PL197736B1 - Sposób i urządzenie do kontroli przebiegów czasowych sygnałów w odbiorniku bezprzewodowym - Google Patents

Abstract

1. Sposób kontroli przebiegów czasowych sygna lów w odbior- niku bezprzewodowym, w którym demoduluje si e sygna ly za pomo- c a elementów demodulacyjnych i wyznacza si e przesuni ecie cza- sowe za pomoc a uk ladu czasowego, znamienny tym, ze demodulu- je si e, za pomoc a pierwszego elementu demodulacyjnego (130B, 230A), pierwszy sygna l dla wytwarzania pierwszego zestawu warto sci energii, odpowiadaj acego zestawowi mo zliwych warto sci danych tego sygna lu, demoduluje si e, za pomoca drugiego elementu demodulacyjnego (130A, 230B), drugi sygna l dla wytwarzania drugiego zestawu warto sci energii, odpowiadaj acego zestawowi mo zliwych warto sci danych tego sygna lu, laczy si e, za pomoc a urz adzenia sprz egaj acego (138, 238), pierwszy i drugi zestaw warto sci energii dla wyznaczenia z lo zonego zestawu warto sci energii, wyznacza si e, za pomoc a detektora maksimum (140, 240), pierwsze oszacowanie warto sci danych o najwi ekszym prawdopo- dobie nstwie transmisji na podstawie z lozonego zestawu warto sci energii, rozpoznaje si e, za pomoc a pierwszego bloku rozpoznawa- nia symbolu (156A, 246A), … 2. Urz adzenie do kontroli przebiegów czasowych sygna lów w od- biorniku bezprzewodowym, zawieraj ace elementy demodulacyjne do laczone do urz adzenia sprz egaj acego po laczonego z detektorem maksimum polaczonym z uk ladem czasowym, znamienne tym, ze zawiera pierwszy element demodulacyjny (130B, 230A) do de- modulacji pierwszego sygna lu oraz drugi element demodulacyj- ny (130A, 230B) do demodulacji drugiego sygna lu, a drugi element demodulacyjny (130A, 230B) jest do laczony do urz adzenia sprz ega- j acego (138, 238), umieszczonego w pierwszym elemencie demo- dulacyjnym (130B, 230A) i do laczonego do detektora maksimum… PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 197736 B1 (²¹) Numer zgłoszenia: ^{349809 (1}^) ' ⁽22) D^at^{a zg}ł°^szeni^a: 08.02.2000 ^{51) lntcl}H04B 1/707 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

08.02.2000, PCT/US00/03259 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

10.08.2000, WO00/46935 PCT Gazette nr 32/00

(54) i do konrrol i preebiegówczasowychsygnałów ( ) w odbmrmku bezprzewodowym
	(73) Uprawniony z patentu:
(30) Pierwszeństwo:	QUALCOMM INCORPORATED,San Diego,US
08.02.1999,US,09/246,446	(72) Twórca(y) wynalazku:
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 09.09.2002 BUP 19/02	Jeffrey A. Levln,San Dlego,US Christopher C. Riddle,San Dlego,US Tom Sherman,San Diego,US
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.04.2008 WUP 04/08	(74) Pełnomocnik: Palka Grażyna, POLSERVICE, Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o.

(57) 1i Sposób kontroli przebiegów czasowych sygnałów w odbiorniku bezprzewodowym, w którym demoduluje się sygnały za pomocą elementów demodulacyjnych i wyznacza się przesunięcie czasowe za pomocą układu czasowego, znamienny tym, że demoduluje się, za pomocą pierwszego elementu demodulacyjnego (130B, 230A), pierwszy sygnał dla wytwarzania pierwszego zestawu wartości energii, odpowiadającego zestawowi możliwych wartości danych tego sygnału, demoduluje się, za pomocą drugiego elementu demodulacyjnego (130A, 230B), drugi sygnał dla wytwarzania drugiego zestawu wartości energii, odpowiadającego zestawowi możliwych wartości danych tego sygnału, łączy się, za pomocą urządzenia sprzęgającego (138, 238), pierwszy i drugi zestaw wartości energii dla wyznaczenia złożonego zestawu wartości energii, wyznacza się, za pomocą detektora maksimum (140, 240), pierwsze oszacowanie wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji na podstawie złożonego zestawu wartości energii, rozpoznaje się, za pomocą pierwszego bloku rozpoznawania symbolu (156A, 246A), ...

2. Urządzenie do kontroli przebiegów czasowych sygnałów w odbiorniku bezprzewodowym, zawierające elementy demodulacyjne dołączone do urządzenia sprzęgającego połączonego z detektorem maksimum połączonym z układem czasowym, znamienne tym, że zawiera pierwszy element demodulacyjny (130B, 230A) do demodulacji pierwszego sygnału oraz drugi element demodulacyjny (130A, 230B) do demodulacji drugiego sygnału, a drugi element demodulacyjny (130A, 230B) jest dołączony do urządzenia sprzęgającego (138, 238), umieszczonego w pierwszym elemencie demodulacyjnym (130B, 230A) i dołączonego do detektora maksimum.

PL 197 736 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do kontroli przebiegów czasowych sygnałów w odbiorniku bezprzewodowym.

Pos. I przedstawia znany lądowy system komunikacyjny 10, w którym występują trzy jednostki odległe 12A, 12B i 12C oraz dwie stacje bazowe 14. Znane bezprzewodowe systemy komunikacyjne posiadają o wiele więcej jednostek odległych i stacji bazowych. Na pos. I jednostka odległa 12A jest przedstawiona jako ruchoma jednostka telefoniczna, zainstalowana w samochodzie. Pos. I przedstawia również jednostkę odległą 12B komputera przenośnego oraz jednostkę odległą 12C o stałym położeniu, które występują w bezprzewodowej pętli lokalnej lub pomiarowym systemie odczytującym. W najbardziej ogólnym wykonaniu jednostkami odległymi są dowolne jednostki komunikacyjne. Na przykład, jednostki odległe są ręcznymi osobistymi jednostkami systemu komunikacyjnego, przenośnymi jednostkami danych, takimi jak osobisty asystent danych lub też jednostkami danych o stałym położeniu, takimi jak sprzęt do odczytu pomiarów. Pos. I przedstawia sygnał połączenia następującego 18 ze stacji bazowych 14 do jednostek odległych 12 oraz sygnał połączenia zwrotnego 20 z jednostek odległych 12 do stacji bazowych 14.

W znanym bezprzewodowym systemie komunikacyjnym, takim jak na pos. I, pewne stacje bazowe posiadają wielokrotne sektory. Wielosektorowa stacja bazowa zawiera wiele niezależnych anten nadawczych i odbiorczych, jak również niezależne zespoły obwodów elektrycznych. Zasady te odnoszą się w równym stopniu do każdego sektora wielosektorowej stacji bazowej, jak i do niezależnej stacji bazowej z pojedynczym sektorem. Dlatego też w dalszej części opisu termin stacja bazowa odnosi się do sektora wielosektorowej stacji bazowej, jednosektorowej stacji bazowej lub wielosektorowej stacji bazowej.

W systemie komunikacji standardu CDMA o dostępie zwielokrotnionym przez podział kodowy, jednostki odległe wykorzystują do komunikacji ze wszystkimi stacjami bazowymi w systemie wspólne pasmo częstotliwości, co dodaje elastyczności i przynosi wiele korzyści systemowi. Na przykład, zastosowanie wspólnego pasma częstotliwości umożliwia jednostce odległej jednoczesny odbiór sygnałów z więcej niż jednej stacji bazowej, jak również nadawanie sygnałów do odbioru przez więcej niż jedną stację bazową. Jednostka odległa rozróżnia i odbiera niezależnie odbierane jednocześnie sygnały pochodzące z różnych stacji bazowych, poprzez wykorzystanie własności rozproszonego widma komunikacji standardu CDMA. Podobnie stacja bazowa rozróżnia i odbiera niezależnie sygnały pochodzące z wielu jednostek odległych.

Znane jest z opisu patentowego USA nr 4 901 307 stosowanie technik komunikacji standardu CDMA w systemie komunikacyjnym o wielokrotnym dostępie i widmie rozproszonym, wykorzystującym wzmacniaki satelitarne lub naziemne.

Znane techniki komunikacji standardu CDMA w systemie komunikacyjnym o wielokrotnym dostępie są przedstawione także w opisie patentowym USA nr 5 103 459, dotyczącym systemu i sposobu generowania przebiegów sygnałów w systemie telefonii komórkowej standardu CDMA.

Techniki komunikacji standardu CDMA mają wiele zalet w porównaniu z technikami modulacji wąskopasmowej. W szczególności kanał naziemny stwarza specyficzne problemy poprzez generację sygnałów wielościeżkowych, które są pokonywane przez zastosowanie technik komunikacji standardu CDMA. Dla przykładu, w odbiorniku stacji bazowej są rozróżniane i odbierane oddzielne, wielościeżkowe sygnały, pochodzące od wspólnego sygnału jednostki odległej, przy użyciu technik komunikacji standardu CDMA, podobnych do używanych do rozróżniania sygnałów pochodzących z różnych jednostek odległych.

W kanale naziemnym propagacja wielościeżkowa jest powodowana przez odbicia sygnałów od przeszkód w środowisku, takich jak drzewa, budynki, samochody i ludzie. Ogólnie kanał naziemny jest kanałem wielościeżkowym zmiennym w czasie ze względu na ruch względny struktur tworzących wiele ścieżek. Na przykład, jeśli przez kanał wielościeżkowy jest przesyłany idealny impuls, to zostaje odebrany strumień impulsów. W zmieniającym się w czasie kanale wielościeżkowym odbierany strumień impulsów zmienia położenie, amplitudę i fazę w funkcji czasu, w którym jest nadawany ten idealny impuls.

Pos. II przedstawia przykładowy zestaw sygnałów, pochodzący z pojedynczej jednostki odległej, dochodzący do stacji bazowej. Oś pionowa reprezentuje odbieraną moc w skali decybelowej. Oś pozioma reprezentuje opóźnienie dojścia sygnałów do stacji bazowej w wyniku opóźnień drogi propagacji. Nie pokazana oś biegnąca w kierunku do strony reprezentuje odcinek czasu. Każdy syPL 197 736 B1 gnał we wspólnej płaszczyźnie tej strony dochodzi do stacji bazowej w tym samym czasie, ale jest nadawany przez jednostkę odległą w różnym czasie. Na wspólnej płaszczyźnie szczyty sygnału po prawej stronie oznaczają sygnały nadawane przez jednostkę odległą wcześniej niż szczyty sygnału po lewej stronie. Przykładowo, znajdujący się najbardziej po lewej stronie szczyt 20 sygnału odpowiada najpóźniej nadawanemu sygnałowi. Każdy szczyt 20-30 sygnału odpowiada sygnałowi, który przebył różną drogę i dlatego cechuje się różnym opóźnieniem czasowym oraz różną fazą i amplitudą.

Sześć różnych impulsów sygnału, reprezentowanych przez szczyty 20-30 sygnału, odpowiada trudnemu środowisku wielościeżkowemu. Typowe środowiska miejskie wytwarzają mniej użytecznych sygnałów. Poziom szumu systemu jest reprezentowany przez szczyty i doły o mniejszych poziomach energii.

Każdy ze szczytów wielościeżkowych zmienia amplitudę w funkcji czasu, co pokazują nierówne krawędzie każdego ze szczytów 20-30. Na pokazanym ograniczonym odcinku czasu nie występują większe zmiany amplitudy szczytów wielościeżkowych 20-30. Jednak na dłuższym odcinku czasu szczyty te maleją, a w miarę upływu czasu powstają nowe ścieżki. Szczyty mogą również ześlizgiwać się na wcześniejsze lub późniejsze opóźnienia czasowe w wyniku zmian długości ścieżek pod wpływem ruchu obiektów w obszarze działania stacji bazowej.

Dodatkowo w środowisku naziemnym wielokrotne sygnały powstają również w wyniku zastosowania systemów satelitarnych. Na przykład w systemie GlobalStar jednostki odległe komunikują się raczej za pośrednictwem szeregu satelitów niż naziemnych stacji bazowych. Satelity te okrążają Ziemię w czasie około 2 godzin. Ruch satelity na orbicie powoduje zmianę w czasie odległości pomiędzy jednostką odległą a satelitą. Ponadto w miarę wychodzenia satelity poza zakres jednostki odległej, realizuje się przekazanie miękkie z jednego satelity do drugiego. W trakcie tego przekazywania miękkiego jednostka odległa demoduluje sygnały pochodzące z więcej niż jednego satelity. Te wielokrotne sygnały są łączone w taki sam sposób, jak wielościeżkowe sygnały w systemie naziemnym. Jedną z różnic jest jednak to, że w środowisku naziemnym sygnały maja tendencję do wzajemnego przesunięcia o około 0-500 mikrosekund, podczas gdy sygnały odbierane poprzez dwa satelity mają tendencję do przesunięcia o 0-20 milisekund.

W obu systemach, naziemnym i satelitarnym, użyteczny sygnał wynika także z innych źródeł. Na przykład, w celu pokonania skutków zaniku sygnału, wykorzystuje się często dwa lub więcej odbiorników zbiorczych. Dodatkowo, wielokrotne sygnały są wytwarzane podczas bardziej miękkiego przełączania pomiędzy sektorami wspólnej stacji bazowej.

Pos. III przedstawia schemat blokowy znanego odbiornika typu rake. Odbiorniki typu rake są powszechnie stosowane w różnorodnych urządzeniach radiowych standardu CDMA z dostępem wielokrotnym z podziałem kodowym i standardu W-CDMA z szerokopasmowym dostępem wielokrotnym z podziałem kodowym w systemie telefonii komórkowej trzeciej generacji. Odbiornik typu rake jest odbiornikiem radiowym przeznaczonym do zliczania skutków zaniku sygnału wielościeżkowego, mającym funkcję działającą podobnie, jak grabie, których każdy ząb zbiera bit lub energię symbolu podobnie do zbierania liści. Pokazany na pos. III odbiornik typu rake zawiera N elementów demodulacyjnych 100A-100N. Element demodulacyjny 100A jest pokazany na pos. III szczegółowo i zakłada się, że elementy demodulacyjne 100B-100N są skonfigurowane w podobny sposób, jak element demodulacyjny 100A. Nadchodzące próbki sygnałowe są doprowadzane do wejścia każdego z elementów demodulacyjnych 100A-100N. W elemencie demodulacyjnym 100A urządzenie skupiające 102 koreluje nadchodzące próbki sygnałowe z kodem rozpraszania, użytym do rozproszenia sygnału w jednostce odległej. Wyjście urządzenia skupiającego 102 jest dołączone do szybkiego transformatora Hadamarda FHT 104. Układ FHT 104 koreluje skupione próbki z każda z możliwych wartości symboli. Na przykład system ten pracuje zgodnie z normą Telephone Industry Association, Electronic Industry Association TIA/EIA pod tytułem: Mobile Station-Base Station Compatibility Standard For DualMode Wideband Spread Spectrum Cellular System, TIA/EIA/IS-95, znaną ogólnie jako norma IS-95. W takim systemie, grupie 6 bitów danych przyporządkowuje się jeden z 64 symboli Walsha. Układ FHT 104 dokonuje korelacji skupionych próbek z 64 symbolami Walsha. Układ FHT 104 wytwarza zestaw różnych poziomów napięć, przy czym jeden poziom napięcia odpowiada każdej z możliwych wartości symboli.

Wyjście układu FHT 104 jest połączone z blokiem wyznaczenia energii 106, który określa wartość energii dla każdej możliwej wartości symbolu. Wyjście bloku wyznaczenia energii 106 jest połączone z wielościeżkowym urządzeniem sprzęgającym 110. Ponadto wartości wyjściowe energii elementów demodulacyjnych 100B-100N są również doprowadzane do wejścia wielościeżkowego urządzenia sprzęgającego, które sprzęga wartości energii wychodzące z każdego z elementów demodula4

PL 197 736 B1 cyjnych 100A-100N na zasadzie symbol za symbolem w celu wyznaczenia złożonego zestawu wartości energii z jedną energią odpowiadającą każdej z możliwych wartości symboli.

Wyjście wielościeżkowego urządzenia sprzęgającego 110 jest połączone z detektorem maksimum 112, który określa wartość danych o największym prawdopodobieństwie transmisji na podstawie złożonego zestawu wartości energii. Na przykład detektor maksimum 112 pracuje zgodnie z opisem patentowym USA nr 5 442 627, dotyczącym niekoherentnego odbiornika stosującego proces generacji metryk o dwóch maksimach. Wyjście detektora maksimum 112 jest połączone z obwodem obróbki cyfrowej, który dokonuje dalszą obróbkę cyfrową.

Każdy element demodulacyjny 100A-100N śledzi przebieg czasowy sygnału, któremu jest przypisany. W celu wykonania tego, element demodulacyjny 100A demoduluje nadchodzące próbki sygnałowe z przesunięciem czasowym wcześniejszym i późniejszym niż nominalne przesunięcie czasowe. Przez porównanie wyników energetycznych wczesnego i późnego procesu, określa się dokładność bieżącego szacowania zgodnie ze znanymi zasadami komunikacji. Na pos. III pokazano, że wczesne urządzenie skupiające 110A skupia nadchodzące próbki sygnałowe z przesunięciem czasowym przyspieszonym o około jedną drugą chipu czyli bitów sekwencji względem przesunięcia czasowego, stosowanego przez urządzenie skupiające 102. Podobnie późne urządzenie skupiające 110B skupia nadchodzące próbki sygnałowe z przesunięciem czasowym opóźnionym w przybliżeniu o połowę chipu względem przesunięcia czasowego, stosowanego przez urządzenie skupiające 102. Poziomy napięć z wyjść wczesnego i późnego urządzenia skupiającego 110A i 110B są przechowywane tymczasowo w buforach 112A i 112B.

Na pos. III wyjście bloku wyznaczenia energii 106 jest również połączone z detektorem maksimum 108, który wyznacza wartość danych o największym prawdopodobieństwie transmisji w oparciu o wyjście bloku wyznaczenia energii 106. Blok rozpoznania symbolu 114A koreluje skupione próbki przechowywane w buforze 112A z symbolem odpowiadającym wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji. Na przykład symbol Walsha, odpowiadający wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji, jest korelowany z przechowywanymi próbkami w podobny sposób, w jaki nadchodzące próbki sygnałowe są korelowane z kodem rozpraszania we wczesnym urządzeniu skupiającym 110A. W podobny sposób blok rozpoznania symbolu 114B dokonuje korelacji skupionych próbek przechowywanych w buforze 112B z symbolem odpowiadającym wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji. Bloki rozpoznania symbolu 114A i 114B wytwarzają wczesną wartość energii oraz późną wartość energii.

Wartości energii, wczesna i późna, są przechowywane w bloku bramki i porównania 116. Jeśli wartość danych o największym prawdopodobieństwie transmisji, wybrana przez detektor maksimum 112, jest taka sama, jak wartość wygenerowana przez detektor maksimum 108, to blok 116 porównuje wczesny i późny poziom energii. Zgodnie ze znanymi zasadami teorii komunikacji, jeśli te dwie wartości są równe, urządzenie skupiające 102 stosuje właściwe przesunięcie czasowe. Jednak, jeśli jedna wartość jest większa od drugiej, przesunięcie czasowe, stosowane przez urządzenie skupiające 102, jest różne od idealnego przesunięcia czasowego. Układ czasowy 118 zbiera wartości energii wystawiane przez blok bramki i porównania 116 w celu wyznaczenia zaktualizowanego przesunięcia czasowego, przeznaczonego do użycia przez urządzenie skupiające 102. Dodatkowo przesunięcie czasowe określone przez układ czasowy 118, jest przekazywane zwykle do kontrolera systemowego 120, który wykonuje algorytm przypisania elementu demodulacji.

Jeśli wartość danych wygenerowana przez detektor maksimum 112 jest różna od wartości danych wygenerowanej przez detektor maksimum 108, zakłada się, że detektor maksimum 108 popełnił błąd. Założenie to ma podstawy w znanej zasadzie teorii komunikacji, że poprzez połączenie poziomów energii, wytworzonych przez kilka elementów demodulacyjnych, uzyskuje się dokładniejsze określenie wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji. Z tego powodu detektor maksimum 112 daje dokładniejsze oszacowanie transmitowanych danych niż detektor maksimum 108. Dlatego też, jeśli wartość danych, generowana przez detektor maksimum 108, odbiega od wartości generowanej przez detektor maksimum 112, wartości energii, wczesna i późna, zostały prawdopodobnie wyznaczone przy wykorzystaniu błędnej wartości danych, a zatem nie przedstawiają wiarygodnych danych. Z tego powodu blok bramki i porównania 116 odrzuca te wartości i nie przesyła ich do układu czasowego 118.

Dodatkowe informacje dotyczące odbiorników typu rake, demodulatorów i śledzenia przebiegów czasowych są przedstawione w opisie patentowym USA nr 5 654 979, dotyczącym architektury demodulacji komórkowej dla łączności o wielokrotnym dostępie i widmie rozproszonym, opisie patentowym

PL 197 736 B1

USA nr 5 644 591, dotyczącym sposobu i urządzenia do realizacji przeszukiwania w systemie komunikacji CDMA, opisie patentowym USA nr 5 561 618, dotyczącym sposobu i urządzenia do wykonywania szybkiej transformaty Hadamarda, opisie patentowym USA nr 5 490 165, dotyczącym przypisania elementu demodulacji w systemie zdolnym do odbioru sygnałów wielokrotnych i opisie patentowym USA nr 5 805 648, dotyczącym sposobu i urządzenia do wykonywania przeszukiwania w systemie komunikacji CDMA.

Podczas pracy powyższych systemów jest uzyskiwana znaczna ilość nieważnych danych śledzenia przebiegów czasowych, która jest potem odrzucana. Dla przykładu, nawet jeśli stopa błędów elementów demodulacji wynosi aż 80%, to stopa błędów złożonego sygnału może wynosić tylko 10%, a zatem stanowi pewien kanał komunikacyjny. Wobec tego, jeśli stopa błędów elementu demodulacji wynosi około 80%, to około 4 z 5 wartości energii, obliczonych przez bloki rozpoznania symbolu 114A i 114B i z tego powodu zostają odrzucone przez proces bramkowania i nie są wykorzystywane przez układ czasowy 118. W takiej sytuacji układ czasowy 118 pracuje w oparciu o tylko około 20% dostępnej energii, co powoduje zbędne opóźnianie procesu śledzenia przebiegu czasowego, a także zmniejsza dokładność procesu śledzenia przebiegu czasowego.

Gdy przesunięcie czasowe, stosowane przez urządzenie skupiające 102, jest różne od przesunięcia idealnego, energia wychodząca z bloku wyznaczenia energii 106 jest ograniczana.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że demoduluje się, za pomocą pierwszego elementu demodulacyjnego, pierwszy sygnał dla wytwarzania pierwszego zestawu wartości energii, odpowiadającego zestawowi możliwych wartości danych tego sygnału, demoduluje się, za pomocą drugiego elementu demodulacyjnego, drugi sygnał dla wytwarzania drugiego zestawu wartości energii, odpowiadającego zestawowi możliwych wartości danych tego sygnału, łączy się, za pomocą urządzenia sprzęgającego, pierwszy i drugi zestaw wartości energii dla wyznaczenia złożonego zestawu wartości energii, wyznacza się, za pomocą detektora maksimum, pierwsze oszacowanie wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji na podstawie złożonego zestawu wartości energii, rozpoznaje się, za pomocą pierwszego bloku rozpoznawania symbolu, wczesny zestaw skupionych próbek pierwszego sygnału przy użyciu symbolu odpowiadającego pierwszemu oszacowaniu dla wytwarzania pierwszej wczesnej wartości energii, rozpoznaje się, za pomocą drugiego bloku rozpoznawania symbolu, opóźniony zestaw skupionych próbek pierwszego sygnału przy użyciu symbolu odpowiadającego pierwszemu oszacowaniu dla wytwarzania pierwszej opóźnionej wartości energii i wyznacza się, za pomocą układu czasowego, przesunięcie czasowe pierwszego sygnału na podstawie pierwszej wczesnej i pierwszej opóźnionej wartości energii w odbiorniku bezprzewodowym.

Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera pierwszy element demodulacyjny do demodulacji pierwszego sygnału oraz drugi element demodulacyjny do demodulacji drugiego sygnału, a drugi element demodulacyjny jest dołączony do urządzenia sprzęgającego, umieszczonego w pierwszym elemencie demodulacyjnym i dołączonego do detektora maksimum do wyznaczenia pierwszego oszacowania wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji oraz dołączonego do pierwszego bloku rozpoznawania symbolu do rozpoznawania wczesnego zestawu skupionych próbek pierwszego sygnału i dołączonego do drugiego bloku rozpoznawania symbolu do rozpoznawania opóźnionego zestawu skupionych próbek pierwszego sygnału, a pierwszy blok rozpoznawania symbolu jest dołączony do układu czasowego do kontroli przebiegu czasowego pierwszego sygnału w odbiorniku bezprzewodowym.

Urządzenie według drugiego przykładu wykonania wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera pierwszy element demodulacyjny do odbioru szeregu próbek sygnałowych i przypisany pierwszemu sygnałowi oraz drugi element demodulacyjny do odbioru szeregu próbek sygnałowych i przypisany drugiemu sygnałowi, a drugi element demodulacyjny jest dołączony do urządzenia sprzęgającego, umieszczonego w pierwszym elemencie demodulacyjnym i dołączonego do detektora maksimum do wyznaczenia pierwszego oszacowania wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji oraz dołączonego do pierwszego bloku rozpoznawania symbolu do odbioru i rozpoznawania pierwszego wczesnego zestawu skupionych próbek pierwszego sygnału oraz dołączonego do drugiego bloku rozpoznawania symbolu do odbioru i rozpoznawania pierwszego opóźnionego zestawu skupionych próbek pierwszego sygnału, a pierwszy blok rozpoznawania symbolu jest dołączony do układu czasowego do kontroli przesunięcia czasowego przebiegu sygnału w odbiorniku bezprzewodowym.

Zaletą wynalazku jest opracowanie dokładnego sposobu i urządzenia do śledzenia przebiegów czasowych w odbiorniku. Dzięki wynalazkowi zostaje zwiększona energia na wejściu procesu śledzenia przebiegu czasowego. Większa energia zwiększa dokładność i szybkość procesu śledzenia prze6

PL 197 736 B1 biegu czasowego. Poprzez zwiększenie wydajności procesu śledzenia przebiegu czasowego, przykłady sygnałów, które były uprzednio zbyt słabe do poprawnego śledzenia, są teraz dokładnie śledzone w czasie. Zatem dla systemu jest dostępna dodatkowa energia dzięki dodatkowym sygnałom, które uprzednio nie mogły być dokładnie demodulowane. Ta dodatkowa energia poprawia całkowitą wydajność odbiornika.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1A przedstawia wykres odebranej energii w funkcji przesunięcia czasowego, użytego do demodulacji sygnału, fig. 1B - wykres odebranej energii w funkcji przesunięcia czasowego, użytego do demodulacji sygnału, przy występowaniu opóźnienia względem idealnego taktowania, fig. 2 - schemat blokowy urządzenia według wynalazku, w którym sygnały są odbierane ze znacznym wzajemnym przesunięciem czasowym, fig. 3 - sieć działań, gdy sygnały są odbierane ze znacznym wzajemnym przesunięciem czasowym, fig. 4 - schemat blokowy odbiornika do pracy w systemie, w którym wielokrotne wspólne sygnały są odbierane ze względnie dużej wzajemnej bliskości czasowej i fig. 5 - sieć działań systemu, w którym wielokrotne wspólne sygnały są odbierane we względnie dużej wzajemnej bliskości czasowej.

Figura 1A przedstawia wykres odebranej energii w funkcji przesunięcia czasowego, użytego do demodulacji sygnału. Gdy odbiornik typu rake demoduluje sygnał o idealnej synchronizacji w idealnie punktualnym położeniu t₀, wtedy odbiornik typu rake wykrywa maksymalną energię uzyskiwaną z sygnału, co pokazuje punkt danych 122 na fig. 1A. Jeśli odbiornik typu rake demoduluje sygnał z jednostki odległej przy użyciu taktowania, które jest opóźnione o odcinek przesunięcia czasowego 5t od położenia idealnego t₀ dla opóźnionego położenia czasowego t,, to odbiornik typu rake wykrywa mniej energii niż pokazano przez punkt danych 123 z fig. 1A. Tak długo, jak wczesne i późne położenia są przesunięte względem położenia punktualnego o taki sam odcinek czasu i położenie punktualne jest idealne, energia wykrywana w położeniach wczesnym i późnym jest taka sama.

Figura 1B przedstawia wykres odebranej energii w funkcji przesunięcia czasowego, podobny jak na fig. 1A, oprócz tego, że punktualne położenie t₀' zostało ścięte tak, aby było trochę opóźnione względem taktowania idealnego. W wyniku przesunięcia czasowego ilość energii wykryta w punkcie danych 126 jest mniejsza niż ilość energii wykryta w przypadku idealnym w punkcie 122. Jeśli odbiornik typu rake demoduluje sygnał z przesunięciem czasowym 5t wcześniejszym niż punktualne położenie t₀' we wcześniejszym położeniu czasowym tt' na fig. 1B, jak wskazuje punkt danych 127, odbiornik typu rake wykrywa więcej energii niż w punktach danych z fig. 1A. Podobnie, jeśli odbiornik typu rake demoduluje sygnał jednostki odległej z przesunięciem czasowym opóźnionym o przesunięcie czasowe 5t względem punktualnego położenia t₀' w opóźnionym położeniu czasowym tt', co pokazuje punkt danych 128, to odbiornik typu rake wykrywa mniej energii niż w punktach danych z fig. 1A, a także punkcie danych 127 z fig. 1B. Poprzez porównanie energii wykrytej przez odbiornik typu rake we wczesnym położeniu czasowym oraz późnym położeniu czasowym, możliwe jest określenie tego, czy położenie punktualne jest idealnie zestrojone. Jeśli wczesne i późne położenia czasowe pociągają za sobą taki sam poziom energii, odbiornik typu rake wykrywa prawdopodobnie sygnał o dokładnym położeniu czasowym. Jeśli poziom energii wykrytej we wczesnym położeniu jest znacznie większy niż poziom energii wykryty przy położeniu opóźnionym, odbiornik typu rake wykrywa prawdopodobnie sygnał o położeniu opóźnionym względem idealnego. Jeśli poziom energii wykrytej w położeniu opóźnionym jest znacznie większy niż poziom energii wykryty przy położeniu wczesnym, odbiornik typu rake wykrywa prawdopodobnie sygnał o położeniu wyprzedzającym względem idealnego.

Redukcja energii pociąga za sobą redukcję całkowitej energii wytworzonej przez wielościeżkowe urządzenie sprzęgające 110. Zgodnie z tym mniejsza energia całkowita powoduje obniżenie dokładności procesu wyznaczania wartości danych, wykonywanego przez blok detektora maksimum 112, zmniejszając całkowitą wydajność odbiornika. Dodatkowo, redukcja energii powoduje mniej dokładne śledzenie przebiegu czasowego dla słabych sygnałów niż dla silnych sygnałów, redukując jeszcze bardziej energię użyteczną, wytwarzana przez słabe sygnały.

Wynalazek poprawia zdolność odbiornika do szacowania przesunięcia czasowego odbieranego sygnału. Według wynalazku wartości energii, pochodzące z więcej niż jednego procesu demodulacji, są łączone ze sobą dla wyznaczenia oszacowania wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji. Z kolei wartość symbolu, odpowiadająca oszacowaniu wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji, jest stosowana do wyznaczania poziomu energii sygnału wczesnego i opóźnionego dla wykorzystania w procesie śledzenia przebiegu czasowego każdego indywidualnego procesu demodulacji - czy wartość danych zostałaby wybrana wyłącznie na podstawie wartości energii odpowiadających indywidualnemu procesowi demodulacji, czy też nie. W ten sposób

PL 197 736 B1 w procesie śledzenia przebiegu czasowego wykorzystuje się wczesny i opóźniony poziom energii, odpowiadający każdemu odebranemu symbolowi i zbędny jest mechanizm bramkowania. Poprzez użycie wczesnej i opóźnionej wartości energii, odpowiadającej każdemu symbolowi, jest zwiększona całkowita ilość energii na wejściu procesu śledzenia przebiegu czasowego. Dzięki zwiększeniu energii na wejściu procesu śledzenia przebiegu czasowego są zwiększane dokładność i prędkość procesu śledzenia przebiegu czasowego. Dokładniejsze śledzenie przebiegu czasowego daje w rezultacie większą energię wytworzoną przez każdy proces demodulacji, co z kolei poprawia całkowitą wydajność odbiornika.

Figura 2 przedstawia schemat blokowy urządzenia według wynalazku, do zastosowania w systemie, w którym wielokrotne sygnały są odbierane ze znacznym przesunięciem czasowym względem siebie, chociaż może on być zastosowany w systemach innego rodzaju. Na przykład, odbiornik na fig. 2 jest używany w systemie łączności satelitarnej, w którym jednostka odległa odbiera sygnały z dwóch lub więcej satelitów jednocześnie. Na fig. 2 odbiornik zawiera przynajmniej cztery elementy demodulacyjne 130A - 130N. Ogólne zasady są tu stosowane także w odbiornikach, przy demodulacji większej ilości sygnałów.

Figura 2 przedstawia szczegółowo element demodulacyjny 130B, przy czym przyjmuje się, że elementy demodulacyjne 130A, 130C i 130N są zbudowane podobnie. Każdy z elementów demodulacyjnych 130A-130N służy do demodulacji sygnału ze wspólnej jednostki odległej. Dla łatwiejszego omówienia przyjmuje się, że elementy demodulacyjne 130A-130N są przypisane nadchodzącym sygnałom w porządku czasowym tak, że element demodulacyjny 130A dokonuje demodulacji najwcześniej dochodzącego sygnału, a element demodulacyjny 130N dokonuje demodulacji najpóźniej dochodzącego sygnału.

Elementy demodulacyjne 130A-130N odbierają zestaw nadchodzących próbek sygnałowych. Na przykład element demodulacyjny 130A pracuje podobnie do elementu demodulacyjnego 100A z pos. III, ponieważ pierwsze oszacowanie wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji jest dokonywane na podstawie wyjścia bloku wyznaczenia energii. Jednak, zamiast obecności mechanizmu bramkującego, który oczekuje na dojście kolejnych sygnałów i opóźnia proces śledzenia przebiegu czasowego, stosuje się raczej w procesie śledzenia przebiegu czasowego każdą z wcześniejszych i opóźnionych wartości energii, przy czym brak jest mechanizmu bramkującego. Działanie elementu demodulacyjnego 130A będzie bardziej zrozumiałe w odniesieniu do działania elementu demodulacyjnego 130B opisanego szczegółowo poniżej.

W elemencie demodulacyjnym 130B urządzenie skupiające 132 koreluje dochodzące próbki z kodem rozpraszania, użytym do rozproszenia sygnału w jednostce odległej. Urządzenie skupiające 132 skupia próbki sygnałowe przy zastosowaniu przesunięcia czasowego, odpowiadającego czasowi dojścia określonego sygnału, który w tej sytuacji jest drugim najwcześniej przybyłym sygnałem.

Wyjście urządzenia skupiającego 132 jest sprzężone z szybkim transformatorem Hadamarda FHT 134, który służy do korelacji skupionych próbek z każdym z zestawów możliwych symboli. Na przykład układ FHT 134 dokonuje korelacji skupionych próbek z 64 ortogonalnymi symbolami Walsha. Układ FHT 134 wytwarza napięcie odpowiadające każdej z możliwych wartości symboli.

Wyjście układu FHT 134 jest połączone z blokiem wyznaczenia energii 136, który określa wartość energii dla każdej możliwej wartości symbolu. Wyjcie bloku wyznaczenia energii 136 jest połączone z urządzeniem sprzęgającym 138. Dodatkowo wartości energii, wytwarzane przez element demodulacyjny 130A, są również doprowadzane do urządzenia sprzęgającego 138, które łączy wartości energii wytworzone przez elementy demodulacyjne 130A i 130B na zasadzie symbol za symbolem, w celu wyznaczenia pierwszego złożonego zestawu wartości energii, przy czym jedna wartość energii odpowiada każdej z możliwych wartości symbolu. Urządzenie sprzęgające 138 ustala wartości energii wytworzone przez element demodulacyjny 130A oraz wartości energii wytworzone przez element demodulacyjny 130B i może zawierać pamięć do zapisu wartości energii wytworzonych przez element demodulacyjny 130A, aż do chwili, gdy zostaną wytworzone wartości energii przez element demodulacyjny 130B. Po połączeniu przechowywanych danych z wartościami energii, wytworzonymi przez element demodulacyjny 130B, przechowywane dane, uzyskane z elementu demodulacyjnego 130A, są usuwane, zapisywane kasujące lub niszczone inaczej.

Wyjście urządzenia sprzęgającego 138 jest dołączone do detektora maksimum 140, który wyznacza drugie oszacowanie wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji, na podstawie pierwszego złożonego zestawu wartości energii. Ze względu na oparcie na złożonych wartościach energii, drugie oszacowanie wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji

PL 197 736 B1 jest dokładniejsze niż pierwsze przybliżenie wytworzone w elemencie demodulacyjnym 130A i dokładniejsze niż ewentualnie uzyskane w oparciu o wyjście bloku wyznaczenia energii 136. Faktycznie drugie oszacowanie jest najdokładniejszym oszacowaniem dostępnym w odbiorniku, aż do chwili, gdy element demodulacyjny 130C wytworzy wartości energii dla następnego nadchodzącego sygnału.

Każdy element demodulacyjny 130A-130N śledzi w czasie sygnał, któremu jest przypisany. W tym celu element demodulacyjny 130B demoduluje nadchodzące próbki sygnałowe przy wcześniejszym i późniejszym przesunięciu czasowym niż nominalne punktualne przesunięcie i porównuje wyniki w celu wyznaczenia nowego punktualnego oszacowania zgodnie ze znanymi zasadami komunikacji. Na fig. 2 pokazano, że wczesne urządzenie skupiające 152A skupia próbki sygnałowe z przesunięciem czasowym wyprzedzającym o około jedną druga chipa czyli zestaw bitów przesunięcia czasowe, używane przez urządzenie skupiające 132. Podobnie opóźnione urządzenie skupiające 152B skupia przychodzące próbki sygnałowe z przesunięciem czasowym opóźnionym o około jedną drugą chipa względem przesunięcia czasowego, używanego przez urządzenie skupiające 132. Skupione próbki sygnałowe na wyjściu wczesnego urządzenia skupiającego 152A i opóźnionego urządzenia skupiającego 152B są przechowywane czasowo w buforze 154A oraz buforze 154B.

Wyjście detektora maksimum 140 jest połączone z blokiem rozpoznawania symbolu 156A, który dokonuje korelacji przechowywanych skupionych próbek z bufora 154A z symbolem odpowiadającym drugiemu oszacowaniu wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji. Na przykład symbol Walsha, odpowiadający drugiemu oszacowaniu wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji, jest korelowany z przechowywanymi próbkami w podobny sposób, w jaki dochodzące próbki sygnałowe są korelowane z kodem rozpraszania we wczesnym urządzeniu skupiającym 152A. W podobny sposób blok rozpoznawania symbolu 156B koreluje skupione próbki przechowywane w buforze 154B z drugim oszacowaniem symbolu odpowiadającego wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji. Bloki rozpoznawania symbolu 156A i 156B wytwarzają wczesną wartość energii oraz opóźnioną wartość energii. Po odczytaniu, przechowywane dane są czyszczone, zapisywane kasująco lub inaczej niszczone.

Wartości energii, wczesna i późna, są doprowadzane do układu czasowego 158, który porównuje wczesne i opóźnione wartości energii w celu oszacowania czasu dojścia sygnału. To oszacowanie jest stosowane do wyznaczenia aktualizowanego przesunięcia czasowego, przeznaczonego do użycia przez urządzenie skupiające 132 zgodnie ze znanymi zasadami teorii komunikacji. Ponownie nie stosuje się bramkowania czasowego i wszystkie wygenerowane dane stanowią wejście w procesie śledzenia przebiegu czasowego. Ponieważ drugie oszacowanie jest znacznie dokładniejszym oszacowaniem wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji, wczesna i późna wartość energii stanowią dużo dokładniejsze wskazanie rzeczywistych wartości energii i proces bramkowania nie musi być stosowany. Ponieważ brak jest bramkowania, układ czasowy 158 posiada więcej danych. Poprzez użycie większej ilości danych, układ czasowy 158 realizuje dokładniejsze śledzenie przebiegu czasowego. Dodatkowo układ czasowy 158 wprowadza mniejsze opóźnienie i reaguje szybciej na zmiany w czasie sygnału, zwiększając jeszcze bardziej dokładność procesu śledzenia przebiegu czasowego.

Na przykład wyjście układu czasowego 158 jest połączone z kontrolerem systemowym 160, który wykonuje algorytm przypisania elementu demodulacyjnego. Kontroler systemowy 160 jest na przykład mikroprocesorem ogólnego zastosowania. Dla uproszczenia nie pokazano niektórych połączeń pomiędzy elementami demodulacyjnymi 130A-130N i kontrolerem systemowym 160.

Wyjście urządzenia sprzęgającego 138 jest również połączone z kolejnym, połączonym łańcuchowo elementem demodulacyjnym 130C. Podobnie dodatkowe elementy demodulacyjne są połączone na przykład wzajemnie łańcuchowo. W każdym kolejnym elemencie demodulacyjnym urządzenie sprzęgające jest połączone łańcuchowo w celu odbioru wszystkich dostępnych wartości energii sygnału tak, że gdy wszystkie dostępne elementy demodulacyjne są przypisane sygnałom, wejście detektora maksimum 126N jest sprzężone z ostatecznymi złożonymi wartościami energii i generuje oszacowanie stosowane w dalszej obróbce cyfrowej. W ten sposób zwiększa się dokładność procesu śledzenia przebiegu czasowego dla następujących kolejno elementów demodulacyjnych na podstawie dokładniejszego oszacowania wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji, wyznaczonego dzięki złożonym poziomom energii. W takim systemie nie wszystkie elementy demodulacyjne są przypisane sygnałowi przez cały czas. Na przykład, jeśli są dostępne chwilowo tylko dwa sygnały, to łączone są tylko dwa zestawy wartości energii. Wyjście z detektora maksimum, odpowiadające elementowi demodulacyjnemu, przypisanemu ostatniemu dochodzącemu sygnałowi, generuje

PL 197 736 B1 najdokładniejsze oszacowanie wartości sygnału o największym prawdopodobieństwie transmisji. Jest to wartość, która jest następnie stosowana w dalszej obróbce sygnału w odbiorniku.

Zgodnie z fig. 2 element demodulacyjny 130A generuje oszacowanie wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji tylko na podstawie energii sygnałów dostępnych w pierwszym sygnale. Z tego względu element demodulacyjny 130A nie musi zawierać urządzenia sprzęgającego, ale przeciwnie, jest bardzo podobny do elementu demodulacyjnego 130B. Jednak w praktycznych przykładach wykonania każdy z elementów demodulacyjnych jest po prostu zestawem zasobów, przypisanym dowolnemu sygnałowi, niezależnie od tego, czy sygnał jest najwcześniejszym sygnałem, czy też nie. Z tego względu może być bardziej praktyczne skonfigurowanie każdego z elementów demodulacyjnych tak, aby posiadał urządzenie sprzęgające.

Figura 3 przedstawia sieć działań, gdy sygnały są odbierane ze znacznym wzajemnym przesunięciem czasowym. W bloku 200 jest demodulowany pierwszy sygnał w celu wytworzenia pierwszego zestawu wartości energii. Te wartości energii są stosowane do wyznaczania pierwszego oszacowania wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji w bloku 202. To pierwsze oszacowanie jest stosowane do rozpoznawania próbek wczesnego i późnego przesunięcia czasowego, odpowiadających pierwszemu sygnałowi w bloku 204. W bloku 206 jest także wykonywane na podstawie tych wyników śledzenie przebiegu czasowego dla pierwszego przypadku.

W bloku 208 jest demodulowany drugi przypadek tego samego sygnału w celu utworzenia trzeciego zestawu wartości energii. W bloku 212 uzyskana energia jest stosowana do wyznaczenia drugiego oszacowania wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji. W bloku 214 to drugie oszacowanie jest stosowane do rozpoznawania próbek wczesnego i późnego przesunięcia czasowego, odpowiadających drugiemu przypadkowi. W bloku 216 jest wykonywane także na podstawie tych wyników śledzenie przebiegu czasowego dla drugiego przypadku.

Na figurze 3 pokazano, że proces jest kontynuowany dla innych przypadków sygnału. W bloku 218 jest demodulowany trzeci przypadek tego samego sygnału w celu utworzenia trzeciego zestawu wartości energii. W bloku 220 trzeci zestaw wartości energii jest łączony z pierwszym i drugim zestawem wartości energii. W bloku 222 uzyskana energia jest stosowana do wyznaczenia trzeciego oszacowania wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji. W bloku 224 to trzecie oszacowanie jest stosowane do rozpoznawania próbek wczesnego i późnego przesunięcia czasowego, odpowiadających trzeciemu przypadkowi. W bloku 226 jest wykonywane także na podstawie tych wyników śledzenie przebiegu czasowego dla trzeciego przypadku.

Figura 4 przedstawia schemat blokowy odbiornika typu rake do pracy w systemie, w którym wielokrotne wspólne sygnały są odbierane we względnie dużej wzajemnej bliskości czasowej. Odbiornik typu rake z fig. 4 zawiera N elementów demodulacyjnych 230A-230N. Element demodulacyjny 230A jest opisany szczegółowo na fig. 4 i przyjmuje się, że elementy demodulacyjne 230B-230N są skonfigurowane podobnie. Każdy z elementów demodulacyjnych 230A-230N jest skonfigurowany do demodulacji sygnału pochodzącego ze wspólnej jednostki odległej.

Elementy demodulacyjne 230A-230N odbierają zestaw dochodzących próbek sygnałowych. W elemencie demodulacyjnym 230A urządzenie skupiające 232 koreluje dochodzące próbki z kodem rozpraszania stosowanym do rozproszenia sygnału w jednostce odległej. Urządzenie skupiające 232 skupia próbki sygnałowe wykorzystując przesunięcie czasowe odpowiadające czasowi dojścia przypisanego sygnału.

Wyjście urządzenia skupiającego 232 jest połączone z układem FHT 234, który koreluje skupione próbki z każdym zestawem możliwych symboli. Układ FHT 234 koreluje skupione próbki z 64 ortogonalnymi symbolami Walsha. FHT 234 wytwarza poziom napięcia odpowiadający każdej z możliwych wartości symboli.

Wyjście układu FHT 234 jest połączone z blokiem wyznaczenia energii 236, który określa wartość energii dla każdej możliwej wartości symbolu. Wyjście bloku wyznaczenia energii 236 jest połączone z urządzeniem sprzęgającym 238. Dodatkowo wartości energii wytworzone przez elementy demodulacyjne 230B-230N są również sprzężone z urządzeniem sprzęgającym 238, które sprzęga wartości energii wygenerowane przez elementy demodulacyjne 230A-230N na zasadzie symbol za symbolem, w celu wyznaczenia złożonego zestawu wartości energii, przy czym jedna energia odpowiada każdej z możliwych wartości symboli. Urządzenie sprzęgające 238 zestraja w czasie wartości energii wytworzone przez elementy demodulacyjne 230A-230N i może zawierać pamięć do przechowywania wartości energii, aż do wytworzenia wszystkich wartości energii. Po połączeniu przechowywanych danych, dane te są wymazywane, zapisywane kasujące lub niszczone inaczej.

PL 197 736 B1

Wyjście urządzenia sprzęgającego 238 jest połączone z detektorem maksimum 240, który służy do wyznaczenia oszacowania wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji na podstawie złożonego zestawu wartości energii. Ponieważ oszacowanie jest oparte na złożonych wartościach energii, to oszacowanie wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji jest najdokładniejszym oszacowaniem dostępnym w odbiorniku i jest to oszacowanie dokładniejsze niż mogłoby być wygenerowane na podstawie pojedynczego wyjścia dowolnego z elementów demodulacyjnych 230A-230N.

Każdy element demodulacyjny 230A-230N śledzi w czasie sygnał, któremu jest przypisany. W celu wykonania tego, element demodulacyjny 230A demoduluje nadchodzące próbki sygnałowe przy wcześniejszym i opóźnionym przesunięciu czasowym względem nominalnego punktualnego przesunięcia czasowego i porównuje wyniki w celu wyznaczenia nowego aktualnego oszacowania zgodnie ze znanymi prawami komunikacji. Na fig. 4 pokazano, że wczesne urządzenie skupiające 242A skupia próbki sygnałowe z przesunięciem czasowym wyprzedzającym o około jedną drugą chipa czyli zestawu bitów przesunięcie wykorzystywane przez urządzenie skupiające 232. Podobnie późne urządzenie skupiające 242B skupia przychodzące próbki sygnałowe z przesunięciem czasowym opóźnionym o około jedną drugą chipa względem przesunięcia czasowego, stosowanego przez urządzenie skupiające 232. Skupione próbki na wyjściu wczesnego urządzenia skupiającego 242A oraz późnego urządzenia skupiającego 242B są przechowywane czasowo w buforze 244A i 244B.

Wyjście detektora maksimum 240 jest połączone z blokiem rozpoznania symbolu 246A, który dokonuje korelacji przechowywanych, skupionych próbek z bufora 244A z symbolem odpowiadającym oszacowaniu wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji. Na przykład symbol Walsha odpowiadający oszacowaniu wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji jest korelowany z przechowywanymi próbkami w podobny sposób do tego, w którym dochodzące próbki sygnałowe są korelowane z kodem rozpraszania we wczesnym urządzeniu skupiającym 242A. Podobnie blok rozpoznawania symbolu 246B koreluje skupione próbki przechowywane w buforze 154B z oszacowaniem symbolu odpowiadającego wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji. Bloki rozpoznawania symbolu 246A i 246B wytwarzają wczesną wartość energii oraz opóźnioną wartość energii.

Wartości energii, wczesna i późna, są sprzężone z układem czasowym 248, który porównuje wczesną i późną wartość energii w celu oszacowania czasu dojścia sygnału. Oszacowanie czasu dojścia jest stosowane do wyznaczenia aktualizowanego przesunięcia czasowego, przeznaczonego do użycia przez urządzenie skupiające 232, zgodnie ze znanymi zasadami teorii komunikacji. Ponownie nie stosuje się procesów bramkujących, a wszystkie generowane dane stanowią wejście procesu śledzenia przebiegu czasowego. Ponieważ to oszacowanie jest dokładniejszym oszacowaniem wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji, wartości energii, wczesna i późna, są dokładniejszym wskazaniem rzeczywistych wartości energii i proces bramkujący nie musi być stosowany. Ponieważ bramkowanie nie jest stosowane, do układu czasowego 248 dochodzi więcej danych. Dzięki wykorzystaniu większej ilości danych, układ czasowy 248 wykonuje dokładniejsze śledzenie przebiegu czasowego.

Wyjście układu czasowego 248 jest połączone na przykład z kontrolerem systemowym 260, który wykonuje algorytm przypisania elementu demodulacyjnego. Kontroler systemowy 260 jest na przykład mikroprocesorem ogólnego zastosowania. Dla uproszczenia nie pokazano niektórych połączeń pomiędzy elementami demodulacyjnymi 230A-230N i kontrolerem systemowym 260.

W takim systemie nie wszystkie elementy demodulacyjne są przypisane sygnałom w każdym momencie. Przykładowo, jeśli chwilowo dostępne są tylko dwa sygnały, składane są tylko dwa zestawy wartości energii. Wyjście detektora maksimum 240 jest stosowane w dalszej obróbce sygnału w odbiorniku.

Proces pokazany na fig. 3 jest opisany ogólnie w odniesieniu do sieci działań z fig. 4. W bloku 270 jest demodulowany pierwszy sygnał w celu wytworzenia pierwszego zestawu wartości energii. W bloku 272 jest demodulowany drugi sygnał w celu wytworzenia drugiego zestawu wartości energii. W bloku 274 jest demodulowany trzeci sygnał w celu wytworzenia trzeciego zestawu wartości energii. Te wartości energii są łączone w bloku 276 i stosowane do określania oszacowania wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji w bloku 278.

Oszacowanie jest stosowane do rozpoznawania próbek o wczesnym i opóźnionym przesunięciu czasowym, odpowiadających pierwszemu sygnałowi w bloku 280. W bloku 282, na podstawie tych wyników jest wykonywane śledzenie przebiegu czasowego dla pierwszego sygnału. To oszacowanie jest stosowane do rozpoznawania próbek o wczesnym i opóźnionym przesunięciu czasowym, odpoPL 197 736 B1 wiadających drugiemu sygnałowi w bloku 284. W bloku 286, na podstawie tych wyników jest wykonywane śledzenie przebiegu czasowego dla drugiego sygnału. To oszacowanie jest stosowane do rozpoznawania próbek o wczesnym i opóźnionym przesunięciu czasowym, odpowiadających trzeciemu sygnałowi w bloku 288. W bloku 290, na podstawie tych wyników jest wykonywane śledzenie przebiegu czasowego dla trzeciego sygnału. Chociaż fig. 4 i 5 pokazują demodulację trzech lub więcej sygnałów, w pewnych przykładach są demodulowane tylko dwa sygnały.

Przykład wykonania pokazany na fig. 4 i 5 odznacza się zaletami funkcjonalnymi w stosunku do przykładu wykonania pokazanego na fig. 2 i 6, ze względu na to, że wyjście detektora maksimum 240 jest najlepszym oszacowaniem wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji dostępnym w odbiorniku podczas, gdy wyjście detektora maksimum 140 z fig. 2 nie jest najlepszym oszacowaniem w pewnych warunkach, gdy na przykład są dostępne dodatkowe sygnały. Na fig. 2 całą energię dostępną w odbiorniku stosuje jedynie wyjście detektora maksimum, odpowiadającego elementowi demodulacyjnemu, przypisanemu ostatnio przybyłemu sygnałowi.

Jednak przykład wykonania z fig. 1 i 6 może być bardziej praktyczny w zastosowaniu, jeśli różnica czasu pomiędzy momentami dojścia sygnałów jest względnie duża. W miarę wzrostu przesunięć czasowych pomiędzy następującymi kolejno sygnałami, rośnie ilość danych, które muszą być buforowane, aż wyznaczona zostanie wartość danych o największym prawdopodobieństwie transmisji. W pewnym momencie działanie takie wprowadza opóźnienie w procesie śledzenia przebiegu czasowego, które pogarsza czas odpowiedzi procesu śledzenia przebiegu czasowego na zmiany zachodzące w sygnale. Konfiguracja z fig. 2 i 6 umożliwia szybsze wyznaczenie przesunięcia czasowego najwcześniej dochodzącego sygnału niż jest to możliwe na fig. 4 i 5. Ponadto konfiguracja ta obniża średnią ilość danych przechowywanych w systemie dla zestawu danych przesunięć czasowych w porównaniu z fig. 4 i 5.

Działanie według wynalazku zwiększa ilość energii doprowadzanej do procesu śledzenia przebiegu czasowego, a większa energia zwiększa dokładność i szybkość procesu śledzenia przebiegu czasowego. Dzięki zwiększeniu wydajności procesu śledzenia przebiegu czasowego, sygnały, które poprzednio były zbyt słabe, aby mogły być właściwie śledzone w czasie, są teraz śledzone dokładnie. Tym samym dostępna jest dla systemu dodatkowa energia w postaci dodatkowych sygnałów, które uprzednio nie mogły zostać dokładnie zdemodulowane. Ta dodatkowa energia poprawia z kolei całkowitą wydajność odbiornika.

Elementy demodulacyjne na fig. 2 i 4 zostały pokazane w postaci złożonej z elementów dyskretnych, lecz w pewnych zastosowaniach elementy te realizowane w architekturze ze zwielokrotnieniem czasu, w której wielokrotne sygnały są przetwarzane kolejno przez wspólny zestaw elementów obwodu, co jest wykonywane przy użyciu specjalizowanych układów scalonych ASIC, a także elementów dyskretnych lub programów. Opisane techniki są stosowane w systemie wykorzystującym kody Walsha lub inne środki i sposoby kodowania i dekodowania danych.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób kontroll przebiegów czasowych sygnałów w odbiorniku w którym demoduluje się sygnały za pomocą elementów demodulacyjnych i wyznacza się przesunięcie czasowe za pomocą układu czasowego, znamienny tym, że demoduluje się, za pomocą pierwszego elementu demodulacyjnego (130B, 230A), pierwszy sygnał dla wytwarzania pierwszego zestawu wartości energii, odpowiadającego zestawowi możliwych wartości danych tego sygnału, demoduluje się, za pomocą drugiego elementu demodulacyjnego (130A, 230B), drugi sygnał dla wytwarzania drugiego zestawu wartości energii, odpowiadającego zestawowi możliwych wartości danych tego sygnału, łączy się, za pomocą urządzenia sprzęgającego (138, 238), pierwszy i drugi zestaw wartości energii dla wyznaczenia złożonego zestawu wartości energii, wyznacza się, za pomocą detektora maksimum (140, 240), pierwsze oszacowanie wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji na podstawie złożonego zestawu wartości energii, rozpoznaje się, za pomocą pierwszego bloku rozpoznawania symbolu (156A, 246A), wczesny zestaw skupionych próbek pierwszego sygnału przy użyciu symbolu odpowiadającego pierwszemu oszacowaniu dla wytwarzania pierwszej wczesnej wartości energii, rozpoznaje się, za pomocą drugiego bloku rozpoznawania symbolu (156B, 246B), opóźniony zestaw skupionych próbek pierwszego sygnału przy użyciu symbolu odpowiadającego pierwszemu oszacowaniu dla wytwarzania pierwszej opóźnionej wartości energii i wyznacza się, za pomocą

   PL 197 736 B1 układu czasowego (158, 248), przesunięcie czasowe pierwszego sygnału na podstawie pierwszej wczesnej i pierwszej opóźnionej wartości energii w odbiorniku bezprzewodowym.
2. 2. Urządzenie do kontroli przebiegów czasowych sygnałów w odbiorniku bezprzewodowym, zawierające elementy demodulacyjne dołączone do urządzenia sprzęgającego połączonego z detektorem maksimum połączonym z układem czasowym, znamienne tym, że zawiera pierwszy element demodulacyjny (130B, 230A) do demodulacji pierwszego sygnału oraz drugi element demodulacyjny (130A, 230B) do demodulacji drugiego sygnału, a drugi element demodulacyjny (130A, 230B) jest dołączony do urządzenia sprzęgającego (138, 238), umieszczonego w pierwszym elemencie demodulacyjnym (130B, 230A) i dołączonego do detektora maksimum (140, 240) do wyznaczenia pierwszego oszacowania wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji oraz dołączonego do pierwszego bloku rozpoznawania symbolu (156A, 246A) do rozpoznawania wczesnego zestawu skupionych próbek pierwszego sygnału i dołączonego do drugiego bloku rozpoznawania symbolu (156B, 246B) do rozpoznawania opóźnionego zestawu skupionych próbek pierwszego sygnału, a pierwszy blok rozpoznawania symbolu (156A, 246A) jest dołączony do układu czasowego (158, 248) do kontroli przebiegu czasowego pierwszego sygnału w odbiorniku bezprzewodowym.
3. 3. Urządzenie do kontroli przebiegów czasowych sygnałów w odbiorniku bezprzewodowym, zawierające elementy demodulacyjne dołączone do urządzenia sprzęgającego połączonego z detektorem maksimum połączonym z układem czasowym, znamienne tym, że zawiera pierwszy element demodulacyjny (130B, 230A) do odbioru szeregu próbek sygnałowych i przypisany pierwszemu sygnałowi oraz drugi element demodulacyjny (130A, 230B) do odbioru szeregu próbek sygnałowych i przypisany drugiemu sygnałowi, a drugi element demodulacyjny (130A, 230B) jest dołączony do urządzenia sprzęgającego (138, 238), umieszczonego w pierwszym elemencie demodulacyjnym (130B, 230A) i dołączonego do detektora maksimum (140, 240) do wyznaczenia pierwszego oszacowania wartości danych o największym prawdopodobieństwie transmisji oraz dołączonego do pierwszego bloku rozpoznawania symbolu (156A, 246A) do odbioru i rozpoznawania pierwszego wczesnego zestawu skupionych próbek pierwszego sygnału oraz dołączonego do drugiego bloku rozpoznawania symbolu (156B, 246B) do odbioru i rozpoznawania pierwszego opóźnionego zestawu skupionych próbek pierwszego sygnału, a pierwszy blok rozpoznawania symbolu (156A, 246A) jest dołączony do układu czasowego (158, 248) do kontroli przesunięcia czasowego przebiegu sygnału w odbiorniku bezprzewodowym.