito di prevenzione delle collisioni. Ciò limita la capacità del circuito di inseguimento di clock di effettuare delle regolazioni di temporizzazione di anticipo o di ritardo. Una regolazione di temporizzazione di anticipo corrisponde allo spostamento verso sinistra ovvero alla decrementazione della posizione del settore di 1. Una regolazione di temporizzazione di ritardo corrisponde allo spostamento verso destra ovvero alla incrementazione della posizione del settore di 1.

re

706 sono separati soltanto di un tempo di chip, mentre il quarto settore 708 presenta il prossimo più vicino del terzo settore 706 ad una separazione di 1,5 chip. In questo caso, con una soglia di separazione temporale di un chip per tutti i settori, il circuito di prevenzione delle collisioni permetterà soltanto all'anello circuitale di inseguimento di clock di effettuare le seguenti regolazioni. Il primo settore 702 può effettuare soltanto regolazioni di anticipo. Il secondo settore 704 non può effettuare alcuna regolazione. Il terzo settore 706 può effettuare soltanto regolazioni di ritardo. Il quarto settore 708 può effettuare regolazioni di anticipo o di ritardo .

Lo scenario cambia se alcune delle supposizioni della Figura 7 vengono modificate. Se la soglia di separazione temporale per tutti i chip viene modificata, la capacità dei settori di effettuare regolazioni può variare. Similmente, se le soglie di separazione temporale sono specificate a diversi valori per i singoli settori, la capacità dei settori di effettuare regolazioni può variare. Queste soglie possono essere individualmente variate per adattarsi alle

ma

ricevitore RAKE.

La Figura 6 rappresenta uno schema a blocchi del circuito 600 di prevenzione delle collisioni per un ricevitore RAKE. Il circuito 600 di prevenzione delle collisioni può essere usato nel circuito di inseguimento temporale 500 della Figura 5. Il circuito 600 di prevenzione delle collisioni comprende un circuito multiplatore o multiplexer 602, un multiplatore 604, un sommatore 606, un circuito di grandezza 608, un comparatore 610, un comparatore 612, un circuito porta AND 614, un circuito porta AND 616 ed un invertitore 618.

Con riferimento ancora al circuito 500 di inseguimento temporale della Figura 5, se il rivelatore 502 dell'errore di inseguimento di clock desidera apportare una regolazione di temporizzazione, la correzione proposta deve prima essere elaborata dal circuito 504 di prevenzione delle collisioni. Il settore che viene elaborato dal circuito di prevenzione delle collisioni viene riferito come settore corrente. Prima che la temporizzazione del settore corrente possa essere regolata, la regolazione deve essere verificata per accertare se essa violi o meno la soglia di se

vi

ferenza della posizione del settore corrente e delle posizioni dei settori non correnti e determinando se la differenza sia o meno inferiore al valore di soglia. Se la differenza é superiore al valore di soglia, viene ammessa la regolazione di temporizzazione di ritardo o di anticipo. Se la differenza é uguale oppure inferiore al valore di soglia, il segno della differenza deve essere esaminato. Se la differenza é negativa, la regolazione di temporizzazione di anticipo viene disabilitata. Se la differenza é positiva, viene disabilitata la regolazione di temporizzazione di ritardo.

Il multiplatore 602 ed il multiplatore 604 hanno ciascuno un numero di ingressi corrispondente al numero di settori. Nella illustrata forma di realizzazione, ciascun multiplatore presenta quattro ingressi per ricevere la posizione di un settore per ciascun settore rispettivo. Gli ingressi sono contrassegnati come posizione di settore 0, posizione di settore 1, posizione di settore 2 e posizione di settore 3 nella Figura 6. Il multiplatore 602 presenta un ingresso di controllo 620 che riceve un segnale di controllo del settore corrente. Similmente, il multip

r

rente. In risposta a questi segnali di controllo, il circuito 600 di prevenzione delle collisioni confronta la posizione temporale di ciascuno dei settori del ricevitore RAKE. Il multiplatore 602 fornisce la posizione del settore corrente ed il multiplatore 604 fornisce le posizioni dei settori non correnti. Variando il segnale di controllo dei settori non correnti, il circuito 600 di prevenzione delle collisioni può passare dall'uno all'altro attraverso gli altri settori e confrontare sequenzialmente la posizione del settore corrente con la posizione di ciascun altro settore.

Il sommatore 606 riceve la posizione del settore corrente e le posizioni dei settori non correnti e sottrae le due posizioni relative. Il segnale di uscita del sommatore é rappresentativo della distanza fra i due settori. Il segnale di uscita del sommatore viene applicato al circuito di grandezza 608 che determina la grandezza della differenza fra la posizione del settore corrente e la posizione degli altri settori. La grandezza della differenza viene applicata ad un ingresso 630 del comparatore 610. Il comparatore 610 presenta un ingresso 632 il quale riceve la

co

Il comparatore 610 confronta la grandezza e la soglia della separazione temporale e genera un segnale di assenza di regolazione. Il comparatore 610 determina se la grandezza della differenza fra le posizioni dei settori é superiore oppure uguale al valore di soglia. Se la differenza é superiore al valore di soglia, una regolazione di temporizzazione di ritardo o di anticipo viene ammessa e nessun segnale di regolazione avrà un valore logico 0. Se la differenza é inferiore oppure uguale al valore di soglia, il segnale di assenza di regolazione avrà un valore logico 1. Il segnale di assenza di regolazione viene applicato alla logica di controllo che comprende il circuito porta AND 614 ed il circuito porta AND 616.

Il segnale di uscita del sommatore viene anche applicato dal sommatore 606 al comparatore 612. Il comparatore 612 determina il segno della differenza fra le posizioni correnti del settore corrente e dei settori non correnti, per esempio confrontando la differenza con 0. Se la differenza é inferiore a 0, il segnale di segno prodotto dal comparatore 612 presenta un valore logico 1. In risposta, il circuito porta AND 614 produce un segnale di assenza di regolaz

di

settore corrente. Se la differenza é superiore a 0, il segnale di segno prodotto dal comparatore 612 presenta un valore logico 0. Questo valore sarà invertito dall'invertitore 618 ed il circuito porta AND 616 permetterà una assenza di segnale di regolazione di ritardo che inibisce una regolazione di temporizzazione di ritardo della posizione del settore corrente se sia il segnale di assenza di regolazione e sia il segnale di abilitazione si trovano in uno stato logico di verità.

Il circuito porta AND 614 ed il circuito porta AND 616 comprendono anche ciascuno un ingresso di abilitazione nella illustrata forma di realizzazione. L'ingresso di abilitazione permette al circuito 600 di prevenzione delle collisioni di essere selettivamente disabilitato. Tipicamente, il circuito sarebbe abilitato eccetto per certi casi. Un caso é quando il settore viene deviato da una posizione temporale ad un'altra, sotto il controllo del meccanismo di ricerca. Un altro caso é quando la posizione del settore viene confrontata con quella di un altro settore che é disabilitato. Un terzo caso é quando la posizione del settore viene confrontata con un settore il cui ri

cuito 600 di prevenzione delle collisioni illustrato nella Figura 6 può anche includere un dispositivo di memorizzazione, per esempio una memoria per memorizzare la assenza del segnale di regolazione di anticipo e la assenza del segnale di regolazione di ritardo per ciascun settore. Il dispositivo di memorizzazione viene successivamente indirizzato per fornire i singoli valori di assenza di regolazione di ritardo e di assenza di regolazione di anticipo ai rispettivi settori .

In una alternativa implementazione, il circuito 600 di prevenzione delle collisioni comprende separati blocchi di multiplatore e comparatore di segno e di grandezza per ciascuna possibile combinazione di settori. Una tale implementazione fornisce un più rapido funzionamento per’il fatto che permette a tutte le combinazioni dei settori di essere elaborate simultaneamente .

La Figura 8 rappresenta un diagramma di flusso che illustra un procedimento per la gestione della assegnazione dei settori in un ricevitore RAKE in accordo con la seconda forma di realizzazione della presente invenzione. Il procedimento inizia con la ope

e demodula i canali di traffico ed un canale pilota. Questi segnali tipicamente comprendono uno o più raggi o componenti di propagazione su percorsi multipli. Nell'operazione 806, un profilo di propagazione su percorsi multipli viene determinato per i segnali ricevuti, per esempio dal motore di ricerca associato al ricevitore RAKE. In risposta al profilo di propagazione su percorsi multipli, i settori del ricevitore RAKE sono assegnati ad uno o più raggi di propagazione su percorsi multipli, nell'operazione 808. Nella operazione 810, nell'operazione 812 e nella operazione 814, i settori assegnati inseguono la temporizzazione dei loro rispettivi raggi.

Nell'operazione 816, viene determinato se si richiede una regolazione di temporizzazione in uno qualsiasi dei settori del ricevitore RAKE. In caso negativo, il controllo ritorna all'operazione 810, all'operazione 812 ed all'operazione 814 a mano a mano che i settori continuano l'inseguimento dei raggi. Se é necessaria una regolazione di temporizzazione, il controllo procede all'operazione 818. Nella operazione 818, viene determinata una posizione regolata del settore. La posizione regolata del settore é la po

de

seguire la variazione di temporizzazione del raggio ricevuto su percorsi multipli. La posizione regolata del settore viene confrontata con la posizione di un altro settore, designato come settore x nella Figura 8. Se la differenza fra le due posizioni dei settori é inferiore ad un valore di soglia, nell'operazione 820 viene determinato se la differenza sia negativa. In tal caso, una regolazione di ritardo nella operazione 822 viene disabilitata. In caso negativo, la regolazione di ritardo viene disabilitata. Se, nella operazione 818, la differenza fra le due posizioni dei settori non é inferiore al valore di soglia, nell'operazione 830 viene abilitata una regolazione di anticipo o di ritardo.

Nell'operazione 834, le eventuali regolazioni disabilitate sono memorizzate in un dispositivo di memoria, mentre il ramo corrente viene confrontato con gli altri rami. Nell'operazione 826, si determina se tutti gli altri settori siano o meno stati elaborati. In caso negativo, nell'operazione 828 si effettua la incrementazione di x ed un nuovo settore viene selezionato come settore non corrente per il confronto con il settore corrente ed il controllo ritorna al

st

regolazione viene effettuata sulla temporizzazione del settore corrente. Dopo l'operazione 824, il controllo ritorna all'operazione 810, all'operazione 812 ed all'operazione 814 a mano a mano che i settori continuano l'inseguimento dei raggi.

Come si può vedere da quel che precede, la presente invenzione fornisce un procedimento ed un apparecchio per la gestione della assegnazione dei settori in un ricevitore RAKE. Il procedimento e lo apparecchio permettono al ricevitore RAKE di combinare raggi di propagazione su percorsi multipli e di sfruttare la diversità dei canali, anche quando i raggi sono separati per molto meno di un chip. In una forma di realizzazione, i settori sono mantenuti separati nel tempo ed effettuano un inseguimento congiunto durante la condizione di bassa distribuzione di ritardo. In un'altra forma di realizzazione, un circuito di prevenzione delle collisioni supervede le correzioni proposte alla posizione dei settori e disabilita le correzioni che collocherebbero i settori in posizioni inammissibilmente ravvicinate. Utilizzando l'una o l'altra forma di realizzazione, il comportamento del ricevitore RAKE viene perfezionato att

n

Mentre una particolare forma di realizzazione della presente invenzione é stata rappresentata e descritta, modificazioni possono esservi apportate. Pertanto, si intende nelle rivendicazioni allegate coprire tutte queste varianti e modificazioni che rientrano nell'effettivo spirito e nell'ambito della invenzione.

Claims

RIVENDICAZION 1. Procedimento per la gestione dei settori in un ricevitore RAKE (112), comprendente, in un primo settore (122) del ricevitore RAKE, la.ricezione di un primo segnale e la variazione della temporizzazione del primo settore in accordo con la variazione di temporizzazione del primo segnale (810), e, in un secondo settore del ricevitore RAKE, la ricezione di un secondo segnale e la variazione della temporizzazione del secondo settore in accordo con la variazione di temporizzazione del secondo segnale (812), il procedimento essendo caratterizzato dal fatto di: determinare una separazione temporale fra la temporizzazione del primo settore e la temporizzazione del secondo settore (816); e il mantenimento della separazione temporale ad un valore superiore ad un valore di soglia (316).
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, ulteriormente caratterizzato dal fatto che il mantenimento della separazione temporale comprende: la determinazione di una posizione regolata del primo settore; la determinazione di una differenza di tempo f s la regolazione della temporizzazione del primo settore sulla posizione regolata del primo settore soltanto quando la differenza temporale supera il valore di soglia (818).
3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, ulteriormente caratterizzato dal fatto che il mantenimento della separazione temporale comprende la determinazione di una grandezza della differenza temporale e la determinazione della posizione del secondo settore rispetto alla posizione regolata del primo settore ed ulteriormente caratterizzato dal fatto che: se la grandezza della differenza di tempo é inferiore al valore di soglia e la posizione del secondo settore é anticipata rispetto alla posizione regolata del settore, si disabilita una regolazione di temporizzazione di anticipo (822); e se la grandezza della differenza di tempo é inferiore al valore di soglia e la posizione del secondo settore si verifica in ritardo in confronto con la posizione regolata del settore, si disabilita la regolazione di temporizzazione di ritardo (823).
4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, trollo congiunto dell'inseguimento della temporizzazìone del primo settore e della temporizzazione de secondo settore in modo tale che il primo settore e il secondo settore non convergano (316).
5. Procedimento secondo la rivendicazione 4 ulteriormente caratterizzato dal fatto che il con trollo congiunto dell'inseguimento comprende la va riazione della temporizzazione del primo settore pe inseguire la variazione di temporizzazione del prim segnale ed il bloccaggio della temporizzazione de secondo settore ad una predeterminata differenza d tempo dalla temporizzazione del primo settore.-6. Procedimento secondo la rivendicazione 1 ulteriormente caratterizzato dal fatto che il valor di soglia comprende sostanzialmente un intervallo d chip o di frammento.’