DE60118688T2

DE60118688T2 - Mehrträger CDMA mobile Kommunikationsanordnung mit kurzem und langem Kode

Info

Publication number: DE60118688T2
Application number: DE60118688T
Authority: DE
Inventors: Yukiko Yokohama-shi Hanada; Kenichi Yokosuka-shi HIGUCHI; Sadayuki Yokosuka-shi Abeta; Mamoru Yokohama-shi Sawahashi
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2000-11-06
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2021-11-07
Also published as: AU759458B2; KR100530782B1; DE60118688D1; SG151071A1; EP1204224A2; AU8923701A; CN1353515A; EP1204224B1; KR20020035454A; EP1204224A3; CA2361083A1; CA2361083C; US20020055357A1; US6980539B2; CN100477569C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mobiles Kommunikationssystems in einem Mehrträger CDMA(Code Division Multiple Access)-Schema.
BESCHREIBUNG VERWANDTEN STANDES DER TECHNIK
In "Forward Link Capacity Of Coherent DS-CDMA AND MC-CDMA Broadband Packet Wireless Access In A Multi-Cell Environment", VTC 2000-Fall, IEEE Boston, MA, 24–28.09.2000, Seiten 2213–2218, sind drahtlose Zugriffsschemata in einer Vorwärtsverbindung, die für eine drahtlose Breitbandpaketübertragung in einer Multizellumgebung geeignet sind, diskutiert. Weiterhin werden ein Einzelträger SC/DS-CDMA-Schema, ein Mehrfachträger MC/DS-CDMA-Schema und ein MC-CDMA-Schema hinsichtlich Paketfehlerratenleistung verglichen, unter Berücksichtigung der Auswirkung von Intrazellinterferenz und der Annahme der Verwendung von Zellortdiversität.
In "Fast Cell Search Algorithm In DS-CDMA Mobile Radio Using Long Spreading Codes", Vehicular Technology Conference, 1997, IEEE 47. Phoenix, AZ, USA, 4.–7. Mai 1997, New York, NY, USA, IEEE, U.S., 4. Mai 1997, Seiten 1430–1434, wird ein Zellsuchalgorithmus, basierend auf einer periodischen Maskierung von langen Spreizcodes vorgeschlagen, wobei der Steuerkanal durch eine Kombination von Zellseiten einmaligen langen Codes und kurzen Codes in alle Zellorte aufgespreizt wird.
Das CDMA-Schema, bei dem jede kommunizierende Partei unter Verwendung eines Spreizcodes, der jeder kommunizierenden Partei zugewiesen ist, identifiziert ist, und eine Mehrzahl von kommunizierenden Parteien Kommunikationen unter Verwendung des identischen Frequenzbandes ausführt, ist konventioneller Weise bekannt gewesen. Das Kommunikationsschema der nächsten Generation, das IMT-2000 genannt wird, nimmt ein Funkzugriffschema an, das Breitbanddirektspreizen (DS) CDMA-Schema genannt wird (das nachfolgend als W-CDMA-Schema bezeichnet wird), welches eine Spreizbandbreite von 5 MHz oder mehr verwendet.
Bei der Abwärtsstrecke dieses W-CDMA-Schemas wird jede kommunizierende Partei durch Verwendung eines kurzen Codes identifiziert, der eine Wiederholperiode gleich einer Datensymbolperiode aufweist, der ein Spreizcode ist, der jeder kommunizierenden Partei an einer Funkbasisstation zugewiesen ist. Andererseits identifiziert eine Funkmobilstation jede Funkbasisstation durch Verwendung eines langen Codes mit einer viel längeren Wiederholperiode im Vergleich zum kurzen Code.
Die 1 und 1B zeigen die konventionellen Spreizcodezuweisverfahren in der Abwärtsstrecke eines Interzellasynchronsystems beziehungsweise eines Interzellsynchronsystems. Wie in 1A gezeigt, nimmt das W-CDMA-Schema das Interzellasynchronsystem an, das kein externes System für den Zweck der Timing-Synchronisierung erfordert, in dem lange Codes #0, #1 und #2, die sich für unterschiedliche Funkbasisstationen unterscheiden, verwendet werden, um Funkbasisstationen entsprechender Zellen 104, 106 und 108 an einem langen Code-Layer 100 zu identifizieren. Man beachte, dass der lange Code auch als ein Störcode bezeichnet wird, in dem Sinne, dass er Signale von den anderen Codes als Rauschen stört.
Andererseits realisiert das cdma2000-Schema, das in den Vereinigten Staaten als Kandidat für das IMT-2000 anstelle des W-CDMA-Schemas oder des konventionell bekannten IS-95-Schemas vorgeschlagen worden ist, das Interzellsynchronsystem, wie in 1B gezeigt, welches ein GPS 116 oder dergleichen verwendet, um eine Zeitreferenz bereitzustellen, die allen Funkbasisstationen 110, 112 und 114 in der Langcodeschicht 102 gemein ist. In diesem System werden die Funkbasisstationen durch Verwendung einer einzelnen Art eines langen Codes identifiziert, dem verschiedene Timing-Verschiebungen #0', #1' und #2' erteilt werden.
Nunmehr ist derzeit als ein Funkzugriffschema des mobilen Kommunikationssystems nach dem IMT-2000 die Verwendung eines Verfahrens zur Übertragung von Signalen unter Verwendung von Mehrfachträgern, wie etwa einem Mehrfachträger CDMA-Schema oder einem Mehrfachträger CDMA-Schema, in der Diskussion. Hier ist das Mehrfachträger CDMA-Schema ein Übertragungsschema, das Signale unter Verwendung einer Mehrzahl von Unterträgern durch Anordnen von Kopien der Datensymbole auf einer Frequenzachse und Multiplizieren von jedem von ihnen mit dem Spreizcode auf dieser Frequenzachse überträgt. Bei diesem Mehrfachträger CDMA-Schema führt eine Mehrzahl von kommunizierenden Parteien Kommunikation unter Verwendung des identischen Frequenzbands simultan aus.
Jedoch war die Diskussion bezüglich des Mehrfachträger-CDMA-Schemas soweit hauptsächlich auf die Diskussion der Leistungsevaluierung auf dem Verbindungslabel und dem der Timing und Frequenzsynchronisation fokussiert. Obwohl das Mehrfachträger-CDMA-Schema auch die kommunizierende Partei unter Verwendung des jeder kommunizierenden Partei zugewiesenen Spreizcodes ähnlich wie im konventionellen CDMA-Schema identifiziert, hat es keine Diskussion eines Verfahrens zum effizienten Zuweisen des Spreizcodes in konventioneller Weise gegeben.
Auch im Fall der Verwendung des Mehrfachträger-CDMA-Schemas als mobiles Kommunikationsschema hat es, obwohl es einen Bedarf gibt, Funkbasisstationen nur im Falle der Verwendung des W-CDMA-Schemas zu identifizieren, keine Diskussion eines Verfahrens zu dessen Realisierung gegeben.
KURZE ZUSMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein mobiles Kommunikationssystem bereitzustellen, das effizient zur Verwendung von Spreizcodes in der Lage ist, wenn das Mehrfachträger-CDMA-Schema als mobiles Kommunikationsschema eingesetzt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Übertragen von Signalen aus einer Funkbasisstation in einem mobilen Kommunikationssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 und den Merkmalen von Anspruch 4 gelöst.
Weiterhin wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Empfangen von Signalen in einer Mobilstation in einem mobilen Kommunikationssystem mit den Merkmalen von Anspruch 5 gelöst.
Noch weiterhin wird die Aufgabe durch eine Transmittervorrichtung zum Übertragen von Signalen aus der Funkbasisstation in einem mobilen Kommunikationssystem mit den Merkmalen von Anspruch 7 oder 10 gelöst.
Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Empfängervorrichtung zum Empfangen von Signalen in einer Mobilstation in einem mobilen Kommunikationssystem mit den Merkmalen von Anspruch 11 gelöst.
Noch weiterhin wird diese Aufgabe durch Computerprogrammprodukte gemäß den Ansprüchen 13 und 14 gelöst.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A und 1B sind schematische Diagramme, welche konventionelle Spreizcode-Allozierungsverfahren in der Abwärtsstrecke eines Interzellasynchronsystems bzw. eines Interzellsynchronsystems zeigen.
2A und 2B sind schematische Diagramme, die beispielhafte Spreizcode-Allozierungsverfahren für das Mobilkommunikationssystem im Mehrfachträger-CDMA-Schema gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
3 ist ein Diagramm, welches ein exemplarisches Verfahren zum Multiplizieren des Spreizcodes mit den Datensymbolen an einer Funkbasisstation des mobilen Kommunikationssystems im Mehrfachträger-CDMA-Schema gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4A und 4B sind Diagramme, die andere exemplarische Verfahren zum Multiplizieren der Spreizcodes mit den Datensymbolen an einer Funkbasisstation des mobilen Kommunikationssystems im Mehrfachträger-CDMA-Schema gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
5A und 5B sind Diagramme, die andere exemplarische Verfahren zum Multiplizieren der Spreizcodes mit den Datensymbolen an einer Funkbasisstation des mobilen Kommunikationssystems im Mehrfachträger- CDMA-Schema gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
6 ist ein Blockdiagramm, welches eine exemplarische Konfiguration eines Transmitters an einer Funkbasisstation des mobilen Kommunikationssystems in einem Mehrfachträger-CDMA-Schema gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, welches eine exemplarische Konfiguration eines Empfängers an einer Mobilstation des Mobilkommunikationssystems im Mehrfachträger-CDMA-Schema gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist ein Blockdiagramm, welches eine andere exemplarische Konfiguration eines Transmitters an einer Funkbasisstation des mobilen Kommunikationssystems in einem Mehrfachträger-CDMA-Schema gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist ein Blockdiagramm, welches eine andere beispielafte Konfiguration eines Empfängers an einer Mobilstation des mobilen Kommunikationssystems im Mehrfachträger-CDMA-Schema gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verarbeitungsprozedere zum Übertragen von Signalen durch einen in 6 oder 8 gezeigten Sender zeigen.
11 ist ein Flussdiagramm, welches eine Verarbeitungsprozedur zum Empfangen von Signalen durch den in 7 oder 9 gezeigten Empfänger zeigen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nunmehr unter Bezugnahme auf die 2A und 2B bis 11 wird eine Ausführungsform des mobilen Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
In der folgenden Beschreibung bezieht sich der "kurze Code" auf einen kurzen periodischen Spreizcode, der ein Code ist, der eine Wiederholperiode gleich der Anzahl von Kopien aufweist, die für ein Datensymbol gemacht werden, und der "lange Code" bezieht sich auf einen lang periodischen Zerhackercode, der ein Code ist, welcher eine Wiederholperiode länger als die Anzahl von für ein Datensymbol hergestellten Kopien ist.
In dieser Ausführungsform wird die über die Funkbasisstation zu übertragende Datensymbolsequenz durch einen der kurzperiodischen Spreizcodes und einen der langperiodischen Verschlüsselungscodes („scrambling codes") gemultiplext, wobei jede Funkbasisstation mit einem oder mehreren lang periodischen Verschlüsselungscodes alloziert ist.
Die 2A und 2B zeigen exemplarische Spreizcode-Allozierungsverfahren für das mobile Kommunikationssystem im Multiträger CDMA-Schema gemäß dieser Ausführungsform.
In einem in 2A gezeigten Beispiel wird ein Satz von Kurzcodes zum Identifizieren von kommunizierenden Parteien (Mobilstationen) in einer Kurzcodeschicht 201 gemeinsam von allen Funkbasisstationen 204, 206 und 208 verwendet. Auch wird ein anderer der Langcodes zum Identifizieren von Funkbasisstationen in einer Langcodeschicht 200 jeder Funkbasisstation zugewiesen, so dass der lange Code #0 einer Funkzelle 204 zugewiesen ist, der lange Code #1 eine Funkzelle 206 zugewiesen ist und der lange Code #2 einer Funkzelle 208 zugewiesen ist.
In einem in 2B gezeigten Beispiel wird ein Satz von kurzen Codes zum Identifizieren von kommunizierenden Parteien (Mobilstationen) in einer Kurzcodeschicht 203 gemeinsam von allen Funkbasisstationen 210, 212 und 214 verwendet. Auch werden zwei unterschiedliche der langen Codes zum Identifizieren von Funkbasisstationen in einer Langecodeschicht 202 jeder Funkbasisstation zugewiesen, so dass die langen Codes #0 und #1 einer Funkzelle 210 zugewiesen sind, die langen Codes #2 und #3 einer Funkzelle 212 zugewiesen sind und die langen Codes #4 und #5 einer Funkzelle 214 zugewiesen sind.
Auf diese Weise sind verschiedene lange periodische Verschlüsselungscodes unterschiedlichen Basisstationen zugewiesen, so dass die gemeinsamen kurzperiodischen Spreizcodes gemeinsam von allen Basisstationen verwendet werden können, und daher können die Spreizcodes effizient verwendet werden.
Zusätzlich kann dieselbe Frequenz bei allen Basisstationen verwendet werden (d.h. es ist möglich, eine Zellfrequenzverwendung zu realisieren).
3 zeigt ein exemplarisches Verfahren zum Multiplizieren der Spreizcodes mit den Datensymbolen zum Zeitpunkt der Übertragung von Signalen an der Funkbasisstation des mobilen Kommunikationssystems in einem Mehrfachträger-CDMA-Schema gemäß dieser Ausführungsform.
In einem in 3 gezeigten Beispiel ist die Sequenzlänge SF des Kurzcodes gleich vier und die Sequenzlänge L des Langcodes ist viermal die Zahl von Unterträgern N, d.h. L = 4N. Hier hat die Sequenzlänge dieselbe Bedeutung wie die Wiederholperiode des Spreizcodes und N ist eine natürliche Zahl.
In dem Fall, bei dem die Sequenzlänge des kurzen Codes vier ist, sind N/SF(= N/4)-Datensymbole parallel (simultan) von den N-Unterträgern zu übertragen.
Jedes Datensymbol in einer Abfolge von N/SF (= N/4) Datensymbolen wird sooft kopiert wie die Anzahl von Symbolen, die gleich der Sequenzlänge des kurzen Codes ist (die im Beispiel von 3 vier ist) und diese Kopien werden auf einer Frequenzachse angeordnet.
Dann wird die auf der Frequenzachse angeordnete Datensymbolsequenz mit dem Kurzcode multipliziert. Weiterhin wird die auf der Frequenzachse angeordnete Datensymbolsequenz, die nun als Ergebnis der Multiplikation mit dem Kurzcode eine Sequenzlänge N aufweist, mit dem Langcode multipliziert.
Man beachte, dass im Beispiel von 3 zum Zeitpunkt der Multiplikation mit dem kurzen Code jedes Datensymbol kopiert wird und diese Kopien zuerst auf der Frequenzachse angeordnet werden und dann der kurze Code multipliziert wird, aber es ist auch möglich, eine Prozedur zu verwenden, in der jedes Datensymbol durch Verwenden des kurzen Codes aufgespreizt, dann mit dem langen Code multipliziert wird und dann die Langcode-multiplizierte Datensymbolsequenz längs der Frequenzachsenrichtung angeordnet wird, oder eine Prozedur, bei der jedes Datensymbol durch Verwenden eines Produktes des kurzen Codes und des langen Codes zuerst gespreizt wird und dann die gespreizte Datensymbolsequenz längs der Frequenzachsenrichtung angeordnet wird.
Unter Verwendung des Verfahrens zum Multiplizieren der Spreizcodes, in 3 gezeigt, ist es möglich, ein Übertragungsschema zu realisieren, das Signale unter Verwendung einer Mehrzahl von Unterträgern durch Anordnen von Kopien des Datensymbols auf einer Frequenzachse und Multiplizieren jedes von ihnen mit den kurzen und langen Spreizcodes auf dieser Frequenzachse zu realisieren.
Auf diese Weise wird es selbst im Fall der Verwendung des Mehrfachträger-CDMA-Schemas möglich, die Spreizcodeseffizienz zuzuweisen, indem der lange Code zusätzlich zum konventionellerweise verwendeten Spreizen unter Verwendung des kurzen Codes multipliziert wird.
4A und 4B zeigen andere beispielhafte Verfahren zum Multiplizieren der Spreizcodes mit den Datensymbolen zu einem Zeitpunkt des Übertragens der Signale an einer Funkbasisstation des mobilen Kommunikationssystems im Mehrfachträger-CDMA-Schema gemäß dieser Ausführungsform.
4A zeigt einen beispielhaften Fall des Multiplizierens der Spreizcodes, wenn die Sequenzlänge L des langen Codes das Dreifache der Anzahl von Unterträgern N ist, d.h. L = 3N. In dem in 4A gezeigten Beispiel werden drei Datensymbolsequenzen auf der Frequenzachse, die gleichzeitig zu übertragen sind, kollektiv mit dem langen Code multipliziert.
4B zeigt einen beispielhaften Fall des Multiplizierens des Spreizcodes, wenn die Sequenzlänge L des langen Codes 5,5-mal die Anzahl von Unterträgern N ist, d.h. L = 5,5 N. In dem in 4B gezeigten Beispiel werden die ersten fünf Datensymbolsequenzen und Unterträger bis zum Unterträger #N/2 der sechsten Datensymbolsequenz auf der Frequenzachse, die simultan zu übertragen sind, kollektiv mit dem langen Code multipliziert und dann werden die Unterträger, die ab dem Unterträger #N/2 + 1 der sechsten Datensymbolsequenz und die nachfolgenden fünf Datensymbolsequenzen auf der Frequenzachse, die simultan zu übertragen sind, kollektiv mit dem langen Code multipliziert.
Im Mehrfachträger-CDMA-Schema wird der Kanalschätzwert für jeden Unterträger zu einem Zeitpunkt des Ausführens des Entspreizens und der kohärenten Demodulation notwendig. Um diesen Kanalschätzwert abzuleiten, gibt es einen Bedarf zum Durchschnittsermitteln des Pilotsymbols längs der Zeitrichtung für jeden Unterträger und aus diesem Grund müssen die Spreizmuster der langen Codes längs der Zeitrichtung für verschiedene Basisstationen unterschiedlich sein. Die Verfahren des Multiplizierens der in 4A und 4B gezeigten Spreizcodes können die Spreizmuster der langen Codes längs der Zeitrichtung für verschiedene Basisstationen unterschiedlich machen.
Die 5A und 5B zeigen andere beispielhafte Verfahren zum Multiplizieren der Spreizcodes mit den Datensymbolen zu einem Zeitpunkt der Übertragung von Signalen an einer Funkbasisstation des mobilen Kommunikationssystems im Mehrfachträger-CDMA-Schema gemäß dieser Ausführungsform. In den in den 5A und 5B gezeigten Beispielen wird die Sequenzlänge L des langen Codes gleich der Anzahl von Unterträgern N verwendet.
5A zeigt einen beispielhaften Fall, in dem zum Zeitpunkt des Multiplizierens des langen Codes längs der Frequenzrichtung der mit jeder der unterschiedlichen Datensymbolsequenzen zu multiplizierende lange Code auf der Zeitachse sequentiell von einem unmittelbar vorhergehenden um einen Chipteil in Frequenzrichtung verschoben wird, d.h., um einen kopierten Datensymbolteil.
5B zeigt einen beispielhaften Fall, in dem zum Zeitpunkt des Multiplizierens des langen Codes längs der Frequenzrichtung der mit jeder der unterschiedlichen Datensymbolsequenzen zu multiplizierende lange Code auf der Zeitachse sequentiell aus der unmittelbar vorherigen um zwei Chipteile in Frequenzrichtung verschoben wird, d.h. um zwei kopierte Datensymbolteile.
Auf diese Weise ist es unter Verwendung des Verfahrens zum Multiplizieren der in 5 gezeigten Spreizcodes möglich, den langen Code nicht nur in Frequenzachsenrichtung, sondern auch in Zeitachsenrichtung zu multiplizieren. Aus diesem Grund wird es möglich, Signale aus jeder Zelle zu einem Zeitpunkt des Integrierens des Pilotsymbols in Zeitrichtung zu unterscheiden, um eine Kanalabschätzung in jedem Unterträger auszuführen, so dass es möglich wird, die Kanalabschätzung mit hoher Präzision auszuführen.
6 zeigt eine beispielhafte Konfiguration eines Transmitters (der an einer Funkbasisstation vorzusehen ist) und 7 zeigt eine beispielhafte Konfiguration eines entsprechenden Empfängers (der an einer Mobilstation vorzusehen ist), der in dem mobilen Kommunikationssystem im Mehrfachträger-CDMA-Schema gemäß dieser Ausführungsform verwendet werden kann.
Der Transmitter von 6 umfasst einen Übertragungsdatengenerator 11 zum Erzeugen von Übertragungsdaten, einen Codierer 12 zum Codieren der Übertragungsdaten, einen Datenmodulator 13 zum Modulieren der codierten Übertragungsdaten, einen Multiplexer 14 zum Multiplexen der modulierten und codierten Übertragungsdaten mit einem Pilotsymbol, einen Seriell/Parallel-Wandler 15 zum Anwenden einer Seriell-nach-parallel-Umwandlung einer Ausgabe des Multiplexers 14, einen Kopierer 16 zum Kopieren jeder Ausgabe des Seriell/Parallel-Wandlers 15, einen Kurzcodegenerator 17 zum Erzeugen des Kurzcodes, eine Mehrzahl von Multiplizierern 18 zum Multiplizieren der Ausgaben des Kopierers 16 mit dem kurzen Code, einen Kombinierer 20 zum Kombinieren der Ausgaben des Multiplizierers 18, einen Langcodegenerator 21 zum Generieren des langen Codes, eine Mehrzahl von Multiplizierern 22 zum Multiplizierern von Ausgaben des Kombinierers 20 mit dem langen Code, eine IFFT (Inverse Fast Fourier Transformation) oder IDFT(Inverse Diskrete Fourier Transformation)-Schaltung 23 zum Anwenden der IFFT- oder IDFT-Verarbeitung an N Unterträger, die aus dem Multiplizierer 22 ausgegeben worden sind, und eine Wachintervalleinfügeinheit 24 zum Einfügen eines WI (Wachintervalls) an einer Ausgabe der IFFT- oder IDFT-Schaltung 23.
In dieser Konfiguration von 6 wird ein den Übertragungsdatengenerator 11, den Codierer 12, den Datenmodulator 13, den Multiplexer 14, den Seriell/Parallel-Wandler 15, den Kopierer 16, den Kurzcodegenerator 17 und die Multiplizierer 18 enthaltender Abschnitt 10 in mehreren Sätzen vorgehalten.
Der Empfänger von 7 umfasst eine Symbol-Timing-Detektionseinheit 31 zum Detektieren des Symbol-Timings in den empfangenen Signalen, eine Wachintervall-Entferneinheit 32 zum Entfernen des WI aus den empfangenen Signalen, die FFT(Fast Fourier Transformation)-Schaltung 33 zum Anlegen der FFT-Verarbeitung an eine Ausgabe der Wachintervall-Entferneinheit 32, eine Kanalschätzeinheit 34 zum Ausführen der Kanalabschätzung, eine Mehrzahl von Multiplizierern 35 zum Multiplizieren einer Ausgabe der Kanalschätzeinheit 34 mit Ausgaben der FFT-Schaltung 33, einen Langcodegenerator zum Generieren des langen Codes, eine Mehrzahl von Multiplizierern 37 zum Multiplizieren von Ausgaben der Multiplizierer 35 mit den langen Code, einen Kurzcodegenerator 38 zum Erzeugen des kurzen Codes, eine Mehrzahl von Multiplizierern 39 zum Multiplizieren jedes Kurzcodesequenzlängen SF-Teils von Ausgaben der Multiplizierer 37 mit dem kurzen Code, eine Summierschaltung 40 zum Aufsummieren jedes Kurzcodesequenzlängen SF-Teils der Ausgaben der Multiplizierer 39, einen Parallel/Seriell-Wandler 41 zum Anwenden einer parallel nach Seriellumwandlung auf die Ausgaben der Summierschaltung 40, einem Datendemodulator 42 zum Demodulieren einer Ausgabe des Parallel/Seriell-Wandlers 41, und einen Decoder 43 zum Decodieren einer Ausgabe des Datenmodulators 42, um die wiedergewonnenen Daten zu erhalten.
8 zeigt eine andere beispielhafte Konfiguration eines Transmitters (an der Funkbasisstation vorzusehen) und 9 zeigt eine andere beispielhafte Konfiguration eines entsprechenden Empfängers (an der Mobilstation vorzusehen), die im Mobilkommunikationssystem im Mehrfachträger-CDMA-Schema gemäß dieser Ausführungsform verwendet werden können, wobei dieselben Bezugszeichen wie in 6 und 7 den entsprechenden Elementen gegeben sind.
Der Transmitter von 8 unterscheidet sich von dem von 6 darin, dass ein Multiplizierer 19 zum Multiplizieren einer Ausgabe des Kurzcodegenerators 17 mit dem langen Code zwischen dem Kurzcodegenerator 17 und den Multiplizierern 18 im Abschnitt 10 vorgesehen ist, anstelle der in der Konfiguration von 6 verwendeten Multiplizierer 22.
Der Empfänger von 9 unterscheidet sich von dem der 7 darin, dass ein Multiplizierer 44 zum Multiplizieren einer Ausgabe des Kurzcodegenerators 38 mit dem langen Code zwischen dem Kurzcodegenerator 38 und den Multiplizierern 39 vorgesehen ist, anstelle der in der Konfiguration von 7 verwendeten Multiplizierer 37.
Der Transmitter von 6 arbeitet gemäß dem Flussdiagramm von 10 wie folgt.
Zuerst wird die vom Übertragungsdatengenerator 11 eingegebene Übertragungsdatensequenz vom Codierer 12 codiert und vom Datenmodulator 13 moduliert. Dann wird die codierte und modulierte Übertragungsdatensequenz mit dem Pilotsymbol im Multiplexer 14 multiplext und es wird die seriell nach Parallelwandlung vom Seriell/Parallelwandler 15 angewendet (Schritt S1). In einer seriell/parallel-gewandelten Sequenz von N/SF-Datensymbolen wird jedes Datensymbol sooft wie die Anzahl von Symbolen gleich der Kurzcodesequenzlänge (Chiplänge) vom Kopierer 16 kopiert und diese Kopien werden auf der Frequenzachse angeordnet (Schritt S2) um eine erste Datensymbolsequenz zu erreichen.
Dann wird die auf der Frequenzachse angeordnete erste Datensymbolsequenz mit dem kurzen Code im Multiplizierer 18 multipliziert (Schritt S3), um die zweite Datensymbolsequenz zu erhalten.
Dann werden die Kurzcode-multiplizierten zweiten Datensymbolsequenzen aus der Frequenzachse in Sequenzlänge M durch den Kombinierer 20 kombiniert und die kombinierte zweite Datensymbolsequenz wird mit dem langen Code in den Multiplizierern 22 multipliziert (Schritt S4), um die dritte Datensymbolsequenz zu erhalten.
Dann wird die Langcode-multiplizierte dritte Datensymbolsequenz in der Sequenzlänge N in die IFFT-Schaltung 23 und die Wachintervalleinfügeeinheit 24 eingegeben, um die orthogonalen Mehrfachträgersignale mit N-Unterträgern zu erhalten. Diese orthogonalen Mehrfachträgersignale werden dann unter Verwendung von mehreren Trägern übertragen (Schritt S5).
Im Fall des Transmitters von 8 werden die Schritte S3 und S4 so vereinheitlicht, dass die erste Datensymbolesequenz mit einem Produkt des kurzen Codes und des langen Codes multipliziert wird.
Der Empfänger von 7 arbeitet gemäß dem Flussdiagramm von 11 wie folgt.
Zuerst wird das Symbol-Timing (FFT-Timing) durch die Symbol-Timing-Detektionseinheit 31 detektiert, das Wachintervall wird von der Wachintervallentferneinheit 32 entfernt und die sich ergebenden Signale werden in Unterträgerkomponenten von der FFT-Schaltung 33 demultiplext (Schritt S11). Dann wird der Kanalvariationswert jedes Unterträgers in der Kanalschätzeinheit 34 geschätzt und es wird die Kanalvariation in den Multiplizierern 35 kompensiert (Schritt S12).
Dann werden die kanalvariationskompensierten Symbole jedes Unterträgers in der Unterträgerrichtung im Multiplizierer 37 mit dem langen Code multipliziert (Schritt S13) und die langcodemultiplizierten Symbole werden mit dem entsprechendem kurzen Code in der Unterträgerrichtung in den Multiplizierern 39 multipliziert (Schritt S14). Dann werden so viele Symbole wie die Kurzcodesequenzlänge (Chiplänge) SF in der Summierschaltung 40 aufsummiert (Schritt S15), um die entspreizten Symbole zu erhalten.
Dann wird die Parallel- nach Seriellwandlung auf die entspreizten Symbole im Parallel/Seriellwandler 41 angewendet (Schritt S16) und die sich ergebenden Daten werden im Datendemodulator 42 demoduliert und im Decoder 43 decodiert, um die wiedergewonnen Daten zu erlangen (Schritt S17).
Im Fall des Empfängers von 9 sind die Schritte S13 und S14 so vereinheitlicht, dass die Symbole jedes kanalvariationskompensierten Unterträgers mit einem Produkt des kurzen Codes und des langen Codes multipliziert werden.
Im Transmitter von 6 oder 8 und im Empfänger von 7 oder 9 kann der Langcodegenerator den langen Code auf verschiedene Weisen erzeugen.
Beispielsweise kann im Falle der Verwendung des Verfahrens zum Multiplizieren der Spreizcodes, das in 4A und 4B gezeigt ist, der Langcodegenerator alle langen Codes, die vom System zu verwenden sind, in einem Speicher speichern und den für die Datenübertragung zu verwendenden langen Code aus dem Speicher zu einem Zeitpunkt der Datenübertragung auslesen. Alternativ kann der Langcodegenerator Formeln zum Erzeugen der langen Codes in einem Speicher speichern und eine Formel zum Erzeugen des für die Datenübertragung zu verwendenden langen Codes auslesen und diesen langen Code gemäß der ausgelesenen Formel zum Zeitpunkt der Datenübertragung erzeugen.
In ähnlicher Weise kann im Falle der Verwendung des Verfahrens zum Multiplizieren der Spreizcodes, das in den 5A und 5B gezeigt ist, der Langcodegenerator alle im System zu verwendenden langen Codes in einem Speicher speichern und den für die Datenübertragung zu verwendenden langen Code aus dem Speicher auslesen und den ausgelesenen langen Code unter Verwendung eines Schiebers zu einem Zeitpunkt der Datenübertragung verschieben. Alternativ kann der Langcodegenerator Formeln zum Erzeugen der langen Codes in einem Speicher speichern und eine Formel zum Erzeugen des für die Datenübertragung zu verwendenden langen Codes auslesen, diesen langen Code gemäß der ausgelesenen Formel erzeugen, und den erzeugten langen Code unter Verwendung eines Schiebers zu einem Zeitpunkt der Datenübertragung verschieben.
Wie beschrieben, werden im Datenkommunikationssystem im Mehrfachträger-CDMA-Schema gemäß der vorliegenden Erfindung von der Funkbasisstation zu übertragene Daten unter Verwendung von langem Code doppelt gespreizt, der für jede Zelle eindeutig ist und beim Identifizieren jeder Zelle zu verwenden ist, zusätzlich zum Anwenderidentifizierungscode (Spreizcode), der beim Identifizieren jedes Anwenders zu verwenden ist. Genauer gesagt, wird der lange Code, der eine Wiederholperiode länger als oder gleich der Anzahl von Unterträgern aufweist, verwendet.
Zusätzlich ist es möglich, den langen Code nicht nur längs der Frequenzrichtung, sondern auch längs der Zeitrichtung durch Verschieben des langen Codes sequentiell in Frequenzrichtung zu multiplizieren, so dass es möglich wird, Signale aus jeder Zelle zu einem Zeitpunkt der Integration der Pilotsymbole in einer Zeitrichtung zu unterscheiden, um die Kanalabschätzung in jedem Unterträger auszuführen.
Somit wird es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, den Spreizcode effizient in der Abwärtsstrecke des Mobilkommunikationssystems dem Mehrfachträger-CDMA-Schema zuzuweisen.
Zusätzlich wird es möglich, die Kanalabschätzgenauigkeit zu verbessern und jede Funkbasisstation selbst in dem Fall zu identifizieren, dass das Mehrfachträger-CDMA-Schema verwendet wird, in dem die Datensymbolsequenzen längs der Frequenzachsenrichtung aufgespreizt sind.
Es sollte angemerkt werden, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung bequemerweise unter Verwendung eines konventionellen digitalen Universalcomputers implementiert werden können, der gemäß den Lehren der vorliegenden Spezifikation programmiert ist, wie es für Fachleute auf dem Gebiet der Computertechnik ersichtlich ist. Geeignete Softwarecodierung kann leicht von fähigen Programmierern, basierend auf den Lehren der vorliegenden Offenbarung, hergestellt werden, wie für Fachleute auf dem Gebiet der Computertechnik ersichtlich ist.
Insbesondere können jeder der Transmitter von 6 oder 8 und der Empfänger von 7 oder 9 der oben beschriebenen Ausführungsformen praktischerweise in Form eines Softwarepaketes implementiert werden.
Solch ein Softwarepaket kann ein Computerprogrammprodukt sein, das ein Speichermedium einsetzt, das gespeicherten Computercode beinhaltet, der verwendet wird, um einen Computer zu programmieren, die offenbarte Funktion und das Verfahren der vorliegenden Erfindung durchzuführen. Das Speichermedium kann beinhalten, ist aber nicht beschränkt auf jeder Art konventioneller Floppy-Disks, optischer Scheiben, CD-ROMs, magneto-optischer Scheiben, ROMs, RAMs, EPROMs, EEPROMs, magnetischer oder optischer Karten oder jeglichen geeigneten anderen Mediums zum Speichern elektronischer Anweisungen.
Es ist auch anzumerken, dass neben jenen bereits erwähnten vielen Modifikationen und Variationen der obigen Ausführungsformen gemacht werden können, ohne von den neuen und vorteilhaften Merkmalen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sollen alle solche Modifikationen und Variationen innerhalb des Schutzumfangs der anhängigen Ansprüche enthalten sein.

Claims

Verfahren zum Übertragen von Signalen aus einer Funkbasisstation (204, 206, 208, 210, 212, 214) in einem mobilen Kommunikationssystem, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Kopieren (S2) jedes Datensymbols einer zu übertragenden Datensymbolabfolge und Anordnen der kopierten Datensymbole auf einer Frequenzachse; (b) doppeltes Auf spreizen (S3, S4) der Datensymbolabfolge, um eine Spreizdatensymbolabfolge zu erhalten, indem die auf der Frequenzachse angeordneten kopierten Datensymbole mit Spreizcodes einschließlich eines kurzen Codes und eines langen Codes multipliziert werden; und (c) Übertragen (S5) der Spreizdatensymbolabfolge unter Verwendung einer Mehrzahl von Unterträgern; dadurch gekennzeichnet, dass (d) der kurze Code ein Code mit einer Wiederholperiode gleich der Anzahl von aus einem Datensymbol hergestellten Kopien ist, und in Frequenzachsenrichtung zu multiplizieren ist; und (e) der lange Code ein Code mit einer Wiederholperiode länger als die Anzahl von aus einem Datensymbol hergestellten Kopien und länger als die Anzahl von Unterträgern ist, und in Frequenzachsenrichtung und einer Zeitachsenrichtung zu multiplizieren ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (b) einen aus einem Satz von kurzen Codes, die gemeinsam allen Funkbasisstationen (204, 206, 208, 210, 212, 214) zugewiesen sind und beim Identifizieren von Mobilstationen zu verwenden sind, ausgewählten Kurzcode und einen aus einem oder mehreren langen Codes, die eindeutig jeder Funkbasisstation zugewiesen sind und beim Identifizieren jeder Basisstation verwendet werden sollen, ausgewählten langen Code multipliziert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (b) eine Kurzcodemultiplikationsdatensymbolabfolge erhält, deren Symbole simultan übertragen werden und welche eine Abfolgenlänge gleich der Anzahl der Unterträger aufweist, indem der kurze Code multipliziert wird und dann die Spreizdatensymbolabfolge durch Multiplizieren einer Mehrzahl von Kurzcodemultiplikationsdatensymbolabfolgen kollektiv mit dem langen Code erhält.
Verfahren zum Übertragen von Signalen aus einer Funkbasisstation (204, 206, 208, 210, 212, 214) in einem mobilen Kommunikationssystem, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Kopieren (S2) jedes Datensymbols einer zu übertragenden Datensymbolabfolge und Anordnen der kopierten Datensymbole auf einer Frequenzachse; (b) doppeltes Auf spreizen (S3, S4) der Datensymbolabfolge, um eine Spreizdatensymbolabfolge zu erhalten, (c) Übertragen (S5) der Spreizdatensymbolabfolge unter Verwendung einer Mehrzahl von Unterträgern; dadurch gekennzeichnet, dass (d) das doppeltes Spreizen (S3, 54) der Datensymbolabfolge, um eine Spreizdatensymbolabfolge zu erhalten, erzielt wird, indem eine Kurzcodemultiplikationsdatensymbolabfolge erhalten wird, deren Symbole gleichzeitig übertragen werden und die eine Sequenzlänge gleich der Anzahl der Unterträger aufweist, indem die auf der Frequenzachse angeordneten kopierten Datensymbole mit dem kurzen Code multipliziert werden, der eine Wiederholperiode gleich der Anzahl von aus einem Datensymbol hergestellten Kopien aufweist, und dann durch Multiplizieren einer Mehrzahl von Kurzcodemultiplikationsdatensymbolabfolgen mit dem langen Code, der eine Wiederholperiode länger als die Anzahl von aus einem Datensymbol hergestellten Kopien und gleich der Anzahl von Unterträgern aufweist, während sequentiell der lange mit jeder von verschiedenen Kurzcodemultiplikationsdatensymbolabfolgen zu multiplizierende Code auf einer Zeitachse von dem mit einer unmittelbar vorhergehenden Kurzcodemultiplikationsdatensymbolabfolge multiplizierten langen Code um ein oder mehrere Datensymbolteile in einer Frequenzrichtung verschoben wird.
Verfahren zum Empfangen von Signalen an einer mobilen Station in einem mobilen Kommunikationssystem, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Empfangen eines aus einer Funkbasisstation (204, 206, 208, 210, 212, 214) übertragenen Spreizdatensymbolabfolge unter Verwendung einer Mehrzahl von Unterträgern; (b) doppeltes Entspreizen (S13, S14) der Spreizdatensymbolabfolge, um eine Entspreizdatensymbolabfolge zu erhalten, indem die Spreizdatensymbolabfolge mit Spreizcodes einschließlich eines kurzen Codes und eines langen Codes multipliziert wird; und (c) Kombinieren einer Anzahl von Spreizcodemultiplikationsdatensymbolen gleich der Sequenzlänge des kurzen Codes; dadurch gekennzeichnet, dass (d) der kurze Code ein Code mit einer Sequenzlänge kürzer als derjenigen des langen und in einer Frequenzachsenrichtung zu multiplizierende Code ist und der lange Code ein Code mit einer Wiederholperiode länger als eine Anzahl von aus einem Datensymbol hergestellten Kopien und länger als eine Anzahl von Unterträgern aufweist und der in Frequenzachsenrichtung und einer Zeitachsenrichtung zu multiplizieren ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei Schritt (b) einen aus einem Satz von kurzen Codes, die gemeinsam allen Funkbasisstationen zugewiesen sind und beim Identifizieren von Mobilstationen zu verwenden sind, ausgewählten Kurzcode und einen aus einem oder mehreren langen Codes, die eindeutig jeder Funkbasisstation zugewiesen sind und beim Identifizieren jeder Basisstation verwendet werden sollen, ausgewählten langen Code multipliziert.
Transmittervorrichtung zum Übertragen von Signalen aus einer Funkbasisstation (204, 206, 208, 210, 212, 214) in einem mobilen Kommunikationssystem, wobei die Transmittervorrichtung umfasst: (a) eine Kopiereinheit (16), die konfiguriert ist zum Kopieren jedes Datensymbols einer zu übertragenden Datensymbolabfolge und zum Anordnen der kopierten Datensymbole auf einer Frequenzachse; (b) eine Spreizeinheit (18, 19, 22), die konfiguriert ist zum doppelten Auf spreizen der Datensymbolabfolge, um eine Spreizdatensymbolabfolge zu erhalten, indem die auf der Frequenzachse angeordneten kopierten Datensymbole mit Spreizcodes einschließlich eines kurzen Codes und eines langen Codes multipliziert werden; und (c) eine Übertragungseinheit, die konfiguriert ist zum Übertragen der Spreizdatensymbolabfolge unter Verwendung einer Mehrzahl von Unterträgern; dadurch gekennzeichnet, dass (d) der kurze Code ein Code mit einer Wiederholperiode gleich der Anzahl von aus einem Datensymbol hergestellten Kopien ist, und in Frequenzachsenrichtung zu multiplizieren ist; und (e) der lange Code ein Code mit einer Wiederholperiode länger als die Anzahl von aus einem Datensymbol hergestellten Kopien und länger als die Anzahl von Unterträgern ist, und in Frequenzachsenrichtung und einer Zeitachsenrichtung zu multiplizieren ist.
Transmittervorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Spreizeinheit (18, 19, 20) einen aus einem Satz von kurzen Codes, die gemeinsam allen Funkbasisstationen zugewiesen sind und beim Identifizieren von Mobilstationen zu verwenden sind, ausgewählten Kurzcode und einen aus einem oder mehreren langen Codes, die eindeutig jeder Funkbasisstation zugewiesen sind und beim Identifizieren jeder Basisstation verwendet werden sollen, ausgewählten langen Code multipliziert.
Transmittervorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Spreizeinheit (18, 19, 20) eine Kurzcodemultiplikationsdatensymbolabfolge erhält, deren Symbole simultan übertragen werden und welche eine Abfolgenlänge gleich der Anzahl der Unterträger aufweist, indem der kurze Code multipliziert wird und dann die Spreizdatensymbolabfolge durch Multiplizieren einer Mehrzahl von Kurzcodemultiplikationsdatensymbolabfolgen kollektiv mit dem langen Code erhält.
Transmittervorrichtung zum Übertragen von Signalen aus einer Funkbasisstation (204, 206, 208, 210, 212, 214) in einem mobilen Kommunikationssystem, wobei die Transmittervorrichtung umfasst: (a) eine Kopiereinheit (16), die konfiguriert ist zum Kopieren jedes Datensymbols einer zu übertragenden Datensymbolabfolge und Anordnen der kopierten Datensymbole auf einer Frequenzachse; (b) eine Spreizeinheit (18, 19, 20), die konfiguriert ist zum doppelten Aufspreizen der Datensymbolabfolge, um eine Spreizdatensymbolabfolge zu erhalten, (c) eine Übertragungseinheit, die konfiguriert ist zum Übertragen der Spreizdatensymbolabfolge unter Verwendung einer Mehrzahl von Unterträgern; dadurch gekennzeichnet, dass (d) die Spreizeinheit (18, 19, 20) konfiguriert ist zum doppelten Spreizen der Datensymbolabfolge, um eine Spreizdatensymbolabfolge zu erhalten, erzielt wird, indem eine Kurzcodemultiplikationsdatensymbolabfolge erhalten wird, deren Symbole gleichzeitig übertragen werden und die eine Sequenzlänge gleich der Anzahl der Unterträger aufweist, indem die auf der Frequenzachse angeordneten kopierten Datensymbole mit dem kurzen Code multipliziert werden, der eine Wiederholperiode gleich der Anzahl von aus einem Datensymbol hergestellten Kopien aufweist, und dann durch Multiplizieren einer Mehrzahl von Kurzcodemultiplikationsdatensymbolabfolgen mit dem langen Code, der eine Wiederholperiode länger als die Anzahl von aus einem Datensymbol hergestellten Kopien und gleich der Anzahl von Unterträgern aufweist, während sequentiell der lange mit jeder von verschiedenen Kurzcodemultiplikationsdatensymbolabfolgen zu multiplizierende Code auf einer Zeitachse von dem mit einer unmittelbar vorhergehenden Kurzcodemultiplikationsdatensymbolabfolge multiplizierten langen Code um ein oder mehrere Datensymbolteile in einer Frequenzrichtung verschoben wird.
Empfängervorrichtung zum Empfangen von Signalen an einer mobilen Station in einem mobilen Kommunikationssystem, wobei die Empfängervorrichtung umfasst: (a) eine Empfangseinheit, die konfiguriert ist zum Empfangen eines aus einer Funkbasisstation (204, 206, 208, 210, 212, 214) übertragenen Spreizdatensymbolabfolge unter Verwendung einer Mehrzahl von Unterträgern; (b) eine Entspreizeinheit (37, 38, 39), die konfiguriert ist zum doppelten Entspreizen der Spreizdatensymbolabfolge, um eine Entspreizdatensymbolabfolge zu erhalten, indem die Spreizdatensymbolabfolge mit Spreizcodes einschließlich eines kurzen Codes und eines langen Codes multipliziert wird; und (c) eine Kombiniereinheit (40), die konfiguriert ist zum Kombinieren einer Anzahl von Spreizcodemultiplikationsdatensymbolen gleich der Sequenzlänge des kurzen Codes; dadurch gekennzeichnet, dass (d) der kurze Code ein Code mit einer Sequenzlänge kürzer als derjenigen des langen und in einer Frequenzachsenrichtung zu multiplizierende Code ist und (e) der lange Code ein Code mit einer Wiederholperiode länger als eine Anzahl von aus einem Datensymbol hergestellten Kopien und länger als eine Anzahl von Unterträgern aufweist und der in Frequenzachsenrichtung und einer Zeitachsenrichtung zu multiplizieren ist.
Empfängervorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Entspreizvorrichtung einen aus einem Satz von kurzen Codes, die gemeinsam allen Funkbasisstationen zugewiesen sind und beim Identifizieren von Mobilstationen zu verwenden sind, ausgewählten Kurzcode und einen aus einem oder mehreren langen Codes, die eindeutig jeder Funkbasisstation zugewiesen sind und beim Identifizieren jeder Basisstation verwendet werden sollen, ausgewählten langen Code multipliziert.
Computerprogrammprodukt, das in sich Prozessor-lesbare Programmcodes eingebettet aufweist, die bei Ausführung auf einem in einer Übertragungsvorrichtung eines Kommunikationssystems enthaltenen Prozessor den Prozessor veranlassen, die Schritte eines der Verfahrensansprüche 1 bis 4 durchzuführen.
Computerprogrammprodukt, das in sich Prozessor lesbare Programmcodes eingebettet aufweist, die bei Ausführung auf einem in einer Empfängervorrichtung eines Kommunikationssystems enthaltenen Prozessor den Prozessor veranlassen, die Schritte eines der Verfahrensansprüche 5 bis 6 durchzuführen.