DE10143955A1

DE10143955A1 - Message transmission system receivers

Info

Publication number: DE10143955A1
Application number: DE10143955A
Authority: DE
Inventors: Juergen Vollmer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2003-04-03
Also published as: WO2003026149A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Empfänger für Nachrichtenübertragungssysteme mit einem Empfangsteil sowie einer Decoderschaltung zum Rückgewinnen einer Symbolfolge aus einem Empfangssignal, wobei die Decoderschaltung zwei umschaltbare Detektorkreise umfasst, von denen ein erster Detektorkreis für einen Bereitschaftsempfang ausgelegt ist und ein zweiter Detektorkreis für einen Nachrichtenempfang ausgelegt ist.The invention relates to a receiver for communication systems with a receiving part and a decoder circuit for recovering a symbol sequence from a received signal, the decoder circuit comprising two switchable detector circuits, of which a first detector circuit is designed for standby reception and a second detector circuit is designed for message reception.

Description

Die Erfindung betrifft einen Empfänger für Nachrichtenübertragungssysteme mit einem Empfangsteil sowie einer Decoderschaltung zum Rückgewinnen einer Symbolfolge aus einem Empfangssignal. The invention relates to a receiver for Message transmission systems with a receiving part and one Decoder circuit for recovering a symbol sequence from a Reception signal.

Empfänger der gattungsgemäßen Art sind bekannt. Diese werden beispielsweise in Spreizband-Nachrichtenübertragungssystemen eingesetzt, zu denen unter anderem auch UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) gehört. Ein UMTS-Sender kann für eine Mehrzahl verschiedener Empfänger bestimmte Signale gleichzeitig in einem einzigen Frequenzband übertragen, indem er jedes Symbol mit einer Folge von Werten eines so genannten Spreizcodes multipliziert, wodurch für jedes Symbol so genannte Chips erhalten werden, wobei SF die Zahl der Elemente des Spreizcodes beziehungsweise den Spreizfaktor bezeichnet. Receivers of the generic type are known. These will for example in spreading band communication systems used, including UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) belongs. A UMTS transmitter can for a plurality of different receivers certain signals transmitted simultaneously in a single frequency band by he each symbol with a sequence of values called a Multiplying spreading codes, so for each symbol called chips are obtained, where SF is the number of elements of the spreading code or the spreading factor.

Jeder Empfänger rekonstruiert aus den übertragenden Chips den für ihn bestimmten Anteil durch Bilden des Skalarprodukts der empfangenen Chipfolge mit dem ihm zugeordneten Spreizcode. Diese Rekonstruktion ist möglich, weil die verwendeten Spreizcodes orthogonal sind, das heißt, das Skalarprodukt zweier Spreizcodes, aufgefasst als Vektoren in einem SF- dimensionalen Vektorraum, ist Null. Each receiver reconstructs the from the transmitting chips portion determined for him by forming the dot product of received chip sequence with the spreading code assigned to it. This reconstruction is possible because of the ones used Spreading codes are orthogonal, that is, the dot product two spreading codes, interpreted as vectors in an SF dimensional vector space, is zero.

Es gibt komplexe leistungsfähige Detektorkreise, wie beispielsweise den so genannten Joint-Detektor, dessen Aufbau und Wirkungsweise allgemein bekannt sind. Dieser Detektor ist in hohem Maße in der Lage, UMTS-typische Störungen wie multiple access interference (MAI) und/oder inter-symbol interference (ISI) zu eliminieren. Insbesondere bei den Anforderungen gemäß den UTRA-TDD Standards und dem TD-SCDMA Standard sind diese Leistungsmerkmale teilweise unverzichtbar, um den Anforderungen zu entsprechen, die aber einen stark erhöhten Energieverbrauch nach sich ziehen. Einfachere Detektoren, wie beispielsweise der so genannte RAKE-Empfänger, dessen Aufbau und Funktion ebenfalls allgemein bekannt sind, können weder MAI noch ISI eliminieren, verbrauchen aber auch signifikant weniger Leistung. There are complex powerful detector circuits like for example the so-called joint detector, its construction and mode of operation are generally known. This detector is highly capable of UMTS-typical interference like multiple access interference (MAI) and / or inter-symbol eliminate interference (ISI). Especially with the Requirements according to the UTRA-TDD standards and the TD-SCDMA standard these features are sometimes indispensable to the To meet requirements, but which are greatly increased Entail energy consumption. Simpler detectors, like for example the so-called RAKE receiver, its structure and function are also generally known, neither MAY still eliminate ISI, but also consume significantly less power.

Insbesondere in so genannten Stand-by-Zeiten der Empfänger, das heißt in den Zeiten, in denen ein Empfang von Nachrichten, insbesondere von Daten beziehungsweise Sprache, nicht erfolgt, erfordert der Bereitschaftsmodus komplexer Empfänger einen relativ hohen Energiebedarf, der zu einer Verringerung der Stand-by-Zeit führt. Unter Stand-by-Zeit wird hierbei die Zeit verstanden, innerhalb der der Empfänger ohne Aufladen eines Akkumulators oder dergleichen betriebsbereit bleibt. Die Verringerung der Stand-by-Zeit würde zu einem unangemessenen Komfortverlust gegenüber auf anderen Standards basierenden Empfängern, beispielsweise GSM(Global System for Mobile Communication)-Standards, führen. Especially in so-called standby times of the recipients, that is, in times when reception of Messages, especially data or voice, do not standby mode requires complex receivers a relatively high energy requirement leading to a reduction the stand-by time. The standby time is the Understand the time within which the recipient is charged a battery or the like remains operational. The reduction in standby time would become one undue loss of comfort compared to other standards based receivers, for example GSM (Global System for Mobile Communication) standards.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Empfänger der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der sich durch eine hohe Stand-by-Zeit auszeichnet. The invention has for its object a receiver Generic type to create, which is characterized by a high Stand-by time.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Empfänger mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass die Decoderschaltung zwei umschaltbare Detektorkreise umfasst, von denen ein erster Detektorkreis für einen Nachrichtenempfang ausgelegt ist und ein zweiter Detektorkreis für einen Bereitschaftsempfang ausgelegt ist, ist vorteilhaft möglich, während des Bereitschaftszustandes des Empfängers, also in der Zeit, in der keine Nachrichten, insbesondere Daten und/oder Sprache, übertragen werden, auf den dem Bereitschaftsempfang zugeordneten Detektorkreis umzuschalten. Dieser ist in seiner Struktur erheblich einfacher ausgelegt, da lediglich die für den Bereitschaftszustand notwendigen gemeinschaftlichen Kanäle, die Basis allgemeiner Informationen für alle Empfänger sind, empfangen werden müssen. Diese werden mit einer höheren Leistung als Daten- und/oder Sprachsignale übertragen, so dass zum Empfang dieser Kanäle ein weniger empfindlicher Detektorkreis ausreichend ist. Dieser besitzt daher auch einen geringeren Energiebedarf, so dass die im Empfänger zur Verfügung stehenden Energieressourcen, beispielsweise über einen Akkumulator oder dergleichen einen Bereitschaftszustand über einen längeren Zeitraum gestatten. Somit kommt es zu einer Verlängerung der so genannten Stand- by-Zeit des Empfängers gegenüber der Variante, in der ein sich ständig in Bereitschaft befindender Detektorkreis für einen Nachrichtenempfang geschaltet wäre. According to the invention, this task is performed by a receiver solved the features mentioned in claim 1. As a result of that the decoder circuit has two switchable detector circuits comprises, of which a first detector circuit for one Message reception is designed and a second detector circuit for standby reception is advantageous possible while the receiver is in standby mode, so at the time when there is no news, in particular Data and / or voice, are transmitted to the Switching the detector circuit assigned to standby reception. The structure of this is much simpler because only those necessary for the standby state community channels, the basis of general information for all recipients, must be received. This are with a higher performance than data and / or Voice signals transmitted so that to receive these channels less sensitive detector circuit is sufficient. This therefore also has a lower energy requirement, so that energy resources available in the receiver, for example, an accumulator or the like Allow standby for a long period of time. This leads to an extension of the so-called stand by time of the recipient compared to the variant in which a detector circuit for a message reception would be switched.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Detektorkreis, der für den Nachrichtenempfang ausgelegt ist, für den Empfang eines bandbreitengespreizten Nachrichtenübertragungssystems (z. B. UMTS) ausgelegt ist. Hierdurch lassen sich Empfänger in bandbreitengespreizten Nachrichtensystemen in einfacher Weise mit einer hohen Stand- by-Zeit realisieren. In a preferred embodiment of the invention, that the first detector circuit that is used for receiving messages is designed for the reception of a bandwidth-spread Message transmission system (e.g. UMTS) is designed. This allows receivers in bandwidth-spread Messaging systems in a simple manner with a high Realize by time.

Nach weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der dem Nachrichtenempfang dienende erste Detektorkreis für ein nicht bandbreitengespreiztes Nachrichtenübertragungssystem (GSM) ausgelegt ist. Somit lassen sich auch für Empfänger in derartigen Nachrichtenübertragungssystemen verlängerte Stand-by-Zeiten erzielen. According to a further preferred embodiment of the invention provided that the first receiving the message Detector circuit for a bandwidth not spread Message transmission system (GSM) is designed. So you can also for recipients in such Message transmission systems achieve extended standby times.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Further preferred configurations of the invention result from the other features mentioned in the subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung, die schematisch einen Empfänger für ein Nachrichtenübertragungssystem in einem Blockschaltbild zeigt, näher erläutert. The invention is described below in one embodiment based on the accompanying drawing, which schematically shows a Receiver for a message transmission system in one Block diagram shows, explained in more detail.

In der Figur ist ein insgesamt mit 10 bezeichneter Empfänger für ein Spreizband-Nachrichtenübertragungssystem (UMTS) in einem Blockschaltbild gezeigt. Der Empfänger 10 umfasst ein Empfangsteil 12, das über eine Antenne 14 empfangene elektromagnetische Nachrichtensignale in Empfangssignale umsetzt. Diese Empfangssignale werden über einen Analog/Digital- Wandler 16 einer insgesamt mit 18 bezeichneten Decoderschaltung zugeführt. Die Decoderschaltung 18 umfasst einen ersten Detektorkreis 20 sowie einen zweiten Detektorkreis 22. Die Detektorkreise 20 und 22 sind elektrisch parallel geschaltet und mit je einem Ausgangsanschluss 24 beziehungsweise 24' eines ersten Umschalters 26 und je einem Eingangsanschluss 28 beziehungsweise 28' eines zweiten Umschalters 30 verbunden. Ein Eingangsanschluss 32 des ersten Umschalters 26 ist mit dem Analog/Digital-Wandler 16 verbunden. Ein Ausgangsanschluss 34 des zweiten Umschalters 30 ist mit einem Decoder 36 verbunden. Die mittels des Decoders 36 dekodierten Empfangssignale werden hier nicht weiter dargestellten Schaltungsbestandteilen des Empfängers 10 zur Weitergabe, Speicherung, Wiedergabe oder dergleichen in an sich bekannter Weise weitergleitet. Beim Detektorkreis 22 handelt es sich beispielsweise um einen so genannten Joint-Detektor, dessen Aufbau und Wirkungsweise bekannt sind. Bei dem Detektorkreis 20 handelt es sich beispielsweise um einen so genannten RAKE- Empfänger (Single User Detektor). Aufbau und Funktion derartiger RAKE-Empfänger sind ebenfalls allgemein bekannt, so dass im Rahmen der vorliegenden Beschreibung hierauf nicht näher eingegangen werden soll. In the figure, a receiver, designated overall by 10, for a spreading band message transmission system (UMTS) is shown in a block diagram. The receiver 10 comprises a receiving part 12 , which converts electromagnetic message signals received via an antenna 14 into received signals. These received signals are fed via an analog / digital converter 16 to a decoder circuit, designated overall by 18. The decoder circuit 18 comprises a first detector circuit 20 and a second detector circuit 22 . The detector circuits 20 and 22 are electrically connected in parallel and are each connected to an output connection 24 or 24 'of a first switch 26 and an input connection 28 or 28' of a second switch 30 , respectively. An input connection 32 of the first switch 26 is connected to the analog / digital converter 16 . An output connection 34 of the second switch 30 is connected to a decoder 36 . The received signals decoded by means of the decoder 36 are forwarded in a manner known per se to the circuit components of the receiver 10, which are not further shown here, for transmission, storage, reproduction or the like. The detector circuit 22 is, for example, a so-called joint detector, the structure and mode of operation of which are known. The detector circuit 20 is, for example, a so-called RAKE receiver (single user detector). The structure and function of such RAKE receivers are also generally known, so that they will not be discussed in more detail in the present description.

Der Decoder 36 ist über höhere Protokoll-Layer 46 mit einem Entscheider 38 verbunden, dessen Schaltausgang 40 mit Steueranschlüssen 42 beziehungsweise 44 der Umschalter 26 beziehungsweise 30 verbunden ist. Ein weiteres Eingangssignal des Entscheiders 38 kann von den höheren Protokoll-Layern 46 unmittelbar kommen. The decoder 36 is connected via a higher protocol layer 46 to a decision maker 38 , the switching output 40 of which is connected to control connections 42 and 44 of the changeover switches 26 and 30, respectively. Another input signal from the decision maker 38 can come directly from the higher protocol layers 46 .

Der in der Figur dargestellte Empfänger 10 zeigt folgende Funktion:
Im Bereitschaftszustand (Stand-by-Betrieb) des Empfängers 10 ist der Eingangsanschluss 32 des Umschalters 26 mit dessen Ausgangsanschluss 24' und der Eingangsanschluss 28' des Umschalters 30 mit dessen Ausgangsanschluss 34 verbunden. Hierdurch werden die von der Empfangseinheit 12 empfangenen elektromagnetischen Signale nach deren Digitalwandlung über den Detektorkreis 20 und den Decoder 36 geführt. Im Bereitschaftszustand des Empfängers 10 werden keine Daten- und/oder Sprachsignale empfangen. Im Bereitschaftszustand werden die gemeinschaftlichen Kanäle (so genannte common transport channels) von einer nicht dargestellten Basisstation gesendet und vom Empfänger 10 empfangen. Der Decoder 36 gibt die empfangenen gemeinschaftlichen Kanäle an die höheren Layer 46. Solange die Bitfehlerrate nicht zu hoch ist oder die höheren Layer 46 nicht den Beginn einer Nachrichtenübertragung signalisieren, werden die empfangenen Signale über den Detektorkreis 20 geführt, der einen relativ einfachen Aufbau und somit relativ geringen Energiebedarf besitzt. Der Energiebedarf des Empfängers 10 insgesamt wird bekannterweise durch einen im Empfänger 10 angeordneten Akkumulator oder dergleichen gedeckt. Aufgrund des geringen Energiebedarfs des Detektorkreises 20 im Bereitschaftszustand werden lange Stand-by-Zeiten des Empfängers 10 erreicht. The receiver 10 shown in the figure has the following function:
In the ready state (standby mode) of the receiver 10 , the input connection 32 of the switch 26 is connected to its output connection 24 ′ and the input connection 28 ′ of the switch 30 to its output connection 34 . As a result, the electromagnetic signals received by the receiving unit 12 are passed via the detector circuit 20 and the decoder 36 after their digital conversion. In the ready state of the receiver 10 , no data and / or voice signals are received. In the ready state, the common channels (so-called common transport channels) are sent by a base station (not shown) and received by the receiver 10 . The decoder 36 passes the received shared channels to the higher layers 46 . As long as the bit error rate is not too high or the higher layers 46 do not signal the start of a message transmission, the received signals are routed via the detector circuit 20 , which has a relatively simple structure and thus a relatively low energy requirement. The energy requirement of the receiver 10 as a whole is known to be covered by an accumulator or the like arranged in the receiver 10 . Due to the low energy requirement of the detector circuit 20 in the standby state, long standby times of the receiver 10 are achieved.

Sollen über die Empfangseinheit 12 Nachrichtensignale, beispielsweise Daten- und/oder Sprachsignale, empfangen werden, so wird dies in den höheren Layern 46 festgestellt und diese Information an den Entscheider (Schaltmittel) 38 weitergegeben. Dieser steuert wiederum die Steueranschlüsse 42 und 44 der Umschalter 26 und 30 synchron an. Bei anliegenden Steuersignalen wird der Eingangsanschluss 32 des Umschalters 26 mit dessen Ausgangsanschluss 24 und der Eingangsanschluss 28 des Umschalters 30 mit dessen Ausgangsanschluss 34 verbunden. Hierdurch werden die empfangenen Signale über den Detektorkreis 22 - dem Joint-Detektor - geführt. Dieser besitzt den erforderlichen, relativ komplexen Aufbau der zum Erreichen der für Daten- und/oder Sprachsignale erforderlichen Signalqualität am Detektorausgang notwendig ist. Der hierbei erforderliche höhere Energiebedarf wird ebenfalls durch die Energiequelle, insbesondere den Akkumulator, des Empfängers 10 gedeckt. If message signals, for example data and / or voice signals, are to be received via the receiving unit 12 , this is determined in the higher layers 46 and this information is passed on to the decision maker (switching means) 38 . This in turn controls the control connections 42 and 44 of the changeover switches 26 and 30 synchronously. When control signals are present, the input connection 32 of the changeover switch 26 is connected to its output connection 24 and the input connection 28 of the changeover switch 30 to its output connection 34 . As a result, the received signals are routed via the detector circuit 22 - the joint detector. This has the required, relatively complex structure which is necessary to achieve the signal quality required for data and / or voice signals at the detector output. The required higher energy requirement is also covered by the energy source, in particular the accumulator, of the receiver 10 .

Soll die Übertragung der Daten- und/oder Sprachsignale beendet werden, so wird dies in den höheren Layern 46 festgestellt und diese Information an den Entscheider (Schaltmittel) 38 weitergegeben. Dieser veranlasst durch entsprechende Steuersignale die Umschalter 26 und 30, ihre Schaltstellung gemäß Bereitschaftszustand einzunehmen - wie in der Figur gezeigt. Hierdurch werden die empfangenen Signale wiederum über den den einen relativ geringen Energiebedarf aufweisenden Detektorkreis 20 geführt. If the transmission of the data and / or voice signals is to be ended, this is determined in the higher layers 46 and this information is passed on to the decision maker (switching means) 38 . By means of corresponding control signals, this causes the changeover switches 26 and 30 to assume their switching position in accordance with the ready state - as shown in the figure. As a result, the received signals are in turn passed over the detector circuit 20 , which has a relatively low energy requirement.

Es wird deutlich, dass durch Umschalten des Empfängers 10 auf den Detektorkreis 20 im Bereitschaftszustand des Empfängers 10 (Stand-by-Betrieb) lediglich ein geringerer Energiebedarf benötigt wird, als wenn der Detektorkreis 22 den Bereitschaftszustand mit abdecken müsste. It is clear that by switching the receiver 10 to the detector circuit 20 in the ready state of the receiver 10 (standby mode), only a lower energy requirement is required than if the detector circuit 22 had to cover the ready state.

Die Detektorkreise 20 und 22 können gemeinsame Schaltungsbestandteile nutzen, wobei je nach Zustand des Empfängers 10 die gemeinsamen Schaltungsbestandteile als Teil des Detektorkreises 20 oder Teil des Detektorkreises 22 geschaltet sind. Hierdurch ist ein Bauelementeaufwand reduziert. The detector circuits 20 and 22 can use common circuit components, the common circuit components depending on the state of the receiver 10 being connected as part of the detector circuit 20 or part of the detector circuit 22 . As a result, component expenditure is reduced.

Claims

1. Receiver for message transmission systems with a receiving part and a decoder circuit for recovering a symbol sequence from a received signal, characterized in that the decoder circuit ( 18 ) comprises two switchable detector circuits ( 20 , 22 ), of which a first detector circuit ( 20 ) is designed for standby reception and a second detector circuit ( 22 ) is designed for receiving messages.

2. Receiver according to claim 1, characterized in that the second detector circuit ( 22 ) is designed for a bandwidth-spreading message transmission system (UMTS).

3. Receiver according to claim 1, characterized in that the second detector circuit ( 22 ) is designed for a non-bandwidth-spreading message transmission system (GSM).

4. Receiver according to one of the preceding claims, characterized in that the second detector circuit ( 22 ) is a complex detector, in particular a joint detector.

5. Receiver according to one of the preceding claims, characterized in that the first detector circuit ( 20 ) is a simple single user detector, in particular a RAKE receiver.

6. Receiver according to one of the preceding claims, characterized in that the detector circuits ( 20 , 22 ) are connected in parallel and with output connections ( 24 , 24 ') and input connections ( 28 , 28 ') of two synchronously switchable switches ( 26 , 30 ) are connected.

7. Receiver according to one of the preceding claims, characterized in that trigger signals of the changeover switch ( 26 , 30 ) from a decoder ( 36 ) and / or protocol layers ( 46 ) of the decoder circuit ( 18 ) can be generated.

8. Receiver according to one of the preceding claims, characterized in that the detector circuits ( 20 , 22 ) use common circuit components.

9. Receiver according to claim 8, characterized in that depending on the reception state of the receiver ( 10 ), the common circuit components as part of the detector circuit ( 20 ) or part of the detector circuit ( 22 ) can be switched.