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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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I. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Feld von
Drahtlos-Kommunikationen und im Speziellen auf das Bestimmen von Sende-
oder Empfangsdatenraten.
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II. Hintergrund
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Das
Gebiet der Drahtlos-Kommunikationen hat viele Anwendungen einschließlich z.
B. Drahtlostelefone, Paging bzw. Funkruf, drahtlose Teilnehmeranschlussleitung
bzw. Wireless-Local-Loop und Satelliten-Kommunikationssysteme. Eine besonders wichtige
Anwendung sind Zellulartelefonsysteme für Mobilteilnehmer. Verschiedene Über-die-Luft-Schnittstellen
wurden für
solche Zellulartelefonsysteme entwickelt, einschließlich z.
B. Frequenzmultiplex-Vielfachzugriff (FDMA = frequency division
multiple access), Zeitmultiplex-Vielfachzugriff (TDMA = time division
multiple access) und Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA = code
division multiple access). In Verbindung damit wurden verschiedene
nationale und internationale Standards aufgebaut, einschließlich z.
B. Advanced Mobile Phone Service (AMPS), Global System for Mobile
(GSM) und TIA-EIA-95. Insbesondere TIA-EIA-95 und seine Derivative,
IS-95A, IS-95B, ANSI J-STD-008 und kommende Derivative und Verbesserungen
etc. (hierin oft zusammengenommen als IS-95 bezeichnet), werden
von der Telecommunication Industry Association (TIA) und von anderen
bekannten Standardkörperschaften
vorangetrieben.
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Zellulartelefonsysteme,
die gemäß der Verwendung
von IS-95 Standard konfiguriert sind, werden CDMA-Signalverarbeitungstechniken
an, um hocheffizienten und robusten Zellulartelefondienst vorzusehen.
Ein beispielhaftes Zellulartelefonsystem, das im Wesentlichen gemäß der Verwendung des
IS-95 Standards konfiguriert ist, ist im
US-Patent Nr. 5,103,459 beschrieben,
das dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung zugeordnet ist.
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Das
zuvor genannte Patent stellt Sende- oder Vorwärtsverbindungs-Signalverarbeitung
in einer CDMA-Basisstation dar. Beispielhafte Empfangs- oder Rückwärtsverbindungs-Signalverarbeitung
in einer CDMA-Basisstation ist im
US-Patent
Nr. 6,639,906 beschrieben, mit dem Titel „MULTICHANNEL
DEMODULATOR", das
dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung zugeordnet ist.
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In
CDMA-Systemen ist Über-die-Luft-Leistungssteuerung
ein sehr wichtiges Thema. Ein beispielhaftes Verfahren zur Leistungssteuerung
in einem CDMA-System ist im
US-Patent
Nr. 5,056,109 beschrieben, das dem Rechtsnachfolger der
vorliegenden Erfindung zugeordnet ist.
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Ein
primärer
Vorteil der Verwendung einer CDMA-Über-die-Luft-Schnittstelle ist,
dass Kommunikationen über
das gleiche HF-Band durchgeführt werden.
Jede Mobilteilnehmereinheit (typischerweise ein Zellulartelefon)
in einem gegebenen Zellulartelefonsystem kann z. B. mit der gleichen
Basisstation durch Senden eines Rückwärtsverbindungssignals über das
gleiche 1,25 MHz HF-Spektrum kommunizieren. Auf ähnliche Weise kann jede Basisstation
in einem solchen System mit Mobileinheiten kommunizieren, und zwar
durch Senden eines Vorwärtsverbindungssignals über ein
anderes 1,25 MHz HF-Spektrum. Es sei angemerkt, dass während 1,25 MHz
eine bevorzugte CDMA-Kanalbandbreite ist, muss die CDMA-Kanalbandbreite
nicht auf 1,25 MHz begrenzt sein, und könnte stattdessen jede andere Zahl,
wie z. B. 5 MHz sein.
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Das
Senden von Signalen über
das gleiche HF-Spektrum sieht verschiedene Vorteile vor, einschließlich z.
B. eine Erhöhung
in der Frequenzwiederbenutzung eines Zellulartelefonsystems und
die Möglichkeit
Soft-Handoff zwischen zwei oder mehreren Basisstationen durchzuführen. Erhöhte Frequenzwiederbenutzung
ermöglicht
eine größere Anzahl von
Anrufen, die über
einen gegebenen Spektrumsbetrag durchgeführt werden sollen. Soft-Handoff
ist ein robustes Verfahren zum Überwechseln
einer Mobileinheit von dem Abdeckungsbereich von zwei oder mehr
Basisstationen, was gleichzeitiges Ver binden mit zwei Basisstationen
involviert (demgegenüber
involviert Hard-Handoff
das Beenden der Schnittstelle mit einer ersten Basisstation vor
dem Aufbauen der Schnittstelle mit einer zweiten Basisstation).
Ein beispielhaftes Verfahren zum Durchführen von Soft-Handoff ist im
US-Patent Nr. 5,267,261 beschrieben,
das dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung zugeordnet ist.
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In
konventionellen Zellulartelefonsystemen kommunizieren ein öffentliches
Telefonvermittlungsnetzwerk (PSTN = public switched Telephone network)
(typischerweise eine Telefonfirma) und eine Mobilvermittlungszentrale
(MSC = mobile switching center) mit einem oder mehreren Basisstationscontrollern
(BSCs = base station controllers) über standardisierte E1- und/oder
T1-Telefonleitungen (nachstehend als E1/T1-Leitungen bezeichnet).
Die BSCs kommunizieren mit Basisstationstransceiver-Untersystemen
(BTSs = base station transceiver subsystems) (ebenso bezeichnet
als entweder Basisstationen oder Zellstandorte), und miteinander über einen Backhaul,
der E1/T1-Leitungen aufweist. Die BTSs kommunizieren mit Mobileinheiten
(d. h. Zellulartelefonen) über
HF-Signale, die über
die Luft gesendet werden.
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In
konventionellen Systemen sind Basisstationen oder Zellstandorte
konfiguriert, um über
eine Über-die-Luft-Schnittstelle
mit verschiedenen Mobileinheiten zu kommunizieren. In CDMA-Zellularsystemen
sind die Basisstationen (manchmal hierin als Basisstationstransceiver-Untersysteme
(BTSs) bezeichnet) oft in Sektoren segmentiert, wie durch die Richtantennen
definiert, um die Kapazität
der Zelle zu erhöhen.
Die Sektoren selbst können
als Zellstandorte bezeichnet werden. Konventionelle Basisstationsarchitekturen
wenden typischerweise drei solche Sektoren an, wobei sich die radialen
Richtungen, in die jede Sektorantenne zeigt, um 120 Grad unterscheiden.
Jeder Sektor in einem CDMA-System funktioniert für Netzwerkzwecke als eine unabhängige Basisstation.
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Vorherige
CDMA-basierte Systeme haben Variabel-Ratenvocoder in einer Sendeeinheit
benutzt. Die Einheiten sind zum Senden bei einer von mehreren vorbestimmten
Rahmenraten in der Lage. Der beabsichtigte Empfänger in diesen Systemen muss
bestimmen, welche der möglichen
Rahmenraten gesendet worden ist. Die Ratenentscheidung wird durch
den Blindraten-Bestimmungsalgorithmus (RDA
= rate determination algorithm), der innerhalb des Empfänger implementiert
ist, bestimmt, der jeden Rahmen basierend auf mehreren Rahmenparametern
klassifiziert. Die Ausgabe der Raten-Bestimmungsoperation ist eine Anzeige
für die
wahrscheinlich gesendete Rahmenrate entlang mit einer Anzeige, ob
ein Fehler innerhalb des empfangenen Rahmens vorliegt oder nicht.
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Vorherige
Ratenbestimmungsmethoden haben die Verwendung von zyklischen Redundanzprüfungsbits
(CRC = Cyclic Redundancy Check); neu codierte Symbolfehlerzähler; und
Yamamoto Qualitätsbits,
entweder allein oder in Kombination beinhaltet.
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Typischerweise
werden alle Rahmenraten decodiert bevor die Entscheidung getroffen
wird, welche Rate eigentlich gesendet worden ist. Diese Brute-Force-Methode
wendet knappe Ressourcen auf eine nicht optimale Art und Weise an.
Vorherige Methoden hatten ebenso Performanceprobleme.
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WO-A-97/05717 beschreibt
die Bestimmung einer Rate in einem Variabel-Ratenkommunikationssystem
durch Berechnen von Metriken, basierend auf der Symbolenergie über einen
Verkehrskanalrahmen und durch Auswählen einer optimalen Rate,
basierend auf diesen Metriken. Die Metriken werden durch selektives
Akkumulieren der Symbolenergie, ansprechend auf Präsenz von
Leistungssteuerungsgruppen innerhalb des Verkehrskanalrahmens kalkuliert,
wie bestimmt durch eine Leistungssteuerungs-Gruppenauswahlvorrichtung.
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GB-A-2 301 999 beschreibt
die Bestimmung der Datenrate eines empfangenen Signals, das mit einer
aus einer Vielzahl von Datenraten gesendet wurde. Das Signal wird
mit einer Decodierungsrate decodiert, und evaluiert ob die Decodierungsrate
korrekt ist. Die Evaluierung kann durch Messen der Durchschnittsleistung,
Leistungsspektraldichte eines Rauschsignals oder mit dem Signal-zu-Rausch-Verhältnis durchgeführt werden.
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US-Patent Nr. 5,671,255 beschreibt
einen Empfänger,
der Parameter benutzt, um eine von einer Vielzahl von Codierungsraten
zu bestimmen, in dem Benutzerinformationen gesendet werden. Der Empfänger kombiniert
diese Parameter, um eine Entscheidungsstatistik zu bilden, die benutzt
wird, um die Codierungsrate zu bestimmen.
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Was
benötigt
wird, ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum optimalen Bestimmen
der Rahmenrate beim Empfangsende eines gesendeten Signals und um
die Performance der Ratenentscheidungsmethodik zu verbessern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist auf ein System und ein Verfahren zum Bestimmen
einer Empfangsdatenrate in einem Funktelefonsystem gerichtet. Die Vorrichtung
beinhaltet einen Korrelator zum akkumulieren eines empfangenen Signals
als Darstellung für den
empfangenen Energiepegel, um ein akkumuliertes Signal zu bilden.
Zusätzlich
beinhaltet ist ein Vergleicher zum Vergleichen eines akkumulierten
Signals mit einem vorbestimmten Referenzpegel, und Generieren eines
zweiten Signals als Anzeige für eine
bestimmte Datenrate, wobei die Datenrate entweder Voll-, Halb-,
Viertel- oder Achtelrate ist, und als Anzeige für den empfangenen Energiepegel
gilt.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Bestimmen einer Datenrate in
einem Funktelefonsystem mit den Schritten des Empfangen eines Signals,
Empfangen eines Signals, das von einer Mobilstation mit einer vorbestimmten Datenrate
gesendet wurde, Kombinieren des empfangenen Signals in einem RAKE-Empfänger in
ein summiertes Signal und anschließendes Vergleichen des summierten
Signals mit einer vorbe stimmten Schwelle, um ein Vergleichsergebnis
zu bilden. Die wahrscheinlichste Datenrate basiert dann auf dem Vergleichsergebnis.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein System und ein Verfahren zum Bestimmen einer
Datenrate in einem Funktelefonsystem, wie dargelegt in den Ansprüchen 1 bzw.
11, vorgesehen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 stellt
ein Funktelefon-Kommunikationssystem dar, in dem ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung sich befindet und operiert.
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2 stellt
einen Mobilstationssender- und Basisstationsempfänger-Rückwärtsverbindungsblockdiagramme
dar, und zwar von einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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3 stellt
ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung dar.
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4 stellt
eine Darstellung der Rahmenenergie bei verschiedenen Rahmenraten
in einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dar.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Verschiedene
Zellularsysteme für
Drahtlostelefonkommunikation wenden feste Basisstationen an, die
mit Mobileinheiten über
eine Über-die-Luft-Schnittstelle kommunizieren.
Solche Zellularsysteme beinhalten z. B. AMPS (analog), IS-54 (North
American TDMA), GSM (Global System for Mobile communications TDMA)
und IS-95 (CDMA). In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Zellularsystem
ein CDMA-System. Der Ausdruck zellular umfasst jedes Drahtlossystem,
das Zellular, Personal Communication Services (PCS), Drahtlos-Lokalschleife
(WLL = Wireless Local Loop) und dergleichen beinhalten kann.
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Bezüglich 1 beinhaltet
der Systemcontroller und Schalter 110, der ebenso als eine
Mobiltelefonvermittlungsstelle (MTSO = mobile telephone switching
office) bezeichnet wird, typischerweise Schnittstellen- und Verarbeitungsschaltung
zum Vorsehen von Systemsteuerung für die Zellstandorte. Controller 110 steuert
ebenso das Lenken der Telefonanrufe von einem öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerk
(PSTN = public switched Telephone network), einem geeigneten Zellstandort
zur Sendung zu einer geeigneten Mobil- oder Teilnehmereinheit. Controller 110 steuert
ebenso das Lenken der Anrufe von den mobilen oder entfernten Teilnehmereinheiten,
unter Verwendung von wenigstens einem Zellstandort, zum PSTN. Controller 110 kann
Anrufe zwischen Teilnehmerbenutzern verknüpfen oder verbinden, und zwar
unter Verwendung der geeigneten Basisstationen, da die Teilnehmereinheiten
normalerweise nicht direkt miteinander kommunizieren.
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Controller 110 kann
an die Zellstandorte durch verschiedene Mittel gekoppelt sein, wie
z. B. dedizierte Telefonleitungen, optische Fiberverbindungen oder
Mikrowellen-Kommunikationsverbindungen. In 1 sind zwei
solcher beispielhafter Zellstandorte 112 und 114 mit
Mobileinheiten 116 und 118 gezeigt, wobei jede
Mobileinheit ein Zellulartelefon beinhaltet. Exemplarische Zellstandorte 112 und 114 werden,
wie hierin diskutiert und wie in den Zeichnungen dargestellt, betrachtet,
und zwar als dienstversorgend für
eine gesamte Zelle. Es sei jedoch angemerkt, dass eine Zelle geografisch
in Sektoren eingeteilt sein kann, wobei jeder Sektor für einen
unterschiedlichen Abdeckungsbereich den Dienst liefert. Demgemäß werden
Handoffs im Allgemeinen zwischen Sektoren innerhalb einer Zelle durchgeführt, während die
Diversity ebenso zwischen Sektoren erreicht werden kann, wie es
zwischen Zellen gemacht wird.
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In 1 entsprechen
die Linien 120a–120b und 122a–122b mit
ihren entsprechenden Pfeilköpfen,
der Signalsendung, die Datensendung über verschiedene Verkehrskanäle beinhaltet,
zwischen Zellstandort 112 und Mobileinheiten 116 bzw. 118.
Auf ähnliche
Weise repräsentieren
die Linien 124a–124b und 126a–126b Kommunikation
zwischen Zellstandort 114 und Mobilein heiten 118 bzw. 116.
Zellstandorte 112 und 114 senden nominal unter
Verwendung der gleichen Leistung.
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Die
Abdeckung der Zellstandort-Dienstbereiche oder Zellen ist entwickelt
oder ausgelegt in geografischen Formen, so dass die Mobileinheiten
normalerweise am Nächsten
zu einem Zellstandort sein werden, und innerhalb nur eines Sektors,
wenn eine Zelle in Sektoren eingeteilt ist. Wenn die Mobileinheit sich
im Leerlauf befindet, d. h. keine Anrufe stattfinden, überwacht
die Mobileinheit ständig
die Pilotsignalsendungen von jedem naheliegenden Zellstandort und,
wenn anwendbar, von einem einzelnen Zellstandort, wenn die Zelle
sektorisiert ist. Die Mobileinheit 116 kann bestimmen,
in welcher Zelle sie ist, und zwar durch Vergleichen der Signalstärke der
Pilotsignale, die von den Zellstandorten 112 und 114 gesendet
wurden.
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In
dem Beispiel, das in 1 dargestellt ist, kann die
Mobileinheit 116 als die am nächsten liegende zum Zellstandort 112 betrachtet
werden. Wenn Mobileinheit 116 einen Anruf initiiert, wird
eine Steuerungsnachricht zum nächstliegenden
Zellstandort, hier Zellstandort 112, gesendet. Zellstandort 112 transferiert
beim Empfangen der Anrufsanfragenachricht die angerufene Nummer
zum Systemcontroller 110. Der Systemcontroller 110 verknüpft anschließend den
Anruf über
das PSTN zum beabsichtigten Empfänger.
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Sollte
ein Anruf innerhalb des PSTN initiiert werden, sendet Controller 110 die
Anrufsinformation zu allen Zellstandorten in dem Bereich. Die Zellstandorte
senden wiederum eine Paging- bzw. Funkruf-Nachricht innerhalb jedes
entsprechenden Abdeckungsbereiches, der für den anrufenden Empfangsmobilbenutzer
beabsichtigt ist. Wenn die beabsichtigte Empfangsmobileinheit „hört" oder die Page-Nachricht
empfängt,
antwortet sie mit einer Steuerungsnachricht, die zum nächsten Zellstandort
gesendet wird. Diese Steuerungsnachricht signalisiert dem Systemcontroller,
dass dieser bestimmte Zellstandort in Kommunikation mit der gepageden
Mobileinheit steht. Controller 110 lenkt anschließend den
Anruf über
diesen Zellstandort zu der Mobileinheit. Sollte die Mobileinheit 116 sich
aus dem Abdeckungsbereich des ur sprünglichen Zellstandortes 112 bewegen,
wird ein Versuch durchgeführt,
um den Anruf weiterzuführen,
und zwar durch Lenken des Anrufs über einen anderen Zellstandort.
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In
dem beispielhaften System der 1 sind die
Orthogonal-Walsh-Funktionen
Benutzerkanälen auf
der Zellen-zu-Teilnehmer-Verbindung zugeordnet. In dem Fall von
Sprachkanälen
wird der digitale Symbolstrom für
jedes Sprachsignal mit seiner zugeordneten Walsh-Sequenz multipliziert.
Der walsh-codierte Symbolstrom für
jeden Sprachkanal wird anschließend
mit der äußeren PN-codierten
Wellenform multipliziert. Die resultierenden Spreizsymbolströme werden
anschließend
zusammenaddiert, um eine gemischte Wellenform zu bilden.
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Ein
anderes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Zuweisen der Orthogonal-Walsh-Funktionen
an eine Teilnehmer-zu-Zellen-Verbindung.
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Die
resultierende gemischte Wellenform wird anschließend auf einen sinusförmigen Träger bzw. Carrier
moduliert, bandpassgefiltert, übersetzt
auf die gewünschte
Betriebsfrequenz, verstärkt
und ausgestrahlt vom Antennensystem. Alternative Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung können die
Reihenfolge von einigen der Operationen, die soeben beschrieben
wurden, auswechseln, und zwar zum Bilden des vom Zellstandort gesendeten
Signals. Zum Beispiel kann es vorgezogen sein, jeden Sprachkanal
mit der äußeren PN-codierten
Wellenform zu multiplizieren und die Filteroperation vor der Summierung
von allen Kanalsignalen durchzuführen, die
von der Antenne ausgestrahlt werden sollen. Es ist auf dem Fachgebiet
bekannt, dass die Reihenfolge der linearen Operationen ausgewechselt
werden kann, um verschiedene Implementierungsvorteile und verschiedene
Designs zu erhalten bzw. zu erlangen.
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Das
Wellenformdesign des bevorzugten Ausführungsbeispiels für zellularen
Dienst benutzt den Pilotträgeransatz
für die
Zellen-zu-Teilnehmer- Verbindung,
wie in dem
US-Patent mit der
Nr. 4,901,307 beschrieben. Alle Zellen senden einen Pilotträger unter
Verwendung der gleichen 32,768-Längensequenz,
aber mit unterschiedlichen Zeit- bzw. Timing-Offsets, um gegenseitige
Interferenz zu vermeiden.
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Wie
nachstehend detaillierter beschrieben, wird der Symbolstrom für einen
bestimmten Zellularbenutzer in einer ersten Exklusiv-Oder-Operation
mit der Walsh-Sequenz, die diesem Benutzer zugeordnet ist, kombiniert.
Die Walsh-Funktion ist typischerweise getaktet bei einer Rate von
1,2288 MHz, 3,6864 MHz oder 4,096 MHz, während ein exemplarisches Variabel-Daten-Ratensystem einschließlich Sprache,
Fax und Hoch-/Niedrig-Geschwindigkeitsdatenkanäle, die
Informationssymbolrate von ungefähr
75 Hz bis 76,800 Hz variieren kann. Die resultierende codierte Wellenform
wird in einer zweiten Exklusiv-Oder-Operation mit einer binären PN-Sequenz,
die ebenso mit 1,2288 MHz getaktet ist, kombiniert. Ein anderes
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Taktsequenz in dem Bereich
von 3 bis 5 MHz oder höher.
Insbesondere beinhaltet ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel die Raten von
3,6864 MHz und 4,096 MHz. Eine identische binäre PN-Sequenz wird benutzt,
um jeden Teilnehmerkanal innerhalb eines bestimmten Sektors des
Abdeckungsbereichs des zellularen Systems zu codieren. Als Folge
der Orthogonalität
der Walsh-Codierungssequenzen kann jede Sequenz benutzt werden,
um Benutzerdaten auf einem einzelnen HF-Kanal zu verarbeiten, der mit solch
einem Sektor assoziiert ist, und zwar ohne Induzieren von Interferenz
unter den Benutzern innerhalb des Sektors.
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Vor
der Anwendung der Walsh-Codierung können die Signale, die von jedem
Kanal getragen werden bzw. übertragen
werden, ebenso faltungscodiert (convolutional encoding) werden,
mit Wiederholung und verschachtelt werden, um Fehlerdetektion- und
Korrekturfunktionen vorzusehen, die dem System ermöglichen,
mit einem viel niedrigeren Signal-zu-Rausch- und Interferenz-Verhältnis zu
operieren. Techniken für
Faltungscodierung, Wiederholung und Verschachtelung sind auf dem
Fachgebiet bekannt. Die resultierenden Signale werden anschließend allgemein
auf einen HF-Träger
moduliert und mit dem Pilot und Einrichtungs- bzw. Setup-Träger, zusammen
mit anderen Sprachträgern,
summiert. Summierung kann bei mehreren unterschiedlichen Punkten
in der Verarbeitung durchgeführt
werden, wie z. B. bei der IF-Frequenz,
oder bei der Basisband-Frequenz, entweder vor oder nach der Multiplizierung
mit der PN-Sequenz, die mit den Kanälen innerhalb einer bestimmten
Zelle assoziiert ist.
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Optional
kann das bevorzugte Ausführungsbeispiel
rückwärts kompatibel
mit den IS-95 Serien von verwandten Standards sein, muss es aber
nicht.
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Nun
zu 2, wo Rückwärtsverbindungs-Mobilstationssender-
und Basisstations-Empfängersektionen
dargestellt sind. Mobilstationssendung 200 (TX = Sendung
bzw. Transmission) beginnt mit der Generierung von Informationsbits 202.
Diese Informationsbits 202 können die Ausgabe von einem Sprachcodierer
bzw. Vocoder (nicht gezeigt) repräsentieren, wo Sprache in ein
digitales Format übersetzt
wurde oder alternativ als Digitaldaten anfangs ausgegeben werden
kann. Für
die Zwecke der Erfindung ist die Quelle der Informationsbits 202 irrelevant.
Informationsbits 202 werden zum Faltungscodierer 204 gesendet,
wo Redundanz für
die Vorwärtsfehlerkorrektur
hinzuaddiert wird. Die resultierenden Codesymbole werden anschließend verschachtelt
im Verschachteler bzw. Interleaver 206 auf einer Zeit-Diversity-Basis
und zum Modulator 208 gesendet. Modulator 208 expandiert
die verschachtelten Symbole in eine orthogonale 64-stufige Walsh-Codesequenz nach
dem IS-95 (oder verwandten) Standard. Die resultierenden Walsh-Symbole
werden anschließend gespreizt,
und zwar mit der geeigneten Rate.
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In
dem Basisstationsempfänger 250 (RX
= Empfänger
bzw. Receiver) wird das Signal, das von dem Mobilstationssender 200 gesendet
wurde, beim Entspreizer 252 empfangen. Das empfangene Signal wird
entspreizt und zum Walsh-Korrelierer 254 gesendet, wo eine
Hadamard-Transformation (HAT = Hadamard Transform) auf dem empfangenen
Signal durchgeführt
wird. Das empfangene Signal wird in 64 Walsh-Korrelierungsenergie-Bins
platziert, wo die Korrelationsenergien berechnet werden und mit
einem vorbestimmten Pegel im Vergleicher 256 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verglichen werden, die nachstehend detaillierter
mit Bezug auf 3 erklärt werden wird. Das empfangene
Symbol wird benutzt, um 6 Weich-Entscheidungen
in den Elementen 258, 260 zu generieren. Das empfangene
Signal wird anschließend
endverschachtelt im Endverschachteler 262 und im Decodierer 264 gemäß dem IS-95
Standard decodiert.
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Der
Prozess zur Evaluierung der empfangenen Energie involviert das Summieren
der Energie der maximalen Walsh-Korrelierungsenergie (Walsh-Energien) unter all
den empfangenen Fingern des empfangenen Signals, wobei jeder Finger
einen unterschiedlichen Multi-Pfadempfang des gleichen gesendeten
Signals in einem RAKE- oder anderem geeigneten Empfänger repräsentiert.
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Bezüglich 3 beinhaltet
die Methode 300 den Vergleichsschritt 305. Die
Vollratenenergie (FR_NRG) wird mit der vorbestimmten Schwelle FR_THR
verglichen. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel
zum Berechnen der Rahmenenergie ist die maximalen Hadamard-Transformations-(HT)-Korrelationsenergien über einen
gesamten Rahmen zu summieren (oder einen Zielteil davon abhängig von den
aktuellen Ratenhypothesen). Die Schwelle ist variabel, basierend
auf den Performanceanforderungen des Ratenentscheidungsalgorithmus,
der von der Anwendung (Sprache, Daten etc.) abhängig sein kann. Wenn FR_NRG
die FR_THR-Schwelle überschreitet,
dann wird im Schritt 310 die Voll-Rate angezeigt. Im Schritt 315,
wenn die Voll-Rate nicht vorliegt, dann wird ein Test für die Halb-Rate
durchgeführt.
Wenn der empfangene Pegel über
die Hälfte des
Rahmens HR_NRG, der die Halb-Ratenenergie enthält, die
HR_THR-Schwelle überschreitet,
dann wird im Schritt 320 Halb-Rate angezeigt. Wenn weder
Halb- oder Voll-Raten angezeigt wurden, dann fährt die Steuerung fort im Schritt 325.
Wenn die gemessene Energie QR_NRG über ein Viertel des Rahmens
eine QR_THR-Schwelle überschreitet,
dann wird eine Viertel-Rate im Schritt 330 bestimmt. Im Schritt 335,
wenn eine Rate noch bestimmt werden muss, dann wird eine Achtel-Rate
angenommen.
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Somit
ist zusammenfassend FR_NRG die Summe der maximalen Walsh-Korrelationsenergie über die
voll-raten-wertigen Leistungssteuerungsgruppen (PCGs = Power Control
Groups), die nicht für
irgendeine der niedrigeren Raten (halb-, viertel- und achtel-)wertig
sind. Auf ähnliche
Weise ist HR_NRG die Summe der maximalen Walsh-Korrelationsenergie über die
halb-raten-wertigen PCGs, die für
irgendeine der niedrigen Raten (viertel- und achtel-)nichtwertig
sind. Ähnliche
Methodik wird für
die QR_NRG- und ER_RG-Ausdrücke,
wenn notwendig, wiederholt.
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Bezugnehmend
auf 4 wird eine pictografische Darstellung der Energieakkumulation
während
eines Rahmens abgebildet. Der Einfachheit der Darstellung halber
sind kontinuierliche Energiebänder
gezeigt, so dass die Differenzierung zwischen Raten leicht gezeigt
werden kann. Bis zu 16 diskrete Energiebänder, bekannt als Leistungssteuerungsgruppen
(PCGs) sind pseudo-zufällig
durchgehend in einem Rahmen gemäß dem IS-95
Standard beabstandet. Die Voll-Ratenenergie besetzt den gesamten
Rahmen, wie in dem Balken 410 dargestellt. Der Balken 420 bildet
die Halb-Ratenenergieakkumulierung
als nur die Hälfte
des Rahmens besetzend dar, während
der Viertel-Ratenbalken 430 und Achtel-Ratenbalken 440 ähnlich dargestellt
sind.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendet das Merkmal des Verwendens des Teiles des
Rahmens, das Energie nur für
diese Rate und für
höhere
Raten enthält.
Bezüglich
Balken 410 wird z. B. die rechte Hälfte des Balkens 412 nach Energie
untersucht. Wenn die Energie, die den vorbestimmten Pegel überschreitet,
gefunden wird, dann kann es leicht aus der 4 gesehen
werden, dass eine Voll-Rate wahrscheinlich gesendet wurde. Das Anwenden
der obigen Methodik auf dem Balken 420, angenommen dass
die Voll-Rate nicht bestimmt wurde, wird anschließend der
Teil 422 des Balkens 420 untersucht. Wenn die
Energie, die einen vorbestimmten Pe gel überschreitet gefunden ist,
dann ist eine Halb-Ratenbestimmung sehr wahrscheinlich. Nochmals
bezüglich
des Balkens 430, wenn der Teil 432 des Balkens 430 nachfolgend
untersucht wird, und zwar nachdem die Voll- und Halb-Ratenmessungen
bestimmt wurden, nicht vorzulegen, dann wird eine Viertel-Ratenbestimmung
durchgeführt.
Auf ähnliche
Weise, wenn weder Voll, Halb- oder Viertel-Ratenbestimmungen gemacht
wurden, dann wird eine Achtel-Ratenbestimmung durchgeführt.
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Die
Demodulationsmetrik der Rahmenenergie sieht zusätzliche Information zu den
traditionellen Decodermetriken vor, und hilft die Performance bei Methodiken
zu verbessern, die Rahmenenergieberechnungen nicht beinhalten. Rahmenenergiemetriken
können
z. B. benutzt werden, um eine auf Decodiermetrik basierende Methodik
in einem IS-95 CDMA-System zu verbessern. Eine Mobilstation benutzt Daten-Burst-Zufallsgenerierung
zur Sendung bei niedrigeren Raten. Jeder Rahmen ist in 16 gleichlange
Leistungssteuerungsgruppen (PCGs) geteilt. Die Voll-, Halb-, Viertel-
und Achtel-Ratenrahmen
werden unter Verwendung von 16, 8, 4 und 2 PCGs pro Rahmen entsprechend
gesendet. Die PCGs, die die Mobilstation sendet, werden wertige
PCGs genannt. Die Anwesenheit und/oder Abwesenheit der Energie in den
unterschiedlichen PCGs ist mit der gesendeten Rate korreliert.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird
die Rahmenenergie als die maximale Hadamard-Transformations-(HT)-Korrelationsenergie über die
wertigen PCGs genommen, die für
die niedrigeren Raten ebenso nicht wertig sind. Der erste Satz enthält die 8
PCGs, die nur benutzt werden, wenn ein Voll-Ratenrahmen gesendet
wird. Der zweite Satz enthält
die 4 PCGs, die benutzt werden, wann immer eine Voll-Rate oder eine
Halb-Rate gesendet wird. Der dritte Satz enthält die 2 PCGs, die benutzt werden,
wann immer ein Viertel-Raten oder höherratiger Rahmen gesendet
wird. Der letzte Satz beinhaltet die restlichen 2 PCGs, die immer
für alle
Raten gesendet werden.
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Somit
ist ein neues und verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum
Bestimmen einer empfangenen Datenrate beschrieben worden. Der Fachmann
wird verstehen, dass das spezifische Ausführungsbeispiel für ein CDMA-Drahtlos-Kommunikationssystem
gilt, aber ebenso für
jedes andere digitale (entweder CDMA oder TDMA) terrestrische oder
satellitenbasierte, feste oder mobildrahtlose (Sprache oder Daten
oder eine Kombination davon) System mit oder ohne eine verteilte
Architektur gelten könnte.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung wurden somit gezeigt und beschrieben.
Dem Fachmann ist jedoch ersichtlich, dass zahlreiche Änderungen
zu den Ausführungsbeispielen,
die hierin offenbart sind, gemacht werden können, und zwar ohne Verlassen
des Schutzumfangs der Erfindung. Deswegen soll die vorliegende Erfindung
nicht begrenzt werden, außer
gemäß den folgenden
Ansprüchen.