DE10393986B4

DE10393986B4 - Datenverarbeitungsvorrichtung einer Komponente eines Funktelekommunikationssystems und Verwendung

Info

Publication number: DE10393986B4
Application number: DE10393986T
Authority: DE
Inventors: Burkhard Becker; Werner Hein; David Jennings; David Sellar
Original assignee: Infineon Technologies Delta GmbH
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2012-04-12
Anticipated expiration: 2023-12-19
Also published as: WO2004068357A1; AU2003294903A1; US20070006029A1; DE10393986D2; DE10303095A1; US7552257B2

Abstract

Datenverarbeitungsvorrichtung einer Komponente eines Funktelekommunikationssystems, insbesondere einer Mobilstation oder einer Basisstation, mit: a) mindestens einer einem Rake-Empfänger (10), der aus einem empfangenen CDMA kodierten Funksignal ein Sendesignal wiederherstellt; b) mindestens einem Kanaldecodierer (12) zum Wiederherstellen von in dem Funksignal enthaltenen Nutzinformationen; c) mindestens einem Sendemodul (14) zum Kanalcodieren eines zu sendenden Signals; d) einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung (4) zur Signalverarbeitung, zum Programmieren und Steuern des Rake-Empfängers (10), des Kanaldecodierers (12) und des Sendemoduls (14); e) einem zentralen Datenübertragungsparameterspeicher (8) zum Speichern einer Datenübertragungsparameterliste; f) einer Direct-Memory-Access (DMA) Datenübertragungseinrichtung (6) zum bidirektionalen Übertragen von Daten zwischen dem Rake-Empfänger (10), dem Kanaldecodierer (12), dem Sendemodul (14) und der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung (4) über einen Datenübertragungskanal (16) gemäß den Einträgen in der Datenübertragungsparameterliste; g) wobei der Rake-Empfänger (10) die Datenübertragungsparameter der Datenübertragungsparameterliste für den Rake-Empfänger (10) selbst erzeugt und in einem Datenübertragungsparameter-Puffer (24) zwischenspeichert von dem die...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Datenverarbeitungsvorrichtung einer Komponente eines Funktelekommunikationssystems, insbesondere einer Mobilstation oder einer Basisstation. Die Erfindung bezieht sich ferner auf die Verwendung einer erfindungsgemäßen Datenverarbeitungsvorrichtung.
Die Druckschrift DE 199 09 921 A1 zeigt eine Datenübertragungsvorrichtung, welche sich mehrerer Datenübertragungstechniken und/oder mehrerer Datenübertragungsparameter einer oder mehrerer Datenübertragungstechniken bedienen kann.
Die Druckschrift US 2002/0128035 A1 zeigt ein Verfahren zum Übertragen und Empfangen dynamischer Konfigurationsparameter.
Die Druckschrift US 5 956 493 A zeigt eine Busarbitrierung.
Die Druckschrift WO 02/056556 A2 zeigt einen Empfänger zur Erkennung der Datenrate in einem CDMA-System.
Die Druckschrift US 6 108 722 A zeigt eine Speicherzugriffsvorrichtung zum übertragen eines Datenblocks.
Die Druckschrift EP 0 671 718 B1 zeigt ein Verfahren zur Steuerung der Adressen von Speicherzugriffen.
Die Druckschrift WO 03/065610 A2 zeigt eine Suchvorrichtung zur Suche eines Pilotsignals in CDMA und GPS Signalen.
Die Druckschrift DE 601 19 602 T2 zeigt einen programmierbaren Mehrkanal-Korrelator-Coprozessor.
Die Druckschrift US 2002/0141487 A1 zeigt ein Verfahren zur Signalerkennung mittels eines CDMA-Empfängers.
Bei einer typischen Datenverarbeitungsvorrichtung müssen Daten zwischen zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen, einer Steuerung und/oder einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung und einem internen oder externen Speicher bewegt werden. Die einzelnen Elemente der Datenverarbeitungsvorrichtung sind miteinander über Datenbusse verbunden, wobei die Datenbusse über Brücken (Bridges) und eine Zuteilungslogik (Arbitration Logic) mit den Datenverarbeitungseinrichtungen verbunden sind. Die Brücken sind Synchronisationselemente zwischen den einzelnen zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen, der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung und den Bussen etc., die z. B. der Frequenzanpassung dienen. Solche Datenverarbeitungssysteme werden beispielweise auch in den Komponenten von Funktelekommunikationssystemen verwendet.
Ein aktuelles Beispiel eines Funktelekommunikationssystems ist das Universal Mobile Telecommunications System (UMTS). Die Basisarchitektur eines UMTS-Funktelekommunikationssystems weist Mobilstationen bzw. Teilnehmerendgeräte (User Equipment (UE)), ein Funkzugriffsnetz (Radio Access Network (RAN)), ein Kernnetz (Core Network (CN)) und eine Funkschnittstelle auf. Das Funkzugriffsnetz beinhaltet Einrichtungen zur Übertragung von Daten über Funk und weist dazu Basisstationen, die bei UMTS Node B genannt werden, und eine Funknetzsteuerung (Radio Network Controller (RNC)), die das Funkzugriffsnetz an das Kernnetz anbindet, auf. Die Basisstationen versorgen jeweils eine bestimmte Fläche bzw. eine Zelle, in der sich Mobilstationen aufhalten können. Das Kernnetz ist das Weitverkehrsnetz, das die Daten der Benutzer zum jeweiligen Ziel transportiert. Zu diesem Zweck enthält das Kernnetz eine Vielzahl von Vermittlungseinrichtungen sowie Übergänge zu anderen Netzen, beispielsweise dem Integrated Services Digital Network (ISDN) oder dem Internet. Die Funkschnittstelle ist die Schnittstelle zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation, deren Kommunikation über Funk erfolgt.
Bei einem UMTS-Funktelekommunikationssystem werden zu sendende digitale Daten zunächst einer Kanalcodierung unterzogen, um die digitalen Daten mit einer Redundanz zu versehen. Dann werden die digitalen Daten durch ein Vielfachzugriffsverfahren in Zeitrahmen der verfügbaren Übertragungsbandbreite auf physikalische Kanäle verteilt. Schließlich werden die digitalen Daten digital moduliert, um über einen Mobilfunkkanal übertragen zu werden. Der Mobilfunkkanal wird durch ein Zeitduplexverfahren (TDD; TDD = Time Division Duplex) oder ein Frequenzduplexverfahren (FDD; FDD = Frequency Division Duplex) für einen Sendebetrieb und einen Empfangsbetrieb zeitlich oder frequenzmäßig aufgeteilt.
Durch die Kanalcodierung werden die zu sendenden Daten gegen eine fehlerhafte Übertragung über einen gestörten Mobilfunkkanal gesichert bzw. es wird durch die Redundanz eine Fehlerkorrektur beim jeweiligen Empfänger der Daten ermöglicht. Zur Kanalcodierung werden allgemein lineare Blockcodes oder Faltungscodes verwendet. Zur Decodierung von Faltungscodes, wie z. B. Turbocodes, wird häufig der Viterbi-Algorithmus angewandt.
Bei UMTS wird als Vielfachzugriffsverfahren das Codevielfachzugriffsverfahren CDMA (Code Division Multiple Access) verwendet, bei dem der zu übertragende bipolare Daten-Bitstrom mit einer teilnehmerspezifischen bipolaren Codefolge bzw. einem Spreizcode multipliziert und gespreizt wird. Die Elemente des Spreizcodes nennt man Chips, um sie von den Bits des Daten-Bitstroms semantisch unterscheiden zu können. Chips sind im Prinzip nichts anderes als Bits. Durch die Multiplikation des Daten-Bitstroms mit dem Chipstrom entsteht der gespreizte bipolarer Datenstrom. Allgemein ist die Rate des Chipstroms ein Vielfaches der Rate des Daten-Bitstroms und ist durch die Länge des Spreizcodes, den sogenannten Spreizfaktor (SF), bestimmt. Der durch die phasenrichtige Multiplikation entstehende Datenstrom hat die Rate des Chipstroms. Das Vielfachzugriffsverfahren wenden alle Teilnehmer an, um mit einem teilnehmerspezifischen Spreizcode ihren Nutzdaten einen Fingerabdruck aufzuprägen, der es erlaubt, das gesendete Signal aus der Summe der empfangenen Signale wiederherzustellen. Im Empfänger kann man aus der empfangenen Chipfolge die Bits des Daten-Bitstroms wiedergewinnen, indem der Vorgang der Multiplikation wiederholt wird. Hierzu wird der Chipstrom mit demselben Spreizcode, der bereits im Sender verwendet wurde, erneut phasenrichtig multipliziert, woraus der gesendete Daten-Bitstrom resultiert. Verschiedene Daten-Bitströme, die vom Sender aus parallel übertragen werden sollen, werden mit verschiedenen, orthogonalen Codefolgen bzw. Spreizcodes multipliziert und anschließend addiert. Das Summensignal erfährt anschließend noch eine sogenannte Verwürfelung, die durch eine chipweise Multiplikation des Summensignals mit einem zellspezifischen oder stationsspezifischen Verwürfelungscode erfolgt und die Zelle oder die Basisstation identifiziert.
Als Modulationsverfahren wird bei UMTS die Vierphasenumtastung (Quaternary Phase Shift Keying (QPSK)) angewendet, bei der jeweils zwei aufeinanderfolgende Chips (Bits) einer zu übertragenden Chipfolge zu einem Chippaar zusammengefasst werden. Ein Chippaar bildet jeweils ein Symbol eines durch einen Inphasezweig und einen Quadraturzweig der QPSK-Modulation aufgespannten Symbolraums in der komplexen Ebene, der vier Elemente aufweist. Aufgrund des vierwertigen Modulationsverfahrens werden also pro Modulationsschritt je zwei Chips übertragen. Die Brutto-Chiprate ist daher doppelt so groß wie die Modulationsrate.
Die Zeitstruktur des Vielfachzugriffs ist bei UMTS in sogenannte Zeitrahmen von je 10 ms eingeteilt. Die Dauer eines Zeitrahmens (Frame) entspricht der Dauer von 38400 Chips, die Modulationsrate beträgt also 3,84 Mchips/s. Jeder Zeitrahmen ist in 15 Zeitschlitze (Slots) der Länge von 666 μs unterteilt, die genau der Dauer von 2560 Chips entsprechen. Die Chipdauer beträgt etwa 0,2604 μs.
Zur Trennung von Sendesignalen und Empfangssignalen einer Basisstationen oder einer Mobilstation bzw. zur Trennung der Aufwärtsstrecke (Uplink) von der Mobilstation zu der Basisstation und der Abwärtsstrecke (Downlink) von der Basisstation zu der Mobilstation wird bei UMTS-Funktelekommunikationssystemen vorzugsweise zum Bespiel das Zeitduplex-Verfahren (Time Division Duplex (TDD)) verwendet, bei dem sich Sendezeiten und Empfangszeiten innerhalb eines Frequenzbandes periodisch abwechseln. Beim Frequenz-Duplex-Verfahren (Frequency Division Duplex (FDD)) wird die Aufwärts- und Abwärtsstrecke durch verschiedene Frequenzbänder getrennt. Innerhalb einer Übertragungsrichtung teilt dann das oben erwähnte Vielfachzugriffsverfahren die zur Verfügung stehende Übertragungsbandbreite auf einzelne Teilnehmer bzw. Verbindungen auf. Das Vielfachzugriffsverfahren mitsamt den teilnehmerspezifischen Spreizcodes definiert wie erwähnt die physikalischen Kanäle.
Im Zeitduplex-(TDD-)Modus und im Frequenzduplex-(FDD)-Modus ist ein physikalischer Kanal daher durch die verwendete Codefolge bzw. den verwendeten Spreizcode, einen Zeitschlitz (Slot) und durch den Frequenzkanal bestimmt. Man unterscheidet allgemein zwischen sogenannten dedizierten physikalischen Kanälen und gemeinsamen physikalischen Kanälen. Ein dedizierter physikalischer Kanal wird exklusiv von einer Verbindung genutzt, er wird beim Verbindungsaufbau und gegebenenfalls während der Verbindungen neu zugewiesen. Gemeinsame physikalische Kanäle werden von mehreren Verbindungen gleichzeitig oder abwechselnd genutzt. Systeminformationen, die jede Basisstation aussendet, werden beispielsweise über gemeinsame physikalische Kanäle übertragen, die jede Mobilstation empfangen kann. Weiterhin gibt es beispielsweise gemeinsame physikalische Kanäle, die zur Paketdaten-Übertragung dienen. Die Verwendung eines gemeinsamen physikalischen Kanals erfordert immer eine gesonderte Adressierung von Sender und Empfänger.
Physikalische Kanäle sind im TDD-MODUS oder FDD-Modus z. B. DPCH Dedicated Physical Channel), CCPCH (Common Control Physical Channel) mit P-CCPCH (Primary CCPCH) und S-CCPCH (Secondary CCPCH), PRACH (Physical Random Access Channel), PUSCH (Physical Uplink Shared Channel), PDSCH (Physical Downlink Shared Channel), PICH (Paging Indication Channel) und der CPICH (Common Pilot Channel). Der DPCH überträgt Nutz- und Steuerdaten einer Verbindung mittels dedizidierter physikalischer Kanäle. Dieser Kanal existiert auf der Aufwärtstrecke (Uplink) und der Abwärtsstrecke (Downlink). Mit dem CCPCH werden Rundsendedienste in einer Zelle auf der Abwärtsstrecke realisiert. Der CCPCH ist in einen primären P-CCPCH und einen sekundären S-CCPCH Unterkanal geteilt. Der P-CCPCH dient zum Rundsenden von Systeminformationen innerhalb einer Zelle. Der S-CCPCH dient z. B. zur Realisierung des Funkrufs. Der PRACH realisiert den Zufallszugriff und existiert lediglich auf der Aufwärtsstrecke. Der PUSCH ist ein gemeinsamer Kanal, der von verschiedenen Mobilstationen genutzt werden kann. Über ihn werden sowohl Nutz- als auch Steuerdaten übertragen. Der PDSCH ist auf der Abwärtsstrecke das Pendant zum PUSCH. Der PICH realisiert den Funkruf und kann einen oder mehrere Unterkanäle für Funkruf auf dem S-CCPCH ersetzen. Der CPICH-Kanal wird aufgrund seiner im Empfänger bekannten gesendeten Symbole zur Kanalschätzung verwendet.
In UMTS-Funktelekommunikationssystemen versorgen die Basisstationen (Node B) jeweils eine oder mehrere Zellen. Die Basisstationen verarbeiten empfangene Funksignale der sich in ihren Zellen aufhaltenden Mobilstationen. Diese Verarbeitung umfasst u. a. die Fehlerkorrektur über die Kanalcodierung, das Spreizen bzw. Entspreizen nach dem CDMA-Vielfachzugriffsverfahren und das Modulieren bzw. Demodulieren nach dem QPSK-Modulationsverfahren.
Die Mobilstationen (UE) sind das Gegenstück zu den Basisstationen, der Funknetzsteuerung (RNC) und dem Kernnetz (CN). Genauso wie die Basisstationen sind die Mobilstationen für die Verarbeitung des Funksignals zuständig. Auf Befehl des Funkzugriffsnetzes (RAN) muss eine Mobilstation die Sendeleistung anpassen können. Dem Kernnetz liefert die Mobilstation Informationen über den aktuellen Aufenthaltsort. Auch das Verhandeln über die für eine bestimmten Dienst notwendige Dienstgüte und die gegenseitige Authentifizierung findet zwischen der Mobilstation und dem Kernnetz statt.
Beim Aufwärtsbetrieb (Uplink) werden Informationen von den Mobilstationen über eine Funkverbindung zu den Basisstationen übertragen. Die Informationen von verschiedenen Mobilstationen werden nach dem CDMA-Vielfachzugriffsverfahren codiert und in physikalischen Kanälen über einen gemeinsamen Frequenzkanal bzw. Funkkanal übertragen. Beim Abwärtsbetrieb werden Informationen von einer Basisstation zu den Mobilstationen, die sich in der Zelle der Basisstation befinden, über eine Funkverbindung übertragen. Die Informationen der Basisstation sind nach dem CDMA-Vielfachzugriffsverfahren codiert und werden in physikalischen Kanälen zu der jeweiligen Mobilstation übertragen. Mehrere physikalische Kanäle sind zu einem Funksignal zusammengefasst, das z. B. als Sendesignal von denjenigen Basisstationen empfangen wird, mit denen die Mobilstationen in einem Funkkontakt stehen.
Die Basisstationen und die Mobilstationen des UMTS-Funktelekommunikationssystems weisen jeweils zweckgebundene Datenverarbeitungseinrichtungen und mindestens eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung auf. Die zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen stehen unter sich sowie mit der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung in einer Austauschverbindung.
Die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung ist bei den Basisstationen und den Mobilstationen des UMTS-Funktelekommunikationssystems beispielsweise ein digitaler Signalprozessor (DSP) oder ein Mikroprozessor, um die berechnungsmäßig aufwendigen Funktionen eines Kommunikationsprotokolls auszuführen. Die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung programmiert die zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen für die Ausführung bestimmter definierter Funktionen mit Hilfe von internen lokal vorhandenen Registern oder Speichern, wie z. B. Direktzugriffspeichern (RAM; RAM = Random Access Memory), die zum Speichern von Parametern vorgesehen sind. Wenn die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung außerdem Signalverarbeitungsaufgaben selbst übernimmt oder auch nur Signalverarbeitungsaufgaben in unterschiedlichen zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen einleitet, müssen zu den Parametern auch noch Datenblöcke zwischen der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung bzw. den internen Speichern der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung und den zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen übertragen werden.
Die zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen weisen beispielsweise bei dem UMTS-Funktelekommunikationssystem einen RAKE-Empfänger, einen Kanaldecodierer und ein Sendemodul auf. Die zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen sollen die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung von bestimmten Signalverarbeitungsaufgaben befreien und werden daher auch als Hardware-Beschleuniger bezeichnet.
Der Mobilfunkkanal ist durch eine Mehrwegsausbreitung (Reflexion, Beugung, Brechung etc.) der gesendeten Signale, eine Zeitdispersion und eine Doppler-Verzerrung charakterisiert. Ein von einem Sender ausgestrahltes Funksignal kann einen Empfänger oft auf einer Mehrzahl von verschiedenen Ausbreitungswegen erreichen, die sich voneinander durch unterschiedliche Laufzeiten, Phasenlagen und Intensitäten unterscheiden. Um aus einem Empfangssignal, das sich aus einer Überlagerung von auf den verschiedenen Ausbreitungswegen übertragenen Signalen zusammensetzt, das Sendesignal zu rekonstruieren, wird es mit einem Rake-Empfänger aufbereitet. Der RAKE-Empfänger weist Finger auf, die jeweils einem Ausbreitungsweg eines Signals zugeordnet sind und mit einer Abtastverzögerung betrieben werden, die die Lauf-Zeitverzögerung des entsprechenden Ausbreitungswegs kompensiert. Jeder Finger umfasst ferner einen Korrelator, der das zeitverzögerte Empfangssignal eines Ausbreitungsweges mit einem Spreizcode multipliziert, um Bits aus dem senderseitig mit dem gleichen Spreizcode gespreizten Empfangssignal wiederherzustellen. Die Ausgangssignale der einzelnen Finger werden kombiniert, um die Kommunikationszuverlässigkeit und das Kommunikationsverhalten zu verbessern.
Der Kanaldecodierer erhält von dem RAKE-Empfänger ein CDMA-decodiertes Funksignal, das mit beispielsweise einem Faltungscodefehlerschutzcodiert und über einen gestörten Funkkanal übertragen wurde, und decodiert dasselbe gemäß dem Faltungscode. Der Kanaldecodierer stellt die in dem Funksignal enthaltenen Nutzinformationen mit möglichst hoher Erfolgsquote, d. h. mit möglichst geringer Bit-Fehlerrate, wieder her.
Das Sendemodul führt für ein zu sendendes Signal eine Kanalcodierung mit beispielsweise einem linearen Blockcode oder einem Faltungscode durch und teilt das Signal mit dem CDMA-Vielfachzugriffsverfahren auf physikalische Kanäle auf.
Die Steuerung der Datenübertragung in einer Datenverarbeitungsvorrichtung ist aus folgenden Gründen schwierig. Die Datenpaketgrößen, die Datenraten und die Datenstrukturen können variabel sein. Jede Datenquelle kann mehrere Datenkanäle aufweisen. Eine einzelne Datenquelle kann zwischen mehreren Datenzielen geteilt sein. Und die Informationen über die Struktur der Daten und die zeitliche Variation derselben in dem Datenstrom können selbst oder in Steuerkanälen, die parallel zu den ankommenden Daten übertragen werden, enthalten sein.
Bei dem UMTS-Funktelekommunikationssystem ist die Datenübertragung zwischen den einzelnen zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen und der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung starken Schwankungen unterworfen, die hauptsächlich in der variablen Datenrate über die Funkschnittstelle zu sehen sind. Bei konstanter Chiprate auf der Funk-Übertragungsstrecke ist die im Chipstrom dargestellte Bitrate eines Teilnehmersignals nur vom Spreizfaktor des jeweiligen teilnehmerspezifischen Spreizcodes bzw. der jeweiligen teilnehmerspezifischen Codefolge abhängig, da die Chiprate um den Spreizfaktor größer ist als die Bitrate. Der Spreizfaktor entspricht dabei der Anzahl von Chips pro Bit. Um variable Datenraten realisieren zu können, werden Spreizcodes verschiedener Länge bzw. mit verschiedenem Spreizfaktor verwendet. Die Datenrate kann bei dem UMTS-Funktelekommunikationssystem in einem Bereich von 32 kbit/s und 2 Mbit/s schwanken und hängt extrem von der zu verwirklichen Geräteklasse ab. Für die Datenübertragung zwischen den zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen und der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung und zwischen den zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen untereinander bedeutet dies, dass die erforderliche Busbandbreite den gleichen oder wenigstens vergleichbaren Schwankungen unterworfen ist und sich außerdem diese Schwankungen auf kleiner Zeitbasis im Bereich von einem Zeitrahmen (10 ms) auswirken. Daher müssen Datenübertragungsverfahren auf dieser Zeitbasis umprogrammiert werden. Bei UMTS-Funktelekommunikationssystemen besteht außerdem die Notwendigkeit, die unterschiedlichen physikalischen Kanäle (DPCH, DSCH, S-CCPCH, P-CCPCH), die unterschiedliche Datenraten aufweisen und auf der Basis von Zeitschlitzen (Slots; 1 Zeitschlitz = 1/15 Zeitrahmen = 666 μsec) hinzugeschaltet werden oder weggenommen werden, zu demodulieren. Außerdem werden noch Leistungsmessungen an unterschiedlichen Monitorzellen zusätzlich an aktiven Zellen durchgeführt. Die Ergebnisse aufgrund der Demodulation sowie der Leistungsmessungen müssen mit auf kleiner Zeitbasis stark schwankenden Übertragungsraten zur zentralen Datenverarbeitungseinrichtung bzw. zu anderen zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen übertragen werden.
Um den Schwierigkeiten der variablen Datenraten und Datenstrukturen bei Datenverarbeitungsvorrichtungen wie in dem UMTS-Funktelekommunikationssystem zu begegnen, ist bekannt, dass der digitale Signalprozessor oder eine Steuerung die Daten bewegen bzw. übertragen. Dazu liest der digitale Signalprozessor Statusinformationen aus den zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen bzw. den Peripherieelementen aus oder extrahiert dieselben aus Daten, die bereits verarbeitet wurden, Falls erforderlich, ordnet der digitale Signalprozessor den Daten Speicher zu und erzeugt eine Datenübertragungsparameterliste, um die Datenübertragung zu steuern. Die Datenübertragungsparameterliste wird durch den Programmcode für eine Datenübertragung verwendet. Wenn eine Datenquelle, wie z. B. eine zweckgebundene Datenverarbeitungseinrichtung, zu bewegende Daten besitzt, sendet dieselbe einen Interrupt zu dem digitalen Signalprozessor. Der Interrupt bzw. die Programmunterbrechung bewirkt einen Aufgabenwechsel (Task Switch) in dem digitalen Signalprozessor. Dann wird die Ausführung des Programmcodes für die Datenübertragung begonnen und die ersten Datenübertragungsparameter der Datenübertragungsparameterliste werden verwendet, um die erste Datenübertragung zu steuern.
Ein Vorteil der Datenübertragung durch den digitalen Signalprozessor besteht in der damit verbundenen Einfachheit der Datenverarbeitungsvorrichtung. Ein Nachteil besteht darin, dass, obwohl der Programmcode, der für eine solche Datenübertragung erforderlich ist, im Allgemein einfach ist, derselbe nachteilhafterweise eine beträchtliche Belastung der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung darstellen kann. Dies liegt u. a. an der Zeit, die erforderlich ist, um auf jeden Interrupt zu reagieren, an der Bestimmung und der Überprüfung der Adressen, und an der Zeit, die der digitale Signalprozessor oftmals abwarten muss, bis sich die Daten durch ein häufig komplexes Bussystem bewegt haben. Der wesentliche Nachteil der Übertragung der Daten mit Hilfe des digitalen Signalprozessors oder der Steuerung besteht darin, dass der digitale Signalprozessor viel Zeit zum Übertragen der Daten benötigt und daher weniger Zeit zum Verarbeiten der Daten und für andere Aufgaben besitzt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Datenrate groß ist und variiert und wenn sich der Datenfluss häufig ändert. Ein Beispiel dafür ist eine Basisstation eines UMTS-Funktelekommunikationssystems, bei der ein effizienter Aufgabenwechsel wünschenswert ist, da derselbe ermöglicht, dass ein einzelner digitaler Signalprozessor mehrere Signalwege eines empfangenen Signals (Mehrwegausbreitung) verarbeiten und/oder mehrere Mobilstationen bedienen kann.
Eine zweite bekannte Möglichkeit, um dem Problem der variablen Datenrate und Datenstrukturen in Datenverarbeitungssystemen zu begegnen, besteht darin, eine spezielle Einrichtung zu verwenden, die Datenübertragungen zwischen den Datenverarbeitungseinrichtungen durchführt. Eine solche Einrichtung wird üblicherweise als Datenübertragungseinrichtung bezeichnet. Eine bekannte Datenübertragungseinrichtung ist z. B. eine Direct-Memory-Access-(DMA-)Datenübertragungseinrichtung, die Daten über DMA-Datenkanäle überträgt.
Eine einfache Datenübertragungseinrichtung besitzt ein Datenübertragungsparameterregister, um die Datenübertragungen zu steuern. Aufwendigere Datenübertragungseinrichtungen besitzen in einem Speicher eine Liste von Datenübertragungsparametern. Diese Datenübertragungsparameterliste wird bei UMTS-Funktelekommunikationssystemen durch die Steuerung oder den Prozessor erzeugt und in eine geeignete Speicherposition geladen. Wenn die Datenübertragungsparameterliste in Blöcke aufgeteilt ist, die nicht nur die Datenübertragungsparameter für eine Datenübertragung oder eine Gruppe von Datenübertragungen sondern ferner die Adresse eines nächsten Blocks von Datenübertragungsparametern in einem Speicher enthält, dann wird dieselbe als eine verknüpfte Liste bzw. als eine Linked-List bezeichnet. Somit kann eine lange Folge von Datenübertragungen durch die Datenübertragungseinrichtung durchgeführt werden, ohne dass ein weiterer Eingriff des digitalen Signalprozessors erforderlich ist. Bei einem DMA-Datenkanal wird statt des digitalen Signalprozessors ein Zähler als Adress-Generator verwendet. Zur Initialisierung wird ein Adressregister mit einer Startadresse eines auszulesenden Speicherbereichs geladen und einem Zählregister wird die Anzahl der zu übertragenden Bytes mitgeteilt. In einem Steuerregister des DMA-Datenkanals wird festgelegt, ob die Adressen aufwärts oder abwärts gezählt werden sollen und ob der Speicher, auf den zugegriffen wird, beschrieben oder ausgelesen werden soll. Die Datenübertragung kann blockweise durchgeführt werden und erfolgt ohne Abarbeitung eines Programms auf der Basis eines Zähltakts.
Bei der Übertragung von Daten muss der digitale Signalprozessor zunächst den aktuellen Betrieb unterbrechen (Aufgabenwechsel) und die Informationen in den Variationen des Datenflusses lesen und interpretieren. Diese Informationen müssen aus der Datenquelle, z. B. einer zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtung wie einem RAKE-Empfänger, gelesen werden oder aus den Steuerinformationen in dem Datenfluss interpretiert werden. Dann muss der digitale Signalprozessor Quelladressen, Zieladressen, die Datenblocklänge und andere für jede Übertragung erforderliche Datenübertragungsparameter berechnen. Schließlich kopiert der Prozessor die Datenübertragungsparameter zu der Datenübertragungseinrichtung und ermöglicht die Übertragung.
Der Vorteil der Verwendung einer Datenübertragungseinrichtung zwischen Datenverarbeitungseinrichtungen besteht darin, dass der digitale Signalprozessor nicht angehalten wird und verwendet wird, um Daten zu bewegen. Mit einem DMA-Datenkanal lassen sich beispielsweise wesentlich höhere Datenübertragungsgeschwindigkeiten als mit einer herkömmlichen Schnittstelle erreichen. Ein Nachteil der Verwendung einer Datenübertragungseinrichtung besteht darin, dass die variablen Datenraten und Datenstrukturen zu starken zeitlichen Engpässen führen können, da die Zeit, die erforderlich ist, um die oben beschriebenen Schritte durchzuführen, die Rate begrenzt, mit der das Datenverarbeitungssystem auf Variationen in dem Datenfluss reagieren kann. Der digitale Signalprozessor muss ausreichende Leistungsreserven besitzen, um ausreichend schnell reagieren zu können und um beispielsweise den DMA-Datenkanal umprogrammieren zu können. Die Zeit, die aufgrund von Aufgabenwechseln (Task-Switches), Brücken (Bridges) zwischen unterschiedlichen Bussystemen und Umprogrammieren von DMA-Kanälen erforderlich ist, um die Schritte durchzuführen, ist aufgrund von Variationen der Buslast und da der digitale Signalprozessor andere wichtige Aufgaben zum gleichen Zeitpunkt durchführen muss nicht konstant. Dies erschwert es dem digitalen Signalprozessor, die erforderlichen Änderungen des Datenflusses mit den Änderungen in den Datenübertragungsparametern für die Datenübertragungseinrichtung zu synchronisieren. Die Buslast aufgrund dieser Schritte reduziert die Buskapazität, die für den erforderlichen Datenfluss verfügbar ist.
Eine weitere bekannte Möglichkeit, um dem Problem der variablen Datenraten und Datenstrukturen in Datenverarbeitungsvorrichtungen zu begegnen, besteht darin, Puffer-Bereiche in den zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen und einem Speicher vorzusehen, die ausreichend groß sind, um den ungünstigsten Datenfluss und die ungünstigste Datenrate zu bewältigen. Wenn Interrupts oder Datenübertragungsanfragen empfangen werden, dann wird der gesamte Inhalt eines Puffers zwischen den Datenverarbeitungseinrichtungen übertragen, ohne dass die Datenübertragungseinrichtung weiß, ob der Puffer gefüllt ist oder nicht. Die Datenübertragungseinrichtung, d. h. die Steuerung, der digitale Signalprozessor oder die DMA-Datenübertragungseinrichtung, muss getrennte Quellzeiger, Zielzeiger und Blocklängenzähler für jeden Datenkanal, z. B. DMA-Datenkanal, verwalten. Das Datenziel, d. h. der Speicher, muss ausreichend groß sein, um die realen Daten und die leeren Puffer-Bereiche aufzunehmen.
Der Vorteil des Vorsehens von Puffer-Bereichen in den zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen und einem Speicher besteht darin, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung und die Steuerung der Datenübertragung einfach aufgebaut sind. Nachteile bestehen darin, dass eine hohe Übertragungsbandbreite erforderlich ist, da immer die maximal mögliche Menge an Daten übertragen wird, dass eine mindestens erforderliche Busfrequenz und Bus-Wortbreite gewährleistet sein muss, dass ein zusätzlicher Speicherraum bei der Datenquelle und dem Datenziel erforderlich ist, der für leere Datenblöcke vorgesehen ist, und dass die Daten im Ziel wieder zu zusammenhängenden Datenströmen angeordnet werden müssen.
Eine weitere bekannte Möglichkeit, um dem Problem der variablen Datenrate und Datenstrukturen in Datenverarbeitungsvorrichtungen zu begegnen, besteht darin, die Daten von mehreren Datenpaketen oder Daten-Puffern zu einem größeren Datenblock für eine Übertragung zu verbinden. Dieser größere Datenblock muss nach der Übertragung zerlegt werden. Diese Vorgehensweise besitzt den Vorteil, dass die Datenübertragung sehr einfach ist. Ein Nachteil besteht darin, dass die Daten für jeden Datenkanal an dem Datenziel neu angeordnet und zu zusammenhängenden Datenströmen verbunden werden müssen. Die Datenströme müssen nach Steuerinformationen über die Datenstruktur abgesucht werden. Diese Informationen müssen verwendet werden, um die Daten für jeden Datenkanal in zusammenhängenden Datenströmen anzuordnen.
Eine weitere bekannte Möglichkeit, um dem Problem der variablen Datenraten und Datenstrukturen in Datenverarbeitungsvorrichtungen zu begegnen, besteht darin, getrennte Datenübertragungskanäle für jeden Datenkanal oder Teildatenkanal in einer zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtung einzurichten. Ein Vorteil besteht hier darin, dass kein zusätzliches nachträgliches Verarbeiten erforderlich ist, da die Datenkanäle zu den richtigen Datenzielen gerichtet sind. Ein Nachteil besteht darin, dass die Komplexität der Datenverarbeitungsvorrichtung zunimmt, da jeder Datenkanal und jeder Teildatenkanal getrennte Datenübertragungs-Anforderungssignale, Quellzeiger, Zielzeiger und Blocklängenzähler erfordert. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass, um die variablen Datenraten zu verarbeiten, ein Speicherblock in dem Datenziel für jeden Datenkanal oder Teildatenkanal erforderlich ist, der die maximal mögliche Datenrate verarbeiten kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine einfache Datenverarbeitungsvorrichtung zu schaffen, die variable Datenraten und variable Datenstrukturen schnell und flexibel verarbeiten kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung nach Anspruch 1 gelöst.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Datenübertragungsparameterliste, deren Einträge eine Serie von Übertragungsaufgaben beinhaltet, zu verwenden, wobei die Datenübertragungsparameterliste durch eine zweckgebundene Datenverarbeitungseinrichtung selbst erzeugt wird. Die Erfindung schafft eine Datenverarbeitungsvorrichtung mit mindestens einer zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtung eines ersten Typs; einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung zum Steuern von zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen; mindestens einem Datenübertragungskanal zum Übertragen von Daten zwischen den Datenverarbeitungseinrichtungen; und einer Datenübertragungseinrichtung zum Übertragen von Daten zwischen den Datenverarbeitungseinrichtungen über den mindestens einen Datenübertragungskanal abhängig von Datenübertragungsparametern, wobei die Datenübertragungsparameter, die der mindestens einen zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtung des ersten Typs zugeordnet sind, durch die mindestens eine zweckgebundene Datenverarbeitungseinrichtung des ersten Typs erzeugt werden.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in Anspruch 1 angegebenen Datenverarbeitungsvorrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die mindestens eine zweckgebundene Datenverarbeitungseinrichtung des ersten Typs einen lokalen Datenspeicher auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung einen internen Datenspeicher zum Speichern von durch die zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen zu der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung übertragenen Daten auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Größe des internen Datenspeichers der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung ein Vielfaches der Größe des lokalen Datenspeichers der zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtung des ersten Typs.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist der interne Datenspeicher Speicherbereiche mit einer Größe von einem Zeitschlitz auf, und der lokale Datenspeicher der zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtung des ersten Typs weist Speicherbereiche mit einer Größe von 1/10 Zeitschlitz auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Datenverarbeitungsvorrichtung ferner mindestens eine zweckgebundene Datenverarbeitungseinrichtung eines zweiten Typs auf, wobei die Datenübertragungsparameter, die der mindestens einen zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtung des zweiten Typs zugeordnet sind, durch die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ändern sich bei der mindestens einen zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtung des ersten Typs die Datenübertragungsparameter schnell, und bei der mindestens einen zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtung des zweiten Typs ändern sich die Datenübertragungsparameter langsam. Als Zeitreferenz, auf die die zeitliche Änderung mit den Attributen „schnell” und „langsam” bezogen werden kann, dient vorzugsweise ein Zeitrahmen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Datenverarbeitungsvorrichtung ferner einen zentralen Datenübertragungsparameterspeicher zum Speichern von Datenübertragungsparametern auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die mindestens eine zweckgebundene Datenverarbeitungseinrichtung des ersten Typs einen lokalen Datenübertragungsparameterspeicher zum Speichern der Datenübertragungsparameter auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist der lokale Datenspeicher und der lokale Datenübertragungsparameterspeicher der mindestens einen zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtung des ersten Typs, der interne Datenspeicher der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung und der zentrale Datenübertragungsparameterspeicher normale Speicherelemente und Schattenspeicherelemente auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung einen digitalen Signalprozessor auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die mindestens eine zweckgebundene Datenverarbeitungseinrichtung des ersten Typs einen RAKE-Empfänger auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die mindestens eine zweckgebundene Datenverarbeitungseinrichtung des zweiten Typs einen Kanaldecodierer und ein Sendemodul auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Datenübertragungseinrichtung eine Direct-Memory-Access-(DMA-)Datenübertragungseinrichtung, und der mindestens eine Datenübertragungskanal ist ein DMA-Kanal.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weisen die Datenübertragungsparameter eine Datenmenge, eine Quelladresse und eine Zieladresse der bewegten Daten auf.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine Steuerung oder eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung, wie z. B. ein digitaler Signalprozessor, die dynamischen Variationen des Datenflusses nicht überwachen muss und eine Datenübertragungsvorrichtung nicht neu konfigurieren muss, bevor sich der Datenfluss ändert. Dies ist dadurch begründet, dass die zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen die sich ändernden Datenstrukturen und Datenraten kennen und die Datenübertragungen durch Erzeugen und Übertragen einer Datenübertragungsparameterliste zu einer Datenübertragungseinrichtung steuern. Es wird eine extrem hohe Flexibilität erreicht, da unterschiedlichste zweckgebundene Datenverarbeitungseinrichtungen die Einträge der verknüpften Datenübertragungsparameterliste selbst ausführen und somit beispielsweise durch einen Datenübertragungsparameterlisten-Speicher die unterschiedlichen zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen und auch die unterschiedlichen Erfordernisse an die Datenübertragung entkoppelt werden. Es ist somit möglich, auf einzelne Anforderungen einer Mehrzahl von zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen punktuell eingehen zu können, ohne diese Anforderungen bei der Implementierung einer Datenübertragungseinrichtung, z. B. einer DMA-Datenübertragungseinrichtung, berücksichtigen zu müssen, bzw. diese Anforderungen durch eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung, wie z. B. einen digitalen Signalprozessor, erfüllen zu müssen. Die Erfüllung dieser Anforderungen durch eine Datenübertragungseinrichtung verhindert die Wiederverwendbarkeit und erhöht den Entwurfs- und Verifikations-Aufwand. Die Erfüllung der Anforderungen durch eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung würde hingegen dem ursprünglichen Ansatz, eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung durch eine Datenübertragungseinrichtung zu entlasten, entgegenwirken und damit zu einer Reduktion der Systemeffizienz führen.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Steuerung oder die zentrale Datenverarbeitungsrichtung keine häufigen Aufgabenwechsel durchführen müssen, um den Datenfluss zu überwachen und zu steuern. Es besteht daher eine reduzierte Last des Bussystems.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine Datenübertragungseinrichtung sehr schnell neu programmiert werden kann, um komplexe Änderungen des Datenflusses zu bewältigen, und anstelle eines komplexeren Systems verwendet werden kann.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass durch die Verwendung einer Datenübertragungsparameterliste lediglich der gerade beschriebene Bereich übertragen wird und somit Bandbreite gespart wird. Dies ist insbesondere bemerkbar, wenn beispielsweise in einem RAKE-Empfänger unterschiedliche Datenkanäle demoduliert werden, die unterschiedliche Spreizfaktoren aufweisen, so dass ein Symbol-Puffer mit einem kleinen Spreizfaktor vollständig und andere Symbol-Puffer mit einem hohen Spreizfaktor nur zum Teil übertragen werden müssen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel einer Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
4 die Übertragung von Symbolen zwischen einem RAKE-Empfänger und einem digitalen Signalprozessor bei Multicode-Fingern; und
5 die Übertragung von Symbolen zwischen einem RAKE-Empfänger und einem digitalen Signalprozessor bei Dualcode-Fingern.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Bestandteile.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung. Die Datenverarbeitungsvorrichtung weist zweckgebundene Datenverarbeitungseinrichtungen 2, eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 4, eine Datenübertragungseinrichtung 6 und einen Datenübertragungsparameterspeicher 8 für Datenübertragungsparameter bzw. eine Datenübertragungsparameterliste auf. Die Datenverarbeitungsvorrichtung wird vorzugsweise in Komponenten eines UMTS-Funktelekommunikations-systems, wie z. B. Mobilstationen und Basisstationen, verwendet. Die zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen 2 sind vorzugsweise UMTS-Peripherieelemente, d. h. ein RAKE-Empfänger 10, ein Kanaldecodierer 12 und ein Sendemodul 14. Die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 4 ist vorzugsweise ein digitaler Signalprozessor kann aber alternativ ein Mikroprozessor oder eine andere beliebige zentrale Datenverarbeitungseinrichtung sein. Die Datenübertragungseinrichtung 6 ist vorzugsweise eine DMA-Datenübertragungseinrichtung, und der Datenübertragungsparameterspeicher 8 ist vorzugsweise ein Direktzugriffsspeicher (RAM; RAM = Random Access Memory).
Die zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen 2 sind mit einem Bus 16 untereinander und mit der Datenübertragungseinrichtung 6 zum bidirektionalen Übertragen von Daten verbunden. Der RAKE-Empfänger 10 ist mit dem Datenübertragungsparameterspeicher 8 zur Übertragung von Datenübertragungsparametern ((1)) des RAKE-Empfängers 10 zu dem Datenübertragungsparameterspeicher 8 direkt verbunden. Die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 4 ist mit dem Datenübertragungsparameterspeicher 8 verbunden, um Datenübertragungsparameter ((2), (3)), die durch die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 4 für den Kanaldecodierer 12 und das Sendemodul 14 erzeugt werden, zu dem Datenübertragungsparameterspeicher 8 zu übertragen. Der Datenübertragungsparameterspeicher 8 ist mit der Datenübertragungseinrichtung 6 zum Übertragen von allen Datenübertragungsparametern der zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen 2 zu der Datenübertragungseinrichtung 6 verbunden. Die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 4 ist mit der Datenübertragungseinrichtung 6 zum bidirektionalen Übertragen von Daten von den zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen 2 über den Bus 16 bzw. von der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung 4 über die Datenübertragungseinrichtung 6 und den Bus 16 zu den zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen 2 verbunden. Die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 4 ist über Steuerleitungen 17 mit den zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen 2 verbunden, um die zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen zu programmieren.
Der RAKE-Empfänger 10 dient dazu, um aus einem empfangenen Funksignal, das sich aus einer Überlagerung von auf verschiedenen Ausbreitungswegen übertragenen Signalen zusammensetzt, ein Sendesignal wiederherzustellen. Der RAKE-Empfänger 10 weist dazu Finger auf, die jeweils einem Ausbreitungsweg eines Signals zugeordnet sind. Der Kanaldecodierer 12 erhält von dem RAKE-Empfänger 10 ein CDMA-decodiertes Funksignal, z. B. ein mit einem Faltungscode fehlerschutzcodiertes und über einen gestörten Funkkanal übertragenes Funksignal, und decodiert dasselbe gemäß dem Fehlerschutzcode. Der Kanaldecodierer 12 dient dazu, die in dem Funksignal enthaltenen Nutzinformationen mit möglichst hoher Erfolgsquote, d. h. geringer Bit-Fehlerrate, wiederherzustellen. Das Sendemodul 14 führt für ein zu sendendes Signal eine Kanalcodierung mit beispielsweise einem Faltungscode durch und teilt das Signal mit dem CDMA-vielfachzugriffsverfahren auf physikalische Kanäle auf.
Die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 4 dient zur Signalverarbeitung und zur Steuerung der Datenverarbeitungsvorrichtung. Die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 4 erhält beispielsweise über den Bus 16 und die Datenübertragungseinrichtung 6 von den verschiedenen zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen 2 zu verarbeitende Daten, führt in sich eine Verarbeitung dieser Daten durch und leitet dieselben über die Datenübertragungseinrichtung 6 und den Bus 16 an eine entsprechende zweckgebundene Datenverarbeitungseinrichtung weiter.
Der Datenübertragungsparameterspeicher 8 für die Datenübertragungsparameterliste weist vorzugsweise eine Datenübertragungsparameterliste bzw. verknüpfte Liste (Linked List) auf, deren Größenordnung im 10-er Bereich liegt. Jeder Eintrag der Datenübertragungsparameterliste leitet mit Hilfe eines Datenübertragungsanfragesignals (nicht gezeigt) an die Datenübertragungseinrichtung 6 eine Datenübertragung zwischen beispielsweise einer zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtung 2 und der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung 4 ein. Jeder Eintrag weist dazu eine Quelladresse, eine Zahl der zu übertragenden Datenworte und eine Zieladresse auf. Die Daten werden zwischen der Quelladresse und der Zieladresse übertragen. Die Einträge der Datenübertragungsparameterliste bzw. die Datenübertragungsparameter sind an einem Ort gespeichert, bei dem dieselben direkt durch die Datenübertragungseinrichtung 6 verwendet werden können, um den Datenfluss zu steuern. Dazu ist der Datenübertragungsparameterspeicher 8 vorzugsweise ein globales Speichermodul, das im wesentlichen eine Speichereinrichtung ist, die die Einträge der Datenübertragungsparameterliste enthält, auf die die Datenübertragungseinrichtung 6 einen Zugriff besitzt. In dem Datenübertragungsparameterspeicher 8 sind bei der Erfindung vorzugsweise Schattenspeicherelemente vorgesehen, wenn während einer Datenübertragung die Datenübertragungsparameter umprogrammiert werden müssen.
Die Datenübertragungseinrichtung 6 erhält die Datenübertragungsparameter der Datenübertragungsparameterliste von dem Datenübertragungsparameterspeicher 8 in einer Form, die direkt durch dieselbe ohne eine weitere Umwandlung verwendet werden kann. Die Datenübertragungseinrichtung 6 besitzt einen Zugriff auf den Datenübertragungsparameterspeicher 8 und ist dauerhaft aktiviert, ist jedoch passiv, wenn von einer jeweiligen zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtung 2 kein Datenübertragungsanfragesignal aktiviert ist. Vor jeder Datenübertragung über den Bus 16 wird die Datenübertragungsparameterliste durch die Datenübertragungseinrichtung 6 gelesen und die verschiedenen Datenübertragungsaufgaben (Tasks) werden geprüft. Danach erfolgt die Übertragung der Daten gemäß den Einträgen in der Datenübertragungsparameterliste. Sobald eine Übertragungsaufgabe beendet ist, wird der nächste Eintrag in der Datenübertragungsparameterliste ausgeführt.
Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Datenübertragungsparameter der Datenübertragungsparameterliste für den RAKE-Empfänger 10 durch den RAKE-Empfänger 10 selbst und für den Kanaldecodierer 12 und das Sendemodul 14 durch die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 4 erzeugt. Allgemein können die zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen 2 die Datenübertragungsparameter der Datenübertragungsparameterliste selbst erzeugen und Einträge in dem Datenübertragungsparameterspeicher 8 vornehmen bzw. unter einer speziellen Adresse in einem Adressraum zur Verfügung stellen. Die Einträge in der Datenübertragungsparameterliste können alternativ durch die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 4 erzeugt und in den Datenübertragungsparameterspeicher 8 programmiert werden. Die Erzeugung der Datenübertragungsparameter durch die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 4 ist jedoch nur dann sinnvoll, wenn sich die Datenübertragungsparameter lediglich auf großer Zeitbasis ändern. Dies ist beispielsweise bei einem UMTS-Funktelekommunikationssystem für den in 1 gezeigten Kanaldecodierer 12 und das Sendemodul 14 der Fall. Hier ändern sich die Übertragungsraten auf einer Block-, Zeitrahmen- oder sogar TTI-Ebene (TTI = Transmission Time Intervall; bis zu 8 Zeitrahmen). Dagegen ändern sich die Übertragungsinformationen bei zeitkritischen zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen wie dem RAKE-Empfänger 10 auf Zeitschlitz-Ebene oder sogar auf Teil-Zeitschlitz-(Sub-Slot-)Ebene. Hier ist eine Programmierung einer Datenübertragungsparameterliste durch die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 4 nicht sinnvoll.
Der Kanaldecodierer 12 und das Sendemodul 14 weisen jeweils einen Eingangs-Puffer 18 und einen Ausgangs-Puffer 20 auf, die über eine Schnittstelle 22 mit dem Datenbus 16 verbunden sind. Der Eingangs-Puffer 18 nimmt über den Bus 16 eintreffende Daten auf, während der Ausgangs-Puffer 20 Daten zu dem Bus 16 ausgibt. Die Schnittstelle 22 dient zur Verbindung und Synchronisierung des jeweiligen Eingangs-Puffers 18 und des jeweiligen Ausgangspuffers 20 mit dem Bus 16.
Der RAKE-Empfänger 10 weist einen Datenübertragungsparamter-Puffer 24 zur Zwischenspeicherung der Datenübertragungsparameter, die durch den RAKE-Empfänger 10 erzeugt werden, auf. Über den Datenübertragungsparamter-Puffer 24 werden die Datenübertragungsparameter zu dem Datenübertragungsparameterspeicher 8 weitergeleitet. Der RAKE-Empfänger 10 weist ferner einen Betriebsparameter-Puffer 26 zur Speicherung von Betriebsparametern des RAKE-Empfängers 10 und einen Symbol-Puffer 28, die über eine Schnittstelle 30 mit dem Bus 16 verbunden sind, auf. Der Symbol-Puffer 28 dient dazu, um die Symbole bzw. Daten von physikalischen Kanälen zwischenzuspeichern. Der Symbol-Puffer 28 weist zu diesem Zweck vorzugsweise Teil-Symbol-Puffer zur Zwischenspeicherung der Symbole der einzelnen physikalischen Kanäle auf. Aufgrund der stark schwankenden Datenübertragungsrate sind bei der vorliegenden Erfindung im Falle von UMTS-Funktelekommunikationssystemen vorzugsweise gleich große Teil-Symbol-Puffer für alle physikalischen Kanäle vorgesehen, die aber nur selten gleichmäßig gefüllt werden und übertragen werden. Somit wird aus jedem Teil-Symbol-Puffer eine unterschiedliche Zahl von Datenworten übertragen, die als unterschiedliche Einträge in der Datenübertragungsparameterliste aufgeführt sind. Der RAKE-Empfänger 10, der einmal von der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung 4 programmiert wurde, ermittelt selbst die Anzahl der Daten in den Teil-Symbol-Puffern des Symbol-Puffers 28, die zu der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung 4 zu übertragen sind. Die Quelladresse ist durch eine Offset-Adresse bzw. Versatz-Adresse des Symbol-Puffers 28 gegeben. Die Zieladresse wird einmal als Offset-Wert durch die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 4 definiert und dann mit jedem Datenwort, das übertragen wird, inkrementiert, bis von der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung 4 wieder ein Offset-Wert übertragen wird.
Die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 4 weist einen internen Speicher 34 auf, in dem die von den zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen 2 übertragenen Symbole und Zwischenergebnisse der Signalverarbeitung gespeichert werden können. Die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 4 ist über eine Schnittstelle 36 mit der Datenübertragungseinrichtung 6 verbunden. Der Datenübertragungsparameterspeicher 8 weist ferner einen Eingang für ein Taktsignal 32 auf, mit dem die Übertragung der Datenübertragungsparameter von dem RAKE-Empfänger und der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung 4 und zu der Datenübertragungseinrichtung 6 gesteuert wird.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung. Hier ist der RAKE-Empfänger 10 über den Datenübertragungsparameter-Puffer 24 direkt mit der Datenübertragungseinrichtung 6 verbunden. Der RAKE-Empfänger 10 erzeugt die demselben zugeordneten Datenübertragungsparameter ((1)) selbst und speichert diese in dem Datenübertragungsparameter-Puffer 24, bis diese durch die Datenübertragungseinrichtung 6 abgerufen werden. Die Datenübertragungsparameter des RAKE-Empfängers 10 werden daher im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel von 1 direkt zu der Datenübertragungseinrichtung 6 übertragen und nicht in dem Datenübertragungsparameterspeicher 8 zusammen mit den Datenübertragungsparametern ((2), (3)) des Kanaldecodierers 12 und des Sendemoduls 14 gespeichert.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Datenverarbeitungsvorrichtung. Im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel von 2 werden bei diesem Ausführungsbeispiel die Datenübertragungsparameter des Kanaldecodierers 12 und des Sendemoduls 14 ebenfalls durch diese selbst erzeugt und in Datenübertragungsparameter-Puffern 38 lokal zwischengespeichert, um direkt zu der Datenübertragungseinrichtung 6 übertragen zu werden. Die Datenübertragungsparameter werden daher nicht durch die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung erzeugt und es ist ferner kein Speicher für Datenübertragungsparameter vorgesehen. Der RAKE-Empfänger 10, der Kanaldecodierer 12 und das Sendemodul 14 werden über ein gemeinsames Taktsignal 40 zeitlich gesteuert, das den zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtungen 2 zugeführt wird.
Allgemein können bei der vorliegenden Erfindung die Datenübertragungsparameter, die in dem Datenübertragungsparameterspeicher 8 in 1 und 2 gespeichert sind, an einer beliebigen Stelle in einem Adressraum der Datenverarbeitungsvorrichtung gespeichert sein. Die Datenübertragungsparameter können daher für eine zweckgebundene Datenverarbeitungseinrichtung auch in der zweckgebundenen Datenverarbeitungseinrichtung selbst und für andere zweckgebundene Datenverarbeitungseinrichtungen an einer zentralen Stelle in einem Speicher abgelegt sein.
Die Ausführungsbeispiele der 1 und 2 sind besonders vorteilhaft, da nur durch zweckgebundene Datenverarbeitungseinrichtungen, wie dem RAKE-Empfänger, die zeitkritische und extrem variable Datenübertragungsparameter aufweisen, die Datenübertragungsparameter direkt erzeugt werden, wobei bei den restlichen Datenverarbeitungseinrichtungen die Datenübertragungsparameter durch die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 4 programmiert werden.
Es sei bemerkt, dass die Speicher und Puffer, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, vorzugsweise Direktzugriffsspeicher (RAM; Random Access Memory) aufweisen.
Bei der vorliegenden Erfindung sind in dem Symbol-Puffer 28 des RAKE-Empfängers 10 vorzugsweise zwei Symbol-Puffer vorgesehen, deren Inhalt zu der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung 4 übertragen werden muss. Beide Symbol-Puffer unterscheiden sich durch die Art der zu speichernden Datentypen und die erforderliche Datenübertragungsrate.
Es ist einerseits ein Symbol-Puffer, der als Multicode-(MC-)Symbol-Puffer bezeichnet wird und die Resultate der Datendemodulation eines Multicode-Fingers speichert, und andererseits ein Dualcode-Symbol-Puffer, der als Dualcode-(DC-)Symbol-Puffer bezeichnet wird und die Resultate der Demodulation eines Dualcode-Fingers bzw. Doppelcode-Fingers speichert, in dem Symbol-Puffer des RAKE-Empfängers vorgesehen.
4 zeigt schematisch für das Ausführungsbeispiel von 2 die Übertragung von Symbolen von einem Multicode-Symbol-Puffer 28A des RAKE-Empfängers 10 (2) zu dem internen Speicher 34 des digitalen Signalprozessors (DSP) mit Hilfe von DMA-Übertragungen einer DMA-Übertragungseinrichtung. Der RAKE-Empfänger weist zusätzlich zu dem Multicode-Symbol-Puffer 28A Steuerregister 42 auf und wird durch Steuer- und Zeitstempel-Bits 44 von dem digitalen Signalprozessor gesteuert. Der Multicode-Symbol-Puffer 28A enthält fünf verschiedene Teil-Symbol-Puffer bzw. Speicherbereiche SYMB_MC_BUF1, ..., 5. Die Größe der unterschiedlichen Teil-Symbol-Puffer ist vorzugsweise darauf ausgerichtet, um Symbole mit einer Länge von 1/10 Zeitschlitz und einem Spreizfaktor (SF) von 4 bzw. 256 der betreffenden Daten- oder Steuerkanäle zu speichern.
Tabelle 1 zeigt die Zuordnung von physikalischen Kanälen zu den Teil-Symbol-Puffern und den Inhalt der Teil-Symbol-Puffer.

Teil-Symbol-Puffer	Physikalischer Kanal	Inhalt
SYMB_MC_BUF1	DPCH1	Puffergröße: 1 DPCH-Kanal mit 64 Symbolen (1/10 Zeitschlitz für SF = 4): jedes I, Q mit 2 × 8 Bit
SYMB_MC_BUF2	DPCH2/DSCH1	Puffergröße: 1 DPCH/DSCH-Kanal mit 64 Symbolen (1/10 Zeitschlitz für SF = 4): jedes I, Q mit 2 × 8 Bit
SYMB_MC_BUF3	DPCH3/DSCH2	Puffergröße: 1 DPCH/DSCH-Kanal mit 64 Symbolen (1/10 Zeitschlitz für SF = 4): jedes I, Q mit 2 × 8 Bit
SYMB_MC_BUF4	S-CCPCH	Puffergröße: 1 S-CCPCH-Kanal mit 64 Symbolen (1/10 Zeitschlitz für SF = 4): jedes I, Q mit 2 × 8 Bit
SYMB_MC_BUF5	CPICH	Puffergröße: 6 Symbole (ein Symbol für eine Zelle eines aktiven Satzes, 1/10 Zeitschlitz für SF = 256): jedes I, Q mit 2 × 8 Bit

Tabelle 1

Die Teil-Symbol-Puffer SYMB_MC_BUF1, ..., 3 der physikalischen Kanäle DPCH1, DPCH2/DSCH1, DPCH3/DSCH2 weisen bei einem Spreizfaktor (SF) von 4 jeweils eine Größe von 64 Symbolen bzw. Einträgen (2 × 8 Bit (I, Q)) auf. Der Teil-Symbol-Puffer SYMB_MC_BUF4 des physikalischen Kanals S-CCPCH weist ebenfalls 64 Symbole (2 × 8 Bit (I, Q)) auf. Der physikalische Kanal CPICH weist eine Größe von 6 Symbolen, d. h. einem Symbol (2 × 8 Bit (I, Q)) für jede Zelle bei sechs aktiven Zellen, auf. Dies liegt daran, dass bei dem Fall eines SSDT-(= Site-Selection Diversity Transmission) Leistungssteuermodus eines UMTS-Funktelekommunikationssystems die Mobilstation auf der Basis der zellbezogenen CPICH-Leistung über das Übergeben der Verbindung zwischen Basisstationen des aktiven Satzes entscheidet. Daher müssen die integrierten CPICH-Symbole über alle Ausbreitungswege einer Zelle übertragen werden.
Der interne Speicher 34 des digitalen Signalprozessors dient dazu, um Symbole eines vollständigen Zeitschlitzes (Slot) aufzunehmen. Die Symbole werden von dem Multicode-Symbol-Puffer 28A zu dem internen Speicher 34 des digitalen Signalprozessors durch DMA-Übertragungen bewegt. Innerhalb des internen Speichers 34 werden die Symbole in Kanal-zugeordneten Bereichen 46 bis 54 während aufeinander folgender DMA-Übertragungen der DMA-Datenübertragungseinrichtung, die eine Größe von 1/10 Zeitschlitz aufweisen, nahtlos zu einem vollständigen Zeitschlitz verknüpft. Der interne Speicher 34 innerhalb des digitalen Signalprozessors weist daher eine Größe von 10 × (Größe des Multicode-Symbol-Puffers) auf, da der digitale Signalprozessor im Gegensatz zu dem RAKE-Empfänger die übertragenen Daten zeitschlitzweise verarbeitet.
Die Steuerregister 42 dienen dazu, um die DMA-Übertragungen zu steuern. Die Steuerregister 42 bestimmen die Datenübertragungsparameterliste bzw. die verknüpfte Liste für die Datenübertragung. Die Steuerregister spezifizieren den Inhalt der Teil-Symbol-Puffer des Multicode-Symbol-Puffers 28A und weisen Zählerregister 56, Quelladressregister 58, Zieladressregister 60 und Offset-Register 62 auf.
Die Quelladressregister 58 dienen dazu, um Quelladressen SCR1_MC, ..., SCR5_MC innerhalb der Teil-Symbol-Puffer des Multicode-Symbol-Puffers 28A zu speichern, die Startadressen von Teil-Symbol-Puffern zu Beginn der Übertragung oder Adressen innerhalb der Teil-Symbol-Puffer während der Übertragung sind. Die Zieladressregister 60 dienen dazu, um Zieladressen DEST1_MC, ..., DEST5_MC innerhalb des internen Speichers 34 des digitalen Signalprozessors zu speichern. Die Offset-register 62 dienen dazu, um Startadressen DOFF1_MC, ..., DOFF5_MC der Kanal-zugeordneten Bereiche 46 bis 54 zu Beginn der Übertragung an einer Zeitschlitzgrenze zu speichern. Die Zählerregister 56 SYMB_MC_CNT1, ..., 5 dienen dazu, um zu bestimmen, wie viele Einträge innerhalb der Teil-Symbol-Puffer SYMB_MC_BUF1 ..., 5 gültig sind. Lediglich der Inhalt der gültigen Speicherzellen der Teil-Symbol-Puffer wird zu dem internen Speicher des digitalen Signalprozessors durch die DMA-Datenübertragungseinrichtung übertragen.
Die Zählerregister SYMB_MC_CNT1, ..., 5 sind den einzelnen Teil-Symbol-Puffern SYMB_MC_BUF1, ..., 5 zugeordnet. Tabelle 2 zeigt die Zuordnung der Zählerregister SYMB_MC_CNT1, ..., 5 zu den Teil-Symbol-Puffern SYMB_ MC_BUF1, ..., 5.

Teil-Symbol-Puffer Zugeordnetes Zählerregister

SYMB_MC_BUF1 SYMB_MC_CNT1

SYMB_MC_BUF2 SYMB_MC_CNT2

SYMB_MC_BUF3 SYMB_MC_CNT3

SYMB_MC_BUF4 SYMB_MC_CNT4

SYMB_MC_BUF5 SYMB_MC_CNT5

Tabelle 2
Die Zählregister spezifizieren eine Zahl, die die Menge von Datenworten eines Teil-Symbol-Puffers des Multicode-Symbol-Puffers 28A angibt, die durch die DMA-Datenübertragungseinrichtung übertragen werden soll. Nach der Übertragung des Inhalts von einem Teil-Symbol-Puffer fährt die DMA-Datenübertragungseinrichtung zu dem nächsten Teil-Symbol-Puffer fort. Die Kanal-zugeordneten Bereiche 46 bis 54 in dem Speicher 34 des digitalen Signalprozessors sind durch die Offset-Adressen DOFF1_MC, ..., DOFF5_MC der Offset-Register 62 spezifiziert, die durch den digitalen Signalprozessor bestimmt werden. Am Anfang eines Zeitschlitzes werden diese Adressen in die Zielregister 60 für die Zieladressen DEST1_MC, ... DEST5_MC geladen, wie es durch einen Pfeil 64 gezeigt ist. Der Inhalt dieser Zielregister 60 wird für jedes übertragene Datenwort inkrementiert. Der Inhalt der Zielregister 60 wird für den nächsten DMA-Übertragungsvorgang beibehalten, der durch einen Teil-Symbol-Puffer-Überlauf oder einen Zeitstempel einer spezifizierten Übertragung zu dem digitalen Signalprozessor ausgelöst wird. Die Quellregister 58 werden ebenfalls für jedes Wort inkrementiert, das übertragen wird, mit der Ausnahme, dass der Inhalt nicht für den nächsten DMA-Übertragungsvorgang beibehalten wird, da die Übertragung immer bei der Startadresse eines Teil-Symbol-Puffers beginnt.
Bevor ein DMA-Übertragungsvorgang eingerichtet werden kann, müssen die Steuerregister 42, die oben beschrieben sind, als eine Datenübertragungsparameterliste bzw. verknüpfte Liste geladen werden. Zwei Steuersignale 65 werden von dem RAKE-Empfänger erzeugt, um die DMA-Übertragung zu steuern:

a) das Datenübertragungsanfragesignal DMA_REQUEST_MC, das die DMA-Übertragung basierend auf der Verfügbarkeit der Daten anhält oder fortfährt; und
b) ein Signal initialize_DMA_MC, das Informationen für den DMA-Übertragungsvorgang enthält, um die Steuerregister als eine Datenübertragungsparameterliste für die nächste DMA-Übertragung zu laden.

Die Verbindung zwischen dem RAKE-Empfänger und dem digitalen Signalprozessor wird auf die folgende Art und Weise verwaltet. Der Multicode-Symbol-Puffer 28A wird zweimal als Multicode-Symbol-Puffer und als Schatten-Multicode-Symbol-Puffer realisiert. Einer dieser Multicode-Symbol-Puffer wird durch den RAKE-Empfänger beschrieben, während der andere Multicode-Symbol-Puffer durch die DMA-Datenübertragungseinrichtung gelesen wird. Der Austausch von Daten wird durch drei unterschiedliche Verfahren eingeleitet.

a) Sobald ein Teil-Symbol-Puffer, z. B. der Teil-Symbol-Puffer des physikalischen Kanals DPCH1, vollständig durch den RAKE-Empfänger beschrieben ist, werden die Rollen des Multicode-Symbol-Puffers und des Schatten-Multicode-Symbol-Puffers vertauscht.
b) Standardmäßig werden die Rollen der zwei Puffer ebenfalls an der Zeitschlitzgrenze vertauscht. Der digitale Signalprozessor muss diesen Betriebsmodus durch das Steuerbit MC_Tfer_Slot_Ena aktivieren.
c) Der digitale Signalprozessor kann zusätzlich das Zeitstempelbit MC_Tfer_Time, das sich auf einen Hauptzähler bezieht und bestimmt, wann die Daten zu dem digitalen Signalprozessor übertragen werden sollen, erzeugen.

Der oben erwähnte Dualcode-Symbol-Puffer enthält Resultate der Demodulation des physikalischen Kanals P-CCPCH einer Monitorzelle oder einer Zelle eines aktiven Satzes, Resultate der Demodulation des physikalischen Kanals S-CCPCH der Referenzzelle in dem Leerlaufmodus, Resultate von Leistungsmessungen, Resultate von Verschlüsselungscode-Identifikationsverfahren und Resultate von Rauschmessungen.
5 zeigt schematisch für das Ausführungsbeispiel von 2 die Übertragung von Symbolen von einem Dualcode-Symbol-Puffer 28B des RAKE-Empfängers 10 zu dem internen Speicher 34 des digitalen Signalprozessors (DSP) mit Hilfe von DMA-Übertragungen der DMA-Übertragungseinrichtung. Der RAKE-Empfänger weist zusätzlich zu dem Dualcode-Symbol-Puffer 28B Steuerregister 66 auf und wird durch Steuer- und Zeitstempelbits 68 von dem digitalen Signalprozessor gesteuert.
Der Dualcode-Symbol-Puffer 28B weist vier unterschiedliche Speicherbereiche bzw. Teil-Symbol-Puffer SYMB_DC_BUF1, ..., 3 und SYMB_DC_MEAS auf. Der erste und der zweite Teil-Symbol-Puffer SYMB_DC_BUF1, 2 speichern Resultate der Demodulation des physikalischen Kanals P-CCPCH von zwei Zellen (jeweils 10 Symbole, Symbole eines gesamten Zeitschlitzes, 2 × 8 Bit (I, Q)). Der dritte Teil-Symbol-Puffer SYMB_DC_BUF3 speichert Resultate einer Demodulation des physikalischen Kanals S-CCPCH einer Referenzzelle in dem Leerlaufmodus (64 Symbole, 1/10 Zeitschlitz mit SF = 4, 2 × 8 Bit (I, Q)). Der vierte Teil-Symbol-Puffer SYMB_DC_MEAS speichert Resultate von Leistungsmessungen, Resultate von Rauschmessungen und Resultate des Verschlüsselungscode-Identifikationsverfahrens. Der vierte Teil-Symbol-Puffer SYMB_DC_MEAS ist ausreichend groß, um alle unterschiedlichen Messresultate der Dualcode-Finger eines gesamten Zeitrahmens zu speichern. Dieser vierte Teil-Symbol-Puffer enthält Speicherzellen für Messresultate, die jeder Fingerzahl eines RAKE-Empfängers, jeder Komponente und jeder Aufgabe zugewiesen sind. Es sei bemerkt, dass der vierte Teil-Symbol-Puffer nicht durch die jeweilige Aufgabe (Messung, Rauschmessung, Verschlüsselungscode-Identifikation), sondern durch die Fingeridentität spezifiziert ist.

Tabelle 3 zeigt die Zuordnung der physikalischen Kanälen zu den Teil-Symbol-Puffern und den Inhalt der Teil-Symbol-Puffer.

Teil-Symbol-Puffer	Physikalischer Kanal	Inhalt
SYMB_DC_BUF1	P-CCPCH(1)	Puffergröße: physikalischer Kanal P-CCPCH mit 10 Symbolen (1 Zeitschlitz): I, Q mit 2 × 8 Bit
SYMB_DC_BUF2	P-CCPCH(2)	Puffergröße: physikalischer Kanal P-CCPCH mit 10 Symbolen (ein Zeitschlitz): I, Q mit 2 × 8 Bit
SYMB_DC_BUF3	S-CCPCH(3)	Puffergröße: physikalischer Kanal S-CCPCH mit 64 Symbolen (1/10 Zeitschlitz für SF = 4): jedes I, Q mit 2 × 8 Bit
SYMB_DC_MEAS	Messungen	Puffergröße: Anzahl der Dualcode-Finger × Anzahl der Code-Komponenten × Anzahl der Aufgaben × 16 Bit

Tabelle 3

Der interne Speicher 34 weist Kanal-zugeordnete Bereiche 70 bis 76 auf. Der Kanal-zugeordnete Bereich 70 ist dem physikalischen Kanal P-CCPCH(1) der ersten Zelle zugeordnet und weist eine Größe von einem Zeitrahmen auf, der Kanal-zugeordnete Bereich 72 ist dem physikalischen Kanal P-CCPCH(2) der zweiten Zelle zugeordnet und weist eine Größe von einem Zeitrahmen auf, der Kanal-zugeordnete Bereich 74 ist dem physikalischen Kanal S-CCPCH zugeordnet und weist eine Größe von einem Zeitschlitz auf, und der Bereich 76 ist dem MeßbereichSYMB_DC_MEAS zugeordnet und weist eine Größe von 256 Symbolen auf. Innerhalb des internen Speichers 34 werden die Symbole innerhalb der Kanal-zugeordneten Bereiche 70, 72 und 74 während aufeinander folgender DMA-Übertragungen der DMA-Datenübertragungseinrichtung, die die Größe von einem Zeitschlitz bzw. von 1/10 Zeitschlitz aufweisen, nahtlos zu einem vollständigen Zeitrahmen bzw. Zeitschlitz verknüpft.
Die Steuerregister 66 dienen dazu, um die DMA-Übertragungen zu steuern. Die Steuerregister 66 bestimmen die Datenübertragungsparameterliste bzw. die verknüpfte Liste für die Datenübertragung. Die Steuerregister spezifizieren den Inhalt der Teil-Symbol-Puffer des Dualcode-Symbol-Puffers und weisen Zählerregister 78, Quelladressregister 80, Zieladressregister 82 und Offset-Register 84 auf.
Die Quelladressregister 80 dienen dazu, um Quelladressen SCR1_DC, ..., SCR3_DC und SRC_MEAS innerhalb der Teil-Symbol-Puffer des Dualcode-Symbol-Puffers 28B zu speichern, die Startadressen von Teil-Symbol-Puffern zu Beginn der Übertragung oder Adressen innerhalb der Teil-Symbol-Puffer während der Übertragung sind. Die Zieladressregister 82 dienen dazu, um Zieladressen DEST1_DC, ..., DEST3_DC, DEST_MEAS innerhalb des internen Speichers 34 des digitalen Signalprozessors zu speichern. Die Offset-register 84 dienen dazu, um Startadressen 64 DOFF1_DC, ..., DOFF3_DC und DOFF_MEAS der Kanal-zugeordneten Bereiche 70 bis 76 zu Beginn der Übertragung an einer Zeitrahmengrenze, einer Zeitschlitzgrenze oder zu Beginn der Übertragung des Teil-Symbol-Puffers SYMB_DC_MEAS zu speichern. Die Zählerregister 78 SYMB_DC_CNT1, ..., 3 dienen dazu, um zu bestimmen, wie viele Einträge innerhalb der Teil-Symbol-Puffer SYMB_DC_BUF1, ..., 3 gültig sind. Lediglich der Inhalt der gültigen Speicherzellen der Teil-Symbol-Puffer 28B wird zu dem internen Speicher 34 des digitalen Signalprozessors durch die DMA-Datenübertragungseinrichtung übertragen.
Die Zählerregister SYMB_DC_CNT1, ..., 3 sind den einzelnen Teil-Symbol-Puffern SYMB_DC_BUF1, ..., 3 zugeordnet. Tabelle 4 zeigt die Zuordnung der Zählerregister SYMB_DC_CNT1, ..., 3 zu den Teil-Symbol-Puffern SYMB_DC_BUF1, ..., 3.

Teil-Symbol-Puffer Zugeordnetes Zählerregister

SYMB_DC_BUF1 SYMB_DC_CNT1

SYMB_DC_BUF2 SYMB_DC_CNT2

SYMB_DC_BUF3 SYMB_DC_CNT3

Tabelle 4
Bei dem Fall des vierten Teil-Symbol-Puffers SYMB_DC_MEAS ist die Spezifikation eines Zählerregisters sinnlos, da der Teil-Symbol-Puffers nicht linear gefüllt wird. Im Normalfall werden unterschiedliche Speicherzellen in einer beliebigen Reihenfolge mit Daten gemäß der Programmierung von unterschiedlichen Fingern des RAKE-Empfängers, Komponenten und Aufgaben beliefert.
Die Zählerregister SYMB_DC_CNT1, ..., 3 hingegen spezifizieren eine Zahl, die die Menge von Datenworten eines Teil-Symbol-Puffers des Dualcode-Symbol-Puffers 28B angibt, die durch die DMA-Datenübertragungseinrichtung übertragen werden soll. Nach der Übertragung des Inhalts von einem Teil-Symbol-Puffer fährt die DMA-Datenübertragungseinrichtung zu dem nächsten Teil-Symbol-Puffer fort. Die Kanal-zugeordneten Bereiche 70 bis 76 in dem internen Speicher 34 des digitalen Signalprozessors sind durch die Offset-Adressen DOFF1_DC, ..., DOFF3_DC und DOFF_MEAS der Offset-Register 84 spezifiziert, die durch den digitalen Signalprozessor bestimmt werden. Am Anfang eines Zeitrahmens bzw. Zeitschlitzes werden diese Adressen in die Zielregister 82 für die Zieladressen DEST1_DC, ..., DEST3_DC und DEST_MEAS geladen, wie es durch einen Pfeil 86 gezeigt ist. Der Inhalt dieser Zielregister 82 wird für jedes übertragene Datenwort inkrementiert. Der Inhalt der Zielregister 82 wird für den nächsten DMA-Übertragungsvorgang beibehalten, der durch einen Teil-Symbol-Puffer-Überlauf, einen Beginn einer Übertragung des Teil-Symbol-Puffers SYMB_DC_MEAS oder einen Zeitstempel einer spezifizierten Übertragung zu dem digitalen Signalprozessor ausgelöst wird. Die Quellregister 80 werden ebenfalls für jedes Wort inkrementiert, das übertragen wird, mit der Ausnahme, dass der Inhalt nicht für den nächsten DMA-Übertragungsvorgang beibehalten wird, da die Übertragung immer bei der Startadresse eines Teil-Symbol-Puffers beginnt.
Bevor ein DMA-Übertragungsvorgang eingerichtet werden kann, müssen die Steuerregister 66, die oben beschrieben sind, als eine Datenübertragungsparameterliste bzw. verknüpfte Liste geladen werden. Zwei Steuersignale 88 werden von dem RAKE-Empfänger erzeugt, um die DMA-Übertragung zu steuern:

a) das Datenübertragungsanfragesignal DMA_REQUEST_DC, das die DMA-Übertragung basierend auf der Verfügbarkeit der Daten anhält oder fortfährt; und
b) das Signal initialize_DMA_DC, das Informationen für den DMA-Übertragungsvorgang enthält, um die Steuerregister als eine Datenübertragungsparameterliste für die nächste DMA-Übertragung zu laden.

Die Verbindung zwischen dem RAKE-Empfänger und dem digitalen Signalprozessor wird auf die folgende Art und Weise verwaltet. Der Dualcode-(DC-)Symbol-Puffer 28B ist zweimal als Dualcode-Symbol-Puffer und als Schatten-Dualcode-Symbol-Puffer realisiert. Einer dieser Puffer wird durch den RAKE-Empfänger beschrieben, während der andere Puffer durch die DMA-Datenübertragungseinrichtung gelesen wird. Der Austausch von Daten der Teil-Symbol-Puffer SYMB_DC_BUF1, ..., 3 wird durch drei unterschiedliche Verfahren eingeleitet.

a) Sobald ein Teil-Symbol-Puffer, z. B. der Teil-Symbol-Puffer SYMB_DC_BUF3 für den physikalischen Kanal S-CCPCH vollständig durch den RAKE-Empfänger beschrieben ist, werden die Rollen des Dualcode-Symbol-Puffers und des Schatten-Dualcode-Symbol-Puffers vertauscht.
b) Standardmäßig werden die Rollen der zwei Puffer ebenfalls an der Zeitschlitzgrenze vertauscht. Der digitale Signalprozessor muss diesen Betriebsmodus durch das Steuerbit DC_Tfer_Slot_Ena aktivieren.
c) Der digitale Signalprozessor kann zusätzlich des Zeitstempelbit DC_Tfer_Time, das sich auf den Hauptzähler bezieht, programmieren, wenn die Daten zu dem digitalen Signalprozessor übertragen werden sollen.

Der Inhalt des vierten Teil-Symbol-Puffers SYMB_DC_MEAS wird getrennt und lediglich dann übertragen, wenn die Übertragung bei dem spezifizierten Zeitstempelbit Tfer_Meas_Time durch das Startbit Tfer_Meas_Ena aktiviert wird.
Bezugszeichenliste

2: zweckgebundene Datenverarbeitungseinrichtungen
4: zentrale Datenverarbeitungseinrichtung
6: Datenübertragungseinrichtung
8: Datenübertragungsparameterspeicher
10: RAKE-Empfänger
12: Kanalcodierer
14: Sendemodul
16: Bus
17: Steuerleitungen
18: Eingangs-Puffer
20: Ausgangs-Puffer
22: Schnittstelle
24: Datenübertragungsparameter-Puffer
26: Betriebsparameter-Puffer
28: Symbol-Puffer
28A: Multicode-Symbol-Puffer
28B: Dualcode-Symbol-Puffer
30: Schnittstelle
32: Taktsignal
34: interner Speicher
35: Zieladressregister
36: Schnittstelle
38: Datenübertragungsparameter-Puffer
40: Taktsignal
42: Steuerregister
44: Steuer- und Zeitstempel-Bits
46: Kanal-zugeordneter Bereich
48: Kanal-zugeordneter Bereich
50: Kanal-zugeordneter Bereich
52: Kanal-zugeordneter Bereich
54: Kanal-zugeordneter Bereich
56: Zählerregister
58: Quelladressregister
60: Zieladressregister 60
62: Offset-Register
64: Pfeil
65: Steuersignale
66: Steuerregister
68: Steuer- und Zeitstempel-Bits
70: Kanal-zugeordneter Bereich
72: Kanal-zugeordneter Bereich
74: Kanal-zugeordneter Bereich
76: Kanal-zugeordneter Bereich
78: Zählerregister
80: Quelladressregister
82: Zieladressregister
84: Offset-Register
86: Pfeil
88: Steuersignale

Claims

Datenverarbeitungsvorrichtung einer Komponente eines Funktelekommunikationssystems, insbesondere einer Mobilstation oder einer Basisstation, mit: a) mindestens einer einem Rake-Empfänger (10), der aus einem empfangenen CDMA kodierten Funksignal ein Sendesignal wiederherstellt; b) mindestens einem Kanaldecodierer (12) zum Wiederherstellen von in dem Funksignal enthaltenen Nutzinformationen; c) mindestens einem Sendemodul (14) zum Kanalcodieren eines zu sendenden Signals; d) einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung (4) zur Signalverarbeitung, zum Programmieren und Steuern des Rake-Empfängers (10), des Kanaldecodierers (12) und des Sendemoduls (14); e) einem zentralen Datenübertragungsparameterspeicher (8) zum Speichern einer Datenübertragungsparameterliste; f) einer Direct-Memory-Access (DMA) Datenübertragungseinrichtung (6) zum bidirektionalen Übertragen von Daten zwischen dem Rake-Empfänger (10), dem Kanaldecodierer (12), dem Sendemodul (14) und der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung (4) über einen Datenübertragungskanal (16) gemäß den Einträgen in der Datenübertragungsparameterliste; g) wobei der Rake-Empfänger (10) die Datenübertragungsparameter der Datenübertragungsparameterliste für den Rake-Empfänger (10) selbst erzeugt und in einem Datenübertragungsparameter-Puffer (24) zwischenspeichert von dem die Datenübertragungsparameter zu dem zentralen Datenübertragungsparameterspeicher (8) weitergeleitet oder zu der Datenübertragungseinrichtung (6) übertragen werden.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung (4) einen digitalen Signalprozessor aufweist.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenübertragungskanal ein DNA-Kanal ist.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenübertragungsparameterspeicher (8) ein Direktzugriffsspeicher (RAN) ist.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungsparameter eine erforderliche Datenübertragungsrate, Datenpaketgröße und/oder Datenstruktur anzeigen.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Rake-Empfänger (10) Steuersignale (88) erzeugt zum Steuern einer DNA-Übertragung, wobei mindestens ein Steuersignal die DNA-Übertragung, basierend auf der Verfügbarkeit der Daten anhält oder fortfahren lässt.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnett, dass der Rake-Empfänger (10) seine entsprechenden Datenübertragungsparameter zur dynamischen Variation eines Datenflusses auf Zeitschlitzebene programmiert.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung (4) einen internen Datenspeicher (34) zum Speichern von durch den Rake-Empfänger (10), den Kanaldecodierer (12) oder das Sendemodul (14) zu der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung (4) übertragenen Daten aufweist.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Datenspeicher (34) Speicherbereiche mit einer Größe von einem Zeitschlitz aufweist, und dass ein lokaler Datenspeicher (28) des Rake-Empfängers (10) eine Größe von 1/10 Zeitschlitz aufweist.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungseinrichtung (6) die Datenübertragungsparameter des Rake-Empfängers (10) aus dem zugeordneten internen Datenübertragungsparameter-Puffer (24) sowie die Datenübertragungsparameter des Kanaldekodierers (12) und des Sendemoduls (14) aus dem zentralen Datenübertragungsparameterspeicher (8) zur Steuerung der Datenübertragung ausliest.
Verwendung einer Datenverarbeitungsvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche in wenigstens einer Komponente eines UMTS-Funktelekommunikationssystems.