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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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I. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Teilnehmereinheit und ein Verfahren
zur Verwendung in einem drahtlosen Kommunikationssystem.
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II. Beschreibung des relevanten Hintergrunds
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Drahtlose
Kommunikationssysteme einschließlich
zellularen, Satelliten- und Punkt-zu-Punkt Kommunikationssystemen
verwenden eine drahtlose Verbindung, welche aus einem modulierte
Hochfrequenz-(HF bzw. RF = radio frequency) Signal besteht, um Daten
zwischen zwei Systemen zu übertragen.
Die Verwendung einer drahtlosen Verbindung ist wünschenswert aus einer Vielzahl
von Gründen,
einschließlich
erhöhter
Mobilität
und verringerten Infrastrukturanforderungen, wenn sie mit drahtgebundenen
Kommunikationssystemen verglichen werden. Ein Nachteil der Verwendung
einer drahtlosen Verbindung ist der begrenzte Betrag von Kommunikationskapazität, welcher
aus dem begrenzten Betrag von verfügbarer HF Bandbreite resultiert.
Diese eingeschränkte
Kommunikationskapazität
ist in Kontrast zu drahtbasierten Kommunikationssystemen, wo zusätzliche
Kapazität
hinzugefügt
werden kann, und zwar durch Installieren von zusätzlichen drahtgebundenen Verbindungen.
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Die
beschränkte
Natur von HF Bandbreiten zur Kenntnis nehmend wurden verschiedenen
Signalverarbeitungstechniken zum Erhöhen der Effizienz, mit welcher
drahtlose Kommunikationssysteme die verfügbare HF Bandbreite nutzen,
entwickelt. Ein weithin akzeptiertes Beispiel von einer solchen
bandbreiteneffizienten Signalverarbeitungstechnik ist der IS-95 über-die-Luft
Interfacestandard und seine Derivate wie IS-95-A und ANSI J-STD-098
(hierin nachfolgend kollektiv als der IS-95 Standart bezeichnet),
verbreitet durch die Telecommunications Industry Association (TIA)
und primär
innerhalb von zellularen Telekommunikationssystemen verwendet. Der
IS-95 Standard be inhaltet Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA =
code division multiple access) Signalmodulationstechniken um mehrere
Kommunikationen gleichzeitig über
die gleiche HF Bandbreite durchzuführen. Wenn mit umfassender
Leistungssteuerung kombiniert, erhöht das Ausführen von mehrfachen Kommunikationen über die
gleiche Bandbreite die gesamte Anzahl von Anrufen und anderen Kommunikationen, welche
in einem drahtlosen Kommunikationssystem durch, unter anderem, Erhöhung der
Wiederverwendung der Frequenz verglichen mit anderen drahtlosen
Kommunikationstechnologien, durchgeführt werden können. Die
Verwendung von CDMA Techniken in einem Vielfachzugriffskommunikationssystem
ist in dem
U.S. Patent mit Nummer
4,901,307 , benannt „SPREAD
SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS", und in dem
U.S. Patent mit Nummer 5,103,459 ,
benannt „SYSTEM
AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE
SYSTEM", offenbart,
welche beide dem Bevollmächtigten
der vorliegenden Erfindung zugeordnet sind.
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1 liefert
eine stark vereinfachte Illustration eines zellularen Telefonsystems,
welches gemäß der Verwendung
des IS-95 Standards konfiguriert ist. Während des Betriebs führt ein
Satz von Teilnehmereinheiten 10a–d drahtlose Kommunikation
durch Aufbauen von einem oder mehreren HF Interfaces mit einer oder mehreren
Basisstationen 12a–d
unter Verwendung von CDMA modulierten HF Signalen durch. Jedes HF
Interface zwischen einer Basisstation 12 und einer Teilnehmereinheit 10 beinhaltet
ein Vorwärtsverbindungssignal,
welches von der Basisstation 12 gesendet wird, und ein
Rückverbindungssignal,
welches von der Teilnehmereinheit gesendet wird. Unter Verwendung
dieser HF Interfaces, wird eine Kommunikation miteinander normalerweise
durch eine Mobiltelefonvermittlungszentrale (MTSO = mobile telephone
switching office) 14 und öffentlich vermitteltes Telefonnetzwerk
(PSTN = public switched telephone network) 16 durchgeführt. Die
Verbindungen zwischen Basisstationen 12, MTSO 14 und
PSTN 16 werden normalerweise über drahtgebundene Verbindungen
gebildet, obwohl die Verwendung von zusätzlichen HF- oder Mikrowellenverbindungen
auch bekannt ist.
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Gemäß dem IS-95
Standard sendet jede Teilnehmereinheit
10 Benutzerdaten über ein
Ein-Kanal, nicht kohärentes
Rückverbindungssignal
mit einer maximalen Datenrate von 9,6 oder 14,4 kbits/sec, und zwar abhängig davon,
welcher Ratensatz aus einem Satz von Ratensätzen ausgewählt ist. Eine nicht kohärente Verbindung
ist eine, in welcher Phaseninformation nicht durch das empfangende
System verwendet wird. Eine kohärente
Verbindung ist eine, in welcher der Empfänger Wissen über die
Trägersignalphase
während
der Verarbeitung ausnutzt. Die Phaseninformation nimmt typischerweise
die Form eines Pilotsignals an, aber kann auch von den übertragenen
Daten abgeschätzt
werden. Der IS-95 Standard erfordert einen Satz von vierundsechzig
Walshcodes, welcher jeder aus vierundsechzig Chips besteht, um in
der Vorwärtsverbindung
verwendet zu werden.
WO 95/03652 offenbart
ein drahtloses Kommunikationssystem, in welchem Walshcodes von verschiedener
Länge verwendet
werden, um Kanäle
mit variabler Rate vorzusehen.
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Die
Verwendung eines einkanaligen, nicht kohärenten Rückverbindungssignals, welches
eine maximale Datenrate von 9,6 oder 14,4 kbits/sec hat, wie spezifiziert
durch IS-95, ist gut für
ein drahtloses zellulares Telefonsystem geeignet, in welchem die
typische Kommunikation die Übertragung
von digitalisierter Sprache oder niederratigen digitalen Daten wie
Faksimile involviert. Eine nicht kohärente Rückverbindung wurde ausgewählt, weil
in einem System, in welchem bis zu achtzig Teilnehmereinheiten 10 mit
einer Basisstation 12 für jede
1,2288 MHz von zugewiesener Bandbreite kommunizieren können, das
Vorsehen der notwendigen Pilotdaten in der Übertragung von jeder Teilnahmereinheit 10 wesentlich
den Grad erhöhen
würde,
mit welchem ein Satz von Teilnehmereinheiten 10 miteinander
interferiert. Ebenso würde
bei Datenraten von 9,6 oder 14,4 kbits/sec das Verhältnis der
Sendeleistung von jeglichen Pilotdaten zu den Benutzerdaten signifikant
sein, und deshalb auch die Interferenz zwischen den Teilnehmereinheiten
erhöhen.
Die Verwendung eines einkanaligen Rückverbindungssignals wurde
gewählt
aufgrund dessen, dass das in Anspruch nehmen von nur einem Typ von
Kommunikation zu einem Zeitpunkt konsistent ist mit der Verwendung
von drahtlosen Telefonen, das Paradigma, auf welchem derzeitige
drahtlose zellulare Kommunikationen basieren. Auch ist die Komplexität der Verarbeitung
eines einzigen Kanals geringer als diejenige, welche mit der Verarbeitung
mit mehreren Kanälen assoziiert
ist.
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Wenn
digitale Kommunikationen fortschreiten, wird es erwartet, dass der
Bedarf für
drahtlose Übertragung
von Daten für
Anwendungen wie interaktives Filebrowsing und Videotelekonferenzen
sich wesentlich erhöht.
Die Erhöhung
wird die Art und Weise transformieren, in welcher drahtlose Kommunikationssysteme
verwendet werden, und die Bedingungen, unter welchen die zugeordneten
HF Interfaces durchgeführt
werden. Insbesondere werden Daten mit höheren maximalen Raten und mit
einer größeren Vielfalt
von möglichen
Raten übertragen
werden. Auch kann zuverlässigere Übertragung
notwendig werden, weil Fehler in der Übertragung von Daten weniger
tolerabel sind als Fehler in der Übertragung von Audioinformation.
Zusätzlich
wird die erhöhte
Anzahl von Datentypen einen Bedarf zur Übertragung von mehreren Typen
von Daten gleichzeitig erzeugen. Zum Beispiel kann es notwendig
werden, eine Datendatei auszutauschen, während ein Audio- oder Videointerface
aufrechterhalten wird. Auch wird, wenn sich die Rate von Übertragung
von einer Teilnehmereinheit erhöht,
die Anzahl von Teilnehmereinheiten, welche mit einer Basisstation 12 pro
Betrag von HF Bandbreite kommunizieren, sich verringern, weil die
höheren
Datenübertragungsraten
verursachen werden, dass die Datenverarbeitungskapazität der Basisstation
mit weniger Teilnehmereinheiten 10 erreicht werden wird.
In einigen Fällen
kann es sein, dass die derzeitige IS-95 Rückverbindung nicht ideal für alle diese
Veränderungen geeignet
ist. Deshalb betrifft die vorliegende Erfindung ein bandbreiteneffizientes
CDMA Interface mit hoher Datenrate, über welches mehrere Typen von
Kommunikation durchgeführt
werden können.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, eine Basisstation
gemäß Anspruch
20, ein Verfahren gemäß Anspruch
30 und ein Verfahren gemäß Anspruch
49 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele
sind in den abhängigen
Ansprüchen
beansprucht.
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In
einem weiteren Aspekt wird eine Teilnehmereinheit oder anderer Übertrager
zur Verwendung in einem drahtlosen Kommunikationssystem vorgesehen,
wobei die Teilnehmereinheit Folgendes aufweist: Mehrere Informationsquellen
von Informationsdaten; einen Codierer zum Codieren der Informationsdaten;
mehrere Steuerungsquellen zum Steuern von Daten; und einen Modulator
zum Modulieren von codierten Informationsdaten mit jeweiligen unterschiedlichen
Modulationscodes zur Übertragung
auf einem Trägersignal,
zum Kombinieren der Steuerungsdaten von den mehreren Quellen, und
zum Ausgeben der codierten Informationsdaten und der kombinierten
Steuerungsdaten zur Übertragung.
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In
einem anderen Aspekt wird eine Basisstation oder anderer Empfänger zur
Verwendung in einem drahtlosen Kommunikationssystem vorgesehen,
wobei die Basisstation Folgendes aufweist: einen Empfänger zum
Empfangen eines Trägersignals
und Entfernen davon von codierten Informationsdaten von mehreren
Informationsquellen, welche mit jeweiligen unterschiedlichen Modulationscodes
moduliert sind, und Steuerungsdaten von mehreren Steuerungsquellen
mit den codierten Steuerungsdaten, welche miteinander kombiniert sind;
einen Demodulator zum Demodulieren der codierten Informationsdaten
und der Steuerungsdaten von den jeweiligen unterschiedlichen Modulationscodes;
und einen Decodierer zum Decodieren der codierten Informationsdaten
und Demodulieren der Steuerungsdaten. In einem weiteren Aspekt wird
ein Verfahren zur Übertragung
in einem drahtlosen Kommunikationssystem vorgesehen, wobei das Verfahren
Folgendes aufweist: Akquirieren von mehreren Informationsdaten;
Codieren der Informationsdaten; Akquirieren von mehreren Steuerungsdaten;
Modulieren von codierten Informationsdaten mit jeweiligen unterschiedlichen
Modulationscodes zur Übertragung
auf einem Trägersignal;
Kombinieren der Steuerungsdaten von den mehreren Quellen; und Ausgeben
der codierten Informationsdaten und der kombinierten Steuerungsdaten
zur Übertragung.
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In
einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Generieren von modulierten
Daten zur Übertragung von
einer ersten Teilnehmereinheit in einen Satz von Teilnehmereinheiten
vorgesehen, wobei die erste Teilnehmereinheit Steuerungsdaten und
Pilotdaten zu einer Basisstation, welche in Kommunikation mit dem
Satz von Teilnehmereinheiten steht, überträgt, und wobei das Verfahren
Folgendes aufweist: a) Kombinieren der Steuerungsdaten mit den Pilotdaten;
und b) Modulieren der Steuerungsdaten und Pilotdaten aufeinander
gemäß einem
einzigen Kanalmodulationsformat.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt wird ein Satz von individuell verstärkungseingestellten
Teilnehmerkanälen über die
Verwendung eines Satzes von orthogonalen Subkanalcodes ausgebildet,
welche eine kleine Anzahl von PN Spreizchips pro orthogonaler Wellenformperiode
haben. Daten, welche über
einen der Übertragungskanäle gesendet
werden sollen, sind mit Niedrigcodierratenfehlerkorrektur codiert
und sequenzwiederholt, bevor sie mit einem der Subkanalcodes moduliert,
verstärkungs-
bzw. Gewinn-angepasst und summiert werden, und zwar mit Daten, welche
unter Verwendung der anderen Subkanalcodes moduliert wurden. Die
resultierenden summierten Daten werden mit einem der Subkanalcodes
moduliert, verstärkungseingestellt und
summiert mit Daten, welche unter Verwendung der anderen Subkanalcodes
moduliert wurden. Die resultierenden summierten Daten werden unter
Verwendung eines Benutzerlangcodes und eines Pseudozufallsspreizcodes
(PN code = pseudo random code) moduliert und zu Übertragung heraufkonvertiert.
Die Verwendung des kurzen Orthogonalcodes liefert Interferenzunterdrückung, während immer
noch extensive Fehlerkorrekturcodierung und Wiederholung zur Zeitdiversität erlaubt
wird, um den Raleigh-Schwund zu bewältigen, welcher normalerweise
in terrestrischen drahtlosen Systemen erfahren wird. In dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
der vorgesehe nen Erfindung besteht der Satz von Subkanalcodes aus
vier Walshcodes, welche jeweils orthogonal zu dem verbleibenden
Satz und vier Chips in der Dauer sind.
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In
einem weiteren Aspekt werden zwei der Teilnehmerkanäle multiplexiert
in einen einzigen Verkehrskanal. Die Verwendung von weniger Verkehrskanälen ist
bevorzugt, weil sie ein kleineres Spitze-zu-Durchschnitt Übertragungsleistungsverhältnis erlaubt.
Die Verwendung von unterschiedlichen Anzahlen von Verkehrskanälen ist
konsistent mit der Erfindung.
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In
einem weiteren Aspekt werden Pilotdaten über einen ersten der Übertragungskanäle übertragen und
Leistungssteuerungs- und andere Rahmen-zu-Rahmen Steuerungsdaten werden über einen
zweiten Übertragungskanal übertragen.
Die Information auf dem Pilotkanal und dem Steuerungsteilnehmerkanal,
welche die Leistungssteuerung und Rahmen-zu-Rahmen Steuerungsdaten
enthält,
werden zusammen auf dem Verkehrskanal multiplexiert, um das Spitze-zu-Durchschnitt
Leistungsverhältnis
zu verringern, während
immer noch eine kontinuierliche Übertragung
ermöglicht
wird. Eine kontinuierliche Übertragung
ist sehr wünschenswert,
weil sie die mögliche
Interferenz mit persönlicher
elektronischer Ausrüstung
wie Hörhilfen
und Herzschrittmachern minimiert. Weil die Pilot- und Steuerungsdaten
immer übertragen
werden, ist das resultierende Signal immer noch kontinuierlich.
Die anderen Verkehrskanäle
sind typischerweise nur aktiv, wenn die Daten des Typs von diesem
Verkehrskanal aktiv sind. Wenn die Steuerungsdaten mit einem Teilnehmerkanal
verschieden von dem Pilotteilnehmerkanal multiplexiert werden, würde die
resultierende Verkehrskanalwellenform diskontinuierlich sein, wenn
die ursprünglichen
Verkehrskanaldaten inaktiv sind. Die anderen Teilnehmerverkehrskanäle könnten auch
in einen einzigen Übertragungskanal
multiplexiert werden. Zwei separate Teilnehmerverkehrskanäle werden
hier verwendet, um unterschiedliche Verstärkungen und Ansätze von
erneuter Übertragung
von Rahmen für
unterschiedliche Typen von Verkehr zu ermöglichen. Die verbleibenden
zwei Übertragungskanäle werden
zum Übertragen
von nicht spezifizierten digitalen Daten einschließlich von
Benut zerdaten oder Signalisierungsdaten, oder Beiden, verwendet.
Einer der zwei spezifizierten Übertragungskanäle ist zur
BPSK Modulation konfiguriert, und der andere zur QPSK Modulation.
Dies wird durchgeführt,
um die Vielseitigkeit des Systems zu illustrieren. Beide Kanäle können BPSK
moduliert oder QPSK moduliert sein.
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Vor
der Modulation werden die nicht spezifizierten Daten codiert, wobei
die Codierung zyklische Redundanzchecks (CRC = cyclic redundancy
checks) Generation, Faltungscodierung, Verschachtlung, selektives Sequenzwiederholen
und BPSK oder QPSK Abbildung beinhaltet. Durch Verändern des
Betrags von Wiederholung, welche durchgeführt wird, und nicht Einschränken des
Betrags von Wiederholung auf eine Ganzzahl von Symbolsequenzen,
kann eine weitere Vielfalt von Übertragungsraten
einschließlich
hoher Datenraten erreicht werden. Ferner können hohe Datenraten auch durch Übertragung
von Daten gleichzeitig über
beide nicht spezifizierten Übertragungskanäle erreicht
werden. Auch kann durch regelmäßiges Aktualisieren
der Gewinn- bzw. Verstärkungseinstellung,
welche auf jedem Übertragungskanal
durchgeführt
wird, die gesamte Übertragungsleistung,
welche durch das Übertragungssystem
verwendet wird, auf ein Minimum derart eingestellt werden, dass
die Interferenz, welche zwischen mehreren Übertragungssystemen generiert
wird, minimiert wird, wodurch die gesamte Systemkapazität erhöht wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher
werden von der detaillierten Beschreibung, welche unten stehend
von einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung gegeben wird, wenn sie zusammen genommen wird mit
den Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen Korrespondierendes
durchgängig
identifizieren, und wobei Folgendes gilt:
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1 ist
ein Blockdiagramm eines zellularen Telefonsystems;
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2 ist
ein Blockdiagramm einer Teilnehmereinheit und einer Basisstation,
welche gemäß einem
exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung konfiguriert sind;
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3 ist
ein Blockdiagramm eines BPSK Kanalcodierers und eines QPSK Kanalcodierers,
welche gemäß dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung konfiguriert sind;
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4 ist
ein Blockdiagramm eines Übertragungssignalverarbeitungssystems,
welches gemäß dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung konfiguriert ist;
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5 ist
ein Blockdiagramm eines Empfangsverarbeitungssystems, welches gemäß dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung konfiguriert ist;
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6 ist
ein Blockdiagramm eines Fingerverarbeitungssystems, welches gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung konfiguriert ist;
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7 ist
ein Blockdiagramm eines BPSK Kanaldecodierers und eines QPSK Kanaldecodierers,
welche gemäß dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung konfiguriert sind; und
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8 ist
ein Blockdiagramm des Übertragungssystems,
welches die vorliegende Erfindung ausführt, wobei die Steuerungsdaten
und Pilotdaten in einem Kanal kombiniert wurden;
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9 ist
ein Blockdiagramm des Übertragungssystems,
welches die vorliegende Erfindung ausführt, wobei die Steuerungsdaten
und Pilotdaten in einen Kanal einschließlich der Filterung der Signale,
welche übertragen
werden sollen, kombiniert wurden;
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10 ist
ein Empfängersystem,
welches die vorliegende Erfindung zum Empfangen von Daten ausführt, wobei
die Leistungsdaten und Pilotdaten in einen Kanal kombiniert wurden.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Ein
neues und verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung für CDMA Drahtloskommunikation
mit hoher Datenrate sind in dem Kontext des Rückverbindungsübertragungsteils
eines zellularen Telekommunikationssystems beschrieben. Während die
Erfindung zur Verwendung innerhalb der Multi-punkt-zu-Punkt Rückverbindungsübertragung
eines zellularen Telefonsystems angepasst sein kann, ist die vorliegende
Erfindung gleichwertig auf Vorwärtsverbindungsübertragungen
anwendbar. Zusätzlich
werden viele andere Drahtloskommunikationssysteme durch Einbau der
Erfindung profitieren, einschließlich satellitenbasierte Drahtloskommunikationssysteme,
Punkt-zu-Punkt Drahtloskommunikationssysteme,
und Systeme, welche Funkfrequenzsignale durch die Verwendung von
koaxialen oder anderen Breitbandkabeln übertragen.
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2 ist
ein Blockdiagramm von Empfangs- und Sendesystemen, welche als eine
Teilnehmereinheit 100 und eine Basisstation 120 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung konfiguriert sind. Ein erster Satz von Daten (BPSK
Daten) wird durch den BPSK Kanalcodierer 103 empfangen,
welcher einen Codesymbolstrom generiert, welcher zum Durchführen von
BPSK Modulation konfiguriert ist, welcher durch den Modulator 104 empfangen
wird. Ein zweiter Satz von Daten (QPSK Daten) wird durch den QPSK
Kanalcodierer 102 empfangen, welcher einen Codesymbolstrom
generiert, welcher zum Durchführen
von QPSK Modulation konfiguriert ist, welcher auch durch den Modulator 104 empfangen
wird. Der Modulator 104 empfängt auch Leistungssteuerungsdaten
und Pilotdaten, welche gemäß den BPSK
und QPSK codierten Daten gemäß den Codemultiplex-Vielfachzugriff
(CDMA = code division multiple access) Techniken codiert sind, um
einen Satz von Modulationssymbolen zu generieren, welche durch das
HF Verarbeitungssystem 106 empfangen werden. Das HF Verarbeitungssystem 106 filtert
und heraufkonvertiert den Satz von Modulationssymbolen auf eine
Trägerfrequenz
zur Übertragung
zur Basisstation 120 unter Verwendung einer Antenne 108.
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Während nur
eine Teilnehmereinheit 100 gezeigt ist, können mehrere
Teilnehmereinheiten mit der Basisstation 120 kommunizieren.
Innerhalb der Basisstation 120 empfängt das HF Verarbeitungssystem 122 die übertragenen
HF Signale durch die Antenne 121 und führt Bandpassfilterung, Herunterkonvertierung
auf Basisband, und Digitalisierung aus. Der Demodulator 124 empfängt die
digitalisierten Signale und führt
Demodulation gemäß CDMA Techniken
aus, um Leistungssteuerung, BPSK und QPSK Weich- bzw. Softentscheidungsdaten
zu erzeugen. Der BPSK Kanalcodierer 128 decodiert die BPSK
Weichentscheidungsdaten, welche von dem Demodulator 124 empfangen
wurden, um eine beste Abschätzung
der BPSK Daten zu erhalten, und der QPSK Kanaldecodierer 126 decodiert
die QPSK Weichentscheidungsdaten, welche durch den Demodulator 124 empfangen
wurden, um eine beste Abschätzung
der QPSK Daten zu erzeugen. Die beste Abschätzung des ersten und zweiten
Satzes von Daten wird dann zur weiteren Verarbeitung oder zum Weiterleiten
zu einem nächsten
Ziel verfügbar,
und die empfangenen Leistungssteuerungsdaten werden entweder direkt
oder nach dem Decodieren verwendet, um die Sendeleistung des Vorwärtsverbindungskanals
einzustellen, welcher verwendet wird, um Daten zur Teilnehmereinheit 100 zu
senden.
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3 ist
ein Blockdiagramm eines BPSK Kanalcodierers 103 und eines
QPSK Kanalcodierers 102, wenn sie gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung konfiguriert sind. Innerhalb des BPSK Kanalcodierers 103 werden
die BPSK Daten durch einen CRC Prüfsummengenerator 130 empfangen, welche
eine Prüfsumme
für jeden
20 ms Rahmen des ersten Satzes von Daten generiert. Der Datenrahmen zusammen
mit der CRC Prüfsumme
wird durch den Terminierungsbitgenerator 132 empfangen,
welcher Terminierungsbits anfügt,
welche aus acht logischen Nullen an dem Ende von jedem Rahmen bestehen,
um einen bekannten Zustand an dem Ende des Decodierprozesses vorzusehen.
Der Rahmen einschließlich
der Codeterminierungsbits und der CRC Prüfsumme wird dann durch den
Faltungscodierer 134 empfangen, welcher Einflusslänge (K)
9, Rate (R)-1/4-Faltungscodierung
durchführt,
wodurch Codesymbole mit einer Rate von vier mal der Codierereingangsrate
(ER) generiert werden. In einer Alternative
werden andere Codierraten durchgeführt, einschließlich Rate
1/2, aber die Verwendung von Rate 1/4 wird bevorzugt, und zwar aufgrund
ihrer optimalen Komplexitäts-Performance-Charakteristika.
Ein Blockverschachtler 136 führt Bitverschachtlung auf den
Codesymbolen aus, um Zeitdiversität für zuverlässigere Übertragung in schnell schwindenden
Umgebungen vorzusehen. Die resultierenden verschachtelnden Symbole
werden durch den Wiederholer 138 mit variablem Startpunkt
empfangen, welcher die verschachtelte Symbolsequenz eine ausreichende
Anzahl von Malen NR oft wiederholt, um einen
Symbolstrom mit konstanter Datenrate zu liefern, welcher zum Ausgaberahmen korrespondiert,
welcher eine konstante Anzahl an Symbolen hat. Das Wiederholen der
Symbolsequenz erhöht auch
die Zeitdiversität
der Daten zum Bewältigen
von Schwund. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die konstante
Anzahl von Symbolen gleich 6.144 Symbole für jeden Rahmen, was zu einer
Symbolrate von 307,2 Kilosymbolen pro Sekunde (ksps) führt. Auch
verwendet der Wiederholer 138 einen unterschiedlichen Startpunkt,
um die Wiederholung für
jede Symbolsequenz zu beginnen. Wenn der Wert NR,
welcher notwendig ist, um 6.144 Symbole pro Rahmen zu erzeugen,
keine Ganzzahl ist, dann wird die letzte Wiederholung nur für einen
Teil der Symbolsequenz durchgeführt.
Der resultierende Satz von wiederholten Symbolen wird durch den
BPSK Abbilder 139 empfangen, welcher einen BPSK Codesymbolstrom
(BPSK) von +1 und -1 Werten zum Durchführen von BPSK Modulation erzeugt.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist der Wiederholer 138 vor dem Blockverschachtler 136 angeordnet,
so dass der Blockverschachtler 136 die gleiche Anzahl von
Symbolen für
jeden Rahmen empfängt.
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Innerhalb
des QPSK Kanalcodierers 102 werden die QPSK Daten durch
den CRC Prüfsummengenerator 140 empfangen,
welcher eine Prüfsumme
für jeden
20 ms Rahmen generiert. Der Rahmen einschließlich der CRC Prüfsumme wird
durch den Codeterminierungsbitgenerator 142 empfangen,
welcher einen Satz von acht Terminierungsbits von logischen Nullen
an dem Ende des Rahmens anfügt.
Der Rahmen, welcher nun die Codeterminie rungsbits und die CRC Prüfsumme beinhaltet,
wird durch den Faltungscodierer 144 empfangen, welcher
K = 1, R = 1/4 Faltungscodierung ausführt, wodurch Symbole mit einer
Rate von vier Mal der Codierereingangsrate (ER)
generiert werden. Der Blockverschachtler 146 führt Bitverschachtlung
auf den Symbolen aus, und die resultierenden verschachtelten Symbole
werden durch den Wiederholer 148 mit variablem Startpunkt
empfangen. Der Wiederholer 148 mit variablem Startpunkt
wiederholt die verschachtelte Symbolsequenz eine ausreichende Anzahl
von Malen NR oft, und zwar unter Verwendung
eines unterschiedlichen Startpunkts innerhalb der Symbolsequenz
für jede
Wiederholung zum Generieren von 12.288 Symbolen für jeden Rahmen,
was zu einer Codesymbolrate von 614,4 Kilosymbolen pro Sekunde (ksps)
führt.
Wenn NR keine Ganzzahl ist, wird die letzte
Wiederholung nur für
einen Teil der Symbolsequenz durchgeführt. Die resultierenden wiederholten
Symbole werden von dem QPSK Abbilder 149 empfangen, welcher
einen QPSK Codesymbolstrom generiert, welcher zum Durchführen von
QPSK Modulation konfiguriert ist, welcher aus einem In-Phase QPSK
Codesymbolstrom von +1 und -1 Werten (QPSKI)
führt,
und einen Quadratur-Phase
QPSK Codesymbolstrom von +1 und -1 Werten (QPSKQ).
In einem alternativen Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird der Wiederholer 148 vor den Blockverschachtler 146 derart
angeordnet, dass der Blockverschachtler 146 die gleiche
Anzahl von Symbolen für
jeden Rahmen empfängt.
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4 ist
ein Blockdiagramm des Modulators
104 von
2,
welcher gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung konfiguriert ist. Die BPSK Symbole von dem BPSK Kanalcodierer
103 werden
jeweils durch den Walshcode W
2 unter Verwendung
eines Multiplizierers
150b moduliert, und die QPSK
I und QPSK
Q Symbole
von dem QPSK Kanalcodierer
102 werden jeweils mit dem Walshcode
W
3 unter Verwendung von Multiplizierern
150c und
154d moduliert.
Die Leistungssteuerungsdaten (PC) werden durch den Walshcode W
1 unter Verwendung des Multiplizierers
150a moduliert.
Die Verstärkungseinstellung
152 empfängt Pilotdaten
(PILOT), welche in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
aus dem logischen Pegel bestehen, welcher mit positiver Spannung
verbunden ist, und die Amplitude gemäß dem Verstärkungseinstellfaktor A
0 einstellt. Das PILOT Signal liefert keine
Benutzerdaten, sondern liefert statt dessen Phasen- und Amplitudeninformation
zu der Basisstation, so dass sie die Daten, welche auf den verbleibenden
Subkanälen
getragen werden, kohärent
demodulieren kann, und die Weichentscheidungsausgabewerte zum Kombinieren
skalieren kann. Die Verstärkungseinstellung
154 stellt
die Amplitude der Walshcode W
1 modulierten Leistungssteuerungsdaten
gemäß dem Verstärkungseinstellfaktor
A
1 ein, und die Verstärkungseinstellung
156 stellt
die Amplitude der Walshcode W
2 modulierten
BPSK Kanaldaten gemäß der Verstärkungsvariable
A
2 ein. Die Verstärkungsseinstellung
558a und
b stellen die Amplitude der In-Phase und Quadratur-Phase Walshcode W
3 modulierten QPSK Symbole jeweils gemäß dem Verstärkungseinstellfaktor
A
3 ein. Die vier Walshcodes, welche in dem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendet werden, sind in Tabelle 1 gezeigt.
Walshcode | Modulationssymbole |
W0 | ++++ |
W1 | +-+- |
W2 | ++-- |
W3 | +--+ |
Tabelle
1.
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Es
wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass der W0 Code
effektiv überhaupt
keine Modulation ist, was mit der gezeigten Verarbeitung der Pilotdaten
konsistent ist. Die Leistungssteuerungsdaten werden mit dem W1 Code moduliert, die BPSK Daten mit dem
W2 Code und die QPSK Daten mit dem W3 Code. Sobald sie mit dem geeigneten Walshcode
moduliert sind, werden die Pilot-, Leistungssteuerungsdaten, und
BPSK Daten gemäß BPSK Techniken
gesendet, und die QPSK Daten (QPSKI und
QPSKQ) gemäß QPSK Techniken, wie unten
stehend beschrieben. Es soll auch verstanden werden, dass es nicht
notwendig ist, dass jeder orthogonale Kanal verwendet wird, und
dass die Verwendung von nur drei der vier Walshcodes, wo nur ein
Be nutzerkanal vorgesehen ist, in einem alternativen Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendet wird.
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Die
Verwendung von kurzen Orthogonalcodes generiert weniger Chips pro
Symbol, und erlaubt deshalb eine aufwendigere Codierung und Wiederholung
verglichen mit Systemen, welche die Verwendung von längeren Walshcodes
beinhalten. Diese aufwendigere Codierung oder Wiederholung liefert
Schutz gegen Raleigh-Schwund, welcher eine Hauptquelle von Fehlern
in terrestrischen Kommunikationssystemen ist. Die Verwendung von
anderen Anzahlen von Codes und Codelängen ist konsistent mit der
vorliegenden Erfindung, jedoch verringert die Verwendung eines größeren Satzes
von längeren
Walshcodes den verbesserten Schutz gegen Schwund. Die Verwendung
von vier Chipcodes wird als optimal betrachtet, weil vier Kanäle eine
wesentliche Flexibilität
für die Übertragung
von verschiedenen Typen von Daten vorsehen, wie unten stehend beschrieben
ist, während
auch kurze Codelänge
beibehalten wird.
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Ein
Summierer 160 summiert die resultierenden amplitudeneingestellten
Modulationssymbole von der Verstärkungseinstellung 152, 154, 156 und 158a,
um summierte Modulationssymbole 161 zu generieren. PN Spreizcodes
PNI und PNQ werden
durch Multiplikation mit dem Langcode 180 unter Verwendung
von Multiplizierern 162a und b gespreizt. Der resultierende
Pseudozufallscode, welcher durch die Multiplizierer 162a und 162b geliefert
wird, wird verwendet, um die summierten Modulationssymbole 161 und
verstärkungseingestellte Quadratur-Phasensymbole
QPSKQ 163 zu modulieren, und zwar
durch komplexe Multiplikation unter Verwendung von Multiplizierern 164a–d und Summierern 166a und
b. Der resultierende In-Phase Ausdruck XI und Quadratur-Phase
Ausdruck XQ werden dann gefiltert (Filterung
ist nicht gezeigt) und auf die Trägerfrequenz innerhalb des HF
Verarbeitungssystems 106 heraufkonvertiert, welches in
einer stark vereinfachten Form unter Verwendung von Multiplizierern 168 und
eines In-Phase und eines Quadratur-Phase Sinusoids gezeigt ist. Eine versetzte
QPSK Heraufkonvertierung kann auch in einem alternativen Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendet werden. Die resultierenden In-Phase und
Quadratur-Phase heraufkonvertierten Signale werden unter Verwendung
eines Summierers 170 summiert und durch den Hauptverstärker 172 gemäß der Hauptverstärkungseinstellung
AM verstärkt,
um Signale s(t) zu generieren, welche zur Basisstation 120 gesendet
werden. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung werden die Signale auf eine 1,2288 MHz Bandbreite
gespreizt und gefiltert, um mit der Bandbreite von existierenden
CDMA Kanälen
kompatibel zu bleiben.
-
Durch
Vorsehen von mehreren Orthogonalkanälen, über welche Daten übertragen
werden können, wie
auch durch Verwendung von Wiederholern mit variabler Rate, welche
den Betrag von Wiederholungen NR verringern, welche in Antwort auf
hohe Eingangsdatenraten durchgeführt
werden, erlauben das oben beschriebene Verfahren und das System
zur Sendesignalverarbeitung einer einzelnen Teilnehmereinheit oder
anderem Übertragungssystem,
Daten mit einer Vielzahl von Datenraten zu übertragen. Insbesondere kann
durch Verringerung der Wiederholungsrate N
R,
welche durch die Wiederholer
138 oder
148 mit
variablem Startpunkt von
3 durchgeführt wird, eine ansteigend höhere Codierereingaberate
E
R aufrechterhalten werden. In einem alternativen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird Rate 1/2 Faltungscodierung mit der Wiederholungsrate
N
R erhöht
um zwei durchgeführt.
Ein Satz von exemplarischen Codierraten E
R,
welche durch verschiedene Wiederholungsraten N
R unterstützt wird,
und Codierraten R gleich zu 1/4 und 1/2 zu dem BPSK Kanal und den QPSK
Kanal, sind in den Tabellen II und III jeweils gezeigt.
Bezeichnung | ER,BPSK (bps) | Codiererausgang
R = 1/4 (Bits/Rahmen) | NR,R=1/4 (Wiederholungsrate, R = 1/4) | Codiererausgang
R = 1/2 (Bits/Rahmen) | NR,R=1/2 (Wiederholungsrate, R = 1/2) |
Hohe
Rate-72 | 76.800 | 6.144 | 1 | 3.072 | 2 |
Hohe
Rate-64 | 70.400 | 5.632 | 1 1/11 | 2.816 | 2 2/11 |
| 51.200 | 4.096 | 1
1/2 | 2.048 | 3 |
Hohe
Rate-32 | 38.400 | 3.072 | 2 | 1.536 | 4 |
| 25.600 | 2.048 | 3 | 1.024 | 6 |
RS2-Volle Rate | 14.400 | 1.152 | 5
1/3 | 576 | 10
2/3 |
RS1-Volle Rate | 9.600 | 768 | 8 | 384 | 16 |
NULL | 850 | 68 | 90
6/17 | 34 | 180
12/17 |
Tabelle
II. BPSK Kanal
Bezeichnung | ER,QPSK (bps) | Codierer
ausgang R = 1/4 (Bits/Rahmen) | NR,R=1/4 (Wieder holungs rate, R = 1/4) | Codierer
ausgang R = 1/2 (Bits/Rahmen) | NR,R=1/2 (Wieder holungs rate, R = 1/2) |
| 153.600 | 12.288 | 1 | 6.144 | 2 |
Hohe
Rate-72 | 76.800 | 6.144 | 2 | 3.072 | 4 |
Hohe
Rate-64 | 70.400 | 5.563 | 2
2/11 | 2.816 | 4
4/11 |
| 51.200 | 4.096 | 3 | 2.048 | 6 |
Hohe
Rate-32 | 38.400 | 3.072 | 4 | 1.536 | 8 |
| 25.600 | 2.048 | 6 | 1.024 | 12 |
RS2-Volle Rate | 14.400 | 1.152 | 10
2/3 | 576 | 21
1/3 |
RS1-Volle Rate | 9.600 | 768 | 16 | 384 | 32 |
NULL | 850 | 68 | 180
12/17 | 34 | 361
7/17 |
Tabelle
III. QPSK Kanal
-
Tabellen
II und III zeigen, dass durch Einstellen der Anzahl von Sequenzwiederholungen
NR eine größere Vielzahl
von Datenraten unterstützt
werden kann, einschließlich
hoher Datenraten, weil die Codierereingangsrate ER zu
der Datenübertragungsrate
minus einer Konstanten korrespondiert, welche zur Übertragung von
CRC, Codeterminierungsbits und anderer Overheadinformation, notwendig
ist. Wie durch die Tabellen II und III gezeigt ist, kann auch QPSK
Modulation verwendet werden, um die Datenübertragungsrate zu erhöhen. Raten,
von welchen erwartet wird, dass sie gewöhnlich verwendet werden, werden
mit Bezeichnungen wie „High
Rate-72" und „High Rate-32" versehen. Diese
Raten, welche als High Rate-72, High Rate-64 und High Rate-32 bezeichnet
werden, haben jeweils Verkehrsraten von 72, 64 und 32 kbps, plus
herein multiplexierte Signalisierungs- und anderen Steuerungsdaten
mit Raten von jeweils 3,6, 5,2 und 5,2 kbps, in dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Raten RS1-volle Rate und RS2-volle Rate korrespondieren
zu Raten, welche in IS-95 kompatiblen Kommunikationssystemen verwendet
werden, und es wird deshalb erwartet, dass sie auch für Zwecke
der Kompatibilität
wesentlich verwendet werden. Die Nullrate ist die Übertragung
eines einzigen Bits und wird verwendet, um eine Rahmenlöschung anzuzeigen,
was auch Teil des IS-95 Standards ist.
-
Die
Datenübertragungsrate
kann auch durch gleichzeitiges Übertragen
von Daten über
zwei oder mehr der mehreren orthogonalen Kanäle durchgeführt werden, ausgeführt entweder
zusätzlich
zu, oder anstatt, des Erhöhens
der Übertragungsrate über Verringerung
der Wiederholungsrate NR. Zum Beispiel kann
ein Multiplexierer (nicht gezeigt) eine einzige Datenquelle in mehrere
Datenquellen aufsplitten, um über
mehrere Datensubkanäle übertragen zu
werden. Somit kann die gesamte Übertragungsrate über entweder Übertragung über einen
bestimmten Kanal bei höheren
Raten oder mehrere Übertragungen,
welche gleichzeitig über mehrere
Kanäle
durchgeführt
werden, oder beides, erhöht
werden, bis die Signalverarbeitungskapazität des Empfangssystems überschritten
wird und die Fehlerrate inakzeptabel wird, oder die maximale Sendeleistung der
Sendesystemleistung erreicht wird.
-
Das
Vorsehen von mehreren Kanälen
erhöht
auch die Flexibilität
in der Übertragung
von unterschiedlichen Typen von Daten. Zum Beispiel kann der BPSK
Kanal zur Sprachinformation zugewiesen sein und der QPSK Kanal zur Übertragung
von digitalen Daten zugewiesen sein. Dieses Ausführungsbeispiel könnte mehr verallgemeinert
werden durch Zuweisen von einem Kanal zur Übertragung von zeitsensitiven
Daten wie Sprache oder bei einer niedrigeren Datenrate, und Zuweisen
des anderen Kanals zur Übertragung
von weniger zeitsensitiven Daten wie digitalen Dateien. In diesem
Ausführungsbeispiel
kann Verschachtelung in größeren Blöcken für die weniger
zeitsensitiven Daten durchgeführt
werden, um die Zeitdiversität
weiter zu erhöhen.
In einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung führt
der BPSK Kanal primäre Übertragung
von Daten aus, und der QPSK Kanal führt Überlaufübertragung aus. Die Verwendung
von orthogonalen Walshcodes eliminiert oder verringert wesentlich
jegliche Interferenz zwischen den Sätzen von Kanälen, welche
von einer Teilnehmereinheit gesendet werden, und minimiert somit
die Sendeenergie, welche für
ihren erfolgreichen Empfang bei der Basisstation notwendig ist.
-
Um
die Verarbeitungskapazität
des Empfangssystems zu erhöhen,
und dadurch den Grad zu erhöhen, zu
welchem die höhere Übertragungskapazität der Teilnehmereinheit
verwendet werden kann, werden auch Pilotdaten über einen der orthogonalen
Kanäle übertragen.
Unter Verwendung der Pilotdaten kann kohärente Verarbeitung bei dem
Empfangssystem durch Bestimmen und Entfernen des Phasenversatzes
des Rückverbindungssignals
durchgeführt
werden. Auch können
die Pilotdaten verwendet werden, um Mehrpfadsignale, welche mit
unterschiedlichen Zeitverzögerungen
empfangen werden, bevor sie in einem Rakeempfänger kombiniert werden, optimal
zu gewichten. Sobald der Phasenversatz entfernt ist, und die Mehrpfadsignale
korrekt gewichtet sind, können
die Mehrpfadsignale kombiniert werden, wodurch die Leistung mit
welcher das Rückverbindungssignal
zur korrekten Verarbeitung empfangen werden muß, verringert wird. Die Verringerung
in der benötigten
Empfangsleistung erlaubt, dass größere Übertragungsraten erfolgreich
verarbeitet werden, oder umgekehrt, dass die Interferenz zwischen
einem Satz von Rückverbindungssignalen
verringert wird. Während einige
zusätzliche
Sendeleistung notwendig ist für
die Übertragung
des Pilotsignals, wird in dem Kontext von höheren Übertragungsraten das Verhältnis von
Pilotkanalleistung zu der gesamten Rückverbindungssignalleistung
wesentlich niedriger als dasjenige, welches mit zellularen Systemen
zur digitalen Sprachdatenübertragung
mit niedrigerer Datenrate verbunden ist. Somit überwiegen innerhalb eines CDMA
Systems mit hoher Datenrate die Eb/N0 Verstärkungen
bzw. Gewinnen (gains), welche durch die Verwendung von kohärenter Rückverbindung
erreicht werden, die zusätzliche
Leistung, welche notwendig ist, um Pilotdaten von jeder Teilnehmereinheit
zu senden.
-
Die
Verwendung von Verstärkungseinstellungen 152–158 wie
auch des Hauptverstärkers 172 erhöht ferner
den Grad, zu welchem die hohe Übertragungskapazität des oben
beschriebenen Systems verwendet werden kann, durch Erlauben, dass
das Übertragungssystem
verschiedene Funkkanalzustände, Übertragungsraten,
und Datentypen annimmt. Insbesondere kann die Sendeleistung eines
Kanals, welche zum korrekten Empfang notwendig ist, sich mit der
Zeit, und mit sich verändernden
Bedingungen, verändern,
und zwar in einer Art und Weise, welche unabhängig von den anderen orthogonalen
Kanälen
ist. Zum Beispiel kann es sein, dass während der anfänglichen
Akquisition des Rückverbindungssignals
die Leistung des Pilotkanals erhöht
werden muß,
um die Detektion und Synchronisation bei der Basisstation zu ermöglichen.
Sobald das Rückverbindungssignal
akquiriert wurde, würde
jedoch die notwendige Sendeleistung des Pilotkanals sich wesentlich
verringern, und würde
abhängig
von verschiedenen Faktoren einschließlich des Grads der Bewegung der
Teilnehmereinheiten variieren. Dementspre chend würde der Wert des Verstärkungseinstellfaktors
A0 während
Signalakquisition erhöht
werden, um dann während
einer sich im Gange befindenden Kommunikation verringert werden.
In einem anderen Beispiel kann, wenn Information, welche toleranter
gegenüber
Fehler ist, über
die Vorwärtsverbindung übertragen
wird, oder die Umgebung, in welcher die Vorwärtsverbindungsübertragung
stattfindet, nicht zu Schwundzuständen neigt, der Verstärkungseinstellfaktor
A1 verringert werden, weil der Bedarf zum Übertragen
von Leistungssteuerungsdaten mit einer niedrigen Fehlerrate sich
verringert. In einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird, wann immer Leistungssteuerungseinstellung nicht
notwendig ist, der Verstärkungseinstellfaktor
A1 auf null verringert.
-
In
einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird die Fähigkeit
zum Verstärkungseinstellen von
jedem orthogonalen Kanal des gesamten Rückverbindungssignals weiter
ausgebeutet, und zwar in dem der Basisstation 120 oder
anderem Empfangssystem erlaubt wird, die Verstärkungseinstellung eines Kanals, oder
des gesamten Rückverbindungssignals,
einzustellen, und zwar durch die Verwendung von Leistungssteuerungskommandos,
welche über
das Vorwärtsverbindungssignal übertragen
werden. Insbesondere kann die Basisstation Leistungssteuerungsinformation übertragen,
welche anfordert, dass die Sendeleistung eines bestimmten Kanals
oder des gesamten Rückverbindungssignals
eingestellt wird. Dies ist vorteilhaft in vielen Fällen, einschließlich, wenn
zwei Typen von Daten, welche unterschiedliche Sensitivität gegenüber Fehlern haben,
wie digitalisierte Sprache und digitale Daten, über die BPSK und die QPSK Kanäle übertragen
werden. In diesem Fall würde
die Basisstation 120 unterschiedliche Zielfehlerraten für die zwei
zugeordneten Kanäle etablieren.
Wenn die tatsächliche
Fehlerrate eines Kanals die Zielfehlerrate übersteigen würde, würde die
Basisstation die Teilnehmereinheit anweisen, die Verstärkungseinstellung
des Kanals zu verringern, bis die tatsächliche Fehlerrate die Zielfehlerrate
erreicht hat. Dies würde
evtl. dazu führen,
dass der Verstärkungseinstellfaktor
von einem Kanal relativ zu dem anderen erhöht wird. Dies bedeutet, dass
der Verstärkungseinstellfaktor,
welcher mit den fehlersensitiveren Daten verbunden ist, relativ zu
dem Verstärkungseinstellfaktor,
welcher mit den weniger fehlersensitiven Daten verbunden ist, erhöht wird.
In anderen Fällen
kann die Sendeleistung der gesamten Rückverbindung die Einstellung
aufgrund von Schwundzuständen
oder Bewegung der Teilnehmereinheit 100 erfordern. In diesen
Fällen
kann die Basisstation 120 dies durch Übertragung eines einzigen Leistungssteuerungskommandos
durchführen.
-
Somit
kann, durch Erlauben, dass die Verstärkung der vier orthogonalen
Kanäle
unabhängig
voneinander, wie auch zusammen miteinander, eingestellt wird, die
gesamte Sendeleistung des Rückverbindungssignals
bei dem Minimum gehalten werden, welches zur erfolgreichen Übertragung
von jedem Datentyp notwendig ist, unabhängig davon, ob es sich um Pilotdaten,
Leistungssteuerungsdaten, Signalisierungsdaten, oder unterschiedliche
Typen von Benutzerdaten handelt. Ferner kann erfolgreiche Übertragung
unterschiedlich für jeden
Datentyp definiert werden. Das Übertragen
mit dem minimalen Betrag von Leistung, welche notwendig ist, erlaubt,
dass der größte Betrag
von Daten zu der Basisstation übertragen
wird, bei gegebener endlicher Sendeleistungsfähigkeit einer Teilnehmereinheit,
und verringert auch die Interferenz zwischen Teilnehmereinheiten.
Die Verringerung in der Interferenz erhöht die gesamte Kommunikationskapazität des gesamten
CDMA drahtlosen zellularen Systems.
-
Der
Leistungssteuerungskanal, welcher in dem Rückverbindungssignal verwendet
wird, erlaubt es der Teilnehmereinheit, Sendeleistungssteuerungsinformation
zu der Basisstation mit einer Vielzahl von Raten einschließlich einer
Rate von 800 Leistungssteuerungsbits pro Sekunde zu übertragen.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist ein Leistungssteuerungsbit die Basisstation
an, die Sendeleistung des Vorwärtsverbindungsverkehrskanals,
welcher verwendet wird, um Information zu der Teilnehmereinheit
zu übertragen,
zu erhöhen
oder zu verringern. Während
es im Allgemeinen nützlich
ist, schnelle Leistungssteuerung innerhalb eines CDMA Systems zu
haben, ist es insbesondere nützlich
in dem Kontext von Kommunikationen mit höherer Datenrate, welche Datenübertragungen
involvieren, weil digitale Daten sensitiver gegenüber Fehlern
sind, und die höhere Übertragung
verursacht, dass wesentliche Beträge von Daten während auch kurzen
Schwundzuständen
verloren werden. Unter der Annahme, dass eine Rückverbindungsübertragung
mit hoher Geschwindigkeit wahrscheinlich durch eine Vorwärtsverbindungsübertragung
mit hoher Geschwindigkeit begleitet wird, vereinfacht das Vorsehen
für die
schnelle Übertragung
von Leistungssteuerung über
die Rückverbindung
ferner Hochgeschwindigkeitskommunikationen innerhalb von CDMA Drahtloskommunikationssystemen.
-
In
einem alternativen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird ein Satz von Codierereingangsraten E
R,
definiert durch das bestimmte N
R, verwendet,
um einen bestimmten Typ von Daten zu übertragen. Das bedeutet, dass
Daten mit einer maximalen Codierereingangsrate E
R oder
mit einem Satz von niedrigeren Codierereingangsraten E
R übertragen
werden können,
wobei das zugeordnete N
R dementsprechend eingestellt
sind. In der bevorzugten Implementierung dieses Ausführungsbeispiels
korrespondieren die maximalen Raten zu den maximalen Raten, welche
in IS-95 kompatiblen Drahtloskommunikationssystemen verwendet werden,
auf welche oben stehend mit Bezug auf Tabellen II und III als RS1-volle
Rate und RS2-volle Rate Bezug genommen wurde und jede niedrigere
Rate ist ungefähr
die Hälfte
der nächsten
höheren
Rate, wodurch ein Satz von Raten erzeugt wird, welcher aus einer
vollen Rate, einer halben Rate, einer viertel Rate und einer achtel
Rate besteht. Die niedrigeren Datenraten werden bevorzugterweise
durch Erhöhung
der Symbolwiederholungsrate NR generiert, wobei der Wert von NR
für den
Ratensatz 1 und Ratensatz 2 in einem BPSK Kanal in Tabelle IV gegeben
wird.
Bezeichnung | ER,QPSK (bps) | Codiererausgang
R = 1/4 (Bits/Rahmen) | NR,R=1/4 (Wiederholungsrate, R = 1/4) | Codiererausgang
R = 1/2 (Bits/Rahmen) | NR,R=1/2 (Wiederholungsrate, R = 1/2) |
RS2-volle Rate | 14.400 | 1.152 | 5
1/3 | 576 | 10
2/3 |
RS2-halbe Rate | 7.200 | 576 | 10
2/3 | 288 | 21
1/3 |
RS2-viertel Rate | 3.600 | 288 | 21
1/3 | 144 | 42
2/3 |
RS2-achtel Rate | 1.900 | 152 | 40
8/19 | 76 | 80
16/19 |
RS1-volle Rate | 9.600 | 768 | 8 | 384 | 16 |
RS1-halbe Rate | 4.800 | 384 | 16 | 192 | 32 |
RS1-viertel Rate | 2.800 | 224 | 27
3/7 | 112 | 54
6/7 |
RS1-achtel Rate | 1.600 | 128 | 48 | 64 | 96 |
NULL | 850 | 68 | 90
6/17 | 34 | 180
12/17 |
Tabelle
IV. RS1 und RS2 Ratensätze
in BPSK Kana
-
Die
Wiederholungsrate für
einen QPSK Kanal ist zweimal diejenige des BPSK Kanals.
-
Gemäß dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird, wenn die Datenrate eines Rahmens sich mit Bezug
auf den vorhergehenden Rahmen verändert, die Sendeleistung des
Rahmens gemäß der Veränderung
in der Übertragungsrate
eingestellt. Das bedeutet, dass wenn ein Rahmen mit niedrigerer
Rate übertragen
wird nach einem Rahmen mit höherer
Rate, die Sendeleistung des Übertragungskanals, über welchen
der Rahmen übertragen
wird, für
den Rahmen mit niedrigerer Rate in Proportion zu der Verringerung
in der Rate verringert wird, und umgekehrt. Wenn zum Beispiel die
Sendeleistung des Kanals während
der Übertragung
eines Rahmens mit voller Rate die Sendeleistung T ist, wird die
Sendeleistung während
der nachfolgenden Übertragung
eines Rahmens mit halber Rate die Sendeleistung T/2. Die Verringerung
in der Sendeleistung wird bevorzugterweise durch Verringerung der
Sendeleistung für
die gesamte Dauer des Rahmens durchgeführt, aber kann auch durch Verringerung
des Übertragungslastzyklus
derart durchgeführt
werden, dass einige redundante Information „ausgestrichen" wird. In jedem Fall
findet die Sendeleistungseinstellung in Kombination mit einem Closed
Loop Leistungssteuerungsmechanismus statt, wobei die Sendeleistung
weiter ansprechend darauf eingestellt wird, dass die Leistungssteuerungsdaten
von der Basisstation übertragen
werden.
-
5 ist
ein Blockdiagramm des HF Verarbeitungssystems 122 und des
Demodulators 124 von 2, gemäß dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung konfiguriert. Multiplizierer 180a und 180b herunterkonvertieren
die Signale, welche von der Antenne 121 mit einem In-Phase
Sinusoid und einem Quadratur-Phase Sinusoid empfangen wurden, wodurch
In-Phase Empfangssamples
RI und Quadratur-Phase Empfangssamples RQ jeweils erzeugt werden. Es soll verstanden
werden, dass das HF Verarbeitungssystem 122 in einer stark
vereinfachten Form gezeigt ist, und dass die Signale auch gemäß weitläufig bekannten
Techniken anpassgefiltert und digitalisiert (nicht gezeigt) werden
können.
Empfangssamples RI und RQ werden dann auf
Fingerdemodulatoren 182 innerhalb des Demodulators 124 angewandt.
Jeder Fingerdemodulator 182 verarbeitet eine Version des
Rückverbindungssignals,
welches durch die Teilnehmereinheit 100 übertragen
wird, wenn eine solche Version verfügbar ist, wobei jede Version
des Rückverbindungssignals über Multipfadphänomen generiert
wird. Während
drei Fingerdemodulatoren gezeigt sind, ist die Verwendung von alternativen
An zahlen von Fingerprozessoren konsistent mit der Erfindung, einschließlich der
Verwendung eines einzigen Fingerdemodulators 182. Jeder
Fingerdemodulator 182 erzeugt einen Satz von Weichentscheidungsdaten,
welche aus Leistungssteuerungsdaten, BPSK Daten, und QPSKI Daten und QPSKQ Daten
bestehen. Jeder Satz von Weichentscheidungsdaten ist auch zeiteingestellt
innerhalb des korrespondierenden Fingerdemodulators 182,
obwohl die Zeiteinstellung innerhalb des Kombinierers 184 in
einem alternativen Ausführungsbeispiel
der Erfindung durchgeführt
werden könnte.
Der Kombinierer 184 summiert dann die Sätze von Weichentscheidungsdaten,
welche von den Fingerdemodulatoren 182 empfangen wurden,
um eine einzige Version von Leistungsteuerung, BPSK, QPSKI und QPSKQ Weichentscheidungsdaten
zu erhalten.
-
6 ist
ein Blockdiagramm eines Fingerdemodulators 182 von 5,
welcher gemäß dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung konfiguriert ist. Die RI und
RQ Empfangssamples sind erstmalig eingestellt
unter Verwendung der Zeiteinstellung 190 gemäß des Betrags
von Verzögerung,
welcher durch den Übertragungspfad
von der bestimmten Version des Rückverbindungssignals,
welches verarbeitet wird, eingefügt
wird. Der Langcode 200 wird mit Pseudozufallsspreizcodes
PNI und PNQ unter
Verwendung von Multiplizierern 201 gemischt, und das komplex
Konjugierte der resultierenden Langcode modulierten PNI und
PNQ Spreizcodes wird komplex multipliziert
mit den Zeit eingestellten RI und RQ Empfangssamples unter Verwendung von Multiplizierern 202 und
Summierern 204, wodurch Ausdrücke XI und
XQ erhalten werden. Drei separate Versionen
der XI und XQ Terme
werden dann unter Verwendung der Walshcodes W1,
W2 und W3 jeweils demoduliert,
und die resultierenden Walsh-demodulierten Daten werden über vier
Demodulationschips unter Verwendung von 4-zu-1 Summierern 212 summiert.
Eine vierte Version der XI und XQ Daten wird über vier Demodulationschips
unter Verwendung von Summierern 208 summiert, und dann
unter Verwendung von Pilotfiltern 214 gefiltert. In dem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung führt
der Pilotfilter 214 eine Mittelwertbildung über eine
Serie von Summationen durch, welche durch Summierer 208 durchgeführt wurden, aber andere
Filtertechniken werden dem Fachmann offensichtlich sein. Die gefilterten
In-Phase und Quadratur-Phase Pilotsignale werden verwendet, um die
W1 und W2 Walsh-Code-demodulierten
Daten gemäß BPSK modulierten
Daten über
komplex konjugierte Multiplikation unter Verwendung von Multiplizierern 216 und
Addierern 217 Phasen zu rotieren und zu skalieren, wodurch
Weichentscheidungs-Leistungssteuerungs- und BPSK Daten erhalten
werden. Die W3 Walsh-Code-modulierten Daten
werden phasenrotiert unter Verwendung von In-Phase und Quadratur-Phase
gefilterten Pilotsignalen gemäß QPSK modulierten
Daten unter Verwendung von Multiplizierern 218 und Addierern 220,
wodurch Weichentscheidungs-QPSK Daten erhalten werden. Die Weichentscheidungsleistungssteuerungsdaten
werden über 384 Modulationssymbole
durch einen 384-zu-1 Summierer 222 summiert, wodurch Leistungssteuerungsweichentscheidungsdaten
erhalten werden. Die phasenrotierten W2 Walsh-Codemodulierten
Daten, die W3 Walsh-Codemodulierten Daten, und die Leistungssteuerungsweichentscheidungsdaten
werden dann zum Kombinieren verfügbar
gemacht. In einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird Codierung und Decodierung auf den Leistungssteuerungsdaten
ebenfalls ausgeführt.
-
Zusätzlich zu
dem Vorsehen von Phaseninformation kann der Pilot auch innerhalb
des Empfangssystems verwendet werden, um Zeitverfolgung zu ermöglichen.
Zeitverfolgung wird durch Verarbeiten der empfangenen Daten bei
einer Samplezeit vor (früh)
und einer Samplezeit nach (spät),
des derzeit empfangenen Sampels, welches verarbeitet wird, verarbeitet.
Um die Zeit zu bestimmen, welche am nächsten zur tatsächlichen
Ankunftszeit passt, kann die Amplitude des Pilotkanals zu der frühen und
späten
Samplezeit mit der Amplitude der derzeitigen Samplezeit verglichen
werden, um zu bestimmen, welche größer ist. Wenn das Signal zu
einer der benachbarten Sendezeiten größer ist als die derzeitige
Sendezeit, kann das Timing derart eingestellt werden, dass die besten
Demodulationsergebnisse erhalten werden.
-
7 ist
ein Blockdiagramm des BPSK Kanaldecodierers 128 und des
QPSK Kanaldecodierers 126 (2), und
zwar gemäß dem exemplari schen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung konfiguriert. BPSK Weichentscheidungsdaten von dem
Kombinierer 184 (5) werden
durch den Akkumulator 240 empfangen, welcher die erste
Sequenz von 6.144/NR Demodulationssymbolen in dem empfangenen Rahmen
speichert, wobei NR von der Übertragungsrate
der BPSK Weichentscheidungsdaten wie oben stehend beschrieben abhängt, und
er addiert jeden nachfolgenden Satz von 6.144/NR demodulierten Symbolen,
welche in dem Rahmen mit den korrespondierenden gespeicherten akkumulierten
Symbolen enthalten sind. Der Blockentschachtler 242 entschachtelt
die akkumulierten Weichentscheidungsdaten von dem Summierer 240 mit
variablem Startpunkt, und der Viterbi-Decodierer 244 decodiert
die entschachtelten Weichentscheidungsdaten, um Hartentscheidungsdaten
ebenso wie CRC Prüfsummenergebnisse
zu erzeugen. Innerhalb des QPSK Decodierers 126 werden
QPSKI und QPSKQ Weichentscheidungsdaten
von dem Kombinierer 184 (5) demultiplexiert
in einen einzigen Weichentscheidungsdatenstrom durch Demux 246,
und der einzige Weichentscheidungsdatenstrom wird durch den Akkumulator 248 empfangen,
welcher alle 6.144/NR Demodulationssymbole ackumuliert, wobei NR von der Übertragungsrate der QPSK Daten
abhängt.
Der Blockentschachtler 250 entschachtelt die Weichentscheidungsdaten
von dem Summierer 248 mit variablem Startpunkt, und der
Viterbi-Decodierer 252 decodiert die entschachtelten Modulationssymbole,
um Hartentscheidungsdaten wie auch CRC Prüfsummenergebnisse zu erzeugen.
In dem alternativen exemplarischen Ausführungsbeispiel, welches oben
mit Bezug auf 3 beschrieben ist, in welchem
die Symbolwiederholung vor der Verschachtelung durchgeführt wird,
sind die Akkumulatoren 240 und 248 nach den Blockentschachtlern 242 und 250 angeordnet.
In dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung, welches die Verwendung von Ratensätzen beinhaltet, und in welchem
deshalb die Rate von bestimmten Rahmen nicht bekannt ist, werden
mehrere Decodierer verwendet, wobei jeder mit einer unterschiedlichen Übertragungsrate
betrieben wird, und dann wird der Rahmen, welcher zu der Übertragungsrate
zugeordnet ist, welcher am wahrscheinlichsten verwendet wurde, ausgewählt, und zwar
basierend auf CRC Prüfsummenergebnissen.
-
Die
Verwendung von anderen Fehlerüberprüfungsverfahren
ist konsistent mit der Praxis der vorliegenden Erfindung.
-
Nun
auf 8 zuwendend ist ein Rückverbindungsübertragungssystem,
in welchem die Steuerungsdaten und die Pilotdaten in einen Kanal
kombiniert wurden, gezeigt. Es soll verstanden werden, dass die
Erfindung ebenso auf Vorwärtsverbindungsübertragungen
angewandt werden kann, aber zusätzliche
Vorteile bietet, wenn sie in der entfernten Mobilstation vorgesehen
ist. Zusätzlich
wird es vom Fachmann verstanden werden, dass Steuerungsdaten auf
anderen Kanälen
multiplexiert werden können,
welche durch die entfernte Station übertragen werden. Jedoch werden
in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
die Steuerungsdaten auf den Pilotkanal multiplexiert, weil der Pilotkanal
im Gegensatz zu fundamentalen und zusätzlichen Kanälen immer
vorhanden ist, unabhängig
davon, ob die entfernte Station Verkehrsdaten zum Senden zu der
zentralen Kommunikationsstation hat. Zusätzlich, obwohl die vorliegende
Erfindung in den Ausdrücken
vom Multiplexieren der Daten auf dem Pilotkanal beschrieben ist,
ist sie ebenfalls auf den Fall anwendbar, in welchem die Leistungssteuerungsdaten
in den Pilotkanal punktuiert werden.
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Pilotdaten,
welche nur aus einem Strom von binären „eins" Werten bestehen, werden zu einem Multiplexierer
(MUX) 300 geliefert. Zusätzlich werden die Steuerungskanaldaten,
welche in dem exemplarischen Ausführungsbeispiel Leistungssteuerungsdaten,
bestehend aus +1 und -1 Werten, anzeigend für die Anweisung für die Basisstation
zum Erhöhen
oder Verringern ihrer Sendeleistung sind, zu MUX 300 geliefert.
Der Multiplexierer 300 kombiniert die zwei Datenströme durch
Liefern der Steuerungsdaten in vorbestimmten Positionen in die Pilotdaten.
Die multiplexierten Daten werden dann zu einem ersten Eingang von
Multiplizierern 310 und 328 geliefert.
-
Der
zweite Eingang des Multiplizierers 300 wird mit einer Pseudorausch-(PN
= pseudo noise) Sequenz von +1 und -1 Werten beliefert. Die Pseudorauschsequenz,
welche zu den Multiplizierern 310 und 312 geliefert wird, wird
durch Multiplikation der kurzen PN Sequenz (PNI)
mit dem Langcode generiert. Die Generation von kurzen PN Sequenzen
und Langcodesequenzen ist im Stand der Technik gut bekannt und detailliert
in dem IS-95 Standard beschrieben. Der zweite Eingang des Multiplizierers 328 wird
mit einer Pseudorausch (PN) Sequenz von +1 und -1 Werten beliefert.
Die Pseudorauschsequenz, welche zu den Multiplizierern 318 und 328 geliefert
wird, wird durch Multiplikation der kurzen PN Sequenz (PNQ) mit dem Langcode generiert.
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Die
Ausgabe des Multiplizierers 310 wird zu einem ersten Eingang
des Multiplizierers 314 geliefert. Die Ausgabe des Multiplizierers 318 wird
zu dem Verzögerungselement 320 geliefert,
welches die Eingangsdaten um ein Zeitintervall gleich zu einem halben
Chip verzögert.
Das Verzögerungselement 320 liefert
das verzögerte
Signal zu dem subtrahierenden Eingang des Subtrahierers 314.
Die Ausgabe des Subtrahierers 314 wird zur Übertragung
zu Basisbandfiltern und Pilotverstärkungselementen (nicht gezeigt)
geliefert.
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Die
Ausgabe des Multiplizierers 328 wird zu dem Verzögerungselement 330 geliefert,
welches die Eingabedaten um einen halben Chipzyklus verzögert, wie
mit Bezug auf die Verzögerung 320 beschrieben.
Die Ausgabe des Verzögerungselements 330 wird
zu einem zweiten summierenden Eingang des Summierers 322 geliefert.
Der erste Eingang des Summiererelements 322 ist die Ausgabe
des Multiplizierers 312. Die summierte Ausgabe von dem
Summierer 322 wird zur Übertragung
zu Basisbandfiltern und Pilotverstärkungselementen (nicht gezeigt)
geliefert.
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Verkehrsdaten,
welche auf dem zusätzlichen
Kanal übertragen
werden sollen, welche aus +1 und -1 Werten bestehen, werden zu einem
ersten Eingang des Multiplizierers 302 geliefert. Der zweite
Eingang des Multiplizierers 302 wird mit einer sich wiederholenden
Walshsequenz (+1, -1) beliefert. Wie oben stehend beschrieben ist
die Walshabdeckung vorhanden, um die Interferenz zwischen Kanälen von
Daten, welche von der entfernten Station übertragen werden, zu verringern.
Die Produktdatensequenz von dem Multiplizie rer 302 wird
zu dem Verstärkungselement 304 geliefert,
welches die Amplitude auf einen Wert skaliert, welcher relativ zu
der Pilot-/Steuerungskanalverstärkung bestimmt
wird. Die Ausgabe des Verstärkungselements 304 wird
zu einem ersten Eingang des Summierers 316 geliefert. Die
Ausgabe des Summierers 316 wird zu den Eingängen der
Multiplizierer 312 und 318 geliefert und die Verarbeitung
fährt wie
oben stehend beschrieben fort.
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Verkehrsdaten,
welche auf dem fundamentalen Kanal übertragen werden sollen, welche
aus +1 und -1 Werten bestehen, werden zu einem ersten Eingang des
Multiplizierers 306 geliefert. Der zweite Eingang des Multiplizierers 306 wird
mit einer jeweiligen Walshsequenz (+1, +1, -1, -1) beliefert. Wie
oben stehend beschrieben verringert die Walshabdeckung die Interferenz
zwischen Kanälen
von Daten, welche von der entfernten Station übertragen werden. Die Produktdatensequenz
von dem Multiplizierer 306 wird zu dem Verstärkungselement 308 geliefert,
welches die Amplitude auf einen Wert skaliert, welcher relativ zu
der Pilot-/Steuerungskanalverstärkung
bestimmt wird. Die Ausgabe des Verstärkungselements 308 wird
zu einem zweiten Eingang des Summierers 316 geliefert.
Die Ausgabe des Summierers 316 wird zu den Eingängen der
Multiplizierer 312 und 318 geliefert, und die
Verarbeitung fährt
wie oben stehend beschrieben fort.
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Unter
Bezugnahme auf 9 wird das Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung derart gezeigt, dass es die notwendigen
Filteroperationen beinhaltet und einen zusätzlichen Vorteil zeigt, welcher
durch Kombinieren der Pilot- und Steuerungsdaten erhalten wird.
Dies ist eine Verringerung in der Menge von notwendigem Filterschaltkreis.
Wie mit Bezug auf 8 beschrieben werden die Pilotdaten
und die Steuerungskanaldaten zusammen durch den Multiplexierer (MUX) 350 multiplexiert.
Die multiplexierten Daten, welche aus +1 und -1 Werten bestehen,
werden zu einem ersten Eingang der Multiplizierer 352 und 354 geliefert.
Der zweite Eingang des Multiplizierers 352 wird durch Multiplikation
des kurzen PN Codes PNI mit dem Langcode
in dem Multiplizierer 390 beliefert. Das Produkt von dem
Multiplizierer 352 wird zu dem Filter 356 mit
begrenztem Impulsansprechverhalten (FIR = finite impulse response)
geliefert. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist FIR 356 ein
48 tap bzw. Abgriff-FIR Filter, dessen Design im Stand der Technik
gut bekannt ist. Der zweite Eingang des Multiplizierers 354 wird
durch Multiplikation des kurzen PN Codes PNQ mit
dem Langcode in dem Multiplizierer 392 beliefert. Die Ausgabe
des FIR 356 wird zu dem summierenden Eingang des Subtrahierers 374 geliefert.
Die Ausgabe des Subtrahierers 374 wird zur Übertragung
zu Heraufkonvertierern und Pilotverstärkungselementen (nicht gezeigt)
geliefert.
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Das
Produkt von dem Multiplizierer 384 wird zu dem Filter 358 mit
begrenzter Impulsantwort geliefert. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist FIR 358 ein 48 tap FIR Filter, dessen Design im Stand
der Technik gut bekannt ist. Es soll verstanden werden, dass durch
Kombinieren der Pilot- und Leistungssteuerungsdaten zwei FIR Filter
eliminiert wurden, weil jeder Kanal zwei FIR Filter benötigt. Das
Eliminieren von zwei FIR Filtern verringert die Schaltkreiskomplexität, den Leistungsverbrauch
und die Chipfläche.
Die Ausgabe der FIR 358 wird zu dem Verzögerungselement 360 geliefert,
welches die Ausgabe um einen halben Chip verzögert, bevor das Signal zu einem
ersten summierenden Eingang des Summierers 376 geliefert
wird. Die Ausgabe des Summierers 376 wird zur Übertragung
zu Heraufkonvertierern und Pilotverstärkungselementen (nicht gezeigt)
geliefert.
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Die
Verkehrsdaten des zusätzlichen
Kanals, welche aus +1 und -1 Werten bestehen, werden zu einem ersten
Eingang des Multiplizierers 362 geliefert. Die zweite Eingabe
zu dem Multiplizierer 362 ist eine wiederholende Walshsequenz
(+1, -1), welche wie vorhergehend beschrieben die Interferenz zwischen
den Kanälen verringert.
Die Ausgabe des Multiplizierers 362 wird zu einem ersten
Eingang von Multiplizierern 364 und 366 geliefert.
Der zweite Eingang des Multiplizierers 364 ist eine Pseudorauschsequenz,
welche von dem Multiplizierer 392 geliefert wird und die
zweite Eingabe zu dem Multiplizierer 366 ist die Pseudorauschsequenz,
welche von dem Multiplizierer 390 geliefert wird.
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Die
Ausgabe von dem Multiplizierer 364 wird zu dem FIR-/Verstärkungselement 368 geliefert,
welches das Signal filtert und das Signal gemäß einem Verstärkungsfaktor
relativ zur Einheitsverstärkung
des Pilot-/Steuerungskanals
verstärkt.
Die Ausgabe des FIR-/Verstärkungselements 368 wird
zu dem Verzögerungselement 372 geliefert.
Das Verzögerungselement 372 verzögert das
Signal um 1/2 eines Chips, bevor das Signal zu einem ersten subtrahierenden
Eingang des Subtrahierelements 374 geliefert wird. Die
Verarbeitung der Ausgabe des Subtrahierers 374 fährt wie
oben stehend beschrieben fort.
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Die
Ausgabe von dem Multiplizierer 366 wird zu einem FIR-/Verstärkungselement 370 geliefert,
welches das Signal filtert und das Signal gemäß einem Verstärkungsfaktor
relativ zur Einheitsverstärkung
des Pilot-/Steuerungskanals
verstärkt.
Die Ausgabe des FIR-/Verstärkungselements 370 wird
zu einem zweiten Eingang des Summierelements 376 geliefert.
Die Verarbeitung der Ausgabe des Subtrahierers 376 fährt wie
oben stehend beschrieben fort.
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Die
Verkehrsdaten des fundamentalen Kanals, welche aus +1 und -1 Werten
bestehen, werden zu einem ersten Eingang des Multiplizierers 388 geliefert.
Die zweite Eingabe zu dem Multiplizierer 388 ist eine wiederholende
Walshsequenz (+1, +1, -1, -1), welche wie vorhergehend beschrieben
die Interferenz zwischen den Kanälen
verringert. Die Ausgabe des Multiplizierers 388 wird zu
einem ersten Eingang von Multiplizierern 378 und 384 geliefert.
Die zweite Eingabe des Multiplizierers 378 ist eine Pseudorauschsequenz,
welche von dem Multiplizierer 392 geliefert wird, und die
zweite Eingabe zu dem Multiplizierer 384 ist die Pseudorauschsequenz,
welche von dem Multiplizierer 390 geliefert wird.
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Die
Ausgabe von dem Multiplizierer 378 wird zu dem FIR-/Verstärkungselement 380 geliefert,
welches das Signal filtert und das Signal gemäß eines Verstärkungsfaktors
relativ zur Einheitsverstärkung
des Pilot- /Steuerungskanals
verstärkt.
Die Ausgabe des FIR-/Verstärkungselements 380 wird
zu dem Verzögerungselement 382 geliefert.
Das Verzögerungselement 382 verzögert das
Signal um 1/2 eines Chips bevor das Signal zu einem zweiten subtrahierenden
Eingang des Subtrahierelements 374 geliefert wird. Die
Verarbeitung der Ausgabe des Subtrahierers 374 fährt wie
oben stehend beschrieben fort.
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Die
Ausgabe des Multiplizierers 384 wird zu dem FIR-/Verstärkungselement 386 geliefert,
welches das Signal filtert und das Signal gemäß eines Verstärkungsfaktors
relativ zur Einheitsverstärkung
des Pilot-/Steuerungskanals verstärkt. Die Ausgabe des FIR-/Verstärkungselements 386 wird
zu einem dritten Eingang des Summierelements 376 geliefert.
Die Verarbeitung der Ausgabe des Subtrahierers 376 fährt wie
oben stehend beschrieben fort.
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Unter
Bezugnahme auf 10 ist ein Empfänger zum
Verarbeiten der Daten, wobei die Steuerungsdaten mit den Pilotsignaldaten
multiplexiert werden, gezeigt. Die Daten werden durch eine Antenne
(nicht gezeigt) empfangen und herunterkonvertiert, gefiltert und
gesampelt. Die gefilterten Datensamples werden zu Verzögerungselementen 400 und 402 geliefert.
Die Verzögerungselemente 400 und 402 verzögern die
Daten um die Hälfte
eines Chipzyklus, bevor sie die Daten zu einem ersten Eingang von
Multiplizierern 404 und 406 liefern. Der zweite
Eingang der Multiplizierer 404 und 406 wird mit
einer Pseudorauschsequenz beliefert, welche durch den Multiplizierer 450 geliefert
wird. Der Multiplizierer 450 generiert die Pseudorauschsequenz durch
Multiplizieren des Kurzcode PNI mit dem
Langcode, wie vorstehend beschrieben.
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Die
gefilterten Samples werden auch direkt (ohne Verzögerung)
zu einem ersten Eingang von Multiplizierern 446 und 448 geliefert.
Der zweite Eingang von Multiplizierern 446 und 448 wird
mit einer Pseudorauschsequenz durch den Multiplizierer 452 beliefert.
Der Multiplizierer 452 generiert eine Pseudorauschsequenz
durch Multiplizieren des kurzen PN Codes (PNQ)
mit dem Langcode. Die Ausgabe von dem Multiplizierer 404 wird
zu einem ersten Eingang des Summierers 408 geliefert, und
die Ausgabe von dem Multiplizierer 446 wird zu einem zweiten
Eingang des Summierers 408 geliefert. Die Ausgabe von dem
Multiplizierer 406 wird an einen summierenden Eingang von
Subtrahierer 410 geliefert, und die Ausgabe vom Multiplizierer 448 wird
an einen subtrahierenden Eingang des Subtrahierers 410 geliefert.
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Die
Ausgabe von Summierer 408 wird zu dem Verzögerungselement 412 und
dem Pilotsymbolauswähler 434 geliefert.
Der Pilotsymbolauswähler 434 blendet
die Steuerungsdaten von den Pilotdaten aus, bevor das Signal zu
dem Pilotfilter 436 geliefert wird. Der Pilotfilter 436 filtert
das Signal und liefert das gefilterte Pilotsignal zu Multiplizierern 416 und 418.
Ebenso blendet der Pilotsymbolauswähler 438 die Steuerungsdaten von
den Pilotdaten aus, bevor das Signal zu dem Pilotfilter 440 geliefert
wird. Der Pilotfilter 440 filtert das Signal und liefert
das gefilterte Pilotsignal zu Multiplizierern 442 und 444.
Die Verzögerung 412 wird
verwendet, um die Daten durch die zwei Pfade zu synchronisieren,
bevor sie zu dem Multiplizierer 416 geliefert werden. Dies bedeutet,
dass das Verzögerungselement 412 eine
Verzögerung
liefert, welche gleich ist zu der Verarbeitungsverzögerung des
Pilotsymbolauswählers 434 und
des Pilotfilters 436, welche gleich ist zu der Verarbeitungsverzögerung des
Pilotsymbolauswählers 438 und
des Pilotfilters 440. Ähnlich
synchronisiert das Verzögerungselement 414 die
Daten welche zu den Multiplizieren 418 und 442 geliefert
werden.
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Die
Ausgabe des Verzögerungselements 412 wird
zu einem ersten Eingang von Multiplizierern 416 und 444 geliefert.
Der zweite Eingang zu dem Multiplizierer 416 wird durch
die Ausgabe des Pilotfilters 436 beliefert. Der zweite
Eingang zu dem Multiplizierer 444 wird durch den Pilotfilter 440 beliefert.
Die Ausgabe des Verzögerungselements 414 wird
zu einem ersten Eingang zu Multiplizierern 418 und 442 geliefert.
Der zweite Eingang zu dem Multiplizierer 418 wird durch
die Ausgabe des Pilotfilters 436 beliefert. Die zweite
Eingabe zu dem Multiplizierer 442 wird durch den Pilotfilter 440 beliefert.
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Die
Ausgabe des Multiplizierers 416 wird zu einem ersten Eingang
des Summierers 420 geliefert, und der zweite Eingang des
Summierers 420 wird durch die Ausgabe des Multiplizierers 442 beliefert.
Die Summe von dem Summierer 420 wird zu dem Steuerungssymbolauswähler 442 geliefert,
welcher die Steuerungsdaten von den Pilotkanaldaten separiert und
diese Information zu einem nicht gezeigten Steuerungsprozessor liefert, welcher
die Basisstationssendeleistung ansprechend darauf einstellt.
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Die
Ausgabe von dem Multiplizierer 418 wird zu einem summierenden
Eingang des Subtrahierers 422 geliefert. Die Ausgabe von
dem Multiplizierer 444 wird zu einem subtrahierenden Eingang
des Subtrahierers 422 geliefert. Die Ausgabe des Subtrahierers 422 wird
zu einem ersten Eingang des Multiplizierers 426 geliefert.
Der zweite Eingang des Multiplizierers 426 wird mit der
wiederholenden Walshsequenz (+1, -1) beliefert. Das Produkt von
dem Multiplizierer 426 wird zu dem Summierelement 428 geliefert,
welches die Eingabebits über
die Walshsequenzperiode summiert, um den zusätzlichen Datenkanal vorzusehen.
Die Ausgabe des Subtrahierers 422 wird zu einem ersten
Eingang des Multiplizierers 430 geliefert. Der zweite Eingang
des Multiplizierers 430 wird mit der wiederholenden Walshsequenz
(+1, +1, -1, -1) beliefert. Das Produkt von dem Multiplizierer 430 wird
zu dem Summierelement 432 geliefert, welches die Eingabebits über die
Walshsequenzperiode summiert, um die fundamentalen Kanaldaten zu
liefern.
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Somit
wurde ein CDMA Drahtloskommunikationssystem mit mehreren Kanälen und
hoher Rate beschrieben. Die Beschreibung wird geliefert, um jedem
Fachmann zu ermöglichen,
die vorliegende Erfindung auszuführen
oder zu benutzen. Die verschiedenen Modifikationen zu diesen Ausführungsbeispielen
werden dem Fachmann unmittelbar offensichtlich sein, und die allgemeinen
Prinzipien, welche hierin definiert wurden, können auf andere Ausführungsbeispiele
ohne die Verwendung der erfinderischen Fähigkeit angewandt werden. Somit
ist es nicht beabsichtigt, die vorliegende Erfindung auf die hierin
gezeigten Ausführungsbeispiele einzuschränken, sondern
ihr soll der weiteste Umfang, welcher mit den Prinzipien und neuen
Merkmalen, welche hierin offenbart sind, konsistent ist, zugestanden
werden.