DE69923602T2

DE69923602T2 - Adaptiver Empfänger für drahtlose Kommunikation

Info

Publication number: DE69923602T2
Application number: DE69923602T
Authority: DE
Inventors: Earl C. La Crescenta Cox; David O. Portland Anderton; Jaleh Irvine Komaili; Yongbing Irvine Wan; Kenneth S. Portola Hills Walley
Original assignee: Skyworks Solutions Inc
Current assignee: Skyworks Solutions Inc
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1999-09-23
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2019-09-24
Also published as: EP1160993B1; DE69925314T2; US20030058929A1; WO2000019644A1; US6693953B2; EP1158705A3; ATE276611T1; EP1160993A3; EP1158705B1; EP1118178B1; DE69925314D1; DE69923602D1; DE69920244D1; EP1158705A2; EP1160993A2; ATE295634T1; ATE288641T1; EP1118178A1; DE69920244T2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der drahtlosen Kommunikation und insbesondere einen adaptiven Empfänger.
Hintergrund der Erfindung
Das Gebiet der drahtlosen Kommunikation weitet sich schnell aus. Insbesondere zeigen zellulare Kommunikationssysteme ein gfewaltiges Wachstum. Ebenso werden schnurlose Telefone im großen Umfang benutzt.
Jede Mobile Station, ob ein schnurloses oder zellulares Telefon, arbeitet mit einer Leistung von einer zugehörigen Batterie. Jede mobile Station entnimmt ständig Leistung von der Batterie, ob im so genannten Standby-Modus oder während einer aktiven Kommunikationsverbindung. Die mobile Einheit verbraucht die meiste Leistung während der Perioden einer aktiven Kommunikationsverbindung. Insbesondere enthält der Empfänger, der verantwortlich ist für die Bildung, Filterung, Decodierung und die Synthese des Eingangssignals einen großen Prozentsatz der gesamten Leistung der mobilen Einheit während einer aktiven Kommunikationsverbindung. Das ist insbesondere der Fall, wenn das Kommunikationssystem ein modernes zellulares System ist, wie zum Beispiel das Global System for Mobile Communication (GSM) oder ein System mit Anwendung von Code Division Multiple Access (CDMA)-Lösungen. Moderne Kommunikationssysteme verwenden diese komplexen Codierschemen, um die Systemkapazität und die Sprachqualität zu erhöhen.
Die DE-A-197 26 045 zeigt eine Hochfrequenz-Anlage, die einen Wellenformer zur Formung eines Basisbandsignals enthält, das aus einem demodulierten Signal mit variablem Format in ein binäres Format zurückgewonnen wird. Eine A/D-Umwandlung und eine Symbolentscheidungsschaltung bilden eine Umsetzung des Basisbandsignals in ein Multi-Bit-Signal, das einen Wert von vorbestimmten, diskreten Werten darstellt. Ein Formatdetektor verarbeitet das binäre Signal von dem Wellenformer zur Erzeugung einer ersten Ausgangsanzeige, dass ein Zwei-Pegel-Signal oder ein zweites Signal zur Anzeige, dass ein Mehr-als-zwei-Pegel-Signal eintrifft. Das binäre Signal wird aufgrund des ersten Ausgangs des Formatdefektors einem Decoder und das Multi-Bit-Signal aufgrund des zweiten Ausgangs des Detektors dem Decoder zugeführt. Eine Stromsparschaltung spricht auf den ersten Ausgang des Formatdektors zur Inaktivierung der A/D-Umsetzung und Symbolentscheidungsschaltung sowie auf den zweiten Ausgang zur Aktivierung dieser Schaltung an.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuersystem für den Leistungsverbrauch gebildet, wie es im Anspruch 1 angegeben ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verringerung des Leistungsverbrauchs angegeben, wie es im Anspruch 19 angegeben ist.
Wie im Stand der Technik bekannt, bleiben diese komplexen Codier- und Decodierschemen während der Dauer der Kommunikationsverbindung eingeschaltet oder konstant. Eine Aufrechterhaltung dieser komplexen Codier und Filterschemen ist erwünscht, wenn die Signalqualität schwach ist, jedoch verbrauchen diese Schemen unnütz Leistung während der Perioden einer besseren oder idealen Kanalqualität. Zusätzlich resultieren, wenn die Signalqualität unter eine tolerierbare Schwelle abfällt, diese festen Empfängeraufbauten in Gesprächsunterbrechungen.
Wenngleich Vorteile in der Batterietechnik stärkere Leistungsquellen liefern, besteht nach we vor ein Bedarf nach einer mobilen Empfängerstation mit verringertem Leistungsverbrauch. Außerdem besteht ein Bedarf nach einer verbesserten Verarbeitung in Zeiten mit einer sehr niedrigen Signalqualität.
Dargestellt ist ein adaptiver drahtloser Empfänger, der den Leistungsverbrauch in einem Empfänger einer mobilen Station verringert und/oder die Leistungsfähigkeit erhöht. Die Verringerung des Leistungsverbrauchs in einer mobilen Station erhöht die Zeitdauer, während der die mobile Station im Standby-Modus bleiben oder eine aktive Kommunikationsverbindung aufrechterhalten werden kann. Die Erhöhung der Leistungsfähigkeit bewirkt eine bessere Qualität und weniger Gesprächsunterbrechungen.
Insbesondere enthalten das System und das Verfahren im Allgemeinen eine dynamische Einstellung des Empfängerbetriebs in Abhängigkeit von der Signalqualität.
Vorzugsweise ist das Modul für die Auswertung der Signaleigenschaften zur Auswertung jeglicher Signaleigenschaften wie der Signalrauschwerte oder der Feldstärke ausgebildet. In einer Ausführungsform arbeitet das drahtlose Kommunikationsgerät gemäß den Code-Aufteilungs-Mehrfach-Zugriffsprotokollen, auch allgemein bezeichnet mit "Code division multiple access protocols".
In einer anderen Ausführungsform enthält die wenigstens eine Empfängerkomponenten einen Zeitschätzer für die Anzeige der Eigenschaften von dem Modul für die Auswertung der Signaleigenschaften zur Änderung des Betriebs der Zeitschätzung auf der Grundlage der Anzeige von Signaleigenschaften. In vorteilhafter Weise spricht der Zeitschätzer auf die Anzeige der Signaleigenschaften über eine Timing-Steuereinheit zur Änderung von einem oder mehreren Zeitschätzungstypen, Tastverhältnis und Bandbreite an. Der Zeitschätzer kann eine Verzögerungs-Verriegelungsschleife enthalten.
In einer Ausführungsform enthält die wenigstens eine Empfängerkomponente mehrere Verbreitungsmodule, die auf die Anzeige der Merkmale aus dem Auswertungsmodul für die Signaleigenschaften zur Einstellung des Betriebs auf der Grundlage der Anzeige der Signaleigenschaften ansprechen. In vorteilhafter Weise reagieren die Verbreitungsmodule auf die Anzeige der Signaleigen schaften über eine Steuereinheit zur Anpassung einer oder mehrerer Tastverhältnisse oder sogenannten "tap spacing" aufgrund der Anzeige der Signaleigenschaften.
In einer weiteren Ausführungsform enthält die wenigstens eine Empfängerkomponente wenigstens einen Entzerrer, der durch die Anzeige der Signaleigenschaften von dem Eigenschafts-Auswertmodul zur Änderung seines Betriebs aufgrund der Anzeige der Signaleigenschaften gesteuert wird. Vorzugsweise ändert der Entzerrer eines oder mehrere seiner Tastverhältnisse oder die Komplexität des Betriebs aufgrund der Anzeige der Signalqualität.
In einer weiteren Ausführungsform enthält die wenigstens eine Empfängerkomponente wenigstens einen Correlator, der auf die Anzeige der Signaleigenschaften anspricht, um in dem ersten oder dem zweiten Modus zu arbeiten. In vorteilhafter Weise enthält der erste Modus den Betrieb bei einer ersten Genauigkeit, und der zweite Modus enthält einen Betrieb bei einer zweiten Genauigkeit. Der erste Betriebsmodus kann außerdem ein erstes Tastverhältnis für den Correlator enthalten, und der zweite Betriebsmodus enthält ein zweites Tastverhältnis für den wenigstens einen Correlator.
In einer weiteren Ausführungsform liefert das Modul für die Auswertung der Signaleigenschaften die Anzeige der Eigenschaften über ein Steuermodul. Somit unterbricht in einer Ausführungsform, wo die wenigstens eine Empfängerkomponente mehrere Correlatoren enthält, das Steuermodul den Betrieb eines oder mehrerer der mehreren Correlatoren während Perioden, wenn das Signal eine relativ gute Qualität aufweist.
In einer anderen Ausführungsform enthält die wenigstens eine Empfängerkomponente einen Signalkombinierer, gesteuert durch die Anzeige der Signaleigenschaften von dem Auswertmodul für die Signaleigenschaften zur Änderung des Betriebs des Kombinierers aufgrund der Anzeige der Signaleigenschaften. In vorteilhafter Weise enthalten die wenigstens zwei Modi wenigstens einen ersten und einen zweiten Modus, wobei in dem ersten Modus der Kombinierer gemäß einem ersten Verarbeitungsalgorithmus und in dem zweiten Modus der Signalkombinierer gemäß einem zweiten Verarbeitungsalgorithmus arbeitet. In einer Ausführungsform ist der erste Algorithmus ein komplexerer Algorithmus als der zweite Algorithmus.
In einer weiteren Ausführungsform enthält die wenigstens eine Empfängerkomponente ein Modul zur Frequenzschätzung, wobei die wenigstens zwei Modi wenigstens einen ersten und einen zweiten Modus enthalten, ausgewählt aufgrund der Anzeige der Signaleigenschaften von dem Auswertmodul für die Signaleigenschaften. Vorzugsweise arbeiten die wenigstens zwei Modi bei wenigstens zwei Algorithmen mit einem Unterschied mit einer oder mehreren Verarabeitungsgenauigkeiten, Filtertyp, Verarbeitungsrate oder Tastverhältnis. In einer spezifischen Ausführungsform wird das Modul für die Frequenzschätzung durch ein demoduliertes Pilotsignal und durch demodulierte gewünschte Signale von anderen Benutzers als dem beabsichtigten Empfänger gesteuert.
In einer Ausführungsform enthält die Darstellung oder Überwachung der Eigenschaften des Eingangssignals die Überwachung einer oder mehrerer Signalwerte, Signalrauschen, Signalpegel, Bitfehlerrate oder Rahmenfehlerrate. In einer Ausführungsform wird das Verfahren in einem Kommunikationsempfänger durchgeführt, der gemäß dem Code-Einteilungs-Mehrfachzugriff, "code division multiple access", arbeitet.
In einer anderen Ausführungsform enthält der Schritt zur Änderung des Betriebs der wenigstens einen Empfängerkomponente die Einstellung des Betriebs eines Signal-Zeitschätzers. In vorteilhafter Weise enthält der Schritt zur Einstellung des Betriebs die Verringerung des Tastverhältnisses des Zeitschätzers und/oder der Einstellung der Filtereigenschaften eines Timingschätzers. In dieser Ausführungsform enthält der Schritt der Überwachung des Signals die Überwachung verschiedener Signaleigenschaften, Signalrauschen und Signalpegel. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Signal-Timingschätzer wenigstens eine Verzögerungs-Verriegelungsschleife.
In einer weiteren Ausführungsform enthält der Schritt zur Änderung des Betriebs wenigstens einer Empfängerkomponente die Änderung des Betriebs eines Entzerrers für ein Eingangssignals. Das Verfahren enthält außerdem die Schritte der Auswertung der Informationen für die Eigenschaften des ankommenden Signals und die Änderung der Komplexität der Empfängeralgorithmen für den Entzerrer aufgrund dieser Auswirkung.
In einer anderen Ausführungsform enthält der Schritt der Änderung des Betriebs wenigstens einer Empfängerkomponente die Änderung des Betriebs wenigstens eines Correlators aufgrund der Auswertung des Eingangssignals. Der Schritt zur Änderung des Betriebs wenigstens eines Correlators enthält in vorteilhafter Weise eine Änderung der Symbolfrequenz des Betriebs des Correlators.
In einer anderen Ausführungsform enthält der Schritt zur Änderung des Betriebs wenigstens einer der Empfängerkomponenten die Änderung des Betriebs eines Signalkombinierers aufgrund des Schritts der Auswertung der Qualität des Eingangssignals. Vorzugsweise enthält der Schritt zur Änderung des Betriebs eines Signalkombinierers eines von wenigstens zwei Algorithmen, die mit dem Kombinierer betrieben werden können.
In einer weiteren Ausführungsform enthält der Schritt zur Änderung des Betriebs wenigstens einer der Empfängerkomponenten die Änderung des Betriebs eines Frequenzschätzers durch den Schritt der Auswertung der Qualität des Eingangssignals. In vorteilhafter Weise enthält der Schritt zur Änderung des Betriebs eines Frequenzschätzers die Auswahl eines Algorithmus aus wenigstens zwei Algorithmen, die für den Frequenzschätzer durchführbar sind. Entweder in einer Kombination oder getrennt, enthält der Schritt der Änderung des Betriebs des Frequenzschätzers die Auswahl einer Genauigkeit für den Frequenzschätzer und zur Steuerung der aktiven Perioden für den Frequenzschätzer.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist ein Blockschaltbild eines Empfängers für ein Kommunikationssystem.
2 zeigt das Ende eines digitalen Kommunikationsempfängers mit Analog/Digital-Konvertern mit einer Rückkopplung für die Signalqualität.
3 zeigt einen Zeitschätzer mit einer Rückkopplung für die Signalqualität.
4 zeigt einen Entzerrer mit einer Rückkopplung für Signaleigenschaften.
5 zeigt ein Blockschaltbild eines Kombinierers mit einer adaptiven Leistungsfähigkeit.
6 zeigt ein Blockschaltbild eines Empfängers für eine drahtlose Kommunikation in einem Gesamtsystem für mobile Kommunikationen, "Global System for Mobile Communications".
7 zeigt ein Blockschaltbild für eine Frequenzschätzung für einen adaptiven Frequenzschätzer.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 zeigt die Hauptkomponenten eines Empfängers für ein drahtloses Kommunikationssystem in einem zellularen Telefon-Kommunikationsempfänger mit einem Codeaufteilungs-Mehrfach-Zugriff (CDMA = Code division multiple access). Moderne zellulare Kommunikationssysteme enthalten im Allgemeinen mehrere Basisstationen und mobile Stationen. Sowohl die Basisstation als auch eine mobile Station enthalten einen Kommunikationsempfänger. Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem System und einem Verfahren zur Verringerung des Energieverbrauchs eines von einer Batterie gespeisten Kommunikationsempfängers für eine mobile Station und außerdem einer verbesserten Leistungsfähigkeit, falls erforderlich. Die Basisstationen sind im Allgemeinen mit einer Leistungsquelle auf Landbasis über Draht verbunden. Zum Zwecke der Erläuterung wird eine allgemeine Übersicht eines Empfängers in einer bevorzugten Ausführungsform im Folgenden angegeben. Im Allgemeinen enthält der Empfänger eine Antenne 110, die mit einem Hochfrequenz(HF)-Untersystem-Modul 112 verbunden ist. Dieses Modul 112 liefert zwei Ausgänge (I, Q) zu Analog/Digital(A/D)-Convertern 114, 116. Jeder der A/D-Converter 114, 116 ist mit einem Signalschätzer 120, einem Timingschätzer 122, einem Demodulator 124 und einem Phasen- und Frequenzschätzer 126 verbunden. Außerdem sind der Ausgang des Zeitschätzers 122 und des Phasen- und Frequenzschätzers 126 mit den Eingängen des Datendemodulators 124 verbunden. Der Ausgang des Datendemodulators 124 ist mit einem Vocoder 132 und einem Modul 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften verbunden. Der Ausgang des Vocoders ist mit einem Codec 134 und dem Modul 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften verbunden. Der Ausgang des Codec 134 ist mit einem verstärkten Lautsprecher 136 für die Audiowiedergabe verbunden.
Im Betrieb konvertiert die Antenne 110 die ankommenden Hochfrequenzsignale in elektrische Signale für das Hochfrequenz(HF)-Untersystemmodul 112. Das HF-Untersystemmodul 112 verstärkt das Eingangssignal vor der Durchführung der Frequenzumsetzung und der Bandpassfilterung auf dem Signal. Das HF- Untersystem liefert die gleichphasige (I) und die Quadraturphase (Q)-Teile des Eingangssignals zu den A/D-Convertern 114, 116. Die A/D-Converter 114, 116 konvertieren das ankommende analoge Signal in ein digitales Format. In bekannter Weise sind die A/D-Converter 114, 116 mit einer vorbestimmten Genauigkeit für den Umsetzvorgang ausgebildet.
Die Signale für die A/D-Converter 114, 116 gelangen in den Signalschätzer 120, einen Zeitschätzer 122, einen Phasen- und Frequenzschätzer 126 und einen Datendemodulator 124. Der Ausgang des Timingschätzers 122 und des Phasen- und Frequenzschätzers 126 sind mit dem Datendemodulator 124 verbunden, um Daten zu liefern, die für die Demodulation und die Decodierung des Sprachsignals benötigt werden.
Der Timingschätzer 122 ermittelt das Timing des Signals in Relation zu einem Synchronsignal, um eine Signalausrichtung während der Decodierung und der Demodulation zu bilden. In einer bevorzugten Ausführungsform bildet der Timingschätzer 122 einen Kompromiss mit der Verzögerungs-Verriegelungsschleife (DLL), die in Verbindung mit der 3 im Detail beschrieben wird.
Der Phasen- und Frequenzschätzer 126 ermittelt die Phase und die Frequenz des Eingangssignals, das, wie es für die mit einer Empfängerbetriebsgewohnten bekannt ist, in dem Demodulationsvorgang hilfreich ist.
Der Signalschätzer 120 ermittelt das Signal/Rausch-Verhältnis, die Signaldynamik und die Signalfeldstärke und liefert diese Werte zu einem Modul 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften. Wie im Folgenden im Detail beschreiben wird, verwendet das Modul 130 für die Ausrichtung der Signaleigenschaften diese Werte für die dynamische Empfängersteuerung.
Der Daten-Demodulator und -Decoder 124 demoduliert das Signal aus der Hochfrequenz und bewirkt eine gegensinnige Codierung auf dem Signal. In einer Ausführungsform enthält die Codierung einen mehrfachen Zugriff (CDMA) zu der Codeaufteilung.
Der Ausgang des Daten-Demodulators und -Decoders 124 ist mit dem Modul 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften und mit dem Vocoder 132 verbunden. Das Auswertmodul 130 für die Signaleigenschaften verwendet die demodulierten und decodierten Daten zur Schätzung der Bitfehlerrate (BER) und der Rahmenfehlerrate (FER), die daraufhin zur Schätzung des Eingangssignals benutzt wird. Der Vocoder 132 enthält im Allgemeinen einen elektronischen Sprachanalysator, wie er im Stand der Technik bekannt ist.
Der Ausgang des Vocoders 132 ist mit einem Eingang des Codecs 134 verbunden. Wie es im Stand der Technik bekannt ist, konvertiert der Codec 134 das digitale Signal in ein analoges Signal. Das entsprechende Signal verläßt den Codec 134 zum Empfang durch einen Lautsprecher 136, der das Signal hörbar wiedergibt. Ein nicht dargestellter optionaler Empfänger kann zwischen dem Codec 134 und dem Lautsprecher 136 bestehen.
Optional kann das Signal Dateninformationen enthalten, die die Umsetzung des Signals in ein analoges Format nicht benötigen. Somit würde ein Empfänger für die Verarbeitung der Nicht-Sprach-Daten die Komponenten für die Sprachverarbeitung wie den Vocoder 132 und den Codec 134 nicht enthalten.
Das Modul 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften bildet eine Rückkopplung zu den A/D-Convertern 114, 116, dem Signalschätzer 120, dem Timingschätzer 122, dem Daten-Demodulator und -Decoder 124 und dem Phasen- und Frequenzschätzer 126 gemäß den verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung, um die dynamische Steuerung der verschiedenen Blöcke des Empfängers zur Änderung der Signalqualität und/oder für Leistungsverringerungszwecke zu erleichtern.
Analog/Digital-Converter mit einer Signalqualität-Rückkopplung
2 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Am Eingang der Empfänger-Anpassungs-CDMA-Prinzipien wird das Signal in seine gleichphasige (I) und Quadraturphasen (Q)-Komponente aufgeteilt. Jedes dieser Signale gelangt je in einen der Analog/Digital-Converter 114, 116. Die Analog/Digital-Converter 114, 116 konvertieren das analoge Eingangssignal in eine digitale Darstellung der Signale.
In konventionellen Systemen wird die Genauigkeit jedes A/D-Converters 114, 116 konstant gehalten, im Allgemeinen bei 5 Bit. Der Ausgang der A/D-Converter 114 ist mit den anderen Empfängeruntersystemen 200 verbunden. Die Empfänger-Untersysteme 200 enthalten Baugruppen, wie den Signalschätzer 120, den Timingschätzer 122, den Datendemodulator 124 und den Phasen- und Frequenzschätzer 126, wie detaillierter in 1 dargestellt ist. Daher beeinflusst die Genauigkeit der A/D-Converter die Verarbeitung des Hauptteils der übrigen Empfängersysteme, wie sie in 1 dargestellt sind. Wie es oben in Verbindung mit 1 erläutert wurde, ist der Ausgang des Signalschätzers 120 mit dem Modul 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften verbunden. Das Modul 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften kommuniziert mit den A/D-Convertern über ein A/D-Converter-Steuermodul 220. Das Modul für die Entscheidungssteuerung ist mit jedem der A/D-Converter 114, 116 verbunden. Natürlich kann das A/D-Converter-Steuermodul 220 als Teil angesehen von dem, das mit dem Modul 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften kombiniert werden könnte. In anderen Worten, die Steuerung für die A/D-Converter 114, 116 kann direkt aus dem Modul 130 für die Auswertung der Eigenschaften erzeugt werden, wobei das getrennte A/D-Convertersteuermodul 220, das einen Eingang von dem Modul 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften empfängt, durch ein Modul oder mehrere Module gebildet wird, die mit dem Modul 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften kombiniert sind. Die unabhängige Darstellung in den Figuren der vorliegenden Anmeldung erfolgt zur Erleichterung der Beschreibung des Systems.
Im Betrieb steuert das Modul 130 für die Echtzeit-Rückkopplung von den Signaleigenschaften die Betriebsgenauigkeit der A/D-Converter 114, 116. Insbesondere gelangen die gleichphasige und die Quadraturphasenkomponente des Eingangssignals in die A/D-Converter 114, 116. Zu Beginn der Kommunikationsverbindung wird die Genauigkeit der A/D-Converter 114, 116 auf einen ersten Genauigkeitswert gesetzt, in einer Ausführungsform der höchste, durch die A/D-Converter 114, 116 gelieferte Genauigkeitswert. Die A/D-Converter 114, 116 ändern das Eingangssignal in ein digitales Format und liefern das Signal weiter zu den anderen Komponenten des Empfängers. Eine Komponente des Empfängers, die den Ausgang der A/D-Converter 114, 116 liefert, ist der Signalschätzer 120, der in 2 in dem Empfänger-Untersystem 200 enthalten ist. Der Signalschätzer 120 wertet die digitalisierten Signal-zu-Ermittlungswerte, Rauschen und Störungen die Signalstärke aus. Diese Werte werden zu dem Modul 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften weitergereicht.
Das Auswertmodul 130 verarbeitet die Informationen von dem Signalschätzer 120 (und anderen Eingängen, wie in 1 dargestellt) und kommt zu einer Ermittlung der Signalqualität und Stabilität, hier bezeichnet als die Signaleigenschaften oder Merkmale. Die Signaleigenschaften werden zu dem A/D-Converter-Steuermodul 220 weitergegeben, das die Signaleigenschaften auswertet. Auf der Grundlage der Auswertung des Eingangssignals bewirkt das Steuermodul 220, das in Kommunikation steht mit den A/D-Convertern 114, 116, die Einstellung des Genauigkeitswerts der A/D-Converter. In vorteilhafter Weise können die A/D-Converter getrennt eingestellt werden. Eine Auswertung des Moduls 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften und das Steuermodul 220, das im Allgemeinen ein stabiles Signal erzeugt, fordert das Steuermodul auf, die Genauigkeit jeder der A/D-Converter 114, 116 zu verringern. Wenn die Signalqualität auf I oder Q hoch genug ist, können das eine oder das andere Signal vollständig abgeschaltet werden. In einer Ausführungsform, wenn das Signal eine hohe Qualität aufweist, verringert das Steuermodul 220 die Genauigkeit jedes oder eines der A/D-Converter 114, 116 auf vier, drei oder sogar zwei Bits. Die Verringerung der Genauigkeit der A/D-Converter 114, 116 verringert den Stromverbrauch des Empfängers. Da das Steuermodul 220 nur die Genauigkeit der A/D-Converter 114; 116 verringert, wenn das Eingangssignal eine hohe Qualität aufweist, nimmt der Stromverbrauch der mobilen Stationen ab, ohne einen Kompromiss mit der Audioqualität. Da die Genauigkeit der A/D-Converter drastisch zunehmen- oder abnehmen kann, muss der gesamte Datenbetrag durch die übrigen Empfängerkomponenten verarbeitet werden, wie den Signalschätzer 120, den Timingschätzer 122, den Daten-Demodulator und -Decoder 124 und den Phasen- und Frequenzschätzer 126, kann die Leistungseinsparung aus der Verringerung der Genauigkeit in den A/D-Convertern 114, 116 den Stromverbrauch des Empfängers beträchtlich beeinflussen. Wie außerdem in 2 gezeigt, ist das Steuermodul 220 außerdem mit den Empfänger-Untersystemen 200 verbunden, zur geeigneten Einstellung der Betriebsgenauigkeit der anderen Aspekte des Empfängers. Insbesondere wenn das Steuermodul 220 die Genauigkeit (Anzahl der Bits) der A/D-Converter 114, 116 verringert, werden die Komponenten, die den Ausgang der A/D-Converter empfangen, ebenfalls in einem verringerten Genauigkeitsmodus arbeiten. Wenn eines der Signale I oder Q aufgrund einer sehr hohen Signalqualität auf dem anderen Signal vollständig abgebrochen wird, würden die Empfänger-Untersysteme, die durch das besondere Signal gesteuert werden, das abgebrochen wurde, in einer Ausführungsform vollständig deaktiviert und der Stromverbrauch weiter verringert.
Wenn andererseits das Auswertmodul 130 und das Steuermodul 220 feststellen, dass die Signalqualität schwach ist, erhöht das Steuermodul die Genauigkeit einer oder beider A/D-Converter 114, 116. Auf diese Weise wird die Genauigkeit der A/D-Converter 114, 116 in Abhängigkeit von der Qualität des Eingangssignals dynamisch eingestellt.
Das Maß oder der Prozentsatz des erreichten Stromverbrauchs durch Anwendung dieser Prinzipien ändert sich in Abhängigkeit von den Komponenten des Emfpänger-Untersystems 200. In einer Ausführungsform kann die Verringerung in der Betriebsgenauigkeit an den Eingängen der A/D-Converter 114, 116 in einer Gesamtverringerung des Stromverbrauchs in dem Empfänger bei etwa 20 erfolgen, während die Signalqualität um weniger als 0,8 dB verschlechtert wird. Das entspricht in der vorliegenden Ausführungsform einer Gesamtverringerung in der Chipleistung von etwa 5% bis 10%. Außerdem kann mit der Verringerung in dem Stromverbrauch während der Perioden mit einer hohen Signalqualität für dieselbe Leistung über der Zeit die Genauigkeit der A/D-Converter 114, 116 während der Perioden mit einer schwachen Signalqualität erhöht werden, um die Leistungsfähigkeit der Kommunikation ohne Zunahme des gesamten Stromverbrauchs über die Zeit zu verbessern.
Timingschätzer mit Signal-Qualitäts-Rückkopplung
Moderne Kommunikationsempfänger benutzen eine Form einer Signalsynchronisierung zur richtigen Anpassungs-Demodulations- und Decodierung des Eingangssignals. Ein Beispiel einer derartigen Synchronisiervorrichtung ist eine Verzögerungs-Verriegelungsschleife, die zur Synchronisierung des Eingangssignals mit einem internen oder bekannten Takt oder eines Timingsignals dient. 3 zeigt eine Synchronisiervorrichtung, die als Timing-Schätzer mit einer Signal-Qualitäts-Rückkopplung bekannt ist.
Ein Empfänger enthält eine Anzahl von Entspreizern 300, jeder verbunden mit einem Timing-Schätzer und einem Filtermodul 122 (zum Beispiel einer Verzögerungs-Verriegelungsschleife oder DLL). Der Ausgang des Timingschätzers und des Filtermoduls 122 ist mit dem Datendemodulator verbunden, wie in 1 gezeigt. 3 zeigt außerdem das Modul 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften, das die Informationen enthält für das Eingangssignal und bei der Verarbeitung der Informationen die Qualität und/oder das dynamische Verhalten des Eingangssignals verarbeitet. Der Ausgang des Moduls 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften ist mit einer Timing-Steuerentscheidungseinheit 320 verbunden. Der Ausgang des Moduls für die Auswertung der Eigenschaften ist mit jedem der Entspreizer 300 und dem Timing-Schätzer und dem Filtermodul 122 über die Timing-Steuerentscheidungseinheit 320 verbunden.
Im konventionellen System arbeiten der Timing-Schätzer und das Filtermodul 122, (zum Beispiel die DLL) konstant und bei einer festen Abtastrate. Jedoch können gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung der Timing-Schätzer und das Filtermodul 122 die ganze Zeit intermittierend oder bei einer verringerten Rate arbeiten.
In der vorliegenden Ausführungsform liefert jeder der Entspreizer 300 ein Signal, das aus dem Spreizspektrum der Datenübertragung zu dem Timing-Schätzer und dem Filtermodul 122 zurückgewonnen wird. Der Timing-Schätzer und das Filtermodul 122 empfangen und verarbeiten die entspreizten Signale zur Synchronisierung der Signale. Ein Timing-Signal wird zu der Demodulationseinheit 124 (1) für die Anwendung in der Demodulation geliefert.
Das Modul 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften liefert gleichzeitig Informationen für die Qualität und/oder die dynamischen Eigenschaften des Eingangssignals zu der Entscheidungseinheit 320 für die Timing-Steuerung. Die Timing-Entscheidungseinheit 320 für die Timing-Steuerung verwertet die Informationen, die die Eingangseigenschaften beschreiben, und liefert Steuerinformationen zu dem Timing-Schätzer und dem Filter-Modul 122 und jedem der Entspreizer 300.
Der Timing-Schätzer und das Filtermodul 122 und jeder der Entspreizer 300 kann seinen Betrieb aufgrund des Eingangs von dem Entscheidungsmodul 320 für die Timingsteuerung ändern. ZUM BEISPIEL liefert das Entscheidungsmodul 320 für die Timingsteuerung Daten zu dem Timing-Schätzer und Filter 122, um dadurch den Typ, das Betriebstastverhältnis und die Filtereigenschaften zu steuern, wie die Komplexität und die Bandbreite. Die Informationen, die von der Entscheidungseinheit 320 zu der Timing-Steuerung zu dem Timing-Schätzer 122 geliefert werden, ändern sich in Abhängigkeit von der Signalqualität. Das Timing-Schätzer und Filtermodul 122 verwendet diese Informationen zur Einstellung seines Betriebs zur Leistungseinsparung, wenn das Eingangssignal eine hohe Qualität aufweist, und/oder erhöht die Leistungsfähigkeit während Perioden mit geringer Signalqualität und/oder hohen Dynamikeigenschaften.
Insbesondere kann auf der Grundlage des Timingfehlers die DLL 122 ihren Betrieb ändern. Wenn zum Beispiel der Timingfehler in aufeinander folgenden Abtastwerten sehr klein wird, kann das Tastverhältnis oder der Prozentsatz der Zeit, wo die DLL 122 arbeitet, zur Leistungseinsparung dienen. In anderen Worten, in Perioden mit einem kleinen Fehler in dem Timing kann das Tastverhältnis der DLL 122 für einen weniger häufigen Betrieb verringert werden. In Zeiten mit einem höheren Timing-Fehler kann das Tastverhältnis der DLL 122 für eine häufigere Abtastung erhöht werden. Auf ähnliche Weise kann der DLL-Typ für einen besseren oder schwächeren Timing-Fehler eingestellt werden. Außerdem kann der DLL-Typ während Perioden wie die Neuerfassung geändert werden, um die notwendige Leistungsfähigkeit während dieser Perioden zu bilden. ZUM BEISPIEL kann die DLL während des Aufbaus vier Abgriffe verwenden und dann das "tap spacing" auf zwei eingestellt werden, wenn die Verzögerung geschätzt wird. Daher wird nur die zur Aufrecherhaltung dieses Signaltiming notwendige Verarbeitungskomplexität gefordert.
Wie im Stand der Technik bekannt, beginnen Timing-Schätzer und zugehörige Filter, wie eine DLL, den Betrieb, nachdem der Vorgang zur anfänglichen Signalsuche erfolgt, um eine genaue Synchronisierung und Anpassung zu erreichen. Die DLL enthält einen ersten Correlator, der den Betrieb früh beginnt, und einen zweiten Correlator, der den Betrieb später entsprechend der optimalen Abtastzeit beginnt. Ein Fehlersignal wird gebildet durch Annahme der Differenz zwischen den beiden Absolutwerten der beiden Correlatorausgänge. Ein Nicht-Null-Fehlersignal zeigt an, dass das Timing des Synchronisiersignals relativ zu der optimalen Abtastzeit falsch ist. Daher wird das Synchronsignal entweder verzögert oder zeitlich vorwerschoben, abhängig von dem Vorzeichen des Fehlers. Der Betrieb dieser Schleife stellt das Synchronsignal ein.
Während Perioden mit allgemeiner Stabilität hinsichtlich des Eingangssignals ist das Fehlersignal im Allgemeinen null, und somit bleibt das Timing des Synchronsignals im Allgemeinen unverändert. Alternativ ist, wenn das Eingangssignal im Allgemeinen instabil ist und eine höhere Dynamik oder Störung aufweist, das Fehlersignal im Allgemeinen nicht-null, und der Timing-Schätzer 122 bewirkt kontinuierlich eine Auswertung und Einstellung des Synchronsignals.
Auf der Grundlage des oben beschriebenen Betriebs einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Anwendung einer DLL wertet die Timing-Steuerentscheidungseinheit 320 das Eingangssignal auf der Grundlage eines Eingangs von der Einheit 130 zur Auswertung der Signaleigenschaften aus und stellt das Verhalten der DLL ein für eine Leistungseffizienz und/oder eine erhöhte Zuverlässigkeit in Zeiten mit einer niedrigen Signalqualität. ZUM BEISPIEL stellt während Perioden mit allgemeiner Stabilität die Timing-Steuerentscheidungseinheit 320 den Betrieb der DLL durch Verringerung des Tastverhältnisses, der Komplexität und/oder der Bandbreite der Filter ein, von denen alle den Stromverbrauch des Empfängers verringern.
Die Einheit 320 für die Timing-Steuerentscheidung liefert außerdem Daten zu den Entspreizern 300 zur Steuerung des "tap spacing" der Entspreizer. Die Informationen von der Timing-Entscheidungseinheit 320 für die Timingsteuerung der Entspreizer 300 ändern den Betrieb der Entspreizer zur Anwendung einer Leistungseffizienz durch Verringerung des Stromverbrauchs während Perioden, wenn das Eingangssignal eine höhere Qualität aufweist. ZUM BEISPIEL können die Steuerinformation für die Entspreizer 300 das "tap spacing" der Entspreizer ändern, um während Perioden, wenn das Eingangssignal eine hohe Qualität aufweist, Leistung einzusparen.
Auf diese Weise überwacht der Empfänger die Qualität des Eingangssignals und stellt den Betrieb des Timing-Schätzers und des Filtermoduls 122 und die Entspreizer 300 zur Verringerung des Leistungsverbrauchs ein, wenn das Signal eine hohe Qualität aufweist und im Allgemeinen stabil ist. Alternativ wird während Perioden mit einer geringen Signalqualität der Betrieb robuster oder weniger störanfällig auf Kosten eines zusätzlichen Leistungsverbrauchs.
Entzerrer mit einer Signaleigenschaften-Rückkopplung
Viele moderne Kommunikationssysteme, wie die Systeme mit Anwendung eines zeitlichen Mehrfachzugriffs (TDMA) und eines mehrfachen Codezugriffs (CDMA), verwenden häufig einen Empfängertyp, der als ein RAKE-Empfänger bekannt ist. Ein RAKE-Empfänger hat eine Anzahl von Empfängern oder so genannten "Fingern", von denen jeder einen Teil eines Hochfrequenzsignals erhält. Empfänger verwenden einen derartigen Aufbau, weil in den meisten Kommunikationssystemen die Kanaleigenschaften unbekannt sind oder sich zeitlich ändern. Ein Beispiel liegt vor, wenn ein übertragenes Signal Hindernisse in dem Weg zwischen dem Sender und dem Empfänger antrifft. Wegen der Hindernisse enthält das resultierende Signal Energiespitzen, die über die Zeit verteilt sind. Insbesondere ist das Eingangssignal häufig in mehrere Spitzen oder sich zeitlich ändernde Teile getrennt, von denen jedes wichtige Signalinformationen enthält. Jeder der Finger eines RAKE-Empfängers erhält die Informationen bei jeder der Spitzen des Eingangssignals. Jedoch kann die Energie bei jeder der Spitzen fehlausgerichtet oder "verschmiert" sein, wodurch verhindert wird, dass die Finger des RAKE-Empfängers das Signal richtig erhalten.
Zur Beseitigung der Fehlausrichtung der Spitzen in dem Eingangs-Mehrwegsignal verwenden moderne Kommunikationssysteme häufig Entzerrer. Der Entzerrer beseitigt bestimmte zeitverzögerte Wellen oder Signalanteile. Insbesondere detektieren Entzerrer die verzögerten Teile des Signals und verriegeln sie auf die stärksten Teile. Entzerrer können durch eine Übungsfolge arbeiten, die zu Beginn des Datenkommunikationsbursts gesendet wird. Der Entzerrer stellt sich dann selbst ein zur Bildung des maximalen Ansprechens auf den Kanal, um dadurch Störeffekte des Hochfrequenzkanals selbst zu negieren.
In unerwünschter Weise arbeiten einer oder mehrere Entzerrer in einem Empfänger eines modernen Kommunikationssystems kontinuierlich während einer aktiven Kommunikationsverbindung. Der kontinuierliche Betrieb des Entzerrers ist erwünscht, wenn die Spitzen eines Mehrwegsignals fehlausgerichtet sind. Jedoch verbraucht ein kontinuierlicher Betrieb der Entzerrer in einer mobilen Station, wenn das Eingangssignal im Allgemeinen stabil ist und für die Entzerrung nicht benötigt wird, nennenswerte Batterieleistung. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Einstellung der Komplexität und/oder des Tastverhältnisses des Entzerrers auf der Grundlage der Eigenschaften des Eingangssignals, um im Bedarfsfall den Stromverbrauch zu verringern und/oder die Leistungsfähigkeit zu erhöhen.
4 zeigt eine Ausführungsform eines Entzerrers für einen adaptiven Betrieb gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Insbesondere enthält hinsichtlich der Signalentzerrung der relevante Teil eines drahtlosen Kommunikationsempfängers einen Entzerrer 100 mit einem ersten Eingang zum Empfang eines Signals, einem zweiten Eingang, der mit einem Ausgang eines Entzerrer-Controllers 410 verbunden ist, und einem mit dem Demodulator 124 verbundenen Ausgang. Der Eingang des Entzerrer-Controllers 410 ist mit dem Ausgang des Moduls 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften verbunden, das oben im Detail beschrieben wurde.
Im Betrieb arbeiten die in 4 dargestellten Komponenten zum Empfang eines Signals an einem ersten Eingang des Entzerrers 400 zusammen. In einer Ausführungsform geht beim Start der Entzerrer 400 in einen vollen Betriebsmodus, in dem die Signalverbesserungsmöglichkeiten des Entzerrers vollständig in Betrieb sind. Nach der vollständigen Entzerrung des Eingangssignals liefert der Entzerrer das Signal zu dem Demodulator 124 für eine zusätzliche Signal verarbeitung Der Ausgang des Demodulators 124 gelangt zu einem anderen Empfänger-Untersystem (siehe 1).
Andere Untersysteme des Empfängers (1) liefern Informationen für das Signal zu dem Auswertmodul 130 der Signaleigenschaften. Das Modul 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften verarbeitet und liefert die verarbeiteten Informationen zu dem Entzerrer-Controller 410. Der Entzerrer-Controller 410 bewirkt außerdem eine Auswertung der Signaleigenschaften auf der Grundlage der Informationen von dem Modul 130 zur Auswertung der Signaleigenschaften und gibt aufgrund dieser Auswertung Steuerinformationen zu dem Entzerrer 400. Die Steuerinformationen bestimmen das Tastverhältnis und die Komplexität des Betriebs des Entzerrers 400.
Der durch den Entzerrer 400 benutzte Leistungsbetrag ist abhängig von dem Tastverhältnis des Entzerrers 400 und der Komplexität der in dem Entzerrer 400 benutzen Entzerreralgorithmen. In einer Ausführungsform kann der Entzerrer 400 vollständig abgeschaltet werden, wenn die Spitzen in dem Eingangssignal leicht erkennbar sind und der Entzerrer neu aktiviert werden kann, wenn die Spitzen "smeared" (verschmiert) sind. ZUM BEISPIEL gelangt der Entzerrer 400 in einen Stromsparmodus, wenn das Modul 130 für die Auswertung der Signaleigenschaften und der Entzerrer-Controller 410 ermitteln, dass das Eingangssignal keine extensive Entzerrung mehr benötigt. Umgekehrt kehrt der Entzerrer zu einer vollständigen Entzerrung zurück, wenn er informiert wird, dass das Eingangssignal eine Entzerrung zur Aufrechterhaltung der Kommunikationsqualität benötigt und Gesprächsausfälle vermeidet. Auf diese Weise wird der Gesamtstromverbrauch des Entzerrers ohne Opferung der Signalqualität und der Integrität der Kommunikationsstrecke minimiert.
Einstellung des Tastverhältnisses der RAKE-Finger und Einstellung der Kombiniereralgorithmen
5 zeigt einen Kombinierer in einem RAKE-Empfänger. Ein CDMA-Empfänger verwendet mehrere Correlatoren, auch als so genannte Finger bekannt. Die mehreren Correlatoren verringern die Susceptibilität (Anfälligkeit gegenüber Störungen) für die Mehrwegkomponenten, da der Empfänger gleichzeitig mehrere Mehrwegsignale empfangen und sie kohärent kombinieren kann, was ein stärkeres Signal ergibt. Der RAKE-Empfänger ermöglicht außerdem einer mobilen Station, gleichzeitig mit zwei Basisstationen zu kommunizieren, ermöglicht weiche so genannte Hand Overs oder Hand Offs (Weiterverbindung) und verringert in starkem Maße die Wahrscheinlichkeit von Gesprächsausfällen.
In derzeitigen Systemen arbeitet jeder Finger des RAKE-Empfängers während der Gesamtheit jeder aktiven Kommunikationsstrecke bei einer vollen Genauigkeit. Der Betrieb jedes Fingers des RAKE-Empfängers bei voller Genauigkeit hält die Audio-Qualität während des Signalschwunds aufrecht, und auch dann, wenn das Signal Mehrwegkomponenten enthält. Jedoch verbrauchen der Betrieb jedes Fingers des RAKE-Empfängers und der Kombinierer bei voller Genauigkeit, wenn das Eingangssignal eine hohe Qualität aufweist, unnütz Batterieleistung. Die hier beschriebene Ausführungsform bewirkt eine Einstellung des Tastverhältnisses der Finger des RAKE-Empfängers und ändert die Komplexität der Kombiniereralgorithmen, um dann Leistung einzusparen, wenn das Signal von hoher Qualität ist.
Wie in 5 gezeigt, enthält eine bevorzugte Ausführungsform mehrere Correlatoren 510, von denen jeder mit einem Kombinierer 516 verbunden ist. Der Ausgang eines Steuermoduls 550 des Kombinierers ist mit dem Kombinierer 516 und jedem der Correlatoren 510 verbunden. Das Kombinierer-Steuermodul hat einen Eingang, der mit dem Auswertmodul 130 für die Signaleigenschaften verbunden ist, wie anhand der 1 erläutert.
Der Kombinierer 516, der die Signale von jedem der Finger des RAKE-Empfängers empfängt, fügt jedem Mehrwegsignal hinzu und liefert einen Ausgang zu den anderen Untersystemen des Empfängers.
Insbesondere liefert jeder der Correlatoren 510 einen Teil des Eingangssignals zu dem Kombinierer 516. Danach benutzt der Kombinierer 516 einen Algorithmus zur Berechnung der Parameterwerte, die in der Kombination jedes der ankommenden Mehrwegsignale von den Correlatoren 510 hilfreich sind. Diese Parameterwerte stellen die benötigte Zeitverschiebung, Phasenverschiebung und Amplitudeneinstellung dar, die für eine richtige Kombination jedes der Mehrwegsignale notwendig sind. Der Kombinierer 516 verarbeitet die Eingangssignale unter Anwendung der Parameterberechnungen und liefert am Ausgang ein kombiniertes Signal.
In vorteilhafter Weise enthält ein Empfänger mit Anwendung der Prinzipien der vorlisegenden Erfindung das Kombinierer-Steuermodul 550. Das Kombinierer-Steuermodul 550 bildet einen Eingang zu dem Kombinierer 516, und jeder Correlator 510 bewirkt eine dynamische Einstellung des Tastverhältnisses der Correlatoren und der Betriebsweise des Kombinierers zur Verringerung des Stromverbrauchs. Das Kombinierer-Steuermodul 550 bewirkt eine Auswertung der verschiedenen Eigenschaften des Eingangssignals und bildet aufgrund dieser Auswertung einen geeigneten Eingang zu dem Kombinierer 516 und den Correlatoren 510. Das Kombinierer-Steuermodul 550 erhält Informationen für das Ein- gangssignal von dem Auswertmodul 130 für die Signaleigenschaften. Insbesondere liefert das Auswertmodul 130 für die Signaleigenschaften Informationen für die Signaldynamik, das Signal/Rausch-Verhältnis, den Signalstörpegel und den Signalleistungswert zu dem Kombinierer-Steuermodul 550. Durch Anwendung dieser Informationen bewirkt das Kombinierer-Steuermodul 550 die Einstellung des Tastverhältnisses der Correlatoren 510 und der Betriebsweise des Kombinierers 516 zur Verringerung des Stromverbrauchs.
Hinsichtlich der Correlatoren 510 ändert das Kombinierer-Steuermodul 550 das Tastverhältnis jedes Correlators auf der Grundlage des Eingangssignals. Wenn zum Beispiel das Eingangssignal im Allgemeinen schwach ist und eine Anzahl von Mehrwegkomponenten enthält, dann ermöglicht das Kombinierer-Steuermodul 550 die Maximalzahl von Correlatoren 510, wodurch das schwache Signal erfasst wird. Wenn alternativ das Auswertmodul 130 für die Signaleigenschaften anzeigt, dass das Signal im Allgemeinen stark ist und relativ wenige (ein oder zwei) Mehrwegkomponenten enthält, dann instruiert das Steuermodul 550, dass einige der Correlatoren 510 den Betrieb einstellen. Der Einstellvorgang einer Anzahl von Correlatoren 510 verringert den Stromverbrauch des Empfängers und verlängert dadurch die Lebensdauer der Batterie. Die Einstellung des Betriebs einer Zahl von Correlatoren 510 verringert den Eingang zu dem Kombinierer 516, der dadurch die Verarbeitungsbelastung auf dem Kombinierer 516 verringert. Das wiederum verringert den Stromverbrauch des Empfängers.
Das Kombinierer-Steuermodul 550 instruiert außerdem den Kombinierer 516, dynamisch die Algorithmen zu ändern, die für die Parameterschätzung benutzt werden. Insbesondere können mobile Station (das heißt ein zellulares Telefon) stationär oder in Bewegung arbeiten, wie während Autofahren. Für einen Empfänger und insbesondere den Kombinierer 516 wird eine beträchtliche Menge an Verarbeitung (und daher an Leistung) benötigt für die Schätzung der Parameter, die benutzt werden zur Berechnung der Zeitverschiebung 512 der Phasenverschiebung 520 und der Amplitudeneinstellung 530 jeder Komponente des Eingangssignals vor der Hinzufügung jeder eingestellten Signalkomponente mit dem Summierer 540. Eine genaue Berechnung dieser Parameter ist während der Perioden unerlässlich, wenn das Eingangssignal wesentliche Mehrwegkomponenten enthält, wie zum Beispiel, wenn sich die mobile Station bewegt, oder bei Reflexionen von Objekten wie einem Gebäude, das zwischen der mobilen Station und der Basisstation liegt. Jedoch verbrauchen derartige komplexe Berechnungen unnütz Leistung während der Perioden, wenn das Eingangssignal nicht mehrere signifikante Mehrwegkomponenten enthält, wie zum Beispiel dann, wenn die mobile Station im Allgemeinen stationär ist oder wenn sie einen stö rungsfreien Signalweg zu der Basisstation aufweist. Anstelle der Durchführung komplexer Berechnungen ergeben sich die Parameter zur Ermittlung der Zeitverschiebung, der Phasenverschiebung und der Amplitudeneinstellung aus Berechnungen, die weniger Leistung verbrauchen, oder durch Festlegung bestimmter Parameterwerte für bestimmte Signalbedingungen. Dadurch kann der Stromverbrauch ohne einen Kompromiss mit der Audioqualität oder der Stabilität der Kommunikationsstrecke verringert werden.
7 zeigt einen verbesserten Frequenzschätzer zur Bildung einer adaptiven Frequenzschätzung (Phasenrekonstruktion), so wie in dem Phasen/Frequenz-Schätzer 126 von 1. Wie aus 7 ersichtlich, ist der Demodulator 710 vorgesehen für ein Pilotsignal und der Demodulator 712 für ein gewünschtes Signal. Ein Phasen-Rekonstruktionsblock 714 bildet die Phasenschätzung für das gewünschte Signal. Daher bildet ein Ausgang des Phasen-Rekonstruktionsblocks 714 einen Eingang zu dem Demodulator 712 für das gewünschte Signal. Das Eingangssignal (nach der Digitalumsetzung in der vorliegenden Ausführungsform) bildet einen Eingang zu dem Pilotdemodulator 710 und dem gewünschten Signaldemodulator 712. Das Phasen-Rekonstruktionsmodul 714 empfängt einen Eingang von dem Pilotdemodulator 710 und von dem Modul 130 für die Signaleigenschaften (siehe 1). Insbesondere liefert das Modul 130 für die Signaleigenschaften Signale zu einem dynamischen Phasenrekonstruktions-Steuermodul 716, das einen Teil des Phasen-Rekonstruktionsmoduls 714 bildet. Das Steuermodul 716 für die dynamische Phasenrekonstruktion reagiert auf Informationen von dem Modul 130 für die Signaleigenschaften und von dem Pilotdemodulator 710 zur dynamischen Steuerung des Phasen-Rekonstruktionsmoduls 714 zur Anpassung an sich ändernde Signaleigenschaften. Insbesondere können die Operationen für das Phasen-Rekonstruktionsmodul adaptiv gesteuert werden zur Änderung der Operationen aufgrund der besonderen Signaleigenschaften beider Zeit.
Wie im Stand der Technik bekannt, kann ein Phasen-Rekonstruktionsschema sehr wichtig sein, da ein kleiner Fehler in der geschätzten Phase einen starken Verlust für das gewünschte Signal bewirken kann. Im Allgemeinen verwenden existierende Systeme das Pilotsignal, das bei einer höheren Leistung ohne volle Verbreitung der Codes übertragen wird, so dass es wesentlich leichter ist, diese zu demodulieren. Daher ermöglicht die Demodulation die Ermittlung der Phase des Eingangssignals. Da das Pilotsignal und das gewünschte Signal zusammen übertragen werden, benutzen sie ähnliche oder identische Wege und Störungen zu dem Empfänger. Während Perioden mit hoher Signaldynamik und Mehrwegkomponenten wird die Frequenzschätzung eine wichtige Funktion des Systems, um nennenswerte Signalverluste zu vermeiden.
In der vorliegenden Erfindung können der Frequenzschätzungsalgorithmus, die Genauigkeit oder die aktiven Perioden gesteuert werden. Im Einzelnen könnte jede von mehreren der folgenden Parameter in der Auswahl von zwei oder mehreren Algorithmen enthalten sein, die bei der Pilotdemodulation Informationen oder der Pilotdemodulation zusammen mit den Modulinformationen für die Signaleigenschaften gewählt werden. Die Verarbeitungsrate kann erhöht oder verringert werden. Eine derartige Erhöhung oder Verringerung kann auf dem Leistungswert statt auf der Anpass-Leistungsfähigkeit basieren. Das Phasen-Rekonstruktionsfilter 714 kann praktisch deaktiviert werden und nur wenige oder mehrere Zeiten während Perioden mit einer hohen Signalstärke und einer Dynamik eines schwachen Signals und Schwunderscheinung aktiviert werden. Jedoch kann während der Signale mit hoher Dynamik, wo das Signal Mehrwegkomponenten enthalten kann und die Phase sich schnell ändert, das Filter konstant laufen. Zusätzlich oder als Alternative kann die Genauigkeit des Phasen-Rekonstruktionsfilters 714 geändert werden. ZUM BEISPIEL kann die Genauigkeit in einer Ausführungsform von 16 Bit bis 8 Bit geändert werden. Zusätzlich oder in Kombination mit den anderen Elementen könnte der jeweilige Filtertyp geändert werden. ZUM BEISPIEL kann ein FIR-Filter, ein IIR-Filter, ein gleitendes Fensterfilter oder ein anderer Typ aufgrund der Signaleigenschaften gewählt werden.
Schließlich könnte, wie in 7 gezeigt, das Modul 130 für die Signaleigenschaften eine bedeutende Rolle in den Phasen-Rekonstruktions-Entscheidun gen spielen. Konventionelle Ausführungen enthalten im Allgemeinen die Anwendung des Pilotsignals zur Ermittlung der Frequenzschätzung. Der Pilot ist einfach zu demodulieren, und zwar wegen seiner hohen Leistung und des Fehlens von vollständigen Spreizcodes. In gespreizten Spektrumsystemen kann jede Basisstation mehrere gewünschte Signale haben, jede mit ihrem eigenen Spreizcode, der in einer bestimmten Richtung von der Basisstation übertragen wird. Typische Basisstationen in Spreizspektrumsystemen können drei verschiedene Richtungsabschnitte enthalten, von denen jeder zehn bis zwanzig Signale enthalten kann mit den Spreizcodes (so wie Walsh codes) für jedes Signal. Daher enthält das Signal von der Basisstation einen Pilot plus mehrere gewünschte Signale, die mehrere entsprechende Spreizcodes benutzen. Im Allgemeinen demoduliert jede mobile Seite die Daten aus ihrem eigenen Spreizcode. Jedoch enthält, da es mehrere andere codierte Signale in demselben Kollektivsignal gibt, die vorliegende Ausführungsform außerdem die Anwendung der Spreizspektrumsignale, die nicht für den bestimmten Empfänger in der Ermittlung der Phasenrekonstruktion beabsichtig ist. In anderen Worten, das demodulierte gewünschte Signal für andere Benutzer kann für die Phasenanpassung benutzt werden, und die Anpassung kann verbessert werden. Natürlich benötigt die zusätzliche Demodulation zusätzliche Leistung, jedoch kann in Perioden mit einer hohen Signaldynamik eine derartige Zunahme in der Signalverarbeitung gefordert werden, um ein Signal für den in Frage kommenden Benutzer aufrechtzuerhalten.
Zusammenfassend können gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mehrere verschiedene Merkmale ins Spiel kommen in der Beeinflussung der Phasen-Rekonstruktions(Frequenzschätzungs)-Vorgänge des Empfängers.
GSM-Demodulator mit einem Aufbau mit verringertem Leistungsbedarf
In einer weiteren Ausführungsform sind Stromsparmerkmale mit einem Empfänger integriert, der gemäß dem Global System for Mobile Communications (GSM) arbeitet.
6 zeigt einen üblichen Global System for Mobile Communication (GSM)-Demodulator. Die Eingangsleitungen, die Basisband I (gleichphasig) und Q (Quadraturphase)-Daten übertragen, sind mit einem Modul 610 für eine automatische Verstärkungsregelung und einem Signalwertschätzer 612 verbunden. Der Ausgang des Signalwertschätzers 612 ist mit dem AGC-Modul 610 verbunden.
Der Ausgang des AGC-Moduls 610 ist mit einem KreuzCorrelator 614 verbunden. Der Ausgang des KreuzCorrelators ist mit einem angepassten Filter 616, einem angepassten Filterextraktor 618 und einer Timing-Rückgewinnungseinheit 620 verbunden. Der Ausgang des angepassten Filterextraktors 618 speist direkt das angepasste Filter 616. Der Ausgang des angepassten Filters 616 und die Timing-Rückgewinnungseinheit 620 sind beide mit einem Maximum Likelihood Sequence Estimation (MLSE)-Detektor 622 verbunden.
Der MLSE-Detektor 622 ist mit dem Eingang einer Entschlüsselungseinheit 624 verbunden, und der Ausgang der Entschlüsselungseinheit gelangt in einen Entschachteler 626. Der Entschachteler 626 gibt Daten zu einem so genannten Faltungsdecoder 630 aus. Der Faltungsdecoder 630 ist dann mit einem Blockdecoder 632 verbunden. Der Blockdecoder 632 liefert einen Ausgang auf einer Datenausgangsleitung.
Im Betrieb bewirkt das Modul 610 für die automatische Verstärkungsregelung die Einstellung des Eingangssignalpegels der Basisband I und Q-Daten (im folgenden Signal) für eine optische Leistungsfähigkeit während der darauffolgenden Demodulationsvorgänge gemäß dem Stand der Technik. Das Eingangssignal gelangt außerdem zu einem Signalwertschätzer 612, der den Leistungswert des Eingangssignals schätzt. Die Schätzung des Signalleistungswerts dient zwei Zwecken: zunächst adaptiert ein GSM-Kommunikationssystem seine Leistungsfähigkeit aufgrund der Stärke der empfangenen Signale bei jeder der mobilen Stationen, zweitens bewirkt der Empfänger die Einstellung der Verstärkung des Eingangssignals für einen darauffolgenden Demodulationsvorgang. Daher liefert der Demodulator den Ausgang des Signalwertschätzers 612 zu dem AGC-Modul 610, so dass die Verstärkung des Signals richtig eingestellt werden kann.
Der Kreuzkorrellator 614 vergleicht die empfangenen Daten mit einer bekannten Übungsfolge oder einer Übungsfolge mit einer Mittenabtastung indem empfangenen Datenburst. Der KreuzCorrelator ortet den Beginn jedes Bursts der Daten unter Anwendung der bekannten 26 Symbole, die bei der Mitte jedes Bursts liegen. Wie im Stand der Technik bekannt, werden Bursts im Allgemeinen in einem 0,5 ms Zeitrahmen übertragen, gefolgt von einer Pause von 4,5 ms. Der KreuzCorrelator, der die bekannten 26 Symbole geortet hat, ist in der Lage, den Beginn der Datenübertragung zu orten.
Als nächstes unterliegt das Signal einer Filterung und einer Timing-Rückgewinnung. Der signalangepasste Filter-Extraktor 618 bildet ein ideal angepasstes Filter zur Umkehr der Wirkungen des Übertragungskanals und eine Inter-Symbol-Störung, die durch die Impulsform eingeführt wird. Die Timing-Rückgewinnungseinheit 620 ermittelt das richtige Timing des Eingangssignals zur Ortung der Mitte des Bursts, was es wiederum dem Empfänger ermöglicht, die individuellen Symbole richtig zu trennen und zu demodulieren.
Die nächste Phase des Demodulationsvorgangs enthält die MLSE-Detektion. Der MLSE-Detektor 622 bewirkt einen verfeinerten Detektionsalgorithmus, der jedes empfangene Symbol für 1 oder 0 erklärt, und bildet ein Maß für die Sicherheit jeder binären Entscheidung. Wie im Stand der Technik bekannt, verwenden die Algorithmen des MLSE-Detektors 622 ein dynamisches Programmiermodell, um gleichzeitig einen gesamten halben Burst (im Allgemeinen 58 Bit) von Daten zu demodulieren. Während bestimmte Vorteile in der Durchführung der Demodulation über den halben Burst anstelle einer Symbol-durch-Symbol-Basis existieren, verbraucht eine Halbburst-Demodulation einen nennenswerten Betrag an Leistung während des Betriebs.
Nach der MLSE-Detektion gelangt das Signal in eine Entschlüsselungseinheit 624 zur Umkehr der durch den Sender unternommenen Antisparmaßnahmen. Als nächstes gelangt das Signal zu dem Entwürfeler 626; wobei die übertragenen Bit über mehrere Zeitmultiplex-Mehrfachzugriffs (CDMA) Burst verteilt werden, um eine Robustheit oder Störunanfälligkeit bei einem Schwund zu bilden. Der Entwürfeler 626 ordnet die empfangenen Bit wieder in Nachrichtenblöcke, das heißt in die ursprüngliche Reihenfolge vor der Übertragung.
Der Ausgang des Entschachtelers 626 gelangt zu dem Eingang des Konvolutional- oder Faltungsdecoders 630. Der Faltungsdecoder 630 bildet die Faltungsdecodierung oder die Konvolutionaldecodierung auf den empfangenen Daten. Eine Faltungs- oder Konvolutionalcodierung und Decodierung liefert Mittel zur Detektierung und Korrektur von während der Übertragung eingeführten Datenfehlern. Insbesondre addiert eine Konvolutionalcodierung die Codierung zu den Daten, so dass der Konvolutionaldecoder die empfangenen Daten genau rekonstruieren kann, selbst wenn einige der Datenbit während der Übertragung gestört wurden.
Nach der Konvolutionaldecodierung gelangt das Signal zu dem Blockdecoder 632 und unterliegt einer Rückwärts-Blockcodierung. Die Blockcodierung liefert eine Redundanz, im Allgemeinen so genannte Paritätsbit. Diese Paritätsbit werden im Allgemeinen häufig am Ende einer Folge von Datenbit übertragen, so dass beim Empfang durch den Empfänger der Blockdecoder 632 eine Rückwärts-Blockcodierung vornehmen kann, um zu ermitteln, ob Fehler in dem Datenstrom existieren. Nach Anwendung der Blockdecodierung verlässt das Signal den Blockdecoder 632 für eine weitere Verarbeitung in anderen Teilen des Empfängers, wie einem (nicht dargestellten) Vocoder.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der Empfänger eine in einem digitalen Signalprozessor (DSB) codierte Durchführung eines GSM-Empfängers. Die Erfinder haben erkannt, dass der am meisten komplexe und leistungsverbrauchende Betrieb im Allgemeinen der MLSE-Detektionsal gorithmus des MLSE-Detektors 622 ist. ZUM BEISPIEL kann in einigen DSP-basierenden Ausführungen die MLSE-Detektion bis zu 50% der Komplexität von den gesamten DSP-Operationen enthalten. Während die Vorteile des MLSE-Detektors wegen seiner Leistungsanforderungen während der Perioden mit einer geringen Signalqualität wertvoll sind, verbraucht der MLSE-Detektor unnötige Leistung, wenn das Signal robust oder widerstandsfähig ist.
Eine andere, sehr komplexe und leistungsverbrauchende Komponente ist der KreuzCorrelator 614, da er über einen breiten Bereich von Verzögerungen arbeitet, um die Mitte des Datenbursts zu orten. Die auf einer Kreuzkorrellation in DSP-basierenden Ausführungen können bis zu 30% der gesamten DSP-Operationen enthalten.
In einer Ausführungsform ist ein GSM-Empfänger bemessen für die Eliminierung eines nennenswerten Teils der Rechneranforderungen des Empfängers durch Überwachung der Timing-Rückgewinnungseinheit 620 für eine schnelle Bewegung von der Mitte auf einer Basis Burst-durch-Burst. In einer derartigen Ausführungsform würde der Empfänger außerdem einen Kreuzkorrellator-Controller 616 enthalten. Der Kreuzkorrelations-Controller 616 ist mit dem Kreuzkorrellator und der Timing-Rückgewinnungseinheit verbunden. Der Kreuzkorrellator-Controller 616 erhält Daten von der Timing-Rückgewinnungseinheit 620 und in Abhängigkeit von dem Timing des Eingangssignals und daher Änderungen des Betriebs des Kreuzkorrellators. Insbesondere wenn das Eingangssignal keine schnelle Bewegung von der Burstmitte zeigt, instruiert Kreuzkorrellator-Controller 616, den Kreuzkorrellator anzuweisen, über einen engeren Bereich von Verzögerungen zu arbeiten. ZUM BEISPIEL kann im Normalbetrieb der Kreuzkorrellator 614 über ±5 Datensymbole arbeiten. Unter idealen Bedingungen, wie wenn die Burstmitte im Allgemeinen stabil ist, kann die Durchführung der Kreuzkorrellation über ±2 Symbole angebracht sein. In Kürze: wenn man annimmt, dass die Datenübertragung allgemein stabil ist, kann der Kreuzkorrellator eine kleine Änderung in der Burstmitte erwarten und die Rechnerkomplexität verringern, wie zum Beispiel durch Auswertung weniger Symbole. Die Verringerung der Rechner komplexität und der Dauer des Kreuzkorrellators 614 verringert den Leistungsverbrauch des Empfängers, wodurch wiederum die Lebensdauer der Batterie verlängert wird. Wenn die Timing-Rückgewinnungseinheit 620 eine schnelle Bewegung von der Burstmitte detektiert, dann instruiert der Kreuzkorrellator-Controller 616 den Kreuzkorrellator 614, den Betrieb über einen breiteren Bereich von Verzögerungen wieder aufzunehmen. Auf diese Weise bewirkt der Kreuzkorrellator-Controller 616 die Einstellung des Betriebs des Kreuzkorrellators 614, um während Perioden, wenn das Signal ohne Verschlechterung der Signalqualität stabil ist, Leistung einzusparen.
In einer anderen Ausführungsform enthält der Empfänger einen MLSE-Controller 621, verbunden mit dem MLSE-Detektor 622, dem angepassten Filter 617 und dem Ausgang des Signalwert-Schätzers 612. Der MLSE-Controller empfängt einen Eingang von dem angepassten Filter 616 und dem Signalwert-Schätzer 612. Der MLSE-Controller 627 überwacht sowohl den Signalwert einer ankommenden Übertragung und die Antwort zu dem angepassten Filter 617. Wenn der Wert des Eingangssignals hoch ist und die Antwort auf das angepasste Filter 617 anzeigt, dass das Signal über einen im Allgemeinen klaren Kanal ankommt, dann unterbricht der Empfänger den Betrieb des komplizierten MLSE-Detektors 622 und bewirkt stattdessen eine einfache Bit-durch-Bit-Minimumshift Keying(MSK)-Demodulator. MSK-Demodulatoren sind dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt und benötigen einen belanglosen Betrag an Rechnerresourcen und daher Batterieleistung für die MLSE-Algorithmen des MLSE-Detektors 622 aufgrund ihres Betriebs auf einer Basis Bit-für-Bit anstelle der üblichen 58 Bit Verzögerung des MLSE-Detektors 622.
Ein Empfänger mit einer MSK-Demodulation über MLSE-Algorithmen verbraucht weniger Leistung als ein Empfänger mit Anwendung von nur MLSE-Detektionsalgorithmen. Wenn somit das Signal robust oder störunanfällig ist, kann der leistungsintensive MLSE-Detektorbetrieb unterbrochen und durch die Bit-durch-Bit-MSK-Demodulation ersetzt werden. Wenn alternativ die Signaländerungen die Antwort des angepassten Filters 617 keinen Impuls darstellen und wenn die Signalwerte abnehmen, dann unterbricht der MLSE-Controller 621 den Betrieb des Bit-durch-Bit-MSK-Demodulators und nimmt wieder den Betrieb der MLSE-Algorithmen auf. Auf diese Weise verringert der MLSE-Controller 621 den Leistungsverbrauch des Empfängers, ohne die Audioqualität zu opfern. Wie in der obigen Ausführungsform erläutert, dienen der Signalwertschätzer und das angepasste Filter zur Ermittlung der Signalqualität. Andere Qualitätsmessungen wie die automatische Verstärkungsregelung könnten dazu dienen, den Empfängeralgorithmus anzuzeigen, der für den übrigen Teil des Empfängers durchgeführt wird.
Wenngleich die vorangehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Ausführungsform dargestellt, beschrieben wurde und die grundsätzlich neuen Merkmale der Erfindung dargelegt wurden, ist das so zu verstehen, dass verschiedene Wegfälle, Substitutionen und Änderungen in der Form eines Details der Vorrichtung, wie sie dargestellt wurde, sowie die Benutzungen davon durch den Fachmann auf diesem Gebiet vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen. Daher soll der Schutzumfang der Erfindung nicht auf die vorangehende Beschreibung begrenzt, sondern durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.

Claims

Regelungsanordnung für den Energieeinsatz eines Gerätes für drahtlose Kommunikation, aufweisend: ein Auswertungsmodul (130) für Signaleigenschaften, welches Modul betreibbar ist, um die Eigenschaften eines empfangenen Signals auszuwerten und welches so aufgebaut ist, dass es eine Angabe über diese Eigenschaften zur Verfügung stellt; wenigstens eine Empfängerkomponente für das Gerät für die drahtlose Kommunikation, welche wenigstens zwei Betriebsarten aufweist und auf das Auswertungsmodul für die Signaleigenschaften anspricht, um in wenigstens einer der wenigstens zwei Betriebsarten zu arbeiten, gestützt auf diese Eigenschaften; wobei die wenigstens eine Empfängerkomponente wenigstens einen Analog/Digital-Umwandler (114, 116) aufweist, der aufgebaut ist, um das in einem analogen Format empfangene Signal in ein in digitalem Format empfangenes Signal umzuwandeln, wobei eine erste von den Betriebsarten einen Betrieb bei einer ersten Genauigkeit und eine zweite der Betriebsarten einen Betrieb bei einer zweiten Genauigkeit aufweist, wobei die Regelungsanordnung für den Energieeinsatz aufweist: ein Regelungsmodul (220) für den Analog-/Digital-Umwandler, das in Abhängigkeit von dem Auswertungsmodul für die Signaleigenschaften die Genauigkeit von dem wenigstens einen Analog/Digital-Umwandler, gestützt auf die Angabe der Signaleigenschaften; auswählt und das so aufgebaut ist, dass es eine Genauigkeit mit weniger Bit für den wenigstens einen Analog/Digital-Umwandler (114, 116) auswählt, wenn das Signal von im Wesentlichen guter Qualität ist.
Regelungsanordnung für den Energieeinsatz nach Anspruch 1, in welcher die wenigstens eine Empfängerkomponente eine Schätzfunktion für die zeitliche Festlegung (122) aufweist, die abhängig von der Angabe der Eigenschaften von dem Auswertungsmodul für die Signaleigenschaften den Betrieb für die zeitliche Festlegung gestützt auf die Angabe der Signaleigenschaften ändert.
Regelungsanordnung für den Energieeinsatz nach Anspruch 2, in welcher die Schätzfunktion für die zeitliche Festlegung (122) auf die Angabe der Signaleigenschaften mittels einer Zeitfestlegungsregeleinheit (320) reagisert, um eine oder mehrere der Formen der zeitlichen Festlegung, der Betriebszyklen, und der Bandbreite zu ändern.
Regelungsanordnung für den Energieeinsatz nach Anspruch 2 oder 3, in welcher die Schätzfunktion für die zeitliche Festlegung (122) eine Verzögerungssperrschleife aufweist.
Regelungsanordnung für den Energieeinsatz nach Anspruch 1, in welcher die wenigstens eine Empfängerkomponente mehrere Entspreizungsmodule (300) aufweist, wobei die Entspreizungsmodule (300) in Abhängigkeit von der Angabe der Eigenschaften durch das Auswertungsmodul für die Signaleigenschaften arbeiten, um den Betrieb gestützt auf die Angabe der Signaleigenschaften anzupassen.
Regelungsanordnung für den Energieeinsatz nach Anspruch 5, in welcher die Entspreizungsmodule (300) auf die Angabe der Signaleigenschaften über eine Regelungseinrichtung (320) reagieren, um eine oder mehrere von den Betriebszyklen oder den Abtastabständen (tap spacing) in Abhängigkeit von der Angabe der Signaleigenschaften anzupassen.
Regelungsanordnung für den Energieeinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welcher die wenigstens eine Empfängerkomponente wenigstens einen Entzerrer (400) aufweist, der abhängig von der Angabe der Signaleigenschaften durch das Auswertungsmodul (130) für die Signaleigenschaften gestützt auf die Angabe der Signaleigenschaften seine Betriebsart wechselt.
Regelungsanordnung für- den Energieeinsatz nach Anspruch 7, in welcher der Entzerrer (400) betreibbar ist, um gestützt auf die Angabe der Signalqualität eine oder mehrere der Betriebszyklen oder der Komplexität des Betriebes zu ändern.
Regelungsanordnung für den Energieeinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welcher die wenigstens eine Empfängerkomponente wenigstens einen Korrelator (510) aufweist, der abhängig von der Angabe der Signaleigenschaften in entweder einer ersten oder einen zweiten Betriebsart arbeitet.
Regelungsanordnung für den Energieeinsatz nach Anspruch 9, in welcher die erste Betriebsart einen Betrieb bei einer ersten Genauigkeit und eine zweite Betriebsart einen Betrieb bei einer zweiten Genauigkeit aufweist.
Regelungsanordnung für den Energieeinsatz nach Anspruch 10, in welcher die erste Betriebsart einen ersten Betriebszyklus für den Korrelator und die zweite Betriebsart einen zweiten Betriebszyklus für den wenigstens einen Korrelator einschließt.
Regelungsanordnung für den Energieeinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welcher das Auswertungsmodul (130) für die Signaleigenschaften die, Angabe über die Eigenschaften über ein Regelungsmodul (220) zur Verfügung stellt.
Regelungsanordnung für den Energieeinsatz nach Anspruch 12, in welcher die wenigstens eine Empfängerkomponente mehrere Korrelatoren (510) aufweist, wobei das Regelungsmodul (220) betreibbar ist, um den Betrieb von einem oder mehreren der mehreren Korrelatoren (510) während solcher Zeiträume einzustellen, in denen das Signal von einer verhältnismäßig guten Qualität ist.
Regelungsanordnung für den Energieeinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welcher die wenigstens eine Empfängerkomponente einen Signalkombinator (516) aufweist, welcher abhängig von der Angabe der Signaleigenschaften durch das Auswertungsmodul (130) für die Signaleigenschaften den Betrieb des Kombinators (516) gestützt auf die Angabe der Signaleigenschaften ändert.
Regelungsanordnung für den Energieeinsatz nach Anspruch 14, in welcher die wenigstens zwei Betriebsarten, eine erste Betriebsart aufweist, in welcher der Kombinator (516) in Übereinstimmung mit einem ersten Prozessalgorithmus betrieben wird, und eine zweite Betriebsart, in welcher der Signalkombinator in Übereinstimmung mit einem zweiten Algorithmus betrieben wird, wobei der erste Algorithmus komplexer ist als der zweite Algorithmus.
Regelungsanordnung für den Energieeinsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welcher die wenigstens eine Empfängerkomponente ein Modul (126) für die Schätzung der Frequenz aufweist, wobei die wenigstens zwei Betriebsarten, wenigstens erste und zweite Betriebsarten aufweisen, die in Abhängigkeit der Angabe der Signaleigenschaften durch das Auswertungsmodul für die Signaleigenschaften ausgewählt werden.
Regelungsanordnung für den Energieeinsatz nach Anspruch 16, in welcher die wenigstens zwei Betriebsarten, wenigstens zwei Algorithmen aufweisen wobei die wenigstens zwei Algorithmen einen Unterschied in einer oder mehreren der folgenden Eigenschaften besitzen: Verarbeitungsgenauigkeit, Filterform, Verarbeitungsgeschwindigkeit oder Betriebszyklus.
Regelungsanordnung für den Energieeinsatz nach Anspruch 16, wobei das Modul für die Schätzung der Frequenz in Abhängigkeit zu einem demodulierten Pilotsignal und zu demodulierten gewünschten Signalen von anderen Verbrauchern als dem beabsichtigten Empfänger arbeitet.
Verfahren zum Reduzieren des Energieverbrauchs in einem Empfänger für drahtlose Kommunikation mit mehreren Empfängerkomponenten, aufweisend: das Empfangen eines Signals; das Wiedergeben der Eigenschaften des Eingangssignals; das Auswerten der Eigenschaften des Eingangssignals; das Verändern der Betriebsart von wenigstens einer der Empfängerkomponenten, die wenigstens zwei Betriebsarten besitzt, gestützt auf die ausgewertete Qualität des Eingangssignals; und wenigstens eine der Empfängerkomponenten weist einen Analog/Digital-Umwandler auf, der aufgebaut ist, um ein in einem analogen Format empfangenes Signal in ein in einem digitalen Format empfangenes Signal umzuwandeln, wobei eine erste von den Betriebsarten einen Betrieb bei einer ersten Genauigkeit und eine zweite der Betriebsarten einen Betrieb bei einer zweiten Genauigkeit aufweist, wobei das Verfahren einen Schritt des Veränderns der Betriebsart des Analog/Digital-Umwandlers dahingehend einschließt, dass er für die Verbindung von Analog zu Digital eine Genauigkeit mit weniger Bit auswählt, wenn das Signal von einer im Wesentlichen hohen Qualität ist.
Verfahren nach Anspruch 19, in welchem das Verändern der Genauigkeit des Analog/Digital-Umwandlers, das Verändern der Genauigkeit zwischen 5 Bits und 2 oder 3 Bits aufweist.
Verfahren nach Anspruch 19, in welchem die Überwachung der Eigenschaften des Eingangssignals das Überwachen der Signaldynamik, und/oder des Signalrauschens, und/oder des Signalniveau, und/oder der Bitfehlerrate und/oder der Feldfehlerrate aufweist.
Verfahren nach Anspruch 21, in welchem das Verfahren in einem Kommunikationsempfänger implementiert ist, der in Übereinstimmung mit einem Vielfachzugriff vom Codeabschnitten (code division multiple access) arbeitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, in welchem die Auswertung der Qualität des Eingangssignals, die Bestimmung der Einstellung der passenden Genauigkeit für den Analog/Digital-Umwandler aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, in welchem der Schritt des Änderns der Betriebsart von wenigstens einer der Empfängerkomponenten das Anpassen des Betriebes einer Schätzfunktion für die zeitliche Festlegung des Signals aufweist.
Verfahren nach Anspruch 24, in welchem der Schritt des Anpassens des Betriebes, das Reduzieren des Betriebszyklus der Schätzfunktion für die zeitliche Festlegung oder das Anpassens der Filtereigenschaften der Schätzfunktion für die zeitliche Festlegung aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, in welchem der Schritt des Überwachens des Signals das Überwachen der Signaldynamik, und/oder des Signalrauschens und/oder des Signalniveaus aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, in welchem der Schritt des Auswertens, das Auswerten der Differenz zwischen dem Ausgang von zwei Korrelatoren aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 27, in welchem der Schritt des Änderns der Betriebsart von wenigstens einer der Empfängerkomponenten das Ändern der Betriebsart von wenigstens einem Korrelator gestützt auf die Auswertung des Eingangssignals aufweist.
Verfahren nach Anspruch 28, in welchem der Schritt des Änderns der Betriebsart des wenigstens einen Korrelators das Verändern der Symbolfrequenz des Betriebs des Korrelators aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 29, in welchem der Schritt des Änderns der Betriebsart von wenigstens einer der Empfängerkomponenten, die Änderung der Betriebsart eines Entzerrers für ein Eingangssignal aufweist; wobei das Verfahren dabei die Schritte des Auswertens der Information hinsichtlich der Eigenschaften eines Eingangssignals und des Veränderns der Komplexität des Entzerreralgorithmus für den Entzerrer gestützt auf diese Auswertung aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 30, in welchem der Schritt des Änderns der Betriebsart von wenigstens einer der Empfängerkomponenten, das Ändern der Betriebsart eines Signalkombinators in Abhängigkeit von dem Schritt des Auswertens der Qualität des Eingangssignals aufweist.
Verfahren nach Anspruch 31, in welchem der Schritt des Änderns der Betriebsart eines Signalkombinators, das Auswählen von einem von wenigstens zwei Algorithmen aufweist, die mit dem Kombinators betreibbar sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 32, in welchem der Schritt des Änderns der Betriebsart von wenigstens einer der Empfängerkomponenten, das Ändern der Betriebsart einer Schätzfunktion für eine Frequenz in Abhängigkeit von dem Schritt des Auswertens der Qualität des Eingangssignals aufweist.
Verfahren nach Anspruch 33, in welchem der Schritt des Änderns der Betriebsart der Schätzfunktion für die Frequenz aufweist: das Auswählen eines Algorithmus aus wenigstens zwei Algorithmen, die für die Schätzfunktion der Frequenz betreibbar sind; das Auswählen einer Genauigkeit für die Schätzfunktion der Frequenz; oder das Regeln aktiver Zeiträume für die Schätzfunktion der Frequenz.