DE69934573T2

DE69934573T2 - PN-Sequenz-Identifikationseinrichtung eines CDMA-Kommunikationssystems

Info

Publication number: DE69934573T2
Application number: DE69934573T
Authority: DE
Inventors: Su-Won Park; Hyun-Kyu Lee
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-08-29
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2019-08-31
Also published as: KR100532328B1; RU2193277C2; WO2000013324A3; CN1307754A; EP1048116A2; AU746080B2; CA2306509A1; EP1048116B1; CN1190908C; BR9906760A; DE69934573D1; US6603735B1; KR20000015743A; WO2000013324A2; AU5531499A

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Feld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Spreizspektrumvorrichtung in einem asynchronen CDMA-(Code Division Multiple Access, Vielfachzugriff durch Codetrennung)-Kommunikationssystem, und besonders eine Vorrichtung für das Identifizieren einer PN-Sequenz durch Zuweisen eines Null-Zeichens an einen Teil der orthogonalen Codes, die in der Erzeugung und Identifizierung eines Hopping-Musters verwendet werden.
2. Beschreibung des Stands der Technik
In einem CDMA-Kommunikationssystem sehen orthogonale Codes Kanalisierung vor, und Verwürfelungscodes verwürfeln Daten und verbessern die Spektralcharakteristiken. Im Allgemeinen werden Verwürfelungscodes eine PN-(Pseudorandom Noise, Pseudozufallsrauschen)-Sequenz genannt. In CDMA-Systemen spreizen Pseudozufallsrauschen-(PN)-Sequenzen die Bandbreite des modulierten Signals auf eine größere Übertragungsbandbreite und dienen der Unterscheidung unterschiedlicher Benutzersignale unter Verwendung derselben Übertragungsbandbreite in einem Vielfachzugriffsschema. M-Sequenz-Codes oder Gold-Sequenz-Codes werden gewöhnlich als ein Verwürfelungs-(PN)-Code verwendet.
1A veranschaulicht PN-Sequenzen, die von Basisstationen innerhalb einer Vielzahl von Zellen in einem typischen CDMA-Kommunikationssystem verwendet werden, und 1B veranschaulicht ein Beispiel eines PN-Sequenzgenerators für die Erzeugung der PN-Sequenzen. 1A zeigt sieben (7) Basisstationen, und jede Basisstation verwendet eine unterschiedliche PN-Sequenz, um von anderen Basisstationen unterschieden zu werden.
Es gibt zwei Verfahren für die Zuweisung der PN-Sequenzen zu den Basisstationen. In einem Verfahren wird dieselbe PN-Sequenz allen Basisstationen zugewiesen, und eine andere PN-Phase wird jeder Basisstation zu einem spezifischen absoluten Zeitpunkt in dem Zu stand gegeben, in dem alle Basisstationen denselben Träger verwenden und durch ein Bezugszeitsignal synchronisiert werden. In diesem Fall haben die Basisstationen unterschiedliche PN-Sequenzversatze. Insbesondere fügt eine Basisstation ein In-Phase-Signal, das durch dieselbe PN-Sequenz gespreizt wurde, für die Übertragung zu einem Quadratur-Phase-Signal hinzu, das durch eine PN-Sequenz mit unterschiedlichem Versatz gespreizt wurde. Eine dementsprechend adressierte Mobilstation identifiziert die Basisstation über den Quadratur-Versatz.
In dem zweiten Verfahren werden benachbarten Basisstationen, die denselben Träger verwenden, unterschiedliche PN-Sequenzen zugewiesen.
Entsprechend dem ersten Basisstationsidentifizierungsverfahren existieren nur ein Paar von PN-Sequenzen. Jede Basisstation hat dasselbe PN-Sequenz-Paar und einen einzigartigen, vorab zugewiesenen, korrespondierenden PN-Versatz. Jede Basisstation überträgt ein In-Phase-Signal, das durch die PN-Sequenz gespreizt wurde, und ein Quadratur-Phase-Signal, das durch eine PN-Sequenz gespreizt wurde, welche durch den vorab zugewiesenen Versatz verzögert wurde, an eine Mobilstation, um zu ermöglichen, dass die Basisstation identifiziert wird. Die in 1A veranschaulichten PN-Sequenzversatze für die Basisstationen BS#A bis BS#G sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Tabelle 1
In einem konventionellen IS-95-System, in dem die Basisstationen synchronisiert sind, entwickelte sich eine erweiterte PN-Sequenz der Länge 2¹⁵ (= 32768 = 64 × 512) aus einer PN- Sequenz der Länge 2^15-1, in der Nullen 14-mal (15-1) vorkommen und eine weitere Null eingefügt wird, um eine Basisstation zu unterscheiden. Basisstationen können identifiziert werden durch eine Zuweisung von einem von 512 Startpunkten an sie (Versatz #0 bis Versatz #511), die sich ergeben durch Dividieren der Länge 32768 durch 64 Chip-Einheiten. Deshalb gilt beim Betrieb der Basisstationen, wie in 1A gezeigt:
{a, b, c, d, e, f, g} ⊂ {0, 1, 2, ..., 511} und #{a, b, c, d, e, f, g} = 7. Eine Basisstation BS#1 gibt eine erweiterte PN-Sequenz mit einem 64-Chip-Versatz von einer erweiterten PN-Sequenz einer Basisstation BS#0 aus, und eine Basisstation BS#2 gibt eine erweiterte PN-Sequenz mit einem (2 × 64)-Chip-Versatz von einer erweiterten PN-Sequenz der Basisstation BS#0 aus, wie in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Da die Basisstationen in dem obigen Verfahren Signale zur selben Zeit übertragen unter Verwendung von Zeitinformation, die von einer Bezugszeitquelle wie einem GPS-(Global Positioning System, globales Positionierungssystem)-Satellit empfangen wurde, ist es möglich, die Basisstationen durch die Verwendung eines Paares von I- und Q-Kanal-PN-Sequenzen mit unterschiedlichem Versatz zu unterscheiden. D.h. das konventionelle System kann jede Basisstation unterscheiden, da jede Basisstation dieselbe PN-Sequenz verwen det und ein Übertragungssignal unter Verwendung derselben PN-Sequenz mit einem korrespondierenden Versatzwert zur selben Zeit im Spektrum spreizt.
1B veranschaulicht ein Beispiel eines PN-Sequenzgenerators nach dem Stand der Technik. Der PN-Sequenzgenerator ist ein Gold-Sequenzgenerator der Länge 2^18-1. Er wird verwendet mit einer Rahmenlänge von 10 ms, die eine im Vergleich zu einem konventionellen System reduzierte Rahmenlänge ist. Die Chip-Rate ist 4096 Mcps, die mit 40960 Chip-Einheiten pro s korrespondiert. Der PN-Sequenzgenerator erzeugt eine unterschiedliche PN-Sequenz für jede Basisstation unter Verwendung eines Anfangswerts, der mit der Nummer der Basisstation korrespondiert.
Da die Basisstationen im konventionellen Verfahren Signale zur selben Zeit unter Verwendung von Zeitinformation übertragen, welche von einer Bezugszeitquelle wie von dem GPS-Satellitempfangen wurde, ist es möglich, die Basisstationen durch die Verwendung von Paaren von gespreizten I- und Q-Kanal-PN-Sequenzen mit unterschiedlichem Versatz zu unterscheiden. Falls jedoch eine Basisstation innerhalb eines Gebäudes oder im Untergrund liegt und kein Signal direkt von dem GPS-Satellit empfangen kann, empfängt ein synchrones CDMA-Kommunikationssystem ein GPS-Signal in einem empfangsfähigen Bereich und überträgt das GPS-Signal über eine drahtgebundene Verbindung an die Basisstation. Aufgrund der Verzögerung, die bei dem Empfang des GPS-Signals über eine drahtgebundene Verbindung auftritt, hinkt die Basisstation hinter der Bezugszeit anderer Basisstationen hinterher. Deshalb führt die Basisstation eine Spreizoperation für die Basisstationsidentifizierung auf der Basis einer inkorrekten (d.h. verzögerten) Bezugszeit durch und somit kann die Basisstation nicht unter Verwendung der Bezugszeitinformation identifiziert werden. Weil der GPS-Satellit für Militärzwecke arbeitet, wird zusätzlich eine beabsichtigte Fehloperation oder ein Totalausfall Fehler in einem Kommunikationsnetzwerk verursachen.
Deshalb wurde ein CDMA-System vorgeschlagen, in dem die Basisstationen asynchron sind, um die Probleme zu umgehen, die einem CDMA-System eigen sind, in dem die Basisstationen synchronisiert sind, wie oben in einem konventionellen IS-95-System beschrieben. Jedoch können asynchrone Basisstationen nicht nur durch Paare gespreizter PN-Sequenzversatze unterschieden werden, wie es für synchrone Systeme gilt. D.h., es ist unmöglich, in einem asynchronen System die Basisstationen unter Verwendung von Autokorrelation zu unterscheiden. Das kommt daher, weil es eine Wahrscheinlichkeit der Konkurrenz zwischen Signalen gibt, die von zwei Basisstationen gesendet werden, da die Basisstationen zeitlich nicht ausgerichtet sind, und folglich kann nicht bestimmt werden, zu welcher Zeit die zwei benachbarten Basisstationen senden. Obgleich die Wahrscheinlichkeit einer Mobilstation, ein Signal zu empfangen, das aus der Konkurrenz zwischen den Ausgaben der zwei Basisstationen resultiert, sehr niedrig ist, kann die niedrige Wahrscheinlichkeit einen signifikanten, abträglichen Einfluss haben.
Deshalb sollte ein asynchrones CDMA-Kommunikationssystem derart konfiguriert sein, dass das zuvor festgestellte Problem überwunden ist. D.h., eine Mobilstation sollte eine Basisstation unter Verwendung von Kreuzkorrelation durch Analyse eines Signals mit gespreiztem Spektrum identifizieren, welches von einer benachbarten Basisstation empfangen wurde. In diesem Verfahren sollten alle kandidierenden PN-Sequenzen eine nach der anderen geprüft werden, um nach einer korrespondierenden Basisstation zu suchen, wenn eine Mobilstation eingeschaltet wurde oder die Signalstärke der benachbarten Basisstation während eines Gesprächs misst, um eine Übergabe zu verwirklichen. Da mögliche Konkurrenzperioden in der Proportion der Anzahl der PN-Sequenzen in dem asynchronen System unter denselben Bedingungen wie für das synchrone System ansteigen, bedarf es deshalb einer langen Zeit der Suche nach einer Basisstation, die einen Dienst leisten kann. Falls das asynchrone System leicht die PN-Sequenz bestimmen kann, die mit der Basisstation korrespondiert, welche innerhalb einer korrespondierenden Zelle sendet, kann dementsprechend die Zeit für die Beschaffung eines Codes kurz sein.
Es ist wohlbekannt, dass die Codebeschaffung ein Prozess der Reduzierung der Differenz zwischen der Sequenzphase eines empfangenen Signals und einer in einem Empfänger erzeugten Phasensequenz auf oder unter eine halbe Chip-Einheit ist. Die vorliegende Erfindung richtet sich sowohl auf PN-Sequenzidentifizierung als auch auf anfängliche Sequenzsynchronisierungsbeschaffung.
Da es in einem asynchronen CDMA-Mobilkommunikationssystem keine absolute Zeit in jeder Basisstation gibt, sollte eine Mobilstation zuerst den Typ der mit jeder Zelle korrespondierenden Sequenz erkennen. Die Mobilstation sollte eine anfängliche Sequenzbeschaffungsprozedur durchlaufen, in der die Phasendifferenz zwischen dem Startpunkt einer ver wendeten gespreizten Sequenz und dem Startpunkt einer originalen gespreizten Sequenz die Hälfte einer Chip-Einheit oder weniger beträgt. Die beschaffte Sequenz behält eine Sequenzphasendifferenz bei oder unter der halben Chip-Einheit durch eine Synchronisierungsverfolgungsprozedur bei. Die Zeit, die für die Erkennung des Typs einer Sequenz benötigt wird, ist sehr lang, und viele Verfahren wurden vorgeschlagen, um den Typ derselben gespreizten Sequenz einer asynchronen Zelle zu erkennen.
Basisstationsidentifizierungsverfahren für ein asynchrones CDMA-Kommunikationssystem umfassen Verwirklichungen durch NTT DoCoMo, Ericsson, TI (Texas Instruments). Beispiele solcher Verfahren mit Ursprung in NTT DoCoMo sind durch EP 839 910 A und durch das Dokument Higuchi K et al. "Fast cell search algorithm in DS-CDMA mobile radio using Jong spreading codes", IEEE 47^th VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, 4-7 Mai 1997, Phoenix, US; Proceedings-Artikel, Seiten 1430-1434 offengelegt. Unter ihnen zeigt das TI-Schema die beste Leistung und wird deshalb im Folgenden in größerem Detail beschrieben. In jedem Schema verwendet eine Mobilstation einen parallelen Korrelator, um eine schnelle Sequenzbeschaffung und einen PN-Sequenztyp, d.h. eine PN-Sequenzgruppe, zu erkennen. Der parallele Korrelator ist ein Kreuzkorrelator, dessen Menge gleich der Anzahl der PN-Sequenzgruppen sein sollte.
Zellen werden gesucht in Übereinstimmung mit den folgenden drei Schritten in der konventionellen TI-Verwirklichung:
Schritt 1: Zeitschlitz-Synchronisierung wird beschafft
Schritt 2: Rahmensynchronisierung wird beschafft und die Gruppe, zu der eine PN-Sequenz gehört, wird identifiziert
Schritt 3: Synchronisierung für die PN-Sequenz wird beschafft
In Schritt 1 beschafft ein Empfänger Zeitschlitz-Synchronisierung, Symbol-Synchronisierung und Chip-Synchronisierung. In Schritt 2 wird Rahmensynchronisierung unter Verwendung kommafreier Codes mit 17 Elementen beschafft, und die Gruppe, zu der eine PN-Sequenz gehört, wird durch nicht-kohärente Demodulation identifiziert. Der Empfänger ermittelt den Korrelationswert einer jeden PN-Sequenz innerhalb der identifizierten PN-Sequenzgruppe unter Verwendung eines korrespondierenden Korrelators, vergleicht die ermittelten Korrelationswerte und beachtet, dass eine PN-Sequenz mit der höchsten Wahrscheinlichkeit eine PN-Sequenz ist, die durch eine Basisstation verwendet wird, welche eine gegenwärtige Mobilstation abdeckt.
2A ist ein Blockdiagramm eines Basisstationssenders in einem Mobilkommunikationssystem, das eine typische TI-Verwirklichung anwendet:
Vorwärtskanäle in einem asynchronen CDMA-Kommunikationssystem umfassen einen primären Synchronisierungskanal, einen sekundären Synchronisierungskanal, einen gemeinsamen physischen Kanal (CPCH) und einen gewidmeten physischen Kanal (DPCH). Die CPCH sind unterteilt in einen primären CPCH und einen sekundären CPCH. Der primäre CPCH ist ein Verbreitungskanal und der sekundäre CPCH ist ein gemeinsamer Kanal, der nach Bedarf aktiviert wird wie ein Rufkanal.
Das Bezugszeichen 200 bezeichnet einen orthogonalen Gold-Code-OGC-#0-Generator für einen primären Synchronisierungskanal (im Folgenden als ein erster OGC-Generator bezeichnet). Die Ausgabe des OGC-#0-Generators 200 ist so lang wie ein Symbol eines primären CPCH und gegenseitig orthogonal zu einem OGC für einen sekundären Synchronisierungskanal. Der primäre Synchronisierungskanal und der sekundäre Synchronisierungskanal liegen in denselben Positionen eines jeden Schlitzes. Alle Basisstationen verwenden den OGC #0 für den primären Synchronisierungskanal. Der primäre Synchronisierungskanal zeigt den Ort des sekundären Synchronisierungskanals in jedem Schlitz an. Eine Mobilstation erkennt den primären Synchronisierungskanal unter Verwendung eines angepassten Filters und führt Symbol-Synchronisierung, Schlitz-Synchronisierung und Chip-Synchronisierung durch. Ein Verstärker 210 verstärkt die Sendeleistung des primären Synchronisierungskanals auf einen beabsichtigten Pegel. Eine OGC-Erzeugungseinheit 220 für den sekundären Synchronisierungskanal (als der zweite OGC-Generator 220 bezeichnet) hat Informationen über ein vorbestimmtes Hopping-Muster und erzeugt einen korrespondierenden OGC in jedem Schlitz entsprechend der Hopping-Musterinformation. Der zweite OGC-Generator 220 erzeugt OGC der Gruppe einer PN-Sequenz, die in einer korrespondierenden Basisstation entsprechend dem Hopping-Muster von 16 OGC in jedem Schlitz eines Rahmens verwendet werden, wie in 2C gezeigt. Die zweite OGC-Erzeugungseinheit 220 umfasst eine Vielzahl von zweiten OGC-Generatoren 221 bis 224, einen Selektor 228 und eine Steuerung 226. Der zweite OGC-Generator 221 erzeugt den ersten OGC #1 unter S OGC, die für das Hopping-Muster verwendet werden. Der zweite OGC-Generator 222 erzeugt den zweiten OGC, OGC #2, der S OGC, die für das Hopping-Muster verwendet werden. Wie in 2A gezeigt wird, erzeugt der OGC-Generator 223 den (S-1)-ten OGC, OGC #(S-1), der S OGC, die für das Hopping-Muster verwendet werden. Der OGC-Generator 224 erzeugt den S-ten OGC, OGC #S, der S OGC, die für das Hopping-Muster verwendet werden. Der Selektor 228 gibt spezifische OGC der zweiten OGC unter einer bestimmten Steuerung selektiv aus. Die Steuerung 226 steuert den Selektor 228 entsprechend dem auf kommafreien Code basierenden Hopping-Muster. Das kommafreie Hopping-Muster repräsentiert die Sequenz der erzeugten OGC für die Identifizierung einer Basisstation. Die kommafreien Hopping-Muster sind gegenseitig orthogonal. In 2C ist jede Gruppe ein kommafreies Hopping-Muster. Die zweite OGC-Erzeugungseinheit 220 kann ein Speicher für die Ausgabe gespeicherter Werte gesteuert von der Steuerung 226 sein. Eine Vielzahl von OGC kann erzeugt werden z.B. durch Laden unterschiedlicher Anfangswerte in einen OGC-Generator entsprechend einem Hopping-Muster gesteuert von der Steuerung 226. Eine Empfangsseite decodiert die kommafreien Codes für die Erzeugung des OGC-Hopping-Musters für den sekundären Synchronisierungskanal und bestimmt, welche kommafreien Codes empfangen wurden, um dadurch eine Rahmensynchronisierung durchzuführen und die Gruppe zu identifizieren, zu der eine PN-Sequenz gehört. Ein Verstärker 232 verstärkt die Sendeleistung des sekundären Synchronisierungskanals, die von der zweiten OGC-Erzeugungseinheit 220 empfangen wurde, auf einen beabsichtigten Pegel. Die Schalter 214 und 234 sind während der Perioden geschlossen, in denen der primäre Synchronisierungskanal und der sekundäre Synchronisierungskanal in jedem Schlitz vorliegen, und sind sonst geöffnet. Ein Addierer 212 addiert den ersten und den zweiten Synchronisierungskanal. Ein Demultiplexer 240 trennt kanalcodierte und verschachtelte CPCH-Daten in I-Kanal- und Q-Kanal-Daten. Die Mischer 242 und 243 multiplizieren die Ausgabe des Demultiplexers 240 mit orthogonalen Codes, welche Kanalisierung unter Vorwärtskanälen vorsehen. Die Verstärker 244 und 245 verstärken die CPCH auf einen beabsichtigten Pegel.
Die Verstärker 210, 232, 244, 245, 264 und 265 verstärken die Sendeleistung der Kanäle, um die relativen Sendeleistungen der Kanäle gleich zu halten. Die Addierer 246 und 247 addieren die I-Kanal-Signale und die Q-Kanal-Signale der gemeinsamen Vorwärtskanäle und der gewidmeten Vorwärtssteuerungskanäle. Ein komplexer Spreizer 270 multipliziert komplex die Ausgaben der Addierer 246 und 247 mit der Ausgabe eines PN-Sequenzgenerators 268 für eine komplexe Spreizung. Der PN-Sequenzgenerator 268 kann einen ersten PN-Sequenz-PN_I-Generator 266 und einen zweiten ersten PN-Sequenz-PN_Q-Generator 267 umfassen.
Ein Beispiel des PN-Sequenzgenerators wird in 1B gezeigt. Die Addierer 280 und 281 addieren die von dem Addierer 212 empfangenen, primären und sekundären Synchronisierungskanalsignale zu der Ausgabe des komplexen Spreizers 270. Die Filter 282 und 283 filtern die Ausgaben der Addierer 280 und 281 gemäß einem Tiefpass. Die Verstärker 284 und 285 verstärken auf den Pegel der aktuellen Sendeleistung. Ein 90°-Phasenschieber 292 gibt ein Trägersignal sin(2πf_ct) aus, das mit dem Q-Kanal multipliziert wird, für die Eingabe eines Trägers cos(2πf_ct), das mit dem I-Kanal multipliziert wird. Die Mischer 286 und 287 multiplizieren die Ausgaben der Verstärker 284 und 285 mit den Trägern und wandeln die Frequenz der verstärkten Signale aufwärts. Ein Addierer 290 addiert die Ausgaben der Mischer 286 und 287 und sendet das addierte Signal über eine Antenne.
2B veranschaulicht ein Beispiel eines Signals, das von dem Basisstationssender von 2A übertragen wird.
In 2B ist eine Chip-Rate 4096 Mcps, und eine Rahmenlänge ist 10 ms. Deshalb ist die Periode einer PN-Sequenz 40960 Chip-Einheiten (= 4096 Mcps × 10 ms), wie in 2B gezeigt. Ein Superrahmen umfasst allgemein 72 Rahmen und jeder Rahmen hat 16 Zeitschlitze. Deshalb ist die Länge eines Schlitzes 0,625 ms.
In 2B existiert OGC #0 (im Folgenden als erster OGC bezeichnet), der von allen Basisstationen gemeinsam verwendet wird, auf dem primären Synchronisierungskanal in einem Symbol eines jeden Schlitzes des primären CPCH bei 16 Ksps. Der sekundäre Synchronisierungskanal, dessen Hopping-Muster von OGC in einem Rahmen für jede PN-Sequenzgruppe unterschiedlich ist, ist in der Periode des primären Synchronisierungskanals präsent. Der erste OGC und ein OGC für den sekundären Synchronisierungskanal (im Folgenden als ein zweiter OGC bezeichnet) liegen in derselben Position eines jeden Schlitzes. Der erste und zweite OGC sind orthogonal. Jedoch sind die Synchronisierungskanäle in der Synchronisierungskanalperiode nicht orthogonal zu den CPCH und den DPCH. In der Synchronisierungskanalperiode darf es keine zu übertragenden CPCH-Symbole geben, und Übertragungssymbole können auf anderen CPCH und den DPCH vorhanden sein, wie in 2B gezeigt. Weil die primären und sekundären Synchronisierungskanäle die Sendeleistung für die Synchronisierungskanalperiode relativ zu der anderer Perioden in dem Schlitz erhöhen, ist vorzuziehen, den primären CPCH in der Periode zu übertragen.
2C veranschaulicht zweite OGC in jedem Schlitz eines Rahmens, die auf dem sekundären Synchronisierungskanal übertragen werden. Falls in 2A die Anzahl der zweiten OGC-Generatoren in dem Block 220 mindestens 1 ist, wird ein unterschiedliches OGC-Hopping-Muster jedem Schlitz für jede Gruppe zugewiesen, wie in 2C gezeigt. Derselbe OGC kann eine Vielzahl von Malen in einem Hopping-Muster vorkommen, das mit kommafreien Codes erzeugt wird. Falls es 512 PN-Sequenzen für Basisstationsidentifizierung gibt und die Anzahl der PN-Sequenzgruppen 32 ist, bilden 16 PN-Sequenzen eine Gruppe, wie bei dem IS-95-System nach obiger Darstellung.
3A ist ein Blockdiagramm eines Mobilstationsempfängers, der mit dem Basisstationssender von 2A korrespondiert. Mit Bezug auf 3A wird die Struktur eines Vorwärtsempfängers in einem asynchronen CDMA-Kommunikationssystem beschrieben, welches das TI-Schema anwendet.
Für die Eingabe eines Trägers cos(2πf_ct) gibt ein 90°-Phasenschieber 304 einen Träger sin(2πf_ct) mittels Phasenverschiebung aus. Ein Eingangssignal wird durch einen Demultiplexer (nicht gezeigt) in ein I-Signal und ein Q-Signal getrennt. Ein Mischer 300 multipliziert das I-Signal mit dem Träger cos(2πf_ct) und gibt ein I-Basisbandsignal aus. Ein Mischer 301 multipliziert das Q-Signal mit dem Träger sin(2πf_ct) und gibt ein Q-Basisbandsignal aus. Die Filter 302 und 303 filtern nur ein Signal in einem notwendigen Band aus den Ausgaben der Mischer 300 und 301 heraus. Ein angepasstes Filter 330 erkennt den ersten OGC in den Ausgaben der Filter 302 und 303. Ein Quadrierer 332 quadriert die Ausgabe des angepassten Filters 330.
Ein Chip-/Symbol-/Schlitz-Synchronisierer 334 bestimmt, ob der primäre Synchronisierungskanal in jedem Schlitz der Ausgabe von dem Quadrierer 332 präsent ist. Die Bestimmung wird durchgeführt mittels Vergleichs der Symbolenergien, die von dem angepassten Filter 330 und dem Quadrierer 332 empfangen werden, mit einer Bezugsenergie. Die Bezugsenergie ist die Symbolenergie des dem Empfänger bekannten OGC #0. In der Präsenz des primären Synchronisierungskanals, d.h. nach Erkennen des ersten OGC, berechnet der Chip-/Symbol-/Schlitz-Synchronisierer 334 einen Korrelationswert zwischen dem ersten OGC und dem zweiten OGC #0 und synchronisiert Schlitze, wenn der Korrelationswert ein Maximumwert ist. Da der primäre Synchronisierungskanal in einem Symbol in dem Fall einer Symbolrate von 16 ksps ist, werden Symbole unter seiner Verwendung synchronisiert. Ferner erwirbt der Chip-/Symbol-/Schlitz-Synchronisierer 334 eine grobe Chip-Synchronisierung, weil der erste OGC #0 einen Spitzenwert in einem angepassten Filter hat.
3B, 3C und 3D veranschaulichen Signale, die in das angepasste Filter 330 eingegeben werden, ohne Rücksicht auf Mehrwege-Komponenten und Interferenz-Komponenten benachbarter Basisstationen.
Ein durch das angepasste Filter erkannter Spitzenwert liegt an der Spitze eines Dreiecks, und der Ort des Spitzenwerts ist der Startpunkt eines jeden Schlitzes. Eine Korrelationserkennungseinheit 340 arbeitet unter der Steuerung des Chip-/Symbol-/Schlitz-Synchronisierers 334. Die Korrelationserkennungseinheit 340 umfasst eine Vielzahl von Korrelatoren 342, 344 und 346. Die Korrelatoren 342, 344 und 346 empfangen die Ausgaben der Filter 302 und 303 und erkennen Korrelationswerte. In dem Fall, in dem alle verfügbaren S OGC parallel in dem Chip-/Symbol-/Schlitz-Synchronisierer 334 zu erkennen sind, ist die Anzahl der Korrelatoren S = N+1. Wie oben beschrieben, ist die Zahl der zweiten OGC 17 und die Zahl der Korrelatoren ist 17. Falls N < (S-1) ist, arbeitet eine Sucheinrichtung sowohl parallel als auch seriell. Falls alle möglichen Fälle parallel gesucht werden, kann gesagt werden, dass die zur selben Zeit ermittelten Korrelationswerte denselben Schwund und dieselbe Kanalumgebung erfahren haben. Falls jedoch auch eine serielle Suche durchgeführt wird, kann nicht gesagt werden, dass die Kanalumgebung in der gegenwärtigen Suche identisch zu der in der nächsten Suche ist. Deshalb ist es schwierig, akkurate Suchergebnisse zu ermitteln, außer wenn ein Eingabesignal in einer Mobilstation gespeichert und durchsucht wird, was einen Anstieg von Fehlern bei der Decodierung kommafreier Codes später ergibt.
Im Folgenden wird eine Beschreibung der Operation der Korrelationserkennungseinheit 340 für einen beispielhaften Fall gegeben, in dem S = 17 und N = 16 ist (d.h. 17 zweite OGC und 16 Korrelatoren). Ein erster Korrelator #0 342 berechnet einen Korrelationswert mit einem Eingangssignal unter Verwendung des ersten OGC #1 der 17 zweiten OGC. Ein zwei ter Korrelator #1 344 berechnet einen Korrelationswert mit dem Eingangssignal unter Verwendung des zweiten OGC #2 der 17 zweiten OGC. Ein N-ter Korrelator #16 346 berechnet einen Korrelationswert mit dem Eingangssignal unter Verwendung des 17-ten OGC #17 der 17 zweiten OGC.
Nach Empfang der Ausgaben der Korrelatoren 342, 344 und 346 ermittelt jeder der Quadrierer 352, 354 und 356 die Symbolenergie aus den bereitgestellten Korrelationswerten. Ein Maximumwertdetektor 350 erkennt die maximale Symbolenergie von jeder der von den Quadrierern 352, 354 und 356 empfangenen Symbolenergien, speichert die Nummern der Erkennungsreihenfolge und erzeugt Langcodeindizes entsprechend der gespeicherten Nummern. Der Maximumwertdetektor 350 arbeitet, bis 16 maximale Symbolenergien erkannt worden sind.
In einer kommafreien Codetabelle 362 sind kommafreie Codes gespeichert, wie in 2C gezeigt. Ein Kommafreier Codedecodierer 360 decodiert unter Verwendung der Korrelatornummern, der maximalen Energiewerte und der kommafreien Codetabelle und bestimmt ein Hopping-Muster und eine PN-Sequenzgruppe mit der höchsten Wahrscheinlichkeit. Während der von dem Maximumwertdetektor 350 ausgegebene Langcodeindex die zweiten OGC einer korrespondierenden kommafreien Hopping-Musters hat, können Zeitpunkte unterschiedlich sein und falsche zweite OGC können aufgrund von Fehlern erkannt werden, die von der Natur einer Funkkanalumgebung verursacht werden. Deshalb empfängt der Kommafreie Codedecodierer 360 den Langcodeindex, bestimmt ein kommafreies Hopping-Muster mit der höchsten Wahrscheinlichkeit unter Bezug auf die kommafreie Codetabelle und betrachtet das Hopping-Muster als das aktuelle kommafreie Hopping-Muster. Ein erster Schalter 366 ist zwischen den Maximumwertdetektor 350 und den Kommafreien Codedecodierer 360 geschaltet für das Durchschalten der Ausgabe des Maximumwertdetektors 350 zu dem Kommafreien Codedecodierer 360 durch Aufnahme eines vorbestimmten Signals. Der erste Schalter 366 ist eingeschaltet, wenn der Maximumwertdetektor 350 die 16 Maximumwerte erkennt.
Ein Rahmensynchronisierer 364 empfängt die bestimmte Hopping-Musterinformation, synchronisiert Rahmen und gibt ein Rahmensynchronisierungssignal aus, das die Rahmensynchronisierung anzeigt. Das Rahmensynchronisierungssignal wird an den Eingang einer Kor relationserkennungseinheit 340, den ersten Schalter 366, einen zweiten Schalter 368 und einen PN-Sequenzgenerator 312 übergeben.
Insbesondere synchronisiert der Rahmensynchronisierer 364 Rahmen auf der Basis der von dem Kommafreien Codedecodierer 360 empfangenen, kommafreien Musterinformation. Der Rahmensynchronisierer 364 gibt das Rahmensynchronisierungssignal an die Korrelationserkennungseinheit 340 aus und stoppt dadurch seine Operation. Der Rahmensynchronisierer 364 gibt das Rahmensynchronisierungssignal auch an den Schalter 366 aus, so dass der erste Schalter 366 ausgeschaltet wird, und bekommt dann parallel oder seriell einen Korrelationswert für eine PN-Sequenz in der Gruppe, die auf der Basis des Hopping-Musters identifiziert wird. Falls N = 16 ist, bekommt der Rahmensynchronisierer 364 Korrelationswerte von 16 kandidierenden PN-Sequenzen unter Verwendung von 16 Korrelatoren unter den 17 Korrelatoren. Der Maximumwertdetektor 350 identifiziert eine PN-Sequenz, die in einer korrespondierenden Basisstation verwendet wird, auf der Basis der Größe der Korrelationswerte, falls eine Verifizierungsprozedur ausgeführt wird. Ein durch Schalten der identifizierten PN-Sequenz von dem zweiten Schalter 368 zu dem Kommafreien Codedecodierer 360 produzierter Langcodeindex wird dem Eingang des PN-Sequenzgenerators 312 zugeführt. Vor der Rahmensynchronisierung gibt der zweite Schalter 368 den von dem Korrelationswertdetektor 350 erkannten Langcodeindex an den PN-Sequenzgenerator 312 aus. Nach der Rahmensynchronisierung gibt der zweite Schalter 368 die von dem Kommafreien Codedecodierer 360 empfangene Hopping-Musterinformation an den PN-Sequenzgenerator 312 aus.
Der PN-Sequenzgenerator 312 arbeitet nach Empfang des Chip-/Symbol-/Schlitz-Synchronisiersignals und des Rahmensynchronisierungssignals und erzeugt einen PN-Code durch den Langcodeindex. Der PN-Sequenzgenerator 312 umfasst einen PN_I-Generator 314 und einen PN_Q-Generator 316. Ein Komplexer Entspreizer 310 multipliziert komplex die von den Filtern 302 und 303 empfangenen Signale mit dem von dem PN-Sequenzgenerator 312 empfangenen PN-Code für ein komplexes Entspreizen. Das entspreizte Signal wird einem Basisbandprozessor 320 zugeführt.
In der obigen Prozedur wird der PN-Sequenzgenerator 312 auf der Basis des Chip-/Symbol-/Schlitz-Synchronisiersignals und des Rahmensynchronisierungssignals betrieben, und der Komplexe Entspreizer 310 entspreizt komplex die Ausgaben der Filter 302 und 303. Der PN-Sequenzgenerator 312 hat den ersten PN_I-Generator 314 und den zweiten PN_Q-Generator 316. Die Ausgabe des Komplexen Entspreizers 310 wird von dem Basisbandprozessor 320 entschachtelt und kanaldecodiert, und die von der Basisstation gesendeten Originaldaten sind wiederhergestellt.
3B, 3C und 3D veranschaulichen die beabsichtigten Empfangssignale des OGC-Hopping-Musters, das durch kommafreie Codes für die Identifizierung der in 2C gezeigten PN-Sequenzgruppen #1, #2 bzw. #21 erzeugt werden.
Wie oben beschrieben verwendet eine Mobilstation in dem konventionellen CDMA-Kommunikationssystem Korrelatoren gleich der Anzahl der OGC der Gruppe, zu der eine in einer Basisstation verwendete PN-Sequenz gehört, um die PN-Sequenzgruppe zu identifizieren. Folglich wird die Hardware komplex.
Darüber hinaus geht die Orthogonalität in einer Periode verloren, in der der primäre und der sekundäre Synchronisierungskanal von der Basisstation gleichzeitig gesendet werden. Daher erfahren die Symbole eines CPCH und DPCH in der Synchronisierungskanalperiode stärkere Interferenz als andere Symbole.
Ein korrespondierender Stand der Technik ist offengelegt durch US 6,226,315 B1 , welches nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Erfindung veröffentlicht wurde, und durch ftp.3gpp.orq, siehe Datei 25213-200.zip in /Specs/1999-04/25_series auf Seite 23, Abschnitt 5.2.3.2, ebenfalls nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Erfindung veröffentlicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist deshalb das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren für das Identifizieren einer PN-Sequenz unter Verwendung von Ein-/Austasten in einem synchronen CDMA-Kommunikationssystem vorzusehen, um die Zeit zu reduzieren, die von einer Mobilstation benötigt wird, um nach einer Basisstation zu suchen, und um die Interfe renz zu reduzieren, die durch einen sekundären Vorwärtssynchronisierungskanal verursacht wird, wobei auch die Komplexität solch einer Mobilstation reduziert wird.
Dieses Ziel wird erreicht durch ein synchrones CDMA-Kommunikationssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen offengelegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offenkundiger aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, in denen:
1 ein Zellenlayout-Diagramm eines konventionellen synchronen CDMA-Mobilkommunikationssystemsist;
2 ein Beispiel eines PN-Sequenzgenerators in dem konventionellen synchronen CDMA-Mobilkommunikationssystem veranschaulicht;
2A eine schematische Darstellung eines Basisstationssenders in einem typischen asynchronen CDMA-Mobilkommunikationssystem ist;
2B die Struktur eines von einer Basisstation in dem asynchronen System gesendeten Signals veranschaulicht;
2C eine OGC-Hopping-Mustertabelle für die Identifizierung der Gruppe einer PN-Sequenz ist, die von einer Basisstation in dem asynchronen System verwendet wird;
3A ein Blockdiagramm eines Mobilstationsempfängers in dem typischen asynchronen CDMA-Mobilkommunikationssystem ist;
3B ein Beispiel eines in einer Mobilstation in dem asynchronen System empfangenen Signals veranschaulicht;
3C ein anderes Beispiel eines in einer Mobilstation in dem asynchronen System empfangenen Signals veranschaulicht;
3D ein drittes Beispiel eines in einer Mobilstation in dem asynchronen System empfangenen Signals veranschaulicht;
4A ein Blockdiagramm eines Basisstationssenders in einem asynchronen CDMA-Mobilkommunikationssystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
4B die Struktur eines von einer Basisstation in dem asynchronen System gesendeten Signals veranschaulicht;
4C eine OGC-Hopping-Mustertabelle für die Identifizierung der Gruppe einer PN-Sequenz ist, die von einer Basisstation in dem asynchronen System verwendet wird;
5A ein Blockdiagramm eines Mobilstationsempfängers in dem asynchronen CDMA-Mobilkommunikationssystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
5B ein Beispiel eines in einer Mobilstation in dem asynchronen System empfangenen Signals veranschaulicht;
5C ein zweites Beispiel eines in einer Mobilstation in dem asynchronen System empfangenen Signals veranschaulicht; und
5D ein drittes Beispiel eines in einer Mobilstation in dem asynchronen System empfangenen Signals veranschaulicht.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden wohlbekannte Funktionen oder Konstruktionen nicht im Detail beschrieben, da sie die Erfindung mit unnötigem Detail verschleiern würden.
4A ist ein Blockdiagramm eines Basisstationssenders in einem Mobilkommunikationssystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung ist äquivalent einem konventionellen System, indem S orthogonale Gold-Code-Generatoren OGC verwendet werden, um eine PN-Sequenzgruppe durch Nutzen einer Kombination von (S-1) OGC und Ein-/Austastung zu identifizieren.
Die vorliegende Erfindung nutzt ein Grundprinzip, wonach ein Aus-Zustand (d.h. ein Null-Zeichen) orthogonal ist zu einem verwendeten Signal. D.h., eine PN-Sequenzgruppe wird identifiziert durch Konstruieren von S zweiten orthogonalen OGC, die (S-1) OGC und ein Null-Zeichen statt einem Hopping-Muster von S zweiten OGC verwenden. In diesem Fall ist das Null-Zeichen orthogonal zu anderen zweiten OGC, wodurch derselbe Effekt erreicht wird wie bei einem konventionellen Hopping-Muster.
4A ist ein Blockdiagramm des Basisstationssenders nach der vorliegenden Erfindung, 4B veranschaulicht die Struktur eines von einer Basisstation gesendeten Signals nach der vorliegenden Erfindung und 4C veranschaulicht den Fall, in dem ein Null-Zeichen einen zweiten OGC #1 ersetzt.
Der konventionelle Sender von 2A ist derselbe wie der Sender der vorliegenden Erfindung, außer dass die OGC-Erzeugungseinheit 220 oder der Schalter 234 sowohl in der Konfiguration als auch im Betrieb unterschiedlich ist. Somit wird eine detaillierte Beschreibung des in 4A gezeigten Senders weggelassen. Nur die OGC-Erzeugungseinheit 420, die entsprechend der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, wird im Folgenden beschrieben.
In 4A erzeugt eine zweite OGC-Erzeugungseinheit 420 einen sekundären Synchronisierungskanal OGC, der in jedem Schlitz entsprechend einem Hopping-Muster gesendet wird, das in kommafreien Codes gebildet wird. Hier ist ein Null-Zeichen auch ein sekundärer Synchronisierungskanal OGC. Die OGC-Erzeugungseinheit 420 umfasst (S-1) zweite OGC-Generatoren 222 bis 224, einen Null-Zeichen-Generator 421 und eine Steuerung 226. Gesteuert von der Steuerung 226 erzeugt der Null-Zeichen-Generator 421 ein Null-Zeichen. Während der Null-Zeichen-Generator 421 als ein OGC-#1-Generator in 4A positioniert ist, kann davon abgewichen werden. Es ist zu erkennen, dass der erste OGC #1durch das Null-Zeichen ersetzt ist. Der Null-Zeichen-Generator 421 wird in der Zeichnung dargestellt, um anzuzeigen, dass der sekundäre Synchronisierungskanal nicht in einem dem Null-Zeichen zugewiesenen Schlitz übertragen wird. Deshalb braucht es kein aktueller Sender zu sein, und dieselben Effekte können erreicht werden durch Öffnen eines Schalters 434 in dem korrespondierenden Schlitz. Während die Schalter 214 und 434 auf dieselbe Weise betrieben werden wie nach dem Stand der Technik, können sie durch Betreiben des Schalters 434 unterschiedlich betrieben werden, wenn ein Null-Zeichen erzeugt wird.
4B veranschaulicht die Struktur eines Basisstationsübertragungssignals nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieses ist auch dieselbe wie die Signalstruktur, die in 2B gezeigt ist, außer dass die Anzahl der OGC aufgrund der Verwendung eines Null-Zeichens von S (s = 1, 2, 3, S) auf (S-1) (s = 2, 3,..., S) verringert ist.
4C veranschaulicht OGC in den Schlitzen eines Rahmens, der auf einem sekundären Synchronisierungskanal übertragen wird. Hier ist S = 17, und die Anzahl der zu identifizierenden PN-Sequenzgruppen ist 32. Mit Bezug auf 4C ist der OGC #1 von 2C ersetzt durch ein Null-Zeichen. Ein Null-Zeichen-Ersetzen kommt in 4C insgesamt 46 mal vor. Mit dem Ansteigen der Anzahl von Null-Zeichen wird die gesamte Interferenz auf einer Vorwärtsverbindung, die durch den sekundären Synchronisierungskanal in dem System verursacht wird, weiter reduziert. Deshalb wird ein OGC, der in 2C am häufigsten gezeigt wird, durch ein Null-Zeichen ersetzt. Unter der Annahme, dass die Sendeleistungen des primären und sekundären Synchronisierungskanals dieselben wie jene in 2C sind, ist die von dem sekundären Synchronisierungskanal verursachte, durchschnittliche Interferenz reduziert.
5A ist ein Blockdiagramm eines Mobilstationsempfängers nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 5B, 5C und 5D veranschaulichen Beispiele der Empfangssignale hinsichtlich der in 4C gezeigten PN-Sequenzgruppen #1, #2 und #21.
Der Mobilstationsempfänger von 5A kann als eine Gegenstation zu der Basisstation von 2A wie auch des Basisstationssenders von 4A verwendet werden. Dies ist möglich, weil selbst dann, wenn eine Basisstation den OGC #1 sendet, der Empfänger der vorliegenden Erfindung das Signal ignoriert, d.h. ein Korrelator ist nicht für den OGC #1 zugewiesen.
Ein 90°-Phasenschieber 304 gibt einen Träger sin(2πf_ct) nach Phasenverschiebung eines empfangenen Trägers cos(2πf_ct) um 90° aus. Ein Eingangssignal wird durch einen Demultiplexer (nicht gezeigt) in ein I-Signal und ein Q-Signal getrennt. Ein Mischer 300 multipliziert das I-Signal mit dem Träger cos(2πf_ct) und gibt ein I-Basisbandsignal aus. Ein Mischer 301 multipliziert das Q-Signal mit dem Träger sin(2πf_ct) und gibt ein Q-Basisbandsignal aus. Die Filter 302 und 303 filtern nur ein Signal in einem notwendigen Basisband aus den Ausgaben der Mischer 300 und 301 heraus und erkennen einen ersten OGC. Ein Quadrierer 332 quadriert die Ausgabe des angepassten Filters 330 und gibt die Symbolenergie des ersten OGC aus, der ein primärer Synchronisierungskanal ist. Die Symbolenergie wird den Eingängen eines Chip-/Symbol-/Schlitz-Synchronisierers 334 und eines Hopping-Muster-Detektors 550 zugeführt.
Eine Korrelationserkennungseinheit 540 erkennt Korrelationswerte der empfangenen zweiten OGC in den Ausgaben der Filter 302 und 303. Die Korrelationserkennungseinheit 540 umfasst einen virtuellen Korrelator 542 und N Korrelatoren. Der virtuelle Korrelator 542 existiert aktuell nicht. Die Ausgabe des virtuellen Korrelators 542 wird dem Eingang eines virtuellen Quadrierers 552 zugeführt. Die Ausgaben der N Korrelatoren 344 und 346 werden ihren jeweils korrespondierenden Quadrierern 354 und 356 zugeführt. Der virtuelle Quadrierer 552 existiert aktuell auch nicht. Der virtuelle Korrelator 542 für die Erkennung eines Null-Zeichens ist mit einer gestrichelten Linie für die Beschreibung der vorliegenden Erfindung markiert. Das Vorhandensein oder die Abwesenheit und die Sequenz von Null-Zeichen wird durch das angepasste Filter 330, den Quadrierer 332 und den Indexgenerator 550 bestimmt, was später beschrieben wird. Die Quadrierer 354 und 356 produzieren Symbolenergien durch Quadrieren der Eingangssignale.
Ein Indexgenerator 550 empfängt die Symbolenergien von den Quadrierern 354 bis 356, und die Symbolenergie des ersten OGC von dem Quadrierer 332 statt von dem Ausgang des virtuellen Quadrierers 552, und gibt Langcodeindizes in der Reihenfolge höherer Symbolenergien aus. Der Indexgenerator 550 umfasst einen Maximumwertdetektor 551, einen Verstärker 553 und einen Vergleicher 555. Der Maximumwertdetektor 551 erkennt die höchste der von den Quadrierern 354 bis 356 empfangenen Symbolenergien und speichert die Nummer der Korrelatoren in der Reihenfolge höherer Symbolenergien. Der Verstärker 553 verstärkt die von dem Quadrierer 332 empfangene Symbolenergie. Der Vergleicher 555 vergleicht die von dem Verstärker 553 empfangene Symbolenergie mit der von dem Maximumwertdetektor 551 empfangene Symbolenergie und betrachtet, dass ein Null-Zeichen empfangen wurde, wenn die erste größer als die zweite ist.
Insbesondere empfängt der Indexgenerator 550 die Symbolenergie von dem Quadrierer 332. Der Verstärker 553 verstärkt die Symbolenergie um den Reziprokwert des Verhältnisses der Sendeleistung des primären Synchronisierungskanals zu der Sendeleistung des sekundären Synchronisierungskanals, und das verstärkte Signal wird dem Vergleicher 555 zugeführt. Das Eingangssignal korrespondiert mit dem korrespondierenden Korrelator #0 342 von 3A, wird aber als die Ausgabe des virtuellen Korrelators 552 angesehen, der aktuell nicht existiert. Da der virtuelle Korrelator 542 und sein korrespondierender Quadrierer 552 aktuell nicht präsent sind, sind sie durch eine gestrichelte Linie markiert. Falls N = (S-1) ist, arbeiten N Korrelatoren unter der Steuerung des Chip-/Symbol-/Schlitz-Synchronisierers 334, verglichen mit dem Stand der Technik, bei dem S (= N+1) Korrelatoren im Betrieb sind. Falls S = 17 ist, ist N = 16 und die Anzahl der PN-Sequenzen in jeder PN-Sequenzgruppe ist auch N (= 16). Hier ist die Gesamtzahl der PN-Sequenzen 512 (= 32 × 16). Deshalb wird Rahmensynchronisierung erreicht und dann wird eine PN-Sequenz durch Korrelation identifiziert. Die Ausgaben der Filter 302 und 303 werden den korrespondierenden Korrelatoren der Korrelationserkennungseinheit 340 zugeführt. Falls S = 17 und N = 16 ist, ermittelt der Korrelator #1 344 einen Korrelationswert zwischen dem empfangenen Signal und dem zweiten OGC #2, und der Korrelator #N 346 ermittelt einen Korrelationswert zwischen dem empfangenen Signal und dem 17-ten OGC #17. Die Quadrierer 354 und 356 berechnen die Symbolenergien der Ausgaben der Korrelatoren 344 und 346. Der Indexgenerator 550 speichert die höchste der Symbolenergien, die von den Quadrierern 332, 354 und 356 empfangen wurden, und speichert die Nummer des Korrelators, dessen Ausgabe die höchste Symbolenergie hat. Der Indexgenerator 550 ist im Betrieb derselbe wie der Maximumwertdetektor 350 von 3A, außer dass die Anzahl der Eingänge aufgrund der Verwendung eines Null-Zeichens um Eins kleiner ist als die Anzahl der Eingänge des Maximumwertdetektors 350. Der Vergleicher 555 vergleicht die von dem Quadrierer 332 empfangene Symbolenergie mit der von dem Maximumwertdetektor 551 empfangenen Symbolenergie. Falls die erste größer ist als die letzte, erkennt der Vergleicher 555 darauf, dass ein Null-Zeichen empfangen wurde und verändert die Größe des Signals, das dem Kommafreien Codedecodierer 360 zugeführt wird, und einen orthogonalen Codeindex. Falls andererseits die letzte größer ist als die erste, verändert der Vergleicher 555 weder Signalgröße noch orthogonalen Codeindex. Falls z.B. der Vergleich entsprechend der Anzahl der Korrelatoren sequentiell durchgeführt wird und die von dem Quadrierer 332 ausgegebene Symbolenergie größer ist als die von dem Korrelator #4 ausgegebene Symbolenergie, ist die orthogonale Codenummer eines Null-Zeichens #4, und die vorbestimmten Nummern nach dem Korrelator #4 werden sequentiell um Eins erhöht.
Der Chip-/Symbol-/Schlitz-Synchronisierer 334 bestimmt, ob der primäre Synchronisierungskanal in jedem Schlitz der Ausgabe des Quadrierers 332 präsent ist. Der Chip-/Symbol-/Schlitz-Synchronisierer 334 synchronisiert Schlitze unter Verwendung des ersten OGC in der Präsenz des primären Synchronisierungskanals, d.h. des ersten OGC. Da in dem Fall einer Symbolrate von 16 ksps der primäre Synchronisierungskanal nur in einer Symbolperiode ist, werden Symbole unter Verwendung dieser Tatsache synchronisiert. Ferner erreicht der Chip-/Symbol-/Schlitz-Synchronisierer 334 eine grobe Chip-Synchronisierung, weil der erste OGC #0 in einem angepassten Filter einen Spitzenwert hat.
Die nachfolgenden prozeduralen Schritte werden auf dieselbe Weise durchgeführt wie nach dem Stand der Technik. Der Kommafreie Codedecodierer 360 decodiert unter Verwendung der kommafreien Codetabelle 362 und bestimmt ein Hopping-Muster der höchsten Wahrscheinlichkeit. Sobald das Hopping-Muster bestimmt worden ist, synchronisiert der Rahmensynchronisierer 364 die Rahmen und bestimmt, welcher Schlitz der erste unter den Schlitzen ist, die durch den Chip-/Symbol-/Schlitz-Synchronisierer 334 bestimmt worden sind. Der Rahmensynchronisierer 364 veranlasst, dass die Korrelationserkennungseinheit 420 den Betrieb der Ermittlung eines Korrelationswertes zwischen einem OGC und einem empfangenen Signal für die Identifizierung eines OGC-Hopping-Musters stoppt und dass der erste Schalter 366 geöffnet wird, und ermittelt dann einen Korrelationswert für eine PN-Sequenz in der identifizierten Gruppe auf der Basis des Hopping-Musters, parallel oder seriell. Falls N = 16 ist, ermittelt der Rahmensynchronisierer 364 Korrelationswerte von 16 kandidierenden PN-Sequenzen unter Verwendung von 16 Korrelatoren unter den 17 Korrelatoren. Der Indexgenerator 550 identifiziert eine PN-Sequenz, die in einer korrespondierenden Basisstation zu einer Zeit verwendet wird, auf der Basis der Größe der Korrelationswerte, falls eine Verifizierungsprozedur nicht durchgeführt wird. Ein Langcodeindex, der durch Schalten der identifizierten PN-Sequenz von dem zweiten Schalter 368 zum Kommafreien Codedecodierer 360 produziert wird, wird dem Eingang des PN-Sequenzgenerators 312 zugeführt. In der obigen Prozedur arbeitet der PN-Sequenzgenerator 312 nach Empfang des Chip-/Symbol-/Schlitz-Synchronisierungssignals und des Rahmensynchronisierungssignals und erzeugt einen PN-Code durch den Langcodeindex. Der PN-Sequenzgenerator 312 umfasst den PN_I-Generator 314 und den PN_Q-Generator 316. Ein Komplexer Entspreizer 310 multipliziert komplex die von den Filtern 302 und 303 empfangenen Signale mit dem von dem PN-Sequenzgenerator 312 empfangenen PN-Code für ein komplexes Entspreizen. Das entspreizte Signal wird einem Basisbandprozessor 320 zugeführt. Der Basisbandprozessor 320 stellt die von der Basisstation gesendeten Daten durch Entschachteln und Kanaldecodieren der Ausgabe des Komplexen Entspreizers 310 wieder her.
5B, 5C und 5D veranschaulichen die gewünschten Hopping-Musters, die in dem Mobilstationsempfängerempfangen werden, deren jede Null-Zeichen umfasst, die durch Kommafreie Codes für die Verwendung bei der Identifizierung der in 4C gezeigten PN-Sequenzgruppen #1, #2 bzw. #21 erzeugt werden. Der virtuelle Korrelator ist nicht mit einer ausgezogenen Linie markiert, weil er aktuell nicht existiert. Wie durch 510, 512 und 514 in 5B bezeichnet, hat die Ausgabe eines angepassten Filters einen periodischen Spitzenwert während seines Betriebs, und es wird bestimmt, ob es unter Verwendung des Ausgabewerts des angepassten Filters ein Null-Zeichen gibt. Dieselbe Beschreibung ist anwendbar auf 5C und 5D.
Die Hopping-Mustertabelle von 4C ist produziert durch Ersetzen der OGC #1 durch Null-Zeichen in der Hopping-Mustertabelle von 2C. Somit kann die von dem OGC #1 verursachte Interferenz, die nach dem Stand der Technik angetroffen wird, beseitigt werden, und eine Mobilstation bestimmt das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Null-Zeichens unter Verwendung der Ausgaben von (S-1) Korrelatoren und der Ausgabe des angepassten Filters, das beim Empfang des primären Synchronisierungskanals verwendet wird, an Stelle der S (= N+1) Korrelatoren. D.h., da die Ausgaben der (S-1) Korrelatoren in einem Null-Zeichen enthaltenden Schlitz im Pegel niedrig sind, aber die Ausgabe des angepassten Filters in dem Schlitz hoch ist, kann bestimmt werden, dass der OGC für den sekundären Synchronisierungskanal in dem Schlitz ein Null-Zeichen ist. Obgleich Fehler unter einigen Kanalbedingungen auftreten können, können die Fehler unter Verwendung des Kommafreien Codedecodierer reduziert werden. Die Stärke eines in den Kommafreien Codedecodierer eingegebenen Signals wird von der Stärke des primären Synchronisierungskanals in dem Schlitz mit Null-Zeichen abgeleitet. D.h., das Verhältnis der Sendeleistung des primären Synchronisierungskanals zu der des sekundären Synchronisierungskanals ist als ein Systemparameter gegeben. Deshalb kann die Mobilstation die Stärke des sekundären Synchronisierungskanals aus der des primären Synchronisierungskanals erkennen, falls nicht ein Null-Zeichen sondern ein OGC #1 empfangen wird. Der erkannte Wert wird dem Kommafreien Codedecodierer für das Decodieren zugeführt.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung reduziert der Ersatz von einem der zweiten OGC durch ein Null-Zeichen die Interferenz, die durch den sekundären Synchronisierungskanal verursacht wird, ohne die Such-Charakteristiken, die Anzahl der Korrelatoren und somit den mobilen Leistungsverbrauch und die Komplexität zu verändern.
Während die Erfindung gezeigt und beschrieben wurde mit Bezug auf eine bestimmte bevorzugte Ausführungsform davon, ist von den in der Technik bewanderten Personen zu verstehen, dass verschiedene Veränderungen in der Form und im Detail gemacht werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie durch die angefügten Ansprüche definiert.

Claims

Asynchrones CDMA-Kommunikationssystem, das so eingerichtet ist, dass es erste orthogonale Gold-Codes (OGC) auf einem primären Sync-Kanal und Gruppen zweiter Gold-Codes auf einem sekundären Sync-Kanal mit dem primären Sync-Kanal synchronisiert Schlitz für Schlitz sendet und empfängt, wobei das System umfasst: einen Basisstationssender, der umfasst: eine PN-Sequenz-Erzeugungsvorrichtung (420; 434) zum Erzeugen einer PN-Sequenz, in der einer einer Vielzahl zweiter orthogonaler Gold-Codes durch ein Null-Zeichen ersetzt ist, das ein Code orthogonal zu anderen zweiten orthogonalen Gold-Codes ist; einen Mobilstationsempfänger (300-55), der umfasst: eine erste Erfassungseinrichtung (330, 332) für orthogonale Gold-Codes zum Erfassen der ersten orthogonalen Gold-Codes und zum Ermitteln einer ersten Symbol-Energie; eine erste Synchronisierungseinrichtung (334) zum Empfangen der ersten Symbol-Energie, zum Synchronisieren von Chips, Symbolen und Schlitzen und zum Ausgeben eines ersten Sync-Signals; eine zweite Erfassungseinrichtung (344, 346, 354, 356, 450) für orthogonale Gold-Codes, die so eingerichtet ist, dass beim Empfang des ersten Sync-Signals, sie die zweiten orthogonalen Gold-Codes jedes Mal dann erfasst, wenn das erste Sync-Signal empfangen wird, und zweite Symbol-Energien ermittelt, die zum Identifizieren der Basisstation eingerichtet sind; eine Hoppingmuster-Erzeugungseinrichtung (550; 551, 553, 555, 360, 362) zum Vergleichen der ersten Symbol-Energie mit den zweiten Symbol-Energien, zum Bestimmen, ob die Null-Zeichen in den zweiten orthogonalen Gold-Codes vorhanden sind, zum Bestimmen der Reihenfolge der Null-Zeichen, wenn die Null-Zeichen vorhanden sind, und zum Erzeugen eines Hoppingmusters der Gruppe zweiter orthogonaler Gold-Codes; eine zweite Synchronisiereinrichtung (364) zum Synchronisieren von Frames auf Basis des Hoppingmusters und zum Ausgeben eines zweiten Sync-Signals, und eine PN-Sequenz-Erzeugungseinrichtung (312, 314, 316) zum Empfangen des ersten und des zweiten Sync-Signals sowie des Hopping-Musters und zum Erzeugen einer PN-Sequenz zum Entspreizen von anderen Kanälen als den Sync-Kanälen.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Erfassungseinrichtung für orthogonale Gold-Codes umfasst: ein angepasstes Filter (330) zum Erfassen der auf dem primären Sync-Kanal empfangenen ersten orthogonalen Gold-Codes, und eine erste Quadriereinrichtung (332) zum Berechnen der Symbol-Energie der ersten orthogonalen Gold-Codes.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Erfassungseinrichtung für orthogonale Gold-Codes umfasst: eine Vielzahl von Korreliereinrichtungen (540; 344, 346) zum Erfassen zweiter orthogonaler Gold-Codes mit Ausnahme der Null-Zeichen unter den auf dem sekundären Sync-Kanal empfangenen zweiten orthogonalen Gold-Codes, und eine zweite Quadriereinrichtung (354, 356) zum Berechnen der Symbol-Energien der von den Korreliereinrichtungen empfangenen zweiten orthogonalen Gold-Codes.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Hoppingmuster-Erzeugungseinrichtung umfasst: eine Hoppingmuster-Schätzeinrichtung (550; 551, 553, 555), zum Bestimmen, ob Null-Zeichen existieren, zum Vergleichen der ersten Symbol-Energie mit jeder der zweiten Symbol-Energien, wenn die Null-Zeichen vorhanden sind, zum Bestimmen der Reihenfolge der Null-Zeichen, und zum Schätzen eines Hoppingmusters der zweiten orthogonalen Gold-Codes, und eine Hopping-Muster-Bestimmungseinrichtung (360, 362) zum Speichern einer kommafreien Codetabelle, zum Vergleichen des geschätzten Hopping-Musters mit der kommafreien Codetabelle und zum Bestimmen eines Hopping-Musters.
System nach Anspruch 4, wobei die Hopping-Muster-Schätzeinrichtung des Weiteren umfasst: eine Maximalwert-Erfassungseinrichtung (551) zum Erfassen der höchsten der zweiten Symbol-Energien und zum sequenziellen Speichern der höchsten Symbol-Energie sowie der Zahl der Korreliereinrichtung mit der höchsten Symbol-Energie; einen Verstärker (553) zum Verstärken der ersten Symbol-Energie mit dem Reziproken des Verhältnisses der Sendeleistung der ersten Symbol-Energie zu der der gespeicherten zweiten Symbol-Energie, und eine Vergleichseinrichtung (555) zum Bestimmen des Vorhandenseins und der Reihenfolge von Null-Zeichen durch Vergleichen der verstärkten ersten Symbol-Energie mit der gespeicherten zweiten Symbol-Energie und zum Erzeugen eines geschätzten Hopping-Musters.
System nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Hopping-Muster-Bestimmungseinrichtung des Weiteren umfasst: eine kommafreie Codetabelle (362) zum Speichern einer kommafreien Codetabelle, und eine Decodiereinrichtung (360) für kommafreien Code zum Empfangen des geschätzten Hopping-Musters, zum Vergleichen des geschätzten Hopping-Musters mit der kommafreien Codetabelle, zum Bestimmen eines Hopping-Musters und zum Ausgeben des Hopping-Musters an die zweite Synchronisiereinrichtung sowie die PN-Sequenz-Erzeugungseinrichtung.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Vergleichseinrichtung so eingerichtet ist, dass sie die erste Symbol-Energie mit jeder der zweiten Symbol-Energien in der erfassten Reihenfolge vergleicht und die zweite Symbol-Energie, die kleiner ist als die erste Symbol-Energie, vor der Zahl der Korreliereinrichtung einfügt, die die zweite Symbol-Energie ausgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, die des Weiteren einen ersten Schalter (366) zum Sperren von Informationen umfasst, die von der Hopping-Muster-Schätzeinrichtung an die Hopping-Muster-Bestimmungseinrichtung angelegt werden, bei Erzeugung des zweiten Sync-Signals.