SE519464C2 - Tillämpningar där en digitalkamera känner av vad som är text respektive bild och bearbetar informationen utifrån innehållet - Google Patents

Description

20 25 30 b.) (Il -v -« 519 464 2 genom användning av abonnenteffektstyrningstekniker_ I IS-95 ges abonnenterna ständigt instruktioner från bas- stationen avseende hur de skall justera sin effektnivå baserat på mätningar som är gjorda vid basen. Om den mot- tagna abonnenteffektnivån sjunker under en förutbestämd riktnivå, så uppmanas abonnenten att öka sin effekt. Om den mottagna abonnentsignalen stiger över riktnivàn, så uppmanas abonnenten att minska sin effekt. Denna effekt- styrningsprocess är avsedd att optimera systemkapacitet genom att hålla varje abonnents effekt vid den miniminivà som är nödvändig för att uppnå en specifik kvalitetsnivå.

Detta beror på att en del av den mottagna effekten från alla andra abonnenter uppträder som additivt brus (inter- ferens) till den avspridna signalen från den önskade abonnenten, efter avspridning. Optimal systemprestanda uppnås när denna interferens hålls så liten som möjligt.

En alternativ teknik justerar effektnivån hos abon- nentenheter så att den avkodade ramraderingstätheten (eller alternativt kvalitetsmått) för varje abonnenten- het, vilken mäts av basstationen, är densamma. Oavsett vilken teknik man använder kan emellertid den naturliga och oundvikliga variationen i mottagen signalstyrka leda till en kapacitetsförsämring. Till exempel en skillnad på 3 dB mellan två abonnenter kan leda till en förlust av en tredjedel av kapaciteten eftersom en av abonnenterna kom- mer att uppenbara sig som dubbelt så mycket interferens (som den andre) för systemet. Nettoeffekten blir att systemet tar emot motsvarande effekten av tre abonnenter när endast två är närvarande, vilket resulterar i för- lusten av en tredjedel av kapaciteten.

Tidigare kända tekniker avseende interferensdämpning är kända vilka verkar för att minska interferensen. Detta möjliggör en ökning i känslighet och/eller kapacitet hos fleranvändarsystemet. Den mest kända tekniken är att syn- tetisera en kopia av en specifik abonnents mottagna sig- nal, efter det att den avkodats korrekt, och utnyttja den .-~<- lO 15 20 25 30 LU LH 519 464 syntetiserade kopian för att dämpa interferens (medelst subtraktion) i en lagrad version av den mottagna signalen I system som utför interferensdämpning kan den naturliga och oundvikliga variationen i mottagna signal- styrkor utnyttjas genom avkodning av de starkare signa- lerna, och dämpning av dessa först. Detta utgör i själva verket grunden för avkodningsordningen hos den iterativa process i system som utför interferensdämpning. Den naturliga variationen som nämnts ovan resulterar emeller- tid endast i en marginell ökning i kapacitet eftersom den är så liten och okontrollerad. I fall med fotgängare blir dessutom fädning som är hos typisk för landmobilradio- kanaler väldigt långsam, vilket resulterar i ännu mindre variation än hos typiska landmobilradiokanaler. I vilket fall som helst försämras prestandan hos interferensdämpa- ren mycket om var och en av flertalet signaler som sänds av abonnenterna är vid ungefär samma effektnivå. Det är också nödvändigt att spåra denna naturliga variation på ett kontinuerligt sätt för att känna till sekvensen för abonnentsignalavkodning.

Ett behov existerar således av ett förfarande och en anordning för att förbättra prestandan hos system som utnyttjar interferensdämpning.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig 1 visar ett generellt blockschema över en mot- tagarenhet som med fördel kan utföra interferensdämpning.

Fig 2 visar ett generellt blockschema över en kaskad med mottagarenheter som utför interferensdämpning.

Fig 3 visar de typiska resultaten av den kända tek- niken för inställning av abonnentsändareffekter.

Fig 4 visar resultaten av abonnenteffektnivåjuste- ring i enlighet med föreliggande uppfinning.

Fig 5 visar ett kommunikationssystem som med fördel kan utnyttja abonnenteffektnivåjustering i enlighet med föreliggande uppfinning. n~uwr~ 10 15 20 25 30 to (_11 519 464 .§ 4 Fig 6 visar generellt en basstation som kan utföra abonnenteffektnivåjustering i enlighet med föreliggande uppfinning.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Abonnenteffektnivåer justeras för att öka inter- ferensdämpning i ett DS-CDMA-kommunikationssystem. En basstation hos kommunikationssystemet tar emot signaler från ett flertal abonnenter och utvärderar varje signal, Utifrån denna utvärdering kommenderas specifika abonnen- ter att styra sina effektnivåer så att olika förutbe- stämda riktnivåer för de specifika abonnenterna upprätt- hålls. De förutbestämda riktnivàerna innefattar, men är inte begränsade till, mottagen effekt, ramraderingstät- het, bitfelstäthet och signalkvalitet. De resulterande effektnivåerna som tas emot vid basstationen är väsentligen olika, vilket med fördel utnyttjas för att öka interferensdämpning i DS-CDMA-kommunikationssystemet.

Förfarandet för att justera abonnenteffektnivåer i ett kommunikationssystem utförs genom att man tar emot signaler som sänds från ett flertal abonnenter och utvär- dera dessa mottagna signaler. Förfarandet styr sedan den utsända effekten för vissa abonnenter på ett sätt för att uppnå olika förutbestämda riktnivåer (för olika abonnen- ter) baserat på utvärderingen. I den föredragna utfö- ringsformen är kommunikationssystemet ett direktsekvens- -kodmultiplex-kommunikationssystem (DS-CDMA-kommunika- tionssystem) som utnyttjar interferensdämpning. Dessutom innefattar förutbestämda riktnivåer i den föredragna utföringsformen mottagen effekt, ramraderingstäthet, bitfelstäthet och signalkvalitet.

Då det utvärderar signaler kan systemet, i en utfö- ringsform, utvärdera i hur hög grad signalerna har ut- satts för flervägsutbredning, och sedan styra de abonnenter med signaler som har utvärderats att ha ut- satts för en låg grad av flervägsutbredning att sända vid en effektnivå som är högre än effektnivån hos de abon- nenter med signaler som har utvärderats att ha utsatts .v -- .-.---» lO 15 20 25 30 u) U 1 -w- -- S19 464 5 för en högre grad av flervägsutbredning. I en alternativ utföringsform kan systemet uppskatta avståndet (baserat på en indikation avsedd den mottagna signalstyrkan) från var och en av de flera abonnenterna till basstationen, varefter de abonnenter som uppskattats att vara närmare basstationen styrs att sända vid en effektnivå som är högre än effektnivàn hos de abonnenter som uppskattats att vara längre ifrån basstationen. Styrning utförs genom att ett effektstyrningsmeddelande skickas till abonnenten för att instruera abonnenten att öka eller minska sin effektnivå.

I US-patentet "Method and Apparatus for Cancelling Spread-Spectrum Noise" av Stilwell m fl, US-patentet 5 235 612, överlåten till innehavaren av föreliggande uppfinning, och ingående häri via hänvisning, beskrivs en bandspridningsbrusdämpare. I en utföringsform av inter- ferensdämparen tillhandahålls en teknik för avkodning av en enstaka abonnents signal utnyttjande den konventionel- la DS-CDMA-avspridningsoperationen. Genom att på ett korrekt sätt avkoda en abonnents signal är det möjligt att effektivt avlägsna denna abonnents signal från en lagrad kopia av den sammansatta mottagna signalen. Avkod- ningen av en andra abonnents signal med en större nog- grannhet görs därmed möjlig genom utnyttjande av den "efterföljande" sammansatta mottagna signalen (dvs efter brusdämpning) utan bidrag från den första abonnenten.

Denna process kan tillämpas iterativt på alla användar- signaler.

Fig l visar generellt en kommunikationsenhet 190 som utnyttjar en mottagarenhet l2l som med fördel kan utföra brusdämpning i enlighet med föreliggande uppfinning.

Såsom visas i fig l visas endast en enda mottagare (för mottagande av endast ABONNENT1 lO4 av N abonnenter) i belysande syfte. Fortsättningsvis består en sammansatt mottagen signal 102 av användarinformation (visad som ABONNENT1, ABONNENT2, ABONNENTN) för N abonnenter.

Den sammansatta mottagna signalen 102 nedomformas av 10 15 20 25 30 U) (Il 519 464 *mf 6 oscillator 116 och skickas in till mottagarenhet 121.

Signalen delas upp för att skickas in till fördröjning 126 och RAKE-mottagare 122. För en bakgrund avseende ut- nyttjande av RAKE-mottagare i kommunikationssystem, görs hänvisning till John G Proakis, Digital Communications, andra upplagan, USA, 1989, sidorna 728-739. En lämplig dämpningskälla, som i den föredragna utföringsformen är i formen av en analog dämpningssignal 124, alstras sedan enligt Stilwells läror. Dämpningskälla 124 summeras sedan, via en summeringsnod 128, med den lagrade samman- satta mottagna signalen 102 så att eventuella brusbidrag från ABONNENTl väsentligen avlägsnas. Den resulterande signalen 130 representerar den sammansatta mottagna sig- nalen 102 "ren" från eventuella brusbidrag från ABONNENT1.

Denna teknik kan med fördel utnyttjas i en kaskad av mottagarenheter. Lika element hos fig 1 och fig 2 har lika numrering. Fig 2 visar generellt en kaskad av motta- garenheter 121, 231, 241 som utför brusdämpning i enlig- het med föreliggande uppfinning. Varje abonnentenhets 121, 231, 241 operation är identisk med beskrivningen av enhet 121 med hänvisning till fig 1, förutom att RAKE- mottagarna 122, 232 och 242 var och en är dedicerade att avkoda information från specifika abonnenter ABONNENT1 ABONNENT2, ABONNENTN. Såsom nämnts tidigare skickas den resulterande signalen 130 in till mottagarenhet 231 "ren" från eventuella brusbidrag från ABONNENT1, osv.

Effektstyrning i CDMA-system är välkänd. Till exem- pel beskrivs en tidigare känd teknik i "On the System Design Aspects of Code Division Multiple Access (CDMA) Applied to Digital Cellular and Personal Communications Networks", Allen Salmasi och Klein S. Gilhousen, 41st IEEE Vehicular Technology Conference, 19-22 maj, 1991, St. Louis, Missouri, USA, sidorna 57-62. Fig 3 visar en typisk kurva över den mottagna effekten för ett flertal abonnenter när den kända tekniken för effektstyrning utnyttjas. Det skall observeras att de mottagna effek- -v-.ß- l0 15 20 25 30 .apa 519 464 . ,.f 7 terna väsentligen är desamma, med någon väldigt liten variation på grund av den ändliga effektstyrningsinställ- ningsprecisionen, kontinuerligt förändrad kanalkaraktäri- stik, etc.

Med brusdämpning är det allmänt möjligt att tillhan- dahålla ännu högre kapaciteter jämfört med traditionell DS-CDMA. Såsom nämnts ovan förlitar sig prestandan hos brusdämpningstekniker vid en basstationsmottagare, såsom den är beskriven med hänvisning till fig l och fig 2, mycket på den naturliga variationen i mottagna effekter för olika abonnenter.

Därför utnyttjas i enlighet med föreliggande uppfinning effektstyrningstekniker för att säkerställa att olika abonnenter tas emot vid olika effektnivåer.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning upprättas olika gränsriktvärden avseende mottagen effekt för olika abonnenter. Effektstyrningsslingorna verkar sedan för att bringa de individuella abonnenterna till dessa olika gränser, vilket i sin tur tvingar fram en variation i mottagna effekter. En sådan variation visas i fig 4 där en kurva över de mottagna effekterna för ett flertal abonnenter som utnyttjar abonnenteffektnivåjustering i enlighet med föreliggande uppfinning visas. Det skall observeras att variationen i den mottagna effekten är väldigt tydlig. Denna variation förbättrar prestandan hos interferensdämpningsoperationen (eftersom de starkaste signalerna är lätta att avkoda och "dämpa") och förenklar också dess användning eftersom det inte längre är nödvän- digt att fastställa vilken abonnents signal som tas emot starkast såsom i scenariot med den begränsade variationen.

Fig 5 visar ett DS-CDMA-kommunikationssystem 500 som med fördel kan utnyttja abonnenteffektnivåjustering i enlighet med föreliggande uppfinning. Fig 5 visar bas- station 503, i en cell 506, som tar emot signaler från ett flertal abonnenter 509-512. Endast en enda basstation 503 och cell 506 visas i belysande syfte; i verkligheten 10 15 20 25 30 lb (Il -- 5g9_4ß4 ï.{f kan många basstationer och celler utnyttjas för att be- tjäna ett specifikt täckningsområde. Abonnenterna 509-512 kan sända signalerna ANVÄNDARE1-ANVÄNDAREN vid olika mot- tagna effekter (vilka tas emot av basstation 503) såsom visas i fig 4. Basstation 503 är kopplad till en under- hålls- och omkopplingscentral (MSC) 515, vilken i sin tur är kopplad till ett allmänt telefonnät (PSTN, visas inte). Basstation 503 visas generellt i fig 6, och inne- fattar allmänt bland annat en mottagare 609, en sändare 606 och en mikroprocessor (MP) 603 som utför abonnent- effektnivåjustering i enlighet med föreliggande uppfin- ning. För ytterligare detaljer avseende DS-CDMA-kommuni- kationssystem se "On the System Design Aspects of Code Division Multiple Access (CDMA) Applied to Digital Cellular and Personal Communications Networks," skrift av Salmasi och Gilhousen som citerats ovan.

Enligt en annan aspekt av föreliggande uppfinning kan optimal tilldelning av effektstyrningsgränserna till specifika abonnenter utnyttjas för att ytterligare opti- mera systemets prestanda. Mottagna signaler som utsätts för kraftig flervägsutbredning kommer t ex inte att dämpas lika effektivt som signaler som i lägre grad utsatts för flervägsutbredning. Därför leder en strategi som ökar den mottagna effekten från signaler som i lägre grad utsatts för flervägsutbredning till förbättrad systemprestanda eftersom dessa signaler skulle bli de första som dämpas och de skulle dämpas med förbättrad noggrannhet.

Storleken på den upplevda fördröjningsspridningen kan uppskattas ur RAKE-mottagarens parametrar. Alter- nativt kan andra kriterier utnyttjas på vilka effektstyr- ningsgränstilldelningarna skall baseras. Till exempel ju närmare en abonnent är en basstation, desto mindre sannolikt är det att signalen kommer att försämras via flervägsutbredning. Därför skulle denna abonnents signal företrädesvis tilldelas att sända vid en högre effekt- styrningsriktnivà. Detta är en tillfällig tilldelning i ...-~.. 10 15 20 25 30 519 464 i 9 andra avseenden också. Det är mindre sannolikt att denna abonnent stör en närliggande cell eftersom den är mer avlägsen. Dessutom är det mer sannolikt att denna abonnent har en sändareffektmarginal som säkert uppnår den önskade högre gränsnivån.

Såsom tydligt framgår kan basstationen använda vilken som helst av ett flertal parametrar för att upprätta de respektive effektriktnivåerna hos de olika fjärrabonnenterna, och basstationen kommer att instruera de respektive fjärrenheterna via nedlänkeffektstyrnings- kanalen att i enlighet därmed justera sina respektive effektnivåer. Några av dessa parametrar och kriterier innefattar: l. Abonnentsändningseffektnivå, 2 Abonnentmottagningseffektnivå, 3. Abonnents mottagna signal-brusförhàllande, 4 Fysisk närhet till basposition, 5 En rapport från abonnenten avseende den nivå på Vilken den tar emot piloterna i närliggande celler och speciellt avseende om den är i en hand-off- situation, 6. Information från RAKE-mottagaren avseende flervägs- situationen, 7. Önskan att kunna avkoda en specifik användare - kan styras av taxa, värde på abonnent-operatör, etc.

Flera olika kriterier kan användas separat, eller tillsammans, för att fastställa den specifika ordning i vilken abonnenter skall uppnå effektordningen ovan.

Det skall observeras att den mottagna signalstyrkan inte är det enda kriterium som kan användas för att upp- rätta effektstyrningsgränskriterier. Avkodad ramrade- ringstäthet är t ex ett alternativt användbart mått. I vilket fall som helst är det i praktiken vanligt att styra abonnenteffekterna så att kriterieriktvärdet är detsamma för alla abonnenter. Även om uppfinningen har blivit specifikt visad och beskriven med hänvisning till en specifik utföringsform, 519 464 H ,_ 10 skall det observeras av fackmän att diverse förändringar i utformning och detaljer kan göras i densamma utan av- vikelse från uppfinningens ram.

Claims (10)

lO l5 20 25 5fl]9 4654 ¿¿..: :.:f::"rÄ""fÛ Il : É'fu"*fi:Ä'Å:fl7ÄfinH PATENTKRAV

1. l. Förfarande för justering av abonnenteffektnivà i ett cellulärt kommunikationssystem (500), kännetecknat av att förfarandet innefattar stegen: att vid en basstation (503) ta emot signaler som sänds fràn ett flertal abonnenter (509-512) för att producera mottagna signaler; att utvärdera de mottagna signalerna; och att fràn basstationen (501) styra abonnenternas (509-512) sändningseffektnivà för att uppnå olika förutbestämda effektgränsriktvärden för vissa abonnenter (509-512) baserat pä utvärderingssteget.

2. Förfarande enligt patentkrav l, varvid kommunikations- systemet vidare innefattar ett direktsekvens-kodmultiplex- kommunikationssystem (DS-CDMA-kommunikationssystem) (500).

3. Förfarande enligt patentkrav 2, varvid DS-CDMA- kommunikationssystemet (500) utnyttjar interferensdämpning.

4. Förfarande enligt patentkrav l, varvid steget att utvärdera mottagna signaler vidare innefattar steget att utvärdera de mottagna signalerna baserat på ramraderingstätheten hos de mottagna signalerna, bitfelstätheten hos de mottagna signalerna eller signalkvaliteten hos de mottagna signalerna.

5. Förfarande enligt patentkrav l, varvid steget att utvärdera vidare innefattar steget att utvärdera den grad av flervägsutbredning som de mottagna signalerna har utsatts för.

6. Anordning för justering av abonnenteffektnivà i ett cellulärt kommunikationssystem (500), kännetecknad av att anordningen innefattar: 70691, nya krav; 22/08/02 lO 15 20 25 5419 4(54 H.J., ... U H H H ..,.. . .,. .... ..~fi . H H ... . ..,. ._ fl..f. ... .,, H ... . , .,.. ,., .... 2 ,. ' I I 9 I 1.1.; »I ,, . , | | I, en mottagare (121, 231, 241; 609) för mottagande av signaler som sänds fràn ett flertal abonnenter (509-512) för att producera mottagna signaler; och en mikroprocessor (603) för utvärdering av de mottagna signalerna för att producera en utvärdering av de mottagna signalerna; och en sändare-(606) för att instruera vissa abonnenter (509-512) att sända vid olika förutbestämda effektgränsriktnivàer baserat pà utvärderingen av de mottagna signalerna.

7. Anordning enligt patentkrav 6, varvid mottagaren är uppbyggd av en kaskad av mottagarenheter (121, 231, 241) för att åstadkomma interferensdämpning.

8. Anordning enligt patentkrav 7, varvid en mottagarenhet (121, 231, 241) i kaskaden av mottagarenheter avkodar information för en specifik abonnent (509-512).

9. Anordning enligt patentkrav 8, varvid en tilldelning av en abonnent (509-512) till en mottagarenhet (121, 231, 241) i kaskaden av mottagarenheter görs baserad pà utvärderingen av de mottagna signalerna eller pà abonnentens (509-512) effektgränsriktnivà.

10. Anordning enligt patentkrav 9, varvid utvärderingen av de mottagna signalerna baseras pà antingen en grad av flervägsutbredning som de mottagna signalerna utsätts för, en mottagen-signalstyrkeindikation (RSSI) hos de mottagna signalerna, en ramraderingstäthet hos de mottagna signalerna eller en bitfelstäthet hos de mottagna signalerna. 70691, nya krav; 22/08/02