DE69533540T2

DE69533540T2 - Verfahren und gerät zum ausführen der kodeerfassung in einem cdma übertragungssystem

Info

Publication number: DE69533540T2
Application number: DE69533540T
Authority: DE
Inventors: R. Todd SUTTON
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2015-07-11
Also published as: RU2216852C2; ZA955939B; MX9601211A; FI961294A0; HK1015197A1; FI114593B; JPH09503374A; JP3040481B2; TW305089B; DE69533540D1; CA2172370A1; US5644591A; IL114762A; EP0721703B1; ATE277458T1; AU687228B2; EP0721703A1; AU3095895A; BR9506273A; CN1103147C

Description

I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Spreizspektrumnachrichtensysteme bzw. Spreizspektrumkommunikationen. Spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein neues und verbessertes Verfahren und Vorrichtung zur Akquisition in einer Spreizspektrumkommunikationsumgebung.
II. Beschreibung der verwandten Technik
Die Verwendung von Code-Multiplex-Vielfachzugriffs (code division multiple access, CDMA) Modulationstechniken bzw. -verfahren ist eine von mehreren Techniken zum Erleichtern von Kommunikationen, bei denen eine große Anzahl von Systemnutzern vorhanden ist. Andere Vielfachzugriffskommunikationssystemtechniken, wie beispielsweise Zeitmultiplex-Vielfachzugriff (time division multiple access, TDMA) und Frequenz-Multiplex-Vielfachzugriff (frequency division multiple access, FDMA) sind in der Technik bekannt. Die Spreizspektrummodulationstechnik von CDMA hat jedoch signifikante Vorteile über diese Modulationstechniken für Mehrfachzugriffskommunikationssysteme. Die Verwendung von CDMA-Techniken in einem Vielfachzugriffskommunikationssystem ist im U.S. Patent Nr. 4,901,307 offenbart, erteilt am 13. Februar 1990 mit dem Titel „SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS", übertragen an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung.
CDMA bildet durch seine inhärente Art, dass es ein Breitbandsignal ist, eine Form von Frequenzdiversität, und zwar durch Spreizen der Signalenergie über eine große Bandbreite. Deswegen betrifft bzw. beeinträchtigt frequenzselektiver Schwund nur einen kleinen Teil der CDMA-Signalbandbreite.
Raum- oder Weg- bzw. Pfaddiversität wird durch Vorsehen mehrerer Signalpfade durch simultane Verbindungen von einem Mobilnutzer durch zwei oder mehr Zellstandorte erlangt. Außerdem kann Pfaddiversität erlangt werden durch Ausnutzen der Mehrwegeumgebung durch Spreizspektrumverarbeitung, und zwar durch Zulassen, dass ein Signal mit unterschiedlichen Ausbreitungsverzögerungen getrennt empfangen und verarbeitet wird. Beispiele der Verwendung von Pfaddiversität werden erläutert im U.S. Patent Nr. 5,101,501, erteilt am 31. März 1992 mit dem Titel „SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" und dem U.S. Patent Nr. 5,109,390 erteilt am 28. April 1992 mit dem Titel „DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" beide übertragen an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung und durch Bezugnahme hier aufgenommen.
Die schädlichen Effekte von Schwund können ferner bis zu einem bestimmten Umfang durch Steuerung der Senderleistung in einem CDMA-System gesteuert werden. Ein System zur Zellenstandort- (cell-site) und Mobileinheitleistungssteuerung ist erörert im U.S. Patent Nr. 5,056,109, erteilt am 8. Oktober 1991 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM", Serial No. 07/433,031, eingereicht am 7. November 1989, auch übertragen an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung. Die Verwendung von CDMA-Verfahren in einem Vielfachzugriffskommunikationssystem ist ferner erörtert im U.S. Patent Nr. 5,103,459, erteilt am 7. April 1992 mit dem Titel „SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" übertragen an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung.
Die vorgenannten Patente beschreiben alle die Verwendung eines zur Akquisition bzw. zum Zugang verwendeten Pilotsignals. Die Verwendung eines Pilotsignals befähigt die Mobilstation ein lokales Basisstationskommunikationssystem rechtzeitig zu akquirieren. Die Mobilstation erhält Synchronisationsinformation und relative Signalleistungsinformation von dem empfangenen Pilotsignal.
In einem idealen System, bei dem die Hardwarekonfigurationszeit (set up time) Null ist, wäre ein Suchfenster mit einer Hypothese ideal. Da es jedoch einige Zeit dauert, die Hardware zu konfigurieren, um Suchen durchzuführen, werden Fenster von Hypothesen getestet. Je länger die zur Konfiguration der Hardware benötigte Zeit ist, um so größer ist die nötige Fenstergröße. In komplexen Systemen wird ein Sucher benötigt zum Durchsuchen eines Fensters mit vielen Hypothesen und der nach dem Finden eines Kandidaten für eine synchronisierte Sequenz die Suche über das Fenster eine vorbestimmte Anzahl mal wiederholen wird, um die Synchronisation zu verifizieren. Dieser Prozess benötigt eine inakzeptabel lange Akquisitionszeit. Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren und eine Vorrichtung vor zum Beschleunigen der zum Akquirieren eines des Pilotsignals in einem mobilen Kommunikationssystem benötigten Zeit vor.
Weitere Aufmerksamkeit wird gelenkt auf das Dokument US-A-5 177 765, das ein System und ein Verfahren offenbart zum Akquirieren eines gespreizten Digitalsignals, das TDMA oder TDD digitale Information enthält. Das in dem Dokument beschriebene System behandelt das Problem Akquisition und Tracking in einer Empfängerumgebung zu erlangen unter Verwendung von preiswerten, kleinen Taktgeneratoren (clocks) mit niedriger Leistung in Schaltkreisen. Die Verwendung preiswerter Taktgeneratoren kann zu Fehlausrichtung und Driften bei den Taktgeneratoren zwischen dem Sender und Empfänger führen, was berücksichtigt werden muss, während dem Schritt des Akquirierens eines Signals, aber was sogar kritischer wird während des Trackings bzw. Nachführens des ankommenden Signals. Der in dem referenzierten Dokument beschriebene Prozess weist einen als Hauptakquisitionsdurchlauf (main aquisition sweep) bezeichneten ersten Schritt und einen als der Verfeinerungsdurchlauf bezeichneten zweiten Schritt auf. Das Ziel des Hauptakquisitionsschritts ist, den Pseudozufallssequenzgenerator des Empfängers mit dem gesendeten Akquisitionszeitschlitzsignal auszurichten, wohingegen das Ziel des Verfeinerungsdurchlaufs ist, Taktdriften zu bestimmen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Verarbeiten eines empfangenen Signals unter Verwendung eines Direktsequenzspreizspektrumempfängers nach Anspruch 1, eine Vorrichtung zur Auswahl einer synchronisierten Demodulationssequenz nach Anspruch 17 und ein System zur Aus wahl einer synchronisierten Demodulationssequenz nach Anspruch 23 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist ein neues und verbessertes Verfahren und Vorrichtung, die die Vorwärtsverbindungsakquisitionszeit der Mobileinheit reduziert. Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, die Gesamtzeit zur Akquisition zu minimieren, und zwar durch Beschleunigen der Suchmethode ohne übermäßige Nachteile für falsche Akquisition zu erleiden.
Ein Verfahren zum Bestimmen und Verifizieren der Phase eines Pilotkanals in einem Spreizspektrumkommunikationssystem, das die folgenden Schritte aufweist: Bestimmen eines Satzes berechneter Energiewerte für einen ersten vorbestimmten großen Fenstersatz von PN-Sequenzhypothesen; Vergleichen des Satzes berechneter Energiewerte mit einem ersten Schwellenwert; Bestimmen eines zweiten Satzes berechneter Energiewerte für einen vorbestimmten kleinen Fenstersatz von PN-Sequenzhypothesen, wobei die kleinen Fenster PN-Sequenzhypothesen ein Untersatz des großen Fenstersatzes von PN-Sequenzhypothesen sind, wenn wenigstens ein Energiewert des Satzes berechneter Energiewerte den ersten Schwellenwert übersteigt; und Bestimmen der Phase des Pilotkanals gemäß dem zweiten Satz berechneter Energiewerte.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer werden aus der unten angegebenen detaillierten Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen überall das Gleiche bezeichnen und wobei:
1 ein Blockdiagramm der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Darstellung der Energie versus Chip Offset bzw. Chipversatz für ein fixiertes bzw. festgelegtes Fenster ist;
3 ein Flussdiagramm ist, das eine Implementierung des Sucheralgorithmus mit festgelegter Fenstergröße darstellt;
4 eine Darstellung der Energie versus Chip Offset für das Zoom-Fenster der vorliegenden Erfindung ist; und
5 eine Darstellung der Energie versus Chip Offset für die Zoom-Fensterimplementierung der vorliegenden Erfindung ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Bei einem Spreizspektrumkommunikationssystem wird ein Pilotsignal zum Synchronisieren einer Mobilstation in Phase und Frequenz zu bzw. mit den Übertragungen bzw. Ausstrahlungen einer Basisstation verwendet. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist das Spreizspektrumkommunikationssystem ein Direktsequenz-Spreizspektrumkommunikationssystem. Beispiele solcher Systeme werden im U.S. Patent Nr. 5,056,109 und U.S. Patent Nr. 5,103,459 erörtert. In einem Direktsequenz-Spreizspektrumkommunikationssystem werden die übertragenen bzw. gesendeten Signale über ein Frequenzband gespreizt, das größer ist als die zum Senden der Information nötige minimale Bandbreite, und zwar durch Modulieren einer Trägerwelle mit dem Datensignal, dann Modulieren des resultierenden Signals erneut mit einem Breitbandspreizsignal. In einem Pilotsignal können die Daten als eine Alle-Eins-Sequenz (all ones sequence) betrachtet werden.
Das Spreizsignal wird typischerweise durch ein lineares rückgekoppeltes Schieberegister erzeugt, dessen Implementierung im Detail in den vorgenannten Patenten beschrieben ist. Das Spreizsignal kann als ein rotierender komplexer Zeiger (phasor) betrachtet werden, der die folgende Form hat: s(t) = Ae–ωt+ϕ (1)
Um zu akquirieren, muss die Mobilstation mit den von der Basisstation empfangen Signale synchronisieren und zwar sowohl in Phase, ϕ, als auch in Frequenz ω. Das Ziel der Sucheroperation ist es, die Phase des empfangenen Signals ϕ zu finden. Nach dem Finden der Phase des Spreizsignals, ϕ, wird die Frequenz gefunden durch Verwendung eines Demodulationselements, das Hardware sowohl für Phasen- als auch Frequenznachführung (tracking) besitzt. Das Verfahren, durch das ein Mobiltelefon (mobile) die Phase des empfangenen Signals findet, ist durch Testen eines Satzes von Phasenhypothesen, als ein Fenster bezeichnet und Bestimmen, ob eine der hypothetischen Phasenhypothesen, auch bezeichnet als Offset-Hypothesen, korrekt ist.
Jetzt auf die Zeichnungen bezugnehmend, illustriert 1 die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung. Nach dem Einschalten bzw. Hochfahren (power up) wird ein Spreizspektrumsignal an Antenne 2 empfangen. Das Ziel der Vorrichtung ist es, Synchronisation zu erzielen, und zwar zwischen vom PN-Sequenzgenerator 20 erzeugten pseudo-zufälligen Rausch- (pseudorandom noise, PN)-Sequenzen und dem empfangenen Spreizspektrumsignal, das durch identische PN-Sequenzen unbekannter Phase gespreizt ist.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel sind sowohl der Modulator, der das Pilotsignal spreizt als auch der PN-Generator 20 Schieberegister maximaler Länge, die die PN-Codesequenzen zum Spreizen bzw. Entspreizen des Pilotsignals erzeugen. Somit umfasst die Operation des Erlangens von Synchronisation zwischen den Codes, die zum Entspreizen des empfangenen Pilotsignals und dem PN-Spreizcode des empfangenen Pilotsignals das Bestimmen des Time-Offsets bzw. Zeitversatzes des Schieberegisters.
Das Spreizspektrumsignal wird von Antenne 2 zum Empfänger 4 geliefert. Empfänger 4 konvertiert das Signal herunter und liefert das Signal zum Entspreizelement 6. Entspreizelement 6 multipliziert das empfangene Signal mit dem vom PN-Generator 20 erzeugten PN-Code. Aufgrund der rauschähnlichen Art des PN-Codes sollte das Produkt aus dem PN-Code und dem empfangenen Signal im wesentlichen Null sein außer an dem Punkt der Synchronisation.
Aufgrund eines Fehlens von Synchronisation auf einer Chipebene und aufgrund von eingeführtem Rauschen ist das jedoch nicht der Fall, was zu Fehlalarmsituationen führt, in denen die Mobilstation glauben kann, dass sie das Pilotsignal erfolgreich akquiriert hat, aber sie es in Wirklichkeit nicht hat. Um der bestimmten Bedingung der erfolgreichen Einrastung bzw. Verriegelung (lock) höhere Sicherheit zu geben, wird der Test eine Anzahl von Malen wiederholt. Die Anzahl der Male, die der Test wiederholt wird, wird vom Suchercontroller bzw. Suchersteuervorrichtung 18 bestimmt. Suchersteuervorrichtung 18 kann in Hardware implementiert sein, und zwar unter Verwendung eines Mikroprozessors oder Mikro-Controllers oder alternativ in Software.
Suchersteuervorrichtung 18 liefert eine Offset-Hypothese zum PN-Generator 20. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird das empfangene Signal durch Quadraturphasen-Umtastung (quadrature Phase shift keying QPSK) moduliert, somit liefert der PN-Generator eine PN-Sequenz für die I-Modulationskomponente und eine separate Sequenz für die Q-Modulationskomponente an Entspreizungselement 6. Entspreizungselement 6 multipliziert die PN-Sequenz mit ihrer entsprechenden Modulationskomponente und liefert die zwei Ausgangskomponentenprodukte an kohärente Akkumulatoren 8 und 10.
Die kohärenten Akkumulatoren 8 und 10 summieren das Produkt über die Länge der Produktsequenz. Die kohärenten Akkumulatoren 8 und 10 sprechen auf Signale von der Suchersteuervorrichtung 18 an, und zwar zum Zurücksetzen, Verriegeln (latching) und Setzen bzw. Festlegen der Summationsperiode bzw. -Dauer. Die Summen der Produkte werden von den Summierern 8 und 10 an Quadriermittel 14 geliefert. Die Quadriermittel 14 quadrieren jede der Summen und addieren die Quadrate zusammen.
Die Summe der Quadrate wird durch die Quadriermittel 12 an nicht-kohärenten Kombinieren 14 geliefert. Der nicht-kohärente Kombinieren 14 bestimmt einen Energiewert aus der Ausgabe der Quadriermittel 12. Nicht-kohärenter Akkumulator 14 dient zum Wirken entgegen der Effekte einer Frequenzabweichung bzw. Frequenzdiskrepanz zwischen der Basisstation, die Takte bzw. Taktsignale überträgt und der Mobilstation, die Takt empfängt und unterstützt bei der Detektionsstatistik in einer Umgebung mit Schwund. Falls man weiß, dass die Frequenz der zwei Takte genau die gleichen sind und es keinen tiefen Schwund gibt, dann ist der ideale Ansatz die Sequenz über die gesamte Akkumulationsperiode zu integrieren, und zwar in der Form:
wobei PNI(n) und PNQ(n) ±1 sein können.
Falls es jedoch eine Wahrscheinlichkeit für Frequenzfehlanpassung oder Schwund gibt, dann opfert der Korrelator einiges seiner Detektionsstatistik, um eine robustere Korrelationstechnik der folgenden Form zu haben:
Die Suchersteuervorrichtung 18 liefert den Wert M an den nicht-kohärenten Akkumulator 14.
Der nicht-kohärente Akkumulator 14 liefert das Energiesignal an Vergleichsmittel 16. Das Vergleichsmittel 16 vergleicht den Energiewert mit vorbestimm ten Schwellen, die durch Suchersteuervorrichtungsmittel 18 zugeführt werden. Die Ergebnisse jeder der Vergleiche werden dann an die Suchersteuervorrichtung 18 zurückgegeben. Suchersteuervorrichtung 18 untersucht die Vergleiche und bestimmt, ob das Fenster wahrscheinliche Kandidaten für den korrekten bzw. richtigen Versatz (offset) enthält, dann wird das Fenster gemäß dem Verfahren der Verwendung eines Zoom-Fensters erneut abgetastet (rescanned).
Um die Vorteile der Verwendung der Zoomfenstertechnik zu illustrieren ist ein Beispiel des Verfahrens unter Verwendung einer festgelegten Fenstergröße vorgesehen. 2 illustriert eine graphische Darstellung der Energiewerte versus der Chip-Zeithypothese. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel enthält ein Fenster 56 Chip-Hypothesen. Das Fenster illustriert die Verwendung eines Schwellentests mit zwei Pegeln. Die gekennzeichneten Schwellen sind Detektionsschwelle und Gültigkeitsschwelle bzw. Validierungsschwelle.
3 illustriert ein für Abtast- bzw. Suchfenster mit einer festgelegten Anzahl von Hypothesen verwendetes konventionelles Verfahren. Der Fluss beginnt in Block 40, wo die in bezug auf 1 beschriebene Operation durchgeführt ist, um die in 2 angezeigten Vergleichsergebnisse zu ergeben. Falls das Fenster „durchlaufen" bzw. „abgetastet" („swept") wird und keine Energie einer Hypothese den Detektionsschwellen-(detection threshold, THM) Block 42 übersteigt, dann würde die Suchersteuervorrichtung 18 beginnen, die nächsten Fensterblöcke 47 und Block 40 zu durchlaufen.
Falls es jedoch Punkte auf der berechneten Energiekurve gibt, die die Detektionsschwelle (THM) übersteigen, dann geht der Fluss weiter zu der Validierungsphase bzw. Plausibilitätsprüfungsphase im Block 44. Im Block 44 wird das gleiche große Fenster nochmals durchlaufen und diesmal wird die berechnete Energie mit dem unteren Schwellenwert verglichen, der Validierungsschwelle (validation threshold THV). Falls in Block 42 die detektierte maximale Energie die Schwelle nicht übersteigt, wird ein nächstes großes Fenster in Blöcken 47 und 40 durchlaufen. Der Fluss geht weiter zum Block 48 der bestimmt, ob Validierung für zwanzig aufeinanderfolgende Fenster stattgefunden hat. Falls weniger als N Valdierungstests, wobei beispielsweise N gleich zwanzig ist, durchgeführt worden sind, dann geht der Fluss weiter zum Block 44 und das große Fenster wird nochmals durchlaufen. Nach jedoch N aufeinanderfolgenden erfolgreichen Validierungstests wird dann der Pilot als akquiriert bestimmt.
Jetzt 4 betrachtend wird die berechnete Energiekurve illustriert und die Verwendung des Zoom-Fensters der vorliegenden Erfindung wird illustriert. Wenn eine Spitze bzw. Höchstwert (peak) detektiert wird, fokussiert bzw. konzentriert sich (zooms in) die Suchersteuervorrichtung auf diese Spitze und testet Hypothesen in einem kleineren Satz, und zwar nahe zu der Hypothese, die zu der detektierten Spitze geführt hat.
Sich 5 zuwendend, einem Flussdiagramm, das das Verfahren illustriert, mit dem der Sucher der vorliegenden Erfindung operiert. Bei dem verbesserten Verfahren der vorliegenden Erfindung wird eine dreistufige Akquisitionstechnik verwendet. Im Block 80 wird das große Fenster durchlaufen. Die Suchersteuervorrichtung 18 untersucht die Vergleichsergebnisse, um zu bestimmten, ob es eine Spitze gibt, die größer als die Detektionsschwelle (THM) ist. Falls keine Spitze detektiert wird, die größer als THM ist, dann kehrt der Fluss zurück zum Block 80 und ein neues Fenster wird durchlaufen.
Wenn in einem großen Fenster eine Spitze größer als THM gefunden wird, dann geht der Fluss weiter zum Block 84. Diesmal wird nur ein Durchlauf in dem kleineren Satz der Hypothesen um die detektierte Spitze herum durchgeführt. Dieser kleinere Satz von Hypothesen ist in 4 als das kleine Fenster dargestellt. Die Verwendung des kleineren Fensters für die zweite Verifizierung ist zum Reduzieren der Akquisitionszeit durch starkes Reduzieren der Zeit zum Testen auf Fehlalarm, dem Zustand, in dem das Mobiltelefon anfangs glaubt, dass es auf die Phase eingeengt hat, aber es tatsächlich nicht hat. Die Zeit, die es dauert, um diesen zweiten Test durchzuführen, ist reduziert, und zwar proportional zu dem Verhältnis zwischen der Anzahl der Hypo thesen in dem kleinen Fenster versus der Anzahl der Hypothesen in dem großen Fenster. Nicht-kohärente Akkumulationen werden auf den Daten von dieser kleinen Fenstersuche durchgeführt, um eine bessere Betriebscharakteristik zu haben.
Im Block 86 dann tritt die Suche in die Validierungsphase ein, falls es Energie gibt, die größer als die Detektionsschwelle 2 (detection threshold 2, THM2) ist. Falls keine größere Energie als die Schwelle THM 2 gefunden wird, dann kehrt der Fluss zurück zum Block 80 und ein neues großes Fenster wird durchsucht.
Falls in Block 86 bestimmt wird, das es einen berechneten Energiewert gibt, der größer als Schwelle 2 (THM2) ist, dann geht der Fluss weiter zum Block 88. Dort gibt es drei Bedingungen, unter denen Validierung gestoppt wird: (1) die Abtastung bzw. der Durchlauf misslingt V_f-mal hintereinander, (2) die Frequenzschätzung kehrt zurück (doubles back) zu sich selbst, und zwar von einer 100ms Tastung (sample) zu der Nächsten, oder (3) Bestimmen, dass der Pilot akquiriert worden ist. Bei der Validierung wird das Signal an der Spitze demoduliert. In Block 88 wird das empfangene Signal demoduliert, und zwar gemäss der Hypothese der Spitze. Die Ergebnisse des demodulierten Signals werden analysiert, und zwar zum Bestimmen, ob sie eingerastet bzw. verriegelt sind (in lock) und falls dem so ist dann ist die Akquisition vollendet. Falls die demodulierten Ergebnisse anzeigen, dass das Signal nicht verriegelt ist, dann geht der Fluss weiter zum Block 92.
Im Block 92 werden die berechneten Energiewerte für das schmale bzw. kleine Fenster mit dem Validierungsschwellenwert (validation threshold value, THV) verglichen. Falls es im Block 92 berechnete Energiewerte in dem kleinen Fenster gibt, die die Validierungsschwelle übersteigen, dann geht der Fluss weiter zum Block 94 in dem eine Zählervariable auf Null gesetzt wird und dann geht der Fluss zurück zum Block 88 und der Fluss geht weiter wie vorher beschrieben.
Falls es im Block 92 keine berechneten Energiewerte in dem kleinen Fenster gibt, die die Validierungsschwelle übersteigen, dann geht der Fluss weiter zum Block 96, wo eine Zählervariable inkrementiert bzw. erhöht wird und dann geht der Fluss zurück zum Block 98, der überprüft, ob der Validierungstest zweimal hintereinander misslungen ist. Falls der Validierungstest V_f-mal hintereinander misslungen ist, dann geht der Fluss weiter zum Block 80 und ein neues großes Fenster wird abgetastet. Falls der Validierungstest nicht zweimal hintereinander misslungen ist, dann geht der Fluss weiter zum Block 88 und die Operation geht weiter wie vorher beschrieben.
Die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele ist vorgesehen, um es einem Fachmann möglich zu machen, die vorliegende Erfindung nachzuvollziehen oder zu verwenden. Die verschiedenen Modifikationen an diesen Ausführungsbeispielen werden dem Fachmann klar werden und die grundlegenden hierin definierten Prinzipien können auf andere Ausführungsbeispiele ohne die Verwendung erfinderischer Fähigkeit angewendet werden. Somit ist die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin gezeigten Ausführungsbeispiele zu beschränken aber soll in Übereinstimmung mit dem breitesten Umfang sein, der mit den hierin offenbarten Prinzipien und neuen Merkmalen konsistent ist.

Claims

Ein Verfahren zur Verarbeitung eines Empfangssignals mittels eines Direktsequenzspreizspektrumempfängers, das die folgenden Schritte aufweist: Berechnen eines ersten Satzes bzw. einer ersten Menge von Signalkorrelationsenergiewerten für das gemäß einem ersten Satz bzw. einer ersten Menge von PN Sequenzen entspreizte Empfangssignal; Vergleichen (82) des ersten Satzes von Signalkorrelationsenergiewerten mit einem ersten Schwellenwert; Auswählen eines zweiten Satzes von PN Sequenzen gemäß dem ersten Satz von Signalkorrelationsenergiewerten; Berechnen (84) eines zweiten Satzes von Signalkorrelationsenergiewerten für das gemäß dem zweiten Satz von PN Sequenzen entspreizte Empfangssignal, wobei der zweite Satz von PN Sequenzen eine Teilmenge bzw. ein Teilsatz des ersten Satzes von PN Sequenzen ist; und Auswählen einer synchronisierten PN Sequenz aus dem zweiten Satz von PN Sequenzen gemäß dem zweiten Satz von Signalkorrelationsenergiewerten; und Demodulieren des Empfangssignals gemäß der ausgewählten synchronisierten PN Sequenz.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin den Schritt des Vergleichens (86) des zweiten Satzes von Signalkorrelationsenergiewerten mit einem zweiten Schwellenwert aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin den Schritt des Empfangens und Abwärtswandelns eines ausgestrahlten Signals (broadcast signal) aufweist, und zwar zum Bilden des Empfangssignals.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Berechnens des ersten Satzes von Signalkorrelationsenergiewerten die folgenden Schritte aufweist: Entspreizen des Empfangssignals gemäß jeder PN Sequenz des ersten Satzes von PN Sequenzen zum Bilden eines ersten Satzes von entspreizten Signalen; und Berechnen eines Signalkorrelationsenergiewertes für jedes der entspreizten Signale.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Berechnens des zweiten Satzes von Signalkorrelationsenergiewerten die folgenden Schritte aufweist: Entspreizen des empfangenen Signals gemäß jeder PN Sequenz des zweiten Satzes von PN Sequenzen zum Bilden eines zweiten Satzes der gespreizten Signale; und Berechnen eines Signalkorrelationsenergiewertes für jedes entspreiztes Signal des zweiten Satzes von entspreizten Signalen.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin den Schritt der Erzeugung des ersten Satzes von PN Sequenzen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Erzeugens des ersten Satzes von PN Sequenzen die folgenden Schritte aufweist: Bilden eines Steuersignals; und Erzeugen einer PN Sequenz des ersten Satzes von PN Sequenzen gemäß dem Steuersignal.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Steuersignal ein zeitlicher Versatz ist und der Schritt des Erzeugens einer PN Sequenz die Ausgabe der PN Sequenz aus einem Schieberegister gemäß des zeitlichen Versatzes aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin den Schritt des Erzeugens des zweiten Satzes von PN Sequenzen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Erzeugens des zweiten Satzes von PN Sequenzen die folgenden Schritte aufweist: Bilden eines Steuersignals; und Erzeugen einer PN Sequenz des zweiten Satzes von PN Sequenzen gemäß dem Steuersignal.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Steuersignal ein zeitlicher Versatz ist und der Schritt des Erzeugens des zweiten Satzes von PN Sequenzen die Ausgabe der PN Sequenzen aus einem Schieberegister gemäß dem zeitlichen Versatz aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Satz von PN Sequenzen Quadratur PN_I und PN_Q Sequenzen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Berechnens des ersten Satzes von Signalkorrelationsenergiewerten die folgenden Schritte aufweist: Entspreizen einer I Komponente des Empfangssignals und einer Q Komponente des Empfangssignals mittels der PN_I und PN_Q Sequenzen zum Bilden der entsprechenden entspreizten I und Q Komponenten des Empfangssignals; kohärentes Ansammeln (accumulating) der entspreizten I Komponenten des Empfangssignals zum Bilden einer kumulierten I Komponente; kohärentes Ansammeln der entspreizten Q Komponenten des Empfangssignals zum Bilden einer kumulierten Q Komponente; Quadrieren jedes der kumulierten I Komponente und der kumulierten Q Komponente und Summieren der Quadrate der kumulierten I Komponente und der kumulierten Q Komponente; und nicht kohärentes Kombinieren der Summe der Quadrate der kumulierten (Komponente und der kumulierten Q Komponente.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Satz von PN Sequenzen Sätze von Quadratur PN_I und PN_Q Sequenzen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt der Berechnung des zweiten Satzes vor Signalkorrelationsenergiewerten die folgenden Schritte aufweist: Entspreizen einer I Komponente des Empfangssignals und einer Q Komponente des Empfangssignals mittels der PN_I und PN_Q Sequenzen zum Bilden der entsprechenden entspreizten I und Q Komponenten des Empfangssignals; kohärentes Ansammeln der entspreizten I Komponenten des Empfangssignals zum Bilden einer kumulierten I Komponente; kohärentes Ansammeln der entspreizten Q Komponenten des Empfangssignals zum Bilden einer kumulierten Q Komponente; Quadrieren jedes der kumulierten I Komponente und der kumulierten Q Komponente und Addieren der Quadrate der kumulierten I Komponente und der kumulierten Q Komponente; und nicht kohärentes Kombinieren der Summe der Quadrate der kumulierten (Komponente und der kumulierten Q Komponente.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Empfangssignal ein Pilotsignal ist.
Eine Vorrichtung zum Auswählen einer synchronisierten Demodulationssequenz, die folgende Schritte aufweist: Sequenzgeneratormittel (20) zum Empfangen eines ersten Steuerungssignals zum Vorsehen einer Vielzahl von Demodulationssequenzen, und zwar ansprechend auf das erste Steuersignal; Demodulationsmittel (6) zum Empfangen eines Empfangssignals und zum Demodulieren eines Empfangssignals gemäß der Vielzahl von Demodulationssequenzen zum Vorsehen einer Vielzahl von entspreizten Signalen; Korrelationsmittel (8, 10, 12, 14) zum Empfangen der Vielzahl der entspreizten Signale und zum Berechnen von Signalkorrelationsenergiewerten für die Vielzahl von entspreizten Signalen; Suchersteuerungsmittel (18) zum Empfangen der Signalkorrelationsenergiewerte und zum Vorsehen des ersten Steuersignals und zum Vorsehen eines zweiten Steuersignals gemäß den Signalkorrelationsenergiewerten; und wobei das Sequenzgeneratormittel (20) weiterhin zum Empfangen des zweiten Steuersignals und zum Vorsehen einer zweiten Vielzahl von Demulationssequenzen als Antwort auf das zweite Steuersignal ist und wobei die zweite Vielzahl von Demodulationssequenzen eine Teilmenge der ersten Vielzahl von Demodulationssequenzen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Korrelationsmittel Akkumulatormittel aufweisen, und zwar zum Empfangen der Vielzahl von entspreizten Signalen und zum Aufsummieren der entspreizten Signale über eine vorbestimmte Länge.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Empfangssignal eine erste Empfangssignalkomponente und eine zweite Empfangssignalkomponente aufweist und wobei das Demodulationsmittel (6) vorgesehen ist zum Empfangen der ersten Empfangssignalkomponente und der zweiten Empfangssignalkomponente und zum Demodulieren der ersten Empfangssignalkomponente gemäß einer ersten Vielzahl von Demodulationssequenzen zum Bilden einer ersten Vielzahl von entspreizten Signalen und zum Demodulieren der zweiten Empfangssignalkomponente gemäß einer zweiten Vielzahl von Demodulationssequenzen zum Bilden einer zweiten Vielzahl von entspreizten Signalen und wobei das Sequenzgeneratormittel (20) vorgesehen ist zum Erzeugen der ersten Vielzahl von Demodulationssequenzen und der zweiten Vielzahl von Demodulationssequenzen.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Korrelationsmittel folgendes aufweisen: erste Akkumuliermittel (10) zum Empfangen der ersten Vielzahl von entspreizten Signalen und zum Aufsummieren jeder der ersten Vielzahl von entspreizten Signalen über eine vorbestimmte Länge, und zwar zum Bilden einer ersten Vielzahl von entspreizten Summenwerten; zweite Akkumuliermittel (10) zum Empfangen der zweiten Vielzahl von entspreizten Signalen und zum Aufsummieren jeder der zweiten Vielzahl von entspreizten Signalen über eine vorbestimmte Länge, und zwar zum Bilden einer zweiten Vielzahl von entspreizten Summenwerten; Kombiniermittel (12, 14) zum Empfangen der ersten Vielzahl von entspreizten Summenwerten und zum Empfangen der zweiten Vielzahl von entspreizten Summenwerten und zum Kombinieren der ersten Vielzahl von entspreizten Summenwerten und der zweiten Vielzahl von entspreizten Summenwerten, und zwar zum Bilden der Signalkorrelationsenergiewerte.
Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Kombiniermittel (12, 14) folgendes aufweisen: Quadriermittel (12) zum Empfangen der ersten Vielzahl von entspreizten Summenwerten und zum Empfangen der zweiten Vielzahl von entspreizten Summenwerten und zum Quadrieren jeder der ersten Vielzahl von entspreizten Summenwerten und jeder der zweiten Vielzahl von entspreizten Summenwerten und zum Addieren jedes der ersten Vielzahl von quadrierten entspreizten Summenwerten mit einem Entsprechenden der zweiten Vielzahl von quadrierten entspreizten Summenwerten, und zwar zum Bilden einer Vielzahl von Energiegrößenwerten; und nicht kohärente Kombinierer (14) zum Empfangen der Vielzahl von Energiegrößenwerten und zum Berechnen der Signalkorrelationsenergiewerte gemäß der Vielzahl von Energiegrößenwerten.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei das Suchersteuerungsmittel (18) weiterhin vorgesehen ist zum Bilden eines Kombinationssignals, und wobei der nicht kohärente Kombinieren (14) auf das Kombinationssignal anspricht.
Ein System zum Auswählen einer synchronisierten Demodulationssequenz, das folgendes aufweist: einen Sequenzgenerator (20), der einen Eingang zum Empfangen eines ersten Steuerungssignals besitzt und der einen Ausgang besitzt; ein Demodulator (6), der einen Eingang besitzt, der mit dem Sequenzgenerator (20) Ausgang gekoppelt ist und der einen Ausgang besitzt; ein Energieberechner, der einen Eingang besitzt, der mit dem Demodulatorausgang gekoppelt ist und der einen Ausgang besitzt; und eine Suchersteuerung (18), die einen Eingang besitzt, der mit dem Energieberechnerausgang gekoppelt ist.
System nach Anspruch 23, wobei der Energieberechner einen kohärenten Akkumulator (8, 10) aufweist.
System nach Anspruch 23, wobei der Sequenzgenerator (20) einen zweiten Ausgang besitzt und wobei der Demodulator (6) einen zweiten Eingang besitzt, der mit dem zweiten Ausgang des Sequenzgenerators gekoppelt ist.
System nach Anspruch 23, wobei der Demodulator (6) einen zweiten Ausgang besitzt und wobei der Energieberechner folgendes aufweist: einen ersten kohärenten Akkumulator (8), der einen Eingang besitzt, der mit dem Demodulatorausgang gekoppelt ist und der einen Ausgang besitzt; einen zweiten kohärenten Akkumulator (10), der einen Eingang besitzt, der mit dem zweiten Demodulatorausgang gekoppelt ist und der einen Ausgang besitzt; einen Quadratsummenberechner (12), der einen ersten Eingang besitzt, der mit dem ersten kohärenten Akkumulatorausgang gekoppelt ist und der einen zweiten Eingang besitzt, der mit dem zweiten kohärenten Akkumulatorausgang gekoppelt ist und der einen Ausgang besitzt; einen nicht kohärenten Akkumulator (14), der einen Eingang besitzt, der mit dem Quadratsummenberechnerausgang gekoppelt ist.
System nach Anspruch 23, das weiterhin einen Schwellenwertvergleicher (16) aufweist, der einen Eingang besitzt, der mit dem Energieberechnerausgang gekoppelt ist und der einen Ausgang besitzt.