Beschreibung

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM EMPFANGEN VON CDMA SIGNALEN AUF UNTERSCHIEDLICHEN TRäGERFREQUENZEN

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Empfangen von Signalen, die mindestens eine erste und eine zweite Signalfolge umfassen, von denen die erste Signalfolge mit einem ersten Kode verknüpft ist und auf eine erste Trägerfrequenz aufmoduliert ist und die zweite Signalfolge mit einem zweiten Kode verknüpft ist und auf eine zweite Trägerfrequenz aufmoduliert ist. Vorzugsweise werden eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren im Rahmen von Mobilfunknetzen der UMTS-Generation verwendet.

Aus dem Stand der Technik sind so genannte Direct-Conversion Receivers bekannt, wie sie z. B. dargestellt sind in Asad A. Abidi: Direct-Conversion Radio Transceivers for

Digital Communications, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 30, No. 12, December

1995. Eine typische Empfängerarchitektur des Direct-Conversion-Receiver-Prinzips ist in

Fig. 1 dargestellt. Eine Antenne 1 empfängt das gesamte Band und führt die Signale einem

Bandfilter zu. Das Bandfilter 2 befreit die Signale von störenden Außerbandstörsignalen. Anschließend werden die empfangenen Signale von einem rauscharmen Vorverstärker 3 verstärkt und zwei Mischern 4, 5 zugeführt.

Die Mischer mischen die empfangenen Signale mit einem Lokaloszillator-Signal, das die Frequenz des gewünschten Signals besitzt. Auf diese Weise wird das gewünschte Signal in das Basisband mit 0 Hz als Mittelfrequenz umgesetzt. Der Mischer 4 verwendet das

Lokaloszillator-Signal 6 in Phase. Bevor das Lokaloszillator-Signal 6 dem Mischer 5 zugeführt wird, wird es von einem Phasendreher 7 um 90° gedreht. Beide Mischer 4, 5 setzen das gewünschte Signal in das Basisband um, so dass das gewünschte Signal im positivem Frequenzbereich nach dem Mischen sowohl beim Mischer 4 als auch beim Mischer 5 dieselbe Amplitudenrichtung aufweist. Durch die 90°-Drehung weisen die

Images, die durch die Umsetzung entstehen, das sind die Signalbereiche, die ins negative Frequenzband umgesetzt werden, eine entgegengesetzte Amplitudenrichtung auf.

Das Ausgangssignal des Mischers 4 wird von einem Tiefpassfilter 8 gefiltert, von einem Verstärker 10 verstärkt und einem Analog-Digital- Wandler 12 zugeführt. Der Analog- Digital- Wandler wandelt das analoge Signal in ein erstes digitales Signal um und übergibt es an die Signalauswerteeinrichtung 14. Dasselbe erfolgt in dem Schaltungsarm, der auf den Mischer 5 folgt. Das Ausgangssignal des Mischers 5 wird von dem Tiefpassfilter 9 gefiltert und an den Verstärker 11 übergeben. Das verstärkte Signal wird dann vom Analog-Digital-Wandler 13 in ein zweites digitales Signal überführt, dass an die Signalauswerteeinrichtung 14 weitergereicht wird. Die Signalauswerteeinrichtung 14 wertet anschließend das erste und das zweite Signal aus.

Empfängerarchitekturen, die nach diesem Direct-Conversion-Receiver-Prinzip arbeiten, werden häufig in Mobiltelefonen verwendet.

Im Rahmen des Third Generation Partnership Projects, insbesondere der Technical Specification Group Radio Access Network, gibt es Bestrebungen, die Funktechnologie in Mobilfunknetzen weiter zu verbessern. Insbesondere werden höhere Datenraten angestrebt. Der Technical Report 3GPP TR 25.913 V7.3.0 aus 2006 beispielsweise spezifiziert unter 8.2 b), dass zukünftige Systeme eine Informationsübertragung über aggregierte Ressourcen ermöglichen sollen. Dazu gehört insbesondere, dass Funkbandressourcen in demselben Band und in unterschiedlichen Bändern sowohl im Uplink als auch im Downlink und sowohl in benachbarten als auch nicht benachbarten Kanälen aggregiert werden können sollen. Dies bedeutet unter anderem, dass im Downlink von der mobilen Empfangseinheit zwei Kanäle unterschiedlicher Trägerfrequenz empfangen werden müssen, die in einem Band liegen. Die mobile Empfangseinheit muss also fähig sein, gleichzeitig zwei Kanäle mit variablem Frequenzabstand zu empfangen.

Ein Kanal ist ein Bereich, der Informationen beinhalten kann und der von anderen Bereichen, die ebenfalls Informationen beinhalten können, trennbar ist. Bei Verwendung von Frequenzmultiplexing ist ein Kanal bspw. eine Frequenz bzw. ein Frequenzband. Ein solches Frequenzband zeichnet sich dadurch aus, dass es von anderen Frequenzbändern

(Kanälen) durch ein auf Basis von Frequenzen funktionierendes Filter getrennt werden kann. Im Rahmen von Mobilfunknetzen wird zum Teil auch eine Trennung von Kanälen basierend auf Kodes verwendet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der erste

Kanal die erste Signalfolge, die mit dem ersten Kode verknüpft ist und die auf eine erste Trägerfrequenz aufmoduliert ist, während der zweite Kanal die zweite Signalfolge umfasst, die mit einem zweiten Kode verknüpft ist und auf eine zweite Trägerfrequenz aufmoduliert ist.

Die Anforderung, gleichzeitig zwei Kanäle mit variablem Frequenzabstand zu empfangen, ist neu. Daher sind keine Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die speziell auf die Lösung dieses technischen Problems zugeschnitten sind. Insbesondere in existierenden, zellularen Netzen, die nach dem CDMA-Verfahren arbeiten (z. B. UMTS oder CDMA2000), existieren keine Lösungen.

Eine durch die Erfinder vorgeschlagene, denkbare Empfängerarchitektur, die fähig ist, gleichzeitig zwei Kanäle mit variablem Frequenzabstand zu empfangen, ist in Fig. 2 dargestellt. Bei der in Fig. 2 dargestellten Empfängerarchitektur wird im Wesentlichen die Empfängerarchitektur aus Fig. 1 verdoppelt. Eine erste Antenne 201 empfängt Signale, die eine erste Signalfolge umfassen, welche auf eine erste Trägerfrequenz aufmoduliert ist und welche mit einem ersten Kode verknüpft ist. Im Rahmen von Mobilfunknetzen handelt es sich bei dem ersten Kode vorzugsweise um eine Kombination aus einem ersten Walsh- Kode und einem ersten Verwürfelungskode (Scrambling Code). Die empfangenen Signale werden von einem Filter 202 gefiltert und von einem Verstärker 203 verstärkt. Die verstärkten Signale werden an einen ersten Mischer 204 und einen zweiten Mischer 205 gegeben. Während der erste Mischer 204 die erste Lokaloszillatorfrequenz 206 in Phase verwendet, benutzt der zweite Mischer 205 die um 90° gedrehte erste Lokaloszillatorfrequenz 206 zum Mischen. Die erste Lokaloszillatorfrequenz 206 entspricht dabei im Wesentlichen der Trägerfrequenz der ersten zu empfangenden

Signalfolge.

Der Signalausgang des ersten Mischers 204 wird vom Tiefpassfilter 208 gefiltert, vom Verstärker 210 verstärkt und anschließend vom Analog-Digital- Wandler 212 in digitale Signale überführt. Die digitalen Signale werden einer Signalauswerteeinrichtung 240 zugeführt.

Das Ausgangssignal des zweiten Mischers 205 wird von einem Filter 209 gefiltert, von einem Verstärker 211 verstärkt und von einem Analog-Digital- Wandler 213 digitalisiert. Auch dieses Signal wird an die Signalauswerteeinrichtung 240 gegeben.

Mit Hilfe einer zweiten Empfangerarchitektur nach Fig. 1 werden Signale empfangen, die die zweite Signalfolge umfassen, welche auf die zweite Trägerfrequenz aufmoduliert ist und welche mit einem zweiten Kode verknüpft ist. Im Rahmen von Mobilfunknetzen handelt es sich bei dem zweiten Kode vorzugsweise um eine Kombination aus einem zweiten Walsh-Kode und einem zweiten Verwürfelungskode (Scrambling Code). Eine zweite Antenne 221 empfängt die Signale, die von einem Filter 222 gefiltert und von einem Verstärker 223 verstärkt werden. Das verstärkte Signal wird von einem dritten Mischer 224 und einem vierten Mischer 225 gemischt. Hierzu wird eine zweite Lokaloszillatorfrequenz 226 verwendet, die im Wesentlichen der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge entspricht. Der dritte Mischer 224 verwendet das Lokaloszillatorfrequenz 226 in Phase, während der vierte Mischer 225 das um 90° gedrehte Lokaloszillatorsignal 226 benutzt.

Das Ausgangssignal des dritten Mischers 224 wird vom Filter 228 gefiltert, vom Verstärker 230 verstärkt und vom Analog-Digital-Wandler 232 digitalisiert. Das digitalisierte Signal wird der Signalauswerteeinrichtung 240 zugeführt.

Das Ausgangssignal des vierten Mischers 225 wird vom Filter 229 gefiltert, vom Verstärker 231 verstärkt und vom Analog-Digital-Wandler 233 in digitale Signale überführt. Die digitalen Signale werden an die Signalauswerteeinrichtung 240 übergeben.

Die digitalen Signale, die die Signalauswerteeinrichtung 240 erhält, umfassen die erste Signalfolge, die mit einem ersten Kode verknüpft ist, und die zweite Signalfolge, die mit einem zweiten Kode verknüpft ist. Im Rahmen von Mobilfunksystemen der dritten Generation handelt es sich bei dem ersten und dem zweiten Kode vorzugsweise um jeweils eine Kombination aus einem Walsh-Kode und einem Verwürfelungs-Kode (Scrambling

Code). Die Signalauswerteeinrichtung 240 ermittelt aus den digitalen Signalen die erste und die zweite Signalfolge.

Mit Hilfe der in Fig. 2 gezeigten Empfangerarchitektur ist es möglich, gleichzeitig zwei Kanäle mit variablem Frequenzabstand zu empfangen. Voraussetzung hierfür ist die Existenz zweier Antennen und zweier Empfangsschaltkreise. Weiterhin werden zwei unterschiedliche Lokaloszillatorfrequenzen 206, 226 benötigt.

Eine weitere von den Erfindern vorgeschlagene Möglichkeit, gleichzeitig zwei Kanäle mit variablem Frequenzabstand zu empfangen, ist in Fig. 3 gezeigt. Bauteile, die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert wurden, tragen dasselbe Bezugszeichen und werden im Folgenden nicht noch einmal erläutert. Im Vergleich zu Fig. 2 existiert in Fig. 3 nur eine Antenne 301. Diese empfängt Signale, die von dem Filter 302 gefiltert und von dem Verstärker 303 verstärkt werden. Das Ausgangssignal des Verstärkers 303 wird an den ersten Empfängerschaltkreis 204 - 213 und an den zweiten Empfängerschaltkreis 224 - 233 übergeben.

Der Vorteil der in Fig. 3 gezeigten Architektur gegenüber der Architektur, die in Fig. 2 dargestellt ist, liegt darin, dass in der Empfängerarchitektur nach Fig. 3 nur eine Antenne 301, ein Filter 302 und ein Verstärker 303 benötigt werden. Allerdings hat die in Fig. 3 gezeigte Empfängerarchitektur den Nachteil, dass durch die Aufteilung des Signals nach dem Verstärker 303 die Empfindlichkeit des Empfängers um mindestens 3 dB herabgesetzt wird, da jedem Empfangsschaltkreis 204 - 213, 224 - 233 nur die halbe Leistung zugeführt wird.

Ausgehend von den in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Empfängerarchitekturen ergibt sich die Aufgabe, eine einfachere Empfängerarchitektur und ein einfacheres Empfangsverfahren zum gleichzeitigen Empfang zweier Kanäle mit variablem Frequenzabstand bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird erfüllt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Weitere Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden durch die abhängigen Ansprüche definiert.

Die Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Empfangen von Signalen, die mindestens eine erste und eine zweite Signalfolge umfassen, von denen die erste Signalfolge mit einem

ersten Kode verknüpft ist und auf eine erste Trägerfrequenz aufmoduliert ist und die zweite Signalfolge mit einem zweiten Kode verknüpft ist und auf eine zweite Trägerfrequenz aufmoduliert ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst mindestens eine Antenneneinrichtung zum Empfangen von Signalen, mindestens einen Mischer zum Umsetzen der Trägerfrequenzen von empfangenen Signalen, mindestens ein Filter zum Herausfϊltern von Frequenzen aus den empfangenen Signalen, mindestens einen Analog- Digital-Wandler zum Digitalisieren der gefilterten Signale und mindestens eine Signalauswerteeinrichtung zum Auswerten der digitalisierten Signale.

Erfindungsgemäß ist der Mischer derart konfiguriert, dass er die Trägerfrequenz der ersten Signalfolge und die Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge so umsetzt, dass sich die Trägerfrequenzen der ersten und zweiten Signalfolge nach dem Umsetzen im Durchlassbereich des Filters befinden. Erfindungsgemäß ermittelt die Signalauswerteeinrichtung aus den digitalisierten Signalen die erste und zweite Signalfolge anhand des ersten und des zweiten Kodes.

Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich der Vorteil, dass gegenüber den in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Ausführungsformen nur noch ein Mischer und nur noch ein Filter nach dem Mischer benötigt werden. Da nur noch ein Mischer vorgesehen ist, ist auch nur noch ein Lokaloszillator und damit nur ein Lokaloszillator-Signal notwendig. Zusätzlich ist nur eine Antenneneinrichtung vonnöten. Dadurch, dass weniger Komponenten benötigt werden, ist die Schaltung einfacher und kostengünstiger zu verwirklichen. Da weniger Komponenten verwendet werden, ist auch der Stromverbrauch niedriger. Zusätzlich wird Platz gespart. Weiterhin kommt es aufgrund der niedrigeren Anzahl der Komponenten zu weniger Störungen zwischen den Komponenten. Besonders der gleichzeitige Betrieb mehrerer Lokaloszillatoren würde technische Herausforderungen mit sich bringen. Beispielsweise müsste ein übersprechen verhindert werden. Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich diese technische Herausforderung nicht.

Vorzugsweise werden der erste und der zweite Kode sowie die Verknüpfungsfunktion so gewählt, dass die Verknüpfung der ersten Signalfolge mit dem ersten Kode und die Verknüpfung der zweiten Signalfolge mit dem zweiten Kode zu einer Spreizung führt die > 1 ist und/oder die daraus resultierenden Signale zueinander im Wesentlichen orthogonal

sind. Zwei Kodes sind zueinander im Wesentlichen orthogonal, wenn das Skalarprodukt des ersten und des zweiten Kodes nahe Null liegt.

Ist im Wesentlichen eine Orthogonalität der resultierenden Signale gegeben, kann die Signalauswerteeinrichtung aus den digitalisierten Signalen die erste und die zweite Signalfolge anhand des ersten und des zweiten Kodes ermitteln, auch wenn vor der Digitalisierung die Trägerfrequenz der ersten Signalfolge und die Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge durch den Mischer auf im Wesentlichen dieselbe Frequenz umgesetzt wurde.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste und der zweite Kode zwei zueinander im Wesentlichen orthogonale Walsh-Kodes(Orthogonal Variable Spreading Factor (OVSF) Codes) oder zwei zueinander im Wesentlichen orthogonale Verwürfelungs-Kodes (Scrambling Codes).

In einer weiteren besonders effektiven Ausführungsform besteht der erste Kode aus einer Kombination eines ersten Walsh-Kodes (OVSF-Code) mit einem ersten Verwürfelungs- Kode (Scrambling Code) und der zweite Kode aus einer Kombination eines zweiten Walsh-Kodes (OVSF-Code) mit einem ersten Verwürfelungs-Kode (Scrambling Code), wobei der erste und der zweite Walsh-Kode zueinander im Wesentlichen orthogonal sind.

Alternativ kann der erste Kode aus einer Kombination eines ersten Walsh-Kodes (OVSF- Code) mit einem ersten Verwürfelungs-Kode (Scrambling Code) bestehen und der zweite Kode aus einer Kombination eines ersten Walsh-Kodes (OVSF-Code) mit einem zweiten Verwürfelungs-Kode (Scrambling Code) bestehen, wobei der erste und der zweite

Verwürfelungs-Kode zueinander im Wesentlichen orthogonal sind.

Denkbar wäre auch, dass der erste Kode aus einer Kombination eines ersten Walsh-Kodes (OVSF-Code) mit einem ersten Verwürfelungs-Kode (Scrambling Code) besteht und der zweite Kode aus einer Kombination eines zweiten Walsh-Kodes (OVSF-Code) mit einem zweiten Verwürfelungs-Kode (Scrambling Code) besteht, wobei die beiden Kombinationen zueinander im Wesentlichen orthogonal sind.

In der Regel verfügen die Walsh-Kodes und auch die Verwürfelungs-Kodes für den Fall des synchronen Empfangs mehrerer Signale (Einwege-Signale, kein Empfang unterschiedlicher Basisstationen) über 100 % Orthogonalität. Für den Fall der Entspreizung (durch Bildung des Skalarprodukts) von asynchronen Signalen (Mehrwegesignale, mehrere Basis- Stationen) besitzt eine Kombination aus einem Walsh-Kode und einem Verwürfelungskode bessere Eigenschaften. Je nach Verschiebung der einzelnen Signale gegeneinander liegt die Orthogonalität noch bei bis zu 99%.

Vorzugsweise wird deswegen als Kode eine Kombination aus einem Verwürfelungs-Kode und Walsh-Kode verwendet zur Verbesserung der Orthogonalitätseigenschaft für den Fall des Empfangs von Mehrwege-Signalen bzw. den Empfang von Signalen von mindestens zwei Sendern, die asynchron sind und möglicherweise dieselben Walsh-Kodes benutzen.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform liegt der Durchlassbereich des Filters in den Grenzen zwischen 0 Hz und dem Betrag der Differenz zwischen der Trägerfrequenz der ersten Signalfolge und der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge. Vorzugsweise liegt der Durchlassbereich des Filters in einem mittleren Frequenzbereich in den Grenzen zwischen 0 Hz und dem Betrag der Differenz zwischen der Trägerfrequenz der ersten Signalfolge und der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge.

Passend zum eben genannten Durchlassbereich des Filters verwendet der Mischer für das Umsetzen der Trägerfrequenzen vorzugsweise eine Frequenz, die sich zwischen der Trägerfrequenz der ersten Signalfolge und der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge befindet.

Wird eine solche Frequenz als Lokaloszillatorfrequenz verwendet, so setzt der Mischer die Trägerfrequenz der ersten Signalfolge und die Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge so um, dass sich die Trägerfrequenzen nach der Umsetzung zwischen 0 Hz und dem Betrag der Differenz zwischen der Trägerfrequenz der ersten Signalfolge vor dem Umsetzen und der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge vor dem Umsetzen befinden.

In der bevorzugten Ausführungsform verwendet der Mischer für das Umsetzen der Trägerfrequenzen eine Frequenz, die sich in einem mittleren Frequenzbereich zwischen der

Trägerfrequenz der ersten Signalfolge und der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge befindet.

Wird eine solche Frequenz verwendet, so befinden sich nach dem Umsetzen die Trägerfrequenzen der ersten und der zweiten Signalfolge in einem mittleren Frequenzbereich in den Grenzen zwischen 0 Hz und dem Betrag der Differenz zwischen der Trägerfrequenz der ersten Signalfolge vor dem Umsetzen und der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge vor dem Umsetzen.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Mischer für das Umsetzen der Trägerfrequenzen eine Frequenz verwendet, die sich frequenzmäßig genau in der Mitte zwischen der Trägerfrequenz der ersten Signalfolge und der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge befindet; denn dann werden die erste und zweite Signalfolge (einmal im Original und einmal als Image) genau auf derselben Frequenz zusammengemischt. Diese Frequenz entspricht dem halben Abstand zwischen der Trägerfrequenz der ersten Signalfolge vor dem Umsetzen und der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge vor dem Umsetzen.

Alternativ hierzu kann der Mischer für das Umsetzen der Trägerfrequenzen eine Frequenz verwenden, die sich außerhalb eines mittleren Frequenzbereichs zwischen der Trägerfrequenz der ersten Signalfolge und der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge befindet. Entscheidend ist, dass sich die Trägerfrequenzen der ersten und zweiten Signalfolge nach dem Umsetzen im Durchlassbereich des Filters befinden.

Wenn die Lokaloszillatorfrequenz ungleich der Trägerfrequenz des gewünschten Signals ist, wird eine 90°-Drehung, wie sie in Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 beschrieben ist, nicht mehr benötigt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass Bauteile eingespart werden können.

Vorzugsweise umfasst die Antenneneinrichtung eine Antenne zum Empfangen von Signalen, ein zweites Filter zum Herausfϊltern von Frequenzen aus den empfangenen

Signalen und einen Verstärker zum Verstärken der gefilterten Signale. Durch das zweite Filter und den Verstärker werden die von der Antenne empfangenen Signale

vorverarbeitet, sodass sie anschließend von dem Mischer und den folgenden Bauteilen leichter zu verarbeiten sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die nach dem Mischen gefilterten Signale von einem Verstärker verstärkt, bevor sie dem Analog-Digital- Wandler zugeführt werden. Dadurch kann der Analog-Digital- Wandler die Signale leichter digitalisieren.

Die Erfindung umfasst weiterhin ein mobiles Endgerät, das eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Empfangen von Signalen umfasst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ebenfalls im Rahmen einer Basisstation eines Mobilfunknetzes verwendet werden. Daher umfasst die Erfindung ebenfalls eine Basisstation eines Mobilfunknetzes, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Empfangen von Signalen umfasst.

Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zum Empfangen von Signalen, die mindestens eine erste und eine zweite Signalfolge umfassen, von denen die erste Signalfolge mit einem ersten Kode verknüpft ist und auf eine erste Trägerfrequenz aufmoduliert ist und die zweite Signalfolge mit einem zweiten Kode verknüpft ist und auf eine zweite Trägerfrequenz aufmoduliert ist. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte Empfangen von Signalen mittels einer Antenneneinrichtung, Umsetzen der Trägerfrequenzen von empfangenen Signalen mittels eines Mischers, Herausfϊltern von Frequenzen aus den empfangenen Signalen mittels eines Filters, Digitalisieren der gefilterten Signale mittels eines Analog-Digital-Wandlers und Auswerten der digitalisierten Signale mittels einer Signalauswerteeinrichtung.

Erfindungsgemäß erfolgt das Umsetzen der Trägerfrequenzen von empfangenen Signalen derart, dass sich die Trägerfrequenzen der ersten und zweiten Signalfolge nach dem Umsetzen im Durchlassbereich des Filters befinden. Weiterhin ermittelt die Signalauswerteeinrichtung beim Auswerten der digitalisierten Signale die erste und die zweite Signalfolge anhand des ersten und des zweiten Kodes aus den digitalisierten Signalen.

Durch dieses Verfahren ergeben sich dieselben Vorteile, wie sie oben bei der Vorrichtung beschrieben wurden. Es werden weniger Bauteile benötigt. Insbesondere benötigt man nur eine Antenneneinrichtung, nur einen Mischer, nur ein Filter nach dem Mischer und nur einen Lokaloszillator. Dadurch ergibt sich ein einfacheres und kostengünstigeres Verfahren.

Vorzugsweise werden der erste und der zweite Kode sowie die Verknüpfungsfunktion so gewählt, dass die Verknüpfung der ersten Signalfolge mit dem ersten Kode und die Verknüpfung der zweiten Signalfolge mit dem zweiten Kode zu einer Spreizung führt die > 1 ist und/oder die daraus resultierenden Signale zueinander im Wesentlichen orthogonal sind.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass beim Auswerten der digitalisierten Signale die erste und die zweite Signalfolge anhand des ersten und des zweiten Kodes ermittelt werden können.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste und der zweite Kode zwei zueinander im Wesentlichen orthogonale Walsh-Kodes oder zwei zueinander im Wesentlichen orthogonale Verwürfelungs-Kodes.

Alternativ kann der erste Kode aus einer Kombination eines ersten Walsh-Kodes mit einem ersten Verwürfelungs-Kode bestehen und der zweite Kode aus einer Kombination eines zweiten Walsh-Kodes mit einem ersten Verwürfelungs-Kode bestehen, wobei der erste und der zweite Walsh-Kode zueinander im Wesentlichen orthogonal sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht der erste Kode aus einer Kombination eines ersten Walsh-Kodes mit einem ersten Verwürfelungs-Kode und der zweite Kode aus einer Kombination eines ersten Walsh-Kodes mit einem zweiten Verwürfelungs-Kode, wobei der erste und der zweite Verwürfelungs-Kode zueinander im Wesentlichen orthogonal sind.

Denkbar wäre auch, dass der erste Kode aus einer Kombination eines ersten Walsh-Kodes (OVSF-Code) mit einem ersten Verwürfelungs-Kode (Scrambling Code) besteht und der

zweite Kode aus einer Kombination eines zweiten Walsh-Kodes (OVSF-Code) mit einem zweiten Verwürfelungs-Kode (Scrambling Code) besteht, wobei die beiden Kombinationen zueinander im Wesentlichen orthogonal sind.

Vorzugsweise erfolgt das Umsetzen der Trägerfrequenzen von empfangenen Signalen mit Hilfe einer Frequenz, die sich zwischen der Trägerfrequenz der ersten Signalfolge und der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge befindet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Umsetzen der Trägerfrequenzen von empfangenen Signalen mit Hilfe einer Frequenz erfolgt, die sich in einem mittleren Frequenzbereich zwischen der Trägerfrequenz der ersten Signalfolge und der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge befindet.

Alternativ kann das Umsetzen der Trägerfrequenzen von empfangenen Signalen mit Hilfe einer Frequenz erfolgen, die sich außerhalb eines mittleren Frequenzbereichs zwischen der Trägerfrequenz der ersten Signalfolge und der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge befindet. Entscheidend ist lediglich, dass das Umsetzen der Trägerfrequenzen von empfangenen Signalen derart erfolgt, dass sich die Trägerfrequenz der ersten und zweiten Signalfolge nach dem Umsetzen im Durchlassbereich des Filters befinden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und weitere Details der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand verschiedener Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die Figuren beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Direct-Conversion Receiver nach dem Stand der Technik.

Fig. 2 zeigt eine erste, denkbare Ausführungsform einer Vorrichtung zum Empfangen von Signalen, die mindestens eine erste und eine zweite Signalfolge umfassen, von denen die erste Signalfolge mit einem ersten Kode verknüpft ist und auf eine erste Trägerfrequenz aufmoduliert ist und die zweite Signalfolge mit einem zweiten Kode verknüpft ist und auf eine zweite Trägerfrequenz aufmoduliert ist.

Fig. 3 zeigt eine zweite, denkbare Vorrichtung zum Empfangen von Signalen, die mindestens eine erste und eine zweite Signalfolge wie oben beschrieben umfassen.

Fig. 4 zeigt ein Frequenzspektrum, das eine erste und eine zweite Signalfolge umfasst, von denen die erste Signalfolge auf eine ersten Trägerfrequenz aufmoduliert ist und die zweite Signalfolge auf eine zweite Trägerfrequenz aufmoduliert ist.

Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vorrichtung zum Empfangen von Signalen, die mindestens eine erste und eine zweite Signalfolge wie oben beschrieben umfassen.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel für ein Frequenzspektrum, welches nach dem Mischen bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform resultiert.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Beispiel eines Frequenzspektrums, welches nach dem Mischen in der Ausführungsform wie in Fig. 5 beschrieben resultiert.

Fig. 8 zeigt ein Eingangsfrequenzspektrum, bei dem der Kanal 2 die dreifache Breite wie der Kanal 1 aufweist.

Fig. 9 zeigt ein Beispiel für ein Frequenzspektrum, das bei Verwendung des in Fig. 8 gezeigten Eingangsspektrums und der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung zum Empfangen von Signalen nach dem Mischen vorliegt.

Fig. 4 zeigt ein Frequenzspektrum, wie es beispielsweise von einer Antenne 1; 201, 221; 301; 501 empfangen wird. In diesem Frequenzspektrum sind ein erster Kanal 401 und ein zweiter Kanal 402 eingezeichnet. Der erste Kanal 401 umfasst die erste Signalfolge, die mit einem ersten Kode verknüpft ist und auf eine erste Trägerfrequenz aufmoduliert ist.

Der zweite Kanal 402 umfasst eine zweite Signalfolge, die mit einem zweiten Kode verknüpft ist und auf eine zweite Trägerfrequenz aufmoduliert ist. Zwischen den beiden Kanälen sind zwei mögliche Lokaloszillatorfrequenzen 403, 404 eingezeichnet. Eine gepunktete Linie 405 illustriert einen denkbaren Durchlassbereich eines Filters 2; 202, 222; 302; 502.

Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Empfangen von Signalen, die mindestens eine erste und eine zweite Signalfolge umfassen,

von denen die erste Signalfolge mit einem ersten Kode verknüpft ist und auf eine erste Trägerfrequenz aufmoduliert ist und die zweite Signalfolge mit einem zweiten Kode verknüpft ist und auf eine zweite Trägerfrequenz aufmoduliert ist.

Die Antenne 501 empfängt Signale im gesamten Band und führt diese dem Bandfϊlter 502 zu. Dieses filtert die Signale. Dadurch entsteht beispielsweise ein Frequenzspektrum, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Der Durchlassbereich des Bandfϊlters 502 ist in Fig. 4 als gepunktete Linie 405 dargestellt. Das Bandfϊlter 502 befreit somit die empfangenen Signale von störenden Außerband-Störsignalen. Anschließend werden die gefilterten Signale von einem rauscharmen Vorverstärker 503 verstärkt und dem Mischer 504 zugeführt.

Der Mischer benutzt zum Umsetzen der Trägerfrequenzen eine Lokaloszillatorfrequenz 505, die zwischen der Trägerfrequenz der ersten Signalfolge und der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge liegt. Zwei denkbare Lokaloszillatorfrequenzen 403, 404 sind in Fig. 4 dargestellt. Nach dem Mischen durch den Mischer 504 entstehen Ausgangsfrequenzspektren, wie sie beispielsweise in Fig. 6 und in Fig. 7 dargestellt sind.

Das Ausgangsfrequenzspektrum des Mischers 504 wird an ein Bandfilter 506 gegeben. Das Bandfϊlter 506 filtert aus dem Ausgangsfrequenzspektrum die gewünschten Frequenzen heraus und übergibt das Resultat an einen Verstärker 507. Der Verstärker 507 verstärkt das Signal und übergibt es an den Analog-Digital-Wandler 508. Der Analog- Digital- Wandler 508 digitalisiert das Signal und gibt es an die Signalauswerteeinrichtung 509 weiter. In der Signalauswerteeinrichtung 509 findet die weitere notwendige Signalverarbeitung statt. Beispielsweise wird hier die Dekodierung der beiden Signalfolgen im digitalen Bereich vorgenommen, wobei hier der Umstand positiv ausgenutzt wird, dass die beiden verwendeten Kodes zueinander orthogonal sind, womit die Kanäle gut voneinander trennbar sind.

Fig. 6 zeigt ein Ausgangsfrequenzspektrum, wie es beispielsweise nach dem Mischen durch den in Fig. 5 dargestellten Mischer 504 resultiert. Das in Fig. 6 dargestellte Ausgangsfrequenzspektrum resultiert, wenn eine Lokaloszillatorfrequenz 505 verwendet wird, die frequenzmäßig genau in der Mitte zwischen der Trägerfrequenz der ersten

Signalfolge und der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge liegt. Eine solche Lokaloszillatorfrequenz ist in Fig. 4 durch eine gestrichelte Linie 403 dargestellt. Durch die Wahl einer Lokaloszillatorfrequenz 403, 505, die zwischen dem Kanal 1 und dem Kanal 2 frequenzmäßig in der Mitte liegt, werden Kanal 1 und Kanal 2 überlagert. Es resultiert ein überlagerter Ausgangskanal 603, der sowohl die erste Signalfolge, die mit einem ersten Kode verknüpft ist, als auch die zweite Signalfolge, die mit einem zweiten Kode verknüpft ist, umfasst. Fig. 6 zeigt weiterhin Nebenkanäle 601, 602, 604, 605. Diese Nebenkanäle waren bereits im Eingangsfrequenzspektrum vorhanden, wurden in Fig. 4 jedoch nicht gezeigt.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Beispiel eines Ausgangsfrequenzspektrums, wie es nach dem Mischen durch den in Fig. 5 gezeigten Mischer 504 resultiert. Hierbei wurde eine Lokaloszillatorfrequenz 505 verwendet, die frequenzmäßig neben der Frequenzmitte zwischen Kanal 1 und Kanal 2 liegt. Eine solche nebenmittige Lokaloszillatorfrequenz ist in Fig. 4 als gestrichelte Linie 404 dargestellt. Durch eine solche Lokaloszillatorfrequenz 404, 505 ist es möglich, den ersten Kanal 401 und den zweiten Kanal 402 durch den Mischer 504 so umzusetzen, dass der erste Kanal 702 und der zweite Kanal 701 im Ausgangsfrequenzspektrum spektral nebeneinander liegen.

Fig. 7 zeigt ein Ausgangsfrequenzspektrum, in dem der erste Kanal 702 spektral neben dem zweiten Kanal 701 liegt. Der erste Kanal 702 überlagert sich mit einem Nebenkanal

706 des zweiten Kanals 701. Genauso überlagert sich der zweite Kanal 701 mit einem Nebenkanal 705 des ersten Kanals 702. Weiterhin sind zusätzliche Nebenkanäle 703, 704,

707 dargestellt. Für eine korrekte Auswertung des gezeigten Ausgangsfrequenzspektrums ist es notwendig, dass das Bandfϊlter 506 den Kanal 1 und den Kanal 2 von den

Nebenkanälen 703, 704, 707 trennt. Das Bandfϊlter 506 filtert also soweit, dass an den Analog-Digital- Wandler nur noch die Kanäle 701, 702, 705 und 706 gegeben werden. Der Analog-Digital-Wandler wandelt diese Kanäle in digitale Werte um, die er an die Signalauswerteeinrichtung 509 weitergibt.

In der Signalauswerteeinrichtung 509 können die erste Signalfolge, die sich im ersten Kanal 702 befindet, und die zweite Signalfolge, die sich im zweiten Kanal 701 befindet, nur dann von den Signalen der Nebenkanälen 705, 706 getrennt werden, wenn der Kode,

der im ersten Kanal 702 verwendet wurde, im Wesentlichen orthogonal zu dem Kode ist, der in Nebenkanal 706 verwendet wurde. Weiterhin ist es notwendig, dass der im zweiten Kanal 701 benutzte Kode im Wesentlichen orthogonal zu dem Kode ist, der zur Kodierung des Signals im Nebenkanal 705 verwendet wurde.

Fig. 8 zeigt ein Eingangsfrequenzspektrum, bei dem der zweite Kanal 802 breiter ist als der erste Kanal 801. Im vorliegenden Beispiel ist der zweite Kanal 802 in etwa dreimal so breit wie der erste Kanal 801.

Wenn das in Fig. 8 gezeigte Eingangsfrequenzspektrum von dem in Fig. 5 gezeigten Mischer 504 mit einer Lokaloszillatorfrequenz 505 gemischt wird, die sich frequenzmäßig in der Mitte zwischen der Trägerfrequenz der ersten Signalfolge und der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge befindet, dann resultiert das in Fig. 9 gezeigte Ausgangsfrequenzspektrum. Die Trägerfrequenz der ersten Signalfolge entspricht in Fig. 8 der Frequenzmitte des ersten Kanals 801. Die Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge entspricht in Fig. 8 der Frequenzmitte des zweiten Kanals 802.

Wie in Fig. 9 zu sehen ist, überlagert sich der erste Kanal 901 mit dem zweiten Kanal 902. Weiterhin überlagert sich der zweite Kanal 902 jedoch zusätzlich mit den Nebenkanälen 904 und 905 des ersten Kanals. Das Bandfϊlter 506 filtert die gezeigten Nebenkanäle 903 und 906 heraus. übrig bleiben jedoch der erste Kanal 901, der zweite Kanal 902 und die Nebenkanäle 904 und 905. Diese Kanäle werden vom Analog-Digital-Wandler 508 digitalisiert. Das Ergebnis der Digitalisierung wird an die Signalauswerteeinrichtung 509 gegeben.

In der Signalauswerteeinrichtung 509 können die Signalfolgen, die sich im ersten Kanal 901, dem zweiten Kanal 902 und den Nebenkanälen 904 sowie 905 befinden, nur dann voneinander getrennt werden, wenn der im zweiten Kanal 902 verwendete Kode im Wesentlichen orthogonal ist zu den Kodes, die zur Kodierung der Signalfolgen im ersten Kanal 901 , im Nebenkanal 904 und im Nebenkanal 905 verwendet wurden.

Die beschriebene Erfindung ermöglicht es, zwei Kanäle zu empfangen, deren Frequenzabstand variabel ist. Wenn der Frequenzabstand variabel ist, entsteht eine

Empfangerarchitektur mit variabler Zwischenfrequenz; denn der Kanal 1 und der Kanal 2 werden jeweils in einen Frequenzbereich gemischt, der zwischen 0 Hz und dem Betrag der Differenz zwischen der Trägerfrequenz der ersten Signalfolge und der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge liegt. Daher wird eine analoge Vorselektion mittels eines variablen Zwischenfrequenzfϊlters benötigt. Hierfür sind Konzepte und Realisierungen aus der Literatur bekannt.

Zusammenfassend ergibt sich, dass die Erfindung eine einfache und kostengünstige Vorrichtung und ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zum Empfangen von Signalen bereitstellt, wobei die Signale eine erste und eine zweite Signalfolge umfassen, von denen die erste Signalfolge mit einem ersten Kode verknüpft ist und auf eine erste Trägerfrequenz aufmoduliert ist und die zweite Signalfolge mit einem zweiten Kode verknüpft ist und auf eine zweiten Trägerfrequenz aufmoduliert ist.

Die Ausführungsbeispiele und Zeichnungen sind rein illustrativ und nicht beschränkend aufzufassen. Es ist möglich, die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale in abweichender Weise miteinander zu kombinieren, um auf diese Weise weitere Ausführungsbeispiele bereitzustellen, die für den entsprechenden Anwendungszweck optimiert sind. Soweit derartige Modifikationen für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich sind, sollen sie durch die obige Beschreibung der Ausführungsbeispiele implizit offenbart sein.

Beispielsweise ist es natürlich möglich, Kanäle mit unterschiedlicher Breite, wie sie in Fig. 8 zu sehen sind, mit einer Lokaloszillatorfrequenz zu mischen, die sich neben der Mitte zwischen der Trägerfrequenz der ersten Signalfolge und der Trägerfrequenz der zweiten

Signalfolge befindet, wie beispielsweise die gestrichelte Linie 404 in Fig. 4 illustriert. Dann ergibt sich, dass die Mitte von Kanal 1 und Kanal 2 im Ausgangsfrequenzspektrum nebeneinander liegen, wie es beispielsweise in Fig. 7 dargestellt ist. In einem solchen Fall würden sich die Effekte der überlagerung mit Nebenkanälen, so wie sie in Fig. 7 und in Fig. 9 dargestellt sind, ergänzen. Das heißt, dass sich der Kanal 1 und 2 zum einen wegen der nicht genau in der Mitte zwischen der Trägerfrequenz der ersten Signalfolge und der Trägerfrequenz der zweiten Signalfolge befindlichen Lokaloszillatorfrequenz und zum anderen wegen der unterschiedlichen Breiten des ersten und des zweiten Kanals mit

Nebenkanälen überlagern würden. In diesem Fall ist es notwendig, dass alle Kanäle bzw. Nebenkanäle, die sich überlagern, Kodes verwenden, die zueinander im Wesentlichen orthogonal sind. Eine solche Kombination von Merkmalen beispielsweise ist offensichtlich für einen Fachmann und soll damit als implizit offenbart gelten durch die Beschreibung der obigen Ausführungsformen.