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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Signalspreizungsempfangsvorrichtung,
die zur digitalen zellularen Mobilkommunikation und Ähnlichem
verwendet wird.
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Als
eines der Übertragungsschemata
wird ein Signalspreizungskommunikationsschema in digitaler Mobilkommunikation
verwendet, die portable Telefone und Ähnliches benutzt. Gemäß dem CDMA- (Code
Division Multiple Access) Schema, als einem typischen Schema der
Signalspreizungskommunikationsschemata, ist die Datenübertragung
mit zu übertragenden
Quadraturcodesequenzen signalspreizungsmoduliert, und die Daten
werden am Empfangende mit Codesequenzen, die identisch zu denen sind,
die zur Signalspreizungsmodulation verwendet wurden, entspreizt,
um die Originaldaten zu extrahieren. Dieses Schema erlaubt, durch
Lieferung verschiedener Codesequenzen an verschiedene Benutzer,
das Multiplexen in Codebereichen, und hat den Vorteil eines hohen
Interferenzwiderstandes.
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Als
eine Empfangsvorrichtung, die in einem solchen Signalspreizungskommunikationsschema und
speziell in dem CDMA Schema verwendet wird, ist eine Vorrichtung
bekannt, die einen RAKE Empfänger,
wie den in 1 gezeigten, verwendet. In dieser
Empfangsvorrichtung wird ein, über
eine Antenne 41 empfangenes Signal einer Verstärkung, Frequenzkonvertierung
und etwas Ähnlichem
in einem RF Empfangsschaltkreis 42 ausgesetzt. Das resultierende
Signal wird durch einen A/D-Konverter 43 in
ein digitales Signal konvertiert. Das Signal wird dann in einen
RAKE Empfänger 44 eingegeben.
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Im
RAKE Empfänger 44 führt zuerst
ein Korrelationsprozessteil 45 einen Korrelationsprozess
für das
Signal mit einer bekannten Codesequenz durch, um sehr häufig abzuschätzen, wo die
maximale Korrelation auf der Zeitachse geliefert wird. Ein Entspreizungsprozessteil 46 führt dann
einen Entspreizungsprozess (einen Querkorrelationsprozess zwischen dem
empfangenen Signal und der bekannten Codesequenz) für das empfangene
Signal an jeder dieser maximalen Korrelationszeiten durch. Anschließend führt ein
Kombinationsteil 47 eine Zeitkorrektur für die entsprechenden
Ausgabesignale aus dem Entspreizungsprozessteil 46 durch,
um sie in Phase zu bringen, und kombiniert sie, um ein demoduliertes
Signal auszugeben.
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Mit
der oben beschriebenen Verarbeitung im RAKE Empfänger 44 kann eine
Vielzahl von Verzögerungswellen
(Mehrwegwellen), die von der Antenne 41 mit unterschiedlichen
Verzögerungen
empfangen wurden, kombiniert werden, auf diese Weise das SNR (Signalstörverhältnis) des
demodulierten Signals vergrößernd. Die
demodulierte Signalausgabe aus dem RAKE Empfänger 44 wird von einem
Dekodierer 48 dekodiert. Sogar bei der Anwesenheit von Mehrwegwellen
können
die Originaldaten richtig regeneriert werden. Der RAKE Empfänger arbeitet
bei der Anwesenheit von vielen Mehrwegwellen sehr effektiv als ein
Empfänger
für Mobilkommunikation.
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Obwohl
eine Signalspreizungsempfangsvorrichtung unter Verwendung dieses
gewöhnlichen RAKE
Empfängers
eine Vielzahl von Mehrwegwellen mit unterschiedlichen Verzögerungen
effektiv kombinieren kann, kann diese Vorrichtung Änderungen
in hereinkommenden polarisierten Wellen nicht richtig behandeln.
Genauer gesagt, ändern
sich die polarisierten Wellen von übertragenen Signalen in der
aktuellen Funkwellenausbreitungsumgebung für Mobilkommunikation jeden
Moment, wegen der Art und Weise, wie Benutzer ihre Terminals verwenden
und wegen der Reflektion und Brechung auf den Funkwellenausbreitungswegen.
In vielen Fällen
unterscheidet sich eine Vielzahl von Mehrwegwellen, die an der Empfangsvorrichtung
ankommen, in ihren polarisierten Hauptkomponenten. Die Signalspreizungsempfangsvorrichtung
in 1 kann im Grunde nur eine polarisierte Komponente
empfangen und daher eine Vielzahl von Mehrwegwellen mit unterschiedlichen
polarisierten Hautkomponenten nicht empfangen. Daher kann eine Steigerung
im SNR des demodulierten Signals bei der Verwendung eines RAKE Empfängers nicht
erwartet werden.
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Wie
oben beschrieben, kann die Signalspreizungsempfangsvorrichtung unter
Verwendung des herkömmlichen
RAKE Empfängers
die ständigen Änderungen
bei den polarisierten Wellen der hereinkommenden Wellen nicht richtig
behandeln, und kann daher nicht eine Vielzahl von Mehrwegwellen mit
unterschiedlich polarisierten Hauptkomponenten kombinieren. Wenn
Polarisationsverschiedenartigkeit verwendet werden muss, um dieses
Problem zu lösen,
muss eine Vielzahl von RAKE Empfängern entsprechend
der Vielzahl von polarisierten Komponenten bereitgestellt werden,
was in eine komplizierte und teure Vorrichtung resultiert.
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US 5 533 011 bezieht sich
auf duales verteiltes Antennensystem, in dem zwei Antennen einer Basisstation
mit einem gemeinsamen Signal gefüttert werden
und die Zeitverzögerungsverarbeitung
wird verwendet, um zwischen den beiden Signale zu unterscheiden.
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US 5 659 322 bezieht sich
auf einen Mikrowellen-Sender/Empfängerschaltkreis
für eine
Polarisations-Synthesizerfeldantenne.
Der Schaltkreis ist primär
für die
Verwendung im Radar gedacht.
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EP 0 308 964 bezieht sich
auf ein Funkfrequenzidentifikationssystem zur Identifikation eines sich
bewegenden Artikels. Das RFID bezieht eine zirkular polarisierte
Welle von einer Mastereinheit.
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die obigen Probleme zu lösen, und
es ist ihre Aufgabe eine Signalspreizungsempfangsvorrichtung zu liefern,
die einen Anstieg des SNR mit einer einfachen Empfängeranordnung
realisieren kann, durch das Kombinieren aller empfangenen Signale,
sogar wenn eine Vielzahl von Funkwellen mit unterschiedlichen Verzögerungen
und unterschiedlich polarisierten Komponenten empfangen wird.
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Um
die obige Aufgabe zu erfüllen
enthält eine
Signalspreizungsempfangsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ein mobiles Terminal zum Empfang einer Vielzahl von unterschiedlich
polarisierten Komponenten von einer Basisstation, gekennzeichnet
durch das Enthalten von:
Antennen, zur Verfügung gestellt an dem mobilen Terminal,
konfiguriert, um eine Vielzahl von unterschiedlich polarisierten
Komponenten miteinander zu empfangen;
einem A/D Konverter,
konfiguriert, um die empfangene Vielzahl von unterschiedlich polarisierten
Komponenten, direkt von den Antennen empfangen, in eine digitalisierte
Vielzahl von unterschiedlich polarisierten Komponenten zu konvertieren;
einem
RAKE Empfänger,
gewöhnlich
für die
Antennen bereitgestellt, konfiguriert, um die digitalisierte Vielzahl
der unterschiedlich polarisierten Komponenten, direkt von den A/D
Konvertern empfangen, zu demodulieren und ein demoduliertes Signal,
basierend auf der Vielzahl von unterschiedlich polarisierten, demodulierten
Komponenten, auszugeben; und
einer Verzögerungsvorrichtung, konfiguriert,
um zumindest eine aus der Vielzahl von unterschiedlich polarisierten
Komponenten aus den Antennen an den RAKE Empfänger zu verzögern, um
so eine Differenz verzögerter
Profile der empfangenen Vielzahl von unterschiedlich polarisierten Komponenten,
basierend auf der Vielzahl von unterschiedlich polarisierten Komponenten,
herzustellen.
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Da
eine Vielzahl von unterschiedlich polarisierten Komponenten empfangen
wird und mit dem RAKE Empfänger
kombiniert werden kann, sogar wenn eine Vielzahl von Mehrwegwellen
mit unterschiedlich polarisierten Komponenten und unterschiedlichen
Verzögerungen
ankommt, können
die Mehrwegwellen kombiniert werden. Ein Anwachsen des SNR kann
daher durch die Verwendung des RAKE Empfängers erreicht werden. Genauer
gesagt, enthält
der RAKE Empfänger
eine Vielzahl von Korrelationsprozessmitteln zur Durchführung von
Korrelationsprozessen zwischen den entsprechend empfangenen Signalen
aus der Vielzahl von Empfangszweigen, und eine bekannte Codesequenz,
und eine häufige
Abschätzung,
wann eine maximale Korrelation auf der Zeitachse auftritt, eine
Vielzahl von Entspreizungsprozessmitteln zur Durchführung eines Entspreizungsprozesses
für die
empfangenen Signale zu den häufigen
Zeitpunkten, die von den Korrelationsprozessmitteln abgeschätzt wurden,
und Kombinationsmittel, gewöhnlich
für die
empfangenen Signale aus der Vielzahl der Empfangszweige bereitgestellt,
zur Durchführung
der Zeitkorrektur für
die Ausgabesignale aus den Entspreizungsprozessmitteln, um die Signale
in Phase zu bringen, und um die Signale zu kombinieren, um ein demoduliertes
Signal auszugeben.
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Mit
dieser Anordnung kann ein RAKE Empfänger gewöhnlich für all die Empfangszweige verwendet
werden, und es besteht keine Notwendigkeit eine Vielzahl von Empfangssystemen
bereitzustellen, wobei jedes einen RAKE Empfänger wie in einem Fall enthält, in dem
eine Polarisationsvielfalt durchgeführt werden muss. Die Gesamtanordnung der
Empfangsvorrichtung kann daher stark vereinfacht werden.
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Zusätzlich enthält die Vorrichtung
Verzögerungsmittel
zur Festlegung einer relativen Verzögerung zwischen den empfangenen
Signalen aus der Vielzahl der Empfangszweige. Mit dieser Anordnung kann,
sogar wenn die polarisierten Komponenten, empfangen von den entsprechenden
Empfangszweigen, beinahe dieselben Verzögerungsprofile haben, die Notwendigkeit
für eine
hochgenaue Verzögerungsabschätzung im
RAKE Empfänger
durch Festlegung einer großen
Verzögerungsdifferenz
zwischen den polarisierten Komponenten eliminiert werden. Dies erleichtert
die Verarbeitung im RAKE Empfänger.
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Als
eine Antenne zum Empfang einer Vielzahl von unterschiedlich polarisierten
Komponenten könnte
in der vorliegenden Erfindung eine Antenne unabhängig für jede polarisierte Komponente
bereitgestellt werden. Jedoch kann z.B. eine rechtwinklige Patchantenne
so verwendet werden, dass zwei quadraturlinear polarisierte Komponenten
oder zwei quadraturzirkular polarisierte Komponenten durch diese physikalisch
einzige Antenne empfangen werden und getrennt ausgegeben werden.
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Diese
Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise
alle notwendigen Funktionen, so dass die Erfindung auch eine Unterkombination
dieser beschriebenen Funktionen sein könnte.
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Die
Erfindung kann aus der folgenden detaillierten Beschreibung vollständiger verstanden
werden, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Abbildungen
genommen wird, in denen:
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1 ein
Blockdiagramm ist, das die Anordnung einer Signalspreizungsempfangsvorrichtung basierend
auf einem herkömmlichen
Schema zeigt;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das eine Anordnung einer Signalspreizungsempfangsvorrichtung
zeigt;
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die
Abbildungen 3A und 3B Ansichten
sind, die die Anordnung einer Gemeinschaftsantenne mit Linearpolarisation
zeigen;
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die
Abbildungen 4A und 4B Ansichten
sind, die die Anordnung einer Gemeinschaftsantenne mit Zirkularpolarisation
zeigen;
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5 ein
Blockdiagramm ist, das die Anordnung einer Signalspreizungsempfangsvorrichtung gemäß der Ausführung der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ein
Blockdiagramm ist, das eine Anordnung einer Signalspreizungsempfangsvorrichtung
zeigt;
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Die
Ausführungen
der vorliegenden Erfindung werden weiter unten mit Bezug auf die
Ansichten der beiliegenden Abbildungen beschrieben werden.
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2 zeigt
ein Beispiel der Anordnung einer Signalspreizungsempfangsvorrichtung.
Diese Signalspreizungsempfangsvorrichtung muss in einem mobilen
Terminal in einem Mobilkommunikationssystem, wie in einem digitalen
zellularen Mobilkommunikationssystem, installiert werden, das für portable
Telefone oder etwas Ähnliches
verwendet wird. Die Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus zwei
Antennen 11 und 12, RF Schaltkreisen 13 und 14,
die entsprechend mit den Antennen 11 und 12 verbunden
sind, A/D Konvertern 15 und 16, zur Konvertierung
der empfangenen Signale aus den RF Empfangsschaltkreisen 13 und 14 in
digitale Signale, einem RAKE Empfänger 17, zum Empfangen
der Signale, die Ausgabe aus den A/D Konvertern 15 und 16 sind,
und einem Dekodierer 23.
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In
diesem Fall haben die Antennen 11 und 12 die Funktion
des Empfangs unterschiedlich polarisierter Komponenten von Funkwellen,
die an dem mobilen Terminal ankommen. Z.B., empfangen die Antennen 11 und 12 vertikal
und horizontal polarisierte Wellen. Obwohl diese Antennen 11 und 12 getrennt
bereitgestellt werden, könnten
sie in einer Einheit integriert werden, wie später beschrieben wird.
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Die
empfangenen Signale der entsprechend polarisierten Komponenten,
empfangen von den Antennen 11 und 12, sind die
Eingabe zu den RF Empfangsschaltkreisen 13 und 14.
Z.B., verstärken
die RF Empfangsschaltkreise 13 und 14 die empfangenen
Signale unter Verwendung von Verstärkern mit niedrigem Rauschen
(LANs), wählen
die gewünschten
Frequenzkomponenten unter Verwendung von Bandpassfiltern (BPFs)
oder etwas Ähnlichem
aus, und führen
eine Frequenzkonvertierung vom Funkfrequenz- (RF) Band zu dem Zwischenfrequenz-
(IF) Band oder zum Basisband (BB) durch.
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Wie
oben beschrieben bestehen die Antennen 11 und 12 und
die damit verbundenen RF Empfangsschaltkreise 13 und 14 aus
zwei Zweigen. Die empfangenen Signale aus diesen zwei Zweigen, d.h.,
die empfangenen Signale im IF oder BB Band, Ausgabe aus den RF Empfangsschaltkreisen 13 und 14,
sind durch die A/D Konverter 15 und 16 entsprechend
in digitale Signale konvertiert. Die digitalen Signale sind dann
die Eingabe für
den RAKE Empfänger 17.
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Der
RAKE Empfänger 17 führt dann
einen Korrelationsprozess, Entspreizungsprozess und einen Kombinationsprozess
wie folgt durch.
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Zuallererst
führen
die Korrelationsprozessteile 18 und 19 Korrelationsprozesse
zwischen den empfangenen Signalen, die von den A/D Konvertern 15 und 16 digitalisiert
wurden und die Ausgabe aus den entsprechenden Empfangszweigen sind,
und den bekannten Codesequenzen, genannt Spreizungscodes, durch,
wobei sie zeitlich häufig
für jedes empfangene
Signal abschätzen,
wann die maximale Korrelation auf der Zeitachse geliefert wird.
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Die
Entspreizungsprozessteile 20 und 21 führen dann
entsprechend die Entspreizungsprozesse (Querkorrelation zwischen
den empfangen Signalen und den Spreizungscodes) für die empfangenen Signale
aus den Empfangszweigen an diesen maximalen Korrelationszeiten durch.
Jede der Anzahl der Entspreizungsprozessteile 20 und 21 korrespondiert mit
der Anzahl der Verzögerungswellen,
die auf der Zeitachse kombiniert werden sollen.
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Schließlich werden
die Ausgangssignale aus den Entspreizungsprozessteilen 20 und 21 einer Zeitkorrektur
unterzogen, die in Phase gemacht werden muss, und werden in einem
Kombinationsteil 22 kombiniert. In diesem Fall werden alle
die Wellen, die den empfangen Signalen aus den entsprechenden Empfangszweigen
entsprechen, in einem einzigen Kombinationsteil 22 kombiniert.
Das Ausgabesignal aus dem Kombinationsteil 22 ist die Ausgabe
aus dem RAKE Empfänger 17.
Dieses Ausgabesignal ist Eingabe zum Dekodierer 23, um
dekodiert zu werden. Als ein Resultat sind die Originaldaten wiederhergestellt.
In der Signalspreizungsempfangsvorrichtung mit der obigen Anordnung
werden zwei unterschiedlich polarisierte Komponenten, z.B. horizontal und
vertikal polarisierte Komponenten, entsprechend con den Antennen 11 und 12 empfangen,
und die empfangenen Signale aus den entsprechenden Empfangszweigen,
die Antennen 11 und 12 einschließend, sind
die Eingabe zum RAKE Empfänger 17.
Mit dieser Anordnung werden alle die gewünschten Wellenkomponenten aufgenommen,
die an der Basisstation oder am Terminal ankommen, und die empfangenen
Wellen können
durch eine Verzögerungszeitkorrektur
in Phase gebracht werden und durch den Kombinationsteil 22 im
RAKE Empfänger 17 kombiniert
werden. Dies erlaubt die Maximierung der Signalkomponenten unter
einer Mehrwegumgebung, und kann das SNR eines demodulierten Signals
erhöhen.
Zusätzlich
liefert diese Anordnung effektive Maßnahmen gegen Interferenzwellen,
die mit gewünschten
Wellenkomponenten interferieren.
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Zusätzlich können, da
solche Effekte durch die Anordnung unter Verwendung des einzelnen RAKE
Empfängers 17 erzielt
werden können,
eine Kostenreduzierung und Vereinfachung der Signalverarbeitung
effektiv realisiert werden.
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Darüber hinaus
wird im RAKE Empfänger 17 ein
Entspreizungsprozess für
jedes der empfangenen Signale aus der Vielzahl der Empfangszweige durchgeführt, die
in den Einheiten der polarisierten Komponenten bereitgestellt werden,
und ein Kombinationsprozess wird gemeinsam, basierend auf einer Verzögerungskorrektur,
für die
entsprechenden Signale vom Kombinationsteil 22 durchgeführt. Dies
erlaubt die Verwendung nur eines RAKE Empfängers und kann die Anordnung
der Empfangsvorrichtung und der Prozessprozeduren vereinfachen.
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Die
in der vorliegenden Erfindung verwendeten werden als Nächstes im
Detail beschrieben.
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Entsprechend
zur obigen Beschreibung werden als eine Vielzahl von Antennen zum
Empfangen von unterschiedlich polarisierten Komponenten, die Antenne 11 zum
Empfangen von vertikal polarisierten Komponenten und die Antenne 12 zum
Empfangen horizontal polarisierter Komponenten verwendet. Die polarisierten
Komponenten, die von den Antennen 11 und 12 empfangen
werden, könnten
linear oder zirkular polarisierte Wellen sein und sind nicht auf
irgendein spezielles Antennenschema begrenzt. Die Anzahl der Antennen
ist nicht auf zwei begrenzt, und drei oder mehr Antennen könnten verwendet werden.
Um die Effekte der vorlegenden Erfindung mit der minimalen Anzahl
von Antennen zu erzielen, ist es vorzuziehen, dass nur eine Antenne
physikalisch benutzt wird, und zwei quadraturpolarisierte Komponenten
von der Antenne empfangen werden. Ein Beispiel der Anordnung einer
solchen Antenne wird weiter unten im Detail beschrieben.
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Die
Abbildungen 3A und 3B zeigen ein
Beispiel der Anordnung einer Gemeinschaftsantenne mit linearer Polarisation,
die die Funktion des Empfangens zweier quadraturlinear polarisierten Komponenten
besitzt.
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Diese
Gemeinschaftsantenne mit linearer Polarisation besteht aus einer
rechtwinkligen Patchantenne 103 (auch Mikrostripantenne
genannt) und den Mikrostripleitungen 104 und 105,
die z.B. durch Ätzen
eines Kupferfilms auf der oberen Oberfläche eines dielektrischen Substrats 101 mit
einem Masse leitendem Film 102, geformt auf seiner unteren
Oberfläche,
gebildet wird. Die Antenne kann zwei quadraturlineare polarisierte
Wellen, d.h., eine horizontal polarisierte Welle (H polarisierte
Welle) und eine vertikal polarisierte Welle (V polarisierte Welle)
durch geeignetes Auswählen
der Rückkopplungspunkte
der Patchantenne 103 empfangen. Die Ausgaben von H und
V polarisierten Wellen aus den zwei Rückkopplungspunkten der Patchantenne 103 werden
entsprechend über
die Mikrostripleitungen 104 und 105 zu den Ausgabeports
extrahiert und mit z.B. den RF Empfangsschaltkreisen 13 und 14 in
der 2 verbunden.
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Mit
der Verwendung dieser Gemeinschaftsantenne mit linearer Polarisation
können,
da die Gesamtgröße der Vorrichtung
reduziert werden kann, eine Verbesserung in der Portabilität und eine
Reduktion in den Kosten effektiv erzielt werden. Zusätzlich kann,
durch das Empfangen von nur zwei quadraturlinearen polarisierten
Wellen, die gesamte Signalleistung aufgefangen werden, unabhängig von
den Polarisationsrichtungen der empfangenen Funkwellen. Dies verbessert
die Empfangseffizienz. Eine solche Antenne kann zur Mobilkommunikation
in der Anwesenheit vieler Mehrwegwellen effektiv verwendet werden.
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Die
Abbildungen 4A und 4B zeigen ein
Beispiel der Anordnung einer Gemeinschaftsantenne mit einer zirkularen Polarisation,
die die Funktion des Empfangens zweier quadraturzirkular polarisierter
Komponenten besitzt.
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Die
Anordnung dieser Antenne ist die gleiche, wie die der Gemeinschaftsantenne
mit linearer Polarisation in den Abbildungen 3A und 3B, worin
eine Patchantenne 103 und Mikrostripleitungen 104 und 105 z.B.
durch Ätzen
eines Kupferfilms auf der oberen Oberfläche eines dielektrischen Substrats 101 mit
einem Masse leitendem Film 102, geformt auf seiner unteren
Oberfläche,
gebildet wird. Die Antenne dieser Ausführung wurde jedoch entworfen, um
als eine Antenne mit zirkularer Polarisation durch Festlegen einer
Phasendifferenz von 90° zwischen zwei
Rückkopplungspunkten
der Patchantenne 103 zu operieren, die den zwei quadraturlinearen
polarisierten Wellen entsprechen, und durch Anregen der Antenne.
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Ob
eine rechts gewundene zirkular polarisierten Welle oder eine links
gewundene zirkular polarisierten Welle zu empfangen ist, kann abhängig davon
kontrolliert werden, wie eine Anregungsphasendifferenz von 90° zwischen
zwei Rückkopplungspunkten
festgelegt wird, d.h., ob +90° oder –90° festzulegen
ist. In dem Fall, der in den 4A und 4B gezeigt
wird, können
unter Verwendung eines Hybridschaltkreises (Hybridkoppler) 106,
sowohl die rechts, als auch die links gewundenen zirkular polarisierten
Wellen von den Ausgabeports ausgegeben werden. Z.B. werden die Ausgaben
von rechts und links gewundenen zirkular polarisierten Wellen, extrahiert
aus den zwei Ausgabeports des Hybridschaltkreises 106,
mit den RF Empfangsschaltkreisen 13 und 14 der 2 verbunden.
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Die
Verwendung dieser Gemeinschaftsantenne mit zirkularer Polarisation
kann die Gesamtgröße der Empfangsvorrichtung
reduzieren und daher die Portabilität verbessern, die einen Kostenvorteil zur
Folge hat, wie in dem Fall, in dem die Gemeinschaftsantenne mit
linearer Polarisation in den Abbildungen 3A und 3B verwendet
wird. Zusätzlich
kann durch das Empfangen von nur zwei quadraturzirkular polarisierten
Wellen die gesamte empfangene Signalleistung aufgefangen werden,
unabhängig
von den Polarisationsrichtungen der empfangenen Funkwellen. Dies
verbessert die Empfangseffizienz. Eine solche Antenne kann zur Mobilkommunikation
in der Anwesenheit vieler Mehrwegwellen effektiv verwendet werden.
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Ein
weiterer Vorteil der Verwendung einer Gemeinschaftsantenne mit Polarisation
in der vorliegenden Erfindung, wie die in den 3A und 3B oder 4A und 4B Gezeigte,
ist ihre Flexibilität
mit Bezug auf polarisierte Wellen, die in einem Mobilfunkkommunikationssystem
verwendet werden. In Japan, z.B., verwenden Mobiltelefonsysteme
linear polarisierte Wellen (vornehmlich V polarisierte Wellen),
und Satelliten basierte Mobilkommunikationssysteme verwenden oft
zirkular polarisierte Wellen. Jedoch können beide Systemtypen entweder
die Antenne in den Abbildungen 3A und 3B oder
die Antenne in den Abbildungen 4A und 4B als
eine Empfangsantenne verwenden, unabhängig vom Typ der zu verwendenden polarisierten
Welle. Mit anderen Worten, eine Signalspreizungsempfangsvorrichtung
kann realisiert werden, die gewöhnlich
für eine
Vielzahl von Kommunikationssystemen verwendet werden kann, die unterschiedliche
Typen von polarisierten Wellen verwenden.
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5 zeigt
die Anordnung einer Signalspreizungsempfangsvorrichtung gemäß einer
Ausführung der
vorliegenden Erfindung. Dieselben Bezugsziffern in 5 bezeichnen
dieselben Teile wie in 2. Diese Ausführung unterscheidet
sich von dem ersten Beispiel darin, dass als Mittel zur Lieferung
einer relativen Verzögerung
für empfangene
Signale von zwei Empfangszweigen, gebildet aus zwei Antennen 11 und 12 und
zwei RF Empfangsschaltkreisen 13 und 14, eine
Verzögerungsleitung 24 zwischen
der Antenne 11 und den RF Empfangschaltkreis 13 eingefügt ist.
Anstelle der Verzögerungsleitung 24 könnte ein
Filter oder etwas Ähnliches
verwendet werden, der eine viel größere elektrische Länge besitzt.
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Der
Vorteil der Verwendung der Verzögerungsleitung 24 ist,
dass ein effektiver Signalkombinationseffekt erzielt werden kann,
sogar mit einer Abschwächung
in der Präzision
der Verzögerungen
in einem Entspreizungsprozess in einem RAKE Empfänger 17. Das Folgende
ist die Ursache.
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Gewöhnlich treffen
die polarisierten Funkwellen, die auf die Antennen 11 und 12 einfallen, nicht
perfekt zeitlich miteinander zusammen, und Zwischenkomponenten werden
empfangen. In diesem Fall haben die polarisierten Komponenten, empfangen
von den Antennen 11 und 12, beinahe dasselbe Verzögerungsprofil,
und die Verzögerungsdifferenz
ist ein kleiner Wert innerhalb von 360°, meistens in Grenzen eines
Phasenbetrags, der auf der Vektordifferenz zwischen zwei polarisierten
Komponenten basiert. Wenn daher der RAKE Empfänger 17 einen Entspreizungsprozess
für empfangene
Signale aus den zwei Empfangszweigen durchführen soll und die resultierenden
Signale au der Zeitkorrektur kombinieren soll, ist eine hochgenaue
Verzögerungsabschätzung für die Verzögerungsdifferenz
zwischen den zwei Empfangszweigen erforderlich. Dies erfordert ein
Anwachsen der Integrationszeit (Anzahl der Zeitpunkte) und einen
komplizierten Entspreizungsprozess.
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Im
Gegensatz dazu können,
wenn wie in dieser Ausführung
die Verzögerungsleitung 24 in
eine der Empfangszweige eingefügt
wird, da empfangene Signale aus diesen Empfangszweigen gänzlich unterschiedliche
Verzögerungsprofile
haben, die Signale ohne irgendeine hochgenaue Verzögerungsabschätzung im
RAKE Empfänger 17 passend
kombiniert werden.
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Obwohl
diese Ausführung
die Verzögerungsleitung 24 verwendet,
kann ein Filter oder etwas Ähnliches,
das eine viel größere elektrische
Länge besitzt,
anstelle der Verzögerungsleitung 24 verwendet werden.
Zusätzlich
können
die Verzögerungsmittel
in eines der beiden Empfangszweige eingefügt werden, da es genügt, wenn
eine relative Verzögerungsdifferenz
zwischen empfangene Signale aus den zwei Empfangszweigen gelegt
wird. In manchem Fall könnten
Verzögerungsmittel
mit unterschiedlichen Verzögerungen
in beide Empfangszweige eingefügt werden.
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6 zeigt
die Anordnung einer Signalspreizungsempfangsvorrichtung. Dieselben
Bezugsziffern in 6 bezeichnen dieselben Teile
wie in der 5. In dieser Anordnung ist eine
Verzögerungsleitung 24 in
eine der zwei Empfangszweige eingefügt, die die Antennen 11 und 12 beinhalten,
ein Kombinator 25 kombiniert empfangene Signale aus den
zwei Empfangszweigen in einem analogen Signalbereich, z.B., im RF
Band, und der RF Empfangsschaltkreis und die nachfolgenden Schaltkreise
werden von den zwei Empfangszweigen geteilt. Dies ist dieselbe Anordnung
wie die der Ausführung,
mit Ausnahme dieser charakteristischen Funktion.
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Das
kombinierte empfangene Signal aus dem Kombinator 25 wird
von einem A/D Konverter in ein digitales Signal konvertiert. Dieses
digitale Signal ist die Eingabe in einen RAKE Empfänger 28.
Der RAKE Empfänger 28 führt denselben
Prozess, wie den oben Beschriebenen, unter Verwendung eines Korrelationsprozessteils 20,
eines Entspreizungsprozessteils 30 und eines Kombinationsteils 31 durch.
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Empfangene
Signale aus den zwei Empfangszweigen werden in dem analogen Signalbereich
kombiniert, und der RF Empfangsschaltkreis und der RAKE Empfänger werden
von den zwei Empfangszweigen geteilt, dadurch die Anordnung der
Empfangsvorrichtung vereinfachend. Daher kann die Anzahl der teuren
Komponenten, wie insbesondere Verstärker, reduziert werden, was
eine starke Reduktion der Gesamtkosten der Vorrichtung zur Folge
hat.
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Wenn
empfangene Signale aus den zwei Empfangszweigen vom Kombinator 25 kombiniert werden
sollen, müssen
Verzögerungsmittel
zur Festlegung einer relativen Verzögerungsdifferenz zwischen den
empfangenen Signalen aus den zwei Empfangszweigen, wie die Verzögerungsleitung 24, vor
dem Kombinator 25 platziert werden. Wenn die empfangenen
Signale aus den zwei Empfangszweigen ohne Verwendung solcher Verzögerungsmittel einfach
kombiniert werden, werden die beiden polarisierten Komponenten in
Phase kombiniert, was den Verlust des Effekts zur Folge hat, der
beim Empfangen einer Vielzahl von unterschiedlich polarisierten Komponenten
erzielt wird.
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Wie
oben beschrieben, können
gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einer Vielzahl von Empfangszweigen Antennen einschließend, die
eine Vielzahl von unterschiedlich polarisierten Komponenten empfangen
können,
alle die gewünschten
Komponenten von Funkwellen aufgenommen werden, und in Phase vom
RAKE Empfängerkombiniert
werden, unabhängig
von der Polarisation der hereinkommenden Funkwellen und Verzögerungszeiten.
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Signalkomponenten
können
daher sogar unter einer Kommunikationsumgebung maximiert werden,
die eine Vielzahl von Mehrwegwellen mit unterschiedlichen Verzögerungen
und in unterschiedlichen Polarisationszuständen enthält. Ein Anwachsen des SNR kann
erwartet werden. Darüber
hinaus ist diese Anordnung auch als eine Maßnahme gegen Interferenzwellen
effektiv, die mit erwünschten
Wellenkomponenten interferieren.
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Zusätzlich kann
die vorliegende Erfindung, im Unterschied zu einem Schema, das Polarisationsvielfalt
verwendet, die obigen Effekte mit der Anordnung erzielen, die nur
einen RAKE Empfänger
verwendet. Dies kann eine Reduktion der Kosten und eine Vereinfachung
der Signalverarbeitung effektiv erreichen. Der Nutzwert der Signalspreizungsempfangsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung ist daher sehr hoch, als eine Empfangsvorrichtung,
die in einem Terminal oder einer Basisstation in digitaler Mobilkommunikation
verwendet wird.