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WO2004059860A1 - Mobilfunkempfänger-architektur und verfahren zum synchronisieren von hardware-blöcken eines mobilfunkempfängers - Google Patents

Mobilfunkempfänger-architektur und verfahren zum synchronisieren von hardware-blöcken eines mobilfunkempfängers Download PDF

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Publication number
WO2004059860A1
WO2004059860A1 PCT/DE2003/004048 DE0304048W WO2004059860A1 WO 2004059860 A1 WO2004059860 A1 WO 2004059860A1 DE 0304048 W DE0304048 W DE 0304048W WO 2004059860 A1 WO2004059860 A1 WO 2004059860A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gen
offset
rake
scr
frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2003/004048
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Burkhard Becker
Robert Denk
Christian Drewes
Wolfgang Haas
Thomas Herndl
Michael HOFSTÄTTER
Manfred Zimmermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Priority to AU2003298059A priority Critical patent/AU2003298059A1/en
Publication of WO2004059860A1 publication Critical patent/WO2004059860A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/7097—Interference-related aspects
    • H04B1/711—Interference-related aspects the interference being multi-path interference
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/7097—Interference-related aspects
    • H04B1/711—Interference-related aspects the interference being multi-path interference
    • H04B1/7115—Constructive combining of multi-path signals, i.e. RAKE receivers
    • H04B1/7117—Selection, re-selection, allocation or re-allocation of paths to fingers, e.g. timing offset control of allocated fingers

Definitions

  • the invention relates to a mobile radio receiver for the simultaneous demodulation of several physical channels with different frame times and a method for synchronizing hardware blocks of a mobile radio receiver, which is designed for the simultaneous demodulation of several physical channels with different frame times.
  • Modern mobile radio receivers are characterized by the fact that a large number of computing algorithms in hardware - i.e. in hard-wired hardware circuits.
  • These hard-wired hardware circuits which are often referred to in the literature as “hardware supports” or “dedicated (hardware) data paths", enable fast and energy-saving processing of recurring computing operations.
  • a despreading unit which multiplies a spreading code correctly with a data stream which consists of the received samples of a received signal.
  • a data stream which consists of the received samples of a received signal.
  • Signals that are sent from different base stations are not correlated in time.
  • the different frame timings of the signals from different base stations are measured in the receiver. They must also be taken into account when despreading the received signal (stream of samples); -
  • different start times for the despreading of different received signals are specified by the user.
  • the system must support a channel-specific specification of certain desired start times for the despreading (e.g. for measurement purposes).
  • each timer is assigned to an active base station (from which a signal is received) and generates a base station-specific trigger signal.
  • a hardware block is started by means of this trigger signal. The trigger signal ensures that exactly the desired or "correct" sample values are processed in the hardware block.
  • the trigger signal can indicate the start of a time frame if the hardware block is to be activated at the start of the time frame. Or it is possible that the trigger signal indicates the start of a power measurement to be started, which is coincident with the start of a symbol limit of a data stream received by a specific base station.
  • Fig. 1 shows the general architecture of a mobile radio receiver according to the prior art. A stream of samples is fed to a rake demodulator RK via a data connection 1. For easier understanding, multipath propagation is initially neglected. Three identical signals are considered, which are received by three different base stations via only one propagation path at the receiver. In order to enable timely demodulation of these three signals in the rake fingers, the
  • each trigger signal S1, S2, S3 has a pulse which starts a finger of the rake demodulator RK, see FIG. 2.
  • One of the trigger signals S1, S2, S3 becomes a data link 5, 6 and a multiplexer MUX selected and applied to a trigger input 7 of the rake demodulator RK.
  • the selection of the associated rake finger (not shown) of the rake demodulator RK is made via the data connections 5, 6, 8.
  • the selected rake finger then demodulates the signal originating from the selected base station starting from the point in time specified by the trigger signal. If (as usual) the signals of several base stations are to be demodulated simultaneously, the rake demodulator RK must be supplied with several trigger signals S1, S2, S3 via three trigger inputs (each corresponding to trigger input 7).
  • a demodulated signal is output which is based on the received signals from several base stations.
  • the time control of the rake demodulator RK explained by means of FIGS. 1 and 2 by means of independent timers TM1, TM2, TM3 is useful for monitoring a large number of base stations. cations no longer practical.
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • the signals from up to 6 base stations (or cells) are simultaneously demodulated (so-called active set), and signals from a maximum of 26 base stations are also monitored in the so-called monitor set (those in the monitor Set-monitored other base stations are possible candidates, which can be transferred to the Active Set under certain conditions during a connection).
  • monitor set such as a result, 32 independent timers are required in the worst case, each with its own time base for a base station (e.g. in the form of a trigger signal at the beginning of the respective time frame or at the start of a power measurement to be carried out) for the rake demodulator RK or a hardware block within the Generate rake demodulator RK.
  • controlling so many timers is relatively complicated, especially when time-multiplexed rake fingers are to be used for various demodulation tasks.
  • the invention has for its object to provide a simple concept for the synchronization of hardware blocks in a mobile radio receiver, which for simultaneous
  • the invention aims to provide a method for the synchronization of hardware blocks of a mobile radio receiver, which is designed for a simultaneous demodulation of several signals transmitted by different base stations with different frame times.
  • a mobile radio receiver comprises a digital signal processor (DSP), a plurality of hardware blocks for processing signals with different frame time slots, each hardware block having a timing input for receiving a reference time trigger signal and a port for receiving Offset parameters, which determine a time offset between a desired processing timing of the hardware block and the reference time trigger signal, has a single timer which generates a common reference time trigger signal for all hardware blocks and this to the timing inputs of the Feeds hardware blocks, and one or more data connections that connect or connect the ports with the digital signal processor, for programming the hardware blocks with the offset parameters.
  • DSP digital signal processor
  • the idea on which the invention is based is to provide only a single timer (timer) for the entire hardware and thus only a single time base (given by the reference time trigger signal).
  • timer timer
  • the individual hardware blocks of the mobile radio receiver are programmed decentrally with respective offset parameters.
  • the offset parameters refer to different propagation paths, to different starting conditions for demodulation, to different uncorrelated frame timings of the signals from different base stations or to a different time allocation of the spreading codes (scrambling code, channelization code) ).
  • the presence of only a single timer means a simplification of the hardware - but also a simplification of the synchronization as such, since only a single, system-wide reference time trigger signal has to be taken into account.
  • the trigger signals S1, S2 and S3 occurring in the prior art (see FIGS. 1 and 2), which are based on the respective frame timings of the different basic Orient the signals received from stations. Furthermore, the allocation of hardware blocks to specific timers required in the prior art is dispensed with.
  • the time behavior of the hardware blocks is programmed using the offset parameters directly on the hardware block itself and not by programming the respective timers.
  • the DSP uses the same programming principle for the different hardware blocks (programming of the hardware blocks with reference time-related offset parameters), i.e. a uniform interface between the DSP and the hardware is implemented.
  • this increases the scalability of the hardware (for new hardware blocks only a further set of offset parameters has to be calculated in the DSP), and on the other hand it facilitates the optimal use of the hardware blocks by time-division multiplexing techniques, because (unlike in the prior art) no trigger signals have to be made available to the assigned hardware blocks in the time-division multiplex pattern.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that the hardware blocks are the fingers of a rake demodulator as well as address generators and code generators.
  • the hardware blocks are the fingers of a rake demodulator as well as address generators and code generators.
  • This one reference time trigger signal preferably shows the timing of the beginning of the frame of the pilot channel, in particular CPICH (Common Pilot Channel) in the UMTS standard, of the base station first detected
  • the reference time trigger signal is available at the earliest possible time during the signal acquisition - namely already after synchronization with the first base station.
  • the reference time trigger signal is coupled to the transmission time in the mobile radio receiver.
  • the time reference for the mobile station is defined not the time of reception (frame start of the CPICH channel) but the time of transmission. This is shifted from the frame start of the CPICH channel by a time difference of 1024 chips.
  • the transmission time can be changed at a defined rate. In particular, this procedure is carried out when the reference base station ceases to exist and another base station must be selected as the reference base station. In this case, the transmission time is successively changed (with a predefined maximum rate of change) until the end of the procedure, the transmission time is at a time interval of 1024 chips from the beginning of the frame of the CPICH channel of the new reference base station.
  • a rake demodulator preferably has a rake memory common to the rake fingers for the intermediate storage of samples to be processed in the rake fingers and one
  • Address generator for generating read addresses for the rake memory, the address generator comprising the port for input of offset parameters and the timing input.
  • the offset parameters indicate the delay times of different propagation paths, based on the reference time trigger signal, and the read addresses for the sample values assigned to a propagation path are dependent on the reference time trigger signal and the offset parameter (s) assigned to this propagation path (n) generated.
  • Propagation path delay characteristic offset parameters the path delays of the signal components of a signal transmitted over different propagation paths are taken into account.
  • a rake finger Code generator for generating a spreading code for despreading a path component of a signal processed in one of the rake fingers, the code generator comprising the port for entering offset parameters and the timing input, and also the one for the rake Finger provided spreading code generated at a time which is dependent on the reference time trigger signal and the offset parameter assigned to this rake finger.
  • the code generator is programmed by means of the offset parameter with reference to the trigger point in time, which is predetermined by the reference time trigger signal.
  • Figure 1 is a schematic representation of a mobile radio receiver with a rake demodulator according to the prior art controlled by a plurality of timers;
  • FIG. 2 is a graph of the trigger signals output by the timers shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the structure of a mobile radio receiver according to the invention with a rake demodulator controlled by a central timer;
  • FIG. 4 is a graph of the reference time trigger signal output by the central timer shown in FIG. 3;
  • Fig. 5 is a block diagram of the arrangement shown in Fig. 3; 6 is a diagram for explaining the offset parameters for programming a code generator for code generation; and
  • Fig. 7 is a diagram for explaining the offset parameter for programming a rake memory for taking the travel delay into account in the rake demodulator.
  • FIG. 3 and 4 show the basic concept of the present invention.
  • the same components as in Figures 1 and 2 are identified in Figures 3 and 4 with the same reference numerals.
  • the DSP is connected to a central timer TM_C via a data connection 20.
  • the central timer TM_C outputs a reference time trigger signal 40, which is shown in FIG. 4.
  • the reference time trigger signal can consist, for example, of a pulse which occurs at the time REF .
  • the reference time trigger signal 40 is fed to the rake demodulator RK.
  • the rake demodulator RK receives one or more offset parameters from the DSP via a data connection 30.
  • the offset parameter or parameters relate to the time t RE p of the reference time trigger signal and indicate the time periods after the occurrence of the Reference time trigger signal certain activities (which will be explained in more detail with reference to FIG. 5) are started or ended.
  • the time is represented in units of a common system clock clk, which is fed to both the central timer TM_C and the rake demodulator RK.
  • the main difference to the arrangement shown in FIGS. 1 and 2 is that the rake demodulator RK is supplied with only a single, universal reference time trigger signal 40, although signals from different base stations with uncorrelated frame time positions and even different path components of the multipath propagation are demodulated in the rake demodulator RK.
  • FIG. 5 shows a block diagram of the circuit shown in FIG. 3.
  • the sample values supplied to a memory RAKE_RAM via the data connection 1 are obtained in a manner not shown by mixing down an analog antenna signal into the baseband or into an intermediate frequency range and subsequent sampling at a sufficiently high sampling rate.
  • the chip time period T c 0.26 ⁇ s, ie the chip rate Tc "1 is 3.84 MHz.
  • the samples, which chips (sampling rate 3.84 MHz) or preferably half-chips (sampling rate 7.68 MHz) are collected in the memory RAKE_RAM.
  • the memory RAKE_RAM is followed by several (N) rake components RD1, RD2, ..., RDN.
  • the rake components RD1, RD2, ..., RDN are identical in construction and are explained using the rake component RD1 as an example.
  • the rake component RD1 comprises an interpolator TVI (Time Variant Interpolator), a despreading stage DS, which despreads the interpolated signal with a scrambling code and a channelization code, an Integrate & Dum unit
  • I&D which integrates the despread chips over a symbol time period (ie, sf chips are added in each case and the value obtained in the process is output as a symbol; sf denotes the spreading factor of the channelization code) and a multiplier M, which is the unit I&D received symbols multiplied by a channel weight.
  • the outputs of the rake components RD1, RD2, ..., RDN are fed to a combiner (maximum ratio combiner) MRC, which is the symbol which (although received via different propagation paths and possibly also transmitted by different base stations) are assigned to the same signal, added.
  • the demodulated symbols of one or more signals are output in the usual way at the output 9 of the combiner MRC.
  • the despreading stage DS can be realized by two serially arranged despreading units (multipliers) DSCR and DCHN. be based.
  • the despreading unit DSCR carries out the so-called de-scrambling (descrambling) of the sequence of chip values obtained. (If the samples stored in the RAKE_RAM memory are half-chips, the interpolator TVI effects a rate reduction by a factor of 2, so that chip values are always present at the input of the de-spreading stage DS.)
  • the de-spreading unit DSCR from a scrambling code generator SCR_GEN via, the data connection 50.1 a scrambling code. Further scrambling codes generated by the scrambling code generator are supplied via the data connections 50.2,..., 50.N to corresponding despreading units DSCR in the further rake components RD2,..., RDN.
  • scrambling codes are used to distinguish signals originating from different base stations. More precisely, the signals transmitted by a specific base station are multiplied by a base station-specific scrambling code on the transmitter side. By de-scrambling in the despreading unit DSCR, the considered rake component RD1 is assigned to a specific base station.
  • the de-channelization unit DCHN despreads the channelization code. It is therefore fed (in a manner not shown here) with a channelization code.
  • the circuit used for this includes a channelization code generator. It corresponds to the circuit for de-scrambling and is not shown in FIG. 5 for reasons of clarity.
  • the rake component RD1 is assigned to a specific physical channel by the channelization code. (As is generally known, physical channels in CDMA systems are made distinguishable from one another by multiplying a channelization code. In particular, the channelization codes enable subscriber separation. Each subscriber of a mobile radio network is assigned a specific channelization code. grasslands. The symbols (only) intended for this subscriber are multiplied on the transmitter side by the channelization code assigned to this subscriber. By loading the despreading unit DCHN with this subscriber-specific channelization code, the CDMA-typical subscriber-specific user data demodulation is achieved.)
  • the two de-spreading units DSCR and DCHN can also be implemented by a single de-spreading unit (multiplier), which in this case is acted on by a product of scrambling code and channelization code.
  • multiplier de-spreading unit
  • spreading code in this application denotes scrambling codes, channelization codes and also products of these codes.
  • each rake finger is “set” to a specific propagation path by a delay element provided on the input side, ie the propagation path delays which, due to the multipath propagation, cause one to be transmitted from a base station Signals occur at the input of each rake finger to be compensated.
  • this is done in that the sample values obtained in chronological order via input 1 are stored in sequence in the cyclic memory RAKE_RAM, but for the rake components RD1, RD2, ..., RDN with different read addresses ""read out simultaneously.”
  • "Simultaneously” means that a sample value is read out for each active rake component RD1, RD2, ..., RDN within a chip period by a correspondingly high system clock clk.
  • the different read addresses AD (1), ..., AD (N) for the rake components RD1, RD2, ..., RDN are provided to an address decoder AD_DEC of the memory RAKE_RAM by the address generator AD_GEN.
  • the memory RAKE_RAM together with the address generator AD_GEN and the address decoder AD_DEC therefore allows the multipath propagation delay in the individual rake fingers to be compensated.
  • the memory RAKE_RAM thus represents the delay elements for all rake fingers.
  • Each rake finger accordingly comprises a rake component RD1, ..., RDN and the (common) memory RAKE_RAM.
  • Each base station transmits according to chapter 5.3.3.1.1. the specification above exactly one CPICH per cell. This one CPICH is valid for the entire cell.
  • the CPICH transmitted by a base station with the index 0 is referred to below as CPICH_BS (0)
  • the CPICH transmitted by a base station with the index 1 is referred to below as CPICH_BS (1). Since the same channelization code is used for all CPICHs, the only difference between the CPICHs transmitted by different base stations is their srambling code.
  • One frame of the CPICH channel lasts 10 ms.
  • the frame comprises 15 time slots.
  • each time slot contains 2560 chips.
  • the frame period is therefore 38400 chip periods. 10 symbols (10 x 256 chips) of the CPICH channel are transmitted within one time slot.
  • the cell-specific CPICH channels are subjected to a process of matched filtering.
  • the cells are distinguished by the scrambling code.
  • the multipath components of the propagation within the relevant cell can be recognized from the power distribution of the correlation results depending on the starting time of the correlation. The same procedure is repeated for all known cells.
  • CPICH_BS (1) shown (bold lines; the x-axis corresponds to the time direction).
  • the respective beginning of the frame are designated with the reference numerals 100.0 (of the CPICH_BS (0)) and 100.1 (of the CPICH_BS (1)).
  • the time difference occurring at the receiver between the beginning of the channel frame is designated with the reference numerals 100.0 (of the CPICH_BS (0)) and 100.1 (of the CPICH_BS (1)).
  • CPICH_BS (1) and the frame beginning of the channel CPICH_BS (0) is called CPICHJDEL (l) and is known to the recipient after the acquisition.
  • DPCH Dedicated Physical Channel
  • the frames of the DPCH channels are designated in FIGS. 6 and 7 with DPCH_BS (0) for the base station with the index 0 and DPCH_BS (1) for the base station with the index 1.
  • the frames of the DPCH channels also have a duration of 10 ms and a length of 15 time slots.
  • CPICH and DPCH frames from the same base station are out of sync. The following designation is used:
  • frame_offset (i) Time offset of the DPCH_BS (i) frame compared to the CPICH_BS (i) frame for the base station BS (i) with the index i.
  • the time offset frame_offset (i) is communicated by the respective base station BS (i).
  • the values frame__offset (i) are thus known in the receiver for all monitored base stations of the indices i.
  • both the DPCH_BS (0) channel and the DPCH_BS (1) channel in the rake receiver is to be started at a certain point in time - for example because the same signal is transmitted over both channels and both channels are to be used for demodulation the following steps are carried out according to the invention:
  • the reference time trigger signal of the central timer TM_C transmitted via the signal line 40 is set to the start of frame 100.0 of the CPICH frame CPICH_BS (0) identified first during the acquisition, or generally to a time reference which is based on the time of transmission. As already explained above, this point in time can e.g. if the current reference base station is lost, change at a predetermined rate until the reference time trigger signal 40 of the central timer TM_C is coincident with a new time reference which is based on the reception time of the CPICH channel of another base station.
  • the desired start time for demodulation is based on this reference time trigger signal and is therefore B_TS. 6 and 7, it was assumed that the reference time trigger signal 40 indicates the timing of the start of the frame 100.0 of the channel CPICH BS (0).
  • This reference time trigger signal remains valid as long as this base station BS (0) is received by the receiver.
  • the reference time trigger signal is updated at a predefined maximum rate and defined indirectly via the new transmission time with respect to the CPICH frame start of another base station communicated by higher layer. In the following time, this other base station then determines the time base in the receiver.
  • “Loading the scrambling code” means that the two shift registers of the code generator (code generators realized by feedback shift registers; the code generator for generating scrambling codes in the UMTS standard is shown in chapter 5.2.2, Fig. 10, specification TS 25.213 V4.3.0) at the time of loading with the initial assignment specified by the code number (based on the CPICH-BS (i) frame limit) as well as the time shift between the CPICH-BS (i) frame start and the time B_TS.
  • the scrambling code available at time B_TS includes a preliminary run of the scrambling code generator SCR_GEN loaded with the scrambling code of the number SCR_CNR (i) by frame_offset (i) + start_offset (i) time units (chips), that is exactly the time difference between the CHPICH_BS (i) frame start and the start of demodulation.
  • start__offset (i) specifies the time span by which the time B_TS (start of the demodulation at the time
  • B_TS is delayed from the beginning of the DPCHJ3S (i) frame.
  • SCR_CNR Number of the base station's scrambling code with index i.
  • B_SCR_CNR Initial value of the scrambling code at time B__TS (is obtained by loading the scrambling code generator with SCR_CNR (i) and advancing the scrambling code generator by frame_offset (i) + start_offset (i) time units generated) .
  • R_TS Time for loading the scrambling code of the number SCR_CNR (i) assigned to the base station with index i and not changed in advance into the scramblin code generator (always at the start of the CPICH_BS (i) frame).
  • FIG. 6 shows the time relationships discussed above between CPICH BS (i) and DPCH BS (i) frames with the time difference of frame_offset (i). Since in the example shown here (FIG. 6) the start of the demodulation at the time BT_S is not identical to the start of the frame of one of the two DPCH frames, start_offset (i) must be taken into account. It applies
  • B_TS frame_offset (i) + start_offset (i) + CPICH_DEL (i)
  • the scrambling code number SCR_CNR (i) relates to the beginning of the frame of the associated CPICH channel CHPICH_BS (i).
  • R_TS (i) matches the frame limit of the CPICH_BS (i) frame:
  • R_TS (i) (B_TS - frame_offset (i) - start__offset (i)) mod 38400
  • the demodulation of the DPCH_BS (i) channel start_offset (i) is communicated to the scrambling code generator SCR_GEN via the data connection 30.1 shown in FIG. 5.
  • the scrambling code number SCR__CNR (i) which is valid for the respective base station, initiates a preliminary run of the scrambling code generator.
  • the number of offset values communicated depends on the number of base stations monitored in the Active Set and in the Monitor Set.
  • the initial value of the scrambling code number at time B_TS results from:
  • B_SCR__CNR (i) SCR_CNR (i) + frame_offset (i) + start_offset (i)
  • the delay compensation illustrated in FIG. 7 relates to the DPCH channels of the base stations of the active set. If the channel DPCH_BS (0) of the base station with index 0 is selected as the reference, the propagation path delay actframe_offset (i) can be defined as follows:
  • actframe_offset (i) temporal offset between the time frame start DPCH_BS (0) and the
  • the propagation path delay actframe_offset (i) is a measured variable determined in the receiver.
  • the values for actframe_offset (i) are calculated by the DSP, for example in time units of a chip, and are output to the address generator AD_GEN via the data connection 30.2.
  • the address generator AD_GEN converts the time differences actframe_offset (i) into address differences (if, for example, a half chip is stored in the memory RAKE_RAM per memory location, the difference between the read addresses AD (nl) and AD (n2) is for the two rake components RD (nl) and RD (n2), which spread the channels DPCH_BS (0) or DPCH_BS (i), 2 * actframe_offset (i)).
  • the address generator AD_GEN calculates a read address AD (1), ..., AD (N.) For each propagation path between each base station of the Active Set and the receiver ). The sample values stored under the addresses AD (1), ..., AD (N) are read out simultaneously from the memory RAKE_RAM.
  • the memory RAKE_RAM is read out up to 2 * N times within a chip time period (provided all rake components RD1, RD2, ..., RDN are active and two half chips per chip- Duration and rake component are read out), so that a sample value is available behind the interpolator TVI for each rake component RD1, RD2, ..., RDN in each chip time cycle.
  • the size of the memory RAKE_RAM must be selected so that the sample values for all propagation paths of all cells of the active set are simultaneously available in the memory RAKE_RAM. This means that when storing half chips, the memory RAKE_RAM must have a larger number of memory locations than the maximum value of 2 * actframe_offset (i) (a memory size for 400 chips is sufficient).
  • actframe_offset (i) only denote the relative time differences between the various multi-way components. These relative times must be related to an absolute time. For this purpose, the relative time information on the CPICH-
  • the parameters actframe_offset (i) and frame_offset (0) are transmitted via the data connection 30.2.
  • the relative times can be related to an absolute time that is based on the time of transmission of the mobile station. Referencing to an absolute time is necessary because the RAKE RAM refers to the solute time is filled cyclically with received data and thus a relationship between the write pointer and read pointer must be established.
  • the data connection 30.3 between the DSP and the rake components RD1, RD2, ..., RDN enables programming of the rake components RD1, RD2, ..., RDN by means of offset parameters based on the reference time trigger signal 40.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Ein Mobilfunkempfänger umfasst einen digitalen Signalprozessor (DSP), eine Mehrzahl von Hardware-Blöcken (RD1, ..., RDN, AD GEN, SCR GEN) zum Prozessieren der Signale, und einen einzigen Zeitgeber (TM C), welcher für sämtliche Hardware-Blöcke ein gemeinsames Referenzzeit-Triggersignal (tREF) erzeugt. Dieses Triggersignal wird Timing-Eingängen (40) der Hardware-Blöcke zugeleitet, und die Hardware-Blöcke werden von dem digitalen Signalprozessor (DSP) programmiert, um von verschiedenen Basisstationen (BS(i)) ausgesandte Signalen mit unterschiedlichen Rahmen-Zeitlagen zu prozessieren.

Description

Beschreibung
Mobilfunkempfänger-Architektur und Verfahren zum Synchronisieren von Hardware-Blöcken eines Mobilfunkempfängers
Die Erfindung betrifft einen Mobilfunkempfänger zur gleichzeitigen Demodulation mehrerer physikalischer Kanäle mit unterschiedlichen Rahmen-Zeitlagen sowie ein Verfahren zur Synchronisation von Hardware-Blöcken eines Mobilfunkempfängers, welcher für eine gleichzeitige Demodulation mehrerer physikalischer Kanäle mit unterschiedlichen Rahmen-Zeitlagen ausgelegt ist.
Moderne Mobilfunkempfänger zeichnen sich dadurch aus, dass eine Vielzahl von Rechenalgorithmen in Hardware - d.h. in festverdrahteten Hardware-Schaltungen - ausgeführt werden. Diese festverdrahteten Hardware-Schaltungen, die in der Literatur vielfach auch als "hardware Supports" (Hardeware- UnterStützungen) oder "dedicated (hardware) data paths" (aufgabenspezifische Hardware-Datenpfade) bezeichnet werden, ermöglichen eine schnelle und stromsparende Abarbeitung wiederkehrender Rechenoperationen.
Eine Schwierigkeit bei diesem Konzept (Auslagerung von be- stimmten Rechenoperationen oder Algorithmen in festverdrahtete Hardware-Blöcke) besteht in der Synchronisierung der Hardware-Blöcke, d.h. in der Notwendigkeit, die Abarbeitung von Algorithmen in den verschiedenen Hardware-Blöcken zeitlich zu koordinieren.
Als Beispiel eines Hardware-Blockes wird eine Entspreizungs- Einheit betrachtet, welche einen Spreizcode zeitrichtig mit einem Datenstrom multipliziert, welcher aus den erhaltenen Abtastwerten eines Empfangssignals besteht. Um die zeitrich- tige Aufmultiplikation des Spreizcodes auf den Abtastwerte- Strom zu gewährleisten, ist es erforderlich, die folgenden Einflussgrößen zu berücksichtigen: - Aufgrund der Mehrwegeausbreitung treffen Signalkomponenten eines Funksignals zu unterschiedlichen Zeiten am Empfänger ein. Diese Ausbreitungsweg-Verzögerungen werden im Empfänger geschätzt. Jede Signalkomponente wird in einem Rake- Empfänger separat in einem der sogenannten Rake-Finger entspreizt. Die Entspreizungsstufen der Rake-Finger müssen dabei entsprechend den geschätzten Ausbreitungsweg-Verzögerungen synchronisiert werden;
- Signale, die von unterschiedlichen Basisstationen ausge- sandt werden, sind zeitlich nicht korreliert. Im Empfänger werden die unterschiedlichen Rahmen-Zeitlagen der Signale von unterschiedlichen Basisstationen gemessen. Sie müssen ebenfalls bei der Entspreizung des Empf ngssignals (Strom von Abtastwerten) berücksichtigt werden; - darüber hinaus werden nutzerseitig unterschiedliche Startzeitpunkte für die Entspreizung verschiedener empfangener Signale (physikalischer Kanäle) vorgegeben. Das System muss eine kanalindividuelle Vorgabe bestimmter gewünschter Startzeitpunkte für die Entspreizung (z.B. für Messzwecke) unterstützen.
Bisher wurde das Problem der Synchronisierung unterschiedlicher Hardware-Blöcke durch unabhängige Zeitgeber (Timer) gelöst, die vom digitalen Signalprozessor (DSP) programmiert werden. Jeder Zeitgeber wird einer aktiven Basisstation (von der ein Signal empfangen wird) zugeordnet und erzeugt ein Ba- sisstations-spezifisches Triggersignal. Mittels dieses Triggersignals wird ein Hardware-Block gestartet. Das Triggersignal gewährleistet, dass genau die gewünschten bzw. "riehti- gen" Abtastwerte in dem Hardware-Block prozessiert werden.
Beispielsweise kann das Triggersignal den Anfang eines Zeitrahmens anzeigen, wenn der Hardware-Block am Zeitrahmenanfang aktiviert werden soll. Oder es ist möglich, dass das Triggersignal den Beginn einer zu startenden Leistungsmessung an- zeigt, welcher koinzident mit dem Beginn einer Symbolgrenze eines von einer bestimmten Basisstation empfangenen Datenstroms ist. Fig. 1 zeigt die allgemeine Architektur eines Mobilfunkempfängers nach dem Stand der Technik. Über eine Datenverbindung 1 wird einem Rake-Demodulator RK ein Strom von Abtastwerten zugeleitet. Zum einfacheren Verständnis wird die Mehrwegeausbreitung zunächst vernachlässigt. Es werden drei identische Signale betrachtet, die von drei unterschiedlichen Basisstationen über jeweils nur einen Ausbreitungsweg am Empfänger empfangen werden. Um eine zeitrichtige Demodulation dieser drei Signale in den Rake-Fingern zu ermöglichen, wird die
Rahmen-Zeitläge jedes der drei empfangenen Signale gemessen und von dem DSP über eine Datenverbindung 2 und einen Bus 3 den unabhängigen Zeitgebern TM1, TM2 , TM3 mitgeteilt. Die Zeitgeber TM1, TM2 , TM3 erzeugen daraufhin Triggersignale Sl, S2, S3, welche über die Datenleitungen 4.1, 4.2 und 4.3 ausgegeben werden. Jedes Triggersignal Sl, S2, S3 weist zu einem bestimmten Zeitpunkt einen Puls auf, welcher einen Finger des Rake-Demodulators RK startet, siehe Fig. 2. Über eine Datenverbindung 5, 6 und einen Multiplexer MUX wird eines der Triggersignale Sl, S2 , S3 ausgewählt und an einen Trigger- Eingang 7 des Rake-Demodulators RK angelegt. Die Auswahl des zugehörigen Rake-Fingers (nicht dargestellt) des Rake- Demodulators RK wird über die Datenverbindungen 5, 6, 8 vorgenommen. Der ausgewählte Rake-Finger demoduliert dann das von der ausgewählten Basisstation stammende Signal beginnend ab dem von dem Triggersignal vorgegebenen Zeitpunkt. Sofern (wie üblich) die Signale mehrerer Basisstationen gleichzeitig demoduliert werden sollen, müssen dem Rake-Demodulator RK mehrere Triggersignale Sl, S2, S3 über drei Trigger-Eingänge (jeweils entsprechend dem Trigger-Eingang 7) zugeleitet werden. Am Ausgang 9 des Rake-Demodulators RK wird ein demoduliertes Signal ausgegeben, das auf die empfangenen Signale mehrerer Basisstationen zurückgeht.
Die anhand der Figuren 1 und 2 erläuterte zeitliche Steuerung des Rake-Demodulators RK mittels unabhängiger Zeitgeber TM1, TM2, TM3 ist bei der Überwachung einer Vielzahl von Basissta- tionen nicht mehr praktikabel. In modernen UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) Mobilfunkempfängern werden die Signale von bis zu 6 Basisstationen (bzw. Zellen) gleichzeitig demoduliert (sogenanntes Active Set) , und es werden darüber hinaus Signale von maximal 26 Basisstationen im sogenannten Monitor Set überwacht (die im Monitor Set überwachten weiteren Basisstationen sind mögliche Kandidaten, welche unter gewissen Bedingungen im Verlauf einer Verbindung in das Active Set übernommen werden können) . Infolgedessen werden im ungünstigsten Fall 32 unabhängige Zeitgeber benötigt, die jeweils eine eigene Zeitbasis für eine Basisstation (z.B. in Form eines Triggersignal am Anfang des jeweiligen Zeitrahmens oder am Anfang einer durchzuführenden Leistungsmessung) für den Rake-Demodulator RK bzw. einen Hardware-Block innerhalb des Rake-Demodulators RK erzeugen.
Neben dem hohen Hardware-technischen Aufwand für die Implementierung von 32 Zeitgebern ist das Controlling derart vieler Zeitgeber relativ kompliziert, insbesondere dann, wenn zeitgemultiplexte Rake-Finger für verschiedene Demodulation- saufgaben benutzt werden sollen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Konzept für die Synchronisierung von Hardware-Blöcken in einem Mobilfunkempfänger zu schaffen, welcher zur gleichzeitigen
Demodulation mehrerer von verschiedenen Basisstationen ausgesandter Signale mit unterschiedlichen Rahmen- eitlagen ausgelegt ist. Ferner zielt die Erfindung darauf ab, ein Verfahren zur Synchronisation von Hardware-Blöcken eines Mobilfunkemp- fängers, welcher für eine gleichzeitige Demodulation mehrerer von verschiedenen Basisstationen ausgesandter Signale mit unterschiedlichen Rahmen-Zeitlagen ausgelegt ist, anzugeben.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Nach Anspruch 1 umfasst ein Mobilfunkempfänger einen digitalen Signalprozessor (DSP) , eine Mehrzahl von Hardware-Blöcken zum Prozessieren von Signalen mit unterschiedlichen Rahmen- Zeitlagen, wobei jeder Hardware-Block einen Timing-Eingang zur Entgegennahme eines Referenzzeit-Triggersignals und einen Port zur Entgegennahme von Offset-Parametern, welche einen zeitlichen Offset zwischen einem gewünschten Prozessierungs- Timing des Hardware-Blocks und dem Referenzzeit-Triggersignal bestimmen , aufweist, einen einzigen Zeitgeber, welcher für sämtliche Hardware-Blöcke ein gemeinsames Referenzzeit- Triggersignal erzeugt und dieses den Timing-Eingängen der Hardware-Blöcke zuleitet, und eine oder mehrere Datenverbindungen, welche die Ports mit dem digitalen Signalprozessor verbindet bzw. verbinden, zur Programmierung der Hardware- Blöcke mit den Offset-Parametern.
Die der Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, für die gesamte Hardware lediglich einen einzigen Zeitgeber (Timer) und somit lediglich eine einzige Zeitbasis (gegeben durch das Referenzzeit-Triggersignal) vorzusehen. Bezüglich dieses Referenzzeit-Triggersignals werden die einzelnen Hardware-Blöcke des Mobilfunkempfängers dezentral mit jeweiligen Offset-Parametern programmiert. Die Offset-Parameter nehmen Bezug auf unterschiedliche Ausbreitungswege, auf unterschied- liehe Start-Bedingungen zur Demodulation, auf unterschiedliche unkorrelierte Rahmen-Zeitlagen der Signale von unterschiedlichen Basisstationen oder auch auf eine unterschiedliche zeitliche Zuordnung der Spreading-Codes (Scrambling-Code, Channelization-Code) .
Das Vorhandensein lediglich eines einzigen Zeitgebers bedeutet eine Vereinfachung der Hardware - aber auch eine Vereinfachung der Synchronisierung als solcher, da lediglich ein einziges, systemweit gültiges Referenzzeit-Triggersignal be- achtet werden muss. Die im Stand der Technik (siehe Figuren 1 und 2) auftretenden Triggersignale Sl, S2 und S3 , die sich an den jeweiligen Rahmen-Zeitlagen der von verschiedenen Basis- Stationen erhaltenen Signale orientieren, entfallen. Ferner entfällt die im Stand der Technik benötigte Zuteilung von Hardware-Blöcken zu bestimmten Zeitgebern.
Die Programmierung des zeitlichen Verhaltens der Hardware- Blöcke erfolgt erfindungsgemäß über die Offset-Parameter direkt am Hardware-Block selbst und nicht über eine Programmierung jeweiliger Zeitgeber. Dies hat zur Folge, dass der DSP für die unterschiedlichen Hardware-Blöcke dasselbe Program- mierprinzip (Programmierung der Hardware-Blöcke mit Referenz- zeit-bezogenen Offset-Parametern) verwendet, d.h. ein einheitliches Interface zwischen dem DSP und der Hardware realisiert ist. Dies erhöht einerseits die Skalierbarkeit der Hardware (für neu hinzukommende Hardware-Blöcke muss ledig- lieh ein weiterer Satz von Offset-Parametern im DSP berechnet werden) , und erleichtert andererseits die optimale Ausnutzung der Hardware-Blöcke durch Zeitmultiplex-Techniken, da (anders als im Stand der Technik) keine Triggersignale den zugeordneten Hardware-Blöcken im Zeitmultiplex-Raster zur Verfügung gestellt werden müssen.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass die Hardware-Blöcke die Finger eines Rake-Demodulators sowie Adressgeneratoren und Code- Generatoren sind. In diesem Fall wird dem gesamten Rake- Demodulator nur das eine systemweit einzige Referenzzeit- Triggersignal zugeleitet. Dieses eine Referenzzeit-Triggersignal zeigt vorzugsweise die Zeitlage des Rahmenbeginns des Pilotkanals, insbesondere CPICH (Common Pilot Channel) im UMTS-Standard, der zuerst detektierten Basisstation
(Referenz-Basisstation) an. Dadurch wird gewährleistet, dass zum frühestmöglichen Zeitpunkt während der Signalakquisition - nämlich bereits nach der Synchronisation mit der ersten Basisstation - das Referenzzeit-Triggersignal zur Verfügung steht. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass das Referenzzeit-Triggersignal an den SendeZeitpunkt im Mobilfunkempfänger gekoppelt wird. Im UMTS-Standard wird als Zeitreferenz für die Mobilstation nicht der Empfangszeitpunkt (Rahmen- beginn des CPICH-Kanals) , sondern der SendeZeitpunkt definiert. Dieser ist gegenüber dem Rahmenbeginn des CPICH-Kanals um eine Zeitdifferenz von 1024 Chips verschoben. Im Verlauf der Verbindung kann der SendeZeitpunkt jedoch mit einer definierten Rate verändert werden. Insbesondere wird diese Proze- dur durchgeführt, wenn die Referenz-Basisstation wegfällt und eine andere Basisstation als Referenz-Basisstation gewählt werden muss. In diesem Fall wird der SendeZeitpunkt sukzessive (mit einer vordefinierten Maximal-Änderungsrate) geändert bzw. nachgeführt, bis am Ende der Prozedur der Sendezeitpunkt in einem zeitlichen Abstand von 1024 Chips zum Rahmenbeginn des CPICH-Kanals der neuen Referenz-Basisstation liegt.
Vorzugsweise weist ein Rake-Demodulator einen den Rake-Fin- gern gemeinsamen Rake-Speicher zur Zwischenspeicherung von in den Rake-Fingern zu prozessierenden Abtastwerten und einen
Adressgenerator zur Erzeugung von Leseadressen für den Rake- Speicher auf, wobei der Adressgenerator den Port zur Eingabe von Offset-Parametern und den Ti ing-Eingang umfasst. Dabei geben die Offset-Parameter die Verzδgerungszeiten unter- schiedlicher Ausbreitungswege, bezogen auf das Referenzzeit- Triggersignal, an, und die Leseadressen für die einem Ausbreitungsweg zugeordneten Abtastwerte werden in Abhängigkeit von dem Referenzzeit-Triggersignal und dem (den) diesem Ausbreitungsweg zugeordneten Offset-Parameter (n) generiert. Durch die Programmierung des Adressgenerators mit den für die
Ausbreitungsweg-Verzögerung charakteristischen Offset-Parametern werden die Wegverzögerungen der über unterschiedliche Ausbreitungswege übertragenen Signalkomponenten eines Signals berücksichtigt .
Eine weitere bevorzugte AusführungsVariante der Erfindung kennzeichnet sich durch einen einem Rake-Finger zugeordneten Code-Generator zur Erzeugung eines Spreizcodes zum Entsprei- zen einer in einem der Rake-Finger prozessierten Wegekomponente eines Signals, wobei der Code-Generator den Port zur Eingabe von Offset-Parametern und den Timing-Eingang umfasst, und ferner den für den Rake-Finger vorgesehenen Spreizcode zu einem Zeitpunkt erzeugt, welcher abhängig ist von dem Referenzzeit-Triggersignal und dem diesem Rake-Finger zugeordneten Offset-Parameter. Bei dieser Lösung erfolgt eine Programmierung des Code-Generators durch den Offset-Parameter bezug- nehmend auf den durch das Referenzzeit-Triggersignal vorgegebenen systemweit gültigen Trigger-Zeitpunkt .
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei- spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Mobilfunkempfängers mit einem von mehreren Zeitgebern gesteuerten Rake-Demodulator nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 ein Schaubild der von den in Fig. 1 dargestellten Zeitgebern ausgegebenen Triggersignale;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Mobilfunkempf ngers mit einem von einem zentralen Zeitgeber gesteuerten Rake-Demodulator;
Fig. 4 ein Schaubild des von dem in Fig. 3 dargestellten zentralen Zeitgeber ausgegebenen Referenzzeit-Triggersignals ;
Fig. 5 ein Blockschaltbild der in Fig. 3 dargestellten Anordnung; Fig. 6 ein Schaubild zur Erläuterung der Offset-Parameter zur Programmierung eines Code-Generators für die Code- Erzeugung; und
Fig. 7 ein Schaubild zur Erläuterung des Offset-Parameters zur Programmierung eines Rake-Speichers für die Berücksichtigung der Wegeverzögerung im Rake-Demodulator.
Die Figuren 3 und 4 zeigen die Grundkonzeption der vorliegenden Erfindung. Dieselben Komponenten wie in den Figuren 1 und 2 sind in den Figuren 3 und 4 mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Der DSP steht über eine Datenverbindung 20 mit einem zentralen Zeitgeber (Timer) TM_C in Verbindung. Der zentrale Zeitgeber TM_C gibt ein Referenzzeit-Triggersignal 40 aus, das in Fig. 4 dargestellt ist. Das Referenzzeit- Triggersignal kann beispielsweise aus einem Puls bestehen, welcher zum Zeitpunkt REF auftritt. Das Referenzzeit- Triggersignal 40 wird dem Rake-Demodulator RK zugeleitet. Ferner empfängt der Rake-Demodulator RK von dem DSP ein oder mehrere Offset-Parameter über eine Datenverbindung 30. Der oder die Offset-Parameter beziehen sich auf den Zeitpunkt tREp des Referenzzeit-Triggersignals und geben an, um welche Zeitdauern nach dem Auftreten des Referenzzeit-Triggersignals be- stimmte Tätigkeiten (die noch näher anhand der Fig. 5 erläutert werden) gestartet bzw. beendet werden. Die Zeit wird in Einheiten eines gemeinsamen Systemtaktes clk dargestellt, welcher sowohl dem zentralen Zeitgeber TM_C als auch dem Rake-Demodulator RK zugeleitet wird. Der wesentliche Unter- schied zu der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Anordnung besteht darin, dass dem Rake-Demodulator RK nur ein einziges, universelles Referenzzeit-Triggersignal 40 zugeführt wird, obwohl Signale von unterschiedlichen Basisstationen mit un- korrelierten Rahmen-Zeitlagen und sogar unterschiedlichen We- gekomponenten der Mehrwegeausbreitung in dem Rake-Demodulator RK demoduliert werden. Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild der in Fig. 3 dargestellten Schaltung. Die über die Datenverbindung 1 einem Speicher RAKE_RAM zugeführten Abtastwerte werden in nicht dargestellter Weise durch Heruntermischen eines analogen Antennensig- nals in das Basisband oder in einen Zwischenfrequenzbereich und eine nachfolgende Abtastung mit einer ausreichend hohen Abtastrate gewonnen. Im UMTS-Standard beträgt die Chip- Zeitdauer Tc = 0,26 μs, d.h. die Chip-Rate Tc"1 beträgt 3,84 MHz. Die Abtastwerte, welche Chips (Abtastrate 3,84 MHz) oder vorzugsweise Halb-Chips (Abtastrate 7,68 MHz) darstellen, werden in dem Speicher RAKE_RAM gesammelt. Dem Speicher RAKE_RAM sind mehrere (N) Rake-Komponenten RD1, RD2 , ..., RDN nachgeschaltet. Die Rake-Komponenten RD1, RD2 , ..., RDN sind baugleich und werden exemplarisch anhand der Rake-Komponente RD1 erläutert.
Die Rake-Komponente RD1 umfasst einen Interpolator TVI (Time Variant Interpolator) , eine Entspreizungsstufe DS, die das interpolierte Signal mit einem Scrambling-Code und einem Channelization-Code entspreizt, eine Integrate&Dum -Einheit
I&D, welche eine Integration der entspreizten Chips über eine SymbolZeitdauer vornimmt (d.h. es werden jeweils sf Chips addiert und der dabei gewonnene Wert als Symbol ausgegeben; sf bezeichnet den Spreizfaktor des Channelization-Codes) und ei- nen Multiplizierer M, welcher die von der Einheit I&D erhaltenen Symbole mit einem Kanalgewicht multipliziert. Die Ausgänge der Rake-Komponenten RD1, RD2 , ..., RDN werden einem Kombinierer (Maximum-Ratio-Combiner) MRC zugeleitet, welcher diejenigen Symbole, welche (zwar über unterschiedliche Aus- breitungswege empfangen und möglicherweise auch von unterschiedlichen Basisstationen ausgesendet aber) demselben Signal zugeordnet sind, addiert . Am Ausgang 9 des Kombinierers MRC werden in üblicher Weise die demodulierten Symbole von ein oder mehreren Signalen ausgegeben.
Die Entspreizungsstufe DS kann durch zwei seriell angeordnete Entspreizungs-Einheiten (Multiplizierer) DSCR und DCHN reali- siert sein. Die Entspreizungs-Einheit DSCR führt das sogenannte De-Scrambling (Entwürfein) der erhaltenen Folge von Chip-Werten durch. (Sofern es sich bei den im Speicher RAKE_RAM abgelegten Abtastwerten um Halb-Chips handelt, be- wirkt der Interpolator TVI eine Ratenerniedrigung um den Faktor 2, so dass am Eingang der Entspreizungsstufe DS stets Chip-Werte vorliegen.) Hierzu wird der Entspreizungs-Einheit DSCR von einem Scrambling-Code-Generator SCR_GEN über, die Datenverbindung 50.1 ein Scrambling-Code zugeleitet. Weitere von dem Scrambling-Code-Generator erzeugte Scrambling-Codes werden über die Datenverbindungen 50.2, ..., 50.N entsprechenden Entspreizungs-Einheiten DSCR in den weiteren Rake- Komponenten RD2 , ... , RDN zugeführt .
Wie allgemein bekannt, werden Scrambling-Codes verwendet, um Signale, die von unterschiedlichen Basisstationen stammen, unterscheidbar zu machen. Genauer werden die von einer bestimmten Basisstation ausgesandten Signale senderseitig mit einem Basisstation-spezifischen Scrambling-Code multipli- ziert. Durch das De-Scrambling in der Entspreizungs-Einheit DSCR wird die betrachtete Rake-Komponente RD1 einer bestimmten Basisstation zugeordnet.
Die De-Channelization-Einheit DCHN nimmt eine Entspreizung bezüglich des Channelization-Codes vor. Sie wird also (in hier nicht näher dargestellter Weise) mit einem Channelization-Code gespeist. Die hierfür verwendete Schaltung umfasst einen Channelization-Code-Generator . Sie entspricht der Schaltung für das De-Scrambling und ist in Fig. 5 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet. Durch den Channelization-Code wird die Rake-Komponente RD1 einem bestimmten physikalischen Kanal zugeordnet. (Wie allgemein bekannt, werden physikalische Kanäle in CDMA-Systemen durch Aufmultiplizieren eines Channelization-Codes voneinander unterscheidbar gemacht. Insbesondere wird durch die Channelization-Codes die Teilnehmerseparierung ermöglicht. Jedem Teilnehmer eines Mobilfunknetzes wird ein bestimmter Channelization-Code zuge- wiesen. Die (nur) für diesen Teilnehmer bestimmten Symbole werden senderseitig mit dem diesem Teilnehmer zugeordneten Channelization-Code multipliziert. Durch die Beaufschlagung der Entspreizungs-Einheit DCHN mit diesem Teilnehmer-spezi- fischen Channelization-Code wird die CDMA-typische Teilnehmer-spezifische Nutzdaten-Demodulation erreicht.)
Anstelle der in Fig. 5 gezeigten Anordnung können die beiden Entspreizungs-Einheiten DSCR und DCHN auch durch eine einzige Entspreizungs-Einheit (Multiplizierer) realisiert sein, welche in diesem Fall durch ein Produkt aus Scrambling-Code und Channelization-Code beaufschlagt wird. Allgemein bezeichnet der Begriff Spreizcode in dieser Anmeldung Scrambling-Codes, Channelization-Codes sowie auch Produkte dieser Codes.
Die (bekannte) Funktionsweise des Rake-Empfängers RK besteht darin, dass jeder Rake-Finger durch ein eingangsseitig vorhandenes Verzögerungsglied auf einen bestimmten Ausbreitungsweg "gesetzt" wird, d.h. dass die Ausbreitungsweg-Verzδ- gerungen, welche aufgrund der Mehrwegeausbreitung eines von einer Basisstation ausgesandten Signals auftreten, am Eingang jedes Rake-Fingers kompensiert werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel geschieht dies dadurch, dass die über den Eingang 1 in chronologischer Reihenfolge erhaltenen Abtast- werte der Reihe nach in dem zyklischen Speicher RAKE_RAM abgelegt werden, jedoch für die Rake-Komponenten RD1, RD2 , ..., RDN mit unterschiedlichen Leseadressen „gleichzeitig" ausgelesen werden. „Gleichzeitig" bedeutet, dass innerhalb einer Chip- eitdauer durch einen entsprechend hohen Systemtakt clk für jede aktive Rake-Komponente RD1, RD2 , ..., RDN ein Abtastwert ausgelesen wird. Die unterschiedlichen Leseadressen AD(1), ..., AD(N) für die Rake-Komponenten RD1 , RD2 , ..., RDN werden einem Adressdecoder AD_DEC des Speichers RAKE_RAM von dem Adressgenerator AD_GEN bereitgestellt. Der Speicher RAKE_RAM mitsamt dem Adressgenerator AD_GEN und dem Adress- decoder AD_DEC erlaubt daher die Mehrwegeausbreitungsverzöge- rung in den einzelnen Rake-Fingern zu kompensieren. Der Spei- eher RAKE_RAM stellt somit die Verzögerungsglieder für alle Rake-Finger dar. Jeder Rake-Finger umfasst demnach eine Rake- Komponente RD1, ... , RDN sowie den (gemeinsamen) Speicher RAKE_RAM.
Im Folgenden wird die Programmierung des Adressgenerators AD_GEN und des Scrambling-Code-Generators SCR_GEN mittels Parameterwerten, welche von dem DSP über die Datenverbindung 30 übermittelt werden, erläutert. Zum besseren Verständnis wird zuvor kurz auf die in UMTS verwendete KanalStruktur eingegangen, welche in dem UMTS-Standard 3GPP TS 25.211 V4.4.0 (2002- 03) spezifiziert ist.
CPICH
Jede Basisstation sendet gemäß Kapitel 5.3.3.1.1. der oben genannten Spezifikation genau einen CPICH pro Zelle aus. Dieser eine CPICH ist für die gesamte Zelle gültig. Der von einer Basisstation mit dem Index 0 ausgesandte CPICH wird im Folgenden als CPICH_BS(0) bezeichnet, und der von einer Basisstation mit dem Index 1 ausgesandte CPICH wird im Folgenden als CPICH_BS(1) bezeichnet. Da für sämtliche CPICH der gleiche Channelization-Code eingesetzt wird, unterscheiden sich die von unterschiedlichen Basisstationen ausgesandten CPICH lediglich durch ihren Sramblingcode.
Ein Rahmen des CPICH-Kanals dauert 10 ms. Der Rahmen umfasst 15 Zeitschlitze. Gemäß der oben genannten UMTS-Spezifikation enthält jeder Zeitschlitz 2560 Chips. Die Rahmenzeitdauer be- trägt somit 38400 Chip-Zeitdauern. Innerhalb eines Zeitschlitzes werden 10 Symbole (10 x 256 Chips) des CPICH-Kanals ausgesandt .
Nach der Zeitschlitz- und Rahmensynchronisation werden die Zellen-spezifischen CPICH-Kanäle einem Prozess des Matched- Filtering unterzogen. In Halb-Chip-Abständen werden z.B. 512 aufeinanderfolgende Halb-Chip-Empfangsdaten mit den bekannten CPICH-Symbolen Zellen-spezifisch (die Zellen werden durch den Scrambling-Code unterschieden) korreliert und aufintegriert . Aus der Leistungsverteilung der Korrelationsergebnisse in Abhängigkeit von dem Anfangszeitpunkt der Korrelation lassen sich die Mehrwegekomponenten der Ausbreitung innerhalb der betreffenden Zelle erkennen. Dasselbe Verfahren wird für alle bekannten Zellen wiederholt.
In den Figuren 6 und 7 ist jeweils im unteren Bereich der Fi- guren die Rahmen-Zeitläge der Kanäle CPICH_BS(0) und
CPICH_BS(1) dargestellt (fett gezeichnete Linien; die x-Achse entspricht der Zeitrichtung) . Die jeweiligen Rahmenanfänge sind mit den Bezugszeichen 100.0 (des CPICH_BS(0)) bzw. 100.1 (des CPICH_BS(1)) bezeichnet. Die am Empfänger auftretende Zeitdifferenz zwischen dem Rahmenanfang des Kanals
CPICH_BS(1) und dem Rahmenanfang des Kanals CPICH_BS(0) wird mit CPICHJDEL(l) bezeichnet und ist nach der Akquisition im Empfänger bekann .
DPCH
Nutzdaten werden in UMTS über die teilnehmerspezifischen (dedizierten) Downlink-Kanäle DPCH (Dedicated Physical Channel) übertragen. Die Rahmen der DPCH-Kanäle sind in den Figu- ren 6 und 7 mit DPCH_BS(0) für die Basisstation mit dem Index 0 und DPCH_BS(1) für die Basisstation mit dem Index 1 bezeichnet. Die Rahmen der DPCH-Kanäle weisen ebenfalls eine Dauer von 10 ms und eine Länge von 15 Zeitschlitzen auf. CPICH- und DPCH-Rahmen von ein und derselben Basisstation sind jedoch nicht synchron. Es wird die folgende Bezeichnung verwendet :
frame_offset (i) Zeitversatz des DPCH_BS (i) -Rahmens gegenüber dem CPICH_BS (i) -Rahmen für die Ba- sisstation BS(i) mit dem Index i. Der Zeitversatz frame_offset (i) wird von der jeweiligen Basisstation BS(i) mitgeteilt. Die Werte frame__offset (i) sind im Empfänger somit für alle überwachten Basisstationen der Indizes i bekannt. Es gilt frame_offset (i) = n(i)*256 Chips, wobei n(i) = 1, 2, 3, ..., d.h. der Zeitversatz zwischen den Rahmen-Zeitlagen der DPCH- und CPICH-Kanäle einer Basisstation ist jeweils ein ganzzahliges Vielfaches der Symboldauer im CPICH-Kanal .
Wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt B_TS die Demodulation sowohl des DPCH_BS(0) Kanals als auch des DPCH_BS(1) Kanals in dem Rake-Empfänger gestartet werden soll - beispielsweise weil über beide Kanäle dasselbe Signal übertragen wird und beide Kanäle für die Demodulation ausgenutzt werden sollen - werden erfindungsgemäß die folgenden Schritte ausgeführt :
1. Vorgabe einer einheitlichen Zeitbasis:
Das über die Signalleitung 40 übertragene Referenzzeit-Trig- gersignal des zentralen Zeitgebers TM_C wird auf den Rahmenanfang 100.0 des bei der Akquisition zuerst identifizierten CPICH-Rahmens CPICH_BS(0) gesetzt oder ganz generell auf eine Zeitreferenz, die sich am SendeZeitpunkt orientiert. Wie bereits oben erläutert, kann sich dieser Zeitpunkt z.B. bei Verlust der aktuellen Referenz-Basisstation mit einer vorgegebenen Rate verändern, bis das Referenzzeit-Triggersignal 40 des zentralen Zeitgebers TM_C koinzident mit einer neuen Zeitreferenz ist, die sich am Empfangszeitpunkt des CPICH- Kanals einer anderen Basisstation orientiert .
Der zuerst identifizierte Zeitrahmen CPICH_BS(0) legt also die universelle Zeitbasis in dem Empfänger fest. Der gewünschte StartZeitpunkt für die Demodulation orientiert sich an diesem Referenzzeit-Triggersignal und beträgt somit B_TS . In den Fig. 6 und 7 wurde angenommen, dass das Referenzzeit- Triggersignal 40 die Zeitlage des Rahmenbeginns 100.0 des Kanals CPICH BS(0) anzeigt. Dieses Referenzzeit-Triggersignal bleibt gültig, solange diese Basisstation BS(0) vom Empfänger empfangen wird. Sobald der Empfang des CPICH_BS(0) verloren geht, wird das Referenz- zeit-Triggersignal mit einer vordefinierten Maximalrate nachgeführt und indirekt über den neuen SendeZeitpunkt bezüglich des CPICH-Rahmenanfangs einer anderen, durch Higher Layer mitgeteilten Basisstation definiert. In der Folgezeit bestimmt dann diese andere Basisstation die Zeitbasis im Emp- fänger.
2. Programmierung des Scrambling-Code-Generators SCR_GEN für die Scrambling-Code-Erzeugung:
Gemäß den im Standard TS 25.213 V4.3.0 in Kapitel 5.2.2 angegebenen Vorgaben für die Erzeugung von Scrambling-Codes im UMTS-Standard können 262143 unterschiedliche Scrambling-Codes erzeugt werden, die durch eine Nummer zwischen 0 und 262142 bezeichnet werden. Um eine Demodulation des Datenkanals DPCH_BS(i) mit einem bestimmten Scrambling-Code zu erreichen, muss dieser Scrambling-Code zum Zeitpunkt B_TS von dem Scrambling-Code-Generator SCR_GEN geladen sein. Der Ladezeitpunkt des Scrambling-Codes für den DPCH_BS (i) -Kanal bezieht sich aber nicht auf den Rahmenanfang des DPCH_BS (i) -Kanals, sondern auf den Rahmenanfang des zugehörigen CPICH_BS (i) - Kanals. Der Rahmenanfang des DPCHJ3S (i) -Kanals ist um fra- me_offset(i) Zeiteinheiten gegenüber dem CPICH_BS (i) -Rahmen verschoben. Innerhalb des CPICH_BS (i) -Rahmens wird für jeden Chip ein komplexes Code-Wort durch den Scrambling-Code- Generator SCR_GEN geliefert, bis am Anfang eines neuen
CPICH_BS (i) -Rahmens der Code-Generator mit dem ursprünglichen der Basisstation i zugeordneten Scrambling-Code geladen wird und die zyklische Erzeugung der Scrambling-Code-Worte fortgesetzt wird.
Mit "Laden des Scrambling-Codes" ist gemeint, dass die beiden Schieberegister des Code-Generators (Code-Generatoren werden durch rückgekoppelte Schieberegister realisiert; der Code- Generator für die Erzeugung von Scrambling-Codes im UMTS- Standard ist in Kapitel 5.2.2, Fig. 10, der Spezifikation TS 25.213 V4.3.0 dargestellt) zum Ladezeitpunkt mit der durch die Code-Nummer vorgegebenen Anfangsbelegung (bezogen auf die CPICH-BS (i) -Rahmen-Grenze) sowie der zeitlichen Verschiebung zwischen dem CPICH-BS (i) -Rahmenbeginn und dem Zeitpunkt B_TS vorbereitet werden. D.h. , der am Zeitpunkt B_TS zur Verfügung stehende Scrambling-Code beinhaltet einen Vorlauf des mit dem Scrambling-Code der Nummer SCR_CNR(i) geladenen Scrambling- Code-Generators SCR_GEN um frame_offset (i) + start_offset (i) Zeiteinheiten (Chips) , also genau um die Zeitdifferenz zwischen dem CHPICH_BS (i) -Rahmenbeginn und dem Anfang der Demodulation. start__offset (i) gibt die Zeitspanne an, um welche der Zeitpunkt B_TS (Start der Demodulation zum Zeitpunkt
B_TS) gegenüber dem Anfang des DPCHJ3S (i) -Rahmens verzögert ist .
Es werden ferner die folgenden Bezeichnungen verwendet :
SCR_CNR(i) Nummer des Scrambling-Codes der Basisstation mit dem Index i . B_SCR_CNR(i) Anfangswert des Scrambling-Codes zum Zeitpunkt B__TS (wird durch das Laden des Scrambling- Code-Generators mit SCR_CNR(i) und dem Vorlauf des Scrambling-Code-Generators um frame_off- set(i) + start_offset (i) Zeiteinheiten erzeugt) . R_TS(i) Zeitpunkt für das Laden des der Basisstation mit dem Index i zugeordneten nicht durch Vorlauf veränderten Scrambling-Codes der Nummer SCR_CNR(i) in den Scramblin-Code-Generator (immer am Rahmenbeginn des CPICH_BS(i)- Rahmens) .
Fig. 6 zeigt die oben diskutierten Zeitverhältnisse zwischen CPICH BS(i)- und DPCH BS(i) -Rahmen mit der Zeitdifferenz von frame_offset (i) . Da in dem hier dargestellten Beispiel (Fig. 6) der Start der Demodulation zum Zeitpunkt BT_S nicht identisch mit dem Rahmenanfang einer der beiden DPCH-Rahmen ist, muss start_offset (i) berücksichtigt werden. Es gilt
B_TS = frame_offset (i) + start_offset (i) + CPICH_DEL(i)
Die Scrambling-Code-Nummer SCR_CNR(i) ist auf den Rahmenanfang des zugehörigen CPICH-Kanals CHPICH_BS(i) bezogen. Der Wert B_SCR_CNR(i) des Scrambling-Codes zum Zeitpunkt B_TS, d.h. mit Beginn der Demodulation, ergibt sich durch Laden des Scrambling-Code-Generators mit SCR_CNR(i) und dem Vorlauf der im Generator vorhandenen rückgekoppelten Schieberegister um die Zeitdifferenz frame_offset (i) + start__offset (i) . D.h., B_SCR_CNR(i) ist durch die relative Verzögerung zwischen den jeweiligen CPICH_BS(i)- und DPCH_BS(i)- Kanälen und dem Wert start_offset (i) bestimmt.
Aufgrund des notwendigen Vorlaufs des Scrambling-Code-Gene- rators SCR_GEN für die Demodulation und der Definition des
Scrambling-Codes als ein mit den CPICH_BS (i) -Grenzen zyklisch zu wiederholendes Muster, wird während der Demodulation ein Zeitpunkt R__TS(i) auftreten, an dem der Scrambling-Code- Generator wieder neu mit der Scrambling-Code-Nummer SCR_CNR(i) geladen werden muss. Wenn nicht die Verschiebung zwischen dem DPCH_BS(i)- und dem CPICH_BS (i) -Kanal gleich Null ist, wird dieser Zeitpunkt inmitten des DPCH_BS(i)- Rahmens liegen.
R_TS(i) stimmt mit der Rahmen-Grenze des CPICH_BS (i) -Rahmens überein:
R_TS(i) = (B_TS - frame_offset (i) - start__offset (i) ) mod 38400
Die zeitliche Verschiebung frame_offset (i) zwischen dem DPCH__BS(i)- und dem CPICHJBS (i) -Kanal, die Verzδgerungszeit der Demodulation des DPCH_BS (i) -Kanals start_offset (i) werden dem Scrambling-Code-Generator SCR_GEN über die in Fig. 5 gezeigte Datenverbindung 30.1 mitgeteilt. Mit der für die jeweilige Basisstation gültigen Scrambling-Code-Nummer SCR__CNR(i) wird ein Vorlauf des Scrambling-Code-Generators eingeleitet. Die Anzahl der mitgeteilten Offset-Werte richtet sich nach der Anzahl der im Active Set und im Monitor Set ü- berwachten Basisstationen.
Der Anfangswert der Scrambling-Code-Nummer zum Zeitpunkt B_TS ergibt sich nach:
B_SCR__CNR(i) = SCR_CNR(i) + frame_offset (i) + start_offset (i)
3. Programmierung des Adressgenerators AD_GEN für die Verzögerungskompensation
Die in Fig. 7 veranschaulichte Verzögerungskompensation betrifft die DPCH-Kanäle der Basisstationen des Active Set. Wird der Kanal DPCH_BS(0) der Basisstation mit dem Index 0 als Referenz gewählt, kann die Ausbreitungsweg-Verzögerung actframe_offset (i) folgendermaßen definiert werden:
actframe_offset (i) zeitlicher Versatz zwischen dem Zeitpunkt des Rahmenanfangs DPCH_BS(0) und dem
Zeitpunkt des Rahmenanfangs DPCH_BS(i)
Die Ausbreitungsweg-Verzögerung actframe_offset (i) ist eine im Empfänger ermittelte Messgröße. Die Werte für actframe_offset (i) werden von dem DSP z.B. in Zeiteinheiten eines Chips berechnet und über die Datenverbindung 30.2 an den Adressgenerator AD_GEN ausgegeben. Der Adressgenerator AD_GEN rechnet die Zeitdifferenzen actframe_offset (i) in Adressen-Differenzen um (wenn in dem Speicher RAKE_RAM bei- spielsweise pro Speicherplatz ein Halb-Chip abgespeichert ist, ist die Differenz zwischen den Leseadressen AD(nl) und AD(n2) für die beiden Rake-Komponenten RD(nl) bzw. RD(n2), die die Kanäle DPCH_BS(0) bzw. DPCH_BS (i) entspreizen, 2*actframe_offset (i) ) .
In Abhängigkeit von den erhaltenen Werten für die Ausbrei- tungsweg-Verzogerung actframe_offset (i) berechnet der Adressgenerator AD_GEN auf diese Weise für jeden Ausbreitungsweg zwischen jeder Basisstation des Active Set und dem Empfänger eine Leseadresse AD(1) , ... , AD (N) . Die unter den Adressen AD(1), ..., AD(N) abgespeicherten Abtastwerte werden gleich- zeitig aus dem Speicher RAKE_RAM ausgelesen. Wie bereits erläutert, bedeutet dies, dass der Speicher RAKE_RAM innerhalb einer Chip-Zeitdauer bis zu 2*N mal ausgelesen wird (sofern alle Rake-Komponenten RD1, RD2, ..., RDN aktiv sind und jeweils zwei Halb-Chips pro Chip-Zeitdauer und Rake-Komponente ausgelesen werden) , so dass in jedem Chip-Zeittakt für jede Rake-Komponente RD1, RD2 , ..., RDN hinter dem Interpolator TVI ein Abtastwert bereit steht. Die Größe des Speichers RAKE_RAM muss dabei so gewählt werden, dass die Abtastwerte für sämtliche Ausbreitungswege aller Zellen des Active Set in dem Speicher RAKE_RAM gleichzeitig verfügbar sind. D.h., dass der Speicher RAKE_RAM bei Abspeicherung von Halb-Chips eine größere Anzahl von Speicherplätzen als der maximale Wert von 2*actframe_offset (i) aufweisen muss (eine Speichergröße für 400 Chips ist ausreichend) .
Die Parameter actframe_offset (i) bezeichnen nur die relativen Zeitdifferenzen der verschiedenen Mehrwege-Komponenten zueinander. Diese relativen Zeitangaben müssen auf eine absolute Zeitangabe bezogen werden. Hierzu werden mit dem Parameter frame_offset (0) die relativen Zeitangaben auf den CPICH-
Rahmen-Beginn der Referenz-Basisstation referenziert . In diesem Fall werden die Parameter actframe_offset (i) und fra- me_offset(0) über die Datenverbindung 30.2 übertragen. Stattdessen können natürlich die relativen Zeitangaben auf eine absolute Zeit bezogen werden, die am SendeZeitpunkt der Mobilstation orientiert ist. Die Referenzierung auf eine absolute Zeit ist notwendig, da das RAKE RAM bezogen auf die ab- solute Zeitangabe zyklisch mit Empfangsdaten gefüllt wird und damit auch eine Beziehung zwischen Schreib-Zeiger und Auslese-Zeiger hergestellt werden muss.
Die Datenverbindung 30.3 zwischen dem DSP und den Rake- Komponenten RD1, RD2 , ..., RDN ermöglicht eine Programmierung der Rake-Komponenten RD1, RD2 , ..., RDN mittels Offset- Parametern bezogen auf das Referenzzeit-Triggersignal 40.

Claims

Patentansprüche
1. Mobilfunkempfänger zur gleichzeitigen Demodulation mehrerer von verschiedenen Basisstationen (BS(i)) ausgesandten Signalen mit unterschiedlichen Rahmen-Zeitlagen (100.0; 100.1) , mit
- einem digitalen Signalprozessor (DSP) ,
- einer Mehrzahl von Hardware-Blöcken (RD1, ..., RDN, AD_GEN, SCR_GEN) zum Prozessieren der Signale, wobei jeder Hard- ware-Block (RD1, ..., RDN, AD_GEN, SCR_GEN) einen Timing- Eingang (40) zur Entgegennahme eines Referenzzeit-Triggersignals (tREF) und einen Port zur Entgegennahme von einem o- der mehreren Offset-Parametern (frame__offset (i) , start_offset (i) , CPICHJDEL (i) ; actframe_offset (i) , fra- me_offset (0) ) , welche einen zeitlichen Offset zwischen einem gewünschten Prozessierungs-Timing des Hardware-Blocks und dem Referenzzeit-Triggersignal (tREF) bestimmen, aufweist
- einem einzigen Zeitgeber (TM_C) , welcher für sämtliche Hardware-Blöcke (RD1, ..., RDN, RAKE_RAM, AD_GEN, SCR_GEN) das gemeinsame Referenzzeit-Triggersignal (tREF) erzeugt und dieses den Timing-Eingängen (40) der Hardware-Blöcke (RD1, ..., RDN, AD_GEN, SCR_GEN) zuleitet, und
- einer oder mehreren Datenverbindungen (30; 30.1, 30.2, 30.3), welche die Ports mit dem digitalen Signalprozessor (DSP) verbinden, zur Programmierung der Hardware-Blöcke (RD1, ..., RDN, AD_GEN, SCR_GEN) mit den Offset-Parametern.
2. Mobilfunkempfänger nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Hardware-Blöcke (RD1, ..., RDN, AD_GEN, SCR_GEN) die Finger eines Rake-Demodulators (RK) sowie Adressgeneratoren (AD_GEN) und Code-Generatoren (SCR_GEN) sind.
3. Mobilfunkempfänger nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Referenzzeit-Triggersignal (tREF) die Zeitlage des Rahmenbeginns (100.0) des Pilotkanals, insbesondere CPICH, der zuerst detektierten Basisstation (BS(0)) anzeigt.
4. Mobilfunkempf nger nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Referenzzeit-Triggersignal (tREF) an den Sendezeitpunkt im Mobilfunkempfänger gekoppelt ist.
5. Mobilfunkempfänger nach einem der Ansprüche 2 bis 4, g e k e n n z e i c h n e t durch
- einen den Rake-Fingern (RD1, ..., RAKE_RAM, RDN, AD_GEN, SCR_GEN) gemeinsamen Rake-Speicher (RAKE_RAM) zur Zwischen- speicherung von in den Rake-Fingern (RD1, ..., RDN, RAKE_RAM, AD_GEN, SCR_GEN) zu prozessierenden Abtastwerten,
- einen Adressgenerator (AD_GEN) zur Erzeugung von Leseadressen für den Rake-Speicher (RAKE_RAM) , wobei
-- der Adressgenerator (AD_GEN) den Port zur Eingabe von Offset-Parametern und den Timing-Eingang umfasst, -- die Offset-Parameter (actframe_offset (i) , frame_off- set(0)) die Verzögerungszeiten unterschiedlicher Ausbreitungswege bezogen auf das Referenzzeit-Triggersignal angeben, und -- die Leseadressen (AD(1), ..., AD (N) ) für die einem Aus- breitungsweg zugeordneten Abtastwerte in Abhängigkeit von dem Referenzzeit-Triggersignal (tREF) und dem diesem Ausbreitungsweg zugeordneten Offset-Parameter generiert werden.
6. Mobilfunkempfänger nach einem der Ansprüche 2 bis 5, g e k e n n z e i c h n e t durch
- einen einem Rake-Finger (RD1, ..., RDN, RAKE_RAM, AD_GEN, SCR_GEN) zugeordneten Code-Generator (SCR_GEN) zur Erzeugung eines Spreizcodes zum Entspreizen einer in einem der Rake-Finger (RD1, ..., RDN, AD_GEN, SCR_GEN) prozessierten Wegekomponente eines Signals, wobei der Code-Generator (SCR_GEN) den Port zur Eingabe von Offset-Parametern (frame_offset (i) , start_offset (i) ) und den Timing-Eingang umfasst, und den für den Rake-Finger (RD1, ..., RDN, RAKE_RAM, AD_GEN, SCR_GEN) vorgesehenen Spreizcode zu einem Zeitpunkt erzeugt, welcher abhängig ist von dem Referenzzeit-Triggersignal (tREF) und dem oder den diesem Rake-Finger (RD1,
... , RDN, AD_GEN, SCR_GEN) zugeordneten Offset-Parametern
(frame offset(i), start offset(i)).
7. Verfahren zur Synchronisation von Hardware-Blöcken eines Mobilfunkempfängers, welcher für eine gleichzeitige Demodulation mehrerer von verschiedenen Basisstationen (BS(i)) ausgesandten Signale mit unterschiedlichen Rahmen-Zeitlagen ausge- legt ist, wobei die Hardware-Blöcke (RD1, ..., RDN, AD_GEN, SCR_GEN) eine Prozessierung der Signale vornehmen, mit den Schritten:
- Erzeugen eines einzigen, universellen Referenzzeit-Triggersignals (tREF) für sämtliche Hardware-Blöcke (RD1, ..., RDN, RAKE_RAM, AD_GEN, SCR_GEN) ;
- Programmieren der Hardware-Blöcke (RD1, ..., RDN, RAKE_RAM, AD_GEN, SCR_GEN) mit einem oder mehreren Offset-Parametern
(frame_offset (i) , start_offset (i) , CPICH_DEL (i) ; actframe_offset (i) , frame__offset (0) ) , welche einen zeitli- chen Offset zwischen einem gewünschten Prozessierungs-
Timing des Hardware-Blocks und dem Referenzzeit-Triggersignal (tREF) bestimmen; und
- Verarbeiten der Signale in den Hardware-Blöcken (RD1, ..., RDN, RAKE_RAM, AD_GEN, SCR_GEN) unter Berücksichtigung des programmierten Prozessierungs-Timing.
8. Verfahren nach Anspruch 7 , g e k e n n z e i c h n e t durch die folgenden Schritte :
- Suchen nach Pilotkanälen, insbesondere CPICH, verschiedener Basisstationen (BS(i));
- Bestimmen der Zeitlage des Rahmenbeginns des Pilotkanals der zuerst detektierten Basisstation (BS(0)); - Erzeugen des Referenzzeit-Triggersignals (tREE) n zeitlicher Übereinstimmung mit dem Rahmenbeginn dieses Pilotkanals.
9. Verfahren nach Anspruch 7 , g e k e n n z e i c h n e t durch die folgenden Schritte:
- Suchen nach Pilotkanälen, insbesondere CPICH, verschiedener Basisstationen (BS (i) ) ;
- Bestimmen der Zeitläge des Rahmenbeginns des Pilotkanals der zuerst detektierten Basisstation (BS(0));
- Erzeugen des Referenzzeit-Triggersignals (tREF) gekoppelt an den definierten SendeZeitpunkt des Mobilfunkempfängers; und
- Nachführen des Referenzzeit-Triggersignals gemäß der Veränderungen des SendeZeitpunkts des Mobilfunkempfängers .
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der oder die O fset-Parameter wenigstens eine der folgenden Einflussgrößen berücksichtigen: - den zeitlichen Versatz CPICH_DEL(i) zwischen dem Referenzzeit-Triggerignal (tREF) und dem Rahmenbeginn des oder der Pilotsignale anderer Basisstationen (BS(i)),
- eine Zeitdif erenz frame_offset (0) zwischen dem Rahmenbeginn des Pilotkanals (CPICH_BS (0) ) , an welchem das Refe- renzzeit-Triggersignal (tREF) orientiert ist, und dem zugehörigen Datenkanal (DPCH_BS(0) ) ,
- die Ausbreitungsverzögerung actframe_offset (i) eines Weges,
- den Zeitversatz frame_offset (i) zwischen der Rahmen-Zeitlage eines Pilotkanals (CPICH) und eines zugehörigen dedi- zierten Datenkanals (DPCH) ,
- eine Zeitdif erenz start_offset (i) zwischen einer gewünschten Startzeit (B_TS) einer Prozessierung des Hardware-Blockes (RD1, ..., RDN, RAKE_RAM, AD_GEN, SCR_GEN) und dem Rahmenanfang eines Datenkanals (DPCH) .
11. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Offset-Parameter frame_offset (i) , start_offset (i) zur Programmierung eines Code-Generators (SCR_GEN) für einen Rake-Finger (RD1, ..., RDN, AD_GEN, SCR_GEN) eingesetzt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Offset-Parameter actframe_offset (i) , frame_offset (0) zur Programmierung eines Adressgenerators (AD_GEN) für einen Rake-Finger (RD1, ..., RDN, AD_GEN, SCR_GEN) eingesetzt werden.
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