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Die
Erfindung betrifft ein Direktsequenz-Kodemultiplex- (DS-CDMA) Übertragungsverfahren, das
Mehrfachzugriff unter Verwendung eines Spreizspektrums bei Mobilkommunikationen
durchführt, und
insbesondere ein DS-CDMA-Übertragungsverfahren,
das Kodemultiplex mehrerer Kodekanäle durchführt.
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In
letzter Zeit wurde intensive Forschung und Entwicklung hinsichtlich
des DS-CDMA-Systems als eines der Mobilkommunikationssysteme der
nächsten
Generation betrieben. Das DS-CDMA-Übertragungssystem führt Kommunikationen
zwischen mehreren Teilnehmern unter Verwendung des gleichen Frequenzbands
durch, und einzelne Teilnehmer werden durch einen Spreizkode identifiziert,
der jedem Teilnehmer genau zugeordnet ist.
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Das
DS-CDMA-System weist dahingehend Vorteile gegenüber dem Frequenzmultiplex oder
dem Zeitmultiplex auf, dass es die Kapazität hinsichtlich der Anzahl gleichzeitiger
Teilnehmer innerhalb des gleichen verfügbaren Frequenzbands erhöhen kann und
für Hochgeschwindigkeits-Signalübertragung geeignet
ist, weil es Informationssignale nach einem Spreizen dieser in Breitbandsignale überträgt.
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Im
Mobilkommunikationsumfeld sind geradlinige Pfade zwischen einer
Basisstation und Mobilstationen selten unversperrt, wodurch sich
Mehrwegeausbreitung begründet.
Als Folge ist das empfangene Signal Rayleigh-Fading ausgesetzt.
Bei Rayleigh-Fading weist die Amplitude eines Empfangssignals eine
Rayleigh-Verteilung auf, und seine Phase weist eine Gleichverteilung
auf. Für
einen Empfänger ist
es notwendig, die sich auf zufällige
Weise verändernde
Phase des empfangenen Signals zu schätzen, um eine kohärente Detektion
durchzuführen,
die effizienter ist als eine differentielle Detektion. Eines der
Verfahren zum Schätzen
der Empfangsphase ist implementiert durch Einfügen von Pilotsymbolen eines
bekannten Musters mit festen Abständen in Informationssymbole
und durch Schätzen
der Empfangsphase jedes Informationssymbols auf Grundlage der Empfangsphasen,
die unter Verwendung der Pilotsymbole geschätzt werden. In diesem Fall
müssen die
Pilotsymbole in jedem Zeitintervall eingefügt werden, während dessen
die Phasenschwankung aufgrund von Fading bzw. Schwund nahezu vernachlässigbar
ist.
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Es
gibt hauptsächlich
zwei Verfahren zum Realisieren einer Signalübertragung hoher Bitrate beim
DS-CDMA-System:
(1) ein Verfahren, das einen Spreizfaktor (Verarbeitungsgewinn)
gemäß der Übertragungsinformationsrate
verändert;
und (2) ein Kodemultiplexverfahren, das mehrere Kanäle multiplext,
von denen jeder eine Grundinformationsrate aufweist. Hier wird das
zweite Verfahren betrachtet.
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16 zeigt
eine herkömmliche
Kanalstruktur bei Durchführung
der uneingeschränkten
bzw. absoluten kohärenten
Detektion, die die Kanal- (Amplituden- und Phasen-) Schätzung unter
Verwendung der Pilotsymbole wie vorstehend erwähnt durchführt. Gemäß dieser Figur bezeichnet N
die Anzahl von Kodekanälen
(die Kodemultiplexzahl). Jeder Kodekanal wird unter Verwendung eines
kurzen Kodes (SC-1, ..., SC-N) mit einer Periode gespreizt, die
gleich derjenigen eines Informationssymbols ist, und wird weiter
unter Verwendung eines als langer Kode (LC-Y) bezeichneten Spreizkodes
mit einer Periode gespreizt, die viel länger ist als diejenige des üblichen Informationssymbols.
Die kurzen Kodes dienen zum Identifizieren der einzelnen Kodekanäle und der
lange Kode dient zum Unterscheiden eines Teilnehmers von den anderen
gleichzeitigen Teilnehmern in der gleichen Zelle in Rückwärtsstreckenkanälen und
von den anderen gleichzeitigen Teilnehmern in den anderen Zellen
in Vorwärtsstreckenkanälen. 17 zeigt eine
Rahmenstruktur einer einzelnen Kodekanalübertragung.
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Des
Weiteren ist als ein weiteres herkömmliches Beispiel in der WO-93/15573
eine Methode beschrieben. Dies ist eine Erfindung, die sich auf
eine Zugrissmethode bezieht, die TDMA und CDMA kombiniert. Die Signalkonfiguration
ist in ihrer 5 beschrieben. Eine Vielzahl
von Kodekanälen
werden durch spezielle Spreizkodes (KODE 0 – KODE X) gespreizt, eine Vielzahl
von Daten wird in jedem Kodekanal zeitlich gemultiplext, und alle
Daten enthalten einen Synchronisationskode und ATM-Zelldaten (5a). Da Synchronisationskodes (Piloten)
unterschiedlicher Kodekanäle
durch unterschiedliche Spreizkodes gespreizt werden, ist der Vorgang
dieser Methode ähnlich
zu dem gemäß der vorstehend beschriebenen 16.
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Das
herkömmliche
System weist die folgenden Probleme auf:
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Die Pilotsymbole, die in jeden Kodekanal eingefügt werden, wie es gemäß 16 oder
der WO-93/15573 gezeigt ist, werden durch den gleichen Spreizkode
gespreizt, der jedem Kodekanal zum Spreizen von Datensymbolen zugeordnet
ist. Dies führt
zu einer gewissen Kreuzkorrelation zwischen den gemultiplexten Kodekanälen, was
die Genauigkeit der Kanalschätzung
durch die Pilotsymbole vermindert. Mit anderen Worten weist das
herkömmliche
DS-CDMA-Kodemultiplexverfahren
ein Problem darin auf, dass die Genauigkeit der Kanalschätzung unter
Verwendung der Pilotsymbole infolge der Kreuzkorrelation zwischen
anderen Kodekanälen
nachlässt,
weil die Pilotsymbole jeweiliger Kodekanäle unter Verwendung unterschiedlicher
Spreizkodes gespreizt werden. Die Verschlechterung ist beachtlich, wenn
die Empfangssignalleistung pro Pfad unter die Mehrfachpfadumgebung
absinkt.
- (2) Die Pilotsymbole, die in Rahmen in den jeweiligen Kodekanälen wie
gemäß 18A gezeigt an den gleichen Positionen eingefügt werden, werden
zum Schätzen
der Empfangsphasen für jeden
Kodekanal verwendet, um die Übertragungsfunktion
des Kanals bezüglich
einer Informationsdatensequenz mit Hilfe einer Interpolation an
den Einfügungsintervallen
der Pilotsymbole zu erhalten, wie es gemäß 18B gezeigt
ist. Dies führt
zu einem Problem darin, dass sich die Genauigkeit der Kanalschätzung mit
einer Zunahme der Fading-Schwankungsgeschwindigkeit
verschlechtert. Da auch die Übertragungsleistungssteuerung
an den Einfügungsintervallen
der Pilotsymbole durch Messen der Empfangssignalleistung an den
Positionen der Pilotsymbole durchgeführt wird, die in den Rahmen
jeweiliger Kodekanäle
wie gemäß 19 gezeigt
an den gleichen Positionen eingefügt werden, besteht zusätzlich ein
weiteres Problem darin, dass sich auch die Genauigkeit der Übertragungsleistungssteuerung mit
einer Zunahme der Fading-Schwankungsgeschwindigkeit verschlechtert.
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein DS-CDMA-Übertragungsverfahren bereitzustellen, das
die Genauigkeit der Kanalschätzungen
verbessern kann, ohne den Schaltungsumfang bzw. das -ausmaß eines
Senders und eines Empfängers
bei DS-CDMA-Kodemultiplex stark zu erhöhen.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein DS-CDMA-Übertragungsverfahren
bereitzustellen, das die Verfolgungs- bzw. Nachführfähigkeit der Kanalschätzung zu
Fading und die Übertragungsleistungssteuerung
unter Verwendung der Pilotsymbole verbessert, ohne den Schaltungsumfang bzw.
das -ausmaß des
Senders und des Empfängers bei
DS-CDMA-Multiplex stark zu erhöhen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ist ein DS-CDMA-Übertragungsverfahren
unter Verwendung eines Kodemultiplexverfahrens bereitgestellt, das
ein Signal durch Erzeugen eines Hochbitraten-Übertragungskanals mittels Kodemultiplexen einer
Vielzahl von Kodekanälen überträgt, und
das DS-CDMA-Übertragungsverfahren
ist dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte aufweist:
Aufbauen
von Rahmen für
eine Vielzahl von Kodekanälen
durch Einfügen
von Pilotsymbolen in Informationssymbole in festen Abständen, wobei
die Pilotsymbole zur Kanalschätzung
für eine
kohärente
Detektion verwendet werden;
Spreizen der Informationssymbole
in jedem der Kodekanäle
unter Verwendung eines Spreizkodes, der jedem der Kodekanäle genau
zugeordnet ist, wobei ein Spreizkode aus einer Gruppe von orthogonalen Spreizkodes
ausgewählt
wird, die zueinander orthogonal sind und eine Periode haben, die
gleich einer Informationssymbolperiode ist; und
Spreizen der
Pilotsymbole in den Kodekanälen
unter Verwendung von einem der Spreizkodes, der aus der Gruppe der
orthogonalen Spreizkodes ausgewählt wurde,
oder von einem beliebigen der Spreizkodes aus der Gruppe der orthogonalen
Spreizkodes mit Ausnahme der Spreizkodes, die den Informationssymbolen
in den Kodekanälen
zugeordnet sind.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung ist ein DS-CDMA-Sender zur Durchführung eines Verfahrens gemäß dem ersten
Aspekt bereitgestellt, mit:
Rahmenaufbaueinrichtungen zum Zusammensetzen von
Informationssymbolen und zum Einfügen von für eine kohärente Detektion gestalteten
Pilotsymbolen in festen Abständen
zwischen Informationssymbolen;
Spreizmodulationseinrichtungen,
die auf bereitgestellte Spreizkodes ansprechen und auf den Rahmeninformationssymbolen
und Pilotsymbolen betreibbar sind; und
Spreizkodebereitstellungseinrichtungen
zum Bereitstellen der Spreizkodes;
wobei die Spreizkodebereitstellungseinrichtungen angepasst
sind, einen jeweils unterschiedlichen orthogonalen Spreizkode zum
Spreizen der Informationssymbole von jedem jeweils unterschiedlichen
Kanal bereitzustellen, und einen gemeinsamen Spreizkode bereitzustellen,
der entweder der gleiche wie einer der unterschiedlichen orthogonalen
Spreizkodes oder orthogonal zu den unterschiedlichen orthogonalen
Spreizkodes ist, zum Spreizen der Pilotsymbole jedes Kanals, welche
Spreizkodes alle eine Periode haben, die gleich derjenigen der Informationssymbole
jedes Kanals ist.
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Die
vorstehenden und weitere Aufgaben, Wirkungen, Merkmale und Vorteile
der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele
dieser in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen eher ersichtlich.
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1 zeigt
eine Darstellung eines Beispiels einer Kanalstruktur beim DS-CDMA-Übertragungssystem
gemäß der Erfindung;
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2 zeigt
eine Darstellung eines weiteren Beispiels einer Kanalstruktur beim
DS-CDMA-Übertragungssystem
gemäß der Erfindung;
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3 zeigt
ein Blockschaltbild einer Konfiguration eines Beispiels eines Fehlerkorrekturkodierers
beim DS-CDMA-Übertragungssystem;
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4 zeigt
ein Blockschaltbild einer weiteren Konfiguration eines Beispiels
eines Fehlerkorrekturkodierers beim DS-CDMA-Übertragungssystem;
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5 zeigt
ein Blockschaltbild einer Konfiguration eines Ausführungsbeispiels
eines Senders beim DS-CDMA-Übertragungssystem
gemäß der Erfindung;
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6 zeigt
ein Blockschaltbild einer Konfiguration eines Ausführungsbeispiels
eines Empfängers
beim DS-CDMA-Übertragungssystem
gemäß der Erfindung;
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7 zeigt
ein Blockschaltbild einer Konfiguration eines Beispiels eines Fehlerkorrekturdekodierers
beim DS-CDMA-Übertragungssystem;
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8 zeigt
ein Blockschaltbild einer weiteren Konfiguration eines Beispiels
eines Fehlerkorrekturdekodierers beim DS-CDMA-Übertragungssystem;
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9A zeigt
eine Darstellung der Funktion eines Verschachtlers beim DS-CDMA-Übertragungssystem;
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9B zeigt
eine Darstellung der Funktion eines Entschachtlers beim DS-CDMA-Übertragungssystem;
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10A zeigt eine Darstellung der Funktion eines
Verschachtlers beim DS-CDMA-Übertragungssystem;
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10B zeigt eine Darstellung der Funktion eines
Entschachtlers beim DS-CDMA-Übertragungssystem;
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11 zeigt
eine Darstellung eines weiteren Beispiels einer Kanalstruktur bei
einem DS-CDMA-Übertragungssystem;
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12 veranschaulicht
die Beziehung zwischen den 12A und 12B;
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12A zeigt eine Darstellung eines Pilotsymbol-Einfügungsmusters
(wenn eine Blockzahl K = 2 beträgt)
bei einem DS-CDMA-Übertragungssystem;
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12B zeigt eine Darstellung eines Kanalschätzungsverfahrens
(wenn eine Blockzahl K = 2 beträgt)
bei einem DS-CDMA-Übertragungssystem;
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13 zeigt
eine Darstellung von Übertragungsleistungssteuerungs-Zeiteinteilungen
(wenn eine Blockzahl K = 2 beträgt)
bei einem DS-CDMA-Übertragungssystem;
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14 veranschaulicht
die Beziehung zwischen den 14A und 14B;
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14A zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Konfiguration
des Beispiels des Senders beim DS-CDMA-Übertragungssystem;
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14B zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Konfiguration
des Beispiels des Senders beim DS-CDMA-Übertragungssystem;
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15 veranschaulicht
die Beziehung zwischen 15A und 15B;
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15A zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Konfiguration
des Beispiels des Empfängers beim
DS-CDMA-Übertragungssystem;
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15B zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Konfiguration
des Beispiels des Empfängers beim
DS-CDMA-Übertragungssystem;
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16 zeigt
eine Darstellung eines herkömmlichen
Kodemultiplexverfahrens;
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17 zeigt
eine Darstellung einer Rahmenstruktur einer einzelnen Kodekanalübertragung;
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18A zeigt eine Darstellung eines herkömmlichen
Pilotsymbol-Einfügungsmusters;
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18B zeigt eine Darstellung eines herkömmlichen
Kanalschätzungsverfahrens;
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19 zeigt
eine Darstellung von herkömmlichen Übertragungsleistungssteuerungs-Zeiteinteilungen;
und
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20 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines Übertragungs-
und Empfangsverfahrens gemäß der Erfindung.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben.
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1 zeigt
ein Beispiel einer Kanalstruktur eines DS-CDAM-Übertragungssystems gemäß der Erfindung.
Wie gemäß 1 gezeigt
besteht jeder Rahmen eines Kodekanals mit einer Grundübertragungsrate
fb aus Pilotsymbolen und Informationsdaten, deren Informationsrate
um einen Spreizfaktor (Verarbeitungsgewinn) in ein Breitbandsignal
vergrößert ist.
Das N-Kode-Multiplexen derartiger Grundkanäle ermöglicht, dass die Informationen
mit der Übertragungsrate
von N × fb
bps übertragen
werden, falls alle Kanäle
die gleiche Qualität
bzw. Eigenschaft wie der Grundkanal aufweisen. In diesem Fall, falls
ein gemeinsamer Spreizkode zum Spreizen der Pilotsymbole der N Kodekanäle verwendet
wird, kann die Kreuzkorrelation zwischen den einzelnen Kodekanälen behoben
werden. Da die Kodekanäle
bei der Mehrfachkode-Multiplexübertragung
dem gleichen Fading bzw. Schwund ausgesetzt sind, können die gleichen
Pilotsymbole gemeinsam verwendet werden. 2 veranschaulicht
eine sich von derjenigen gemäß 1 unterscheidende
Kanalstruktur, bei der nur ein Kodekanal die Pilotsymbole überträgt.
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3 zeigt
ein Blockschaltbild eines Fehlerkorrekturkodierers bei der Mehrfachkode-Multiplexübertragung.
Eingegebene Informationsdaten werden von einem Außenkode-Kodierer 1 unter
Verwendung eines äußeren Kodes
eines verketteten Fehlerkorrekturkodes kodiert, werden einer Verschachtelung durch
einen Verschachtler 2 unterzogen und über einen Seriell-Parallel-Wandler 3 auf
N Kodekanäle
verteilt. Anschließend
wird für
jeden Kodekanal nacheinander eine Faltungskodierung durch einen Faltungskodierer 4 und
eine Verschachtelung durch einen Verschachtler 5 durchgeführt. 9A veranschaulicht
ein Verschachtelungsverfahren des DS-CDMA-Übertragungssytems. Die gesamten
Informationsdaten in Z Rahmen werden für jeden Kodekanal in die X1-Datenrichtung geschrieben und in der Y1-Datenrichtung gelesen, die senkrecht auf
die Schreibrichtung steht. Hierbei sind X1 und
Y1 natürliche
Zahlen, die die Beziehungen N × X1 × Y1 = die Gesamtzahl von Informationsdaten
in den Z Rahmen und X1 ≅ Y1 erfüllen.
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4 zeigt
eine Konfiguration eines Fehlerkorrekturkodierers des Senders des
DS-CDMA-Übertragungssystems.
Wie gemäß 3 werden
die eingegebenen Informationsdaten von einem Außenkode-Kodierer 6 unter Verwendung
eines äußeren Kodes
eines verketteten Fehlerkorrekturkodes kodiert und werden einer
Verschachtelung durch einen Verschachtler 7 unterzogen,
um ausgegeben zu werden. Die ausgegebenen Daten werden kollektiv einer
Faltungskodierung durch einen Faltungskodierer 8 unterzogen,
und die faltungskodierte Informationssequenz wird kollektiv von
einem Verschachtler 9 verschachtelt. 10A veranschaulicht ein Verschachtelungsverfahren
des vorliegenden DS-CDMA Übertragungssystems.
Die faltungskodierte Informationsdatensequenz wird mit einer Periode
von jeweils N × X2 geschrieben, und nachdem die gesamten Informationsdaten
so in die Z Rahmen geschrieben wurden, werden die Daten mit einer
Informationsdatenperiode von jeweils Y2 in
der Richtung gelesen, die senkrecht auf die Schreibrichtung steht.
Hierbei sind X2 und Y2 natürliche Zahlen,
die die Beziehungen N × X2 × Y2 = die Gesamtzahl der Informationsdaten
in den Z Rahmen und N × X2 ≅ Y2 erfüllen.
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Danach
werden die verschachtelten Informationsdaten mittels eines Seriell-Parallel-Wandlers 10 in
N Kodekanäle
verteilt.
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5 zeigt
ein Blockschaltbild des Senders des DS-CDMA-Übertragungssystems.
Jede Rahmenaufbaueinrichtung 11 fügt Pilotsymbole, die zur Kanalschätzung für die kohärente Detektion
verwendet werden, in festen Abständen
in die kodierten Informationsdaten jedes gemäß 3 und 4 gezeigten
Kodekanals ein (die Pilotsymbole können in nur einen Kodekanal
eingefügt
werden, falls dies so gewünscht
wird). Anschließend
werden die Daten durch jeden Modulator 12 moduliert. Die
modulierten Datensymbole jedes Kodekanals, die von jedem Modulator 12 ausgegeben
werden, werden unter Verwendung eines Spreizkodes (SC-X⊗LC-Y) für die Pilotsymbole und unter
Verwendung von Spreizkodes (SC-P⊗LC-Y, wobei P 1–N darstellt)
für die
Informationssymbole jeweiliger Kodekanäle gespreizt. Die gespreizten
Signale der jeweiligen Kodekanäle
werden durch einen Addierer 14 aufsummiert, um übertragen
zu werden.
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6 zeigt
ein Blockschaltbild eines Empfängers
des DS-CDMA-Übertragungssystems.
Das empfangene Spreizsignal wird gleichermaßen an angepasste bzw. Signal-angepasste
Filter 15-0, ..., 15-N geliefert, die den Spreizkodes
entsprechen. Die Pilotsymbole im empfangenen Signal werden durch das
angepasste Filter 15-0 unter Verwendung des Spreizkodes
(SC-X⊗LC-Y)
als die Spreizkodenachbildung entspreizt. Dann wird die Empfangsphase der
Pilotsymbole durch einen Pilotsymbol-Kanalschätzer 16 geschätzt, der
mehrere Pilotsymbole unter Verwendung der Ausgabe von einer Rahmensynchronisiereinrichtung 17 mittelt.
Ein Informationssymbol-Kanalschätzer 18 schätzt die Empfangsphase
an jeder Position der Informationssymbole durch Interpolieren der
geschätzten
Informationen, die vom Pilotsymbol-Kanalschätzer 16 zugeführt werden.
Da die Kodekanäle
im Empfangssignal den gleichen Schwankungen aufgrund des Fadings
ausgesetzt sind, können
die geschätzten
Phasenschwankungen in den Informationssymbolen gemeinsam für die gesamten
Kodekanäle
verwendet werden. Andererseits werden die Informationssymbole auf
einzelnen Kodekanälen
durch die angepassten Filter 15–1 bis 15-N unter
Verwendung unterschiedlicher Spreizkodes (SC-P⊗LC-Y, wobei P 1–N bezeichnet)
als Spreizkodenachbildungen für
jeweilige Kanäle
entspreizt. Unter Verwendung des vom Informationssymbol-Kanalschätzers 18 zugeführten Signals
kompensiert jeder Kanalkompensator 19 die entspreizten
Informationssymbole auf den Kodekanälen bezüglich der Empfangsphasenschwankungen,
die unter Verwendung der Pilotsymbole geschätzt werden. Bei einer Mehrfachpfadkonfiguration
werden der Phasenschätzer und
der Kompensator (17, 18 und 19), die
wie gemäß 6 gezeigt
N Kodekanälen
entsprechende Pilotkanäle
verwenden, für
jeden zu kombinierenden Mehrfachpfad verwendet. Die Informationssymbole von
jeweiligen Pfaden, die vom Kanalkompensator 19 jedes Kanals
bezüglich
den Fadingphasenschwankungen kompensiert wurden, werden durch einen
RAKE-Kombinator 20 RAKE-kombiniert, der die Mehrfachpfadkomponenten
unter Verwendung geschätzter
empfangener, komplexer Einhüllender einzelner
Pfade als Gewichtungen aufsummiert.
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Die
RAKE-kombinierten Signale werden jeweils an einen Fehlerkorrekturdekodierer
geliefert, wie er gemäß 7 und 8 gezeigt
ist.
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7 zeigt
eine Konfiguration des Fehlerkorrekturdekodierers des DS-CDMA-Übertragungssystems. Die RAKE-kombinierten
Signale werden jeweils separat für
jeden Kodekanal von einem Entschachtler 21 entschachtelt. 9B veranschaulicht ein
Entschachtelungsverfahren des DS-CDMA-Übertragungssystems,
bei dem ein Schreiben und Lesen in den Richtungen durchgeführt wird,
die denjenigen beim Verschachtelungsverfahren entgegengesetzt sind,
das gemäß 9A gezeigt
ist. Die entschachtelten Signale werden jeweils separat für jeden
Kanal von einem Viterbi-Dekodierer 22 dekodiert.
Die dekodierten Daten der jeweiligen Kodekanäle werden einer Parallel-Seriell-Wandlung durch einen
Parallel-Seriell-Wandler 23 unterzogen, gefolgt von der Entschachtelung
durch einen Entschachtler 24 und der Dekodierung durch
einen Außenkode-Dekodierer 25,
um ausgegeben zu werden.
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8 zeigt
eine weitere Konfiguration des Fehlerkorrekturdekodierers des DS-CDMA-Übertragungsystems. Die RAKE-kombinierten
Signale der N Kodekanäle
werden einer Parallel-Seriell-Wandlung durch einen Parallel-Seriell-Wandler 26 unterzogen und
dann von einem Entschachtler 27 kollektiv entschachtelt. 10B veranschaulicht ein Entschachtelungsverfahren
des DS-CDMA-Übertragungssystems,
bei dem ein Schreiben und Lesen in den Richtungen durchgeführt wird,
die denjenigen beim Verschachtelungsverfahren entgegengesetzt sind,
das gemäß 10A gezeigt ist. Die entschachtelten Signale werden
kollektiv durch einen Viterbi-Dekodierer 28 dekodiert,
gefolgt von der Entschachtelung durch einen Entschachtler 29 und
einer Dekodierung durch einen Außenkode-Dekodierer 30,
um ausgebeben zu werden.
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11 zeigt
ein weiteres Beispiel einer Kanalstruktur eines DS-CDMA-Übertragungssystems. Wie
gemäß 11 gezeigt
besteht jeder Rahmen eines Kodekanals mit einer Grundübertragungsrate
fb aus Pilotsymbolen und Informationsdaten, deren Informationsrate
um den Spreizfaktor (Verarbeitungsgewinn) vergrößert ist, wodurch ein Breitbandsignal erzeugt
wird. Das N-Kode-Multiplexen
derartiger Grundkanäle
ermöglicht,
dass die Informationen mit der Übertragungsrate
von N × fb
bps übertragen
werden, falls alle Kanäle
die gleiche Qualität
bzw. Eigenschaft wie der Grundkanal aufweisen. Hierbei werden die
N Kodekanäle
in K Blöcke
unterteilt, von denen jeder aus H Kodekanälen besteht, wobei N die Anzahl
gemultiplexter Kodekanäle
ist, K die Anzahl von Blöcken
ist, H die Anzahl von Kodekanälen
in jedem Block ist, und N = H × K
gilt. Die Ganzzahl K kann geradzahlig oder ungeradzahlig sein. Die
H Kodekanäle
im gleichen Block haben die Pilotsymbole an den gleichen Positionen
im Rahmen eingefügt.
Im Hinblick auf die gesamten Pilotsymbole in den K unterschiedlichen
Blöcken
des Kodekanals sind die Einfügungspositionen
der Pilotsymbole in den K Blöcken
derart gegeneinander verschoben, dass die Abstände zwischen den nähesten Pilotsymbolen
einheitlich werden.
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Beim
vorliegenden Beispiel werden die eingegebenen Informationsdaten
ebenfalls der Fehlerkorrekturkodierung durch den Fehlerkorrekturkodierer
unterzogen, wie er gemäß 3 gezeigt
ist. Zusätzlich
werden die Daten durch das gleiche Verfahren verschachtelt, wie
es gemäß 9A gezeigt
ist.
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14A und 14B zeigen
Blockschaltbilder des Senders des DS-CDMA-Übertragungssystems, und 20 zeigt
ein Ablaufdiagramm der Übertragung
und des Empfangs (S200 bis S250). Jede Rahmenaufbaueinrichtung 31 fügt Pilotsymbole,
die zur Kanalschätzung
für die
kohärente
Detektion verwendet werden, in die kodierten Informationsdaten jedes
Kodekanals, die von der gemäß 3 gezeigten
Schaltung zugeführt
werden, in festen Abständen
gemäß einem
Pilotsymbol-Einfügungsmuster
des Blocks ein, zu dem der Kodekanal gehört (S200 bis S210). Die modulierten
Datensymbole der Kodekanäle,
die von jeweiligen Modulatoren 32 ausgegeben werden, werden
von Spreizmodulatoren 33 unter Verwendung von Spreizkodes
(SC-P⊗LC-Y, wobei
P 1–N
darstellt) separat gespreizt, die jeweiligen Kodekanälen zugeordnet
sind (S215). Die gespreizten Signale der jeweiligen Kodekanäle werden von
einem Addierer 34 aufsummiert, um übertragen zu werden (S220).
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15A und 15B zeigen
Blockschaltbilder eines Empfängers
des DS-CDMA-Übertragungssystems.
Das empfangene Spreizsignal wird gleichermaßen an angepasste bzw. Signal-angepasste Filter 35 geliefert,
die den jeweiligen Spreizkodes entsprechen. Die Pilotsymbole und
Informationssymbole in den Kodekanälen werden für jeweilige
Kanäle durch
die angepassten Filter 35 unter Verwendung der Spreizkodes
(SC-P⊗LC-Y,
wobei P 1–N
darstellt) als die Spreizkodenachbildungen separat entspreizt (S225).
Ein Demultiplexer (DEMUX) 36, der jedem Kodekanal entspricht,
extrahiert die an unterschiedlichen Positionen in den jeweiligen
Blöcken
eingefügten
Pilotsymbole aus den Informationssymbolen (S230). Dann wird die
Empfangsphase der Pilotsymbole durch einen Pilotsymbol-Kanalschätzer 37 geschätzt, der
für jeden
Kodekanal mehrere Pilotsymbole unter Verwendung der Ausgabe von
einer Rahmensynchronisiereinheit 38 separat mittelt, die
eine kohärente
Detektion der Pilotsymbole als Reaktion auf die Ausgabe des angepassten Filters 35 durchführt (S235).
Die Schätzungen
der Empfangsphase an den Pilotsymbolpositionen in jedem Block werden durch
eine Mittelwertbildung der Schätzwerte
der Empfangsphase der Kodekanäle
in diesem Block erhalten (S240). 12A zeigt
ein Pilotsymbol-Einfügungsmuster
in jedem Block. Ein Informationssymbol-Kanalschätzer 39 kann Übertragungsfunktionen der
Kanäle
bezüglich
der Informationsdatensequenz mittels Durchführung einer Interpolation in
jedem Einfügungsintervall
der ganzen Pilotsymbole über
die ganzen Kodekanäle
hinweg erhalten, indem die Schätzungen
der Empfangsphase an den Pilotsymbolpositionen der jeweiligen Blöcke gemeinsam
für alle
Kodekanäle
verwendet werden, wie es gemäß 12B gezeigt ist (S245). Dies kann die Verfolgungs-
bzw. Nachführfähigkeit
zu Fading bei der Kanalschätzung
aufgrund des reduzierten Abstands der Interpolation bei der Kanalschätzung verbessern. Unter
Verwendung des vom Informationssymbol-Kanalschätzers 39 zugeführten Signals
kompensiert jeder Kanalkompensator 40 die Informationssymbole auf
den Kodekanälen,
die von den Demultiplexern 36 zugeführt werden, bezüglich der
Empfangsphasenschwankungen, die unter Verwendung der Pilotsymbole
geschätzt
werden (S250).
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Bezüglich einer Übertragungsleistungssteuerung
misst ein Empfangssignal-Leistungsmesser 41 die Empfangssignalleistung
an den Pilotsymbolpositionen jedes Kodekanals auf Grundlage des
vom Pilotsymbol-Kanalschätzers 37 zugeführten Signals. Dann
mittelt er die gemessenen Werte der Empfangssignalleistung der Kodekanäle in jedem
Block, die zu diesem Block gehören,
wodurch die gemessenen Werte der Empfangssignalleistung (SIR) an
den Pilotsymbolpositionen des Blocks erhalten werden. Ein Übertragungsleistungssteuerungs-Signalgenerator 42 erzeugt
basierend auf den gemessenen Werten ein Übertragungsleistungssteuerungs-
(TPC) Signal. Die gemessenen Werte der Empfangssignalleistung an
den Pilotsymbolpositionen in jeweiligen Blöcken werden gemeinsam für die gesamten
Kodekanäle
verwendet, wie es gemäß 13 gezeigt
ist. Dies ermöglich
es, dass die Übertragungsleistungssteuerung
an den Einfügungsintervallen
der gesamten Pilotsymbole erreicht wird, die in allen Kodekanälen eingefügt sind,
und daher die Fading-Nachführfähigkeit
bei der Übertragungsleistungssteuerung
aufgrund der praktisch reduzierten Übertragungsleistungssteuerungs-Periode
zu verbessern.
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Bei
einer Mehrfachpfadkonfiguration werden der Phasenschätzer und
der Kompensator (37, 38, 39 und 40),
die gemäß 15 N
Kodekanälen
entsprechende Pilotkanäle
verwenden, für
jeden zu kombinierenden Mehrfachpfad verwendet. Die Informationssymbole
von jeweiligen Pfaden, die von jedem Kanalkompensator 40 bezüglich den
Fading-Phasenschwankungen
kompensiert werden, werden von einem RAKE-Kombinator 43 RAKE-kombiniert,
der die Mehrfachpfadkomponenten unter Verwendung geschätzter empfangener,
komplexer Einhüllender
einzelner Pfade als Gewichtungen aufsummiert. Die RAKE-kombinierten
Signale werden jeweils an einen Fehlerkorrekturdekodierer geliefert, wie
er gemäß 7 gezeigt
ist.