DE60010882T2

DE60010882T2 - Verfahren zur übertragung einer simbolfolge

Info

Publication number: DE60010882T2
Application number: DE60010882T
Authority: DE
Inventors: Sari Korpela; Janne Koivisto; Kaj Jansen
Original assignee: Nokia Oyj; Vringo Infrastructure Inc
Current assignee: Vringo Infrastructure Inc
Priority date: 1999-07-09
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2020-07-07
Also published as: ATE267485T1; ES2220484T5; FI111438B; FI991589A; KR100449817B1; EP1186119A1; ES2220484T3; US20060245409A1; JP2003504939A; CN1360764A; CN101969326A; EP1186119B1; EP1186119B2; CN101969326B; KR20020019484A; US7724720B2; AU5832700A; DE60010882T3; DE60010882D1; JP3977640B2

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Übertragung einer bestimmten Folge von Symbolen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Diversity-Übertragungen, bei denen die Symbole, die zu der Folge gehören, unter Verwendung wenigstens zweier Antennen gesendet werden.
In Zellennetzen umfassen die Funkübertragungen auf der Abwärts- und Aufwärtsstrecke Synchronisationskanäle, die spezielle Synchronisationssymbole sein können. Unter Verwendung der Informationen, die in den Synchronisationssymbolen übermittelt werden, kann der Empfänger z.B. den Zeitablauf der Übertragung bestimmen. Die Informationen werden normalerweise in Rahmen gesendet, wobei die Rahmen eine bestimmte Anzahl von Zeitschlitzen umfassen. Die Zeitschlitze umfassen wiederum eine bestimmte Anzahl von Symbolen. Falls Synchronisationssymbole verwendet werden, können sie z.B. einmal in jedem Zeitschlitz gesendet werden. Es ist außerdem möglich, die Synchronisationsinformationen in Bündeln zu senden, so dass mehr Informationen zu einer Zeit gesendet werden, wobei jedoch die Synchronisationsinformationen weniger oft als einmal in einem Zeitschlitz gesendet werden. Es ist möglich, aus den Synchronisationsinformationen sowohl den Zeitschlitztakt als auch den Rahmentakt zu bestimmen, d.h. wo die Zeitschlitze und die Rahmen beginnen.
Die Synchronisationssymbole können außerdem andere Informationen übermitteln als die, die nur den Zeitablauf angeben. Zum Beispiel übermitteln die Synchronisationssymbole in Breitband-Codemultiplex-Mehrfachzugriffs-Zellennetzen (WCDMA-Zellennetzen) bestimmte Informationen über den Spreizcode, den eine Basisstation verwendet, um die Übertragungen auf der Abwärtsstrecke zu spreizen. Bei einer Weiterleitung kann z.B. die Mobilstation, die in eine neue Zelle eintritt, mit Hilfe der Synchronisationssymbole den Teil des Spreizcodes der Abwärtsstrecke bestimmen. Die Mobilstation muss den Spreizcode kennen, um die Steuerinformationen herauszufinden, die über den gemeinsamen Steuerkanal übertragen werden. Andernfalls kann sie z.B. nach dem Einschalten nicht mit dem Funkteilnehmernetz kommunizieren oder in einer Weiterleitungssituation zellenspezifische Steuerinformationen, die benötigt werden, um die Weiterleitung auszuführen, nicht von der neuen Zelle empfangen.
Herkömmlich werden Informationen unter Verwendung einer einzelnen Antenne über eine Funkstrecke übertragen. Die Übertragungs-Diversity bezieht sich auf das Senden von Informationen über mehr als eine Antenne. Die übertragenen Informationen können z.B. codiert sein, so dass die übertragenen Symbolflüsse nicht gleich sind, wobei der ursprüngliche Informationsfluss jedoch aus jedem übertragenen Symbolfluss bestimmt werden kann. Falls die Übertragungs-Diversity verwendet wird, kann der Empfänger z.B. ein spezielles Decodierungsschema wählen und die übertragenen Informationen ableiten. Die Synchronisationssymbole können außerdem Informationen über die Verwendung eines Übertragungs-Diversity-Schemas übermitteln. Es ist wichtig, dass der Empfänger das gesendete Synchronisationssymbol richtig bestimmen kann. Sonst kann es z.B. möglicherweise nicht die Übertragungs-Diversity- und Codierschemata, die verwendet werden, identifizieren.
In WO 9914871 übertragen wenigstens zwei Antennen gleichzeitig eine Folge von Symbolen gemäß einem im Voraus definierten Sendemuster.
1 repräsentiert eine typische WCDMA-Zelle 100, bei der es in der Mitte der Zelle eine Basisstation 101 gibt. In der 1 gibt es außerdem zwei Mobilstationen 102 und 103, wobei die Kommunikation zwischen jeder Mobilstation und der Basisstation mit Pfeilen angegeben ist. Die Basisstation rundsendet gemeinsame Steuerinformationen an alle Mobilstationen in der Zelle, wobei sie diese gemeinsamen Steuerinformationen mit einem bestimmten Spreizcode spreizt. In einem WCDMA-System umfasst ein Spreizcode normalerweise zwei Teile: einen langen Verwürfelungscode C_S und einen kurzen Kanalisierungscode C_C. Der Verwürfelungscode ist wirksam, um z.B. den Effekt einer Mehrwegausbreitung zu beseitigen. Die Kanalisierungscodes, die in einer Zelle verwendet werden, sind orthogonal, wobei sie wirksam werden, um z.B. die Übertragung zu jeder Mobilstation zu trennen. In einem WCDMA-System kann in einer Zelle ein gleicher Verwürfelungscode C_S für alle Übertragungen auf der Abwärtsstrecke verwendet werden. Die Übertragung auf der Abwärtsstrecke ist synchronisiert, weshalb die verschiedenen Kanalisierungscodes ausreichend sind, um die übertragenen Signale erfolgreich zu entspreizen. In den Nachbarzellen werden andere Verwürfelungscodes verwendet, so dass angrenzende Zellen die Übertragungen der jeweils anderen nicht stören.
Die Verwendung von Spreizcodes bei einer Übertragung auf der Abwärtsstrecke ist in 1 dargestellt, in der der Pfeil 111 die gemeinsame Steuerinformations-Rundsendung repräsentiert. Der Spreizcode kann als das Produkt der Verwürfelungs- und Kanalisierungscodes C_CC = C_SC_C dargestellt werden. Die Mobilstation kann, wenn sie in eine neue Zelle eintritt, den Verwürfelungscode C_S der Abwärtsstrecke aus der Rundsendeübertragung, die die Basisstation sendet, bestimmen. Der Kanalisierungscode, der sich auf die gemeinsamen Steuerinformationen bezieht, ist typischerweise in dem ganzen WCDMA-System eine unveränderliche Konstante, so dass die Mobilstation nach dem Bestimmen des Verwürfelungscodes der Abwärtsstrecke sowie des Rahmentakts die gemeinsamen Steuerinformationen bestimmen kann.
Der Pfeil 112 in 1 repräsentiert die Übertragung auf der Abwärtsstrecke zur Mobilstation 102 und der Pfeil 113 repräsentiert die Übertragung auf der Abwärtsstrecke zur Mobilstation 103. Der Spreizcode C_DI für die Verbindung zur Mobilstation 102 auf der Abwärtsstrecke ist C_DI = C_SC_C1 und der Spreizcode C_D2 für die Verbindung zur Mobilstation 103 auf der Abwärtsstrecke ist C_D2 = C_SC_C2. Da die Übertragungen auf der Aufwärtsstrecke nicht synchronisiert werden und jede Mobileinrichtung ihren eigenen Funkkanal von der Mobilstation zur Basisstation besitzt, kann jede Mobilstation einen spezifischen Verwürfelungscode verwenden, wobei unter Verwendung der verschiedenen Kanalisierungscodes verschiedene Kanäle z.B. zu einer bestimmten Mobilstation getrennt werden können. Die Spreizcodes der Abwärtsstrecke und der Aufwärtsstrecke für Verbindungen, die mit einer Mobilstation abschließen, werden normalerweise erzeugt, entweder wenn eine Mobilstation in eine neue Zelle eintritt oder wenn eine neue Verbindung zwischen der Mobilstation und dem Funkteilnehmernetz aufgebaut wird.
2 zeigt einige der gemeinsamen Kanäle, die eine Basisstation in einem WCDMA-System im Allgemeinen überträgt. Die Pilotsymbole werden über einen gemeinsamen Pilotkanal (CPICH) 201 übertragen. Die Pilotsymbole werden normalerweise 100% des Tastgrads gesendet. Die Pilotsymbole werden vorgegeben und der CPICH wird unter Verwendung des Verwürfelungscodes der Abwärtsstrecke Cs und eines unveränderlichen Kanalisierungscodes gespreizt.
Der Synchronisationskanal (SCH) 202 belegt typisch 10% des Tastgrads am Anfang jedes Zeitschlitzes 210. In 2 ist außerdem der Rahmen 211, der eine bestimmte unveränderliche Anzahl von Zeitschlitzen umfasst, dargestellt.
Der Synchronisationskanal übermittelt zwei Synchronisationscodes: einen primären Synchronisationscode 203 und einen sekundären Synchronisationscode 204. Diese Codes werden gleichzeitig in einer Symbolperiode übertragen. Sowohl der primäre als auch der sekundäre Synchronisationscode kann z.B. mit demselben Symbol moduliert werden, wobei der Empfänger die Codes unterscheiden kann, da die Codes gute Kreuzkorrelationseigenschaften aufweisen. Eine Mobilstation, die in eine neue Zelle eintritt oder die eine neue Zelle in der Nachbarschaft misst, kann die Informationsrundsendung immer erfolgreich über den SCH empfangen.
Der primäre Synchronisationscode ist ein konstanter Code, der den Anfang der Zeitschlitze bezeichnet. Die sekundären Synchronisationscodes, die eine Synchronisationscodefolge oder ein Synchronisationscodewort bilden, geben den Zeitablauf der Rahmen an. Zusätzlich zum Rahmentakt gibt die zweite Synchronisationscodefolge in einem Rahmen die Verwürfelungscodegruppe an, zu der der Verwürfelungscode der Abwärtsstrecke, den die Basisstation verwendet, gehört. Eine Mobilstation, die in eine neue Zelle eintritt, kann den Verwürfelungscode der Abwärtsstrecke bestimmen, indem sie z.B. die Verwürfelungscodes der angegebenen Verwürfelungscodegruppe auf dem CPICH prüft. Der richtige Verwürfelungscode C_S ist derjenige, der mit dem bekannten Kanalisierungscode aus dem empfangenen Funksignal die bekannten übertragenen Pilotsymbole erzeugt.
Wenn der Verwürfelungscode C_S bestimmt worden ist, können die empfangenen Pilotsymbole z.B. zur Bestimmung des komplexen Kanalkoeffizienten verwendet werden. Im Allgemeinen ist das Funksignal, das empfangen wird, nicht genau dasselbe wie das übertragene. Das Signal kann Änderungen in der Amplitude und der Phase erfahren, wobei diese Änderungen zeitabhängig sind. Sie werden unter Verwendung des komplexen Kanalkoeffizienten h berücksichtigt, wenn das entspreizte Signal verarbeitet wird. Ein Schätzwert _ für den Kanalkoeffizienten kann durch Vergleichen der empfangenen Pilotsymbole mit den bekannten übertragenen Pilotsymbolen bestimmt werden. Der Kanalkoeffizient kann während der Zeit, über der das Pilotsymbol und das untersuchte Symbol übertragen werden, als konstant angenommen werden.
Gemeinsame Steuerinformationen werden z.B. unter Verwendung eines primären, gemeinsamen, physikalischen Steuerkanals (PCCPCH) 205 übertragen. Der PCCPCH wird 90% des Tastgrads zu einem Zeitpunkt, wenn die Synchronisationssymbole nicht gesendet werden, übertragen. Er wird, wie oben erläutert ist, unter Verwendung eines vorgegebenen Kanalisierungscodes und des Verwürfelungscodes der Abwärtsstrecke gespreizt. Nachdem der Verwürfelungscode identifiziert worden ist, kann die Mobilstation die CCPCH-Informationen aus dem Spreizsignal, das es empfängt, entspreizen. Die Informationen können z.B. Informationen sein, die sich auf den logischen Rundsende-Steuerkanal (BCCH) beziehen. Die Mobilstation benötigt die BCCH-Informationen, um z.B. nach dem Einschalten die Kommunikation mit dem Funkteilnehmernetz zu beginnen oder um eine erfolgreiche Weiterleitung zu erreichen.
2 repräsentiert eine Situation, in der die Basisstation nur eine Antenne TX1 für Rundsendeinformationen verwendet. Wenn die Übertragungs-Diversity verwendet wird, gebt es wenigsten zwei Antennen, wo die Informationen übertragen werden können. Es wird bevorzugt, dass jede Antenne ihr eigenes Pilotsignal überträgt, so dass die Kanalkoeffizienten-Schätzwerte für jede Antenne bestimmt werden können. Die Funkwellen, die für die beiden Sender-Empfänger ausgesendet werden, können sich auf verschiedenen Wegen zu der Antenne der Mobilstation fortpflanzen.
3 repräsentiert einige Rundsendekanäle, wenn die Übertragungs-Diversity und zwei Antennen TX1 und TX2 in Verwendung sind. Die Antenne TX1 überträgt den gemeinsamen Pilotkanal CPICH 201 in ähnlicher Weise, wie wenn keine Übertragungs-Diversity verwendet wird. Die Antenne TX2 überträgt einen Hilfspiloten 301. Die Synchronisationssymbole können unter Verwendung nur einer Antenne oder beider Antennen übertragen werden. Bei der zeitgekoppelten Übertragungs-Diversity (TSTD) werden beide Antennen verwendet, um die Symbole eines nach dem anderen zu übertragen. 3 zeigt, wie die Synchronisationssymbole unter Verwendung der TSTD und eines abwechselnden Sendemusters übertragen werden. Zum Beispiel wird das Synchronisationssymbol 302 von der Antenne TX1 übertragen und das Synchronisationssymbol 303 wird von der Antenne TX2 übertragen. Jedes Synchronisationssymbol übermittelt sowohl den primären als auch den sekundären Synchronisationscode.
Die gemeinsamen Steuerinformationen können außerdem von beiden Antennen TX1 und TX2 übertragen werden. In diesem Fall werden die BCCH-Informationen z.B. codiert, bevor sie über den PCCPCH-Kanal übertragen werden. Die Raum-Zeit-Übertragungs-Diversity (STTD) spezifiziert z.B., dass von der primären Antenne TX1 die Symbole an sich übertragen werden, d.h. die Folge der übertragenen Symbole ist S₁, S₂, S₃, S₄, ... Die Folge der von der zweiten Antenne TX2 übertragenen Symbole beginnt in der folgenden Weise: –S₂*, S₁*, –S₄*, S₃*, ..., wobei der Stern das komplex Konjugierte angibt. 3 stellt die PCCPCH-Daten 304 dar, die von der Antenne TX1 übertragen werden, sowie die PCCPCH-Daten 305, die von der Antenne TX2 übertragen werden. Es ist außerdem möglich, die Raum-Zeit-Übertragungs-Diversity für die BCCH-Informationen zu verwenden, jedoch alle Synchronisationssymbole von einer Antenne zu übertragen.
Die Basisstation kann die Verwendung des Diversity-Schemas und der beiden Sender-Empfänger anzeigen, indem z.B. eine spezifische Nachricht auf einem Rundsendekanal übertragen wird oder die Synchronisationssymbole moduliert werden. Ein bestimmter Synchronisationssymbolwert gibt an, dass die STTD eingeschaltet ist, und ein weiterer Wert gibt an, dass sie ausgeschaltet ist. Die Mobilstation kann außerdem die Verwendung eines Diversity-Schemas durch die Erfassung des Hilfspilotsymbols bestimmen. Ferner kann die Mobilstation alle drei Anzeigen des Diversity-Schemas verwenden.
Wenn die Mobilstation unter Verwendung des Synchronisationssymbols das Vorhandensein der STTD erfasst, muss der Wert des Synchronisationssymbols zuverlässig bestimmt werden. Wenn ein bestimmtes Symbol bestimmt werden muss, muss die Wirkung des Kanalkoeffizienten berücksichtigt werden. Die Mobilstation empfängt das folgende Signal r: r = h sSCH + n,wobei h den komplexen Kanalkoeffizienten repräsentiert, s_SCH das Synchronisationssymbol repräsentiert und n das Rauschen repräsentiert.
Wenn das empfangene Signal r mit dem komplex Konjugierten des Kanalkoeffizienten-Schätzwertes _* multipliziert wird: _* r = _*(h sSCH + n) = _* h sSCH + _* n,ist das Ergebnis das mit einem Skalar _* h skalierte Synchronisationssymbol und der auf das Rauschen bezogene Ausdruck. Von hier aus ist es völlig unkompliziert, auf den Wert des Synchronisationssymbols zu schließen.
Die Synchronisationssymbole sind oben als ein Beispiel einer Folge von Symbolen, die unter Verwendung zweier Antennen übertragen wird, verwendet worden. Das Problem besteht darin, dass, wenn das TSTD-Diversity-Schema in Verwendung ist, die Mobilstation nicht unbedingt unterscheiden kann, von welcher Antenne ein bestimmtes Synchronisationssymbol oder irgendein anderes unter Verwendung eines zeitgekoppelten Diversity-Schemas übertragenes Symbol übertragen wird. Dabei wird z.B. eine Situation betrachtet, in der eine bestimmte Folge von Symbolen einmal in jedem Zeitschlitz übertragen wird und ein Rahmen eine ungerade Anzahl von Zeitschlitzen umfasst. Wenn die Symbole, die zu der Folge gehören, unter Verwendung eines zeitgekoppelten Diversity-Schemas übertragen werden, werden zwei Diversity-Antennen verwendet und das Sendemuster ist ein abwechselndes Muster, wobei in einem bestimmten Zeitschlitz das Symbol, das zu der Folge gehört, in jedem zweiten Rahmen von einer Antenne und in den restlichen Rahmen von der anderen Antenne übertragen wird. Daher weiß die Mobilstation nicht, welcher Kanalkoeffizienten-Schätzwert für ein Symbol, das in einem bestimmten Zeitschlitz mit einem zeitgekoppelten Übertragungsschema gesendet wird, zu verwenden ist.
Um ein zuverlässiges Ergebnis zu erhalten, muss das Signal, das von dem primären Sender-Empfänger übertragen wird, mit dem Kanalkoeffizienten-Schätzwert
, der aus dem primären Piloten bestimmt wird, verarbeitet werden, wobei das Signal, das von dem sekundären Sender-Empfänger übertragen wird, mit dem Kanalkoeffizienten-Schätzwert
, der aus dem Hilfspiloten bestimmt wird, verarbeitet werden muss. Die Unkenntnis, von welcher Antenne ein bestimmtes Symbol übertragen wird, bewirkt eine unnötige Störung der Entscheidung, welches Symbol gesendet wurde. Im Fall von Synchronisationssymbolen kann dies bewirken, dass die Mobilstation die Übertragungs-Diversity z.B. der gemeinsamen Steuerinformationen nicht nutzen kann, um die Qualität des empfangenen Signals zu verbessern. Folglich kann, wenn die Übertragungs-Diversity in Verwendung ist, der Empfänger dies aber nicht erkennt, die Qualität des empfangenen gemeinsamen Steuersignals schlechter sein als in einem Fall, bei dem keine Übertragungs-Diversity angewendet wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines anpassungsfähigen Verfahrens zum Übertragen einer Folge von Symbolen unter Verwendung wenigstens zweier Antennen. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, dass das Verfahren ermöglicht, eindeutig zu bestimmen, von welcher Antenne ein Sym bol, das zur Folge gehört, übertragen wird.
Die Aufgaben der Erfindung werden gelöst, indem das zeitgekoppelte Übertragungs-Diversity-Muster der Folge von Symbolen immer von derselben Antenne am Anfang eines Rahmens begonnen wird und indem in jedem Rahmen dasselbe Muster verwendet wird.
Ein Verfahren gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zum Übertragen einer bestimmten Folge von Symbolen, bei dem:

– ein Rahmen aus einer bestimmten Anzahl aufeinander folgender Symbole konstruiert wird,
– die Symbole, die zu der Folge gehören, unter Verwendung wenigstens zweier Antennen gesendet werden und
– die Übertragung der Folge von Symbolen durch ein bestimmtes Sendemuster gekennzeichnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
– das Senden der Folge von Symbolen von einer im Voraus definierten Antenne begonnen wird und
– das Sendemuster am Anfang eines nächsten Rahmens am Anfang begonnen wird, wenn am Ende eines Rahmens ein partielles Sendemuster verwendet wird.

Eine Anordnung gemäß der Erfindung ist eine Anordnung, die Steuermittel umfasst, die das Senden einer Folge von Symbolen gemäß einem bestimmten Sendemuster und unter Verwendung von wenigstens zwei Antennen steuert, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfasst:

– Anzeigemittel, die die Antenne anzeigen, von der aus das erste Symbol, das zu der Folge gehört, gesendet wird, und
– Startmittel, die das Sendemuster am Anfang eines nächsten Rahmens am Anfang beginnen, wenn ein partielles Sendemuster am Ende eines Rahmens verwendet wird.

Ein Netzelement gemäß der Erfindung ist ein Netzelement, das Steuermittel umfasst, die das Senden einer Folge von Symbolen gemäß einem bestimmten Sendemuster und unter Verwendung wenigstens zweier Antennen steuert, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner umfasst:

In einem Verfahren gemäß der Erfindung wird eine Folge von Symbolen unter Verwendung wenigstens zweier Antennen übertragen. Die Übertragung der Symbole, die zu der Folge gehören, ist durch ein Sendemuster gekennzeichnet. Der Ausdruck Sendemuster bezieht sich hier auf ein Muster, das sowohl spezifiziert, von welcher Antenne ein Symbol übertragen wird, als auch, zu welcher Zeit das Symbol übertragen wird. Das Muster kann z.B. eine Folge von Musterpositionen umfassen, wobei jede der Musterpositionen einer bestimmten Zeitdauer entspricht. Eine Musterposition kann z.B. durch eine Zahl, die eine Antenne bezeichnet, repräsentiert werden. Zum Beispiel gibt ein Muster 1, 2, 0, 2, 2, 0, 1, ..., wobei jede Zahl einem Zeitschlitz entspricht, an, dass in einem ersten Zeitschlitz ein erstes Symbol der Folge unter Verwendung einer ersten Antenne übertragen wird, dass in einem zweiten Zeitschlitz ein zweites Symbol der Folge unter Verwendung einer zweiten Antenne übertragen wird und dass in dem dritten Zeitschlitz kein Symbol, das zu der Folge gehört, übertragen wird. In dem vierten Zeitschlitz wird unter Verwendung der zweiten Antenne ein drittes Symbol der Folge übertragen usw.
In dem Verfahren gemäß der Erfindung wird die Antenne, die das erste Symbol überträgt, das zu der Folge gehört, im Voraus definiert. Das heißt, dass der ersten Antenne des Sendemusters eine bestimmte physikalische Antenne zugeordnet wird. Der Empfänger weiß somit, welches der Pilotsignale von derselben Antenne übertragen wird wie die ersten Symbole der Folge, wobei er den richtigen Kanalkoeffizienten-Schätzwert bei der Verarbeitung des ersten Symbols der Folge verwenden kann. Falls z.B. das erste Symbol der Folge unter Verwendung der primären Antenne übertragen wird, die den gemeinsamen Piloten überträgt, wird der aus dem gemeinsamen Piloten bestimmte Kanalkoeffizienten-Schätzwert verwendet, um das erste empfangene Symbol zu verarbeiten.
Ferner wird in dem Verfahren gemäß der Erfindung das Sendemuster am Anfang jedes Rahmens am Anfang begonnen. Auch wenn der Empfänger in der Mitte der Übertragung beginnt, das Signal zu empfangen, weiß er ausdrücklich, dass in jedem Rahmen das erste Symbol, das zu der Folge gehört, unter Verwendung einer im Voraus definierten Antenne, z.B. der primären Antenne, übertragen wird.
Der Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht somit darin, dass der Empfänger wenigstens die Antenne ganz genau kennt, von der in jedem Rahmen das erste Symbol, das zu der Symbolfolge gehört, übertragen wird. Er kann somit wenigstens diese Symbole mit dem richtigen Kanalkoeffizienten-Schätzwert verarbeiten. Dies beseitigt eine unnötige Störung in dem Entscheidungsprozess, in dem das empfangene Symbol bestimmt wird. Wenn das Verfahren gemäß der Erfindung in Verwendung ist, können somit wenigstens einige Symbole der Folge zuverlässig empfangen werden.
Normalerweise kennt der Empfänger das Sendemuster, wobei, wenn zwei Antennen verwendet werden, um die Symbolfolge zu übermitteln, die Informationen, von welcher Antenne das erste Symbol in jedem Rahmen übertragen wird, die Übertragungsantennen aller Symbole in diesem Rahmen aufdecken. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht somit darin, dass in einem Fall, in dem zwei Diversity-Antennen verwendet werden und der Empfänger das Sendemuster kennt, der Empfänger alle empfangenen Symbole, die zu der Folge gehören, mit richtigen Kanalkoeffizienten-Schätzwerten verarbeiten und die empfangenen Symbole zuverlässig bestimmten kann.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch angewendet werden, falls mehr als zwei Diversity-Antennen in Verwendung sind. Falls n Diversity-Antennen in Verwendung sind und wenigstens n – 1 Antennen in dem Sendemuster physikalischen Antennen zugeordnet sind, kann ein Empfänger, der das Sendemuster kennt, einen richtigen Kanalkoeffizienten-Schätzwert für alle empfangenen Symbole, die zu der Folge gehören, verwenden und ihre Werte zuverlässig bestimmen.
Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen und die beigefügte Zeichnung ausführlicher beschrieben, wobei:
1 eine schematische Darstellung einer Basisstation zeigt, die mit zwei mobilen Terminals im WCDMA-System kommuniziert,
2 eine schematische Darstellung einiger der gemeinsamen Rundsendekanäle im WCDMA-System zeigt,
3 eine schematische Darstellung einiger der gemeinsamen Rundsendekanäle im WCDMA-System bei Verwendung der Übertragungs-Diversity zeigt,
4 einen Ablaufplan eines Verfahrens gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt,
5 einen Ablaufplan eines Verfahrens gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt,
6 einen Ablaufplan eines Verfahrens gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt und
7 eine schematische Darstellung eines Netzelements und einer Anordnung zeigt, die ein Verfahren gemäß der Erfindung verwenden.
Oben wurde zusammen mit der Beschreibung des Standes der Technik Bezug auf die 1–3 genommen. In den Figuren werden für einander entsprechende Teile dieselben Bezugszeichen verwendet.
4 zeigt einen Ablaufplan eines Verfahrens 400 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Es wird eine Folge von Symbolen unter Verwendung eines vorgeschriebenen Sendemusters übertragen. Die Symbole, die zu der Folge gehören, werden mit S bezeichnet. In Schritt 401 wird das Sendemuster definiert, das die Übertragung einer bestimmten Folge von Symbolen kennzeichnet. In Schritt 402 wird die Antenne definiert, die das erste Symbol S der Folge überträgt. Anschließend beginnt die tatsächliche Übertragung der Symbole S, die zu der Folge gehören.
In Schritt 403 wird das Sendemuster zurückgesetzt, so dass das nächste Symbol S der Folge gemäß der ersten Position des Sendemusters übertragen wird. In Schritt 404 werden die Symbole der Folge gemäß dem Sendemuster übertragen. Schritt 405 wird gleichzeitig mit der Übertragung in Schritt 404 durchgeführt, wobei das Sendemuster in Schritt 403 zurückgesetzt wird und das nächste Symbol S der Folge übertragen wird, wie es die erste Position des Sendemusters vorschreibt, wenn in Schritt 405 der Anfang eines neuen Rahmens erfasst wird.
Da das Sendemuster den Zeitpunkt bestimmt, bei dem die Symbole S gesendet werden, kann die Länge des Sendemusters in Zeiteinheiten gemessen werden. Die Länge des Sendemusters kann z.B. in Zeitschlitzen ausgedrückt werden. Falls das Sendemuster länger als ein Rahmen ist, wird in einem Verfahren gemäß dieser ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung lediglich eine bestimmte Anzahl von Positionen (die der Länge des Rahmens entspricht) am Anfang des Sendemusters verwendet. Falls die Übertragung kürzer als ein Rahmen ist, werden in einem Verfahren gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Symbole S lediglich in dem ersten Teil des Rahmens übertragen.
In einem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird in jedem Rahmen eine gleiche Anzahl von Symbolen S übertragen. Das erste dieser Symbole S in einem Rahmen wird immer unter Verwendung der im Voraus definierten Antenne gesendet. Tatsächlich wird jedes der Symbole S in einem Rahmen in den aufeinander folgenden Rahmen unter Verwendung einer bestimmten Antenne übertragen. Die Symbole S werden somit in jedem Rahmen ähnlich übertragen (auch wenn die Werte der Symbole z.B. in bestimmten Zeitschlitzen in aufeinander folgenden Rahmen nicht dieselben sein müssen).
5 zeigt einen Ablaufplan eines Verfahrens 500 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In diesem Verfahren wird das Sendemuster in einer bestimmten Weise wiederholt, falls die Länge des Sendemusters kürzer als ein Rahmen ist. Dies stellt sicher, dass die Symbole S der Folge während des ganzen Rahmens übertragen werden.
Das Verfahren 500 beginnt ähnlich wie das Verfahren 400 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In Schritt 401 wird das Sendemuster definiert und in Schritt 402 die Antenne, die das erste Symbol S der Folge überträgt. In Schritt 403 wird das Sendemuster am Anfang begonnen.
In Schritt 501 wird geprüft, ob die Länge des restlichen Rahmens länger als oder genauso lang wie ein vollständiges Sendemuster ist. Falls sie es ist, werden in Schritt 502 die Symbole S unter Verwendung des vollständigen Sendemusters übertragen, wobei anschließend die Länge des restlichen Rahmens er neut geprüft wird. In diesem Verfahren wird das Sendemuster somit während eines Rahmens so oft wiederholt, wie es vollständig wiederholt werden kann.
Wenn das Ende des Rahmens in der Nähe liegt, d.h., wenn die Länge des restlichen Rahmens kürzer als die Länge des Sendemusters ist, werden in Schritt 503 die Symbole S unter Verwendung lediglich eines bestimmten Teils des Sendemusters übertragen. Die Länge dieses Teils ist gleich dem Rest der Länge eines Rahmens, dividiert durch die Länge des Sendemusters. Anschließend wird in Schritt 403 das Sendemuster am Anfang begonnen, wobei in Schritt 502 die Symbole S erneut unter Verwendung des vollständigen Sendemusters übertragen werden. Der Teil des Sendemusters kann z.B. am Anfang des Musters gewählt werden.
Der Vorteil dieses Verfahrens gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass, auch wenn das Sendemuster kürzer als ein Rahmen ist und die Länge eines Rahmens kein Vielfaches des Sendemusters ist, es möglich ist, die Symbole S der Folge über einen ganzen Rahmen zu übertragen, indem das Sendemuster wiederholt wird, wobei sicher ist, dass in jedem Rahmen die Symbole S der Folge unter Verwendung der Diversity-Antennen ähnlich übertragen werden.
Dieses Verfahren arbeitet auch, falls die Länge des Sendemusters länger als der Rahmen ist. In diesem Fall wird Schritt 502 nie erreicht, wobei lediglich ein bestimmter Teil des Sendemusters in aufeinander folgenden Schritten 503 verwendet wird.
6 zeigt einen ausführlicheren Ablaufplan eines Übertragungsverfahrens 600 gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In diesem Verfahren wird außerdem die Diversity-Antenne, die das erste Symbol der Folge überträgt, spezifiziert, auch wenn dies in 6 nicht gezeigt ist. Falls das Sendemuster kurz ist, wird es in diesem Verfahren ähnlich wie im Verfahren 500 in einem Rahmen wiederholt. Der Teil des Sendemusters, der am Ende jedes Rahmens angeordnet wird, wird hier am Anfang des Sendemusters ausgewählt.
In Schritt 601 wird das Sendemuster definiert. In Schritt 602 werden die Länge des Rahmens und die Länge des Sendemusters bestimmt. Der Index j wird in dem Verfahren verwendet, um die Positionen des Sendemusters zu bezeichnen, wobei in Schritt 603 die aktiven Indizes für jede Antenne aus dem Sendemuster bestimmt werden. Ein aktiver Index bezieht sich hier auf jene Positionen des Sendemusters, bei denen ein Symbol S unter Verwendung einer bestimmten Antenne übertragen wird. Dabei wird ein Beispiel betrachtet, in dem das Sendemuster ein einfaches abwechselndes Muster ist und zwei Diversity-Antennen verwendet werden. Falls ein Symbol S z.B. am Anfang jedes Zeitschlitzes übertragen wird, entsprechen die Positionen des Sendemusters einem Zeitschlitz. Das Sendemuster kann z.B. mit zwei Zahlen 1 und 2 dargestellt werden. Die ungeraden Werte von j sind für eine Antenne aktiv und die geraden Werte von j für die andere Antenne. Falls in einem bestimmten Zeitschlitz eines Musters kein Symbol S übertragen wird, ist der entsprechende Wert von j für keine Antenne aktiv. In ähnlicher Weise ist der entsprechende Wert von j für beide Antennen aktiv, falls in einem bestimmten Zeitschlitz eines Musters beide Antennen ein Symbol S übertragen.
Der Index j läuft von 1 bis zur Länge des Sendemusters. Die Länge des Sendemusters kann z.B. in Symbolen oder in Zeitschlitzen ausgedrückt werden.
In Schritt 604 wird der Indexwert j mit eins initialisiert. In demselben Schritt 604 wird außerdem der Index i, der sich auf die Zeiteinheiten eines Rahmens bezieht, auf eins initialisiert. Der Index i muss sich auf dieselbe Zeiteinheit wie der Index j beziehen. Wenn n > 1 ist, können die Symbole S in jedem Zeitschlitz übertragen werden, wobei der Index i z.B. von 1 bis n-mal der Anzahl von Zeitschlitzen in einem Rahmen laufen kann. In diesem Fall wird die Länge des Sendemusters ferner in n-ten Teilen eines Zeitschlitzes ausgedrückt.
In Schritt 605 wird geprüft, ob der momentane Wert von j aktiv ist, d.h. ob erwartet wird, dass irgendeine Diversity-Antenne in der momentanen Zeiteinheit ein Symbol S sendet. Falls j aktiv ist, überträgt bzw. übertragen in Schritt 606 die durch das Sendemuster spezifizierte Antenne bzw. die spezifizierten Antennen das Symbol S. Nach der Übertragung wird in Schritt 607 geprüft, ob das Rahmenende oder das Musterende erreicht worden ist. Falls j nicht aktiv ist, erfolgt diese Prüfung direkt nach Schritt 605. Falls entweder das Rahmenende oder das Musterende erreicht worden ist, beginnt das Sendemuster noch einmal von neuem, indem in Schritt 609 j mit 1 initialisiert wird. Falls sich die momentane Zeiteinheit in der Mitte des Rahmens befindet und das Ende des Musters nicht erreicht ist, wird der Index j auf die nächste Position im Sendemuster gerichtet. Dies erfolgt in Schritt 608, in dem j um eins erhöht wird.
Nachdem der Index j entweder in Schritt 608 oder in Schritt 609 aktualisiert worden ist, wird in Schritt 610 geprüft, ob das Ende des Rahmens erreicht worden ist, d.h. ob der Index i seinen Maximalwert erreicht hat. Falls das Ende des Rahmens erreicht worden ist, wird in Schritt 612 der Index i mit eins initialisiert. Falls der momentane Zeitschlitz in der Mitte des Rahmens liegt, wird der Index i auf die nächste Zeiteinheit gerichtet, indem er in Schritt 611 um eins erhöht wird. Nachdem der Wert von Index i aktualisiert worden ist, wird in Schritt 605 geprüft, ob die momentane Position des Sendemusters aktiv ist.
Als ein Beispiel wird ein einfaches Muster betrachtet, dessen Länge zwei Zeitschlitze beträgt, wobei z.B. ein Synchronisationssymbol einmal in einem Zeitschlitz übertragen wird. Der Index j weist somit die Werte 1 und 2 auf. Dabei wird ferner berücksichtigt, dass das Muster abwechselnd ist. Die Werte 1 und 2 des Index j können somit die Diversity-Antenne, unter deren Verwendung das Synchronisationssymbol übertragen wird, direkt anzeigen. Dies kann unter Verwendung des Ausdrucks aktiver Index ausgedrückt werden, indem z.B. gesagt wird, dass für die primäre Diversity-Antenne der Indexwert 1 aktiv ist, während für die zusätzliche Diversity-Antenne der Indexwert 2 aktiv ist.
Wenn die Länge des Rahmens m Zeitschlitze beträgt und m eine ungerade Zahl ist, werden die Schritte 608 und 609 in einer abwechselnden Weise durchgeführt, solange i < m ist, wobei die Synchronisationssymbole von den beiden Diversity-Antennen in einer abwechselnden Weise übertragen werden. Die Paare (i, j) in den aufeinander folgenden Übertragungsschritten 606 sind (1, 1), (2, 2), (3, 1), (4, 2), ..., (m – 2, 1), (m – 1, 2).
Wenn in Schritt 611 der Index i auf den Wert m erhöht wird, besitzt das Paar (i, j) das nächste Mal in Schritt 606 den Wert (m, 1). Darauf hat die Prüfung in Schritt 607 die Initialisierung von j zur Folge, da i = m das Ende des Rahmens anzeigt. In dem nachfolgenden Schritt 612 wird der Index i initialisiert, wobei das nächste Mal, wenn der Übertragungsschritt 606 erreicht wird, der Wert des Paars (i, j) (1, 1) ist. Das Sendemuster wird folglich noch einmal von vorn begonnen, wenn ein neuer Rahmen begonnen wird.
Falls das Sendemuster aus irgendeinem Grund so definiert ist, dass es länger als der Rahmen ist, berücksichtigen in diesem Fall die Schritte 607 und 609 außerdem, dass das Sendemuster noch einmal von vorn begonnen wird, wenn ein Rahmen beginnt. Das Ende des Sendemusters wird nicht verwendet.
7 zeigt ein Netzelement und eine Anordnung, die ein Verfahren gemäß der Erfindung verwenden, wenn sie das Übertragen einer bestimmten Folge von Symbolen steuern. Die Anordnung 700, die die Übertragung von Synchronisationssymbolen steuert, umfasst einen Steuerblock 701, der die tatsächliche Übertragung von Symbolen S gemäß einem Sendemuster steuert. Er wählt die Diversity-Antenne für jedes Symbol S aus. Das Sendemuster wird in einem Erzeugungsblock 705 erzeugt, wobei die Folge von Symbolen S in dem Symbolblock 704 erzeugt werden kann, der nicht Teil der Anordnung 700 ist.
Die Anordnung 700 umfasst außerdem einen Anzeigeblock 702, der für das Anzeigen der Antenne, unter deren Verwendung das erste Symbol S der Folge übertragen wird, verantwortlich ist. Sie umfasst außerdem einen Startblock 703, der z.B. den Anfang eines Rahmens erfasst, wobei er die Erzeugung des Sendemusters wieder am Anfang beginnt. Die Anordnung 700 kann irgendein Übertragungsverfahren gemäß der Erfindung verwenden. Der Block 701–705 kann z.B. unter Verwendung von Mikrocontrollern und geeignetem Programmcode realisiert werden.
Die Steueranordnung kann in demselben Netzelement implementiert sein, das für die Übertragung der Folge von Symbolen verantwortlich ist. 7 zeigt ein Netzelement 710, das zusätzlich zu der Anordnung 700 zwei Antennen 721 und 722 umfasst. Die Anordnung steuert die Übertragung der Symbole S, wobei die tatsächliche Übertragung unter Verwendung der Antennen erfolgt. Das in 7 dargestellte Netzelement 710 kann z.B. eine Basisstation des WCDMA-Systems sein.
Es ist außerdem möglich, die Übertragung einer bestimmten Folge von Symbolen in einem anderen Netzelement als in dem einen zu steuern, das die Symbole überträgt. Die Anordnung 700 kann ein Teil z.B. der Funknetz-Steuereinheit (RNC) des WCDMA-Systems sein.
Diese Erfindung ist anhand erläuternder beispielhafter Ausführungsformen beschrieben worden. Für den Fachmann auf dem Gebiet sind unter Bezug auf diese Beschreibung verschiedene weitere Ausführungsformen der Erfindung offensichtlich. Deshalb wird davon ausgegangen, dass die beigefügten Ansprüche alle derartigen Änderungen der Ausführungsformen umfassen.
Das WCDMA-System ist als ein Beispiel eines Zellennetzes dargestellt worden, in dem ein Verfahren gemäß der Erfindung angewendet werden kann. Es beschränkt die Verwendung eines Verfahrens gemäß der Erfindung nicht auf WCDMA-Netze.
Die Rahmen und die Zeitschlitze sind hier als Beispiele der hierarchischen Strukturen verwendet worden, unter deren Verwendung Informationen über eine Funkstrecke übertragen werden. Die Namen dieser Strukturen können sich von System zu System ändern, wobei ein Verfahren gemäß der Erfindung in jedem System angewendet werden kann, in dem Informationen in hierarchischen Strukturen über eine Funkstrecke übertragen werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann verwendet werden, um irgendeine Folge von Symbolen zu übertragen. Die Erfindung schränkt den Typ oder die Werte der Symbole, die unter Verwendung eines Verfahrens gemäß der Erfindung übertragen werden, nicht ein. Beispielsweise kann die Folge nur Symbole eines Werts enthalten, wie die Synchronisationssymbole im WCDMA-System. Die Folge kann ferner z.B. eine periodische Folge sein, bei der bestimmte Symbole wiederholt werden. Die Länge der Periode muss weder irgendein Vielfaches der Musterlänge betragen, noch braucht die Musterlänge irgendein Vielfaches der Periode der Folge zu sein.

Claims

Verfahren (300, 400, 500) zum Übertragen einer bestimmten Folge von Symbolen, bei dem: – ein Rahmen aus einer bestimmten Anzahl aufeinander folgender Symbole konstruiert wird, – die Symbole, die zu der Folge gehören, unter Verwendung wenigstens zweier Antennen gesendet werden (404, 502, 606) und – die Übertragung der Folge von Symbolen durch ein bestimmtes Sendemuster gekennzeichnet ist (401, 601), dadurch gekennzeichnet, dass: – das Senden der Folge von Symbolen von einer im Voraus definierten Antenne begonnen wird (402), – jedes Symbol der Folge unter Verwendung von nicht mehr als einer Antenne gesendet wird, wobei zu einer Zeit nur eine Antenne sendet, und – das Sendemuster am Anfang eines nächsten Rahmens am Anfang begonnen wird (403, 405), wenn am Ende eines Rahmens ein partielles Sendemuster verwendet wird.
Verfahren (500, 600) nach Anspruch 1, bei dem: – die Länge des Sendemusters kürzer als die Länge eines Rahmens ist und – die Länge des Rahmens kein Vielfaches der Länge des Sendemusters ist, dadurch gekennzeichnet, dass während jedes Rahmens: – das Sendemuster solange wiederholt wird (502), bis die Länge des restlichen Rahmens, die die Differenz zwischen der Rahmenlänge und dem Produkt aus der Länge des Sendemusters und der Anzahl der Wiederholungen in dem Rahmen ist, kleiner als die Länge des Sendemusters ist, – anschließend nur ein bestimmter Teil des Sendemusters, dessen Länge gleich der Länge des restlichen Rahmens ist, verwendet wird (503).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Sendemusters ab dem Anfang des Sendemusters gewählt wird (609).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Sendemusters eine gerade Zahl ist und die Länge des Rahmens eine ungerade Zahl ist.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Folge von Symbolen unter Verwendung einer ersten Antenne und einer zweiten Antenne gesendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendemuster ein abwechselndes Muster ist und die Länge des Sendemusters gleich zwei ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem jeder Rahmen aus einer bestimmten Anzahl aufeinander folgender Zeitschlitze besteht und jeder Zeitschlitz aus einer bestimmten Anzahl aufeinander folgender Symbole besteht, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Zeitschlitz ein Symbol, das zu der Folge von Symbolen gehört, gesendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem jeder Rahmen aus einer bestimmten Anzahl aufeinander folgender Zeitschlitze besteht und jeder Zeitschlitz aus einer bestimmten Anzahl aufeinander folgender Symbole besteht, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Zeitschlitz mehr als ein Symbol, die zu der Folge von Symbolen gehören, übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem jeder Rahmen aus einer bestimmten Anzahl aufeinander folgender Zeitschlitze besteht und jeder Zeitschlitz aus einer bestimmten Anzahl aufeinander folgender Symbole besteht, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem der Zeitschlitze kein Symbol, das zu der Folge von Symbolen gehört, übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Sendemusters größer als die Länge des Rahmens ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Folge von Symbolen bei der primären Antenne beginnt, die das gemeinsame Pilotsignal überträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folge von Symbolen in Abwärtsstreckenrichtung in einem Zellennetz übertragen wird.
Anordnung (700, 710), die Steuermittel (701) umfasst, die das Senden einer Folge von Symbolen gemäß einem bestimmten Sendemuster und unter Verwendung von wenigstens zweier Antennen steuert, dadurch gekennzeich net, dass sie ferner umfasst: – Anzeigemittel (702), die die Antenne anzeigen, von der aus das erste Symbol, das zu der Folge gehört, gesendet wird, – Mittel, die das Senden jedes Symbols der Folge unter Verwendung von nicht mehr als einer Antenne organisieren, wobei zu einer Zeit nur eine Antenne sendet, und – Startmittel (703), die das Sendemuster am Anfang eines nächsten Rahmens am Anfang beginnen, wenn ein partielles Sendemuster am Ende eines Rahmens verwendet wird.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Funknetz-Steuereinheit eines Spreizspektrumsystems ist.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner wenigstens zwei Antennen (721, 722) umfasst.
Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Basisstation eines Spreizspektrumsystems ist.