SE520761C2 - En Rake-mottagare och fingerhanteringssätt för bandspridningskommunikation - Google Patents

Description

25 30 35 520761 .w fw där chipet är bandspridningsspektrumets nyckelelement med minsta varaktighet. En nyckelsystemparameter är chip- varaktigheten eller chiptiden. I ett IS-95-system är chipklockhastigheten l,2288 mega-chip per sekund, vilket är ekvivalent med en chiptid av ungefär 0,814 us/chip.

Mobilstationer för användning i bandspridningskom- munikationssystem använder vanligen RAKE-mottagare. En RAKE-mottagare innefattar två eller flera mottagarfingrar som oberoende tar emot radiofrekvenssignaler (RF). Varje finger uppskattar kanalförstärkningen och fasen och demo- dulerar RF-signalerna för att alstra trafiksymboler. Mot- tagarfingrarnas trafiksymboler kombineras i en symbolkom- binerare för att alstra en mottagen signal.

En RAKE-mottagare används i bandspridningskommunika- tionssystem för att kombinera multivägstrålar och däri- genom utnyttja kanaldiversitet. Multivägstrålar innefat- tar siktlinjestrålar som tas emot direkt från sändaren och strålar som reflekteras från objekt och terräng. Mul- tivägstrålarna som tas emot i mottagaren är separerade i tiden. Separationstiden eller tidsskillnaden är typiskt i storleksordningen flera chiptider. Genom att kombinera de separata RAKE-fingrarnas utsignaler, uppnår RAKE-mottaga- ren vägdiversitet.

Allmänt tilldelas RAKE-mottagarfingrarna den star- kaste uppsättningen multivägstrålar. Mottagaren lokali- serar alltså lokala maxima för den mottagna signalen. Ett första finger får till uppgift att ta emot den starkaste signalen, ett andra finger får till uppgift att ta emot den näst starkaste signalen, osv. När den mottagna sig- nalstyrkan förändras, på grund av fädning eller andra orsaker, ändras fingertilldelningen. Efter fingertilldel- ningen förändras tidslägena för maximumen långsamt och dessa lägen spåras av tidsspårningskretsar i varje till- delat finger. Om multivägstrålarna är separerade från varandra med åtminstone en chipförseningstid så kan varje väg uppdelas separat av RAKE-mottagartidsspårningskret- sarna och diversitetsförstärkning realiseras. 10 15 20 25 30 35 520761 | . « X . .

På många kanaler är multivägstrålarna separerade med intervall som är mycket mindre än en chiptid. Dagens system saknar emellertid förmåga att upplösa eller sepa- rera multiväg som är separerad med sådana små intervall, av ett flertal anledningar. För det första, om kanalen är statisk och multivägprofilen endast uppvisar ett enda lokalt maximum när två närbelägna strålar existerar, så kommer tidsspårningskretsarna för fingrar som är till- delade inom en chiptid för det lokala maximumet att driva dessa fingrar till tidsläget för det lokala maximumet och fördelen med kanaldiversitet kommer att förloras. För det andra kan fingrar spåra samma tidsläge även om de är separerade av ett eller flera chip. Om en väg är stark medan en annan väg är i en djup fädning kommer den förse- ningslåsta slingan för fingret som är tilldelat den fäda- de vägen att detektera sidolobsenergi för den ofädade vägen och spåra till den ofädade vägens läge. Än en gång kommer fingrarna att sammanfalla i tid och diversitetsfördelarna förloras.

Följaktligen finns ett behov inom tekniken för en förbättrad RAKE-mottagare och fingerhanteringssätt, vil- ket kan realisera fördelarna med vägdiversitet när multi- vägstrålar är spridda med mindre än en chiptid.

Kort beskrivning av ritningarna Egenskaperna hos föreliggande uppfinning, vilka an- tas vara nya, beskrivs speciellt i de bifogade kraven.

Uppfinningen, tillsammans med ytterligare syften och för- delar därav, kan bäst förstås genom att hänvisa till den följande beskrivningen, sammantagen med de tillhörande ritningarna, i vilka flera figurer med motsvarande hän- visningssiffror identifierar identiska element, och varvid: fig 1 är ett blockschema för ett bandspridningskom- munikationssystem; fig 2 är ett blockschema för en tidsspårningskrets enligt en första utföringsform av föreliggande uppfin- ning; 10 15 20 25 30 35 520761 4 fig 3 är ett flödesdiagram som visar ett sätt för hantering av fingertilldelning i en RAKE-mottagare enligt föreliggande uppfinning; fig 4 är ett blockdiagram av ett RAKE-mottagarfinger för användning i radiotelefonen i fig 1; fig 5 är ett blockschema för en tidsspårningskrets enligt en andra utföringsform av föreliggande uppfinning; fig 6 är ett blockdiagram av en kollisionsförhind- rande krets för en RAKE-mottagare; fig 7 är ett tidsbestämningsdiagram som visar drif- ten av den kollisionsförhindrande kretsen i fig 6; och fig 8 är ett flödesdiagram som visar sättet för han- tering av fingertilldelning i en RAKE-mottagare enligt föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Under hänvisning till fig 1 innefattar ett kommuni- kationssystem 100 ett flertal basstationer, såsom en bas- station 102 som är konfigurerad för radiokommunikation med en eller flera mobilstationer, såsom en radiotelefon 104. Radiotelefonen 104 är konfigurerad att ta emot och sända koddelningsmultipelaccessignaler med direktsekvens (DS-CDMA) för att kommunicera med flertalet basstationer, innefattande basstationen 102. I den visade utförings- formen drivs kommunikationssystemet 100 enligt TIA/EIA Interim Standard IS-95, Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System," som drivs vid 800 MHz. Alter- "Mobile Station-Base Station nativt kan kommunikationssystemet 100 drivas enligt andra DS-CDMA-system innefattande personliga kommunikations- (PCS)) 1800 MHz eller med något annat lämpligt bandspridnings- system (Personal Communication Systems vid spektrum- eller DS-CDMA-system.

Basstationen 102 sänder bandspridningssignaler till radiotelefonen 104. Symbolerna på trafikkanalen är sprid- da under användning av en Walsh-kod i en process som är känd som Walsh-täckning (Walsh-covering). Varje mobil- station, såsom radiotelefonen 104, tilldelas en unik 10 15 20 25 30 35 520761 5 Walsh-kod av basstationen 102 så att trafikkanalsänd- ningen till varje mobilstation är ortogonal mot trafik- kanalsändningar till varannan mobilstation.

Förutom trafikkanaler sänder basstationen 102 en pilotkanal, en synkroniseringskanal och en sökkanal.

Pilotkanalen bildas genom att använda en sekvens med nollor som täcks av Walsh-kod O, vilken endast består av nollor. Pilotkanalen tas vanligen emot av alla mobilsta- tioner inom området och används av radiotelefonen 104 för att identifiera närvaron av ett CDMA system, ursprunglig systeminsamling, hand-off i vilande mod, identifiering av ursprungliga och försenade kommunikationsstrålar och in- terfererande basstationer och för koherent demodulering av synkroniseringen, sökning och trafikkanaler. Synkroni- seringskanalen används för att synkronisera mobilstatio- nens tidsbestämning till basstationens tidsbestämning.

Sökkanalen används för att sända sökinformation från bas- stationen 102 till mobilstationer innefattande radiotele- fonen 104.

Förutom Walsh-täckning sprids alla kanaler som sänds av basstationen under användning av en pseudoslumpmässig (PN)), visas till som pilotsekvensen. Basstationen 102 och alla brussekvens (pseudorandom noise vilken också hän- basstationer i kommunikationssystemet 100 identifieras unikt under användning av en unik startfas, vilken också hänvisas till som en starttid eller fasskift för pilot- kanalsekvensen. Sekvenserna har längden 215 chip och àstadkoms med en chiphastighet av 1,2288 Mega-chip per sekund och repeteras således varje 26-2/3 ms. Genom att använda denna korta spridningskod synkroniseras tids- bestämningen för radiotelefonen 104 med tidsbestämningen för basstationen 102 och resten av kommunikationssystemet 100.

Radiotelefonen 104 innefattar en antenn 106, en analog främre ände 108, en mottagningsväg och en sänd- ningsväg. Mottagningsvägen innefattar en analog-till- digitalomvandlare (ADC) 110, en RAKE-mottagare 112 och en 10 15 20 25 30 35 520761 6 sökmotor 114, och en styrenhet 116. Sändningsvägen inne- fattar en sändningsvägskrets 118 och en digital-till- analogomvandlare 120.

Antennen 106 tar emot RF-signaler från basstationen 102 och från andra basstationer i närheten. Vissa av de sänds direkt, mottagna RF-signalerna siktlinjer som sänds av basstationen. Andra mottagna RF-signaler reflekteras eller multivägsignaler och försenas i tiden relativt de direktsända strålarna. Multivägsignalen innefattar åt- minstone en första stråle som har en första stråltidsbe- stämning och en andra strále som har en andra stråltids- bestämning. Den första stråltidsbestämningen och den andra stråltidsbestämningen varierar som en funktion av tiden och denna variation spåras av RAKE-mottagaren 112.

Mottagna RF-signaler omvandlas till elektriska sig- naler av antennen 106 och matas till den analoga främre änden 108. Den analoga främre änden 108 filtrerar signa- lerna och åstadkommer omvandling till basbandsignaler. De analoga basbandsignalerna matas till ADC:n 110 som om- vandlar dem till digitala dataströmmar för vidare behand- ling.

RAKE-mottagaren 112 innefattar ett flertal mottagar- fingrar, innefattande mottagarfinger 122, mottagarfinger 124, mottagarfinger 126 och mottagarfinger 128. I den visade utföringsformen innefattar RAKE-mottagaren 112 fyra mottagarfingrar. Emellertid kan vilket passande an- tal mottagarfingrar som helst användas. Varje mottagar- finger bildar en mottagarkrets som är tilldelbar för att ta emot en strále i multivägsignalen. Mottagarfingrarna innefattar tidsspårningskretsar för styrning av tidsposi- tionen för fingrarna, vilket också hänvisas till häri som fingertidsbestämning. Struktur och drift av mottagarfing- rarna kommer att förklaras i ytterligare detalj nedan.

Styrenheten 116 innefattar en klocka 134. Klockan 134 styr tidsbestämningen för radiotelefonen 104. Klockan genererar exempelvis en chip x 8-klocksignal med en has- tighet som är átta gånger chiphastigheten av 1,2288 Mega- 10 15 20 25 30 35 520761 7 chip per sekund. Styrenheten 116 är kopplad till andra element i radiotelefonen 104. Sådana kopplingar visas inte i fig 1, för att inte komplicera ritningsfiguren onödigt mycket.

Sökmotorn 114 detekterar pilotsignaler som tas emot av radiotelefonen 104 från flertalet basstationer, inne- fattande basstationen 102. användning av en korrelator pilotsignaler med PN-koder Sökmotorn 114 sammanför under som genereras i radiotelefonen 104 under användning av en lokal referenstidsbestämning. Sökmotorn 114 utvecklar en multivägprofil med multivägstrålar som tas emot vid radiotelefonen 104, såsom kommer att beskrivas i mer de- talj nedan. Genom att använda multivägprofilen tilldelar sökmotorn 114 ett eller flera fingrar hos RAKE-mottagaren till multivägstrålarna. Exempelvis tilldelar sökmotorn det första fingret 122 till stràlen med den starkaste det andra fingret 124 till strå- len med den näst starkaste mottagna signalstyrkan osv mottagna signalstyrkan, tills alla fingrar har tilldelats. Andra kriterier för- utom den mottagna signalstyrkan kan också användas. Sök- motorn drivs därför som en styrkrets som ger en första mottagarkrets såsom ett första finger 122, till uppgift att ta emot en första stråle i multivägsignalen och ger en andra mottagarkrets, såsom ett andra finger 124, till uppgift att ta emot en andra stråle i multivägsignalen.

Efter sökmotorn tilldelar ett RAKE-mottagarfinger spårar fingret oberoende tidsbestämningsdrivningen för den till- delade strålen.

Enligt en utföringsform åstadkommer den föreliggande uppfinningen ett sätt för att hantera fingertilldelning i en RAKE-mottagare. Sättet innefattar att vid ett första finger i RAKE-mottagaren ta emot en första signal och variera tidsbestämningen för det första fingret enligt tidsbestämningsvariationen för den första signalen. Sät- tet innefattar vidare att vid ett andra finger i RAKE- mottagaren ta emot en andra signal och variera tidsbe- stämningen för det andra fingret enligt tidsbestämnings- 10 15 20 25 30 35 520761 8 variationen för den andra signalen. Sättet innefattar ytterligare att bestämma en minsta tidsseparation mellan den första fingertidsbestämningen och den andra finger- tidsbestämningen och att upprätthålla åtminstone denna tidsseparation. Sökmotorn detekterar spridningsvillkoret med låg försening för multivägsignalen och åstadkommer styrsignaler till en eller flera tidsspårningskretsar för att förhindra konvergens av två eller flera fingrar vid en gemensam tidsposition.

Enligt en annan utföringsform innefattar ett sätt för fingerhantering i en RAKE-mottagare stegen att ta emot ett flertal signaler vid RAKE-mottagaren, att till- dela varje finger hos RAKE-mottagaren till en signal, att detektera ett spridningsvillkor med låg försening för flertalet signaler och att som svar styra en eller flera fingrar för att förhindra konvergens av två fingrar vid en gemensam tidsposition. I den visade utföringsformen detekterar den kollisionsförhindrande kretsen i RAKE-mot- tagaren spridningsvillkoret för låg försening för multi- vägsignalen och åstadkommer styrsignaler till en eller flera tidsspårningskretsar för att förhindra konvergenser av två eller flera fingrar vid en gemensam tidposition.

Spridningsvillkoret med låg försening motsvarar tidsbe- stämning för två eller flera RAKE-mottagarfingrar som separeras av ett tidsintervall som är mindre än ett för- utbestämt tröskelvärde. I de visade utföringsformerna är det förutbestämda tröskelvärdet en chiptid. Emellertid kan också andra tröskelvärden användas.

Fig 2 är ett blockschema över en tidsspårningskrets 200 enligt en första utföringsform av föreliggande upp- finning. Tidsspårningskretsen 200 innefattar en första storlekskrets 202, en andra storlekskrets 204, en ackumu- lator 206, en overflow-detektor 208 och en tidsjusterande krets 210. Genom användning av tidsspårningskretsen kan tidsseparationen mellan ett första mottagarfinger och ett andra mottagarfinger upprätthållas genom att gemensamt 10 15 20 25 30 35 520761 9 styra spårningen för den första fingertidsbestämningen och den andra fingertidsbestämningen.

Den första storlekskretsen 202 har en ingång 216 som är konfigurerad att ta emot pilosignalsamplar från ett första finger. Den andra storlekskretsen 204 har på mot- svarande sätt en ingång 218 som är konfigurerad att ta emot pilotsignalsamplar från ett andra finger. Tidsspår- ningskretsen 200 är företrädesvis tidsdelad mellan alla fingrar och kräver styrlogik för att koppla de lämpliga pilotsignalsamplarna till den första storlekskretsen 202 och den andra storlekskretsen 204. Alternativt upprepas de nödvändiga kretsarna i tidsspårningskretsen 200 med lämpliga anslutningar till fingrarna i RAKE-mottagaren, så att varje möjlig fingerkombination utförs.

Den första storlekskretsen 202 bestämmer amplituden för pilotsignalsamplet som tas emot från det första fing- ret och den andra storlekskretsen 204 bestämmer amplitu- den för pilotsignalsamplet som tas emot från det andra fingret. De respektive amplituderna matas till ackumula- torn 206 och amplituden för det andra fingrets pilot- signalsampel subtraheras från amplituden för det första fingrets pilotsignalsampel. Overflow-detektorn 208 detek- terar ett overflow-villkor i skillnaden som produceras av ackumulatorn 206. När overflow-villkoret uppträder sänder overflow-detektorn 208 en återställningssignal till acku- mulatorn 206 och ger en overflow-indikation till den tidsjusterande kretsen 210. Som svar på overf1ow-indika- tionen justerar den tidsjusterande kretsen 210 tidsposi- tionen för det första fingret och det andra fingret för att kvarhålla tidsseparationen för dessa fingrar åt- minstone vid tröskelvärdet.

I den visade utföringsformen omfattar exempelvis att bibehålla tidsseparationen till en nivå som är åtminstone lika med tröskelvärdet att tillsammans styra spårningen för den första fingertidsbestämningen och den andra fin- gertidsbestämningen. Detta kan uppnås på olika sätt. I ett exempel delar de två fingrarna samma tidig-sen tids- 10 15 20 25 30 35 520761 10 spårningsslinga, tidsbestämningsjusteringskretsen 210.

Den tidiga signalen är den sammanförda piloten för ett finger och den sena signalen är den sammanförda piloten för det andra fingret. Genom att använda den tidiga-sena tidsspårningsslingan på detta sätt kommer de två fingrar- na att röra sig tillsammans (i tiden) med varje tidsbe- stämningsförändring. I det andra exemplet alstrar sök- motorn styrsignaler till en första tidsspårningskrets för ett första finger och en andra tidsspårningskrets för ett andra finger för att upprätthålla den andra tidsspår- ningskretsen vid en fixerad, förutbestämd tidsskillnad från den första tidsspårningskretsen, medan den första tidsspårningskretsen spårar tidspositionen för en första stråle.

I denna första utföringsform används således den multivägprofilen som bestämts av sökmotorn till att detektera om multivägen är spridd över ett område från exempelvis l/4 chip till l chip. Multivägprofilen inne- håller EC/I0 (förhållandet mellan chipenergi och nominell interferens) energimätningar vid l/2 chipökningar för PN-sekvensen med kort kod. Om en enda multivägstråle tas emot kommer det att finnas ett lokalt maximum i energi- profilen som motsvarar strålens position. Energimät- ningarna i multivägprofilen kommer att avta signifikant vid +l chip och -1 chip från den maximala energin. Detta betecknar en enkel väg, och endast ett finger kommer att tilldelas vägen. Om det emellertid fortfarande uppmäts signifikant energi vid +l chip- eller -1 chipavstànd från den lokala, maximala energin, tilldelas två fingrar om- rådet med en bestämd separation (t ex 3/4 chip) mellan fingrarna.

När två fingrar tilldelas multivägområdet kopplas tidsspårningskretsarna för de två fingrarna samman så att båda fingrar spårar tillsammans och bibehåller den be- stämda separationen. Enligt föreliggande uppfinning adde- ras styrning till tidsspårningsoperationen för att för- 10 15 20 25 30 35 520761 ll hindra att de två fingrarna driver samman eller konver- gerar vid en gemensam tidsposition.

Fig 3 är ett flödesdiagram som visar ett sätt för hantering av fingertildelning i en RAKE-mottagare enligt en första utföringsform av föreliggande uppfinning. Sät- tet börjar vid steg 302. Vid steg 304 tar RAKE-mottagaren emot och demodulerar trafikkanaler och en pilotkanal.

Dessa signaler innefattar typiskt en eller flera multi- vägkomponenter eller strålar. Vid steg 306 bestäms multi- vägprofilen för de mottagna signalerna, exempelvis av en sökmotor som är förknippad med RAKE-mottagaren. Som svar på multivägprofilen tilldelas RAKE-mottagarens fingrar en eller flera multivägstrålar. Vid steget 308, steget 310 och steget 312 spårar de tilldelade fingrarna tidsbestäm- ningen för deras respektive strålar.

Vid steget 314 bestäms det om en stråle är separerad i tid från en annan stråle med mindre än ett förutbestämt tröskelvärde, såsom en chiptid. Om inte, så finns inget spridningsvillkor med låg försening och styrningen åter- vänder till steg 308, steg 310 och steg 312. Om ett spridningsvillkor med låg försening existerar, fortsätter styrningen till steg 316 och en fixerad separationstid, såsom en 3/4 chiptid, väljs för att separera fingrarna.

Vid steg 316 börjar de två fingrarna att spåra tillsam- mans. Gemensam spårning kan uppnås genom att använda en enkel tidsspårningslinje i sökmotorn, såsom beskrevs ovan i samband med fig 2, genom att låsa det andra fingrets tidsposition till det första fingrets tidsposition, eller med något annat lämpligt sätt.

Vid steget 318 bestäms det ifall de två fingrarna fortfarande befinner sig inom det förutbestämda tröskel- värdet, såsom en chiptid. Om inte, så är inte gemensam spårning nödvändig längre och vid steget 320 återupptas oberoende spårning. Om de två fingrarna fortfarande be- finner sig inom det förutbestämda tröskelvärdet, så be- stäms det vid steget 322 om de två fingrarna är separe- rade med mindre än ett minimalt tröskelvärde, såsom 1/4 10 15 20 25 30 35 520761 12 chiptid. Om så kan multivägen inte vara tillräckligt spridd för att rättfärdiga tilldelning av de två fingrar- na och i steget 324 tas det andra fingret bort. Om de två fingrarna fortfarande är separerade med mer än det minsta tröskelvärdet fortsätter styrningen till steget 316 och fingrarna fortsätter gemensam spårning.

Enligt den första utföringsformen detekterar alltså sökmotorn strålpositionen och styr fingertidsbestämningen för att upprätthålla tidsseparationen för fingrarna för att behålla fördelarna med vägdiversitet. En tidsspår- ningsslinga används för att gemensamt styra två eller flera fingrar hos RAKE-mottagaren för att förbättra prestanda på kanaler med låg förseningsspridning. När- spridningsvillkoret för låg försening inte längre finns återvänder fingrarna till oberoende spårning.

Enligt en andra utföringsform lägger en kollisions- förhindrande krets ett villkor på tilldelade fingrar för att bibehålla en minsta tidsseparation. Struktur och drift av denna andra utföringsform kommer att beskrivas nedan.

Fig 4 är ett blockschema av ett mottagarfinger 400 för användning i RAKE-mottagaren 112 i fig 1. Mottagar- fingret 400 är ett finger bland ett flertal fingrar hos RAKE-mottagaren 112. Varje finger, innefattande mottagar- fingret 400, tar emot en stråle av en multivägsignal.

Mottagarfingret 400 tilldelas strålen med sökmotorn 114 (fig 1). dulator 402 för demodulering av en stråle i multivägsig- Mottagarfingret 400 innefattar allmänt en demo- nalen, vilken stråle har en tidsposition, och en tids- spàrningskrets 404 för styrning av en tidsposition för mottagarfingret 400 enligt tidspositionen för strålen.

Demodulatorn 402 tar emot en insignal från ADC:n 110 (fig 1). Denna insignal är i form av en ström med chip vid systemchiphastigheten, såsom 1,2288 Mega-chip per sekund i IS-95. Demodulatorn 402 sammanför insignalen för att extrahera pilotsignalen och kanalsymboler. Kanalsym- bolerna matas till styrenheten 116 för behandling. Demo- 10 15 20 25 30 35 520761 å.. .J 13 dulatorn 402 matar information om kanalen, såsom kanal- (fig l).

Tidsspårningskretsen 404 spårar tidsbestämnings- förstärkning och kanalfas, till sökmotorn 114 variationen för multivägstràlen som är tilldelad mot- tagarfingret 400 och styr tidspositionen för mottagar- fingret 400 som svar. I en utföringsform innefattar tidsspårningskretsen 404 en försenings-låst slinga för detektion av ett tidsspårningsfel och alstring av en korrektionssignal. Fingertidsbestämning relateras till systemtiden i ökningar med chiptider och delar därav.

Korrektionssignalen matas till demodulatorn för att variera tidspositionen för demodulatorn. Tidspositionen för den tilldelade multivägstràlen kan variera som ett resultat av en ändring i längd för vägen mellan bassta- (fig 1)/ radiotelefonen 104 rör sig, eller av andra anledningar. tionen 102 och radiotelefonen 104 exempelvis då Eftersom tidsbestämningen för radiotelefonen 104 är syn- kroniserad med systemtidsbestämningen kan även små varia- tioner mellan tidspositionen för multivägstrålen och fingertidspositionen detekteras och korrigeras av tids- spårningskretsen 404.

Fig 5 visar ett blockschema för en tidsspårnings- krets 500 enligt en andra utföringsform av föreliggande uppfinning. Tidsspårningskretsen 500 kan innefattas i varje RAKE-mottagarfinger eller så kan RAKE-mottagaren använda en enda tidsspårningskrets, såsom tidsspårnings- kretsen 500, med lämliga anslutningar till varje mot- tagarfinger. Tidsspårningskretsen 500 innefattar en fel- detektor 502 för klockspårning, en kollisionsförhindrande krets 504 och en justeringskrets 506 för fingertidbestäm- ning.

I samband med RAKE-mottagaren mäter sökmotorn multi- vägprofilen och tilldelar fingrarna till maximumen. Varje finger har en position som är förknippad med den, vilken är relativ tidsindikator. Varje positionsökning represen- terar en del av chipklockans period, som är l,2288 MHz i ett IS-95 system. I den visade utföringsformen används 10 15 20 25 30 35 520761 u» 14 delar med 1/8 chipstorlek och andra lämpliga delar kan också användas. Genom att jämföra tidspositionerna för två fingrar är förseningen eller tidsseparationen för de två anländande strålarna känd.

Feldetektorn 502 för klockspårning detekterar fel i den aktuella tidspositionen för ett eller flera RAKE-mot- tagarfingrar och alstrar en korrektionssignal. Feldetek- torn 502 för klockspårning innefattar exempelvis en för- seningslåst slinga som jämför tidsbestämningen för den mottagna multivägstràlen vid fingret och den aktuella tidspositionen och alstrar en tidig justeringssignal eller en sen justeringssignal som korrektionssignal. Kor- rektionssignalen är när den matas till ett eller flera fingrar tillräcklig för att variera fingertidsbestäm- ningen och linjera fingertidsbestämningen mer nära med den verkliga tidsbestämningen för multivägstrålen. Så- ledes bestämmer feldetektorn 502 för klockspårning en justerad fingerposition och alstrar en föreslagen rätt- ning för den kollisionsförhindrande kretsen 504.

Den kollisionsförhindrande kretsen 504 tar emot kor- rektionssignalen och jämför den föreslagna korrektionen med en tidsseparationströskel. Den kollisionsförhindrande kretsen 504 bestämmer en tidsskillnad mellan den justera- de fingerpositionen och en andra fingertidsposition. Om den föreslagna korrektionen bryter mot tidsseparations- tröskeln, tillåter inte kollisionsförhindrande kretsen den föreslagna korrektionen. Detta händer vid fall då den föreslagna korrektionen skulle få RAKE-mottagarfingrarna att sammanfalla vid en gemensam tidsposition så att för- delarna med vägdiversitet går förlorade. Alltså förhind- rar den kollisionsförhindrande kretsen 504 konvergens av tidspositionen för en första mottagarkrets, såsom det första fingret och tidspositionen för en andra mottagar- krets, såsom det andra fingret runt en gemensam tidsposi- tion. Om ingen regelbrytning uppträder tillåter den kol- lisionsförhindrande kretsen 504 den föreslagna korrek- tionen. 10 15 20 25 30 35 520761 15 Tillåtna korrektioner förs till fingertidsbestäm- ningsjusteringskretsen 506. Som svar på en tillåten kor- rektion leder fingertidskorrektionskretsen 506 en korrek- tionssignal till det lämpliga fingret eller fingrarna för att justera tidbestämningen för fingret. På detta sätt linjeras tidsbestämningen för fingret med tidsbestäm- ningen för den mottagna stràlen samtidigt som den minsta specifierade tidsseparationen bibehålls.

Fig 7 är en tidsdiagram 700 som visar driften av den kollisionsförhindrande kretsen i fig 5. Fig 7 visar en möjlig tilldelning för fyra demodulerande RAKE-mottagar- fingrar till multivägstrálar av en sökmotor. I fig 7 visas den relativa tiden på den horisontella axeln ut- tryckt i enheter av 1/8 chip-tid. I detta scenario är alla fingrar tvungna att upprätthålla en minsta tidssepa- rationströskel för 1 chip med den kollisionsförhindrande kretsen. Detta begränsar klockspårningskretsens möjlig- heter att göra tidiga eller sena tidsbestämningsjuste- ringar. En tidig tidsbestämningsjustering motsvarar att flytta till vänster eller att minska fingerpositionen med 1. En sen tidsjustering motsvarar att flytta till höger eller att öka fingerpositionen med 1.

Såsom visas i fig 7 skiljs det första fingret 702, det andra fingret 704 och det tredje fingret endast åt av en chiptid medan det fjärde fingret 708 har sin närmaste granne i det tredje fingret 706 med en skillnad av 1,5 chip. I detta fall, med en tidsseparationströskel som är l chip för alla fingrar kommer den kollisionsförhind- rande kretsen endast att tillåta klockspårningsslingan att göra följande justeringar. Första fingret 702 kan endast göra tidiga justeringar. Andra fingret 704 kan inte göra några justeringar. Tredje fingret 706 kan endast göra sena justeringar. Fjärde fingret 708 kan antingen tidiga eller sena justeringar.

Scenariot ändras något om några av antagandena i fig 7 ändras. Om tidsseparationströskelvärdet för alla chip ändras kan fingrarnas förmåga att göra tidsjusteringar 10 15 20 25 30 35 520761 l6 ändras. Pâ motsvarande sätt, om tidsseparationströskel- värdena är specificerade vid olika värden för de indivi- duella fingrarna kan fingrarnas förmåga att göra juste- ringar ändras. Dessa tröskelvärden kan varieras indivi- duellt för att inrymma aktuella kanaltillstånd och maxi- mera fördelarna med vägdiversitet i RAKE-mottagaren.

Fig 6 är ett blockschema av en kollisionsförhindran- de krets 600 för en RAKE-mottagare. Den kollisionsför- hindrande kretsen 600 kan användas i tidsspårningskretsen 500 i fig 5. Den kollisionsförhindrande kretsen 600 inne- fattar en multiplexor 602, en multiplexor 604, en summe- en storlekskrets 608, en OCH-grind 614, en komparator 610, en och en OCH-grind 616 rare 606, komparator 612, och en inverterare 618.

Under hänvisning åter till tidsspårningskretsen 500 i fig 5 måste den föreslagna korrigeringen först behand- las av den kollisionsförhindrande kretsen 504 om klock- spårningsfeldetektorn 502 vill göra en tidsjustering.

Fingret som behandlas av den kollisionsförhindrande kret- sen hänvisas till som det aktuella fingret. Innan det aktuella fingrets tidsbestämning kan justeras måste justeringen kontrolleras för att se om den bryter mot fingertidsseparationströskelvärdet. Detta kontrolleras genom att jämföra storleken av skillnaden mellan det aktuella fingrets position och icke-aktuella fingerposi- tioner och bestämma om skillnaden är mindre än tröskel- värdet. Om skillnaden är större än tröskelvärdet, tillåts en sen eller tidig tidsbestämningsjustering. Om skillna- derna är lika med eller mindre än tröskelvärdet måste tecknet för skillnaden undersökas. Om skillnaden är nega- tiv tillåts inte en tidig tidsjustering. Om skillnaden är positiv tillåts inte en sen tidsjustering.

Multiplexorn 602 och multiplexorn 604 har var och en ett antal ingångar som motsvarar antalet fingrar. I den visade utföringsformen har varje multiplexor fyra in- gångar för att ta emot en fingerposition för varje res- pektive finger. Ingàngarna är betecknade fingerposition 10 15 20 25 30 35 520761 17 0, fingerposition 1, fingerposition 2 och fingerposition 3 i fig 6. Multiplexorn 602 har en styringång 620 som tar emot en aktuell fingerstyrsignal. På motsvarande sätt har multiplexorn 604 en styringång 622 som tar emot en icke- aktuell fingerstyrsignal. Som svar på dessa styrsignaler jämför den kollisionsförhindrande kretsen 600 tidsposi- tionen för var och en av RAKE-mottagarens fingrar. Multi- plexorn 602 åstadkommer den icke-aktuella fingerpositio- nen och multiplexorn 604 åstadkommer de aktuella finger- positionerna. Genom att variera den icke-aktuella finger- styrsignalen kan den kollisionsförhindrande kretsen 600 stega genom de andra fingrarna och sekventiellt jämföra den aktuella fingerpositionen med varje annat fingers position.

Summeraren 606 tar emot den aktuella fingerpositio- nen och den icke-aktuella fingerpositionen och subtrahe- rar de två relativa positionerna. Summerarutsignalen representerar avståndet mellan de två fingrarna. Summe- rarutsignalen leds till storlekskretsen 608 som bestämmer storleken av skillnaden mellan den föreliggande finger- positionen och den andra fingerpositionen. Storleken för skillnaden matas till en ingång 630 hos komparatorn 610.

Komparatorn 610 har en ingång 632 som tar emot tidssepa- rationströskelvärdet för det föreliggande fingret.

Komparatorn 610 jämför storleken och tidssepara- tionströskelvärdet och genererar en ingen-justerings- signal. Komparatorn 610 bestämmer om storleken av skill- naden mellan fingerpositionerna är större än eller lika med tröskelvärdet. Om skillnaden är större än tröskelvär- det tillåts en sen eller tidig tidsbestämningsjustering och ingen-justeringssignalen kommer att ha det logiska värdet 0. Om skillnaden är mindre än eller lika med tröskelvärdet kommer ingen-justeringssignalen att ha det logiska värdet 1. Ingen-justeringssignalen matas till den logiska styrenheten som innefattar OCH-grinden 614 och OCH-grinden 616. 10 15 20 25 30 35 520761 18 Summerarutsignalen leds också från summeraren 606 till komparatorn 612. Komparatorn 612 bestämmer tecknet på skillnaden mellan positionerna för det aktuella fing- ret och det icke-aktuella fingret, exempelvis genom att jämföra skillnaden med O. Om skillnaden är mindre än O har den teckensignal som alstras av komparatorn 612 det logiska värdet 1. Som svar alstrar OCH-grinden 614 en signal för ingen tidig justering som förhindrar en tidig tidsbestämningsjustering för den aktuella fingerpositio- nen. Om skillnaden är större än 0 har den teckensignal som produceras av komparatorn 612 det logiska värdet O.

Detta värde kan inverteras av inverteraren 618 och OCH- grinden 616 kommer att tillåta en signal för ingen sen justering som förhindrar en sen tidsbestämningsjustering för den aktuella fingerpositionen om både ingen-juste- rings- och verksamgörsignalerna är logiskt sanna.

OCH-grinden 614 och OCH-grinden 616 innefattar också en verksamgöringsingång i den visade utföringsformen.

Verksamgöringsingången tillåter kollisionsförhindrande kretsen 600 att selektivt stängas av. Kretsen är typiskt verksamgjord förutom i vissa fall. Ett fall är när fing- ret flyttas från en tidsposition till en annan under styrning av sökmotorn. Ett annat fall är fingrets posi- tion jämförs med ett annat finger som inte är verksamt.

Ett tredje fall är när fingrets position jämförs med ett finger vars klockåterhämtning hålls tillbaka.

Den tidsdelade implementationen av den kollisions- förhindrande kretsen 600 som visas i fig 6 kan även inne- fatta ett lagringsorgan, såsom ett minne för att lagra signalen för ingen tidig justering och signalen för ingen sen justering för varje finger. Lagringsorganet adresse- ras i följd för att åstadkomma de individuella icke- tidiga justeringsvärdena och icke-sena justeringsvärdena till de respektive fingrarna.

I en alternativ implementation innefattar den kolli- sionsförhindrande kretsen 600 en separat multiplexor och tecken- och storlekskomparatorblock för varje möjlig 10 15 20 25 30 35 520761 19 fingerkombination. En sådan implementering åstadkommer snabbare drift genom att tillåta alla fingerkombinationer att behandlas samtidigt.

Fig 8 är ett flödesdiagram som visar ett sätt för hantering av fingertilldelning i en RAKE-mottagare enligt den andra utföringsformen av föreliggande uppfinning.

Sättet börjar vid steg 802.

Vid steget 804 tar RAKE-mottagaren emot och demodu- lerar trafikkanaler och en pilotkanal. Dessa signaler innefattar typiskt en eller flera flervägskomponenter eller strålar. Vid steget 806 bestäms en multivägprofil för de mottagna signalerna, exempelvis av en sökmotor som är förknippad med RAKE-mottagaren. Som svar på multiväg- profilen tilldelas RAKE-mottagarens fingrar en eller flera multivägstrålar vid steget 808. Vid steget 810, steget 812 och steget 814 spårar de tilldelade fingrarna tidsbestämningen för deras respektive strålar.

Vid steget 816 bestäms det om en tidsjustering krävs vid något av RAKE-mottagarens fingrar. Om inte, så åter- vänder styrningen till steget 8l0, steget 812 och steget 814 när fingrarna fortsätter att spåra strålarna. Om en tidsjustering krävs så fortsätter styrningen till steget 818. Vid steget 818 bestäms en justerad fingerposition.

Den justerade fingerpositionen är tidspositionen till vilken tidsbestämningen för det aktuella fingret ska jus- teras för att spåra variationen i tidsbestämningen för den mottagna multivägstrålen. Den justerade fingerposi- tionen jämförs med positionen för ett annat finger, be- tecknat med x i fig 8. Om skillnaden mellan de två fin- gerpositionerna är mindre än tröskelvärdet, så bestäms det vid steg 820 om skillnaden är negativ. Om så, tillåts ingen tidig justering vid steget 822. Om inte, tillåts ingen sen justering. Om skillnaden vid steget 818 mellan två fingerpositioner inte är mindre än tröskelvärdet tillåts tidig eller sen justering vid steget 830.

Vid steget 834 lagras otillåtna justeringar i ett minnesorgan medan den aktuella grenen jämförs med de 10 15 20 25 520761 20 andra grenarna. Vid steget 826 bestäms det om alla fing- rar har behandlats. Om inte, så ökas X vid steget 828 och ett nytt finger väljs som det icke-aktuella fingret för jämförelse med det aktuella fingret och styrningen åter- går till steget 818. Om alla andra fingrar har behand- lats, vid steget 824, görs den lämpliga justeringen för den aktuella fingertidsbestämningen. Efter steg 824 åter- vänder styrningen till steg 810, steg 812 och steg 814 när fingrarna fortsätter spåra strålarna.

Såsom kan ses från det föregående åstadkommer före- liggande uppfinning ett sätt och en anordning för han- tering av fingertilldelning i en RAKE-mottagare. Sättet och anordningen tillåter RAKE-mottagaren att kombinera multivägstrålar och utnyttja kanaldiversitet, även när strålarna är separerade med mycket mindre än ett chip. I en utföringsform hålls fingrarna separerade i tiden och spårar tillsammans under spridningsvillkoret för låg för- sening. I en annan utföringsform övervakar en kollisions- förhindrande krets föreslagna korrektioner av fingerposi- tionerna och tillåter inte korrektioner som skulle place- ra fingrarna otillåtet nära varandra. Genom användning av någon av utföringsformerna förbättras prestanda för RAKE- mottagaren genom utnyttjande av vägdiversiteten i kana- len. Även om en speciell utföringsform av föreliggande uppfinning har visats och beskrivits kan förändringar göras. Det avses därför att i de bifogade kraven täcka alla sådana ändringar och modifieringar som faller inom den verkliga andan och omfånget av uppfinningen.

Claims (4)

10 15 20 25 30 520761 21 PATENTKRAV

1. l. Sätt för fingerhantering i en RAKE-mottagare, innefattande att vid ett första finger i RAKE-mottagaren ta emot en första signal och variera en första fingertidsbestämning enligt en ändring i tidsbestämning för den första signalen, och att vid ett andra finger hos RAKE-mottagaren ta emot en andra signal och variera en andra fingertidsbestämning enligt en ändring i tidsbestämning för den andra signalen; vilket sätt omfattar stegen: att bestämma en tidsseparation mellan den första fingertidsbestämningen och den andra fingertidsbestämningen; och att bibehålla tidsseparationen större än ett tröskelvärde genom följande steg: att bestämma en justerad första fingerposition; att bestämma en tidsskillnad mellan den justerade första fingerpositionen och en andra fingerposition; och att justera den första fingertidsbestämningen för den justerade första fingerpositionen endast då tidsskillnaden överskrider tröskelvärdet.

2. Sätt enligt krav l, varvid att bibehålla tidsseparationen omfattar att bestämma en storlek för tidsskillnaden och bestämma den andra fingerpositionen relativt den justerade första fingerpositionen och varvid sättet vidare omfattar stegen: att inte tillåta en tidig tidsbestämningsjustering om storleken av tidsskillnaden är mindre än tröskelvärdet och den andra fingerpositionen är tidigare än den justerade fingerpositionen; och att inte tillåta en sen tidsbestämningsjustering om storleken av tidsskillnaden är mindre än tröskelvärdet och den andra fingerpositionen är senare än den justerade fingerpositionen. 70651nya patentkrav; 2002-11-21 10 15 520761 22

3. Metod enligt krav 3, varvid bibehàllandet av tidsseparationen omfattar att lagra icke tillåtna justeringar i en minnesanordning medan fingerpositioner jämförs.

4. Metod enligt krav 3, varvid bibehàllandet av tidsseparationen omfattar: att spåra felet mellan en nuvarande tidsposition för den första signalen och dess tidigare justerade position; att producera en föreslagen korrektionssignal; att jämföra den föreslagna korrektionen med tidsseparationen för den första och andra fingertidsbestämning; och att bibehålla tidsseparationen då den föreslagna korrektionssignalen bryter mot tröskelvärdet mellan den första och andra fingertidsbestämningen. 7065lnya patentkrav; 2002-11-21