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Patent Searching and Data


Title:
RECEIVER FOR TELECOMMUNICATION SYSTEMS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/026149
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a receiver for telecommunication systems, which comprises a receiver device and a decoder circuit for retrieving a symbol sequence from a received signal. Said decoder circuit comprises two switched detector circuits, namely a first detector circuit for stand-by reception and a second detector circuit for message reception.

Inventors:
Vollmer, Jürgen (Binnenstrasse 12 Isselburg, 46419, DE)
Application Number:
PCT/DE2002/003205
Publication Date:
March 27, 2003
Filing Date:
August 30, 2002
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Wittelsbacherplatz 2 München, 80333, DE)
Vollmer, Jürgen (Binnenstrasse 12 Isselburg, 46419, DE)
International Classes:
H04B1/16; (IPC1-7): H04B1/16
Foreign References:
US5790946A1998-08-04
US5280650A1994-01-18
US5606313A1997-02-25
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, 80506, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Empfänger für Nachrichtenübertragungssysteme mit einem Empfangsteil sowie einer Decoderschaltung zum Rückgewinnen einer Symbolfolge aus einem Empfangssignal, dadurch ge kennzeichnet, dass die Decoderschaltung (18) zwei um schaltbare Detektorkreise (20,22) umfasst, von denen ein er ster Detektorkreis (20) für einen Bereitschaftsempfang ausge legt ist und ein zweiter Detektorkreis (22) für einen Nach richtenempfang ausgelegt ist.
2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch ge kenn z e i ch net, dass der zweite Detektorkreis (22) für ein bandbrei tengespreiztes Nachrichtenübertragungssystem (UMTS) ausgelegt ist.
3. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch ge kenn z e i ch net, dass der zweite Detektorkreis (22) für ein nicht band breitengespreiztes Nachrichtenübertragungssystem (GSM) ausge legt ist.
4. Empfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass der zweite Detektorkreis (22) ein komplexer Detektor, insbesondere ein JointDetektor, ist.
5. Empfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass der erste Detektorkreis (20) ein einfacher Single User Detektor, insbesondere ein RAKEEmpfänger, ist.
6. Empfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Detektorkreise (20, 22) parallel geschaltet sind und mit Ausgangsanschlüssen (24, 24') und Eingangsanschlüssen (28,28') von zwei synchron schaltbaren Umschaltern (26,30) verbunden sind.
7. Empfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass Auslösesignale der Um schalter (26,30) von einem Decoder (36) und/oder Protokoll Layern (46) der Decoderschaltung (18) generierbar sind.
8. Empfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Detektorkreise (20, 22) gemeinsame Schaltungsbestandteile nutzen.
9. Empfänger nach Anspruch 8, dadurch ge kenn z e i ch net, dass je nach Empfangszustand des Empfängers (10) die gemeinsamen Schaltungsbestandteile als Teil des Detektorkrei ses (20) oder Teil des Detektorkreises (22) schaltbar sind.
Description:
Beschreibung Empfänger für Nachrichtenübertragungssysteme Die Erfindung betrifft einen Empfänger für Nachrichtenüber- tragungssysteme mit einem Empfangsteil sowie einer Decoder- schaltung zum Rückgewinnen einer Symbolfolge aus einem Emp- fangssignal.

Empfänger der gattungsgemäßen Art sind bekannt. Diese werden beispielsweise in Spreizband-Nachrichtenübertragungssystemen eingesetzt, zu denen unter anderem auch UMTS (Universal Mobi- le Telecommunication System) gehört. Ein UMTS-Sender kann für eine Mehrzahl verschiedener Empfänger bestimmte Signale gleichzeitig in einem einzigen Frequenzband übertragen, indem er jedes Symbol mit einer Folge von Werten eines so genannten Spreizcodes multipliziert, wodurch für jedes Symbol so ge- nannte Chips erhalten werden, wobei SF die Zahl der Elemente des Spreizcodes beziehungsweise den Spreizfaktor bezeichnet.

Jeder Empfänger rekonstruiert aus den übertragenden Chips den für ihn bestimmten Anteil durch Bilden des Skalarprodukts der empfangenen Chipfolge mit dem ihm zugeordneten Spreizcode.

Diese Rekonstruktion ist möglich, weil die verwendeten Spreizcodes orthogonal sind, das heißt, das Skalarprodukt zweier Spreizcodes, aufgefasst als Vektoren in einem SF- dimensionalen Vektorraum, ist Null.

Es gibt komplexe leistungsfähige Detektorkreise, wie bei- spielsweise den so genannten Joint-Detektor, dessen Aufbau und Wirkungsweise allgemein bekannt sind. Dieser Detektor ist in hohem Maße in der Lage, UMTS-typische Störungen wie mul- tiple access interference (MAI) und/oder inter-symbol inter- ference (ISI) zu eliminieren. Insbesondere bei den Anforde- rungen gemäß den UTRA-TDD Standards und. dem TD-SCDMA Standard sind diese Leistungsmerkmale teilweise unverzichtbar, um den Anforderungen zu entsprechen, die aber einen stark erhöhten

Energieverbrauch nach sich ziehen. Einfachere Detektoren, wie beispielsweise der so genannte RAKE-Empfänger, dessen Aufbau und Funktion ebenfalls allgemein bekannt sind, können weder MAI noch ISI eliminieren, verbrauchen aber auch signifikant weniger Leistung.

Insbesondere in so genannten Stand-by-Zeiten der Empfänger, das heißt in den Zeiten, in denen ein Empfang von Nachrich- ten, insbesondere von Daten beziehungsweise Sprache, nicht erfolgt, erfordert der Bereitschaftsmodus komplexer Empfänger einen relativ hohen Energiebedarf, der zu einer Verringerung der Stand-by-Zeit führt. Unter Stand-by-Zeit wird hierbei die Zeit verstanden, innerhalb der der Empfänger ohne Aufladen eines Akkumulators oder dergleichen betriebsbereit bleibt.

Die Verringerung der Stand-by-Zeit würde zu einem unangemes- senen Komfortverlust gegenüber auf anderen Standards basie- renden Empfängern, beispielsweise GSM (Global System for Mobi- le Communication) -Standards, führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Empfänger der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der sich durch eine hohe Stand-by-Zeit auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Empfänger mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass die Decoderschaltung zwei umschaltbare Detektorkreise um- fasst, von denen ein erster Detektorkreis für einen Nachrich- tenempfang ausgelegt ist und ein zweiter Detektorkreis für einen Bereitschaftsempfang ausgelegt ist, ist vorteilhaft möglich, während des Bereitschaftszustandes des Empfängers, also in der Zeit, in der keine Nachrichten, insbesondere Da- ten und/oder Sprache, übertragen werden, auf den dem Bereit- schaftsempfang zugeordneten Detektorkreis umzuschalten. Die- ser ist in seiner Struktur erheblich einfacher ausgelegt, da lediglich die für den Bereitschaftszustand notwendigen ge- meinschaftlichen Kanäle, die Basis allgemeiner Informationen für alle Empfänger sind, empfangen werden müssen. Diese wer-

den mit einer höheren Leistung als Daten-und/oder Sprachsi- gnale übertragen, so dass zum Empfang dieser Kanäle ein weni- ger empfindlicher Detektorkreis ausreichend ist. Dieser be- sitzt daher auch einen geringeren Energiebedarf, so dass die im Empfänger zur Verfügung stehenden Energieressourcen, bei- spielsweise über einen Akkumulator oder dergleichen einen Be- reitschaftszustand über einen längeren Zeitraum gestatten.

Somit kommt es zu einer Verlängerung der so genannten Stand- by-Zeit des Empfängers gegenüber der Variante, in der ein sich ständig in Bereitschaft befindender Detektorkreis für einen Nachrichtenempfang geschaltet wäre.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Detektorkreis, der für den Nachrichtenempfang ausgelegt ist, für den Empfang eines bandbreitengespreizten Nachrichtenübertragungssystems (z. B. UMTS) ausgelegt ist.

Hierdurch lassen sich Empfänger in bandbreitengespreizten Nachrichtensystemen in einfacher Weise mit einer hohen Stand- by-Zeit realisieren.

Nach weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der dem Nachrichtenempfang dienende erste Detektorkreis für ein nicht bandbreitengespreiztes Nachrich- tenübertragungssystem (GSM) ausgelegt ist. Somit lassen sich auch für Empfänger in derartigen Nachrichtenübertragungssy- stemen verlängerte Stand-by-Zeiten erzielen.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung, die schematisch einen Emp- fänger für ein Nachrichtenübertragungssystem in einem Block- schaltbild zeigt, näher erläutert.

In der Figur ist ein insgesamt mit 10 bezeichneter Empfänger für ein Spreizband-Nachrichtenübertragungssystem (UMTS) in

einem Blockschaltbild gezeigt. Der Empfänger 10 umfasst ein Empfangsteil 12, das über eine Antenne 14 empfangene elektro- magnetische Nachrichtensignale in Empfangssignale umsetzt.

Diese Empfangssignale werden über einen Analog/Digital- Wandler 16 einer insgesamt mit 18 bezeichneten Decoderschal- tung zugeführt. Die Decoderschaltung 18 umfasst einen ersten Detektorkreis 20 sowie einen zweiten Detektorkreis 22. Die Detektorkreise 20 und 22 sind elektrisch parallel geschaltet und mit je einem Ausgangsanschluss 24 beziehungsweise 24'ei- nes ersten Umschalters 26 und je einem Eingangsanschluss 28 beziehungsweise 28'eines zweiten Umschalters 30 verbunden.

Ein Eingangsanschluss 32 des ersten Umschalters 26 ist mit dem Analog/Digital-Wandler 16 verbunden. Ein Ausgangsan- schluss 34 des zweiten Umschalters 30 ist mit einem Decoder 36 verbunden. Die mittels des Decoders 36 dekodierten Emp- fangssignale werden hier nicht weiter dargestellten Schal- tungsbestandteilen des Empfängers 10 zur Weitergabe, Speiche- rung, Wiedergabe oder dergleichen in an sich bekannter Weise weitergleitet. Beim Detektorkreis 22 handelt es sich bei- spielsweise um einen so genannten Joint-Detektor, dessen Auf- bau und Wirkungsweise bekannt sind. Bei dem Detektorkreis 20 handelt es sich beispielsweise um einen so genannten RAKE- Empfänger (Sing. le User Detektor). Aufbau und Funktion derar- tiger RAKE-Empfänger sind ebenfalls allgemein bekannt, so dass im Rahmen der vorliegenden Beschreibung hierauf nicht näher eingegangen werden soll.

Der Decoder 36 ist über höhere Protokoll-Layer 46 mit einem Entscheider 38 verbunden, dessen Schaltausgang 40 mit Steuer- anschlüssen 42 beziehungsweise 44 der Umschalter 26 bezie- hungsweise 30 verbunden ist. Ein weiteres Eingangssignal des Entscheiders 38 kann von den höheren Protokoll-Layern 46 un- mittelbar kommen.

Der in der Figur dargestellte Empfänger 10 zeigt folgende Funktion :

Im Bereitschaftszustand (Stand-by-Betrieb) des Empfängers 10 ist der Eingangsanschluss 32 des Umschalters 26 mit dessen Ausgangsanschluss 24'und der Eingangsanschluss 28'des Um- schalters 30 mit dessen Ausgangsanschluss 34 verbunden. Hier- durch werden die von der Empfangseinheit 12 empfangenen elek- tromagnetischen Signale nach deren Digitalwandlung über den Detektorkreis 20 und den Decoder 36 geführt. Im Bereit- schaftszustand des Empfängers 10 werden keine Daten-und/oder Sprachsignale empfangen. Im Bereitschaftszustand werden die gemeinschaftlichen Kanäle (so genannte common transport chan- nels) von einer nicht dargestellten Basisstation gesendet und vom Empfänger 10 empfangen. Der Decoder 36 gibt die empfange- nen gemeinschaftlichen Kanäle an die höheren Layer 46. Solan- ge die Bitfehlerrate nicht zu hoch ist oder die höheren Layer 46 nicht den Beginn einer Nachrichtenübertragung signalisie- ren, werden die empfangenen Signale über den Detektorkreis 20 geführt, der einen relativ einfachen Aufbau und somit relativ geringen Energiebedarf besitzt. Der Energiebedarf des Empfän- gers 10 insgesamt wird bekannterweise durch einen im Empfän- ger 10 angeordneten Akkumulator oder dergleichen gedeckt.

Aufgrund des geringen Energiebedarfs des Detektorkreises 20 im Bereitschaftszustand werden lange Stand-by-Zeiten des Emp- fängers 10 erreicht.

Sollen über die Empfangseinheit 12 Nachrichtensignale, bei- spielsweise Daten-und/oder Sprachsignale, empfangen werden, so wird dies in den höheren Layern 46 festgestellt und diese Information an den Entscheider (Schaltmittel) 38 weitergege- ben. Dieser steuert wiederum die Steueranschlüsse 42 und 44 der Umschalter 26 und 30 synchron an. Bei anliegenden Steuer- signalen wird der Eingangsanschluss 32 des Umschalters 26 mit dessen Ausgangsanschluss 24 und der Eingangsanschluss 28 des Umschalters 30 mit dessen Ausgangsanschluss 34 verbunden.

Hierdurch werden die empfangenen Signale über den Detektor- kreis 22-dem Joint-Detektor-geführt. Dieser besitzt den erforderlichen, relativ komplexen Aufbau der zum Erreichen der für Daten-und/oder Sprachsignale erforderlichen Signal-

qualität am Detektorausgang notwendig ist. Der hierbei erfor- derliche höhere Energiebedarf wird ebenfalls durch die Ener- giequelle, insbesondere den Akkumulator, des Empfängers 10 gedeckt.

Soll die Übertragung der Daten-und/oder Sprachsignale been- det werden, so wird dies in den höheren Layern 46 festge- stellt und diese Information an den Entscheider (Schaltmit- tel) 38 weitergegeben. Dieser veranlasst durch entsprechende Steuersignale die Umschalter 26 und 30, ihre Schaltstellung gemäß Bereitschaftszustand einzunehmen-wie in der Figur ge- zeigt. Hierdurch werden die empfangenen Signale wiederum über den den einen relativ geringen Energiebedarf aufweisenden De- tektorkreis 20 geführt.

Es wird deutlich, dass durch Umschalten des Empfängers 10 auf den Detektorkreis 20 im Bereitschaftszustand des Empfängers 10 (Stand-by-Betrieb) lediglich ein geringerer Energiebedarf benötigt wird, als wenn der Detektorkreis 22 den Bereit- schaftszustand mit abdecken müsste.

Die Detektorkreise 20 und 22 können gemeinsame Schaltungsbe- standteile nutzen, wobei je nach Zustand des Empfängers 10 die gemeinsamen Schaltungsbestandteile als Teil des Detektor- kreises 20 oder Teil des Detektorkreises 22 geschaltet sind.

Hierdurch ist ein Bauelementeaufwand reduziert.