DE69531020T2

DE69531020T2 - Verfahren und Einrichtung zur sequentiellen Unterdrückung von Vielfachzugriffstörungen in einem CDMA-Empfänger

Info

Publication number: DE69531020T2
Application number: DE69531020T
Authority: DE
Inventors: Hiroki Minato-ku Sugimoto; Ikuo Minato-ku Kawasumi; Kenji Minato-ku Horiguchi
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-03-10
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2015-03-11
Also published as: US5579304A; DE69531020D1; EP0676874A3; KR950035142A; EP0676874B1; EP0676874A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Codemultiplex-Vielfachzugriffs-Empfänger.
Die Codemultiplex-Vielfachzugriffs-Kommunikation (CDMA-Kommunikation) ermöglicht, daß mehrere sendende und empfangende Stationen den gleichen Kanal, beispielsweise das gleiche Frequenzband im Funkspektrum, gemeinsam nutzen. In einem Typ eines CDMA-Systems besitzt jede sendende Station einen unterschiedlichen Spreizungscode, mit dem sie ein Grundbandsignal, das zu sendende Symbole enthält, spreizt. Ein Empfänger kann die von einer besonderen Station gesendeten Symbole unter Verwendung eines entsprechenden Entspreizungscodes wiedergewinnen. Der Entspreizungscode wählt das Signal der gewünschten Station aus und verringert die Signale anderer Stationen zu thermischem Rauschen.
Die Vorteile des CDMA umfassen Sicherheit, Beständigkeit gegenüber Mehrwegschwund und effiziente Ausnutzung der Bandbreite. Allerdings ist die Anzahl der Stationen, die denselben Kanal gemeinsam nutzen können, durch die Gleichkanalstörung begrenzt, die aus einem Fehlen der Synchronisation zwischen verschiedenen Sendern oder aus einem Fehlen der Orthogonalität zwischen verschiedenen Spreizungscodes oder Entspreizungscodes entsteht. Beispielsweise begrenzt diese Störung in einem Zellentelephonsystem die Anzahl der Mobilstationen, die gleichzeitig auf dieselbe Basisstation zugreifen können. Während die Anzahl der Stationen steigt, steigt auch die Bitfehlerrate, bis die Kommunikationsqualität bis zu einem inakzeptablen Grad verschlechtert ist.
Die Realisierung des vollen Potentials von CDMA-Kommunikationen erfordert Empfänger, die die Gleichkanalstörung effektiv beseitigen können, um auch dann eine niedrige Bitfehlerrate zu erzielen, wenn viele Stationen gleichzeitig aktiv sind. Unter den vorgeschlagenen Systemen gibt es eines, das an den Signalen von verschiedenen Stationen parallel und iterativ arbeitet und die geschätzte Störung in jeder Iteration beseitigt. Allerdings erfordert die parallele Architektur dieses Systems eine große Menge Speicher, während die Simulation zeigt, daß es weniger wirksam ist als erwartet. Ein Grund besteht darin, daß in jeder Iterations stufe keine Störungsbeseitigung stattfindet, bis die Verarbeitung der Signale aller Stationen abgeschlossen ist.
EP-A-526 439 beschreibt einen subtraktiven CDMA-Demodulator zum Decodieren eines codierten Informationssignals, das in viele andere überlappende Signale, die ein empfangenes Verbundsignal bilden, eingebettet ist. Ein Funkempfänger korreliert einen eindeutigen Code, der dem zu decodierenden gewünschten Signalen entspricht, mit dem Verbundsignal. Die subtraktive CDMA-Demodulation wird dadurch verbessert, daß das Verbundsignal in der Reihenfolge von der stärksten zur schwächsten Signalstärke decodiert wird. Die einzelnen Informationssignale werden unter Verwendung von Blockfehlerkorrekturcodes gespreizt. Diejenigen korrelierten Signale, die als die größte Transformationskomponente identifiziert werden, werden aus dem Verbundsignal entfernt, wobei das verbleibende Verbundsignal neu formuliert wird. Irgendein Restfehler oder eine Reststörung, die während der Entnahme einer Transformationskomponente verursacht werden, werden dadurch entfernt, daß das Verbundsignal unter Verwendung des Index dieser Transformationskomponente erneut korreliert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Erhöhung der Anzahl der Stationen, die gleichzeitig auf ein CDMA-Kommunikationssystem zugreifen können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, für eine gegebene Anzahl von Stationen die Fehlerrate zu verringern.
Eine weitere Aufgabe besteht in der Verringerung der Speicheranforderungen.
Der erfindungsgemäße Empfänger setzt ein Codemultiplex-Vielfachzugriffssignal in ein Grundbandsignal um und führt daraufhin jedesmal, wenn er eine Symbolgrenze erkennt, die folgenden Schritte wiederholt aus.
Zunächst erzeugt er den Spreizungscode und den Entspreizungscode der Station, zu der das Symbol gehört. Nachfolgend schätzt er unter Verwendung des Grundbandsignals und des Entspreizungscodes den Wert des Symbols. Daraufhin verwendet er den Spreizungscode zum Schätzen des Störungssignals, wobei er das Grundbandsignal durch Subtrahieren des geschätzten Störungssignals modifiziert. Die auf diese Weise aus dem Grundbandsignal beseitigte Störung entspricht Informationen in dem geschätzten Symbolwert.
Vorzugsweise werden diese Schritte für jedes Symbol mehr als einmal wiederholt. Die Wiederholungen sind in aufeinanderfolgenden Stufen organisiert, wobei jedes Symbol wenigstens einmal in jeder Stufe verarbeitet wird. Die geschätzten Symbolwerte von einer Stufe werden zur nächsten Stufe geschickt, um sie in der nächsten Stufe beim Schätzen neuer Symbolwerte zu verwenden.
Am Ende werden die letzten geschätzten Symbolwerte, die von Interesse sind, an einen Decodierer ausgegeben. Vor der Decodierung können diese letzten geschätzten Symbolwerte unter Verwendung des verbleibenden Grundbandsignals eingestellt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein Blockschaltplan einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Empfängers.
2 ist eine ausführlichere Zeichnung des ersten Teils des Grundbandprozessors in 1.
3 ist eine ausführlichere Zeichnung des letzten Teils des Grundbandprozessors in 1.
4 ist eine ausführlichere Zeichnung eines Störungsbeseitigers in 1.
5 ist eine ausführlichere Zeichnung des Korrelators in 4.
6 ist eine ausführlichere Zeichnung der Vorrechnerschaltung in 1.
7 ist eine ausführlichere Zeichnung des Controllers in 1.
8 ist eine ausführlichere Zeichnung des Decodierers in 1.
9 ist eine ausführlichere Zeichnung des Einkanaldecodierers in 8.
10 vergleicht die Bitfehlerraten-Eigenschaften der ersten Ausführungsform und des Standes der Technik.
11 ist ein Blockschaltplan einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Empfängers.
12 ist eine ausführlichere Zeichnung des ersten Teils des Grundbandprozessors in 11.
13 ist eine ausführlichere Zeichnung des zweiten Teils des Grundbandprozessors in 11.
14 ist eine ausführlichere Zeichnung eines Störungsbeseitigers in 11.
15 ist eine ausführlichere Zeichnung des Einstellungsprozessors in 14.
16 ist eine ausführlichere Zeichnung eines Teils des letzten Korrelators in 11.
17 vergleicht die Bitfehlerraten-Eigenschaften der zweiten Ausführungsform und des Standes der Technik.
18 ist eine Zeichnung einer weiteren Vorrechnerschaltung.
19 ist ein Blockschaltplan eines Wegkombinationsprozessors.
20 ist ein Blockschaltplan einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Empfängers.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Anhand der beigefügten erläuternden Zeichnung werden nun Ausführungsformen der Erfindung beschreiben. Zunächst ist es allerdings nützlich zu beschreiben, wie die zu empfangenden Signale erzeugt werden.
Wenn an einen Sender zu sendende Daten übergeben werden, beginnt er, die Daten auf eine Weise zu codieren, die es ermöglicht, in einem bestimmten Grad Übertragungsfehler zu erfassen und korrigieren. Es können verschiedene Codierungssysteme verwendet werden: Wohlbekannte Beispiele umfassen die Blockcodierung mit Hinzunahme von Fehlerkorrekturbits und die Faltungscodierung. Auf die codierten Daten wird als Symbole Bezug genommen. Es wird hier angenommen, daß jedes Symbol einen Wert von plus oder minus eins besitzt.
Nachfolgend verwendet der Sender einen Spreizungscode zum Spreizen der Symbole. Der Spreizungscode enthält eine feste Folge von Chips, wobei die Chiprate höher als die Symbolrate ist. Es wird hier angenommen, daß jeder Chip ebenfalls den Wert plus oder minus eins besitzt, wobei der Sender die Symbole dadurch spreizt, daß er sie mit den Chips multipliziert. Das Ergebnis ist ein Grundbandsignal, wieder mit den Werten plus oder minus eins, das die gleiche Chiprate wie der Spreizungscode besitzt.
Dieses Grundbandsignal verwendet der Sender zum Modulieren eines Trägersignals. Es können verschiedene Modulationssysteme einschließlich der binären Phasenumtastung (BPSK), der differentiellen binären Phasenumtastung (DBPSK), der Quadratur-Phasenumtastung (QPSK), der Quadratur-Amplitudenmodulation (QAM), der Frequenzmodulation (FM) und dergleichen verwendet werden. Das Trägersignal kann beispielsweise ein elektrisches Signal, ein optisches Signal oder ein akustisches Signal sein. Der modulierte Träger kann von einer Antenne abgestrahlt werden, auf einer elektrischen Netzstromleitung gesendet werden oder von einem optischen oder akustischen Element ausgesendet werden.
In einem CDMA-Kommunikationssystem gibt es mehrere sendende Stationen, die alle den gleichen Typ des Trägersignals und die gleiche Trägerfrequenz, aber jeweils einen unterschiedlichen Spreizungscode verwenden. Somit empfängt eine empfangende Station ein Signal, in dem die durch verschiedene Spreizungscodes gespreizten Signale verschiedener Stationen additiv kombiniert worden sind.
Alternativ kann eine einzelne sendende Station unter Verwendung eines unterschiedlichen Spreizungscodes für jede empfangende Station an mehrere empfangende Stationen gleichzeitig senden. In diesem Fall werden für verschiedene empfangende Stationen beabsichtigte Grundbandsignale, nachdem sie durch die Spreizungscodes gespreizt worden sind, kombiniert (addiert), wobei ihre Summe zur Modulation des Trägersignals verwendet wird. Jede empfangende Station empfängt ein Signal, in dem die für verschiedene Stationen bestimmten Signale, die durch verschiedene Spreizungscodes gespreizt worden sind, additiv kombiniert worden sind.
Es sind viele Typen von Spreizungscodes einschließlich Codes mit pseudoweißem Rauschen, m-Folgecodes, Gold-Codes, GMW-Folgecodes, Bent-Folgecodes, folgelose Codes, Walsh-Folgecodes, Mehrheitsentscheidungs-Folgecodes, Geffe-Folgecodes usw. bekannt. Die folgenden Ausführungsformen beziehen sich auf PN-Codes (Codes mit pseudo-weißem Rauschen), wobei die Erfindung aber mit irgendeinem Spreizungscodetyp verwirklicht werden kann. Entsprechend jedem Spreizungscode gibt es einen Entspreizungscode, der mit dem Spreizungscode übereinstimmen kann.
In der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform erzeugen M (nicht gezeigte) sendende Stationen, die alle verschiedene Spreizungscodes besitzen, wie oben beschrieben Hochfrequenzsignale und senden sie an eine Antenne 1. (M ist eine ganze Zahl größer als eins.) Somit empfängt die Antenne 1 ein Codemultiplex-Vielfachzugriff-Signal, in dem die Signale von allen sendenden Stationen kombiniert sind. Eine Vorrechnerschaltung 2, die mit der Antenne gekoppelt ist, verstärkt und demoduliert das empfangene Signal und erzeugt ein Grundbandsignal (B), das im wesentlichen gleich der Summe der Grundbandsignale ist, die zu sämtlichen sendenden Stationen gehören. Die Vorrechnerschaltung 2 ist mit einem Controller 3 gekoppelt und wird durch ihn gesteuert.
Das Grundbandsignal B wird in einen neuen Grundbandprozessor 4 eingegeben, der mehrere in Reihe geschaltete Störungsbeseitigungsstufen umfaßt. Es kann irgendeine Anzahl von Störungsbeseitigungsstufen einschließlich des Minimalfalls von lediglich einer geben. Die Zeichnung zeigt eine erste Störungsbeseitigungsstufe 5, eine zweite Störungsbeseitigungsstufe 6 und eine letzte Störungsbeseitigungsstufe 7, wobei zwischen der zweiten und der letzten möglicherweise weitere Stufen vorhanden sind.
Jede Störungsbeseitigungsstufe speichert einen Einzelsymbol-Abschnitt des Grundbandsignals B. Das Grundbandsignal B wird, ein Chip nach dem anderen, in die erste Störungsbeseitigungsstufe 5 eingegeben und zu der letzten Störungsbeseitigungsstufe 7 geschickt, wobei es in der Zeichnung nach rechts verschoben wird, während jeder neue Chip ankommt.
Jede Störungsbeseitigungsstufe erzeugt für die M Stationen geschätzte Symbolwerte, wobei spätere Stufen die Schätzungen früherer Stufen verfeinern. Somit werden jedesmal, wenn ein Symbolwert auf diese Weise geschätzt oder neu geschätzt wird, entsprechende Informationen als Störung aus dem Grundbandsignal entfernt. Die letzten geschätzten Symbolwerte, t-1 bis t-M, werden an einen Decodierer 9 ausgegeben, der sie decodiert, um die von den M Stationen gesendeten Daten W1 bis WM zu rekonstruieren. Der Grundbandprozessor 4 und der Decodierer 9 werden ebenfalls durch den Controller 3 gesteuert.
2 zeigt die ersten Störungsbeseitigungsstufen 5 und 6. Die erste Störungsbeseitigungsstufe 5 umfaßt M Störungsbeseitiger 10-(1, 1) bis 10-(M, 1), die, wie durch die Pfeile gezeigt ist, an einem Einzelsymbol-Abschnitt des in zyklischer Reihenfolge in der ersten Störungsbeseitigungsstufe 5 gespeicherten Grundbandsignals B arbeiten und jeweilige geschätzte Symbolwerte C-(1, 1) bis C-(M, 1) erzeugen. Das mit e-1 bezeichnete Grundbandsignal, das von der ersten Störungsbeseitigungsstufe 5 ausgegeben wird, repräsentiert die Informationen, die verbleiben (den Schätzungsfehler), nachdem die Symbole jeder Station einmal geschätzt worden sind.
Die zweite Störungsbeseitigungsstufe 6 umfaßt M Störungsbeseitiger 10-(1, 2) bis 10-(M, 2), die zyklisch an einem Einzelsymbol-Abschnitt des verbleibenden Grundbandsignals e-1 arbeiten, der in der zweiten Störungsbeseitigungsstufe 6 gespeichert ist. Jeder Störungsbeseitiger 10-(i, 2) in der zweiten Stufe 6 empfängt den durch den entsprechenden Störungsbeseitiger 10-(i, 1) in der ersten Stufe 5 erzeugten geschätzten Symbolwert C-(i, 1) und erzeugt einen neuen geschätzten Symbolwert C-(i, 2). Das mit e-2 bezeichnete von der zweiten Störungsbeseitigungsstufe 6 ausgegebene Grundbandsignal repräsentiert die verbleibenden Informationen, nachdem die Symbole jeder Station zweimal geschätzt worden sind.
Das Grundbandsignal e-2 und die geschätzten Symbolwerte C-(i, 2) von der zweiten Störungsbeseitigungsstufe 6 werden der nächsten (dritten) Stufe zugeführt, wobei der gleiche Prozeß fortgesetzt wird. Wie in 3 gezeigt ist, empfängt die letzte (K-te) Störungsbeseitigungsstufe 7 die geschätzten Symbolwerte C-(i, K – 1) von der vorhergehenden (K – 1)-ten Stufe, wobei sie sie verwendet, um jeden Symbolwert ein K-tes Mal zu schätzen, und die geschätzten Symbolwerte C-(i, K) als die Werte t-1 bis t-M, die in 1 gezeigt wurden, ausgibt. Diese letzte Stufe 7 umfaßt M Störungsbeseitiger 10-(1, K) bis 10-(M, K), die zyklisch an dem Einzelsymbol-Abschnitt des von der (K – 1)-ten Stufe ausgegebenen Grundbandsignals e-(K – 1) arbeiten. Das von der letzten Störungsbeseitigungsstufe 7 ausgegebene Grundbandsignal e-K repräsentiert die verbleibenden Informationen, nachdem die Symbole jeder Station K-mal geschätzt worden sind.
4 zeigt die innere Konstruktion des Störungsbeseitigers 10-(i, j). Der Einzelsymbol-Grundbandsignal-Abschnitt, der in diesen Störungsbeseitiger 10-(i, j) eingegeben wird, ist mit BI bezeichnet. Das modifizierte Grundbandsignal nach Beseitigung der Störung durch diesen Störungsbeseitiger ist mit BO bezeichnet. Von der (j – 1)-ten Störungsbeseitigungsstufe wird ein alter geschätzter Symbolwert C-(i, j – 1) eingegeben, während ein neuer geschätzter Symbolwert C-(i, j) an die (j + 1)-te Störungsbeseitigungsstufe ausgegeben wird. Diese geschätzten Symbolwerte gehören zu der i-ten sendenden Station.
Der Störungsbeseitiger 10-(i, j) kann in zwei Teile unterteilt werden: in einen Schätzer 16 und in einen Beseitiger 18. Der Schätzer 16 kann weiter in einen Symbolschätzer 20 und in einen Störungsschätzer 22 unterteilt werden. Der Symbolschätzer 20 umfaßt einen Codegenerator 24, einen Korrelator 26 und einen Addierer 28. Der Störungsschätzer 22 umfaßt einen Multiplizierer 30. Der Beseitiger 18 umfaßt einen Subtrahierer 32.
Der Codegenerator 24 erzeugt den Spreizungscode S_i und den Entspreizungscode D_i der i-ten sendenden Station. Der Korrelator 26 korreliert den Entspreizungscode D mit dem Eingangsgrundbandsignal BI und erhält einen Restsymbolwert R_i,j. Der Addierer 28 addiert den Restsymbolwert R_i,j zu dem alten geschätzten Symbolwert C-(i, j – 1) und erzeugt den neuen geschätzten Symbolwert C-(i, j). Der Multiplizierer 30 multipliziert den Restsymbolwert R_i,j mit dem Spreizungscode S_i und erzeugt ein geschätztes Störungssignal E_i,j. Der Subtrahierer 32 subtrahiert das geschätzte Störungssignal E_i,j von dem Eingangsgrundbandsignal BI und erzeugt das Ausgangsgrundbandsignal BO.
Wie in 5 gezeigt ist, umfaßt der Korrelator 26 einen Multiplizierer 34, einen Akkumulator 36 und einen Normierer 38. Der Multiplizierer 34 multipliziert das Eingangsgrundbandsignal BI mit dem Entspreizungscode D_i, der Akkumulator 36 akkumuliert die sich ergebenden Produkte und der Normierer 38 normiert ihre Summe.
Abgesehen davon, daß es in der ersten Störungsbeseitigungsstufe 5 keine von einer vorhergehenden Stufe einzugebenden geschätzten Symbolwerte gibt, besitzen sämtliche Störungsbeseitiger 10-(i, j) die in 4 und 5 gezeigte Konstruktion. Dementsprechend kann bei den Störungsbeseitigern 10-(i, 1) in der ersten Störungsbeseitigungsstufe 5 der Addierer 28 in 4 weglassen sein, wobei sie den Restsymbolwert R_i,1 direkt als den geschätzten Symbolwert C-(i, 1) ausgeben. Alternativ kann der Addierer 28 beibehalten werden und als ein geschätzter Symbolwert C-(i, 0) von einer (nicht vorhandenen) vorhergehenden Stufe ein Wert null eingegeben werden.
6 zeigt die innere Struktur der Vorrechnerschaltung 2. In dieser Ausführungsform werden die Sendesignale durch BPSK moduliert. Die Vorrechnerschaltung 2 umfaßt einen Verstärker 44, der das von der Antenne 1 empfangene Hochfrequenzsignal HF verstärkt, einen lokalen Oszillator 45, der ein lokales Hochfrequenz-Trägersignal erzeugt, und eine synchrone Auswerteschaltung 46, die das Verstärkerausgangssignal mit diesem Trägersignal multipliziert und ein Zwischenfrequenzsignal IF erhält, das durch ein Bandpaßfilter (BPF) 47 gefiltert wird, um unerwünschte Frequenzkomponenten zu entfernen. Ein Trägerregenerator 48 gewinnt aus dem gefilterten Signal IF1 ein Zwischenfrequenz-Trägersignal fc wieder. Das gefilterte Signal IF1 und der Träger fc werden in einem Mischer 49 miteinander multipliziert, wodurch ein Phasenvergleich ausgeführt wird, wobei das resultierende Produktsignal durch ein Tiefpaßfilter (LPF) 50 regeneriert wird, um das Grundbandsignal B zu erzeugen.
7 zeigt die innere Struktur des Controllers 3, der eine Mikroprozessoreinheit (MPU) 51, einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 52 und einen Schreib-Lese-Speicher RAM) 53 enthält, die mit einem gemeinsamen internen Bus 54 gekoppelt sind. Der interne Bus 54 ist mit einer Schnittstellenschaltung 55 gekoppelt, die Statussignale von den anderen Komponenten des Empfängers empfängt und Steuersignale an sie ausgibt.
Die MPU 51 führt unter Verwendung des RAM 53 als Arbeitsspeicher ein in dem ROM 52 gespeichertes Programm aus. Unter den von dem Controller 3 ausgeführten Aufgaben sind die Zuweisung verschiedener Spreizungscodes an verschiedene sendende Stationen, die Zuweisung entsprechender Spreizungs- und Entspreizungscodes an die Codegeneratoren 24 in den Störungsbeseitigern und die Synchronisation dieser Codegeneratoren 24 mit den Spreizungscodegeneratoren in den sendenden Stationen. Verfahren zum Synchronisieren von Codegeneratoren in einem Sender und in einem Empfänger sind wohlbekannt, so daß eine Beschreibung weggelassen wird.
Außerdem kann der Controller 3 Symbolgrenzen in dem empfangenen Grundbandsignal B identifizieren. Das heißt, er kann Abschnitte des Grundbandsignals B identifizieren, die einem durch jede der sendenden Stationen gesendeten Symbol entsprechen. Die sendenden Stationen sind nicht wechselweise synchronisiert, so daß die Einzelsymbol-Abschnitte von verschiedenen sendenden Stationen dazu neigen, sich teilweise zu überlappen. Der Controller 3 steuert den Korrelator 26 in jedem Störungsbeseitiger 10-(i, j) in der Weise, daß der Akkumulator 36 an jeder Symbolgrenze der i-ten sendenden Station auf null gelöscht wird.
8 zeigt die Konstruktion des Decodierers 9. Wie gezeigt ist, umfaßt der Decodierer 9 M übereinstimmende Kanaldecodierer 56. Der i-te Kanaldecodierer 56 empfängt die von dem Grundbandprozessor 4 für die i-te sendende Station ausgegebenen geschätzten Symbolwerte t-i und decodiert sie, um die von dieser sendenden Station gesendeten Daten Wi zu erhalten. Der Wert von i reicht von 1 bis M.
9 zeigt die Konstruktion eines Kanaldecodierers 56. Diese Ausführungsform verwendet die Faltungscodierung, so daß der Kanaldecodierer 56 einen Viterbi-Decodierer 57 besitzt, der an den geschätzten Symbolwerten t-i eine Analyse maximaler Wahrscheinlichkeit ausführt. Ein Postprozessor 58 führt an dem Ausgangssignal des Viterbi-Decodierers 57 weitere Operationen wie etwa Fehlerkorrekturoperationen aus.
Weitere Einzelheiten der in den 6 bis 9 gezeigten Schaltungen werden weggelassen, da diese Schaltungen dem Fachmann auf dem Gebiet wohlbekannt sind. Einzelheiten der Hardware der Störungsbeseitiger werden ebenfalls weggelassen, da diese mit wohlbekannten digitalen Schaltungen wie etwa Addierern und Multiplizierern implementiert werden können.
Nachfolgend wird der Betrieb dieser ersten Ausführungsform beschrieben.
Der Spreizungscode, der der i-ten sendenden Station zugewiesen ist, wird mit PN_i bezeichnet. In dieser Ausführungsform stimmen die Entspreizungscodes mit den Spreizungscodes überein, so daß der Entspreizungscode der i-ten sendenden Station ebenfalls PN_i ist. Die Spreizungsverstärkung wird mit G bezeichnet; d. h., jedes Symbol wird zu G Chips gespreizt. Unter Verwendung von PN_i(n) zum Repräsentieren der einzelnen Chipwerte des Spreizungscodes sendet die i-te sendende Station ein Symbol Y_i als eine Reihe von Chipwerten Z_i(n), wobei n von 1 bis G läuft und Zi(n) = Yi·PNi(n)ist.
Das in den Grundbandprozessor 4 eingegebene Grundbandsignal B kann als die Summe dieser gesendeten Signale ausgedrückt werden. Wenn B(n) den Wert von B zum Zeitpunkt n bezeichnet, gilt:
Wenn der Controller 3 in dem Grundbandsignal B eine Symbolgrenze der i-ten sendenden Station erfaßt, löscht er den Akkumulator 36 in dem Korrelator 26 des Störungsbeseitigers 10-(i, 1). Nach diesem Löschen liest der Störungsbeseitiger 10-(i, 1) die in der ersten Störungsbeseitigungsstufe 5 gespeicherten G Chips B(n), (n = 1 bis G), des Grundbandsignals B. Wegen der zyklischen Reihenfolge, in der die Störungsbeseitiger arbeiten, sind einige dieser Chips bereits durch die Störungsbeseitiger 10-(j, 1) mit j = 1, 2, ..., i – 1, i + 1, ..., M modifiziert werden. Der Multiplizierer 34 multipliziert jeden Chip B(n) mit dem entsprechenden Entspreizungscodewert PN₁(n), wobei der Akkumulator 36 die Summe der sich ergebenden Produkte akkumuliert. Der Normierer 38 dividiert die Summe in dem Akkumulator 36 durch die Spreizungsverstärkung G. Der sich ergebende Restsymbolwert R_i,1 ist:
Entwickeln von Z_j(n) nach Y_j·PN_j(n) und getrenntes Behandeln der Fälle j = i und j ≠⁣ i ergibt
Wie oben erläutert wurde, wird der Restsymbolwert R_i,1 als der geschätzte Symbolwert C-(i, 1) ausgegeben. Der doppelte Summationsterm in Gleichung (3) repräsentiert den Schätzungsfehler wegen der Störung von anderen sendenden Stationen. Falls die sendenden Stationen synchronisiert und die Spreizungscodes wechselweise orthogonal wären, wäre der Schätzungsfehler null. Da die sendenden Stationen nicht synchronisiert sind und ihre Spreizungscodes nicht notwendig orthogonal sind, ist der Schätzungsfehler, da die Produkte der Form PN_i(n)·Y_j·PN_j(n) für i ≠⁣ j die Werte plus und minus eins im wesentlichen zufällig annehmen, wahrscheinlich nicht null, wahrscheinlich aber auch nicht sehr groß.
Da der Restsymbolwert R_i,1 als ein geschätzter Symbolwert C-(i, 1) ausgegeben worden ist, ist sein Beitrag zu dem Grundbandsignal B nicht mehr erforderlich, sondern wäre eine Störungsquelle bei der Schätzung der Symbolwerte anderer Stationen. Dementsprechend spreizt der Multiplizierer 30 nun den Restsymbolwert R_i,1 zurück, indem er ihn mit dem Spreizungscode PN_i(n) der ersten Station multipliziert, um diese Störung abzuschätzen, wobei: Ei,1(n) = PNi(n)·Ri,1 erhalten wird.
Der Subtrahierer 32 modifiziert das Grundbandsignal B durch Subtraktion dieses geschätzten Störungssignals E_i,1, wobei die folgende Operation: B(n) < -- B(n) – Ei,1(n)ausgeführt wird.
Im Ergebnis enthält das Grundbandsignal nicht mehr die Informationen, die in dem geschätzten Symbolwert C-(i, 1) gekapselt gewesen sind.
Während sich ein Chip B(n) des Grundbandsignals durch die erste Störungsbeseitigungsstufe 5 bewegt, erfaßt der Controller 3 die Symbolgrenzen sämtlicher M sendenden Stationen, wobei er nacheinander sämtliche M Störungsbeseitiger 10-(i, 1) aktiviert. Dementsprechend wird der Wert von B(n) M-mal modifiziert. Wenn dieser Chip die erste Störungsbeseitigungsstufe 5 verläßt und zu einem Teil des in 2 mit e-1 bezeichneten verbleibenden Grundbandsignals wird, besitzt er den folgenden Wert e₁(n):
Nun arbeiten die Störungsbeseitiger 10-(i, 2) in der zweiten Störungsbeseitigungsstufe 6 an dem verbleibenden Grundbandsignal e-1. Wie in der ersten Stufe wird der Störungsbeseitiger 10-(i, 2) aktiviert, wenn der Controller 3 eine Symbolgrenze der i-ten sendenden Station erfaßt. Dieser Störungsbeseitiger 10-(i, 2) korreliert den Entspreizungscode PN_i der i-ten sendenden Station mit dem Signal e-1 und erhält wie folgt einen Restsymbolwert R_i,2:
Dieser Restsymbolwert R_i,2 ist eine Schätzung des Fehlers, der bei der Schätzung des Symbolwerts der i-ten sendenden Station in der ersten Störungsbeseitigungsstufe 5 gemacht wurde. Durch Addieren dieses R_i,2 zu dem geschätzten Symbolwert C-(i, 1) von der ersten Stufe 5 erhält der Addierer 28 einen neuen geschätzten Symbolwert C-(i, 2), der näher bei dem wahren Symbolwert Y_i liegt. C-(i, 2) = Ri,2 + C-(i, 1)
Der Multiplizierer 30 spreizt unter Verwendung des Spreizungscodes PN_i der i-ten Station den Restsymbolwert R_i,2 und erhält ein geschätztes Störungssignal E_i,2, das von dem verbleibenden Grundbandsignal subtrahiert wird. Nun sind die durch den geschätzten Symbolwert C-(i, 2) repräsentierten Informationen vollständig aus dem Grundbandsignal B beseitigt worden: der Teil E_i,1, der C-(i, 1) entspricht, wurde in der ersten Störungsbeseitigungsstufe 5 beseitigt, während der Teil E_i,2, der R_i,2 entspricht, in der zweiten Stufe 6 beseitigt wird.
Beim Verlassen der zweiten Störungsbeseitigungsstufe 6 ist das verbleibende Grundbandsignal e-2 frei von allen in den geschätzten Symbolwerten C-(i, 2) mit i = 1 bis M enthaltenen Informationen. Seine Chipwerte e₂(n) haben die Form:
Der Betrieb in den nachfolgenden Stufen wird auf die gleiche Weise fortgesetzt. Die Störungsbeseitiger 10-(i, k) in der k-ten Stufe arbeiten an dem von der (k – 1)-ten Störungsbeseitigungsstufe ausgegebenen verbleibenden Grundbandsignal e-(k – 1), das die Chipwerte e_k–1(n) besitzt. Der Restsymbolwert R_i,k besitzt die Form:
Der Wert von e_k–1(n) in dieser Gleichung kann bereits durch andere Störungsbeseitiger 10-(j, k) in der k-ten Störungsbeseitigungsstufe modifiziert worden sein. Der vom Störungsbeseitiger 10-(i, k) ausgegebene geschätzte Symbolwert C-(i, k) ist: C-(i, k) = Ri,k + C-(i, k – 1).
Das geschätzte Störungssignal E_i,k(n) besitzt den Wert: Ei,k(n) = Ri,k·PNi(n).
Das von der k-ten Störungsbeseitigungsstufe ausgegebene verbleibende Grundbandsignal e-k enthält keine Informationen mehr, die von irgendeinem der bisher ausgegebenen geschätzten Symbolwerte erhalten werden könnten. Seine Chipwerte e_k(n) besitzen die Form:
Die geschätzten Symbolwerte C-(i, k) neigen dazu, dem wahren Symbolwert Y_i in jeder nachfolgenden Stufe näher zu kommen. Bis zum Ende der K-ten und letzten Störungsbeseitigungsstufe 7 ist die Störung K·M-mal beseitigt worden. Falls K ausreichend groß ist, sind die an den Decodierer 9 ausgegebenen Symbolwerte t-1 bis t-M verhältnismäßig frei von einer Störung, was eine genaue Decodierung ermöglicht, während die von dem Decodierer 9 ausgegebenen Datenwerte W1 bis WM eine akzeptabel niedrige Fehlerrate besitzen.
10 zeigt Bitfehlerraten, die durch Simulation des Betriebs der ersten Ausführungsform und eines Empfängers des Standes der Technik erhalten wurden. Die Bitfehlerrate ist auf der vertikalen Achse gezeigt, während die Anzahl der sendenden Stationen (M) auf der horizontalen Achse gezeigt ist. Die Kurve 60, deren Datenpunkte mit X gekennzeichnet sind, repräsentiert den Stand der Technik. Die Kurve 62, deren Datenpunkte mit Kreisen gekennzeichnet sind, repräsentiert die erste Ausführungsform der Erfindung. Wenn eine akzeptable Bitfehlerrate beispielsweise 10^–3 beträgt, hat der Stand der Technik Schwierigkeit, mehr als etwa zehn sendende Stationen zu behandeln, während der erfindungsgemäße Empfänger leicht mehr als fünfzig behandelt. Der erfindungsgemäße Empfänger besitzt für irgendeine Anzahl von Stationen eine weit niedrigere Bitfehlerrate als der Stand der Technik.
Die in dieser Simulation verwendeten Spreizungs- und Entspreizungscodes waren PN-Codes mit einer Wiederholungsperiode von 2⁴² – 1 und einer Spreizungsverstärkung (G) von vierundsechzig. Die gesendeten Daten waren Pseudozufallsdaten mit einer Wiederholungsperiode von fünfhundertelf. Die Anzahl der Stufen K betrug für den erfindungsgemäßen Empfänger zehn und für den Stand der Technik eins. Außerdem wurde in der Simulation des Standes der Technik keine Störungsbeseitigung ausgeführt: Die Symbolwerte wurden dadurch geschätzt, daß jeder Entspreizungscode PN_i mit dem Grundbandsignal B so korreliert wurde, wie es durch die Vorrechnerschaltung 2 ausgegeben wurde.
Die niedrige Bitfehlerrate des erfindungsgemäßen Empfängers kann der Tatsache zugeschrieben werden, daß jedesmal, wenn ein Symbolwert geschätzt wird, er gegenüber einem Grundband geschätzt wird, welches durch Beseitigen der gesamten Gleichkanalstörung, die bisher identifiziert worden ist, optimiert worden ist.
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Wie in 11 gezeigt ist, besitzt die zweite Ausführungsform die gleiche Antenne 1, die gleiche Vorrechnerschaltung 2, den gleichen Controller 3 und den gleichen Decodierer 9 wie die erste Ausführungsform. Der Grundbandprozessor 64 der zweiten Ausführungsform umfaßt eine Reihe von Störungsbeseitigungsstufen 65, 66, ..., 67, die wie in der ersten Ausführungsform geschaltet sind, sich aber etwas in bezug auf die Konstruktion ihrer Störungsbeseitiger unterscheiden. Außerdem umfaßt der Grundbandprozessor 64 einen Zurückspreizer 68 und einen letzten Einstellprozessor 69.
Der Grundbandprozessor 64 gibt eine Menge von Grundbandsignalen t*-1 bis t-M aus, die anstatt Schätzungen der von den M sendenden Stationen gesendeten Symbole Schätzungen der von diesen Stationen gesendeten Grundbandsignale sind. Diese geschätzten Grundbandsignale t-1 bis t*-M werden von einem letzten Korrelator 70 verarbeitet, um letzte geschätzte Symbolwerte V*1 bis V*M zur Eingabe in den Decodierer 9 zu erzeugen.
12 zeigt die erste Störungsbeseitigungsstufe 65, die die Störungsbeseitiger 71-(1, 1) bis 71-(M, 1) umfaßt, und die zweite Störungsbeseitigungsstufe 66, die die Störungsbeseitiger 71-(1, 2) bis 71-(M, 2) umfaßt. Die Verbindungen zwischen diesen Störungsbeseitigern und ihren Eingangs- und Ausgangssignalen B, e-1, e-2 und C-(i, j) sind vollständig analog zu 2, so daß eine ausführliche Beschreibung weggelassen wird.
13 zeigt die letzte Störungsbeseitigungsstufe 67 (die K-te Stufe), den Zurückspreizer 68 und den letzten Einstellprozessor 69. Der Zurückspreizer 68 umfaßt für jede der sendenden Stationen einen Spreizungscodegenerator (PN_i-Generator). Die erzeugten Spreizungscodes werden den Multiplizierern 76 zugeführt und zum Zurückspreizen der entsprechenden von der letzten Störungsbeseitigungsstufe 71 ausgegebenen geschätzten Symbolwerte C-(i, K) verwendet. Somit spreizt der durch den ersten Spreizungscode-Generator 72 erzeugte Spreizungscode PN₁ C-(1, K) zurück, spreizt der durch den zweiten Spreizungscode-Generator 73 erzeugte Spreizungscode PN₂ C-(2, K) zurück, spreizt der durch den dritten Spreizungscode-Generator 74 erzeugte Spreizungscode PN₃ C-(3, K) zurück und spreizt der durch den M-ten Spreizungscode-Generator 75 erzeugte Spreizungscode PN_M C-(M, K) zurück.
Die von den Multiplizierern 76 ausgegebenen zurückgespreizten Signale werden den entsprechenden Addierern 77 in dem letzten Einstellprozessor 79 zugeführt, der sie zu dem verbleibenden Grundbandsignal e-K addiert, das von der letzten Störungsbeseitigungsstufe 67 ausgegeben wird. Die resultierenden Summensignale t*-1 bis t*-M werden zu den Ausgangssignalen des Grundbandprozessors 64.
14 zeigt die Konstruktion eines Störungsbeseitigers 71-(i, j) in der zweiten Ausführungsform. Wie in der ersten Ausführungsform kann der Störungsbeseitiger in einen Schätzer 16 und in einen Beseitiger 18 unterteilt werden. Der Schätzer 16 empfängt ein Eingangs-Grundbandsignal BI und einen alten geschätzten Symbolwert C-(i, j – 1) und gibt einen neuen geschätzten Symbolwert C-(i, j) und ein geschätztes Störungssignal E_i,j aus. Der Beseitiger 18 subtrahiert E_i,j von dem Eingangs-Grundbandsignal BI und erzeugt ein Ausgangs-Grundbandsignal BO. Wie in der ersten Ausführungsform umfaßt der Beseitiger 18 einen Subtrahierer 32.
Der Symbolschätzer 20 stimmt mit dem Symbolschätzer in der ersten Ausführungsform überein und umfaßt einen Codegenerator 24, der den Spreizungs- und den Entspreizungscode S_i und D_i erzeugt, einen Korrelator 26, der einen ersten Restsymbolwert R_i,j erzeugt, und einen Addierer 28, der R_i,j zu dem geschätzten Symbolwert C-(i, j – 1) von der vorhergehenden Stufe addiert. Allerdings wird die sich ergebende Summe nicht direkt als der neue geschätzte Symbolwert ausgegeben. Statt dessen wird sie als vorläufiger Symbolwert F_i,j an einen Einstellprozessor 78 gesendet, der verschiedene (später beschriebene) Einstellungen ausführt und den neuen geschätzten Symbolwert C-(i, j) erzeugt.
Der geschätzte Symbolwert C-(i, j) und der alte geschätzte Symbolwert C-(i, j – 1) von der vorhergehenden Stufe werden in einen Subtrahierer 80 in dem Störungsschätzer 79 eingegeben, der den letzteren von dem ersteren subtrahiert und einen zweiten Restsymbolwert H_i,j erzeugt. Daraufhin spreizt ein Multiplizierer 30 diesen zweiten Restsymbolwert H_i,j durch den Spreizungscode S_i, wobei er das geschätzte Störungssignal E_i,j erzeugt.
In den Störungsbeseitigern 71-(i, 1) der ersten Störungsbeseitigungsstufe 65 können der Addierer 28 und der Subtrahierer 80 weggelassen werden, da keine alten geschätzten Symbolwerte von einer vorhergehenden Stufe eingegeben werden.
15 zeigt die innere Konstruktion des Einstellprozessors 78, der einen Verstärkungseinstellprozessor 81, einen Symboleinstellprozessor 82 und einen Begrenzer 83 umfaßt, die in Reihe geschaltet sind. Der Verstärkungseinstellprozessor 81 empfängt den vorläufigen Symbolwert F_i,j, während der Begrenzer 83 den geschätzten Symbolwert C-(i, j) ausgibt.
Der letzte Korrelator 70 in 11 umfaßt M übereinstimmende Teile, eines für die Verarbeitung jedes der Summensignale t*-i. 16 zeigt die Konstruktion eines dieser Teile, das einen Entspreizungscode-Generator 84, einen Multiplizierer 85 und einen Integrator 86 umfaßt. Der Entspreizungscode-Generator 84 erzeugt den Entspreizungscode D_i der i-ten Station, während der Multiplizierer 85 ihn mit dem Summensignal t*-i multipliziert und der Integrator 86 die sich ergebenden Produkte integriert, um den letzten geschätzten Symbolwert V*i zu erzeugen.
Nachfolgend wird der Betrieb der zweiten Ausführungsform beschrieben.
Zunächst wird der Betrieb des Einstellprozessors 78 beschrieben, wobei zur Bezeichnung der Ausgangssignale des Verstärkungseinstellprozessors 81 und des Symboleinstellprozessors 82 die Symbole F₁ und F₂ verwendet werden.
Der Verstärkungseinstellprozessor 81 bildet den durchschnittlichen Absolutwert F* des vorläufigen Symbolwerts F_i,j über eine bestimmte Anzahl von Symbolen und dividiert F_i,j durch F*, wodurch er die vorläufigen Symbolwerte in der Weise einstellt, daß der durchschnittliche Absolutwert in der Nähe von eins gehalten wird. Das heißt, er normiert den vorläufigen Symbolwert wie folgt: F1 = Fi,j/F*.
Der Symboleinstellprozessor 82 wendet auf den normierten Wert F₁ eine Einstellfunktion an. Die Einstellfunktion kann eine einfache lineare Funktion wie etwa die Multiplikation mit einem konstanten Wert A sein: F2 = A·F1.
Daraufhin begrenzt der Begrenzer 83 den Absolutwert von F₂, so daß er einen bestimmten maximalen Absolutwert MAX nicht übersteigt, wodurch der geschätzte Symbolwert C-(i, j) erzeugt wird.
Die Parameter A und MAX können in der Weise gewählt werden, daß sie die Wirkung haben, die vorhergehenden Symbolwerte näher an die wahren Werte von plus und minus eins zu verschieben. Beispielsweise können sowohl A als auch MAX etwas größer als eins sein.
Wegen der obigen Einstellung repräsentiert der erste Restsymbolwert R_i,j nicht mehr die Differenz zwischen dem neuen geschätzten Symbolwert C-(i, j) und dem alten geschätzten Symbolwert C-(i, j – 1). Somit muß der Subtrahierer 80 in dem Störungsschätzer 79 diese Differenz (den zweiten Restsymbolwert H_i,j) durch direkte Subtraktion erhalten: H = C-(i, j) – C-(i, j – 1).
Der Multiplizierer 30 und der Subtrahierer 32 gehen unter Verwendung dieses zweiten Restsymbolwerts H_i,j wie in der ersten Ausführungsform vor, um die entsprechende geschätzte Störung E_i,j aus dem Grundbandsignal zu beseitigen, so daß es keine Informationen mehr enthält, die aus dem geschätzten Symbolwert C-(i, j) erhalten werden könnten.
Das von der letzten Störungsbeseitigungsstufe 67 ausgegebene Grundbandsignal e-K enthält Informationen, die noch nicht in irgendeinen der geschätzten Symbolwerte integriert worden sind. Diese Informationen werden nun wie folgt zu allen von der letzten Stufe 71 ausgegebenen geschätzten Symbolwerten C-(i, K) addiert.
Wie in 13 erläutert wurde, spreizt der Zurückspreizer 68 jeden dieser geschätzten Symbolwerte C-(i, K) durch den entsprechenden Spreizungscode PN_i zurück, wobei der letzte Einstellprozessor 69 das verbleibende Grundbandsignal e-K zu jedem der zurückgespreizten Signale addiert, um die Summensignale t*-1 bis t*-m zu erzeugen. Es kann leicht gezeigt werden, daß:
gilt.
Das heißt, t*-i enthält das Grundbandsignal B minus der gesamten Störung E_j,k, die in der Weise geschätzt wurde, daß sie durch die sendenden Stationen, die von der i-ten sendenden Station verschieden sind, erzeugt worden ist.
Nachfolgend wird der Betrieb des letzten Korrelators 70 beschrieben. Der Integrator 86 in 16 führt den gleichen Operationstyp aus, wie ihn der Akkumulator 36 und der Normierer 38 in 5 ausführen. Da PN_i·PN_i immer gleich eins ist, ist der letzte geschätzte Symbolwert V*i wie folgt gegeben.
Falls K ausreichend groß ist, sind die Werte e_K(n) klein, wobei der erste Term auf der rechten Seite der obigen Gleichung zu einer kleinen Einstellung des geschätzten Symbolwerts C-(i, K) beiträgt, die dazu neigt, ihn näher zu dem Symbolwert zu bringen, der tatsächlich durch die i-te sendende Station gesendet wird.
17 zeigt Bitfehlerraten, die durch Simulation des Betriebs der zweiten Ausführungsform und des Empfängers des Standes der Technik erhalten wurden. Wie in 10 sind auf der vertikalen Achse die Bitfehlerrate und auf der horizontalen Achse die Anzahl der sendenden Stationen (M) gezeigt. Die Kurve 60 des Standes der Technik stimmt mit der Kurve in 10 überein. Die Kurve 88, deren Datenpunkte mit Quadraten gekennzeichnet sind, repräsentiert die zweite Ausführungsform der Erfindung. Falls eine akzeptable Bitfehlerrate 10^–3 ist, ermöglicht die zweite Ausführungsform, daß mehr als achtzig Stationen gleichzeitig kommunizieren.
Nachfolgend werden einige Varianten der vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben.
Eine Variante der ersten Ausführungsform verwendet anstelle der Störungsbeseitiger 10-(i, j) aus 4 die in 14 gezeigten Störungsbeseitiger 71-(i, j) der zweiten Ausführungsform. Es kann erwartet werden, daß der Einstellprozessor 78 die Annahmeleistung verbessert, auch ohne daß die letzte Einstellung durch Addition von e-K zu den geschätzten Symbolwerten vorgenommen wird.
Eine weitere Variante der ersten Ausführungsform erhält die gleichen Störungsbe seitiger 10-(i, j), fügt aber den Zurückspreizer 68, den letzten Einstellprozessor 69 und den letzten Korrelator 70 der zweiten Ausführungsform hinzu, was wieder zu einer verbesserten Annahmeleistung führt.
Eine Variante der zweiten Ausführungsform schaltet zwischen die Vorrechnerschaltung 2 und den Grundbandprozessor 64 einen einzelnen Verstärkungseinstellprozessor oder Verstärker mit automatischer Verstärkungsregelung (AGC-Verstärker), anstatt in jedem der Störungsbeseitiger 71-(i, j) einen getrennten Verstärkungseinstellprozessor 81 vorzusehen. Alternativ kann der Verstärkungseinstellprozessor 81 in Systemen, in denen sich die Eingangssignalleistung nicht ändert, vollständig weggelassen werden. Selbst wenn sich die Eingangssignalleistung ändert, kann der Verstärkungseinstellprozessor 81 weggelassen werden, wenn der Wert des Parameters MAX in dem Begrenzer 83 in Reaktion auf die Eingangssignalleistung geändert wird. Natürlich sind ähnliche Varianten möglich, wenn in der ersten Ausführungsform die Störungsbeseitiger 71-(i, j) der zweiten Ausführungsform verwendet werden.
Eine Variante entweder der ersten oder der zweiten Ausführungsform besitzt anstelle der K Stufen eine einzige Stufe von Störungsbeseitigern. Da keine geschätzten Symbolwerte von einer vorhergehenden Stufe eingegeben werden, können der Addierer 28 in 4 oder der Addierer 28 und der Subtrahierer 80 in 14 weggelassen werden.
Obgleich 1 und 11 eine Vorrechnerschaltung 2 mit einer Antenne 1 zum Empfang von Funksignalen zeigten, ist die Erfindung nicht auf die Funkkommunikation beschränkt. Wie zuvor bemerkt wurde, kann der CDMA auch bei der optischen oder akustischen Kommunikation oder bei der elektrischen Kommunikation, die über Netzstromleitungen geleitet wird, verwendet werden, wobei die Antenne 1 und die Vorrechnerschaltung 2 der Zeichnung in diesem Fall durch geeignete Vorrichtungen zum Empfang des gesendeten Signals und zu dessen Umsetzung in ein elektrisches Grundbandsignal ersetzt werden sollten.
18 zeigt eine Vorrechnerschaltung 2 für eine nochmals weitere Variante, die die quartäre Phasenumtastung (QPSK) verwendet. Der Verstärker 44, der lokale Oszillator 45, die synchrone Auswerteschaltung 46, das BPF 47, der Trägerregenerator 48, der Mischer 49 und das LPF 50 sind wie in 6 gezeigt. Der Trägerregenerator 48 erzeugt ein erstes Trägersignal f1, das in dem Mischer 49 mit dem gefilterten Zwischenfrequenzsignal IF1 gemischt und durch das LPF 50 gefiltert wird, um ein gleichphasiges Grundbandsignal I zu erzeugen.
Außerdem wird das erste Trägersignal f1 einem π/2-Phasenschieber 89 zugeführt, der die Phase des ersten Trägers f1 ändert und ein zweites Trägersignal f2 erzeugt, wobei die zwei Träger f1 und f2 gegeneinander um 90° phasenverschoben sind. Ein zweiter Mischer 90 mischt das gefilterte Zwischenfrequenzsignal IF1 mit diesem zweiten Träger f2, wobei ein zweites LPF 91 das Ergebnis filtert und ein Quadratur-Grundbandsignal Q erzeugt.
Der QPSK-Empfänger dieser Variante besitzt zwei Grundbandprozessoren 4 oder zwei parallel geschaltete Grundbandprozessoren 64. Die zwei Grundbandsignale I und Q werden den jeweiligen Grundbandprozessoren zugeführt und getrennt wie in der ersten oder zweiten Ausführungsform beschrieben verarbeitet. Dies erzeugt zwei Mengen geschätzter Symbolwerte t_I-i und t_Q-i oder V_I*d und V_Q*i. Die beiden Mengen geschätzter Symbolwerte werden in den Decodierer 9 eingegeben, der sie decodiert und die Ausgangsdaten Wi erzeugt.
Eine ähnliche Empfängerkonfiguration mit gleichphasigen und Quadratur-Grundbandsignalen I und Q kann verwendet werden, wenn die differentielle binäre Phasenumtastung (DBPSK) mit asynchroner Erfassung verwendet wird. In diesem Fall werden die geschätzten Symbolwerte I und Q kombiniert, bevor sie in den Decodierer 9 eingegeben werden. Der Kombinationsprozeß wird in Verbindung mit der nächsten Variante beschrieben.
Die nächste Variante der obigen Ausführungsformen schafft eine Weg-Diversität, indem sie ermöglicht, daß Signale von der gleichen sendenden Station über mehrere verschiedene Wege mit verschiedenen Übertragungsverzögerungen ankommen. Der Empfänger behandelt das über jeden Weg empfangene Signal so, als ob es von einer getrennten sendenden Station kommen würde. Wenn es beispielsweise L Wege zur sendenden Station gibt, besitzt der Empfänger L·M Störungsbeseitiger pro Störungsbeseitigungsstufe, einen für jeden Weg jeder sendenden Station. Bei K Stufen besitzt der Empfänger insgesamt K·L·M Störungsbeseitiger. Die L Störungsbeseitiger verwenden in jeder Stufe für die gleiche sendende Station die gleichen Spreizungs- und Entspreizungscodes, jedoch mit einer anderen Synchronisationszeitgebung.
Wenn die Weg-Diversität vorgesehen ist, müssen die geschätzten Symbolwerte kombiniert werden, bevor sie in den Decodierer 9 eingegeben werden. Der Kombinationsprozeß ist ähnlich dem wohlbekannten RAKE-Prozeß.
19 zeigt einen geeigneten Wegkombinationsprozessor für eine dreifache Weg-Diversität, wenn bei asynchroner Erfassung in der Vorrechnerschaltung 2 beispielsweise die DBPSK verwendet wird. P1, P2 und P3 sind drei Paare geschätzter Symbolwerte, die in der gleichen sendenden Station erzeugt wurden, aber über verschiedene Wege angekommen sind. Jedes Paar enthält einen gleichphasigen Wert (I-Wert) und einen Quadraturwert (Q-Wert), die als Real- und Imaginärteil einer komplexen Zahl behandelt werden können. In der ersten Ausführungsform umfaßt jedes Paar zwei der geschätzten Symbolwerte t-i. In der zweiten Ausführungsform umfaßt jedes Paar zwei der geschätzten Symbolwerte V*i.
Diese Paare geschätzter Symbolwerte P1, P2 und P3 werden in die jeweiligen Konjugationsschaltungen 93, 94 und 95 eingegeben. Jede Konjugationsschaltung setzt das als komplexe Zahl behandelte Paar von Eingangswerten in sein Komplexkonjugiertes um. Wegen der differentiellen Codierung des DBPSK-Signals wird der konjugierte Wert mit einer Einzelsymbol-Verzögerung ausgegeben. Die verzögerten konjugierten Werte werden in den jeweiligen Multiplizierern 96, 97 und 98 mit den Ausgangswerten P1, P2 und P3 multipliziert, wobei Produktwerte erzeugt werden, die je nachdem, ob das momentane Symbol und das vorhergehende Symbol den gleichen Wert oder verschiedene Werte haben, d. h. je nach dem Differenzsymbolwert, in der Nähe von plus oder minus eins liegen.
Wenn der Empfang eines Symbols auf allen drei Wegen abgeschlossen worden ist, so daß P1, P2 und P3 sämtlich Schätzungen des gleichen Symbolwerts sind, werden die durch die Multiplizierer 96, 97 und 98 erhaltenen Produktwerte ein einen Addierer 99 ausgegeben, der ihre Summe Vi bildet und dadurch die Signale auf den drei Wegen kombiniert. Für jede sendende Station ist ein wie in 19 gezeigter Wegkombinationsprozessor vorgesehen. Die Ausgangssummen Vi werden dem Decodierer 9 als geschätzte Differenzsymbolwerte für die jeweiligen Stationen zugeführt.
Falls die relative Übertragungsverzögerung auf den verschiedenen Wegen mit der Dauer eines Symbols vergleichbar oder größer als diese ist, können für P1, P2 und P3 vor der Eingabe in die Konjugationsschaltungen 93, 94, 95 und in die Multiplizierer 96, 97 und 98 Kompensationsverzögerungsleitungen vorgesehen sein, die sicherstellen, daß alle drei Multiplizierer die geschätzten Werte für das gleiche Symbol gleichzeitig ausgeben können. Außerdem können die geschätzten Werte beispielsweise gemäß den Signalstärken auf den verschiedenen Wegen gewichtet werden, so daß sie in dem optimalen Verhältnis kombiniert werden.
Jedes Konjugationsschaltungs- und Multipliziererpaar in 19 bildet eine Kombinationsschaltung zum Kombinieren der geschätzten Signalwerte I und Q. Diese Kombinationsschaltungen können auch dann in Empfängern verwendet werden, die die Grundbandsignale I und Q erzeugen, wenn es keine Weg-Diversität gibt.
In einer weiteren Variante werden die den sendenden Stationen zugeführten Daten blockcodiert und daraufhin verschachtelt, um zu vermeiden, daß Burst-Fehler auf dem Übertragungsweg in einem einzelnen Block konzentriert sind. In diesem Fall müssen die dem Decodierer 9 in dem Empfänger zugeführten geschätzten Symbolwerte entschachtelt werden. Ein Entschachteler kann in der ersten Ausführungsform zwischen dem Grundbandprozessor 4 und dem Decodierer 9, in der zweiten Ausführungsform zwischen dem letzten Korrelator 70 und dem Decodierer 9 oder, falls die Weg-Diversität vorgesehen ist, zwischen dem in 19 gezeigten Wegkombinationsprozessor und dem Decodierer 9 angeordnet sein.
20 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Empfängers. Die Antenne 1, die Vorrechnerschaltung 2, der Controller 3 und der Decodierer 9 sind wie in den 1 und 11. Das Grundbandsignal B von der Vorrechnerschaltung 2 wird einem Schieberegister 100 zugeführt und durch einen Grundbandprozessor 102 verarbeitet. Wie in den ersten zwei Ausführungsformen erzeugt der Grundbandprozessor 102 die geschätzten Symbolwerte C-(i, j) und speichert sie in einem Symbolspeicher 103. Die letzten geschätzten Symbolwerte werden von dem Symbolspeicher 103 an den Decodierer 9 ausgegeben.
Das Schieberegister 100 besitzt eine ausreichende Länge, um die Grundband-Signaldaten für K + 1 aufeinanderfolgende Symbole zu speichern, wobei K eine positive ganze Zahl ist, die der Anzahl der Stufen in den ersten zwei Ausführungsformen entspricht. Das Schieberegister 100 kann als in K + 1 Stufen 101₁ , 101₂ , ..., 101_K+1 unterteilt betrachtet werden, wobei jede Stufe G Chips hält, wobei G die Spreizungsverstärkung ist. Die Grenzen zwischen den Stufen sind in der Zeichnung durch durchgezogene Linien bezeichnet, während die Grenzen zwischen den Chips durch punktierte Linien bezeichnet sind. Während jeder neue Chip der Grundbanddaten von der Vorrechnerschaltung 2 eingegeben wird, wird der Inhalt des Schieberegisters 100 in der Zeichnung um einen Chip nach rechts verschoben.
Anstelle von K·M in Reihe geschalteten Störungsbeseitigern umfaßt der Grundbandprozessor 102 einen einzelnen Störungsbeseitiger 104, der beispielsweise die in 4 oder 14 gezeigte Konfiguration besitzt. Der Codegenerator in diesem Störungsbeseitiger kann die Spreizungs- und Entspreizungscodes aller Stationen anstatt lediglich die einer einzelnen Station erzeugen.
Außerdem umfaßt der Grundbandprozessor einen Zurückspreizer 106, einen letzten Einstellprozessor 107 und einen letzten Korrelator 108. Abgesehen davon, daß diese lediglich an einem in dem Symbolspeicher 103 gespeicherten Symbol zu arbeiten brauchen, sind sie ähnlich den entsprechenden Elementen in 11 und 13. Außerdem arbeiten sie an dem Grundbandsignal, das in der (K + 1)-ten Stufe 101_K+1 des Schieberegisters 100 gespeichert ist.
Der Symbolspeicher 103 speichert (K + 1)·M geschätzte Symbolwerte, die für jede der M Stationen die (K + 1) geschätzten Symbolwerte C-(i, 1) bis C-(i, K + 1) umfassen. Alternativ speichert der Symbolspeicher 103 (K + 1)·L·M geschätzte Symbolwerte, falls eine L-fache Weg-Diversität vorgesehen ist.
Nachfolgend wird der Betrieb dieses Empfängers beschrieben.
Wenn der Controller 3 eine Symbolgrenze der i-ten sendenden Station erfaßt, enthält das Schieberegister 100 die Daten für K + 1 aufeinanderfolgende Symbole, die von der i-ten Station gesendet worden sind, wobei jede Stufe 101 die Chipdaten für ein Symbol enthält. Zu diesem Zeitpunkt enthält der Symbolspeicher 103 die geschätzten Symbolwerte C-(i, 2), ..., C-(i, K + 1) für alle diese Symbole, die vom ersten verschieden sind, wobei für das erste Symbol noch kein Wert geschätzt worden ist.
Der Controller 3 weist den Störungsbeseitiger 104 in dem Grundbandprozessor 102 an, die Spreizungs- und Entspreizungscodes der i-ten Station zu erzeugen, und liest die Daten von der ersten Stufe 101₁ des Schieberegisters 100. Der Störungsbeseitiger 104 arbeitet wie bereits beschrieben, wobei er einen geschätzten Symbolwert C-(i, 1) erzeugt, der in dem Symbolspeicher 103 gespeichert wird. Außerdem wird ein geschätztes Störungssignal erzeugt und von dem in der ersten Stufe 101₁ des Schieberegisters 100 gespeicherten ersten Symbolabschnitt des Grundbandsignals subtrahiert.
Nachfolgend liest der Störungsbeseitiger 104 die Daten von der zweiten Stufe 101₂ des Schieberegisters 100. In dem Symbolspeicher 103 ist bereits ein alter geschätzter Symbolwert C-(i, 2) für diese Daten vorhanden. Der Störungsbeseitiger 104 liest diesen alten geschätzten Symbolwert und arbeitet wie in der ersten oder zweiten Ausführungsform beschrieben, wobei er einen neuen geschätzten Symbolwert erzeugt. Der Störungsbeseitiger 104 schreibt diesen neuen geschätzten Symbolwert in den Symbolspeicher 103 zurück, wobei er den dort gespeicherten Wert C-(i, 2) aktualisiert. Außerdem modifiziert der Störungsbeseitiger 104 die Daten in der zweiten Stufe 101₂ des Schieberegisters 100 dadurch, daß er wie in den ersten zwei Ausführungsformen beschrieben ein geschätztes Störungssignal subtrahiert.
Weiter aktualisiert der Störungsbeseitiger 104 auf diese Weise die geschätzten Symbolwerte C-(i, 3), ..., C-(i, K) in dem Symbolspeicher, wobei er die entsprechenden Daten in den Stufen 101₃, ..., 101_K des Schieberegisters 100 modifiziert.
Während auf diese Weise die ersten K Symbole verarbeitet werden, stellen der Zurückspreizer 106, der letzte Einstellprozessor 107 und der letzte Korrelator 108 den (K + 1)-ten geschätzten Symbolwert C-(i, K + 1) ein. Die Einstellung wird wie in der zweiten Ausführungsform beschrieben ausgeführt: Der Zurückspreizer 106 spreizt unter Verwendung des Spreizungscodes der i-ten Station den geschätzten Symbolwert C-(i, K + 1) zurück und erzeugt ein zurückgespreiztes Signal; der letzte Einstellungsprozessor 107 addiert die Inhalte der (K + 1)-ten Stufe 101_K+1 des Schieberegisters 100 und erzeugt ein Summensignal; und der letzte Korrelator 108 korreliert das Summensignal mit dem Entspreizungscode der i-ten Station. Der sich ergebende letzte eingestellte Wert von C-(i, K + 1) wird an den Decodierer 9 ausgegeben.
Daraufhin wird dieser Symbolwert C-(i, K + 1) in Vorbereitung auf die Verarbeitung an der nächsten Symbolgrenze der i-ten Station aus dem Symbolspeicher 103 verworfen, während die weiteren für die i-te Station geschätzten Symbolwerte eine Stelle nach rechts verschoben werden, so daß C-(i, j) zu C-(i, j + 1) wird. Diese Verschiebung entspricht dem Senden der geschätzten Symbolwerte von einer Störungsbeseitigungsstufe zur nächsten in den ersten zwei Ausführungsformen.
Diese gesamte Verarbeitung wird abgeschlossen, bevor der nächste Chip von der Vorrechnerschaltung 2 empfangen wird. Falls die Symbolgrenzen für die mehreren Stationen gleichzeitig auftreten, weist der Controller 3 den Grundbandprozessor 102 an, sie in einer festen Reihenfolge zu verarbeiten.
Zwischen 20 und den 4 und 14 gibt es einen Unterschied in der Bezeichnung. Die Störungsbeseitiger in den Grundbandprozessoren in den 4 und 14 sind in der Weise gezeigt, daß sie einen alten geschätzten Symbolwert C-(i, j – 1) empfangen und einen neuen geschätzten Symbolwert C-(i, j) erzeugen. Der Störungsbeseitiger 104 in 20 nimmt einen alten geschätzten Symbolwert C-(i, j) aus dem Symbolspeicher 103, verwendet ihn, um einen neuen geschätzten Symbolwert C-(i, j) zu erhalten und schreibt den neuen Wert von C-(i, j) in den Symbolspeicher 103 zurück. Allerdings betrifft dieser Unterschied lediglich die Bezeichnung: Die tatsächlich ausgeführten Operationen sind die gleichen.
Die dritte Ausführungsform erläutert die Wirkung der Erfindung beim Verringern der Speicheranforderungen. Es ist nicht erforderlich, wie bei herkömmlichen parallelen Architekturen eine getrennte Kopie des empfangenen Grundbandsignals für jede Station aufrechtzuerhalten. Lediglich die geschätzten Symbolwerte müssen getrennt gehalten werden. Die Einsparung an Speicherplatz ist beträchtlich: Beispielsweise erfordern die Symbolwerte bei einer Spreizungsverstärkung von vierundsechzig weniger als zwei Prozent soviel Speicherplatz wie das Grundbandsignal.
Als eine Variante der dritten Ausführungsform kann der Grundbandprozessor 102 anstatt nur einen mehrere Störungsbeseitiger 104 haben. Beispielsweise kann der Grundbandprozessor 102 mit zwei Störungsbeseitigern 104 zwei Stufen des Schieberegisters 100 gleichzeitig verarbeiten. Bei K Störungsbeseitigern 104 können die ersten K Stufen des Schieberegisters 100 alle gleichzeitig verarbeitet werden. Die Störungsbeseitiger 104 arbeiten parallel und kommunizieren nicht miteinander. Es braucht immer noch nur eine einzelne Kopie des Grundbandsignals in dem Schieberegister 100 gespeichert zu werden.
Als eine weitere Variante der dritten Ausführungsform kann die letzte Einstellung weggelassen werden, wobei der Grundbandprozessor 102 in diesem Fall keinen Zurückspreizer 106, keinen letzten Einstellprozessor 107 und keinen letzten Korrelator 108 benötigt. Das Schieberegister 100 sollte dann anstatt K + 1 Stufen K Stufen besitzen, während der Symbolspeicher (103) lediglich K·M geschätzte Symbolwerte zu speichern braucht.
Auch die dritte Ausführungsform kann modifiziert werden, um wie zuvor beschrieben gleichphasige (I-) und Quadratur- (Q-) Grundbandsignale zu verarbeiten oder eine Weg-Diversität zu schaffen. Zur Verarbeitung von gleichphasigen und Quadratur-Grundbandsignalen sind zwei Schieberegister 100 erforderlich.
Die bisher beschriebenen Ausführungsformen und Varianten haben die Symboldaten aller sendenden Stationen decodiert. Dies ist in einem Empfänger in der Basisstation beispielsweise eines Zellenkommunikationssystems geeignet, der Signale von mehreren Mobilstationen gleichzeitig empfangen muß. Ein Empfänger in einer Mobilstation braucht aber lediglich ein Signal von der Basisstation zu empfangen.
Die Basisstation sendet unter Verwendung verschiedener Spreizungscodes an alle Mobilstationen gleichzeitig, um die für verschiedene Mobilstationen beabsichtigten Symbole zu spreizen. Jede Mobilstation sollte die Symbolwerte für alle Stationen schätzen, so daß sie die entsprechende Störung beseitigen kann, wobei sie aber die für andere Mobilstationen beabsichtigten Symbole nicht zu decodieren braucht. In dem Empfänger in einer Mobilstation in der ersten Ausführungsform braucht der Decodierer 9 lediglich die für diese Mobilstation beabsichtigten Symbolwerte zu decodieren. In der zweiten und dritten Ausführungsform brauchen der Zurückspreizer 68 oder 106, der letzte Einstellprozessor 69 oder 107 und der letzte Korrelator 70 oder 108 lediglich diese geschätzten Symbolwerte zu verarbeiten.
Allgemein kann ein Empfänger so konfiguriert werden, daß er eine beliebige Teilmenge der letzten geschätzten Symbolwerte decodiert.
Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, daß an den obenbeschriebenen Ausführungsformen weitere Abwandlungen vorgenommen werden können.

Claims

Verfahren zum Empfangen eines Codemultiplex-Vielfachzugriff-Signals, das Symbolwerte, die durch mehrere Spreizungscodes gespreizt sind, kombiniert, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: (a) Umsetzen des Codemultiplex-Vielfachzugriff-Signals in ein Grundbandsignal; (b) Erkennen einer Grenze eines Symbols in dem Grundbandsignal; (c) Erzeugen eines Spreizungscodes, mit dem das Symbol gespreizt wurde, und eines entsprechenden Entspreizungscodes; (d) Erzeugen eines geschätzten Symbolwerts des Symbols unter Verwendung des Grundbandsignals und des Entspreizungscodes; (e) Schätzen eines Störsignals unter Verwendung des geschätzten Symbolwerts und des Spreizungscodes; (f) Modifizieren des Grundbandsignals durch Subtrahieren des Störsignals von dem Grundbandsignal; gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (g1) Wiederholen der Schritte (c) bis (f) in aufeinanderfolgenden Stufen unter Verwendung desselben Spreizungscodes und desselben Entspreizungscodes in jeder Stufe; und (g2) Wiederholen der Schritte (b) bis (g1) für verschiedene Symbole in dem Grundbandsignal mit wenigstens einer Wiederholung der Schritte (c) bis (f) pro Symbol in jeder Stufe; wobei in den von der ersten Stufe verschiedenen Stufen der Schritt (d) das Korrelieren des Entspreizungscodes mit dem Grundbandsignal, um einen Restsignalwert zu erzeugen, und das Addieren des Restsymbolwerts zu einem geschätzten Symbolwert, der in einer vorhergehenden Stufe unter Verwendung desselben Entspreizungscodes erzeugt wurde, enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in der ersten Stufe der Schritt (d) das Begrenzen des Absolutwerts des geschätzten Symbolwerts umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem in der ersten Stufe der Schritt (d) zusätzlich zum Begrenzen des Absolutwerts des geschätzten Symbolwerts das Multiplizieren des geschätzten Symbolwerts mit einer Konstante umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in der ersten Stufe der Schritt (d) das Dividieren des geschätzten Symbolwerts durch einen durchschnittlichen Absolutwert einer bestimmten Anzahl geschätzter Symbolwerte umfaßt, um einen im wesentlichen konstanten durchschnittlichen Absolutwert über die Anzahl geschätzter Symbolwerte aufrechtzuerhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in der ersten Stufe der Schritt (e) das Spreizen des geschätzten Symbolwerts durch den Spreizungscode umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in von der ersten Stufe verschiedenen Stufen der Schritt (e) das Spreizen des Restsymbolwerts durch den Spreizungscode umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in den von der ersten Stufe verschiedenen Stufen der Schritt (d) umfaßt: Korrelieren des Entspreizungscodes mit dem Grundbandsignal, um einen ersten Restsymbolwert zu erzeugen; Addieren des ersten Restsymbolwerts zu einem geschätzten Symbolwert, der in einer vorhergehenden Stufe erzeugt wurde, um dadurch einen vorläufigen Symbolwert zu erzeugen; und Begrenzen des Absolutwerts des vorläufigen Symbolwerts, um dadurch den geschätzten Symbolwert zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem in der ersten Stufe der Schritt (d) außerdem das Multiplizieren des vorläufigen Symbolwerts mit einer Konstante umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem in der ersten Stufe der Schritt (d) außerdem das Dividieren des vorläufigen Symbolwerts durch einen durchschnittlichen Absolutwert einer bestimmten Anzahl vorläufiger Symbolwerte umfaßt, um einen konstanten durchschnittlichen Absolutwert über die Anzahl vorläufiger Symbolwerte aufrechtzuerhalten.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem in den von der ersten Stufe verschiedenen Stufen der Schritt (e) umfaßt: Subtrahieren des in einer vorhergehenden Stufe erzeugten geschätzten Symbolwerts von dem geschätzten Symbolwert, um dadurch einen zweiten Restsymbolwert zu erzeugen; und Spreizen des zweiten Restsymbolwerts mit dem Spreizungscode.
Verfahren nach Anspruch 1, das die folgenden weiteren Schritte umfaßt: (h) Zurückspreizen eines geschätzten Symbolwerts, der im Schritt (d) in der letzten Stufe geschätzt wurde, um dadurch ein zurückgespreiztes Signal zu erzeugen; (i) Addieren des Grundbandsignals zu dem zurückgespreizten Signal, um dadurch ein Summensignal zu erzeugen; und (j) Korrelieren des Summensignals mit einem Entspreizungscode.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Schritte (h), (i) und (j) für alle geschätzten Symbolwerte, die im Schritt (d) in der letzten Stufe erzeugt werden, ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt (a) zwei Grundbandsignale erzeugt und die Schritte (b) bis (g1) getrennt für beide Grundbandsignale ausgeführt werden, wobei nach sämtlichen Wiederholungen der Schritte (c) bis (f) Paare resultierender geschätzter Symbolwerte kombiniert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Schritte (b) bis (f) für ein einziges Symbol in jeder der Stufen von der ersten Stufe bis zu der letzten Stufe mehrfach ausgeführt werden, um eine Weg-Diversity zu schaffen, und die resultierenden letzten geschätzten Symbolwerte für das Symbol kombiniert werden.
Codemultiplex-Vielfachzugriff-Empfänger zum Empfangen eines Codemultiplex-Vielfachzugriff-Signals, das Signale mehrerer Stationen kombiniert, wovon jede einen unterschiedlichen Spreizungscode und einen entsprechenden Entspreizungscode besitzt, wobei der Codemultiplex-Vielfachzugriff-Empfänger eine Vorrechnerschaltung (2) zum Umsetzen des Codemultiplex-Vielfachzugriff-Signals in ein Grundbandsignal und einen mit der Vorrechnerschaltung (2) gekoppelten Controller (3) zum Erkennen von Symbolgrenzen in dem Grundbandsignal umfaßt, wobei der Codemultiplex-Vielfachzugriff-Empfänger außerdem umfaßt: einen Grundbandprozessor (4) oder (64), der mit der Vorrechnerschaltung (2) gekoppelt ist, um das Grundbandsignal zu empfangen, aufeinanderfolgende Einzelsymbol-Abschnitte des Grundbandsignals zu speichern, die Einzelsymbol-Abschnitte des Grundbandsignals unter Verwendung eines Entspreizungscodes zu entspreizen, um geschätzte Symbolwerte zu erzeugen, die geschätzten Symbolwerte zurückzuspreizen, um unter Verwendung eines entsprechenden Spreizungscodes geschätzte Störsignale zu erzeugen, und das Grundbandsignal zu modifizieren, indem die geschätzten Störsignale subtrahiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß diese Prozesse des Entspreizens, Zurückspreizens und Modifizierens in Reaktion auf durch den Controller (3) erkannte Symbolgrenzen unter Verwendung desselben Spreizungscodes und desselben Entspreizungscodes in jedem dieser Prozesse in einer zyklischen Reihenfolge ausgeführt werden, wobei der Grundbandprozessor mehrere Störungsbeseitigungsstufen besitzt, die wenigstens eine erste Störungsbeseitigungsstufe (5, 65) und eine letzte Störungsbeseitigungsstufe (7, 67) enthalten, wobei das Grundbandsignal durch die Reihe von der ersten Störungsbeseitigungsstufe (5, 65) zu der letzten Störungsbeseitigungsstufe (7, 67) geschickt wird, wobei jede Störungsbeseitigungsstufe, die von der ersten Störungsbeseitigungsstufe (5, 65) verschieden ist, mehrere Störungsbeseitiger (10, 71) umfaßt, die mehrere Symbolwerte entsprechender Stationen erzeugen und wenigstens einen Störungsbeseitiger (10, 71) für jede der Stationen umfassen, wobei jede Störungsbeseitigungsstufe, die von der ersten Störungsbeseitigungsstufe (5, 65) verschieden ist, die geschätzten Symbolwerte, die in einer in der Reihe vorhergehenden Störungsbeseitigungsstufe erzeugt werden, als alte geschätzte Symbolwerte empfängt und die durch den Prozeß des Entspreizens erhaltenen geschätzten Symbolwerte zu den alten geschätzten Symbolwerten addiert.
Empfänger nach Anspruch 15, bei dem die erste Störungsbeseitigungsstufe (5, 65) mehr als einen Störungsbeseitiger (10, 71) pro Station umfaßt, um dadurch eine Weg-Diversity durch Schätzen getrennter Werte für ein Symbol, das über verschiedene Wege mit unterschiedlichen Verzögerungen ankommt, zu schaffen.
Empfänger nach Anspruch 15, bei dem jeder Störungsbeseitiger (10, 71) in der ersten Störungsbeseitigungsstufe (5, 65) getrennt umfaßt: einen Codegenerator (24) zum Erzeugen eines Spreizungscodes und eines Entspreizungscodes einer der Stationen; einen Korrelator (26) zum Korrelieren des Entspreizungscodes mit einem Einzelsymbol-Abschnitt des Grundbandsignals, um dadurch einen geschätzten Symbolwert zu erzeugen; einen Multiplizierer (30) zum Zurückspreizen des geschätzten Symbolwerts unter Verwendung des Spreizungscodes, um dadurch ein geschätztes Störsignal zu erzeugen; und einen Subtrahierer (32) zum Subtrahieren des geschätzten Störsignals von dem Einzelsymbol-Abschnitt des Grundbandsignals.
Empfänger nach Anspruch 17, bei dem jeder Störungsbeseitiger (71) in der ersten Störungsbeseitigungsstufe (65) außerdem einen Einstellprozessor (78) zum Einstellen des geschätzten Symbolwerts umfaßt.
Empfänger nach Anspruch 18, bei dem der Einstellprozessor (78) einen Verstärkungseinstellprozessor (81) zum Dividieren des geschätzten Symbolwerts durch einen durchschnittlichen Absolutwert einer bestimmten Anzahl geschätzter Symbolwerte, die durch den Korrelator (26) erzeugt werden, umfaßt.
Empfänger nach Anspruch 18, bei dem der Dateneinstellprozessor (78) einen Symboleinstellprozessor (82) zum Multiplizieren des geschätzten Symbolwerts mit einem konstanten Wert umfaßt.
Empfänger nach Anspruch 18, bei dem der Dateneinstellprozessor (78) einen Begrenzer (83) zum Begrenzen des geschätzten Symbolwerts auf einen bestimmten maximalen Absolutwert umfaßt.
Empfänger nach Anspruch 15, bei dem jede Störungsbeseitigungsstufe, die von der ersten Störungsbeseitigungsstufe (5, 65) verschieden ist, mehr als einen Störungsbeseitiger (10, 71) pro Station umfaßt, wodurch eine Weg-Diversity geschaffen wird, indem getrennte Werte für ein Symbol, das über verschiedene Wege mit unterschiedlichen Verzögerungen ankommt, geschätzt werden.
Empfänger nach Anspruch 15, bei dem jeder Störungsbeseitiger (10) in Störungsbeseitigungsstufen, die von der ersten Störungsbeseitigungsstufe (5) verschieden sind, getrennt umfaßt: einen Codegenerator (24) zum Erzeugen eines Spreizungscodes und eines Entspreizungscodes einer der Stationen; einen Korrelator (26) zum Korrelieren des Entspreizungscodes mit einem Einzelsymbol-Abschnitt des Grundbandsignals, um dadurch einen Restsymbolwert zu erzeugen; einen Addierer (28) zum Addieren des Restsymbolwerts zu einem alten geschätzten Symbolwert, der von einer vorhergehenden Störungsbeseitigungsstufe empfangen wird, um dadurch den geschätzten Symbolwert zu erzeugen, der durch den Störungsbeseitiger (10) erzeugt wird; einen Multiplizierer (30) zum Zurückspreizen des Restsymbolwerts unter Verwendung des Spreizungscodes, um dadurch ein geschätztes Störsignal zu erzeugen; und einen Subtrahierer (32) zum Subtrahieren des geschätzten Störsignals von dem Einzelsymbol-Abschnitt des Grundbandsignals.
Empfänger nach Anspruch 15, bei dem jeder Störungsbeseitiger (71) in Störungsbeseitigungsstufen, die von der ersten Störungsbeseitigungsstufe (65) verschieden sind, getrennt umfaßt: einen Codegenerator (24) zum Erzeugen eines Spreizungscodes und eines Entspreizungscodes einer der Stationen; einen Korrelator (26) zum Korrelieren des Entspreizungscodes mit einem Einzelsymbol-Abschnitt des Grundbandsignals, um dadurch einen ersten Restsymbolwert zu erzeugen; einen ersten Addierer (28) zum Addieren des ersten Restsymbolwerts zu einem alten geschätzten Symbolwert, der von einer vorhergehenden Störungsbeseitigungsstufe empfangen wird, um dadurch einen vorläufigen Symbolwert zu erzeugen; einen Einstellprozessor (78) zum Einstellen des vorläufigen Symbolwerts, um dadurch den geschätzten Symbolwert zu erzeugen, der von dem Störungsbeseitiger (71) erzeugt wird; einen ersten Subtrahierer (80) zum Subtrahieren des alten geschätzten Symbolwerts, der von der vorhergehenden Störungsbeseitigungsstufe empfangen wird, von dem geschätzten Symbolwert, um dadurch einen zweiten Restsymbolwert zu erzeugen; einen Multiplizierer (30) zum Zurückspreizen des zweiten Restsymbolwerts unter Verwendung des von dem Codegenerator (24) ausgegebenen Spreizungscodes, um dadurch ein geschätztes Störsignal zu erzeugen; und einen zweiten Subtrahierer (32) zum Subtrahieren des geschätzten Störsignals von dem Grundbandsignal.
Empfänger nach Anspruch 24, bei dem der Einstellprozessor (78) einen Verstärkungseinstellprozessor (81) zum Dividieren des vorläufigen Symbolwerts durch einen durchschnittlichen Absolutwert einer bestimmten Anzahl vorläufiger Symbolwerte, die durch den ersten Addierer (28) erzeugt werden, umfaßt.
Empfänger nach Anspruch 24, bei dem der Dateneinstellprozessor (78) einen Symboleinstellprozessor (82) zum Multiplizieren des vorläufigen Symbolwerts mit einem konstanten Wert umfaßt.
Empfänger nach Anspruch 24, bei dem der Dateneinstellprozessor (78) einen Begrenzer (83) zum Begrenzen des vorläufigen Symbolwerts auf einen bestimmten maximalen Absolutwert umfaßt.
Empfänger nach Anspruch 15, bei dem die erste Stufe (65) mehrere Störungsbeseitiger (10, 71) zum Erzeugen mehrerer Symbolwerte entsprechender Stationen umfaßt, die wenigstens einen Störungsbeseitiger (10, 71) für jede der Stationen enthalten, ferner umfassend: einen Zurückspreizer (68) zum Zurückspreizen des geschätzten Symbolwerts, der durch wenigstens einen der Störungsbeseitiger (10, 71) in der ersten Störungsbeseitigungsstufe (5, 65) durch einen entsprechenden Spreizungscode erzeugt wurde, um dadurch wenigstens ein zurückgespreiztes Signal zu erzeugen; einen letzten Einstellprozessor (69) zum Addieren eines Einzelsymbol-Abschnitts des Grundbandsignals nach der Modifikation durch die erste Störungsbeseitigungsstufe (5, 65) zu dem zurückgespreizten Signal, um dadurch ein Summensignal zu erzeugen; einen letzten Korrelator (70) zum Korrelieren des Summensignals mit einem entsprechenden Entspreizungscode, um dadurch einen letzten geschätzten Symbolwert zu erzeugen; und einen Decodierer (9) zum Decodieren des letzten geschätzten Symbolwerts.
Empfänger nach Anspruch 28, bei dem der Zurückspreizer (68), der letzte Einstellprozessor (69), der letzte Korrelator (70) und der Decodierer (9) wie in Anspruch 33 beschrieben an allen geschätzten Symbolwerten, die in der ersten Störungsbeseitigungsstufe (5, 65) erzeugt werden, arbeiten.
Empfänger nach Anspruch 15, der umfaßt: einen Zurückspreizer (68) zum Zurückspreizen des geschätzten Symbolwerts, der durch wenigstens einen der Störungsbeseitiger (10, 71) in der letzten Stufe (7, 67) erzeugt wird, durch einen entsprechenden Spreizungscode, um dadurch wenigstens ein zurückgespreiztes Signal zu erzeugen; einen letzten Einstellprozessor (69) zum Addieren eines Einzelsymbol-Abschnitts des Grundbandsignals nach der Modifikation durch die letzte Störungs beseitigungsstufe (7, 67) zu dem zurückgespreizten Signal, um dadurch ein Summensignal zu erzeugen; einen letzten Korrelator (70) zum Korrelieren des Summensignals mit einem entsprechenden Zurückspreizungscode, um dadurch einen letzten geschätzten Symbolwert zu erzeugen; und einen Decodierer (9) zum Decodieren des letzten geschätzten Symbolwerts.
Empfänger nach Anspruch 30, bei dem der Zurückspreizer (68), der letzte Einstellprozessor (69), der letzte Korrelator (70) und der Decodierer (9) wie in Anspruch 30 beschrieben an allen geschätzten Symbolwerten, die in der letzten Störungsbeseitigungsstufe (7, 67) erzeugt werden, arbeiten.
Empfänger nach Anspruch 15, der einen Decodierer (9) zum Decodieren wenigstens eines der geschätzten Symbolwerte, die durch den Grundbandprozessor (4, 64) erzeugt werden, umfaßt, um von wenigstens einer der Stationen gesendete Daten zu bestimmen.
Empfänger nach Anspruch 32, bei dem der Decodierer (9) einen Viterbi-Decodierer (57) umfaßt.
Empfänger nach Anspruch 15, der einen Decodierer (9) umfaßt, der mit der letzten Störungsbeseitigungsstufe (7, 67) gekoppelt ist, um wenigstens einen der geschätzten Symbolwerte zu decodieren, die durch die letzte Störungsbeseitigungsstufe (7, 67) erzeugt werden, um dadurch Daten zu bestimmen, die von wenigstens einer der Stationen gesendet werden.
Empfänger nach Anspruch 34, bei dem der Decodierer (9) alle geschätzten Symbolwerte, die in der letzten Störungsbeseitigungsstufe (7, 67) erzeugt werden, decodiert.
Empfänger nach Anspruch 15, der ein Paar Grundbandprozessoren (4 oder 64) wie in Anspruch 15 beschrieben umfaßt, wobei die Vorrechnerschaltung (2) ein Paar Grundbandsignale erzeugt, die den jeweiligen Grundbandprozessoren zur Verfügung gestellt und wie in Anspruch 15 beschrieben verarbeitet werden.
Empfänger nach Anspruch 36, der eine Kombinationsschaltung zum Kombinieren von Paaren geschätzter Symbolwerte, die von entsprechenden Grund bandprozessoren (4 oder 64) ausgegeben werden, umfaßt.
Empfänger nach Anspruch 15, der einen Wegkombinationsprozessor zum Kombinieren von wegen der Weg-Diversity unterschiedlichen geschätzten Symbolwerten, die von dem Grundbandprozessor (4, 64) für eine einzige Station erzeugt werden, umfaßt.
Empfänger nach Anspruch 15, bei dem die Vorrechnerschaltung (2) ein Hochfrequenz-Codemultiplex-Vielfachzugriff Signal von einer Antenne (1) empfängt und in das Grundbandsignal umsetzt.
Empfänger nach Anspruch 15, bei dem die Vorrechnerschaltung (2) ein Hochfrequenz-Codemultiplex-Vielfachzugriff-Signal von einer Netzstromleitung empfängt und in das Grundbandsignal umsetzt.
Empfänger nach Anspruch 15, bei dem die Vorrechnerschaltung (2) ein optisches Codemultiplex-Vielfachzugriff-Signal empfängt und in ein elektrisches Grundbandsignal umsetzt.
Empfänger nach Anspruch 15, bei dem die Vorrechnerschaltung (2) ein akustisches Codemultiplex-Vielfachzugriff-Signal empfängt und in ein elektrisches Grundbandsignal umsetzt.
Codemultiplex-Vielfachzugriff-Empfänger zum Empfangen eines Codemultiplex-Vielfachzugriff-Signals, das Signale mehrerer Stationen kombiniert, wovon jede einen unterschiedlichen Spreizungscode und einen entsprechenden Entspreizungscode besitzt, wobei der Codemultiplex-Vielfachzugriff-Empfänger eine Vorrechnerschaltung (2) zum Umsetzen des Codemultiplex-Vielfachzugriff-Signals in ein Grundbandsignal und einen Controller (3), der mit der Vorrechnerschaltung (2) gekoppelt ist, um Symbolgrenzen in dem Grundbandsignal zu erkennen, umfaßt, wobei der Codemultiplex-Vielfachzugriff-Empfänger dadurch gekennzeichnet ist, daß er umfaßt: ein Schieberegister (100), das mit der Vorrechnerschaltung (2) gekoppelt ist, um das Grundbandsignal zu empfangen, zu speichern und zu verschieben; einen Symbolspeicher (103) zum Speichern geschätzter Symbolwerte; und einen Grundbandprozessor (102), der mit dem Schieberegister (100) und mit dem Symbolspeicher (103) gekoppelt ist, um aus dem Schieberegister (100) einen Teil des Grundbandsignals, der einem Symbol entspricht, zu lesen, einen Spreizungscode zu erzeugen, mit dem das Symbol gespreizt wurde, einen entsprechenden Entspreizungscode zu erzeugen, den Teil des Grundbandsignals und des Entspreizungscodes zu verwenden, um einen geschätzten Symbolwert zu erzeugen, den geschätzten Symbolwert in dem Symbolspeicher (103) zu speichern, den Spreizungscode zu verwenden, um ein geschätztes Störsignal zu erzeugen, und den Teil des Grundbandsignals in dem Schieberegister (100) durch Subtrahieren des geschätzten Störsignals zu modifizieren und um die Schritte des Lesens, Erzeugens eines geschätzten Symbolwerts, Erzeugens eines geschätzten Störsignals und des Modifizierens jedesmal unter Verwendung desselben Spreizungscodes und desselben Entspreizungscodes zu wiederholen, wobei der Grundbandprozessor (102) einen Störungsbeseitiger (104) besitzt, der umfaßt: einen Codegenerator (24) zum sequentiellen Erzeugen der Spreizungscodes und der entsprechenden Entspreizungscodes der mehreren Stationen, einen Korrelator (26) zum Korrelieren des Entspreizungscodes mit dem Teil des Grundbandsignals, um dadurch einen Restsymbolwert zu erzeugen, einen Addierer (28) zum Addieren des Restsymbolwerts zu einem alten geschätzten Symbolwert, der in dem Symbolspeicher (103) gespeichert ist, wobei der alte geschätzte Symbolwert und der Restsymbolwert zu derselben der mehreren Stationen gehören, wobei in dem Symbolspeicher (103) als geschätzter Symbolwert statt des alten geschätzten Symbolwerts die Summe aus dem alten geschätzten Symbolwert und dem Restsymbolwert gespeichert wird, einen Multiplizierer (30) zum Zurückspreizen des Restsymbolwerts unter Verwendung des von dem Codegenerator (24) ausgegebenen Spreizungscodes, um dadurch das geschätzte Störsignal zu erzeugen; und einem ersten Subtrahierer (32) zum Subtrahieren des geschätzten Störsignals von dem Teil des Grundbandsignals.
Empfänger nach Anspruch 43, bei dem der Störungsbeseitiger (104) außerdem besitzt: einen Einstellprozessor (78) zum Einstellen des geschätzten Symbolwerts, der durch den Addierer (28) erhalten wird, um einen neuen geschätzten Symbolwert zu erzeugen; und einen zweiten Subtrahierer (80) zum Subtrahieren des alten geschätzten Symbolwerts von dem neuen geschätzten Symbolwert, um dadurch den Restsymbolwert zu modifizieren, bevor der Restsymbolwert durch den Multiplizierer (30) zurückgespreizt wird.
Empfänger nach Anspruch 44, bei dem der Einstellprozessor (78) einen Verstärkungseinstellprozessor (81) zum Dividieren des durch den Addierer (28) erzeugten geschätzten Symbolwerts durch einen durchschnittlichen Absolutwert einer bestimmten Anzahl von durch den Addierer (28) erzeugten geschätzten Symbolwerten umfaßt.
Empfänger nach Anspruch 44, bei dem der Einstellprozessor (78) einen Symboleinstellprozessor (82) zum Multiplizieren des durch den Addierer (28) erzeugten geschätzten Symbolwerts mit einem konstanten Wert umfaßt.
Empfänger nach Anspruch 44, bei dem der Einstellprozessor (78) einen Begrenzer (83) zum Begrenzen des neuen geschätzten Symbolwerts auf einen bestimmten maximalen Absolutwert umfaßt.
Empfänger nach Anspruch 43, bei dem der Grundbandprozessor (102) außerdem umfaßt: einen Zurückspreizer (106) zum Zurückspreizen eines geschätzten Symbolwerts, der in dem Symbolspeicher (103) gespeichert ist, unter Verwendung eines Spreizungscodes einer entsprechenden Station, um dadurch ein zurückgespreiztes Signal zu erzeugen; einen letzten Einstellprozessor (107) zum Addieren eines letzten Teils des Grundbandsignals, der in dem Schieberegister (100) gespeichert ist, zu dem zurückgespreizten Signal, um dadurch ein Summensignal zu erzeugen; und einen letzten Korrelator (108) zum Korrelieren des Summensignals mit dem Entspreizungscode der entsprechenden Station, um dadurch einen eingestellten Wert des geschätzten Symbolwerts, der durch den Zurückspreizer (106) zurückgespreizt wurde, zu erzeugen.
Empfänger nach Anspruch 43, bei dem: das Schieberegister (100) in Stufen (101) unterteilt ist, wobei jede Stufe einen Teil des Grundbandsignals, der einem Symbol entspricht, hält.
Empfänger nach Anspruch 49, bei dem der Symbolspeicher (103) für jede der Stufen einen geschätzten Symbolwert pro Station speichert.
Empfänger nach Anspruch 49, bei dem der Symbolspeicher (103) für jede der Stufen (101) mehr als einen geschätzten Symbolwert pro Station speichert, um dadurch eine Weg-Diversity zu schaffen.
Empfänger nach Anspruch 49, der einen Decodierer zum Decodieren geschätzter Symbolwerte, die in dem Symbolspeicher (103) gespeichert sind und dem in der letzten Stufe (101_K+1 ) des Schieberegisters (100) gespeicherten Grundbandsignal entsprechen, umfaßt.
Empfänger nach Anspruch 43, bei dem die Entspreizungscodes mit den Spreizungscodes übereinstimmen.