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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Das
Gebiet der Erfindung ist Funksysteme und etwas genauer ein CDMA-Funksystem. Die Erfindung
betrifft ein Messverfahren für
ein Signal-Timing zur Verwendung in dem CDMA-Funksystem, das wenigstens
drei Basisstationen und ein Endgerät umfasst, die ein Signal mit
einem Spreizungscode multiplizieren und wobei in dem Verfahren die Übertragung
von einer Basisstation verschiedene Codekanäle umfasst, die mit unterschiedlichen
Spreizungscodes übertragen
werden, wobei auf einem der Codekanäle eine vorherbestimmte Codefrequenz übertragen
wird und wobei in dem Verfahren das Endgerät mit wenigstens einer Basisstation
verbunden sind, über
deren Timing das Endgerät
Daten speichert.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Funksystem, das ein CDMA-Funksystem
ist, insbesondere umfassend wenigstens drei Basisstationen und ein
Endgerät,
das eingerichtet ist, ein Signal mit einem Spreizungscode zu multiplizieren,
wobei in dem Funksystem die Übertragung
einer Basisstation verschiedene Codekanäle umfasst, die mit unterschiedlichen Spreizungscodes übertragen
werden, wobei wenigstens einer der Codekanäle eine vorherbestimmte Codefrequenz
umfasst und das Endgerät
in einer Verbindung mit wenigstens einer bedienenden Basisstation
steht, über
deren Timing das Endgerät
Daten speichert.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Es
ist wichtig, die genaue Ausbreitungsverzögerungszeit für ein empfangenes
Signal zu bestimmen, um zum Beispiel das Signal zu erkennen und ein
Endgerät
zu lokalisieren. Damit sich das Endgerät selbst mit der Übertragung
einer Basisstation synchronisieren kann, überträgt jede Basisstation ein Synchronisationssignal
auf einem Sync-Kanal. Das Signal auf dem Sync-Kanal kann demoduliert
werden und jederzeit erkannt werden, wenn ein Pilot-Signal erkennbar
ist. Auf dem Sync-Kanal werden Daten über die Basisstation, die Leistung
und die Phase des Pilot-Signals und die Größe der Aufwärtsverbindungsstörung. Eine
Erfas des Pilot-Signals und die Größe der Aufwärtsverbindungsstörung. Eine
Erfassung von Symbolen auf einem Verkehrskanal ist möglich, wenn
die Verbindung zwischen einem Sender und einem Empfänger synchronisiert
ist. Die synchronisierte Verbindung für ihren Teil bedeutet, dass das
Endgerät
Kenntnis von der Ausbreitungsverzögerungszeit des Signals hat.
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In
Lösungen
des Standes der Technik können
Codekanäle,
deren Übertragungsrichtung
von einer Basisstation zu einer Teilnehmerstation ist, zum Beispiel
Pilot-Kanäle zum Synchronisieren
verwendet werden. Die Teilnehmerstation kann die Codephase suchen
und dann sich selbst auf die Übertragung
der Basisstation synchronisieren und so das Signal-Timing der Basisstation
bestimmen. In der umgekehrten Richtung der Übertragung von einer Teilnehmerstation
zu einer Basisstation beginnt die Teilnehmerstation mit dem Übertragung
und die Basisstation sucht die Codephase und bestimmt das Signal-Timing
des Endgerätes.
In der Übertragungsrichtung
von der Teilnehmerstation zu einer Basisstation tritt ein Problem
auf, das auf den Abstand zwischen einer Teilnehmerstation und einer
Basisstation zurückzuführen ist,
d. h. ein Nah-Fern-Problem. Beim Bestimmen eines Aufenthaltsorts
bzw. Lokalisieren eines Endgerätes
wird dieses Problem ein Abdeckungsproblem genannt. Ein Endgerät, das nahe
zu einer Basisstation lokalisiert wurde, befindet sich außerhalb
der Abdeckungsbereiche anderer Basisstationen und es ist nicht der
Lage, andere Basisstationen zu hören,
aufgrund der störenden Übertragung der
in der Nähe
liegenden Basisstation. Da die Laufzeit eines Signals zwischen dem
Endgerät
und wenigstens drei Basisstationen nicht gemessen werden kann, kann
der Aufenthaltsort des Endgerätes
daher auch nicht bestimmt werden. Der Stand der Technik enthält auch
die US-Offenlegungsschrift
5,675,344, die ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen
des Aufenthaltsorts einer Mobilstation in einem Kommunikationssystem
mit Spreizspektrum zeigt.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung,
die das Verfahren umsetzt, bereitzustellen, in einer derartigen
Weise, dass die obigen Probleme beseitigt werden können. Dies
wird erreicht durch die Art eines Verfahrens, die in der Einleitung
offenbart ist, wobei es gekennzeichnet ist durch Transportieren
von Daten über
wenigstens einen Codekanal, die durch wenigstens eine Nachbarbasisstation
zu einer bedienenden Basisstation über den Festnetzwerkteil übertragen
werden, Übertragen
der Daten über
wenigstens einen Codekanal von der bedienenden Basisstation zu dem
Endgerät,
wobei das Endgerät
basierend auf den Daten den Spreizungscode des wenigstens eines
Codekanals und eine Schätzung
des Symbol-Timings von jedem Codekanal in Bezug auf das Timing der
bedienenden Basisstation bestimmt, und wobei das Endgerät basierend
auf diesen Daten über
Codekanäle wenigstens
einige der Codekanäle
der benachbarten Basisstation verwendet, um das Signal-Timing der benachbarten
Basisstation zu messen.
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Das
System der Erfindung ist gekennzeichnet dadurch, dass der feste
Netzwerkteil eingerichtet ist, Daten über wenigstens einen Codekanal
zu übertragen,
die durch wenigstens eine benachbarte Basisstation an die bedienende
Basisstation übertragen werden,
wobei die bedienende Basisstation eingerichtet ist, die Daten über wenigstens
einen Codekanal an das Endgerät
zu übertragen,
wobei das Endgerät
eingerichtet ist, basierend auf den Daten wenigstens den Spreizungscode
von wenigstens einem Codekanal und eine Schätzung des Symbol-Timings von
jedem Codekanal in Bezug auf das Timing der bedienende Basisstation
zu bestimmen und wobei auf Basis der Daten über die Codekanäle das Endgerät eingerichtet
ist, wenigstens einen der Codekanäle der benachbarten Basisstation
zu nutzen, um das Signal-Timing der benachbarten Basisstation zu
messen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
und System stellt eine Vielzahl von Vorteilen bereit. Die Abdeckung
wird verbessert und das Endgerät
kann sich auch selbst auf die Übertragung
von benachbarten Basisstationen synchronisieren, was die Bestimmung
des Aufenthaltsortes des Endgerätes
ermöglicht.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird nun beschrieben in größerem Detail in Verbindung
mit dem bevorzugten Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen, in denen
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1 ein
Funksystem zeigt,
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2 Verkehrskanäle zeigt,
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3 ein
Blockdiagramm eines Empfängers zeigt,
und
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4 ein
Blockdiagramm eines RAKE-Empfängers
zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
Lösung
der Erfindung ist insbesondere in einem WCDMA-Funksystem (breitbandiger
codegeteilter Mehrfachzugriff bzw. Wideband Code Division Multiple
Access) anwendbar, ohne jedoch sie hierauf zu beschränken.
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1 zeigt
ein Funksystem mit einem Endgerät 100,
drei Basisstation 102 bis 106 und eine Basisstationssteuerung 108.
In diesem Fall kann das Endgerät 100,
das bevorzugt ein Mobiltelefon ist, als vorwiegend mit der Basisstation 102 angesehen
werden. Benachbarte Basisstationen der Basisstation 102 sind
die Basisstationen 104 und 106. Alle diese Basisstationen 102 bis 106 teilen
sich bevorzugt dieselbe Basisstationssteuerung 108, von
der aus es eine weitere Verbindung über zum Beispiel eine Vermittlungszentrale
für mobile
Dienste (nicht gezeigt in der 1) zu anderen
Teilen des mobilen Telefonnetzwerks und zu anderen Telefonnetzwerken
gibt. Alle diese anderen Teile des Telefonfunksystems mit Ausnahme
des Endgeräts 100 sind
als der Netzwerkteil des Funksystems definiert.
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Um
den Aufenthaltsort des Endgerätes
zu messen, wird die Signallaufzeit eines Signals zwischen dem Endgerät und wenigstens
drei Basisstationen benötigt.
Zuerst misst das Endgerät
den Ankunftszeitpunkt (bzw. Time of Arrival), TOA, eines Signals,
das von jeder Basisstation ausgesendet wurde. Zeitunterscheide bzw.
Zeitdifferenzen zwischen den Signalen der Basisstationen TDOA (Zeitunterschied
der Ankunft bzw. Time Difference of Arrival) oder OTD (beobachtete
Zeitdifferenz bzw. Observed Time Difference) kann mittels Berechnung
der Differenziale der Ankunftszeiten TOA der Basisstationen erfasst
werden, wenn die Zeitdifferenzen außerdem die Abstände zwischen
den Basisstationen und dem Endgerät anzeigen. Wenn die Abstände zwischen dem
Endgerät
und wenigstens drei Basisstationen bekannt sind, kann der Aufenthaltsort
des Endgerät eindeutig
bestimmt werden. In dem CDMA-System kann die Ankunftszeit durch
Verwendung der Synchronisation des Spreizungscodes bestimmt werden. Sobald
ein bestimmter Chip des Spreizungscodes (ein Chip ist ein Bit des
Spreizungscodes) an dem Endgerät
im Moment bzw. Zeitpunkt t1 erscheint und derselbe Chip an der Basisstation
im Zeitpunkt t2 erscheint, beträgt
die Laufzeit des Signals zwischen dem Endgerät und der Basisstation t2 – t1. Das
Endgerät
misst die Zeit t1 und die Basisstation misst die Zeit t2. Bei der
Lösung
der Erfindung muss die Uhr des Endgerätes nicht mit den Uhren der
Basisstationen synchronisiert sein. Sobald das Endgerät ein sogenanntes
Round-Trip-Signal bzw. Hin- und Zurücksignal an die Basisstation
sendet und die Basisstation auf dieses Signal antwortet, kann die
Auswirkung der Zeitdifferenz zwischen dem Endgerät und der Basisstation beseitigt
werden. Falls die Übertragung
der Basisstation nicht synchronisiert worden ist und die Zeitdifferenzen
zwischen den Basisstationen nicht bekannt sind, muss der Round-Trip
aller Basisstationen gemessen werden, deren Signal-Timing das Endgerät misst.
In einem synchronisierten Netzwerk oder falls die Zeitunterschiede
zwischen den Basisstationen bekannt sind, wird zur Anwendung des TDOA-Verfahrens
basierend auf den Zeitunterschieden ein Round-Trip-Signal nicht
benötigt,
um einen Aufenthaltsort zu bestimmen. In dem TOA-Verfahren basierend
auf Ausbreitungsverzögerungszeiten
wird ein Round-Trip-Signal nur für
die bedienende Basisstation benötigt.
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Selbst
wenn das Netzwerk synchronisierbar oder die Zeitdifferenzen zwischen
den Basisstationen bekannt waren, kann das Round-Trip-Signal an
die bedienende Basisstation beim Bestimmen des Bereichs für die Ausbreitungsverzögerungszeit
zu den anderen Basisstationen verwendet werden. Das Endgerät misst
zuerst den Abstand zur bedienenden Basisstation unter Verwendung
des Round-Trip-Signals. Falls der Abstand zur bedienenden Basisstation d1
beträgt,
beträgt
der Abstand zwischen der benachbarten Basisstation und dem Endgerät: d12 – d1 – e ≤ d2 ≤ d12 + d1
+ e, wobei d12 der Abstand zwischen der bedienenden Basisstation
und der benachbarten Basisstation ist und e die Genauigkeit der
Messung von d1 ist. Der Bereich der auf diese Weise bestimmten Verzögerung kann
bei der Schätzung
der Ausbreitungsverzögerungszeit
verwendet werden. Die Bereichsabweichung des Abstands zwischen dem
Endgerät
und der benachbarten Basisstation beträgt 2(d1 + e), der 2(d1 + e)/c·Tc) als
Chip entspricht, wobei Tc die Dauer des Chips und c die Geschwindigkeit
der elektromagnetischen Strahlung ist.
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Bei
der Lösung
der Erfindung steht das Endgerät 100 zuerst
in Verbindung mit wenigstens einer Basisstation (in 1 mit
der Basisstation 102). Auf Anforderung des Endgeräts 100 oder
des Netzwerkteils des Funksystems senden die benachbarten Basisstationen 104, 106 der
Basisstation 102, die das Endgerät 100 bedient, an
das Endgerät 100 Daten über die übertragenen
Codekanäle,
ein Beispiel ist insbesondere ein Verkehrskanal. Basierend auf den empfangenen
Daten kann das Endgerät 100 auch beliebige
andere als den Sync-Kanal beim Synchronisieren verwenden, wodurch
es möglich
ist, das Signal-Timing der benachbarten Basisstationen 104, 106 auf
höheren
Störungs- und Rauschpegeln
als in den Lösungen,
die nur auf der Verwendung des Sync-Kanals basieren, zu messen, da auch
die Energie eines anderen Signals als dem Sync-Kanal verwendet werden
kann. Es ist insbesondere bevorzugt, die Teile der Codekanäle zu verwenden,
auf denen ein bekanntes Signal übertragen
wird, zum Beispiel eine regelmäßig gesendete
Referenz, d. h. Pilot-Symbole. So kann Datenmodulation von diesen Teilen
entfernt werden ohne Entscheidungsrückkopplung und eine sogenannte
kohärente
Durchschnittsbildung oder Filterung kann für die gemessene Schätzung des
Impulskanals eingesetzt werden. Nun wird sich der erfindungsgemäßen Lösung für den Fall
der Verwendung der Pilot-Symbole
des Code-Kanals zugewendet.
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Ein
Beispiel des Inhalts der Codekanäle,
die durch eine Basisstation übertragen
werden, ist als Zeitfunktion in 2 gezeigt.
Bei diesem Beispiel werden vorherbestimmte Pilot-Symbole 200 auf
drei unterschiedlichen Verkehrskanälen CH1, CH2 und CH3 bei unterschiedlichen
Zeitpunkten übertragen. Um
in der Lage zu sein, Gebrauch von den Pilot-Symbolen 200 zu
machen, muss das Endgerät Kenntnis
von dem Zeitunterschied Tslot zwischen den Pilot-Symbolen des Code kanals
in Bezug auf das Timing der bedienenden Basisstation haben. Auf dem
Verkehrskanal werden neben Daten 204 auch ein Übertragungsleistungssymbol
TPC (Übertragungsleistungssteuerung
bzw. Transmission Power Control) übertragen, mittels diesem Symbol
kann die Basisstation das Endgerät
auffordern, seine Übertragungsleistung
zu ändern.
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Um
Gebrauch von den Signalen des Codekanals machen zu können, muss
das Endgerät 100 Daten
besitzen, sowohl über
den Zeitunterschied Tslot zwischen den Pilot-Symbolen 200 und über den Spreizungscode,
Spreizungskoeffizienten und Referenzsymbole des Codekanals. Das
Endgerät 100 benötigt weiter
eine Schätzung
der Phase des Spreizungscodes und der Position bzw. des Orts der
Referenzsymbole in einem Zeitschlitz, wobei diese Daten die Basisstation 102,
die das Endgerät 100 bedient, die
Basisstationssteuerung 108 oder irgendeine andere Einheit
im Festnetzwerkteil von den benachbarten Basisstationen 104, 106 anfordert.
Die benachbarte Basisstation 104, 106 sendet diese
Daten an die bedienende Basisstation 102 bevorzugt über den Festnetzwerkteil über wenigstens
einen dieser Codekanäle,
der bzw. die die höchsten Übertragungsleistung
in Richtung der Basisstation 102, die das Endgerät bedient,
besitzt bzw. besitzen. Die Basisstation 102, die das Endgerät 100 bedient,
sendet diese Daten weiter an das Endgerät 100. Daten über das
Signal-Timing werden an das Endgerät 100 bevorzugt in Bezug
auf das Timing der bedienenden Basisstation 102 gegeben.
Falls die benachbarte Basisstation 104, 106 nicht
eine ausreichende Anzahl von Codekanälen überträgt, da damit die Messung des
Timings erfolgreich ist, zum Beispiel aufgrund von leichter Überlastung,
kann die benachbarte Basisstation 104, 106 mehrere
Kanäle
zur Übertragung
für die Zeit,
in der das Endgerät 100 die
Kanäle
misst, hinzufügen.
Dies kann auch, auf Anforderung durch das Endgerät 100 hin, stattfinden.
Es ist das Signal-Timing dieser Kanäle, dass in der erfinderischen
Lösung
verwendet wird, um das Endgerät 100 zu
lokalisieren. Auf diesen Kanälen,
die besonders beim Lokalisieren des Endgerätes 100 verwendet
werden, werden bevorzugt bekannte Referenzsymbole gesendet. Sobald
ein Funksystem nur leicht überlastet ist,
können
mehrere Kanäle
hinzugefügt
werden, ohne Datenübertragung
der anderen Endgeräte
wesentlich zu stören.
Alle diese Timings, die durch das Festnetz trans portiert werden,
sind bevorzugt bezogen auf das Timing der bedienenden Basisstation 102.
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Nun
wird ein näherer
Blick auf einen Empfänger
des Endgeräts
in 3 geworfen, der geeignet für die Lösung der Erfindung ist. Der
Empfänger
weist zuerst eine Antenne 280, Funkfrequenzteile 282 und einen
Analog-Zu-Digital-Wandler
bzw. -Konverter 284 auf. Ein gesendetes bzw. übertragenes
Signal wird empfangen durch die Antenne 280, von der das Signal
zu den Funkfrequenzteilen 282 läuft, wo eine Quadraturdemodulation
durchgeführt
wird. Bei der Quadraturdemodulation wird das empfangene Signal in
zwei Teile geteilt, wobei der erste davon mit einer Funkfrequenz-Kosinus-Trägerwelle
multipliziert wird, die die Form cos(ωct)
hat. Der zweite Teil des Signals wird mit einer phasenverschobenen
Trägerwelle
multipliziert, die derart ausgedrückt werden kann, dass das Signal
mit einer Sinus-Trägerwelle
multipliziert wird, welche die Form besitzt sin(ωct).
So verwendet die Multiplikation Trägerwellen, zwischen denen es eine π/2-Phasenverschiebung
gibt. Da die verschiedenen Teile des Signals aufgrund der π/2-Phasenverschiebung
orthogonal zueinander sind, können Datenteile
in einer komplexen Darstellung ausgedrückt werden. So kann das empfangene
Signal U ausgedrückt
werden in der Form U = I + jQ, wobei I der erste Teil, Q der zweite
Teil und j die imaginäre Einheit
ist. Die quadraturdemodulierten Signalteile I, Q werden im Analog-Zu-Digital-Wandler 284 in
komplexe digitale Samples geändert.
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Ein
auf dem Code des Empfangssignals eingerichteter Filter 300 ist
ein FIR-Filter (endliche Impulsantwort bzw. Finite Impulse Response),
dessen Gewichtskoeffizienten direkt vom Spreizungscode des verwendeten
Signals abgeleitet sind. Der eingerichtete Filter 300 gibt
die Korrelation von jedem empfangenen Signal jedes Signalsamples
mittels einer Verzögerung,
die entlang des Spreizungscode zu messen ist, aus, der in den eingerichteten
Filter 300 von einem Codegenerator 302 geladen
wird. Der eingerichtete Filter 300 weist N-Taps auf, die dem
zu messenden Verzögerungsbereich
entsprechen. Da N-Signalsample
durch den eingerichteten Filter 300 durchgeschoben werden,
wobei die Gewichtskoeffizienten unverändert bleiben, werden N-Korrelationswerte
entwickelt, die primär
eine Schätzung
der Impulsantwort des Kanals im Vektorformat darstellen. Aus der
vorläufigen
Schätzung
der Impulsantwort wird die Wirkung der Datenmodulation in einem
Multiplizierer 106 beseitigt, wobei in dem Multiplizierer die
vorläufige
Schätzung
der Impulsantwort mit einer vorherbestimmten Symbolfrequenz multipliziert
wird, die von einem Symbolgenerator 104 abgeleitet wurde.
So wird die Schätzung
der Impulsantwort erstellt und ihre größten Werte erzeugen Verzögerungsschätzungen
für Mehrwegkomponenten
des Signals. Da die Größe des Rauschens
im Signal vor der Erzeugung der Verzögerungsschätzungen sehr hoch ist, muss
eine Reihe von aufeinanderfolgenden Schätzungen der Impulsantwort in
Berechnungsmitteln 308 gefiltert werden, um zuverlässige Verzögerungsschätzungen
zu bestimmen. Dies wird erreicht durch Laden der Gewichtkoeffizienten
des eingerichteten Filters 300 zu den nächsten N-Samples des Spreizungscodes
und durch Durschnittsbilden der N-langen Impulsantwort, die auf
diese Weise mit den vorhergehenden Schätzungen der Impulsantwort bestimmt
wurden. Nach der kohärenten
Durschnittsbildung gemäß der Erfindung
wird die Schätzungen
der Impulsantwort durchgeführt,
können
im Prinzip die Verzögerungsschätzungen
für das
Empfangssignal gemacht werden. In der beschriebenen Empfängerlösung sind
jedoch Verzögerungsschätzungen
noch durch weitere Verarbeitung bestimmt. Es sei angemerkt, dass
obwohl der Ausdruck „kohärente Durschnittsbildung" in dieser Beschreibung
mit den Schätzungen
der Impulsantwort verbunden ist, jede beliebige bekannte Filterung
der Schätzungen
der Impulsantwort, zum Beispiel eine IIR-basierende Filterung (unendliche
Impulsantwort bzw. Infinite Impulse Response), anstelle der Mittelwertsbildung
in dem Empfänger,
der die erfinderische Lösung
umsetzt, verwendet werden kann. Falls mehrere Codekanäle zur Messung
des Timings verwendet werden, können ihre
bekannten Symbolsequenzen durch Laden in das eingerichtete Filter
zu jedem Zeitpunkt der Zeit verwendet werden, wobei die Koeffizienten
dem Spreizungscode des Codekanals, durch den die Spreizungscodereferenzsymbole
in diesem Moment empfangen werden, entsprechen. Falls es eine ausreichende
Anzahl von Codekanälen
in Verwendung gibt und ihre Zeitunterscheide Tslot die gesamte Übertragungsperiode
der Referenzsymbole umspannen, kann das Endgerät nach dem eingerichteten Filter
dauerhaft ein Signal verwenden, aus dem die Datenmodulation beseitigt
werden kann. Die Schätzungen
der Impulsantwort, die auf diese Weise erzeugt wurden, können kohärent gemittelt
werden voraus gesetzt, dass die Codekanäle, die verwendet werden sollen,
bei der Timingmessung, von derselben Antenne der Basisstation übertragen
werden, wodurch sie sich entlang desselben Funkkanals ausbreiten.
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Ein
komplexes IQ-Signal breitet sich kohärent von den durchschnittsbildenden
Berechnungsmitteln 308 zu Auswahlmitteln 310 aus,
bei denen auch ein Ausgangssignal des eingerichteten Filters 300 direkt
ankommt. Die Auswahlmittel 310 können so zum Entscheiden verwendet
werden, ob die kohärente
Mittelwertsbildung bzw. Durchschnittsbildung verwendet wird oder
nicht. Unabhängig
von der Tatsache, ob direkt das Ausgabemittel des Filters 300 zu wählen oder
die kohärent
gemittelten Signalkomponenten zu verwenden, wird vor der Durchschnittsbildung
in Mitteln 314 das Signal im IQ-Format in Mitteln 312 quadriert
(I2 + Q2), um Datenmodulation
und Phasenfehler zu beseitigen. Da Datenmodulation, zum Beispiel
QPSK-Modulation (Quadraturphasenumtastung bzw. Quadrature Phase
Shift Keying) verwendet wird. Die Durchschnittsbildung, die nach dem
Auswähler
bzw. der Auswahleinrichtung 310 durchgeführt wird,
wird inkohärente
Durchschnittsbildung genannt. Verwendung von nur kohärenter Durchschnittsbildung
gemäß dem Stand
der Technik hat den Nachteil, dass nach dem Signal auch das Rauschen
in der Ausgabe des eingerichteten Filters 300 quadriert
wird und so das Signal-zu-Rauschen-Verhältnis sich nicht wesentlich
nach der Durchschnittsbildung verbessert. Eine lediglich inkohärente Durchschnittsbildung
hilft jedoch, um die Spitzen bzw. Peaks zuverlässiger zu schätzen. Bei kohärenter Durchschnittsbildung
wird die Quadrierung nur nach der kohärenten Durchschnittsbildung durchgeführt. Dies
erfordert jedoch, dass die übertragenen
Symbole, bevorzugt Pilot-Symbole, vorherbestimmt sind, wodurch Datenmodulation
aus den Samples beseitigt werden kann.
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In
der Praxis erzeugen Frequenzfehler zwischen dem Sender und Oszillatoren
(nicht gezeigt in den Figuren) in den Funkfrequenzmitteln 282 des Empfängers und
die Dopplerverschiebung in dem Signal, die durch einen Funkkanal
erzeugt werden, Phasenrotation der Signalsamples und so kann die kohärente Durchschnittsbildungszeit
nicht sehr lang sein, zum Beispiel eine ms. In diesem Fall kann
eine kohärent
gemittelte Schätzung
der Impulsantwort quadriert werden und weitere gemittelte inhohärent bei
einer längeren
Zeitperiode (mehr als 1 ms) in den Mitteln 314. Da die
Schätzung
der Impulsantwort zu einem Verzögerungsschätzer bzw.
einer Verzögerungsschätzeinrichtung 316 fortschreitet,
sucht der Verzögerungsschätzer 316 die
Spitzen bzw. Peaks der Schätzung
der Impulsantwort, welche die wichtigsten Verzögerungen des auf Mehrwegen
ausgebreiteten Signals darstellen. Die kürzeste Verzögerung entspricht oft der Zeit,
die das Signal benötigt hat,
um über
den Abstand der direkten Sichtlinie zu reisen. Auf diese Weise kann
das Endgerät
die Ankunftszeit TOA (Ankunftszeit bzw. Time of Arrival) der Signale
der Basisstationen und die beobachtete Zeitdifferenz bzw. den beobachteten
Zeitunterschied OTD (beobachtete Zeitdifferenz bzw. Observed Time Difference)
zwischen den Signalen messen. Der Empfänger wird durch eine Steuereinheit 318 gesteuert
und Blöcke 300 bis 318 bilden
einen Verzögerungsblock 298,
der Teil eines RAKE-Empfängers sein
kann.
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4 zeigt
ein Blockdiagramm eines RAKE-Empfängers. Das empfangene Signal
läuft von der
Antenne 218 durch die Frequenzmittel 282 und den
Analog-zu-Digital-Wandler 284 wie
in 3. Danach läuft
ein komplexes Signal zu dem Verzögerungsblock 298,
der in größerem Detail
in 3 veranschaulicht ist, und zu RAKE-Zweigen 400 bis 404 des
RAKE-Empfängers.
Die Blöcke 400 bis 404 weisen
typischerweise auf einen Codegenerator und ein eingerichtetes Filter
zum Decodieren des Spreizungscodes und jeder Block 400 bis 404 ist
eingerichtet, dass bei unterschiedlichen Verzögerungen empfangene Spreizungscodesignal
zu bearbeiten. Der Verzögerungsblock 298 stellt
die Verzögerungen der
RAKE-Zweige 400 bis 404 ein,
durch die Spreizungscodierung decodiert wird. Nachdem die Spreizcodierungen
der durch die RAKE-Zweige 400 bis 404 empfangenen
Signale decodiert worden sind, werden verschiedene Signalkomponenten
des auf Mehrwegen ausgebreiteten Signals in einer Diversitykombiniereinrichtung 406 kombiniert,
nach der die Basisbandverarbeitung des Signals fortgesetzt wird,
aber die weitere Verarbeitung ist nicht wesentlich für die erfinderische
Lösung.
In dem Empfänger
werden die Verstärkung
und Frequenz der Funkfrequenzmittel 282 bevorzugt mittels
automatischer Verstärkungssteuerungsmittel 410 und
mittels automatischer Frequenzsteuermittel 412 eingestellt.
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Sobald
es zu digitalen Signalmanipulation im besonderen kommt, können die
Lösungen
der Erfindungen durch zum Beispiel ASIC- und VLSI-Schaltungen (anwendungsspezifischer
Schaltkreis bzw. Application-Specific Integrated Circuit, Größtintegration
bzw. Very Large Scale Integration) umgesetzt werden. Die Prozeduren,
die auszuführen
sind, werden bevorzugt als Programme basierend auf Mikroprozessortechnik
umgesetzt.