DE60036708T2 - Verfahren und anordnung für die verwendung von rahmenenergie zur verbesserung der bestimmung der übertragungsrate - Google Patents

Verfahren und anordnung für die verwendung von rahmenenergie zur verbesserung der bestimmung der übertragungsrate Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • I. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Feld von Drahtlos-Kommunikationen und im Speziellen auf das Bestimmen von Sende- oder Empfangsdatenraten.
  • II. Hintergrund
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Vorherige Ratenbestimmungsmethoden haben die Verwendung von zyklischen Redundanzprüfungsbits (CRC = Cyclic Redundancy Check); neu codierte Symbolfehlerzähler; und Yamamoto Qualitätsbits, entweder allein oder in Kombination beinhaltet.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 stellt ein Funktelefon-Kommunikationssystem dar, in dem ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sich befindet und operiert.
  • 2 stellt einen Mobilstationssender- und Basisstationsempfänger-Rückwärtsverbindungsblockdiagramme dar, und zwar von einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 3 stellt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dar.
  • 4 stellt eine Darstellung der Rahmenenergie bei verschiedenen Rahmenraten in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • In 1 entsprechen die Linien 120a120b und 122a122b 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 124a124b und 126a126b Kommunikation zwischen Zellstandort 114 und Mobilein heiten 118 bzw. 116. Zellstandorte 112 und 114 senden nominal unter Verwendung der gleichen Leistung.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Zuweisen der Orthogonal-Walsh-Funktionen an eine Teilnehmer-zu-Zellen-Verbindung.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Optional kann das bevorzugte Ausführungsbeispiel rückwärts kompatibel mit den IS-95 Serien von verwandten Standards sein, muss es aber nicht.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (16)

  1. Ein System zum Bestimmen einer empfangenen bzw. Empfangsdatenrate aus einer Vielzahl von Übertragungs- bzw. Sendedatenraten in einem Funktelefonsystem, wobei das System Folgendes aufweist: Mittel (154) zum Akkumulieren eines empfangenen Signals, um eine Vielzahl von akkumulierten Signalen zu bilden; und Mittel (256) zum Vergleichen der akkumulierten Signale mit vorbestimmten Referenzpegeln und zum Generieren eines zweiten Signals anzeigend für eine der Übertragungsdatenraten, gekennzeichnet dadurch, dass: jedes der akkumulierten Signale eine der Übertragungsdatenraten repräsentiert; wobei ein jedes der akkumulierten Signale die Summe einer maximalen Korrelationsenergie ist, die über Leistungssteuerungsgruppen akkumuliert wird, die für die Übertragungsdatenraten, die geringer sind als die repräsentierten Übertragungsdatenraten, nicht wertig sind.
  2. System nach Anspruch 1, wobei die Mittel (254) zum Akkumulieren einen Korrelator (254) aufweisen; wobei das empfangene Signal repräsentativ ist für empfangene Energiepegel; und die Mittel (256) zum Vergleichen einen Vergleicher (256) aufweisen.
  3. System nach Anspruch 2, das weiterhin Folgendes aufweist: einen Pseudo-Rausch-Entspreizer (252) zum Entspreizen des empfangenen Signals.
  4. System nach Anspruch 3, das weiterhin Folgendes aufweist: einen Decodierer (264) zum Decodieren des empfangenen Signals mit einer Datenrate, basierend auf dem zweiten Signal.
  5. System nach Anspruch 3, wobei der Vergleicher (256) das zweite Signal generiert, basierend auf einer vorbestimmten Zahl von pseudo zufallsmäßig beabstandeten diskreten Teilen eines Rahmens innerhalb des empfangenen Signals.
  6. System nach Anspruch 1, das weiterhin Folgendes aufweist: Mittel zum Empfangen des Signals, wobei die Mittel (256) zum Vergleichen angepasst sind zum Vergleichen eines jeden der akkumulierten Signale mit einem Schwellenwert aus einer Vielzahl von vorbestimmten Schwellenwerten, um ein Vergleichsergebnis zu bilden und wobei die Mittel weiterhin Mittel aufweisen zum Bestimmen der Empfangsdatenrate basierend auf dem Vergleichsergebnis.
  7. System nach Anspruch 6, das weiterhin Folgendes aufweist: Mittel zum Empfangen eines Signals, das von einer Mobilstation (116, 118) gesendet wird.
  8. System nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Übertragungsdatenraten eine der Folgenden sind: Voll-, Halb-, Viertel- oder Achtel-Rate.
  9. System nach Anspruch 8, wobei das Funktelefonsystem einen Code-Multiplex-Vielfachzugriffsempfänger beinhaltet.
  10. System nach Anspruch 9, das weiterhin einen RAKE-Empfänger beinhaltet.
  11. Ein Verfahren zum Bestimmen einer empfangenen bzw. Empfangsdatenrate aus einer Vielzahl von Übertragungsdatenraten in einem Funktelefonsystem, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Empfangen eines Signals; b) Akkumulieren (254) des empfangenen Signals um eine Vielzahl von akkumulierten Signalen zu bilden, wobei jedes der akkumulierten Signale eine der Übertragungsdatenraten repräsentiert; c) Vergleichen (256) eines jeden der akkumulierten Signale mit einem Schwellenwert bzw. einer Schwelle einer Vielzahl von vorbestimmten Schwellenwerten, um ein Vergleichsergebnis zu bilden; und d) Bestimmen der Empfangsdatenrate, basierend auf dem Vergleichsergebnis, wobei jedes der akkumulierten Signale die Summe einer maximalen Korrelationsenergie ist, und zwar akkumuliert über Leistungssteuerungsgruppen, die für die Übertragungsdatenraten, die geringer sind als die repräsentierte Übertragungsdatenrate, nicht wertig sind.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt (a) weiterhin Folgendes aufweist: (a1) Empfangen eines Signals gesendet von einer Mobilstation (116, 118).
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt (a) weiterhin Folgendes aufweist: (a2) Empfangen des Signals mit einer vorbestimmten Datenrate.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die vorbestimmten Schwellenwerte abhängig sind von den Leistungssteuerungsgruppen, die über einen Rahmen gesendet werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die vorbestimmten Schwellen bzw. Schwellenwerte auf den Übertragungsdatenraten basieren.
  16. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Übertragungsdatenraten Vollraten-, Halbraten-, Viertelraten- und Achtelraten-Datenraten beinhalten.
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