DE60225025T2

DE60225025T2 - Erfassung eines torgeschalteten pilotsignals

Info

Publication number: DE60225025T2
Application number: DE60225025T
Authority: DE
Inventors: Abhay A. San Diego JOSHI; Arthur James Longmont NEUFELD
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: US20030031144A1; KR20040017859A; DE60225025D1; JP2004538711A; WO2003015307A2; US7602840B2; KR101017547B1; ATE386371T1; US20040228308A1; TW576059B; CN1539209A; US6795489B2; JP2009010950A; JP4335959B2; WO2003015307A3; JP4184267B2; EP1425862A2; EP1425862B1

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Kommunikationssysteme und insbesondere auf Systeme und Techniken zur Erfassung eines geschalteten (gated) Pilotsignals.
Hintergrund
Moderne Kommunikationssysteme sind so gestaltet, dass sie es mehreren Anwendern erlauben, ein gemeinsames Kommunikationsmedium zu nutzen. Ein solches Kommunikationssystem ist ein Codespreizungs-Mehrfachzugriffssystem (code division multiple access, CDMA). Das CDMA-Kommunikationssytem ist ein Modulations- und Mehrfachzugriffsschema basierend auf Spreizspektrum-Kommunikation. In einem CDMA-Kommunikationssystem teilt sich eine große Anzahl von Signalen dasselbe Frequenzspektrum und liefert als Ergebnis eine Erhöhung der Anwenderkapazität. Dies wird erreicht, indem jedes Signal mit eifern unterschiedlichen Pseudorauschen-Code (Pseudo Noise, PN) übertragen wird, das einen Träger moduliert und dadurch das Spektrum der Signalwellenform spreizt. Die übertragenen Signale werden im Empfänger durch einen Korrelator getrennt, der einen entsprechenden PN-Code verwendet, um das Spektrum des gewünschten Signals zu entspreizen. Die unerwünschten Signale, deren PN-Codes nicht passen, werden in der Bandbreite nicht entspreizt und tragen nur zum Rauschen bei. In einem CDMA-Kommunikationssystem kann ein Teilnehmergerät durch eine oder mehrere Basisstationen auf ein Netzwerk zugreifen oder mit anderen Teilnehmergeräten kommunizieren. Jede Basisstation ist so konfiguriert, um alle Teilnehmergeräte in einer spezifischen geographischen Region zu bedienen, die im Allgemeinen als eine Zelle bezeichnet wird. In einigen Anwendungen mit viel Verkehr kann die Zelle in Sektoren geteilt werden, wobei eine Basisstation einen Sektor bedient. Jede Basisstation überträgt ein kontinuierliches Pilotsignal, das durch die Teilnehmergeräte verwendet wird, um sich mit einer Basisstation zu synchronisieren und um kohärente Demodulation des übertragenen Signals bereit zu stellen, sobald das Teilnehmergerät mit der Basisstation synchronisiert ist. Das Teilnehmergerät stellt im Aligemeinen einen Kommunikationskanal mit der Basisstation her, die das stärkste Pilotsignal aufweist. In einem Beispiel, das in der EP 1009105A1 beschrieben wird, umfasst ein drahtloses Kommunikationssystem, ein zusammengesetztes Synchronisationssignal das als „SYNC" bezeichnet wird. Das SYNC-Signal dient dazu, dass es dem Empfänger erlaubt, sich selbst mit denn Sender zu synchronisieren. Die Aussendungsperiode des zusammengesetzten Signals ist T. Das SYNC-Signal umfasst zwei überlagerte Codes mit einer gemeinsamen Periode L und einer gemeinsamen Phase τ. Die Periode T des SYNC-Signals ist ein ganzzahliges Mehrfaches k der Länge L des zusammengesetzten Codes. Die zwei überlagerten Codes umfassen einen vorbestimmten Pilot-Code C_p und ein Nutzsignal C_s. Der Empfänger erfasst den Pilotcode C_p und erfasst die Phase τ. Während des Rests der SYNC-Aussendungsperiode korreliert der Empfänger nacheinander die empfangenen C_s des Nutzsignals mit Referenz-Codes R. Auf diese Weise lehrt die Referenz D1 das Erfassen eines zusammengesetzten SYNC-Signals einschließlich eines Pilotcodes. Die R-Korrelationsberechnungen werden während der k-1 verbleibenden Perioden L durchgeführt. Als Ergebnis wird während der Periode T das empfangene Nutzsignal CS,t mit einem oder mehreren Referenzcodes C1 korreliert. Diese Referenz lehrt ein Verfahren zum Erfassen eines SYNC-Signals einschließlich eines Pilotcodes.
In einem weiteren Beispiel stellen Yi-Pin Wang et al., „Cell search algorithms and optimization in W-CDMA" ein Verfahren zum Suchen nach einer Zelle vor, wobei jede Zelle im Wesentlichen durch ihre Vorwärtsverbindung-(Downlink-)Verschlüsselungscodes identifiziert wird. Das Verfahren umfasst drei Stufen zum Bestimmen eines Verschlüsselungscodes. Verschlüsselungscodes werden in Inter wallen von einem Frame übertragen und deshalb, sobald die Mobilstation die Grenze des Frames kennt, kennt die Mobilstation die Phase des Verschlüsselungscodes. Um Zellsuche zu unterstützen, werden drei Kanäle verwendet, nämlich der primäre Synchronisationskanal (P-SCH), der sekundäre Synchronisationskanal (5-SCH) und der gemeinsame Pilotkanal (CPICH). Der P-SCH wird zusammen mit dem S-SCH auch als der Synchronisationskanal (SCH) bezeichnet. Der CPICH trägt die gemeinsam Pilotsignale der Vorwärtsverbindung (Downlink) und wird durch den primären Verschlüsselungscode der Vorwärtsverbindung der Zelle verschlüsselt. Das in dieser Publikation vorgestellte Verfahren verwendet einen dreistufigen, geleiteten Ansatz zur Zellsuche. In einer ersten Stufe verwendet Schlitzsynchronisation einen P-SCH angepassten Filter zum Erkennen einer Schlitzgrenze. In einer zweiten Stufe wird der Frame durch Korrelation des empfangenen Signals mit allen S-SCH Sequenzen synchronisiert, um die Frame-Grenze und die Codegruppe zu identifizieren. Der primäre Verschlüsselungscode der Vorwärtsverbindung kann durch Korrelation des CPICH mit allen möglichen Verschlüsselungscodes in der identifizierten Codegruppe identifiziert werden. Auf diese Weise ist der Empfänger in der Lage, sich mit einer Zelle zu synchronisieren.
Weiterhin stellt die WO01/01596A1 ein effizientes Verfahren zum Erlangen von Synchronisation in einem W-CDMA Kommunikationssystem vor, unter Verwendung des P-SCH, S-SCH und des CPICH zum Erlangen von Synchronisation mit einer Zelle unter Verwendung von – Stichprobenansammlung mit variabler Dauer, Validitätstesten von Decoderschätzungen und paralleles Dekodieren von mehrfachen Synchronisationssignalen innerhalb eines Kanals. Der Empfänger sammelt die Stichproben ein, die zum zuverlässigen Bestimmen der Zeit des Schlitzes notwendig sind. Stichproben werden für Zeitschätzungen eines Frames angesammelt, bis die Zeitschätzungen des Schlitzes einen Validitätstest bestehen. Die Stichproben werden analysiert, um den Versatz des Piloten des Kanals zu bestimmen, bis die Zeitschätzungen des Frames einen Validitätstest bestehen.
Weiterhin offenbart die WO01/17125 ein Verfahren zum Erfassen von nichtgeschalteten (non-gated) Pilotsignalen in einem System, in dem alle Basisstationen miteinander synchronisiert sind, aufweisend suchen nach einem ersten Pilotsignal von einer Basisstation und Ableiten einer Suchfenstergrößeninformation aus dieser Suche und Suchen nach einen zweiten Pilotsignal von einer weiteren Basisstation unter Verwendung der genannten Fenstergrößeninformation. Da ein kontinuierliches Pilotsignal Bandbreite erfordert, die anderweitig zur Übertragung von Informationen verwendet werden könnte, haben einige kürzlich entwickelte CDMA-Kommunikationssysteme geschaltete (gated) Pilotsignale verwendet. Durch Schalten des Pilotsignals kann zusätzliche Bandbreite gewonnen werden, die die Kapazität der Basisstation vergrößert. Allerdings kann das Synchronisieren des Teilnehmergeräts mit dem geschalteten Pilotsignal höchst ineffizient sein, da das Teilnehmergerät beträchtliche Ressourcen zur Suche nach dem Pilotsignal während Perioden, in denen keins vorhanden ist, aufwenden kann.
Zusammenfassung
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Erfassen eines geschalteten Pilotsignals Suchen nach einem ersten geschalteten Pilotsignal, Ableiten von Zeitinformationen aus der Suche nach dem ersten geschalteten Pilotsignal und Suchen nach einem zweiten geschalteten Pilotsignal unter Verwendung der Zeitinformationen.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Empfänger einen Sucher, der zum Erzeugen einer Bitfolge konfiguriert ist, einen Korrelator, der zum Korrelieren eines empfangenden Signals mit der Bitfolge konfiguriert ist, und einen Prozessor, der konfiguriert ist zum Erkennen eines ersten geschalteten Pilotsignals als eine Funktion der Korrelation, zum Ableiten von Zeitinformationen aus dem ersten geschalteten Pilotsignal und zum Erkennen eines zweiten ge schalteten Pilotsignals, in dem die Zeitinformationen zum Steuern der Bitfolge, die durch den Sucher erzeugt wird, verwendet werden.
In noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung führt ein Computer-Lesbares Medium, dass ein Programm von Anweisungen verkörpert, das durch einen Computer ausgeführt werden kann, ein Verfahren zum Erfassen eines ausgebildeten Pilotsignals aus, wobei das Verfahren Suchen nach einem ersten geschalteten Pilotsignal, Ableiten von Zeitinformationen aus der Suche nach dem ersten geschalteten Pilotsignal und Suchen nach einem zweiten geschalteten Pilotsignal unter Verwendung der Zeitinformationen umfasst.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Empfänger erste Erkennungsmittel zum Erkennen eines ersten geschalteten Pilotsignals, Zeitsteuermittel zum Ableiten von Zeitinformationen aus dem ersten geschalteten Pilotsignal und zweite Erkennungsmittel zum Erkennen eines zweiten geschalteten Pilotsignals unter Verwendung der Zeitinformationen.
In noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Erfassen eines geschalteten Pilotsignals Suchen nach einer Mehrzahl von ersten geschalteten Pilotsignalen, wobei jedes Pilotsignal eine Bitfolge aus einer ersten Nebenklasse (coset) umfasst, Ableiten von Zeitinformationen aus der Suche nach den ersten geschalteten Pilotsignalen und Suchen nach einer Mehrzahl von zweiten geschalteten Pilotsignalen unter Verwendung der Zeitinformationen, wobei jedes der zweiten geschalteten Pilotsignale eine Bitfolge aus einer Mehrzahl von Nebenklassen, die nicht gleich der ersten Nebenklasse ist, umfasst.
In noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Empfänger einen Sucher, der zum Erzeugen einer Bitfolge konfiguriert ist, einen Korrelator, der zum Korrelieren eines empfangenden Signals mit der Bitfolge konfiguriert ist, und einen Prozessor, der konfiguriert ist zum Suchen nach einer Mehrzahl von ersten geschalteten Pilotsignalen, in dem der Sucher durch eine Mehrzahl von ersten Bitfolgen aus einer ersten Nebenklasse geführt wird, zum Ableiten von Zeitinformationen als eine Funktion der Korrelation des empfangenden Signals mit jeder Bitfolge aus der ersten Nebenklasse und zum Suchen nach einer Mehrzahl von zweiten geschalteten Pilotsignalen, indem der Sucher durch eine Folge einer Mehrzahl von Bitfolgen aus jeden einer Mehrzahl von Nebenklassen, die nicht gleich der ersten Nebenklasse ist, nacheinander prüft und zum Steuern der Korrelation davon mit dem empfangenden Signal als eine Funktion der Zeitinformationen.
In einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Aufbau eines Kommunikationskanals Senden von jeder einer Mehrzahl von ersten Basisstationen eines ersten geschalteten Pilotsignals, wobei jedes Pilotsignal eine Bitfolge aus einer ersten Nebenklasse umfasst, übertragen von jeder einer Mehrzahl von zweiten Basisstationen eines zweiten geschalteten Pilotsignals, wobei jedes Pilotsignal eine Bitfolge aus einer Mehrzahl von Nebenklassen aufweist, die nicht gleich der ersten Nebenklasse ist, Suchen von einen Teilnehmergerät nach den ersten geschalteten Pilotsignalen und Ableiten von Zeitinformationen aus der Suche nach den ersten geschalteten Pilotsignalen, Suchen von dem Teilnehmergerät nach den zweiten geschalteten Pilotsignalen unter Verwendung der Zeitinformationen und Aufbau eines Kommunikationskanals zwischen dem Teilnehmergerät und einer der ersten und zweiten Basisstationen, basierend auf der Suche nach den ersten und zweiten geschalteten Pilotsignalen.
Es ist selbstverständlich, dass weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Fachleuten unmittelbar aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich werden, wobei nur beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung im Wege der Veranschaulichung gezeigt und beschrieben werden. Wie man verstehen wird, ist die Erfindung zu weiteren und verschiedenen Ausführungsformen in der Lage, und ihre verschiedenen Details sind zum Modifizieren in verschiedenen weiterer Hinsicht in der Lage, ohne dabei von dem Geist und dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sind die Zeichnungen und die de taillierte Beschreibung als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Aspekte der vorliegenden Erfindung werden in den beigefügten Zeichnungen auf dem Wege des Beispiels und nicht der Einschränkung veranschaulicht, wobei:
1 ein Systemdiagramm eines beispielhaften Kommunikationssystems ist;
2 ein Zeitdiagramm ist, das eine PN-Codefolge für mehrere beispielhafte Basisstationen ist, die in einem CDMA Kommunikationssystem arbeiten;
3 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Empfängers in einem CDMA-Kommunikationssystem ist;
4 ein Coderaumdiagramm der Ausgabe eines beispielhaften Demodulators ist, der in einem CDMA-Empfänger verwendet wird;
5 ein Coderaumdiagramm einer verarbeiteten Version der beispielhaften Demodulatorausgabe von 4 ist; und
6 ein Flussdiagramm ist, das einen beispielhaften Algorithmus zeigt, der durch einen Prozessor in einem CDMA-Empfänger ausgeführt wird.
Detaillierte Beschreibung
Die detaillierte Beschreibung, die im folgenden im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen dargelegt ist, ist als eine Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gedacht, und sie ist nicht dazu gedacht, die einzigen Ausführungsformen dazustellen, in denen die vorliegende Erfindung ausgeführt werden kann. In einigen Beispielen umfasst die detaillierte Beschreibung spezifische Details für den Zweck, ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu liefern. Allerdings ist es für Fachleute deutlich, dass die vorliegende Erfindung ohne diese spezifischen Details ausgeführt werden kann. In weiteren Beispielen sind wohlbekannte Strukturen und Geräte in Form eines Blockdiagramms gezeigt, um ein verschleiern der Konzepte der vorliegenden Erfindung zu vermeiden.
In einer beispielhaften Ausführungsform eines Kommuniaktionssystems kann Erfassen eines geschalteten Pilotsignals erreicht werden, in dem ein Suchverfahren eingesetzt wird, das bestimmte Charakteristiken eines geschalteten Pilotsignals ausnutzt. Als Beispiel können Zeitinformationen aus einem geschalteten Pilotsignal von einer oder mehreren Basisstationen verwendet werden, um nach zusätzlichen geschalteten Pilotsignalen von anderen Basisstationen in einen CDMA Kommunikationssystem zu suchen. Sobald die Suche abgeschlossen ist, kann ein Teilnehmergerät dann direkt das stärkste geschaltete Pilotsignal zur Erfassung identifizieren. Genauer gesagt können die Zeitinformationen aus dem geschalteten Pilotsignal von einer oder mehreren Basisstationen verwendet werden, um vorherzusagen, wann die verbleibenden geschalteten Pilotsignale auftreten werden, um die gesamte Suchzeit zu verringern. Die Zeitinformationen können aus einem geschalteten Pilotsignal gewonnen werden, selbst wenn es zu schwach zum Erfassen ist.
Obwohl die verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung im Kontext eines CDMA-Kommunikationssystems beschrieben werden, werden Fachleute erken nen, dass die Techniken zum Erfassen eines geschalteten Pilotsignals, die hierin beschrieben werden, genauso passend zum Gebrauch in verschiedenen anderen Kommunikationsumgebungen sind. Dementsprechend ist jeder Bezug auf ein CDMA-Kommunikationssystem nur zum Veranschaulichen der erfinderischen Aspekte der vorliegenden Erfindungen gedacht, wobei es sich versteht, dass solche erfinderischen Aspekte einen weiten Bereich von Anwendungen haben.
1 ist ein Systemdiagramm eines beispielhaften Kommunikationssystems 100. Das Kommunikationssystem stellt einen Mechanismus für ein Teilnehmergerät 102 zum Zugreifen auf ein Netzwerk bereit oder zum Kommunizieren mit anderen Teilnehmergeräten über eine oder mehrere Basisstationen. Um die Beschreibung zu vereinfachen, sind nur drei Basisstationen 104, 106 und 108 gezeigt, allerdings werden aus praktischen Gründen zahllose Basisstationen im Betrieb sein, wobei wenigstens eine Basisstation in jeder Zelle angeordnet ist. Wenn die Zellen in Sektoren aufgeteilt sind, wäre eine Basisstation in jeden Sektor angeordnet. In der beschriebenen beispielhaften Ausführungsform überträgt jede Basisstation 104, 106 und 108 jeweils ein geschaltetes Pilotsignal 110, 112 bzw. 114. Das geschaltete Pilotsignal wird von dem Teilnehmergerät 102 zur anfänglichen Synchronisation mit einer Basisstation verwendet, und es wird zum Bereitstellen von kohärenter Demodulation des übertragenden Signals verwendet, sobald das Teilnehmergerät mit einer der Basisstationen synchronisiert ist.
Das geschaltete Pilotsignal enthält keine Daten und ist allgemein als ein unmoduliertes Spreizspektrumsignal gekennzeichnet. Der PN-Code, der zum Spreizen von jedem geschalteten Pilotsignal 110, 112 und 114 verwendet wird, sollte deshalb verschieden sein, um es dem Teilnehmergerät 102 zu erlauben, zwischen den drei Basisstationen 104, 106 und 108 zu unterscheiden. Der PN-Code, der zum Spreizen eines jeden geschalteten Pilotsignals verwendet wird, ist a priori dem Teilnehmergerät 102 bekannt und deshalb kann jedes geschaltete Pilotsignal 110, 112 und 114 von dem Teilnehmergerät durch einen Korrelationsprozess mit einem lokal erzeugten PN-Code entspreizt werden. Ein Kommunikationskanal kann dann mit der Basisstation aufgebaut werden, die das stärkste geschaltete Pilotsignal hat. Unter relativ konstanten Umweltbedingungen wird das stärkste geschaltete Pilotsignal im Allgemeinen von der Basisstation gesendet, die dem empfangenden Teilnehmergerät 102 am nächsten ist, in diesem Falle der Basisstation 106.
Das Erfassen des geschalteten Pilotsignals umfasst im Allgemeinen eine Suche über einen Bereich von Zeit und Frequenzunsicherheit, um das empfangene geschaltete Pilotsignal mit dem lokal erzeugten PN-Code zu synchronisieren. In der beschriebenen beispielhaften Ausführungsform führt das Teilnehmergerät 102 diese Suche dreimal aus, einmal für jedes geschaltete Pilotsignal 110, 112 und 114. Wenn allerdings alle Basisstationen so miteinander synchronisiert sind, dass die geschalteten Pilotsignale von jeder Basisstation zur selben Zeit auftreten, können Zeitinformationen von einer ersten Suche verwendet werden, um den Bereich von Unsicherheit in Zeit und Frequenz für zusätzliche Suchen wesentlich zu verringern. Die Synchronisation der Basisstationen kann auf jede im Stand der Technik bekannte Art durchgeführt werden. Als Beispiel könnten die Basisstationen auf eine gemeinsame Zeitreferenz wie etwa das Navstar Global Positioning Satellitennavigationssystem synchronisiert sein. Mit einem synchronisierten Kommunikationssystem kann das Teilnehmergerät 102 eine einzige Suche zum Erkennen, zum Beispiel, des geschalteten Pilotsignals 110 von der Basisstation 104 ausführen. Das geschaltete Pilotsignal 110 kann als eine Zeitreferenz zum lokalisieren der verbleibenden geschalteten Pilotsignale 110 und 114 verwendet werden, auch wenn das geschaltete Pilotsignal 110 von der Basisstation 104 zu schwach zum Erfassen ist. Praktischerweise sollte die anfängliche Suche zahlreiche geschaltete Pilotsignale umfassen, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass die Zeitreferenz durch Rauschen beschädigt ist.
Obwohl in ihrer Anwendbarkeit nicht beschränkt, kann das oben beschriebene Suchverfahren insbesondere auf CDMA-Kommunikationssysteme angepasst werden. In CDMA Kommunikationssystemen hat das geschaltete Pilotsignal, das von jeder Basisstation übertragen wird, im Allgemeinen denselben PN-Code, allerdings mit einem unterschiedlichen Phasenversatz. Der Gebrauch desselben PN-Codes ist vorteilhaft, da er einem Teilnehmergerät erlaubt, auf eine Basisstation mit einer Suche durch eine einzige PN-Codesequenz für alle Phasenversätze zuzugreifen. Der Phasenversatz erlaubt es, das geschaltete Pilotsignal für jede Basisstation voneinander zu unterscheiden.
Das geschaltete Pilotsignal, das von jeder Basisstation übertragen wird, ist in einem Pilotkanal einer Vorwärtsverbindungs-Wellenform enthalten. Die Vorwärtsverbindung bezieht sich auf Übertragungen von einer Basisstation an ein Teilnehmergerät. Die Vorwärtsverbindungs-Wellenform kann verschiedene Formen annehmen, ohne von den beschriebenen erfinderischen Konzepten abzuweichen. Zum Beispiel impliziert die eigentliche Natur eines „geschalteten" Pilotsignals, dass die Kanalstruktur der Vorwärtsverbindung in ihrer einfachsten Form wenigstens einen Kanal umfasst, der mit dem Pilotkanal zeitlich verschachtelt ist. In der beschriebenen beispielhaften Ausführungsform ist der Pilotkanal mit einem Verkehrskanal zeitlich verschachtelt. Die resultierende Vorwärtsverbindungs-Wellenform wird durch eine Basisstation mit einem PN-Code gespreizt, auf eine Trägerwellenform moduliert, verstärkt und in ihrer jeweiligen Welle oder ihren Sektor übertragen.
Komplexere Vorwärtsverbindungs-Kanalstrukturen werden auch in Betracht gezogen. Zum Beispiel kann der Verkehrskanal in mehrere Codekanäle zerlegt (geparst) werden, in dem jeder Verkehrskanal mit einem inneren orthogonalen Code gespreizt wird, der unter Verwendung von Walsh-Funktionen erzeugt wird. Alternativ kann der Pilotkanal mit einer Walsh-Überdeckung (Walsh Cover) gespreizt werden, und zusätzliche Code- und Zeitkanäle können hinzugefügt werden, um einen Synchronisationskanal, Pagingkanäle und Verkehrskanäle zu umfassen.
In CDMA-Kommunikationssystemen ist der PN-Code periodisch und wird typischerweise als 32.768 Chips/pro Periode mit 512 Phasenversetzen gewählt, die einen Abstand von 64 Chips haben. Das Pilotsignal wird durch den PN-Code gespreizt und wird in 32 Aussendungen (Chips) von Pilotsignalen pro Periode übertragen. Ein beispielhaftes CDMA-Kommunikationssystem, das dieses Verfahren verwendet, ist ein High-Data-Rate (HDR) Kommunikationssystem. Das HDR-Kommunikationssystem ist typischerweise so gestaltet ist, um einem oder mehreren Standards zu entsprechen, wie etwa dem „cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification", 3GP2C.S0024, Version 2, 27. Oktober 2000, veröffentlicht durch ein Konsortium, das „Third Generation Partnership Project" genannt wird. In Kommunikationssystemen außer HDR kann die Länge des PN-Codes zum Spreizen des Pilotsignals in Abhängigkeit von mehreren Faktoren variieren. Ein kurzer PN-Code unterstützt eine schnellere Erfassungszeit, während ein langer PN-Code die Verarbeitungsverstärkung erhöht. Fachleute sind ohne weiteres zum Bewerten des Trade offs in der Lage sein, um die optimale Länge für den PN-Code zu bestimmen. Zusätzlich können die Anzahl der Phasenversätze, Abstände und Pilotaussendungen pro Periode variiert werden, um Systemparameter zu optimieren.
2 ist ein Zeitdiagramm für ein beispielhaftes Kommunikationssystem, das 16-PN-Codes 200 zeigt, wobei jeder eine Länge von 32768 Chips hat. Der Einfachheit halber wird der Ausdruck „Symbol" als eine Abkürzung zum Identifizieren einer PN-Codefolge von 64 Chips verwendet, wobei angenommen wird, dass das geschaltete Pilotsignal keine Daten enthalten. Mit dieser Konvention kann der PN-Code von 32.768 Chips durch eine 512-Symbolfolge dargestellt werden. Jeder PN-Code umfasst dieselbe Symbolfolge, ist aber in der Phase durch ein Symbol verschoben.
Jeder PN-Code wird zum Spreizen eines Pilotsignals verwendet. Eine Schaltfunktion 204 wird dann auf jedes Spreizspektrum-Pilotsignal 202 angewandt. Für Zwecke der Darstellung wird die Schaltfunktion definiert als ein „Tor", das eine Breite von einem Symbol und eine Periode von 16 Symbolen aufweist. Als ein Ergebnis dieser Schaltfunktion 204 können 16 verschiedene Symbolfolgen 206 erzeugt werden. Dieselbe Symbolfolge wird bei jeder 16 PN-Codephasenverschiebung erzeugt, wie durch PN₀ und PN₁₆ gezeigt. Alle geschalteten Pilotsignale, die dieselbe Symbolfolge unabhängig von der Phasenverschiebung aufweisen, können in eine Nebenklasse wie im Folgenden gruppiert werden.
Nebenklasse₀: PN₀, PN₁₆, PN₃₂, ... PN₄₉₆
Nebenklasse₁: PN₁, PN₁₇, PN₃₃, ... PN₄₉₇
Nebenklasse₂: PN₂, PN₁₈, PN₃₄, ... PN₄₉₈
Nebenklasse₁₅: PN₁₅, PN₃₁, PN₄₇, ... PN₅₁₁,
wobei die Anzahl der Nebenklassen als die Anzahl der PN-Codephasenversätze geteilt durch die Anzahl der Pilotsignalaussendungen und pro Periode definiert werden kann. Wenn nach den Pilotsignalaussendungen von einer Nebenklasse gesucht wird, werden die Pilotsignalaussendungen von den anderen Nebenklassen nicht gesehen.
3 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Empfängers in einem Teilnehmergerät, das in einem CDMA-Kommunikationssystem arbeitet. In der beschriebenen beispielhaften Ausführungsform werden die Signalaussendungen von allen Basisstationen über eine oder mehrere Antennen 302 empfangen. Das resultierende überlagerte Signal, das von der Antenne 302 empfangen wird, wird an einen RF-Abschnitt 304 bereitgestellt. Der RF-Bereich 304 filtert und verstärkt das Signal, wandelt das Signal auf ein Basisbandsignal herunter und digitalisiert das Basisbandsignal. Die digitalen Abtastwerte werden dem Speicher 306 für Zwecke der Erfassung bereitgestellt. Der Speicher 306 speichert die Anzahl von Chips, die gleich oder größer als die Periode der Pilotsignalaussendungen sind. Dieses Vorgehen sollte in wenigstens einer geschalteten Pilotaussendung von jeder Basisstation resultieren, die im Speicher 306 erfasst ist. Ein HDR-Kommunikationssystem mit 32 Pilotsignalaussendungen über einer PN-Codefolge von 32.768 Chips hat eine Pilotsignal-Aussendungsperiode gleich 1024 Chips.
Der Erfassungsprozess umfasst Durchsuchen der digitalen Abtastwerte, die in dem Speicher gespeichert sind, um alle die Pilotsignalaussendungen für eine Nebenklasse zu finden. Dies kann erreicht werden, in dem die digitalen Abtastwerte, die in dem Speicher gespeichert sind, mit einer lokal erzeugten PN-Codefolge korreliert werden. Zum Beispiel erzeugt ein Sucher 308 ein Symbol, d. h. eine PN-Codefolge von 64 Chips, die den geschalteten Pilotsignalen von jeder Basisstation in derselben Nebenklasse gemeinsam ist. Das Symbol aus dem Sucher 308 wird an einen Demodulator 310 weitergeleitet, wo es mit den digitalen Abtastwerten, die in dem Speicher 306 gespeichert sind, korreliert wird. Der Sucher 308 verschiebt nacheinander das Symbol in seiner Phase als Teil eines systematischen Durchsuchens der digitalen Abtastwerte, um ein korrespondierendes Symbol in dem Speicher 306 zu finden. In der beschriebenen beispielhaften Ausführungsform steht der lokal erzeugte geschaltete PN-Code mit Verzögerungen zur Verfügung, die einen Abstand von einem halben Chip haben. Andere Verzögerungen können in Abhängigkeit einer Vielzahl von Faktoren verwendet werden. Fachleute können unmittelbar die Trade-Offs in der Leistung einschätzen, um die optimale inkrementelle Verzögerung für den lokal erzeugten PN-Code zu bestimmen. Sobald der lokal erzeugte PN-Code nacheinander mit seiner Phase über die digitalen Abtastwerte, die in dem Speicher 306 gespeichert sind, verschoben wurde, erzeugt der Sucher 308 das nächste nachfolgende Symbol, das den geschalteten Pilotsignalen von jeder Basisstation in der durchsuchten Nebenklasse gemeinsam ist. Das nächste Symbol wird ähnlich mit den digitalen Abtastwerten, die in dem Speicher 306 gespeichert sind, korreliert, indem nacheinander das Symbol in seiner Phase in Schritten von einem halben Chip verschoben wird. Dieses Verfahren schreitet fort, bis alle 32 Symbole mit den digitalen Abtastwerten, die in dem Speicher 306 gespeichert sind, korreliert wurden.
Der Demodulator 310 kann auf mehrere Weisen implementiert werden. Zum Beispiel kann in einem CDMA-Kommunikationssystem oder jedem anderen Typ von Kommunikationssystemen, das Diversitätstechniken zum Bekämpfen von Signal schwund (Fading) verwendet, ein RAKE-Empfänger verwendet werden. Der RAKE-Empfänger in einem CDMA-Kommunikationssystem verwendet typischerweise unabhängigen Signalschwund von auflösbaren Mehrfachpfaden, um Diversitätsverstärkung zu erreichen. Genauer gesagt kann der RAKE-Empfänger konfiguriert werden, um einen oder mehrere Mehrfachpfade des geschalteten Pilotsignals zu verarbeiten. Jedes Mehrfachpfadsignal wird in einen separaten Fingerprozessor eingespeist, um Entspreizen des PN-Codes mit dem lokal erzeugten PN-Code von dem Sucher 308 auszuführen. Walsh-Codeentschlüsselung kann durch den RAKE-Empfänger ebenfalls bereitgestellt werden, falls notwendig. Der RAKE-Empfänger kombiniert dann die Ausgabe von jedem Fingerprozessor, um das geschaltete Pilotsignal wiederherzustellen.
Die Ausgabe des Demodulators ist in 4 für alle 32 korrelierten Symbole als eine Funktion des Coderaums gezeigt. Wie in 4 dargestellt, zeigt die Ausgabe des Demodulators mehrere Energiespitzen. Die meisten der Energiespitzen sind Rauschen, allerdings sollten Pilotsignalaussendungen von nahen Basisstationen, die zu der durchsuchten Nebenklasse gehören, ebenfalls als Energiespitzen in der Ausgabe des Demodulators erscheinen. Die geschalteten Pilotsignalaussendungen von den nicht durchsuchten Nebenklassen werden durch den Demodulator nicht erkannt.
Die Ausgabe von dem Demodulator 310 wird an einen Prozessor 312 (siehe 3) bereitgestellt. Der Prozessor implementiert einen Algorithmus zum Auswählen der Basisstation, die das stärkste Pilotsignal basierend auf der demodulierten Ausgabe aufweist. Ein Verfahren umfasst Durchsuchen von jeder Nebenklasse nach Pilotsignalaussendungen von jeder Basisstation, Speichern der erkannten Pilotsignalaussendungen im Speicher und Auswählen der Basisstation, die die stärksten Pilotsignalaussendungen aufweist. In dem beispielhaften HDR-Kommunikationssystem gibt es 16 Nebenklassen.
Alternativ könnte der Prozessor einen Algorithmus implementieren, der die Zeitinformationen aus dem Durchsuchen von einer Nebenklasse verwendet, um die Suchzeit der verbleibenden Nebenklassen zu verringern. Zum Beispiel kann nachdem anfänglichen Durchsuchen der Nebenklasse ein Algorithmus verwendet werden, um die Ausgabe des Demodulators in 32 Segmente zu verringern, wobei jedes Segment in der Zeit die Korrelation der digitalen Abtastwerte, die im Speicher gespeichert sind, mit einem Symbol des lokal erzeugten PN-Codes darstellt. Die 32 Segmente können dann einander überlagert werden, wie in 5 gezeigt. Da die geschalteten Pilotaussendungen mit einer gemeinsamen Zeitreferenz synchronisiert sind, häufen sich die Energiespitzen, die die Pilotsignalaussendungen darstellen, innerhalb eines schmalen Bereichs.
Um die Rauschspitzen von den Pilotsignalaussendungen zu trennen, kann der Prozessor jede Technik verwenden. Eine Schwellenwerttechnik kann eingesetzt werden, die alle Energiespitzen identifiziert, die unter 2 der stärksten Energiespitzen fallen und die diese identifizierten Energiespitzen mittelt, um einen Rauschbasiswert 502 zu berechnen. Sobald der Rauschbasiswert 502 berechnet wurde, kann ein Schwellenwert-Energienniveau 504 berechnet werden, in dem alle Energiespitzen über dem Schwellenwert als Pilotsignalaussendungen betrachten werden, und wobei die Darunterliegenden als Rauschen betrachtet werden. Zum Beispiel könnte ein Schwellenwert als ein festes Energienniveau oberhalb des berechneten Rauschbasiswerts festgelegt werden. Alternativ könnte ein Schwellenwert auf einem bestimmten Energieniveau unterhalb der stärksten Energiespitze ermittelt werden. In wenigstens einer Ausführungsform wird ein Schwellenwert von 3 dB über dem berechneten Rauschbasiswert verwendet. Mit diesem Vorgehen werden Energiespitzen mit einem Signal-zu-Rauschverhältnis von wenigstens 3 dB durch den Prozessor als Pilotsignalaussendungen erkannt.
Da die Ausgabe des Demodulators in 32 Segmente verringert und in der Zeit gefaltet wurde, so dass Pilotsignalaussendungen von den PN-Code Phasenverschiebungen aufeinander fallen, sollten dann alle Energiespitzen, die eine Pilotsignal aussendung darstellen, innerhalb eines schmalen Pilotfensters 506 um die maximale Energiespitze liegen. Das Pilotfenster 506 sollte so dimensioniert sein, um mehrfach Pfadverzögerungen wie auch Fehler zu erlauben, die auf der mangelnden Frequenzfixierung beruhen. In wenigstens einer Ausführungsform weist das Pilotfenster 64 Chips auf und ist bei der maximalen Energiespitze zentriert.
Wenn die Schwellenwert-Operation keine Energiespitzen über dem berechneten Schwellenwert erkannt hat oder wenn die Energiespitzen, die das berechnete Schwellenwert-Energieniveau 504 überschreiten, außerhalb des erlaubten Pilotfensters 506 fallen, wird die Suche nach einer Pilotsignalaussendung innerhalb dieser Nebenklasse als erfolglos betrachtet. In diesem Fall würden die digitalen Abtastwerte, die im Speicher gespeichert sind, aktualisiert und mit dem PN-Code für die nächste Nebenklasse korreliert.
Der von dem Prozessor implementierte Algorithmus zum Bestimmen, ob die Schwellenwert-Operation gescheitert ist, kann in Abhängigkeit von der Kommunikationsumgebung, der besonderen Anwendung, den übergeordneten Entwurfseinschränkungen und anderen wichtigen Faktoren variieren. Zum Beispiel könnte der Algorithmus erfordern, dass eine minimale Anzahl von Energiespitzen das berechnete Schwellenwert-Energieniveau 504 überschreitet, um eine Pilotsignalaussendung zu erkennen. Die minimale Anzahl könnte konstant sein oder variieren. Die Varianten könnten eine Funktion der Stärke der erkannten Energiespitzen sein. Zusätzlich könnte der Algorithmus erfordern, dass alle Energiespitzen, die das berechnete Schwellenwert-Energieniveau 504 überschreiten, innerhalb des Pilotfensters 506 liegen oder alternativ nur ein bestimmter Prozentsatz. Der Prozentsatz von Energiespitzen, die über dem berechneten Schwellenwert liegen und die innerhalb des Pilotfensters liegen, karre konstant oder variable sein. Die Varianz könnte eine Funktion der Stärke der Energiespitzen, die das berechnete Schwellenwert-Energieniveau 504 überschreiten oder der Anzahl von Energiespitzen, die das berechnete Schwellenwert-Energieniveau 504 überschreiten, sein.
Sobald eine Pilotsignalaussendung innerhalb einer Nebenklasse durch den Prozessor erkannt wurde, verfügt der Prozessor über ein Wissen über die Zeitsteuerung der Pilotsignalaussendung. Mit dieser Information ist es nicht mehr nötig, dass der lokal erzeugte PN-Code nacheinander mit seiner Phase über alle digitalen Abtastwerte, die im Speicher gespeichert sind, verschoben wird. Stattdessen kann der Prozessor die Phasenverschiebung des lokal erzeugten PN-Codes abschätzen, um sie mit dem korrespondierenden PN-Code, der im Speicher gespeichert ist, auszurichten. Die geschätzte Phasenverschiebung kann verwendet werden, um den Korrelationsprozess auf eine spezifische Anzahl von Chips einzuschränken. In wenigstens einer Ausführungsform wird der lokal erzeugte PN-Code nacheinander in seiner Phase über einen Abschnitt von 64 Chips der im Speicher gespeicherten digitalen Abtastwerte in Schritten von einem halben Chip verschoben.
Ein beispielhafter Algorithmus, der durch den Prozessor implementiert wird, wird durch das Ablaufdiagramm von 6 veranschaulicht. Bei Schritt 602 speichert der Prozessor digitale Abtastwerte von Signalaussendungen der Basisstation im Speicher. In dem beschriebenen beispielhaften HDR-Kommunikationssystem überträgt jede Basisstation 32 Pilotsignalaussendungen über eine Periode von 32768 Chips. Daher sollten die digitalen Abtastwerte, die im Speicher gespeichert sind, wenigstens 1024 Chips aufweisen, um sicherzustellen, dass wenigstens eine Pilotaussendung erfasst wird. In wenigstens einer Ausführungsform werden 2048 Chips im Speicher gespeichert, um die Rauschimmunität während des Korrelationsprozesses zu erhöhen. Die gespeicherten digitalen Abtastwerte werden dann mit einem lokal erzeugten PN-Code unter Kontrolle des Prozessors korreliert. Die korrelierten Ergebnisse werden in 32 Segmente verringert und einander überlagert, wie in 5 gezeigt.
Die überlagerten Segmente der korrelierten Ergebnisse werden zum Berechnen einer Anzahl von Parameter verwendet. Bei Schritt 604 wird ein Rauschgrundwert berechnet. Basierend auf dem berechneten Rauschgrundwert wird bei Schritt 606 ein Schwellenwert-Energieniveau berechnet. Der Rauschgrundwert und das Schwellenwert-Energieniveau können in der oben im Zusammenhang mit 5 beschriebenen Weise oder auf jeder andere Weise, die im Stand der Technik bekannt ist, berechnet werden. Die überlagerten Segmente der korrelierten Ergebnisse werden dann mit dem Schwellenwert-Energieniveau bei Schritt 608 verglichen. Wenn alle Energiespitzen, die das berechnete Schwellenwert-Energieniveau überschreiten, nicht innerhalb +/– 32 Chips von der stärksten Energiespitze, d. h. dem Pilotfenster, liegen oder wenn es keine Energiespitzen gibt, die den berechneten Energie-Schwellenwert überschreiten, dann ist die Suche nach einer Pilotsignalaussendung gescheitert.
Wenn die Suche nach dem die Pilotaussendung gescheitert ist, bestimmt der Prozessor bei Schritt 610, ob alle 16 Nebenklassen durchsucht wurden. Falls eine oder mehrere Nebenklassen nicht durchsucht wurden, wählt der Prozessor eine der nicht durchsuchten Nebenklassen bei Schritt 612 aus und kehrt zu Schritt 602 zurück, um den Suchprozess zu wiederholen. Umgekehrt, falls alle 16 Nebenklassen durchsucht wurden, passt der Prozessor einen oder mehrere Korrelationsparameter bei Schritt 614 an, bevor er zu Schritt 602 zurückkehrt.
Die spezifischen Anpassungen an die Korrelationsparameter sind anwendungsabhängig und können in Abhängigkeit von der Kommunikationsumgebung und den übergeordneten Entwurfseinschränkungen variieren. Zum Beispiel kann die Chiplänge des lokal erzeugten PN-Codes angepasst werden. Wenn der Korrelationsprozess keine Pilotsignalaussendung während eines Durchsuchens von 16 Nebenklassen unter Verwendung eines lokal erzeugten PN-Codes von 64 Chips erkennt, kann der Korrelationsprozess mit einem lokal erzeugten PN-Code von 96 Chips wiederholt werden, um die Rauschleistung zu verbessern. Ein längerer, lokal erzeugter PN-Code bietet erhöhte Rauschimmunität, ist aber empfindlicher gegenüber Frequenzversatz und Wanderung. In Kommunikationsumgebungen mit höchstgenauen und stabilen Oszillatoren kann das anfängliche Durchsuchen von 16 Nebenklassen unter Verwendung eines lokal erzeugten PN-Codes von 96 Chips durchgeführt werden.
Ein weiterer Korrelationsparameter umfasst die inkrementelle Phasenverzögerung des lokal erzeugten PN-Codes. Wenn der Korrelationsprozess keine Pilotsignalaussendungen während eines Durchsuchens von 16 Nebenklassen durch aufeinanderfolgendes Erhöhen der Phase des lokal erzeugten PN-Codes durch Schritte von einem halben Chip erkennt, könnte ein nachfolgender Korrelationsprozess mit Erhöhungen der Phase von einem Viertelchip des lokal erzeugten PN-Codes ausgeführt werden. Kürzere Verzögerungen resultieren in höherer Korrelationsverstärkung, erhöhen allerdings die erforderliche Zeit zum Durchsuchen einer Nebenklasse. Andere Korrelationsparameter umfassen die Algorithmen zum Berechnen des Rauschgrundwertes, des Energieniveau-Schwellenwerts und der Breite des Pilotfensters.
Wenn alle die Energiespitzen, die den Schwellenwert überschreiten, innerhalb +/– 32 Chips von der stärksten Energiespitze liegen, dann wird bei Schritt 616 eine Zeitreferenz basierend auf der Position der stärksten Energiespitze ermittelt. Bei Schritt 618 wird die Zeitreferenz zum Durchsuchen aller verbleibenden Pilotsignalaussendungen verwendet, d. h. 512 Pilotsignalaussendungen, innerhalb eines Suchfensters von 64 Chips. Die Breite des Suchfensters sollte so dimensioniert sein, um mehrfach Pfadverzögerungen sowie Fehler aufgrund der mangelnden Frequenzfixierung zu erlauben.
Sobald alle 16 Nebenklassen durchsucht wurden, werden die stärksten Energiespitzen ausgewählt und die entsprechenden geschalteten Pilotsignale werden ein zweites Mal bei Schritt 620 korreliert. In der beispielhaften beschriebenen Ausführungsform werden die 16 stärksten Pilotsignalaussendungen ausgewählt, allerdings werden Fachleute erkennen, dass jede Anzahl von Pilotsignalaussendungen ausgewählt werden könnte. Alternativ könnte an diesem Punkt einfach die stärkste Pilotsignalaussendung zur Erfassung ausgewählt werden. Der zweite Korrelationsprozess umfasst Aktualisieren der digitalen Abtastwerte im Speicher und Korrelieren der aktualisierten digitalen Abtastwerte mit dem lokal erzeugten PN-Code für jede Nebenklasse, die ein oder mehrere der ausgewählten Pilotsignalaussendungen enthält. Die Zeitinformationen von den ausgewählten Pilotsignalaussendungen können verwendet werden, um die geschätzte Phasenverschiebung zu aktualisieren zum Einschränken des Korrelationsprozesses auf eine geringere Anzahl von Chips, als sie zum Durchsuchen der Nebenklassen bei Schritt 618 verwendet wird. In der beschriebenen beispielhaften Ausführungsform wird der lokal erzeugte PN-Code nacheinander in seiner Phase über einen Bereich von 8 Chips der im Speicher gespeicherten digitalen Abtastwerte in Schritten von einem halben Chip verschoben.
Bei Schritt 622 wird der stärkste der 16 Pilotsignalaussendungen, die durch den zweiten Korrelationsprozess bestimmt wurde, identifiziert. Die stärkste Pilotsignalaussendung wird dann mit einem zweiten Energie-Schwellenwert verglichen. Der zweite Energie-Schwellenwert wird im Allgemeinen auf das minimale Energieniveau festgelegt, das zum Erreichen einer Frequenzfixierung (frequency log) erforderlich ist. Wenn die stärkste Pilotsignalaussendung unterhalb des zweiten Energie-Schwellenwerts liegt, dann ist die Suche nach einer geschalteten Pilotsignalaussendung gescheitert. Als Ergebnis kehrt der Prozessor zu Schritt 610 zurück, um festzustellen, ob alle 16 Nebenklassen durchsucht wurden. Falls eine oder mehrere Nebenklassen nicht durchsucht wurden, dann wählt der Prozessor eine der nicht durchsuchten Nebenklassen bei Schritt 612 aus und kehrt zu Schritt 602 zum Wiederholen des Suchprozesses zurück. Umgekehrt, falls alle 16 Nebenklassen durchsucht wurden, passt der Prozessor einen oder mehrere Korrelationsparameter bei Schritt 614 an, bevor er zu Schritt 602 zurückkehrt.
Wenn die stärkste Pilotsignalaussendung den zweiten Energie-Schwellenwert überschreitet, dann versucht der Demodulator bei Schritt 624, sich auf die Trägerfrequenz einzurasten. Wenn der Demodulator sich erfolgreich auf die Trägerfrequenz einrastet, dann ist der Erfassungsprozess abgeschlossen, und es kann jetzt ein Kommunikationssignal mit der Basisstation aufgebaut werden. Wenn der De modulator nicht in der Lage ist, sich auf die Trägerfrequenz einzurasten, dann ist die Suche nach einem geschalteten Pilotsignal gescheitert. Als Ergebnis wird der Prozessor zu Schritt 610 zurückkehren, um den Suchprozess mit denselben oder anderen Korrelationsparametern durchzuführen.
Obwohl der beispielhafte Prozessoralgorithmus, der in Zusammenhang mit 6 beschrieben wurde, verschiedene aufeinanderfolgende Schritte umfasst, können Fachleute erkennen, dass die Reihenfolge der Schritte verändert werden kann, um Prozessorressourcen zu optimieren, oder dass alternativ ein oder mehrere Schritte parallel verarbeitet werden können. Darüber hinaus könnten ein oder mehrere Schritte weggelassen werden oder zusätzliche Schritte, die im Stand der Technik bekannt sind, könnten verwendet werden, entweder alleine oder in Kombination mit einem oder mehreren der beschriebenen algorithmischen Schritte, die in 6 dargelegt sind.
Fachleute werden erkennen, dass die verschiedenen veranschaulichenden logischen Blöcke, Module, Schaltkreise und Algorithmen, die in Zusammenhang mit den hierin offenbarten Ausführungsformen beschrieben wurden, als elektronische Hardware, Computer, Software oder Kombination von beiden implementiert werden können. Um diese Austauschbarkeit von Hardware und Software klar zu veranschaulichen, wurden verschiedene veranschaulichende Komponenten, Blöcke, Module, Schaltkreise und Algorithmen oben allgemein inbegriffen ihrer Funktionalität beschrieben. Ob solche Funktionalität als Hardware oder als Software implementiert wird, hängt von der speziellen Anwendung und Entwurfseinschränkungen, die dem Gesamtsystem auferlegt werden, ab.
Die verschiedenen veranschaulichenden logischen Blöcke, Module und Schaltkreise, die in Zusammenhang mit den hierin offenbarten Ausführungsformen beschrieben wurden, können implementiert oder ausgeführt werden mit einem Pro zessor für allgemeine Zwecke, einem digitalen Signalprozessor (DSP), einem anwendungsspezifischen integriertem Schaltkreis (ASIC), einer feldprogrammierbaren Gatteranordnung (FPGA), oder anderen programmierbaren logischen Geräten, diskreten Gattern oder Transistorlogik, diskreten Hardwarekomponenten oder jeder Kombination davon, die entworfen wurde, um die hier beschriebenen Funktionen auszuführen. Ein Prozessor für allgemeine Zwecke kann ein Mikroprozessor sein, aber alternativ kann der Prozessor jeder konventionelle Prozessor, Controller, Micro Controller oder eine Zustandsmaschine sein. Ein Prozessor kann auch als eine Kombination von Computergeräten, z. B. eine Kombination von einem DSP und einem Mikroprozessor, einer Mehrzahl von Mikroprozessoren, einem oder mehreren Mikroprozessoren in Verbindung mit einem DSP-Kern oder jeder anderen solchen Konfiguration sein.
Die in Verbindung mit den hierin offenbarten Ausführungsformen beschriebenen Verfahren oder Algorithmen können direkt in Hardware, in einem Softwaremodul, das durch einen Prozessor ausgeführt wird, oder mit einer Kombination der beiden verkörpert werden. Ein Softwaremodul kann in RAM-Speicher, Flash-Speicher, ROM-Speicher, EPROM-Speicher, EEPROM-Speicher, Registern einer Festplatte, einer entfernbaren Festplatte, einer CD-ROM oder jeder anderen Form von Speichermedium, die im Stand der Technik bekannt ist, angeordnet sein. Ein beispielhaftes Speichermedium wird so mit dem Prozessor verbunden, so dass der Prozessor Informationen von dem Speichermedium lesen und darauf schreiben kann. Alternativ kann das Speichermedium integral mit dem Prozessor sein. Der Prozessor und das Speichermedium können in einem ASIC angeordnet sein. Der ASIC kann in einem Anwenderterminal angeordnet sein. Alternativ können der Prozessor und das Speichermedium als diskrete Komponenten in einem Anwendergerät angeordnet sein.
Die vorausgegangene Beschreibung der offenbarten Ausführungsformen wird bereitgestellt, um jeden Fachmann in den Stand zu setzen, die vorliegende Erfin dung herzustellen oder zu verwenden. Verschiedene Modifikationen an diesen Ausführungsformen sind Fachleuten unmittelbar einleuchtend, und die allgemeinen hier definierten Prinzipien können auf andere Ausführungsformen angewandt werden.

Claims

Verfahren zum Erfassen eines geschalteten Pilotsignals (110, 112) in einem System (100), wobei alle Basisstationen miteinander synchronisiert sind, aufweisend: Suchen (602) nach einem ersten geschalteten Pilotsignal (110) von einer Basisstation (104), Ableiten (616) von Zeitinformationen aus der Suche nach dem ersten geschalteten Pilotsignal; und Suchen (618) nach einem zweiten geschalteten Pilotsignal (112) von einer anderen Basisstation (106) unter Verwendung der Zeitinformationen von dem ersten geschalteten Pilotsignal.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Suche nach dem ersten geschalteten Pilotsignal umfasst: Empfangen eines Signals und Korrigieren des empfangenen Signals mit einer Bitfolge (202).
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Bitfolge einen Pseudorauschencode umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Suche nach dem zweiten geschalteten Pilotsignal umfasst: Korrelieren des empfangenen Signals mit einer zweiten Bitfolge, die von der Bitfolge verschieden ist, die zum Suchen nach dem ersten geschalteten Pilotsignal verwendet wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Suche nach einem zweiten geschalteten Pilotsignal umfasst: Erstellen eines Suchfensters in der Zeit unter Verwendung der Zeitinformationen und Erkennen des zweiten geschalteten Pilotsignals innerhalb des Suchfensters.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: Suchen nach einer ersten Mehrzahl von geschalteten Pilotsignalen, wobei jedes Signal von einer anderen Basisstation stammt, und wobei jedes Signal eine Bitfolge (206) aus einer ersten Nebenklasse umfasst; Ableiten von Zeitinformationen aus der Suche nach der ersten Mehrzahl von geschalteten Pilotsignalen; und Suchen nach einer zweiten Mehrzahl von geschalteten Pilotsignalen von anderen Basisstationen unter Verwendung der Zeitinformationen aus der Mehrzahl von ersten geschalteten Pilotsignalen, wobei jede der zweiten Mehrzahl von geschalteten Pilotsignalen eine Bitfolge von einer Nebenklasse aus einer Mehrzahl von Nebenklassen umfasst, die nicht die erste Nebenklasse ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Suche nach den ersten geschalteten Pilotsignalen umfasst: Empfangen eines Signals; und Korrelieren des empfangenen Signals mit jeder der Bitfolgen aus der ersten Nebenklasse.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Suche nach den zweiten geschalteten Pilotsignalen umfasst: Korrelieren des empfangenen Signals mit jeder der Bitfolgen aus jeder der Nebenklassen, die nicht die erste Nebenklasse ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei jede der Bitfolgen von jeder der Nebenklassen einen Pseudorauschencode umfasst.
Computerlesbares Medium, das ein Programm von Anweisungen verkörpert, das durch einen Computer zum Ausführen eines Verfahrens nach jedem der Ansprüche 1–9 ausgeführt werden kann.
Empfänger zum Erfassen eines geschalteten Pilotsignals in einem System, wobei alle Basisstationen miteinander synchronisiert sind, aufweisend: erste Erkennungsmittel zum Erkennen eines ersten geschalteten Pilotsignals von einer Basisstation; Zeitberechnungsmittel zum Ableiten von Zeitinformationen aus dem ersten geschalteten Pilotsignal; und zweite Erkennungsmittel zum Erkennen eines zweiten geschalteten Pilotsignals von einer anderen Basisstation unter Verwendung der Zeitinformationen von dem ersten geschalteten Pilotsignal.
Empfänger nach Anspruch 11, weiterhin aufweisend Bitmittel zum Erzeugen einer Bitfolge und Korrelationsmittel zum Korrelieren eines empfangenen Signals mit der Bitfolge, wobei die ersten und zweiten Erkennungsmittel jeweils auf die Korrelationsmittel antworten.
Empfänger nach Anspruch 12, weiterhin aufweisend Mittel zum Aufnehmen des empfangenen Signals, wobei die Korrelationsmittel so konfiguriert sind, um das aufgenommene empfangene Signal mit der Bitfolge zu korrelieren.
Empfänger nach Anspruch 12, wobei die Korrelationsmittel einen RAKE-Empfänger aufweisen.
Empfänger nach Anspruch 12, wobei die ersten Erkennungsmittel Mittel zum Steuern der Bitmittel zum Erzeugen einer ersten Bitfolge aufweisen, und wobei die zweiten Erkennungsmittel Mittel zum Steuern der Bitmittel zum Erzeugen einer zweiten Bitfolge aufweisen, die von der ersten Bitfolge verschieden ist.
Empfänger nach Anspruch 12, wobei die ersten Erkennungsmittel aufweisen: Mittel zum aufeinanderfolgenden Führen der Bitmittel durch eine Mehrzahl von verschiedenen Bitfolgen, Mittel zum Überlagern der Korrelation zwischen jeder der Bitfolgen und dem empfangenen Signal, und Mittel zum Erkennen des ersten geschalteten Pilotsignals innerhalb eines Zeitfensters der überlagerten Korrelation.
Empfänger nach Anspruch 16, wobei die Zeitberechnungsmittel weiterhin Mittel zum Ableiten der Zeitinformationen als eine Funktion einer Position des Zeitfensters der überlagerten Korrelation aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die ersten Erkennungsmittel Mittel zum Steuern der Bitmittel aufweisen, so dass die Bitfolge mit einem ersten Bereich des empfangenen Signals korreliert wird und wobei die zweiten Erkennungsmittel Mittel zum Steuern der Bitmittel aufweisen, so dass die Bitfolge mit einem zweiten Bereich des empfangenen Signals korreliert ist, wobei der zweite Bereich des empfangenen Signals kürzer als der erste Bereich des empfangenen Signals ist.
Empfänger nach Anspruch 18, wobei die zweiten Erkennungsmittel Mittel zum Definieren des zweiten Bereichs des empfangenen Signals als einer Funktion der Zeitinformationen aufweisen.
Empfänger nach Anspruch 11, wobei die zweiten Erkennungsmittel Mittel zum Erstellen eines Suchfensters in der Zeit unter Verwendung der Zeitinformationen aufweisen, und Mittel zum Erkennen des zweiten geschalteten Pilotsignals innerhalb des Suchfensters.
Empfänger nach Anspruch 11, weiterhin aufweisend: einen Sucher, der zum Erzeugen einer Bitfolge konfiguriert ist; einen Korrelator, der zum Korrelieren eines empfangenen Signals mit der Bitfolge konfiguriert ist; und einen Prozessor, der konfiguriert ist zum Erkennen des ersten geschalteten Pilotsignals als einer Funktion der Korrelation, Ableiten von Zeitinformationen aus dem ersten geschalteten Pilotsignal, und Erkennen eines zweiten geschalteten Pilotsignals unter Verwendung der Zeitinformationen zum Steuern der Bitfolge, die durch den Sucher erzeugt wird.
Empfänger nach Anspruch 21, weiterhin aufweisend einen Speicher, der zur Aufnahme des empfangenen Signals konfiguriert ist, wobei der Korrelator konfiguriert ist, um das aufgenommene empfangene Signal mit der Bitfolge zu korrelieren.
Empfänger nach Anspruch 21, wobei die Bitfolge, die durch den Sucher generiert wird, einen Pseudorauschencode umfasst.
Empfänger nach Anspruch 21, wobei der Prozessor weiterhin konfiguriert ist, um die Bitfolge, die durch den Sucher generiert wird, so zu steuern, dass die Bitfolge, die zum Erkennen des ersten geschalteten Pilotsignals verwendet wird, verschieden ist von der Bitfolge, die zum Erkennen des zweiten geschalteten Pilotsignals verwendet wird.
Empfänger nach Anspruch 21, wobei der Prozessor weiterhin konfiguriert ist zum Erkennen des ersten geschalteten Pilotsignals durch aufeinanderfolgendes Führen des Suchers durch eine Mehrzahl von verschiedenen Bitfolgen, Überlagern der Korrelation zwischen jeder der Bitfolgen und dem empfangenen Signal und Erkennen des ersten geschalteten Pilotsignals innerhalb eines Zeitfensters der überlagerten Korrelation.
Empfänger nach Anspruch 21, wobei der Prozessor weiterhin konfiguriert ist zum Ableiten der Zeitinformationen als einer Funktion einer Position des Zeitfensters der überlagerten Korrelation.
Empfänger nach Anspruch 21, wobei der Prozessor weiterhin konfiguriert ist zum Steuern des Suchers, so dass die Bitfolge mit einem ersten Bereich des empfangenen Signals während des Erkennens des ersten geschalteten Pilotsignals korreliert wird, und wobei die Bitfolge mit einem zweiten Bereich des empfangenen Signals während des Erkennens des zweiten geschalteten Pilotsignals korreliert wird, wobei der zweite Bereich des empfangenen Signals kürzer als der erste Bereich des empfangenen Signals ist.
Empfänger nach Anspruch 27, wobei der Prozessor weiterhin konfiguriert ist zum Definieren des zweiten Bereichs des empfangenen Signals als einer Funktion der Zeitinformationen.
Empfänger nach Anspruch 21, wobei der Prozessor weiterhin konfiguriert ist zum Erstellen eines Suchfensters in der Zeit unter Verwendung der Zeitinformationen während des Erkennens des zweiten geschalteten Pilotsignals und zum Erkennen des zweiten geschalteten Pilotsignals innerhalb des Suchfensters.
Empfänger nach Anspruch 11, weiterhin aufweisend: einen Sucher (308), der zum Erzeugen einer Bitfolge konfiguriert ist; einen Korrelator (310), der zum Korrelieren eines empfangenen Signals mit der Bitfolge konfiguriert ist; und einen Prozessor (312) konfiguriert zum Suchen nach einer ersten Mehrzahl von geschalteten Pilotsignalen durch aufeinanderfolgendes Führen des Suchers durch eine Mehrzahl von ersten Bitfolgen aus einer ersten Nebenklasse; Ableiten von Zeitinformationen als einer Funktion der Korrelation des empfangenen Signals mit jeder der Bitfolgen aus der ersten Nebenklasse, und Suchen nach einer zweiten Mehrzahl von geschalteten Pilotsignalen durch aufeinanderfolgendes Führen des Suchers durch eine Mehrzahl von Bitfolgen aus jeder Nebenklasse aus einer Mehrzahl von Nebenklassen, die nicht die erste Nebenklasse ist, und Steuern von deren Korrelation mit dem empfangenen Signal als einer Funktion der Zeitinformationen.
Empfänger nach Anspruch 30, wobei der Prozessor weiterhin konfiguriert ist zum Überlagern der Korrelation des empfangenen Signals und jeder der Bitfolgen aus der ersten Nebenklasse und zum Suchen nach den ersten geschalteten Pilotsignalen innerhalb eines Zeitfensters der überlagerten Korrelation.
Verfahren zum Aufbau eines Kommunikationskanals, aufweisend: Übertragen eines ersten geschalteten Pilotsignals von jeder einer ersten Mehrzahl von Basisstationen, wobei jedes Pilotsignal eine Bitfolge aus einer ersten Nebenklasse aufweist; Übertragen eines zweiten geschalteten Pilotsignals von jeder einer zweiten Mehrzahl von Basisstationen, wobei jedes Pilotsignal eine Bitfolge von einer Nebenklasse aus einer Mehrzahl von Nebenklassen aufweist, die nicht die erste Nebenklasse ist; Suchen nach der ersten Mehrzahl von geschalteten Pilotsignalen von einem Teilnehmergerät, und Ableiten von Zeitinformationen aus der Suche nach der ersten Mehrzahl von geschalteten Pilotsignalen; Suchen nach der zweiten Mehrzahl von geschalteten Pilotsignalen von dem Teilnehmergerät unter Verwendung der Zeitinformationen; und Aufbau eines Kommunikationskanals zwischen dem Teilnehmergerät und einer Basisstation der ersten und zweiten Mehrzahl von Basisstationen basierend auf der Suche nach der ersten und zweiten Mehrzahl von geschalteten Pilotsignalen.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei die Suche nach der ersten Mehrzahl von geschalteten Pilotsignalen ein Empfangen bei dem Teilnehmergerät der Übertragungen von jeder der Basisstationen und ein Korrelieren der empfangenen Übertragungen mit jeder der Bitfolgen aus der ersten Nebenklasse umfasst.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei jede der Bitfolgen aus der ersten Nebenklasse einen Pseudorauschencode umfasst.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Suche nach der zweiten geschalteten Mehrzahl von Pilotsignalen ein Korrelieren der empfangenen Übertragungen mit jeder der Bitfolgen von jeder der Nebenklassen umfasst, die nicht die erste Nebenklasse ist,.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei jede der Bitfolgen von jeder der Nebenklassen einen Pseudorauschencode umfasst.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei die Suche nach der ersten Mehrzahl von geschalteten Pilotsignalen umfasst: Korrelieren der empfangenen Übertragungen mit jeder der Bitfolgen von der ersten Nebenklasse; Überlagern der Korrelationen zwischen den empfangenen Übertragungen und jeder der Bitfolgen aus der ersten Nebenklasse; und Suchen nach der ersten Mehrzahl von geschalteten Pilotsignalen innerhalb eines Zeitfensters auf den überlagerten Korrelationen.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei das Ableiten der Zeitinformationen eine Funktion einer Position des Zeitfensters auf den überlagerten Korrelationen ist.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei die Suche nach den ersten geschalteten Pilotsignalen umfasst: Empfangen bei der Basisstation der Übertragungen von jeder der Basisstationen und Korrelieren jeder der Bitfolgen aus der ersten Nebenklasse mit einem ersten Bereich der empfangenen Übertragungen; und wobei die Suche nach den zweiten geschalteten Pilotsignalen umfasst: Korrelieren jeder der Bitfolgen von jeder der Nebenklassen, die nicht die erste Nebenklasse ist, mit einem zweiten Bereich der empfangenen Übertragungen, wobei der zweite Bereich des empfangenen Signals kürzer als der erste Bereich des empfangenen Signals ist.
Verfahren nach Anspruch 39, wobei die Suche nach den zweiten geschalteten Pilotsignalen weiterhin ein Definieren des zweiten Bereichs der empfangenen Übertragungen als eine Funktion der Zeitinformationen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei die Suche nach einem zweiten geschalteten Pilotsignal aufweist: Erstellen eines Suchfensters in der Zeit unter Verwendung der Zeitinformationen und Suchen nach den zweiten geschalteten Pilotsignalen innerhalb des Suchfensters.