DE60023697T2

DE60023697T2 - Verfahren und gerät zum überwachen eines möglicherweise gegateten (geschalteten) signals in einem drahtlosen nachrichtenübertragungssystem

Info

Publication number: DE60023697T2
Application number: DE60023697T
Authority: DE
Inventors: Yu-Cheun Jou; G. Edward TIEDEMANN
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 2000-06-22
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2020-06-23
Also published as: EP1513275A2; AU775029B2; EP1513275A3; CN1543082A; NO20075528L; US7054284B2; EP1192741B1; CN1310435C; HK1137870A1; JP2003502938A; BR0011848B1; HK1068745A1; CN1188972C; RU2312462C2; ATE549806T1; JP5149407B2; EP2088699A3; DE60023697D1; CA2374199C; ATE437488T1

Description

Hintergrund der Erfindung
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kommunikationen bzw. Nachrichtenübertragungen. Spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein neues und verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen der Leistungsfähigkeit eines potentiell bzw. möglicherweise beschrankten bzw. unterbrochenen (gated) Kanals.
II. Beschreibung der verwandten Technik
Die Telecommunications Industry Association hat einen Standard für Code-Multiplex-Vielfach-Zugriffs-(Code Division multiple access, CDMA)-Kommunikations- bzw. Nachrichtenübertragungssysteme in dem Interim Standard IS-95A entwickelt, der den Titel trägt „Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System" (im Folgenden mit IS-95 bezeichnet). In IS-95 Systemen steuert die Mobilstation die Energie ihrer Übertragungen und zwar mittels einer Kombination von Leistungssteuerungs-(open loop) und Leistungsregelungs-(closed loop)-Verfahren. Bei der Leistungsteuerung misst eine Mobilstation die empfangene Energie des Vorwärtsverbindungssignals von einer versorgenden Basisstation und stellt die Energie ihrer Rückwärtsverbindungsübertragung gemäß dieser Messung ein. Bei der Leistungsregelung misst die versorgende bzw. dienstleistende Basisstation die Energie der Übertragungen der Mobilstation und sendet basierend auf dieser Messung eine Serie bzw. Folge von Hinauf-/Hinunterbefehlen an die Mobilstation, die ihre Übertragungen darauf ansprechend einstellt. Ein Leistungssteuer- bzw. Regelsystem, das die kombinierten Vorteile der Leistungsregelung bzw. Leistungssteuerung einsetzt, ist im Detail beschrieben im U.S. Patent Nr. 5,056,109 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM", das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
In IS-95 ist es der Mobilstation vorgeschrieben die Vorwärtskanalleistungsfähigkeit während eines Rufs bzw. Anrufs zu überwachen. Wenn die Mobilstation zwölf (N_2m) aufeinander folgende schlechte Rahmen empfängt, muss die Mobilstation ihren Übertrager bzw. Sender, deaktivieren, so dass er die Rückwärtsverbindung nicht verstopfen (jam) wird. Wenn die Mobilstation danach zwei (N_3m) aufeinander folgende gute Rahmen empfängt, sollte sie ihren Übertrager wieder aktivieren. Die Mobilstation unterhält auch eine Schwundzeitsteuerung bzw. einen Schwundtimer. Die Schwundzeitsteuerung wird zuerst aktiviert, wenn die Mobilstation ihren Übertrager am Beginn eines Rufs aktiviert und wird für fünf (T_5m) Sekunden zurückgesetzt und zwar immer wenn zwei (N_3m) aufeinander folgende gute Rahmen auf dem Vorwärtsverkehrskanal empfangen werden. Falls die Schwundzeitsteuerung ausläuft, deaktiviert die Mobilstation ihren Übertrager und erklärt einen Verlust auf den Vorwärtsverkehrskanal und beendet den Ruf.
Die International Telecommunications Union hat kürzlich zur Einreichung von vorgeschlagenen Verfahren zum Vorsehen von Daten mit hoher Rate bzw. hoher Geschwindigkeit und Sprachdiensten mit hoher Qualität über drahtlose Kommunikations- bzw. Nachrichtenübertragungskanäle aufgefordert. Ein erster dieser Vorschläge wurde von der Telecommunications Industry Association herausgegeben und zwar mit dem Titel „The cdma2000 ITU-R RTT Candidate Submission" (im Folgenden als cdma2000 bezeichnet). In cdma2000 sind die äquivalente des Vorwärtsverkehrskanals in IS-95 der fundamentale Vorwärtskanal (Forward Fundamental Channel, F-FCH) und der dedizierte Vorwärtssteuerkanal (Forward Dedicated Control Channel, F-DCCH). Die auf diesen Kanälen übertragenen Datenrahmen können eine Dauer von entweder 20 ms oder 5 ms haben. Für den F-FCH wird ein Rahmen (20 oder 5 ms) in jedem 20 ms Intervall übertragen und zwar ausgerichtet mit dem Anfang der CDMA-System-Zeit. Für den F-DCCH kann die Übertragung diskontinuierlich sein, so dass in einem mit der CDMA-System-Zeit ausgerichteten 20 ms Intervall kein Datenrahmen übertragen werden kann.
Die Verwendung von Code-Multiplex-Vielfach-Zugriffs-(code division multiple access, CDMA)-Modulationstechniken ist eine von mehreren Techniken zum Ermöglichen von Kommunikationen bzw. Nachrichtenübertragungen bei denen eine große Anzahl von Systemnutzern vorhanden sind. Andere Vielfach-Zugriffs-Kommunikations-System-Techniken wie beispielsweise Zeit-Multiplex-Vielfach-Zugriff-(time division multiple access, TDMA) und Frequenz-Multiplex-Vielfach-Zugriff (frequency division multiple access, FDMA) sind auf dem Gebiet der Technik bekannt. Die Spreizspektrumsmodulationstechnik des CDMA hat jedoch signifikante Vorteile gegenüber diesen Modulationstechniken für Vielfach-Zugriffs-Kommunikations-Systeme. Die Verwendung von CDMA-Techniken in einem Vielfach-Zugriffs-Kommunkations-System ist offenbart in dem U.S. Patent Nr. 4,901,307 mit dem Titel „SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS", das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist. Die Verwendung von CDMA Techniken in einem Vielfach-Zugriffs-Kommunikations-System ist ferner offenbart in dem U.S. Patent Nr. 5,103, 459 mit dem Titel „SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", das an den Rechtinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
CDMA bietet durch seine inhärente Natur, dass es ein Breitbandsignal ist, eine Form der Frequenzdiversität und zwar durch Spreizen der Signalenergie über eine breite Bandbreite. Deshalb betrifft frequenzselektiver Schwund bzw. fading nur einen kleinen Teil der CDMA Signalbandbreite. Raum- oder Pfaddiversität wird erreicht durch Vorsehen mehrerer Signalpfade durch simultane Verbindungen von einem mobilen Nutzer durch zwei oder mehrere Zellenstandorte. Ferner kann Pfaddiversität erreicht werden durch ausnutzen der Mehrwegeumgebung mittels Spreizspektrumsverarbeitung und zwar durch Erlauben, dass ein Signal, das mit verschiedenen Ausbreitungsverzögerungen ankommt, empfangen und getrennt verarbeitet werden kann. Beispiele von Pfadiversität sind dargestellt in dem U.S. Patent Nr. 5,101,501 mit dem Titel METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", und im U.S. Patent Nr. 5,109,390 mit dem Titel „DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", die beide an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden sind.
In einem Kommunikationssystem, das Daten unter Verwendung eines Modulationsformats mit Quadraturphasenumtastung (Quadrature Phase Shift Keying, QPSK) vorsieht, kann sehr nützliche Information erlangt werden, und zwar durch berechnen des Kreuzprodukts der I- und Q-Komponenten des QPSK Signals. Durch Kenntnis der relativen Phasen der zwei Komponenten kann man die Geschwindigkeit der Mobilstation in Bezug auf die Basisstation grob bestimmen. Eine Beschreibung eines Schaltkreises zur Bestimmung des Kreuzprodukts der I- und Q-Komponenten in einem Kommunikationssystem mit QPSK Modulation ist offenbart in dem U.S. Patent Nr. 5,506,865 mit dem Titel „PILOT CARRIER DOT PRODUCT CIRCUIT", das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
Es hat einen zunehmenden Bedarf für drahtlose Kommunikations- bzw. Nachrichtenübertragungssysteme gegeben und zwar dass sie geeignet sind, digitale Information mit hohen Raten bzw. Geschwindigkeiten zu übertragen. Ein Verfahren zum Senden hochratiger digitaler Daten von einer entfernten Station zu einer zentralen Basisstation ist es, der entfernten Station zu erlauben, die Daten unter Verwendung der Spreizspektrumstechniken des CDMA zu senden. Ein Verfahren das vorgeschlagen ist, ist es der entfernten Station zu erlauben ihre Information unter Verwendung eines kleinen Satzes orthogonaler Kanäle zu übertragen, wobei dieses Verfahren im Detail beschrieben ist in dem parallel anhängigen U.S. Patent Nr. 08/886,604 mit dem Titel „HIGH DATA RATE CDMA WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM", das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
Neue Verfahren zum Überwachen des F-DCCH sind nötig, wenn der F-DCCH in diesem Modus mit diskontinuierlicher Übertragung (DTX) ist, weil die Mobil station jetzt entscheiden muss, ob ein empfangener Rahmen ein guter Rahmen, ein schlechter Rahmen oder ein leerer Rahmen (d.h. keine Übertragung) ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist ein neues und verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen eines potentiell versperrten bzw. gated Kanals in einem drahtlosen Kommunikations- bzw. Nachrichtenübertragungssystem.
Das erste Verfahren ist eine Erweiterung des in IS-95 verwendeten Verfahrens, wobei leere Rahmen einfach ignoriert werden, jedoch mit potentiell unterschiedlichen Schwellen bzw. Schwellenwerten. Die Mobilstation unterhält eine Zähler für aufeinander folgende schlechte Rahmen, CNT1, und eine Zähler für aufeinander folgende gute Rahmen CNT2. CNT1 und CTN2 werden an den Anfang eines Rufs bzw. Anrufs auf Null gesetzt. Für jeden empfangen Rahmen bestimmt die Mobilstation, ob es ein guter Rahmen, ein schlechter Rahmen oder ein leerer Rahmen ist. Falls der empfangene Rahmen ein guter Rahmen ist, wird CNT1 auf Null zurückgesetzt und CNT2 wird um 1 erhöht. Falls der empfangene Rahmen ein schlechter Rahmen ist, wird CNT1 um eins erhöht und CNT2 auf Null zurückgesetzt. Falls der empfangene Rahmen ein leerer Rahmen ist, bleiben CNT1 und CNT2 unverändert. Falls CNT1 einen Schwellenwert TH1 erreicht, deaktiviert die Mobilstation ihren Übertrager. Falls CNT2 danach einen Schwellenwert TH2, erreicht, aktiviert die Mobilstation ihren Übertrager wieder. Die Mobilstation setzt ihren Schwund-Timer bzw. ihre Schwundzeitsteuerung auf X Sekunden zurück, und zwar immer wenn CNT2 größer als oder gleich wie TH3 ist.
In dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel überträgt die Basisstation periodisch (zum Beispiel an dem Anfang jedes N-Sekunden-Intervalls, das mit dem Anfang der CDMA-System-Zeit ausgerichtet ist) einen „Überwachungsrahmen" und zwar falls es keinen Datenrahmen gibt, der zu der Zeit auf dem F-DCCH zu übertragen ist. Der Überwachungsrahmen wird mit der niedrigsten Datenrate bzw. -geschwindigkeit übertragen, die zwischen der Basisstation und der Mobilstation ausgehandelt worden ist. Die Mobilstation führt dann eine F-DCCH Überwachung auf Rahmen durch, die zu solchen voreingestellten Zeiten übertragen wurden, und zwar auf eine Art und Weise, die der in IS-95 definierten ähnlich ist, und zwar mit potentiell unterschiedlichen Werten für verschiedene Schwellen. Die Mobilstation kann auch andere nicht leere Rahmen umfassen, die für Zwecke der Überwachung zusätzlich zu diesen periodischen Rahmen empfangen wurden.
In dem dritten Ausführungsbeispiel überträgt die Basisstation einen „Überwachungsrahmen", wenn immer die Anzahl aufeinander folgender leerer Rahmen eine Schwelle übersteigt oder wenn die Anzahl von leeren Rahmen (aufeinander folgend oder nicht) in einem vorgegebenen Intervall eine bestimmte Schwelle übersteigt. Das stellt sicher, dass die Mobilstation einige nicht leere Rahmen besitzt, um Überwachung gelegentlich durchzuführen.
In dem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel überträgt die Mobilstation eine Nachricht, die eine Antwort von der Basisstation erfordert (z.B. kann die Antwort einfach eine Bestätigung sein) und zwar wenn die Anzahl detektierter aufeinander folgender Rahmen eine Schwelle übersteigt. Das stellt sicher, dass die Mobilstation einen nicht leeren Rahmen empfängt, nachdem die Überwachung durchzuführen ist.
In dem fünften beispielhaften Ausführungsbeispiel übertragt die Mobilstation eine Nachricht, die eine Antwort von der Basisstation erfordert (z.B. kann die Antwort einfach eine Bestätigung sein) wenn die Anzahl detektierter leerer Rahmen (aufeinander folgend oder nicht) in einem gegebenen Intervall eine Schwelle übersteigt. Das stellt sicher, dass die Mobilstation einen nicht leeren Rahmen bekommen wird, um gelegentlich die Überwachung durchzuführen.
In dem sechsten beispielhaften Ausführungsbeispiel verwendet die Mobilstation die empfangene Pilotstärke (Ec/Io) von Piloten in dem aktiven Satz (Active Set) um die F-DCCH Überwachung durchzuführen. Falls das aggregierte bzw. vereinigte Ec/Io des Piloten des aktiven Satzes über einer vorgewählten Schwelle ist, betrachtet die Mobilstation die Daten, falls sie in dem Rahmen gesendet sind, als wären sie korrekt empfangen – und damit als einen guten Rahmen. Andernfalls betrachtet die Mobilstation den Rahmen als schlecht. Eine Überwachungsregel (mit der obigen Definition eines guten Rahmens und eines schlechten Rahmens), die ähnlich zu der in IS-95 spezifizierten ist, kann dann verwendet werden, und zwar mit entweder den gleichen Schwellen oder mit modifizierten Schwellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der unten angegebenen detaillierten Beschreibung klarer werden, wenn diese zusammen mit den Zeichnungen betrachtet wird, in denen gleiche Bezugszeichen durchgehend entsprechendes identifizieren und wobei:
1 ein Diagramm ist, das die Elemente eines drahtlosen Kommunikations- bzw. Nachrichtenübertragungssystems darstellt;
2 ein Blockdiagramm einer Basisstation ist; und
3 ein Blockdiagramm einer Mobilstation ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
In 1 überträgt eine Basisstation 2 Vorwärtsverbindungssignale 6 an eine Mobilstation 4. Die Mobilstation 4 überträgt Rückwärtsverbindungssignale 8 an die Basisstation 2. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel sind die Vorwärtsverbindungssignale 6 und die Rückwärtsverbindungssignale 8 Code-Multiplex-Vielfach-Zugriffs-(code division multiple access, CDMA)-Kommunikationssignale wie sie von der Telecommunicaiton Industry Association in der Kandidateneinreichung an die International Telecommunication Union (ITU) in Erwägung gezogen wurden, die den Titel trägt „The cdma2000 ITU-R RTT Candidate Submission" und die weiter verfeinert worden ist in dem Interim Standard Entwurfstext mit dem Titel „Proposed Ballot Text for cdma2000 Physical Layer".
Sich jetzt der 2 zuwendend sind die für die Übertragung des F-DCCH auf dem Vorwärtsverbindungssignal 6 und die für den Empfang des Rückwärtsverbindungssignals 8 nötigen Elemente detaillierter dargestellt. Nachrichten zur Übertragung auf dem F-DCCH werden in dem F-DCCH-Nachrichten-Generator (DCCH MSG GEN) 100 erzeugt. Diese Nachrichten können Geschwindigkeits- bzw. Rateneinteilungsnachrichten (rate scheduling messages) zur Übergabe- bzw. Handoff-Anweisungs-Nachrichten und Antwort-Nachrichten umfassen (wie hier ferner beschrieben werden wird). Wie vorher angegeben ist der F-DCCH ein DTX Kanal, der übertragen wird, wenn es eine zu übertragende Nachricht gibt und der nicht übertragen wird, wenn keine zu übertragende Nachricht auf dem F-DCCH vorhanden ist.
Die Nachricht ist für ein F-DCCH Verarbeitungselement 102 vorgesehen. Das F-DCCH Verarbeitungselement 102 führt die notwendige Vorverarbeitung und Codierung der F-DCCH Nachricht (falls vorhanden) durch und kanalisiert die Nachricht zur Übertragung auf den F-DCCH des Vorwärtsverbindungssignals 6. Die F-DCCH Nachricht ist für einen CRC und Terminierungs- bzw. Tail-Bit-Generator 104 vorgesehen. Ansprechend darauf erzeugt der CRC und Tail-Bit-Generator 104 einen Satz mit zyklischen Redundanzprüfbits (Cyclic redundancy check, CRC-bits) gemäß den Bits in der F-DCCH Nachricht und hängt die CRC Bits an die F-DCCH Nachricht an. Der CRC und Tail-Bit-Generator 104 hängt dann eine Folge von Terminierungs- bzw. Tail-Bits an, um den Speicher eines Decoders an den Empfänger zu Terminieren bzw. zu Löschen und liefert das sich ergebende Paket an einen Codierer 106.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist der Codierer 106 ein Faltungscodierer. Dessen Entwurf und Implementierung ist in der Technik gut bekannt. Es ist für einen Fachmann klar, dass Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in gleicher Weise auf andere Codierer wie beispielsweise Blockcodierer und Turbocodierer anwendbar sind. Die codierten Symbole werden an einen Interleaver 108 geliefert. Der Interleaver 108 ordnet die Symbole in einer vorherbestimmten Art und Weise neu an, um Zeitdiversität in der Übertragung der F-DCCH Nachricht vorzusehen. Fehler treten bei drahtlosen Kommunikationssystemen typischerweise in Bursts bzw. Bündeln auf. Decodierer besitzen signifikante Vorteile bezüglich der Leistungsfähigkeit, wenn sie mit Fehlern zu tun haben, die nicht in Bursts auftreten. Die Interleaving-Operation hilft die Folgen eines Fehlerbursts über das Paket zu spreizen bzw. zu verteilen, um die Leistungsfähigkeit des Decodierers an dem Empfänger zu verbessern.
Die verschachtelten bzw. interleavten Symbole werden an ein Leistungssteuerpunktierungselement 109 geliefert. Das Punktierungselement 109 empfängt die Rückwärtsverbindungsleistungssteuerbits und punktiert die Leistungssteuerbits in den interleavten Symbolstrom. Die Leistungssteuerbits werden an die Mobilstation 4 übertragen und werden verwendet, um die Übertragungsenergie des Rückwärtsverbindungssignals 8 einzustellen.
Die Symbole von dem Punktierungselement 109 werden an einen Demultiplexer 110 geliefert, der alternativ die Symbole auf zwei verschiedene Verarbeitungspfade ausgibt. Die erste Ausgabe des Demultiplexers 110 wird an ein Spreizelement 112A geliefert und die nächste Ausgabe des Demultiplexers 110 wird an einen Spreizer 112B geliefert usw. Die Spreizer 112 spreizen die demultiplexten Symbole gemäß einer orthogonalen Spreizfunktion W_DCCH. Die orthogonale Spreizung ist in der Technik gut bekannt und ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Spreizer 112 ist in dem vorgenannten U.S. Patent Nr. 5,103,459 offenbart. Die gespreizten Signale werden an einen komplexen PN Spreizer 116 geliefert.
Zusätzlich zu dem dedizierten Steuerkanal überträgt die Basisstation 2 in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel einen Pilotkanal, um es der Mobilstation 4 die auch als eine entfernte Station bezeichnet werden kann, zu erlauben, den empfangenen F-DCCH kohärent zu Demodulieren. Die Pilotsymbole, typischerweise, die Folge mit nur Einsen, werden an ein Spreizelement 114 gelie fert. Die Pilotsymbole werden gemäß einer orthogonalen Spreizsequenz W_pilot gespreizt, die zu der Spreizsequenz W_DCCH orthogonal ist.
Die gespreizten Signale von den Spreizelementen 112 und 114 werden an den komplexen PN Spreizer 116 geliefert. Der komplexe PN Spreizer 116 spreizt die Signale von den Spreizern 112 und 114, gemäß zwei Pseudo-Rausch-(pseudonoise, PN)-Sequenzen PN, und PN_Q. Die komplexe PN Spreizung ist in der Technik gut bekannt und ist im Detail beschrieben in der cdma2000 Kandidateneingabe, der IS-2000 Entwurfsspezifikation und der vorgenannten parallel anhängigen U.S. Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/856,428. Das komplexe PN gespreizte Signal wird an einen Sender bzw. Übertrager (TMTR) 118 geliefert. Der Übertrager 118 konvertiert hoch, verstärkt und filtert die gespreizten Signale zur Übertragung über eine Antenne 120 und zwar als Vorwärtsverbindungssignal 6. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel moduliert der Übertrager 118 das Signal gemäß einem QPSK Modulationsformat.
Sich 3 zuwendend, wird das Vorwärtsverbindungssignal 6 an einer Antenne 200 empfangen und über einen Duplexer 202 an einen Empfänger (RCVR) 204 geliefert. Der Empfänger 204 herunterkonvertiert, verstärkt und filtert das Vorwärtsverbindungssignal 6. Gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel demoduliert der Empfänger 204 das Vorwärtsverbindungssignal 6, gemäß einem QPSK Demodulationsformat und gibt die In-Phasen und Quadratur-Phasen Signale an einen komplexen PN Entspreizer 206 aus. Der komplexe PN Entspreizer 206 entspreizt das empfangne Signal gemäß den zwei Pseudorauschsequenzen, die zum Spreizen des Signals verwendet worden sind (PN_I und PN_Q).
Die komplexen PN entspreizten Signale werden an ein Pilotfilter 208 geliefert. Das Pilotfilter 208 entspreizt das Signal gemäß der orthogonalen Spreizsequenz W_pilot. Die entspreizten Pilotsymbole werden an einen Ec/Io Rechner 214 und eine Skalarproduktschaltung 216 geliefert.
Die komplexen PN entspreizten Signale werden auch an einen Demodulator 210 geliefert. Der Demodulator 210 demoduliert die PN entspreizten Signale gemäß dem orthognalen Spreizcode W_DCCH. Die entspreizten Signale werden dann an die Skalarproduktschaltung 216 geliefert. Die Skalarproduktschaltung 216 berechnet das Skalarprodukt des F-DCCH und des Pilotkanals. Weil sowohl der Pilotkanal als auch der dedizierte Steuerkanal den gleichen Ausbreitungspfad durchlaufen, werden sie die gleichen Phasenverschiebungen erfahren. Durch Berechnen des Skalarprodukts der Pilot- und DCCH-Kanäle ist das Ergebnis ein skalarer Satz von Größen, wobei die vom Kanal hervorgerufenen Phasenmehrdeutigkeiten entfernt worden sind. Eine bevorzugte Implementierung der Skalarproduktschaltung 216 ist im Detail in dem vorgenannten U.S. Patent Nr. 5,506,865 beschrieben.
Die sich ergebenden demodulierten Symbole von der Skalarproduktschaltung 216 werden an einen Deinterleaver/Decoder 218 und einen Leerrahmendetektor 220 geliefert. Der Deinterleaver/Decoder 218 deinterleavt und decodiert die F-DCCH Nachricht und liefert eine Schätzung für die Nachricht oder ein Signal, dass die Erklärung eines schlechten Rahmens an einen DCCH Steuerprozessor 222 anzeigt. Es gibt eine Anzahl von Arten auf die ein schlechter Rahmen detektiert werden kann. Als erstes ist zu Bestimmen, ob die zyklischen Redundanzbits, wenn sie lokal an der entfernten Station 4 erzeugt werden, mit den decodierten CRC Bits übereinstimmen. Als zweites ist die Symbolfehlerrate der empfangenen Symbole zu berechnen und zwar durch Vergleichen der empfangenen codierten Symbole mit einem Satz lokal generierter erneut codierter Symbole basierend auf den decodierten Bits.
Die demodulierten Symbole von der Skalarproduktschaltung 216 werden auch an den Leerrahmendetektor 220 geliefert. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel berechnet der Leerrahmendetektor 220 das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der demodulierten Symbole und vergleicht, das gemessene Signal-zu-Rausch-Verhältnis mit einer Schwelle. Falls das Signal-zu-Rausch-Verhältnis unter der Schwelle ist, wird ein leerer Rahmen festgestellt. Es sollte bemerkt werden, dass es andere Verfahren zum Bestimmen eines leeren Rahmens gibt, von denen irgendeines angewendet werden kann, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren leerer Rahmen ist in der parallel angemeldeten U.S. Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/150,493 offenbart, die am 9. September 1998 eingereicht wurde mit dem Titel "ENERGY BASED COMMUNICATION RATE DETECTION SYSTEM AND METHOD", die an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
Die Datenrahmen, die nicht leer sind, werden an den DCCH Steuerprozessor 222 geliefert, der die punktierten Leistungssteuerbefehle extrahiert und ein Signal an einen Übertrager 232 sendet, um die Übertragungsenergie des Rückwärtsverbindungssignals darauf ansprechend einzustellen. Der Verlust dieses Leistungssteuerbefehlstroms führt zu einer Unfähigkeit, die Leistung des Rückwärtsverbindungssignals 8 zu steuern und der Möglichkeit die Rückwärtsverbindung zu stören bzw. zu blockieren (jamming).
In einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung empfängt der DCCH Steuerprozessor 222 eine Anzeige von dem Decodierer 218 oder dem Detektor 220 das ein Rahmen entweder gut, schlecht oder leer ist. Zwei Zähler (CNT1) 224 und (CNT2) 226 werden an den Anfang bzw. Beginn eines Rufs mit Null initialisiert. Falls der empfangene Rahmen ein guter Rahmen ist, dann wird der Zähler 224 auf Null zurückgesetzt und der Zähler 226 wird um Eins erhöht. Falls der empfangene Rahmen als ein schlechter Rahmen festgestellt wird, dann wird der Zähler 224 erhöht und der Zähler 226 wird auf Null zurückgesetzt. Falls der Rahmen als leer festgestellt wird, dann bleiben die Werte der Zähler 224 und 226 unverändert. Falls der Wert des Zählers 224 eine Schwelle TH1 erreicht, dann sendet der DCCH Steuerprozessor 222 ein Signal an den Übertrager 232, den Übertrager deaktivierend (d.h. die Ausgangsleistung wird abgeschaltet). Falls der Wert des Zählers 226 danach eine Schwelle TH2 erreicht, sendet der DCCH Steuerprozessor 222 ein Signal an den Übertrager 232, um den Übertrager erneut zu aktivieren.
In dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel überträgt die Basisstation 2 einen Rahmen, hier als ein Überwachungsrahmen bezeichnet, und zwar jedes N-Sekunden-Intervall, falls es keinen Datenrahmen gibt, der zu der Zeit auf dem F-DCCH zu übertragen ist. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält der Überwachungsrahmen vorherbestimmte Bits, die der Mobilstation bekannt sind, und wird mit der niedrigsten Datenrate bzw. -geschwindigkeit übertragen, die zwischen der Basisstation 2 und der Mobilstation 4 ausgehandelt worden ist.
Bezugnehmend auf 2 verfolgt der Timer 134 die N-Sekunden-Intervalle bzw. führt diese nach und sendet beim Ablauf des Intervalls ein Signal an einen Steuerprozessor 132. Der Steuerprozessor 132 bestimmt, ob es eine Nachricht zur Übertragung gibt, und falls dem nicht so ist, liefert er ein Signal an den Nachrichtengenerator 100, um einen Überwachungsrahmen zu erzeugen. Der Überwachungsrahmen wird auf dem F-DCCH Kanal übertragen und zwar wie mit Bezug auf andere DCCH Nachrichten vorher beschrieben. Die Mobilstation 4 führt dann DCCH Überwachung auf nicht leeren Rahmen durch, die zu solcher vorgesetzten Zeit übertragen werden, und zwar in einer Art und Weise, die der in IS-95 definierten ähnlich ist mit einem potentiell unterschiedlichen Wert für verschiedene Schwellen. Die Mobilstation 4 kann auch andere nicht leere Rahmen umfassen, die für Überwachungszwecke zusätzlich zu diesen periodischen Rahmen empfangen werden. Man beachte, dass der Überwachungsrahmen periodisch erzeugt wird und zwar basierend auf einem Zählwert des Zählers 130 der 2.
In dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel überträgt die Basisstation 2 einen Rahmen, hierin als ein Überwachungsrahmen bezeichnet, und zwar immer wenn die Anzahl aufeinander folgender leerer Rahmen eine Schwelle übersteigt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält der Überwachungsrahmen vordefinierte Bits, die der Mobilstation bekannt sind und wird mit der niedrigsten Datenrate übertragen, die zwischen der Basisstation 2 und der Mobilstation 4 ausgehandelt worden ist.
Bezugnehmend auf 2 verfolgt der Steuerprozessor 132 der Anzahl aufeinander folgender leerer Rahmen gemäß Signalen von dem Nachrichtengenerator 100. Wenn die Anzahl aufeinander folgender leerer Rahmen die Schwellenwerte übersteigt, sendet der Steuerprozessor dann ein Signal zum Herausgeben eines Überwachungsrahmens an den Nachrichtengenerator 100 um den Überwachungsrahmen zu erzeugen. Der Überwachungsrahmen wird auf dem F-DCCH Kanal übertragen und zwar wie mit Bezug auf andere F-DCCH Nachrichten beschrieben. Die Mobilstation 4 führt dann die F-DCCH Überwachung auf allen nicht leeren Rahmen durch und zwar in einer Art und Weise, die der in IS-95 definierten ähnlich ist, und zwar mit potentiell unterschiedlichem Wert für verschiedene Schwellen.
In dem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel überträgt die Mobilstation 4 eine Nachricht, die eine Antwort von der Basisstation 2 erfordert (z.B. kann die Antwort einfach eine Bestätigung sein), wenn die Anzahl aufeinander folgender detektierter leerer Rahmen ein Schwelle übersteigt. Bezugnehmend auf 3 empfängt der Steuerprozessor 222 eine Anzeige, ob ein Rahmen leer ist, und zwar von einem Leerrahmendetektor 220. In diesem Ausführungsbeispiel verfolgt der Zähler 224 die Anzahl aufeinander folgender leerer Rahmen und wird zurückgesetzt, wenn ein schlechter Rahmen oder ein guter Rahmen detektiert wird. Wenn die Zählung aufeinander folgender leerer Rahmen eine Schwelle übersteigt, sendet der Steuerprozessor 222 ein Signal an den Nachrichtengenerator (MSG GEN) 228, welcher darauf ansprechend eine Anfragenachricht erzeugt. Die Anfragenachricht wird in einem Codierer 229 codiert, in einem Modulator 230 moduliert und hinaufkonvertiert, verstärkt und gefiltert, auf einen vorher bestimmten Kanal des Rückwärtsverbindungssignals 8. Die Anfragenachricht kann irgendeine existierende Nachricht sein, die bereits in dem Standard definiert ist, die keine Aktion der Basisstation veranlasst, außer dem Senden einer Bestätigung. Zum Beispiel die Leistungsmessungsberichtsnachricht (Power Measurement Report Message). Die Anfragenachricht kann auch eine spezielle Nachricht sein, die die Basisstation 2 veranlasst, einen Überwachungsrahmen auf dem F-DCCH zu übertragen.
Sich 2 zuwendend wird die Anfragenachricht über eine Antenne 122 empfangen und an einen Empfänger 124 geliefert, der das Rückwärtsverbindungssignal 8 herunterkonvertiert, verstärkt und filtert und das empfangene Signal an einen Demodulator 126 liefert. Der Demodulator 126 demoduliert das Signal und der Decodierer 128 decodiert die demodulierten Symbole und zwar die Anfragenachricht an den Steuerprozessor 132 liefernd. Ansprechend darauf bestimmt der Steuerprozessor 132, ob eine Nachricht wartet, um auf den F-DDCH übertragen zu werden, und falls nicht sendet er ein Signal um Anzufragen, dass der Nachrichtengenerator 100 eine Nachricht zur Übertragung auf dem F-DCCH generiert. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die durch den Nachrichtengenerator 100 erzeugte Nachricht einfach eine Bestätigung des Empfangs der Anfragenachricht von der Mobilstation 4.
In dem fünften beispielhaften Ausführungsbeispiel überträgt die Mobilstation 4 eine Nachricht, die eine Antwort von der Basisstation 2 erfordert und zwar wenn die Anzahl detektierter leerer Rahmen innerhalb einer vorbestimmten Anzahl empfangener Rahmen eine Schwelle übersteigt und zwar unabhängig davon, ob die leeren Rahmen aufeinander folgend oder nicht sind. Bezugnehmend auf 3 empfängt der Steuerprozessor 222 eine Anzeige, ob ein Rahmen leer ist und zwar von dem Leerrahmendetektor 220. Der Zähler 224 verfolgt die Anzahl leerer Rahmen in einer Art und Weise eines leitenden Akkumulators bzw. gleitenden Mittelwerts. Wenn die Zählung leerer Rahmen in einer vorherbestimmten Anzahl empfangener Rahmen eine Schwelle übersteigt, sendet der Steuerprozessor 222 ein Signal an den Nachrichtengenerator (MSG GEN) 228 der darauf ansprechend eine Anfragenachricht erzeugt. Die Anfragenachricht wird in dem Codierer 228 codiert, in dem Modulator 230 moduliert und hinaufkonvertiert, verstärkt und gefiltert auf einen vorherbestimmten Kanal des Rückwärtsverbindungssignals 8.
Sich jetzt 2 zuwendend wird die Anfragenachricht auf der Antenne 8 empfangen und an den Empfänger 124 geliefert, der das Rückwärtsverbindungssignal 8 hinunterkonvertiert, verstärkt und filtert und das empfangene Signal an den Demodulator 126 liefert. Der Demodulator 126 demoduliert das Signal und der Decodierer 128 decodiert die demodulierten Symbole und zwar die Anfragenachricht an den Steuerprozessor 132 liefernd. Ansprechend darauf bestimmt der Steuerprozessor 132, ob eine Nachricht wartet, um auf dem F-DCCH übertragen zu werden, und falls nicht, sendet er ein Signal zum Anfragen, dass der Nachrichtengenerator 100 eine Nachricht zur Übertragung auf dem F-DCCH erzeugt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die durch den Generator 100 erzeugte Nachricht einfach eine Bestätigung des Empfangs der Anfragenachricht.
In einem sechsten beispielhaften Ausführungsbeispiel verwendet die Mobilstation 4 die empfangene Pilotstärke (Ec/Io) von Piloten, in dem aktiven Satz, um die F-DCCH Überwachung durchzuführen. Falls das aggregierte Ec/Io des Piloten des aktiven Satzes über einer vorgegebenen Schwelle ist, betrachtet die Mobilstation 4 die Daten, falls sie in dem Rahmen gesendet sind, als wären sie richtig empfangen – deshalb als einen guten Rahmen. Andernfalls betrachtet die Mobilstation 4 den Rahmen als schlecht. Eine Überwachungsregel mit den obigen Definition eines guten Rahmens und eines schlechten Rahmens ähnlich zu der in IS-95 spezifizierten kann dann verwendet werden, und zwar entweder mit den gleichen Schwellen oder mit modifizierten Schwellen.
Bezugnehmend auf 3 wird das Signal-zu-Rausch-Verhältnis (Ec/Io) der empfangenen Pilotsymbole in einem Ec/Io Berechner 214 berechnet. Der Ec/Io Wert für das Pilotsignal des Vorwärtsverbindungssignals 6 wird mit dem Ec/Io Wert von Piloten von anderen Basisstationen in dem aktiven Satz der Mobilstation 4 kombiniert, um ein aggregiertes Ec/Io vorzusehen. Der aktive Satz von Basisstationen ist der Satz von Basisstationen, die aktuell mit der Mobilstation 4 kommunizieren. Das aggregierte Pilot Ec/Io wird an den Steuerprozessor 222 geliefert, der das aggregierte Ec/Io mit einem Schwellenwert vergleicht. Falls das aggregierte Ec/Io eine Schwelle übersteigt wird ein guter Rahmen festgestellt bzw. erklärt und falls das aggregierte Ec/Io weniger als die Schwelle ist, wird ein schlechter Rahmen festgestellt bzw. angenommen. Das erlaubt es der Mobilstation 4 einen empfangenen Rahmen abzuleiten, falls dieser nicht leer ist, und zwar als einen guten Rahmen oder einen schlechten Rahmen, ohne den Rahmen zu decodieren. Basierend auf diesen Zählungen wird die Mobilstation 4 den Übertrager 232 wie vorher beschrieben aktivieren oder deaktivieren.
Die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele ist vorgesehen, es einem Fachmann zu ermöglichen, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nachzuvollziehen oder zu verwenden. Die verschiedenen Modifikationen dieser Ausführungsbeispiele werden einem Fachmann unmittelbar klar werden und die hierin definierten grundlegenden Prinzipien können auf andere Ausführungsbeispiele ohne die Verwendung erfinderischer Fähigkeiten angewendet werden. Somit soll die vorliegende Erfindung nicht die hierin gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern soll den weitesten Umfang besitzen, der mit den hierin offenbarten Prinzipien und neuartigen Merkmalen konsistent ist und zwar wie durch die Ansprüche definiert.

Claims

Verfahren zum Überwachen eines Kanals in einem System, das einen diskontinuierlichen Übertragungsmodus unterstützt, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Bestimmen, ob ein Rahmen bzw. ein Frame leer ist; und gemäß dieser Bestimmung Senden eines Überwachungsrahmens, wobei der Überwachungsrahmen vordefinierte Bits enthält, die einer Mobilstation bekannt sind und die mit einer niedrigsten Datenrate übertragen werden, die zwischen einer Basisstation (2) und einer Mobilstation (4) ausgehandelt wurden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Senden des Überwachungsrahmens Folgendes aufweist: Übertragen des Überwachungsrahmens für eine diskontinuierliche Übertragung, wenn kein zu übertragender Datenrahmen auf einem Kanal vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Senden eines Überwachungsrahmens aufweist, wenn eine Anzahl aufeinander folgender leerer Rahmen einen Schwellenwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, das Folgendes aufweist: Detektieren einer Anzahl von aufeinander folgenden leeren Rahmen für die Übertragung auf dem Kanal; und Übertragen eines Überwachungsrahmens, wenn die Anzahl aufeinanderfolgender leerer Rahmen einen Schwellenwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, das Folgendes aufweist: Empfangen an einer entfernten Station einen ersten Datenrahmen; und Bestimmen eines Status des ersten Datenrahmens, wobei die Bestimmung Folgendes aufweist: wenn der erste Datenrahmen ein schlechter Rahmen ist, Erhöhen bzw. Inkrementieren eines ersten Zählers (224); und wenn der erste Datenrahmen ein guter Rahmen ist, Inkrementieren eines zweiten Zählers (226); und Bestimmen eines Status des ersten Zählers, wobei die Bestimmung Folgendes aufweist: wenn der erste Zähler einen ersten Schwellenwert übersteigt, Sperren bzw. Deaktivieren einer Übertragung von der entfernten Station.
Verfahren nach Anspruch 5, das Folgendes aufweist: Bestimmen eines Status der ersten und zweiten Zähler, wobei die Bestimmung Folgendes aufweist: wenn der zweite Zähler einen ersten Schwellenwert übersteigt, Freigeben bzw. Aktivieren einer Übertragung von der entfernten Station.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der erste Zähler beim Empfang eines guten Rahmens auf Null gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der zweite Zähler beim Empfang eines schlechten Rahmens auf Null gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das Folgendes aufweist: Detektieren eines Zustands, bei dem keine Datenrahmen auf dem Kanal während einer vorgegebenen Zeitperiode empfangen wurden; Empfangen periodischer Überwachungsrahmen während der Zustand besteht; und Überwachen des Kanals ansprechend auf die periodischen Überwachungsrahmen.
Verfahren nach Anspruch 1, das Folgendes aufweist: Empfangen einer Nachricht von einer entfernten Station, wobei die Nachricht anzeigt, dass eine Anzahl aufeinander folgender leerer Rahmen einen Schwellenwert übersteigt; und Übertragen einer Antwort auf die Nachricht.
Verfahren nach Anspruch 1, das Folgendes aufweist: Detektieren einer Anzahl von aufeinander folgenden leeren Rahmen auf dem Kanal; und Übertragen einer Nachricht, wenn eine Anzahl von aufeinander folgenden leeren Rahmen einen Schwellenwert übersteigt, wobei die Nachricht eine Antwort von der Basisstation (2) erfordert.
Verfahren nach Anspruch 1, das Folgendes aufweist: Detektieren einer Anzahl von leeren Rahmen, die auf dem Kanal während eines ersten Intervalls empfangen wurden; und Übertragen einer Nachricht, wenn die Anzahl von leeren Rahmen während des ersten Intervalls einen Schwellenwert übersteigt, wobei die Nachricht eine Antwort von der Basisstation (12) erfordert.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Antwort eine Bestätigung ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die übertragene Nachricht bewirkt, dass eine Basisstation (12) einen Überwachungsrahmen auf dem Kanal überträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, das Folgendes aufweist: Empfangen einer Nachricht von einer entfernten Station, wobei die Nachricht anzeigt, dass eine Anzahl leerer Rahmen innerhalb eines ersten Intervalls einen Schwellenwert übersteigt; und Übertragen einer Antwort auf die Nachricht.
Basisstation, die Folgendes aufweist: Mittel zum Bestimmen, ob ein zu übertragender Rahmen leer ist, wobei der Rahmen in einem diskontinuierlichen Übertragungsmodus übertragen wird; Mittel, die auf die Mittel zum Bestimmen ansprechen, zum Senden eines Überwachungsrahmens; und Mittel zum Erzeugen des Überwachungsrahmens, wobei der Überwachungsrahmen vordefinierte Bits enthält, die einer Mobilstation bekannt sind, und die mit einer niedrigsten Datenrate übertragen werden, die zwischen einer Basisstation und einer Mobilstation ausgehandelt wird.
Basisstation nach Anspruch 16, die Folgendes aufweist: einen Timer (134), der ein Timingsignal sendet; einen Steuerprozessor (132), der mit dem Timer gekoppelt ist, wobei der Steuerprozessor, wenn er das Timingsignal empfängt bestimmt, ob es eine zu übertragende Nachricht gibt, und wenn dies nicht der Fall ist, ein Signal ausschickt, das dies anzeigt; einen Nachrichtengenerator (100), der mit dem Steuerprozessor gekoppelt ist, wobei der Nachrichtengenerator einen Überwachungsrahmen erzeugt, wenn er das Signal empfängt; und einen Sender (118), der mit dem Nachrichtengenerator gekoppelt ist, wobei der Sender den Überwachungsrahmen überträgt.
Basisstation nach, Anspruch 17, die ferner Folgendes aufweist: einen Empfänger (124), der ein Rückwärtsverbindungssignal (Revers Link Signal) abwärts umsetzt bzw. nach unten konvertiert, verstärkt und filtert; einen Demodulator (126), der mit dem Empfänger gekoppelt ist, wobei der Demodulator das Rückwärtsverbindungssignal demoduliert, um dadurch demodulierte Symbole der Anfragenachricht zu erzeugen; einen Decoder (128), der mit dem Demodulator gekoppelt ist, der die demodulierten Symbole decodiert; und einen Nachrichtengenerator (100), der eine Nachricht für die Übertragung erzeugt, wenn er das Anfragesignal empfängt, wobei die Nachricht eine Bestätigung des Empfangs der angesagten Nachricht ist, wobei der Steuerprozessor mit dem Decodierer gekoppelt ist, und der Steuerprozessor bestimmt, ob sich eine Nachricht für die Übertragung auf einem Kanal in der Warteschlange befindet, und wenn dies nicht der Fall ist, die Bestätigungsnachricht schickt.
Basisstation nach Anspruch 17, wobei der Steuerprozessor für den Empfang einer Nachricht von einer entfernten Station geeignet ist, wobei die Nachricht anzeigt, dass eine Anzahl aufeinander folgender leerer Rahmen einen Schwellenwert übersteigt.
Basisstation nach Anspruch 17, die Folgendes aufweist: einen Empfänger, der in der Lage ist, eine Nachricht von einer entfernten Station zu empfangen, wobei die Nachricht anzeigt, dass eine Anzahl leerer Rahmen innerhalb eines ersten Intervalls einen Schwellenwert übersteigt.