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Die vorliegende Erfindung betrifft ein
CDMA-Übertragungssystem für eine drahtlose Telekommunikation zwischen mobilen
und/oder stationären Sende-/Empfangsgeräten über eine in Auf-
und Abwärtsrichtung der Telekommunikation mehrere
physikalische Kanäle aufweisende Luftschnittstelle, wobei jeder
Kanal einen Multizeitrahmen mit einer Anzahl von
NRF-Zeitrahmen mit einer Anzahl von jeweils NTS-Zeitschlitzen mit
einer jeweils zur Verfügung stehenden Anzahl von NRU
-Datenübertragungspaketen umfasst.
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Im Stand der Technik sind zahlreiche Netzzugangsverfahren,
die den zeitlichen Zugang der Benutzer zu einem Netzwerk
steuern, bekannt. Diese verwenden je nach Anwendung
unterschiedliche Nachrichtenübertragungsmedien. Bei der drahtlosen
Telekommunikation werden diverse
Nachrichtenübertragungsverfahren und -systeme zur Mehrfachausnutzung des
Nachrichtenübertragungsmediums verwendet, beispielsweise FDMA -
(Frequency Division Multiple Access), TDMA - (Time Division
Multiple Access) und/oder CDMA - (Code Division Multiple Access)
Übertragungssysteme, z. B. nach Funkstandards wie DECT
(Digital Enhanced Cordless Telecommunication), GSM (Global System
for Mobile Communication), UMTS (Universal Mobile
Telecommunication System) oder dergleichen.
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UMTS-Übertragungssysteme basieren im Mobilfunkbereich unter
anderem auf der TD-CDMA-(Time Division - Code Division
Multiple Access)Technologie. Dabei basiert die
Luftschnittstelle des Übertragungssystems in Auf- und Abwärtsrichtung
der Telekommunikation auf einer sogenannten "Drei-Ebenen-
Struktur" (Three-Layer-Structure), bestehend aus
Multizeitrahmen (Super Frame), Zeitrahmen (Radio Frame) und
Zeitschlitzen (Time Slot), innerhalb welcher
Datenübertragungspakete seitens der Sende-Empfangsgeräte detektierbar sind.
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Der jeweilige Multizeitrahmen enthält NRF-Zeitrahmen, während
hier der Zeitrahmen wiederum NTS-Zeitschlitze aufweist
innerhalb derer NRU-Datenübertragungspakete seitens der Sende-
/Empfangsgeräte detektiert werden müssen. Fig. 1 zeigt ein
Beispiel einer TD-SCDMA (Time Division - Synchrone Code
Division Multiple Access) Rahmenstruktur aus der Sicht einer als
Sende-/Empfangsgeräte eingesetzten Basisstation. Fig. 1
zeigt auf unterschiedlichen Frequenzen (Carrier) jeweils
einen Zeitrahmen RF, bestehend aus sieben Zeitschlitzen TS (TS
0 bis TS 6), welche jeweils sechzehn Datenübertragungspakete
RU (Resource Unit) umfassen, welche mittels CDMA-Codes im
jeweiligen Zeitrahmen RF und Zeitschlitz TS gezielt
detektierbar sind. Fig. 2 zeigt die ersten drei Zeitrahmen (RF) eines
sogenannten Multizeitrahmens, in dem jeweiligen Frequenzband
(Carrier). TD-CDMA-Übertragungssysteme benötigen seitens der
mobilen und/oder stationären Sende-/Empfangsgeräte sogenannte
Joint-Detection-Receiver.
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Bei dem Joint-Detection-Verfahren müssen innerhalb eines
Zeitschlitzes TS sämtliche Datenübertragungspakete RU des
jeweiligen Zeitschlitzes zur weiteren Verarbeitung detektiert
werden, auch wenn nicht alle Datenübertragungspakete RU des
Zeitschlitzes zur Datenübertragung verwendet werden, also
aktuell in Benutzung sind. Der mit der Detektion verbundene
Signalprozessor-Aufwand ist bereits für die Detektion eines
Zeitschlitzes sehr hoch und steigt mit der Anzahl der zu
detektierenden Zeitschlitze linear weiter an, so dass selbst
für niedrige zu übertragende Datenraten, welche
beispielsweise nur ein Datenübertragungspaket RU benötigen, die
Signalprozessor-Leistung zur Detektion von sämtlichen
Datenübertragungspaketen RU bereitstehen muss. Von Nachteil ist dabei,
daß leistungsstarke und damit kostenintensive
Signalprozessoren seitens der mobilen und/oder stationären
Sende-/Empfangsgeräte zur Verfügung stehen müssen.
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Nach den bisherigen standardisierten TD-CDMA- bzw. TD-SCDMA-
Spezifikationen ist es nicht möglich, mit einem weniger
leistungsstarken Signalprozessor einen TD-CDMA- bzw. TD-SCDMA-
Empfänger zu realisieren, insbesondere nicht mit einem
Signalprozessor, der weniger Signalprozessor-Leistung erbringt
als für die Detektion von NRU-Datenübertragungspaketen je
Zeitschlitz erforderlich wäre.
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Die bisher bekannten TD-CDMA-Übertragungssysteme sind bisher
nicht in der Lage, auf kostengünstige Art und Weise eine
Datenübertragung mit hohen Datenraten bereitzustellen,
insbesondere da für die Detektion eines Zeitschlitzes pro
Zeitrahmen ausreichend leistungsstarke und damit kostenintensive
Signalprozessoren eingesetzt werden müssen.
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Der Erfindung liegt in Anbetracht dieses Standes der Technik
die Aufgabe zugrunde, ein
TD-CDMA-Übertragungssystem, insbesondere ein TD-SCDMA-Übertragungssystem, der
eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass dieses
mit einfachen und kostengünstigen Mitteln die Übertragung von
hohen Datenraten ermöglicht.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bis zu
NRF Datenübertragungspakete aus Zeitschlitzen
unterschiedlicher Zeitrahmen in einem Zeitschlitz zusammengefasst, auf bis
zu NRU Datenübertragungspakete des einen Zeitschlitzes
verteilt und in dem einen Zeitschlitz übertragen werden, wobei
NRF kleiner gleich NRU ist.
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Mit der Erfindung werden die Datenübertragungspakete aus bis
zu NRF Zeitschlitzen gebündelt und in einem Zeitschlitz,
verteilt auf bis zu NRU Datenübertragungspakete übertragen.
Dabei wird seitens des TD-CDMA-Übertragungssystems ein
sogenannter Longframe, bestehend aus zwei bis NRF-Zeitrahmen
gebildet, welcher durch Zusammenfassung der
Datenübertragungspakete aus Zeitschlitzen unterschiedlicher Zeitrahmen in
einem Zeitschlitz sogenannte Bundleslots enthält, die nur
einmal je Longframe übertragen werden müssen. Dabei werden
erfindungsgemäß durch die Einführung der sogenannten
Bundleslots die Datenübertragungspakete aus bis zu NRF-Zeitrahmen
gebündelt und in einem Zeitrahmen übertragen.
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Für die Detektion des sogenannten Bundleslots, also des einen
zusammengefassten Zeitschlitzes, welcher pro Verbindung nur
einmal je zusammengefasster Zeitrahmen, dem sogenannten
Longframe, übertragen werden muss, steht empfängerseitig
jeweils die bis zu NRU-fache Zeit zur Detektion zur Verfügung,
d. h. es ist nur 1/NRU der Signalprozessorleistung
erforderlich, so dass bei Beibehaltung der bisher verwendeten
Signalprozessoren die Datenübertragungsrate um das bis zu NRU-fache
steigerbar ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
TD-CDMA-Übertragungssystems sind NRF, NTS und NRU gleich 16.
Vorteilhafter Weise werden die Datenübertragungspakete
gleicher Zeitschlitze unterschiedlicher Zeitrahmen
zusammengefasst.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
werden vorteilhafter Weise 2, 4 oder 8 Zeitrahmen zu einem
sogenannten Longframe zusammengefasst. Vorteilhafter Weise
sind die Zeitrahmen variabel zusammenfassbar, so dass je nach
Bedarf der mobilen und/oder stationären Empfänger
unterschiedliche Datenübertragungsraten erzielbar sind.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
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Fig. 1 die Rahmenstruktur eines
TD-SCDMA-Übertragungssystems aus Sicht eines stationären
Sende-/Empfangsgerätes (Stand der Technik);
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Fig. 2 die Minimalauslastung des
TD-SCDMA-Übertragungssystems aus Sicht eines mobilen
Sende-/Empfangsgerätes gemäß Fig. 1 (Stand der Technik) und
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Fig. 3 die Funktionsweise eines erfindungsgemäßen TD-
SCDMA-Übertragungssystems.
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Fig. 1 zeigt, wie bereits erläutert, die
TD-SCDMA-Rahmenstruktur (Framestructure), vorliegend aus Sicht eines
stationären Sende-/Empfangsgerätes. Innerhalb eines Zeitrahmens RF
können Datenübertragungspakete RU allokiert und einem oder
mehreren mobilen Sende-/Empfangsgeräten zugeordnet werden.
Die Zeitschlitze TS können dabei entweder für eine in Auf-
oder Abwärtsrichtung gerichtete Telekommunikation, also für
einen sogenannten Up- oder Downlink eingesetzt werden.
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Fig. 2 zeigt die minimale Auslastung des
TD-SCDMA-Übertragungssystems, vorliegend aus der Sicht eines mobilen
Sende-/Empfangsgerätes, welches ein Datenübertragungspaket RU
(Resource Unit) pro Zeitrahmen RF (Radio Frame) detektieren muß.
Dazu ist es erforderlich, dass die Signalprozessorleistung
für die Detektion aller theoretisch benutzbaren
Datenübertragungspakete RU für diesen Zeitschlitz auszulegen.
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Fig. 3 zeigt die prinzipielle Funktionsweise des TD-SCDMA-
Übertragungssystems. Hier werden jeweils zwei
Datenübertragungspakete RU aufeinanderfolgender Zeitrahmen RF in einem
Zeitrahmen gebündelt übertragen. Der so verlängerte
Zeitrahmen ist aus den Zeitrahmen 0 und 1 gebildet, besitzt also
die Länge 2. Der Zeitschlitz Nr. 1 (TS 1) in diesem
verlängerten Zeitrahmen stellt ein sogenanntes Bündelslot dar. Für
die Detektion der Datenübertragungspakete des Zeitschlitzes
TS 1 des aus Frame 0 und Frame 1 gebildeten Longframes hat
der jeweilige Signalprozessor des mobilen
Sende-/Empfangsgerätes vorliegend somit doppelt soviel Zeit zur Verfügung,
so dass dieser entweder um eine geringere
Signalprozessorleistung besitzen oder aber die Datenübertragungsrate bei
gleichbleibender Signalprozessorleistung verdoppelt ist.
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Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Rahmenstruktur des TD-
SCDMA-Übertragungssystems weist sieben Zeitschlitze (TS 0 bis
TS 6) und bis zu sechzehn Datenübertragungspakete (0 bis 15)
auf, die mittels CDMA codiert sind.
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Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele dienen
lediglich der Erläuterung der Erfindung und sind für diese
nicht beschränkend.