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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf drahtlose Kommunikation.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein neuartiges
und verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung von
Rückwärtsverbindungssendeleistung
in einem drahtlosen Kommunikationssystem.
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II. Beschreibung der verwandten
Technik
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Von
einem modernen Kommunikationssystem wird verlangt, dass es eine
Vielzahl von Anwendungen unterstützt.
Ein derartiges Kommunikationssystem ist ein Codemultiplex-Vielfachzugriffssystem (CDMA-System,
CDMA = code division multiple access), das mit dem "TIA/EIA-95A Mobile
Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband
Spread Spectrum Cellular System" kompatibel
ist, auf das im Folgenden als IS-95-Standard Bezug genommen wird.
Auf ein System, das gemäß dem IS-95-Standard
arbeitet, wird hierin als ein IS-95-System Bezug genommen. Das CDMA-System
gestattet Sprach- und Datenkommunikationen zwischen Benutzern über eine
terrestrische Verbindung. Die Verwendung von CDMA-Techniken in einem
Vielfachzugriffskommunikationssystem ist offenbart in dem US-Patent
Nr. 4,901,307, betitelt "SPREAD
SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICAITON SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL
REPEATERS" und in
dem US-Patent Nr. 5,103,459, betitelt "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS
IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", die beide dem Inhaber der vorliegenden
Erfindung zueigen sind. Leistungssteuerungstechniken in einem CDMA-Vielfachzugriffskommunikationssystem
sind offenbart sowohl in dem US-Patent Nr. 5,056,109, betitelt "METHOD AND APPARATUS
FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE
SYSTEM" als auch
in IS-95, und sind in der Technik wohl bekannt.
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Der
Ausdruck "Basisstation" wird verwendet, um
sich auf die Hardware zu beziehen, mit der Teilnehmerstationen kommunizieren.
Der Ausdruck "Zelle" bezieht sich auf
einen geographischen Abdeckungsbereich, innerhalb dessen Teilnehmerstationen
mit einer bestimmten Basisstation kommunizieren können. In
Folge dessen, dass sich eine Teilnehmerstation von außerhalb
des Abdeckungsbereichs einer Basisstation auf eine Basisstation
zu bewegt, bewegt sich die Teilnehmerstation schlussendlich in die "Basisstationszelle". Jede Basisstation
liegt typischerweise in der Nähe
des Zentrums ihrer Zelle. In einer einfachen Konfiguration, sendet
eine Basisstation Signale unter Verwendung einer einzelnen Trägerfrequenz
an eine gesamte Zelle. Um die Anrufkapazität zu erhöhen, kann einen zusätzliche
Basisstation am gleichen Ort installiert bzw. eingerichtet werden,
um eine Abdeckung innerhalb derselben Zelle auf einer unterschiedlichen
Trägerfrequenz
vorzusehen. Um die Kapazität
noch weiter zu erhöhen,
kann eine Zelle in radiale Bereiche, ähnlich Kuchenstücken, unterteilt
werden. Auf diese Weise kann eine Zelle "sektorisiert" werden, wobei jede Basisstation durch
direktionale Antennen sendet, die nur einen Teil einer Zelle abdecken.
In der üblichsten
Konfiguration ist eine Zelle in drei Bereiche aufgeteilt, die Sektoren
genannt werden, wobei jeder Sektor einen unterschiedlichen 120-Grad-Abschnitt
der Zelle abdeckt. Jede Basisstation in einer sektorisierten Zelle sendet
auf einem einzelnen Träger
innerhalb eines einzelnen Sektors oder innerhalb einer einzelnen
unsektorisierten Zelle.
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In
einem CDMA-System kommuniziert eine Teilnehmerstation mit einem
Datennetzwerk durch Senden von Daten über die Rückwärtsverbindung zu einer Basisstation.
Die Basisstation empfängt
die Daten und kann die Daten zu dem Datennetzwerk weiterleiten bzw.
routen. Daten von dem Datennetzwerk werden auf der Vorwärtsverbindung
der gleichen Basisstation zu der Teilnehmerstation gesendet bzw. übertragen.
Die Vorwärtsverbindung
bezieht sich auf die Übertragung
bzw. Sendung von der Basisstation zu einer Teilnehmerstation und
die Rückwärtsverbindung
bezieht sich auf die Übertragung
von der Teilnehmerstation zu der Basisstation. In IS-95-Systemen
werden unterschiedliche Frequenzen für die Vorwärtsverbindung und die Rückwärtsverbindung zugeteilt.
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IS-95-Systeme
verwenden eine Vielzahl von unterschiedlichen Arten von Kommunikationskanälen, einschließlich Pilot-,
Paging- und Vorwärtsverkehrskanälen. Die
Verfügbarkeit
von Vorwärtsverkehrskanalressourcen
bestimmt, wie viele verschiedene Teilnehmerstationen von jeder Basisstation
unterstützt
werden können.
Um die Verbindungskapazität
zu maximieren, sind Verbindungsüberwachungstechniken
entwickelt worden, um Verkehrskanalressourcen schnell frei zu machen
und um eine Teilnehmerstation daran zu hindern, dass sie sich als In-Band-Jammer
bzw. ein Störer
auf dem In-Band verhält,
sollte ihr Verkehrskanal unerwarteter Weise verloren gehen. Ein
solches unerwartetes Fallenlassen könnte von der Bewegung einer
Teilnehmerstation entweder aus dem Abdeckungsbereich einer Basisstation
heraus oder durch einen Tunnel, was den Verlust des Verkehrskanalsignals
bewirkt, resultieren.
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Eine
Verkehrskanalüberwachung
in IS-95 beinhaltet zwei Mechanismen, auf die hierin als Störverhinderungsprozedur
und Verkehrskanalwiedergewinnungsprozedur Bezug genommen wird. Die
Stauverhinderungsprozedur spezifiziert die Bedingungen, unter denen
eine Teilnehmerstation das Senden eines Rückwärtsverbindungssignals beenden
muss. Diese Prozedur begrenzt die Länge der Zeit, während der
eine Teilnehmerstation ein Rückwärtsverbindungssignal
sendet, ohne von der Basisstation leistungsgesteuert zu werden.
Die Verkehrskanalwiedergewinnungsprozedur spezifiziert die Bedingungen,
unter denen eine Teilnehmerstation einen Verlust des Verkehrskanals
erklären
wird, was den Anruf beendet. Diese zweite Prozedur gestattet der
Basisstation, einen Verkehrskanal wiederzuerlangen bzw. wiederzubeanspruchen
und wiederzuverwenden, wenn die Kommunikation mit einer Teilnehmerstation plötzlich verloren
geht.
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In
IS-95 schreibt daie prozedur vor, dass eine Teilnehmerstation Sendungen
beendet, wenn sie kein ausreichend starkes Vorwärtsverbindungssignal empfängt um eine
gute Rückwärtsverbindungsleistungssteuerung
sicherzustellen. Wenn die Teilnehmerstation eine spezifizierte Anzahl
von aufeinander folgenden gelöschten
Rahmen (im Allgemeinen 12 Rahmen) empfängt, schaltete der Teilnehmer
seinen Sender aus. Der Sender kann wieder angeschaltet werden, nachdem
die Teilnehmerstation eine spezifizierte Anzahl von guten Rahmen,
wie beispielsweise 2 oder 3, empfängt.
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In
IS-95 schreibt die Verkehrskanalwiedergewinnungsprozedur vor, dass
eine Teilnehmereinheit, deren Sender gemäß der Störverhinderungsprozedur für eine spezifizierte Überwachungszeit
ausgeschaltet worden ist, ihren Verkehrskanal für verloren erklären muss.
Die Überwachungszeit
für die Verkehrskanalwiedergewinnungsprozedur
ist typischerweise um die fünf
Sekunden. Auf ähnliche
Weise wird, wenn die Basisstation detektiert, dass ein Anruf mit
einer Teilnehmerstation nicht länger
aktiv ist, die Basisstation den Verkehrskanal für verloren erklären.
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Das
oben beschriebene Verfahren gestattet die Wiedergewinnung von Verkehrskanalressourcen nach
einer relativ kurzen (fünf
Sekunden) Überwachungszeit.
Ein Grund, dass dieses Verfahren in einem IS-95-System funktioniert,
ist, dass die Basisstation kontinuierlich neue Rahmen von Information zu
jeder aktiven Teilnehmerstation alle 20 Millisekunden sendet, was
der Teilnehmerstation gestattet, diesen kontinuierlichen Vorwärtsverkehrsfluss
zu überwachen.
Dieser Ansatz ist weit weniger effektiv in einem System mit hoher
Datenrate bzw. Hochdatenratensystem (HDR-System), in dem eine Basisstation nur
an eine Teilnehmerstation sendet, wenn die Basisstation Daten zu
senden hat.
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Ein
beispielhaftes HDR-System zum Senden von Digitaldaten mit hoher
Rate in einem drahtlosen Kommunikationssystem ist offenbart in US-Patent
Nr. 6,574,211, betitelt "METHOD
AND APPARATUS FOR HIGHER RATE PACKET DATA TRANSMISSION" (im Folgenden das
211-Patent), das dem Inhaber der vorliegenden Erfindung zueigen
ist. Wie in dem 211-Patent beschrieben, sendet eine Basisstation
Information zu einer Teilnehmerstation zu einem Zeitpunkt, wobei
die Übertragungsrate
abhängt
von den Träger-zu-Interferenz-Messungen
(C/I-Messungen, C/I = carrier-to-interference), die von der Teilnehmerstation
gesammelt wurden. Eine Teilnehmerstation hat nur eine Verbindung
mit der Basisstation, aber die Verbindung kann mehrere Verkehrskanäle aufweisen.
Die Basisstation sendet nur Informationsrahmen an eine bestimmte
Teilnehmerstation, wenn die Basisstation Daten an diese Teilnehmerstation
zu senden hat. Daher kann eine Teilnehmerstation eine Verbindung
mit einer Basisstation auf mehreren Verkehrskanälen für eine lange Zeitperiode aufrechterhalten,
ohne einen Rahmen von Daten von der Basisstation zu empfangen.
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In
einem System, das einen derartigen Übertragungs- bzw. Sendeansatz
verwendet, könnte
eine Störerverhinderungsprozedur
sich nicht auf Löschungsraten
verlassen, weil die Teilnehmerstation nicht unterscheiden kann,
ob sie eine Löschung
empfängt
oder ob ihr ein Datenrahmen nicht gesendet wird. Zusätzlich wäre die Überwachungszeit,
die notwendig wäre
um Verkehrskanalressourcen wiederzubeanspruchen, in einem derartigen
System weniger vorhersagbar und könnte fünf Sekunden weit übersteigen.
Verfahren der Störerverhinderung
oder der Reduzierung der Überwachungszeit
in einem HDR-System
sind daher in hohem Maß wünschenswert.
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Weiterhin
wird aufmerksam gemacht auf US-A-5,535,429, das ein Verfahren eines
erzwungenen Trennens von Kommunikationsverbindungen offenbart, die
zwischen einer Mobilstation und einem Mobildienstvermittlungsnetzwerk
aufgebaut sind, abhängig
davon, ob die Kommunikationsverbindung, die der Mobilstation anfänglich zugeteilt
wurde, sich verschlechtert hat oder ob eine Anrufverbindung oder ein
Handover- bzw. Übergabeversuch
fehlgeschlagen ist. Mit der Absicht, die Mobilstation zu zwingen, den
zugeteilten Kanal aufzugeben, sendet das Netzwerk der Mobilstation
ein Signal, welches einen Zeitüberwachungsprozess
in der Mobilstation aktiviert, die dadurch eine Bestätigungsnachricht
zurück
zu dem Netzwerk sendet. Wenn das Netzwerk nicht möchte, dass
die Mobilstation den zugeteilten Kanal beibehält, wird ein Signal, welches
den Zeitüberwachungsprozess
beenden würde,
nicht zu der Mobilstation gesendet, wodurch die Freigabe des Kommunikationskanals
resultiert. Es wird auch einen Mobilstation beschrieben, die Zählerschaltkreise
zur Ausführung
des Zeitüberwachungsprozesses
beinhaltet.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung von Sendeleistung gemäß Anspruch
1 und eine Vorrichtung für
ein drahtloses Zugriffsterminal, gemäß Anspruch 8, vorgesehen. Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf ein neuartiges und verbessertes Verfahren
und eine Vorrichtung für
drahtlose Systeme mit hoher Datenrate gerichtet, in denen Daten
gemäß der Nachfrage
eines Paketdatennetzwerkes gesendet werden. Die Kapazität des drahtlosen
Systems wird durch Steuerung der Zeitdauer, die ein Zugriffsterminal
auf der Rückwärtsverbindung
senden darf, ohne auf zuverlässige
Weise leistungsgesteuert zu werden, verbessert.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung generiert jedes Zugriffsterminal, um Rückwärtsverbindungsstörung zu
minimieren, Datenratensteuerwerte (DRC-Werte, DRC = data rate control) und überwacht diese
generierten DRC-Werte. Die DRC-Werte variieren entsprechend der
Träger-zu-Interferenz-Messungen
(C/I-Messungen), die von dem Zugriffsterminal vorgenommen werden.
Wenn es die C/I-Werte, die an dem Zugriffsterminal gemessen werden,
nicht schaffen, spezifizierte Kriterien zu erfüllen, erzeugt das Zugriffsterminal
einen Nullraten-DRC-Wert, der anzeigt, dass das Zugriffsterminal
Vorwärtsverbindungsdaten überhaupt
nicht decodieren kann. Ein DRC-Pegel von Null kann auch anzeigen,
dass sich dass Zugriffsterminal nicht mehr innerhalb der Reichweite
der Basisstation befindet und daher nicht mehr effektiv leistungsgesteuert
ist. Wenn der DRC-Pegel für
eine ausgedehnte Periode bzw. Dauer bei Null bleibt, schaltet das
Zugriffsterminal seinen Sender aus um zu verhindern, dass es ein
unkontrollierter In-Band-Störer
wird. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel schaltet das
Zugriffsterminal seinen Sender aus, wenn der DRC-Pegel kontinuierlich
auf einer Null-Rate bleibt für
eine "Ausschalt"-Periode von näherungsweise 240 Millisekunden.
Das Zugriffsterminal schaltet seinen Sender wieder an, nachdem seine
DRC-Rate kontinuierlich über
Null bleibt für
eine "Anschalt"-Periode für beispielsweise annähernd 13,33
oder 26,67 Millisekunden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung, kommuniziert ein drahtloses Netzwerk
mit einem Zugriffsterminal durch eine Verbindung, die einen oder
mehrere Verkehrskanäle
aufweist. Jeder der einen oder mehreren Verkehrskanäle wird
von einer unterschiedlichen Basisstation, die dem Netzwerk angehört, zugeteilt.
Das drahtlose Netzwerk initiiert die Freigabe einer Verbindung mit
einem Zugriffsterminal durch Senden einer Freigabeinitialisierungsnachricht
an das Zugriffsterminal. Das Zugriffsterminal antwortet durch Senden
einer Freigabenachricht und durch darauffolgendes Beenden seiner Verwendung
aller Verkehrskanäle.
In dem Fall, dass die Freigabeinitialisierungsnachricht oder die
Freigabenachricht aufgrund von Kommunikationsfehlern verloren wird,
verwenden die Basisstation und Zugriffsterminals eine Verkehrskanalwiedergewinnungsprozedur,
um die Länge
der Überwachungszeit zu
begrenzen. Eine Minimierung der Überwachungszeit
gestattet ein schnelles Wiederbeanspruchen und Wiederverwenden der
Verkehrskanalressourcen durch die Basisstation.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel steuert
ein drahtloses Netzwerk eine Überwachungszeit
durch Aufrechterhalten einer minimalen Datenrahmensenderate zu jedem
Zugriffsterminal in dem System. Wenn zum Beispiel eine maximale
Nullverkehrsperiode bzw. maximale Periode ohne Verkehr abläuft, ohne
dass ein Datenrahmen zu einem Zugriffsterminal gesendet wird, sendet
das drahtlose Netzwerk einen Nulldatenrahmen zu der Teilnehmerstation.
Wenn ein Zugriffsterminal nicht erfolgreich einen beliebigen Datenrahmen
oder Nulldatenrahmen auf einem beliebigem seiner Kanäle decodieren
kann für
eine spezifizierte Anzahl von maximalen Nullverkehrsperioden bzw.
maximalen Perioden des Nullverkehrs, erklärt das Zugriffsterminal einen
Verlust seiner Verbindung mit der Basisstation und beendet das Übertragen.
Wenn das drahtlose System keine Freigabenachricht nach dem Senden
einer Freigabeinitialisierungsnachricht empfängt, hört es damit auf, die Datenrahmen
und Nulldatenrahmen zu dem Zugriffsterminal zu senden. Nachdem eine spezifizierte Anzahl
von maximalen Nullverkehrsperioden verstreicht, beansprucht das
drahtlose System die Verkehrskanalressourcen wieder, die dem freigegebenen
Zugriffsterminal zugeteilt sind.
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In
einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel steuert
jede Basisstation des drahtlosen Netzwerks stattdessen die Überwachungszeit
durch Aussenden eines Konfigurationspakets an alle aktiven Zugriffsterminals,
die von einer Basisstation versorgt werden. Das Konfigurationspaket
beinhaltet Verkehrskanalzuteilungsinformation, die anzeigt, ob jeder
der Verkehrskanäle
der Basisstation einem aktiven Zugriffsterminal zugeteilt ist. Wenn
ein Zugriffsterminal ein Konfigurationspaket decodiert, das anzeigt,
dass die Zuteilung eines seiner Verkehrskanäle aufgehoben wurde bzw. nicht
mehr zugeteilt ist, dann gibt das Zugriffsterminal den Verkehrskanal
frei und optional seine Verbindung mit dem drahtlosen Netzwerk. Wenn
es das Zugriffsterminal nicht schafft, mindestens eine Konfigurationsnachricht
erfolgreich während
der Dauer der Überwachungszeit
zu decodieren, dann gibt das Zugriffsterminal seine Verkehrskanäle frei
und seine Verbindung mit dem drahtlosen Netzwerk.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher
aus der unten dargelegten detaillierten Beschreibung, wenn sie in
Verbindung mit den Zeichnungen gesehen wird, in denen gleiche Bezugszeichen
durchgehend Entsprechendes identifizieren und in denen:
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1 ein
Diagramm eines beispielhaften drahtlosen Systems mit hoher Datenrate
ist.
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2a ein
beispielhaftes Zustandsdiagramm der Verarbeitung von Überwachungszeit
in einem Zugriffsterminal ist.
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2b ein
beispielhaftes Zustandsdiagramm einer Störerverhinderungsprozedur in
einem Zugriffsterminal ist.
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3a ein
beispielhaftes Flussdiagramm der Überwachungszeitverarbeitung
in dem Zugriffsterminal ist.
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3b ein
beispielhaftes Flussdiagramm der Überwachungszeitverarbeitung
in dem drahtlosen Netzwerk ist.
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4a–4c Flussdiagramme
eines beispielhaften Prozesses der Überwachung von Übertragungsleistung
sind.
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5a ein
Blockdiagramm eines beispielhaften drahtlosen Netzwerks mit hoher
Datenrate ist, das eine Basisstation und eine Basisstationssteuerung
aufweist, und 5b ein Blockdiagramm eines beispielhaften
Zugriffsterminals mit hoher Datenrate ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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1 ist
ein Blockdiagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels einer drahtlosen
Teilnehmerstation mit hoher Datenrate (HDR) bzw. einer drahtlosen
HDR-Teilnehmerstation 110, die im Folgenden Zugriffsterminal
genannt wird, in Kommunikation mit einem drahtlosen Netzwerk mit
hoher Datenrate 120. Zugriffsterminal 110 kommuniziert
durch das drahtlose Netzwerk 120, um Paketdaten mit dem Internet 124 oder
irgendeinem anderen Paketdatennetzwerk 126 auszutauschen,
wie beispielsweise einem geschlossenen Netzwerk wie beispielsweise
einem Firmennetzwerk. Beispiele von Paketdaten beinhalten Internet-Protokoll-(IP)-Datagramme,
die für Anwendungen
wie beispielsweise das Zugreifen auf Webseiten und das Abrufen von
Emails verwendet werden. Solche Paketdatenanwendungen können direkt
auf dem Zugriffsterminal 110 laufen oder können auf
einem separaten Computergerät,
das das Zugriffsterminal 110 als ein drahtloses Modem verwendet,
laufen. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kommuniziert
das Zugriffsterminal 110 mit dem drahtlosen Netzwerk 120 über einen
drahtlosen Kommunikationskanal 112.
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Das
drahtlose Netzwerk 120 kann aus einer einzelnen Basisstation
und einer Basisstationssteuerung bestehen, oder kann eine Vielzahl
von getrennt angeordneten drahtlosen Basisstationen und Basisstationssteuerungen
aufweisen, die zusammen in einem Netzwerk verbunden sind. Jede Basisstation
besitzt eine vorbestimmte Anzahl von Verkehrskanälen, die sie verwenden kann,
um Daten mit Zugriffsterminals auszutauschen. Wenn einer der Verkehrskanäle einem
Zugriffsterminal zugewiesen ist, wird auf dieses Zugriffsterminal
als ein aktives Zugriffsterminal Bezug genommen. Mindestens ein
Verkehrskanal wird jedem aktiven Zugriffsterminal zugewiesen. Das drahtlose
Netzwerk 120 kann mit dem Paketdatennetzwerk 126 verbunden
sein unter Verwendung irgendeiner geeigneten Art von Netzwerkverbindung, wie
beispielsweise drahtloses oder drahtgebundenes T1 oder T3, eine
Glasfaserverbindung oder einem Ethernet. Das drahtlose Netzwerk 120 kann
mit mehreren Paketdatennetzwerken verbunden sein, die unterschiedlichen
Typs sind. Beispielsweise kann ein weiteres Netzwerk 126 ein öffentliches
Telefonvermittlungsnetzwerk (PSTN = public switched telephone network)
sein, das mit dem drahtlosen Netzwerk 120 über eine
Datendienst-Interworking-Funktion (IWF = interworking function)
verbunden ist.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel überwacht
ein Zugriffsterminal 110 kontinuierlich die Übertragungen
von dem drahtlosen Netzwerk 120, um das Träger-zu-Interferenz-Verhältnis (C/I-Verhältnis) des
Kanals zu schätzen.
Das Zugriffsterminal 110 sendet periodisch ein Datenratensteuersignal (DRC-Signal) zu dem drahtlosen
Netzwerk 120, das die höchste
Datenrate anzeigt, bei der das Zugriffsterminal 110 Daten
basierend auf vorherigen C/I-Messungen
des drahtlosen Kommunikationskanals 112 empfangen kann.
Das C/I für
ein Zugriffsterminal 110 und sein assoziiertes DRC-Signal
wird variieren aufgrund solcher Bedingungen, wie Veränderungen
in der Position des Zugriffsterminals 110. Wenn ein Zugriffsterminal 110 Daten
mit einer hohen Rate empfangen kann, sendet es ein DRC-Signal, das
einen hohen Wert hat. Wenn ein Zugriffsterminal 110 Daten
mit einer niedrigen Rate empfangen kann, sendet es ein DRC-Signal,
das einen niedrigen Wert hat.
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In
einem beispielhaften System verwendet eine Basisstation in dem drahtlosen
Netzwerk 120 die gesamte Kapazität seines Vorwärtsverkehrskanals,
um Daten an ein Zielzugriffsterminal zu übertragen. Die Basisstation
sendet Daten an nur ein Zugriffsterminal 110 auf einmal,
und überträgt die Daten auf
der im Allgemeinen höchsten
Rate, die zulässig ist,
wie angezeigt durch das DRC-Signal, das von dem Zielzugriffsterminal
empfangen wurde. Die Übertragungen
sind codiert, so dass sie nur von dem Zielzugriffsterminal korrekt
decodiert werden können.
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In
einem beispielhaften System unterhält ein drahtloses Netzwerk 120 eine
Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange
für jedes
aktive Zugriffsterminal 110. Immer dann, wenn das drahtlose
Netzwerk 120 Daten von dem Paketdatennetzwerk 126 empfängt, die
an ein Zugriffsterminal adressiert sind, platziert es die Daten
in die entsprechende Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange.
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Vorwärtsverbindungsübertragungen
werden aufgeteilt in Schlitze von 1,667 Millisekunden Dauer, oder
600 Schlitze pro Sekunde. Eine Basisstation sendet Daten an nur
ein Zielzugriffsterminal während eines
Schlitzes und überträgt Daten
mit einer Rate basierend auf der DRC-Information, die von dem Zielzugriffsterminal
empfangen wurde. Jedes mal, wenn eine Basisstation ein neues Zielzugriffsterminal auswählt, sendet
sie ein vollständiges "Codiererpaket", das eine vorbestimmte
minimale Größe besitzt. In
dem beispielhaften Ausführungsbeispiel
ist die minimale Codiererpaketgröße 1024 Bits.
Wenn das minimale Codiererpaket nicht übertragen werden kann bei der
angeforderten DRC-Rate innerhalb eines einzigen Schlitzes, überträgt die Basisstation
das Codiererpaket an das Zielzugriffsterminal in mehreren aufeinander
folgenden Schlitzen. Beispielsweise überträgt die Basisstation, um 1024
Bits mit einer Rate von 38,4 kbps zu senden, das Codiererpaket über 16 aufeinander
folgende Schlitze.
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In
dem beispielhaften Ausführungsbeispiel überträgt eine
Basisstation nur dann ein Codiererpaket an ein Zugriffsterminal,
wenn die Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange
nicht leer ist. Falls das Paketdatennetzwerk 126 keine
Daten an ein Zugriffsterminal sendet, und die Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange
für das
Zugriffsterminal leer ist, dann wird die Basisstation keine Codiererpakete
an das Zugriffsterminal übertragen.
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In
vielen beliebten Paketdatenanwendungen, wie beispielsweise Webbrowsing,
ist die Information, die zwischen einem Netzwerk und einem Netzwerkknoten
ausgetauscht wird bursty bzw. sporadisch. In anderen Worten kann
die Nachfrage nach Bandbreite kurze Spitzen erfahren, zwischen denen die
Nachfrage nach Bandbreite sehr gering ist. Webseitenbrowsing ist
ein gutes Beispiel für
eine sporadisch auftretende Paketdatenanwendung. Ein Benutzer kann
auf das Internet unter Verwendung eines Laptopcomputers, der mit
einem Zugriffsterminal verbunden ist, zugreifen. Während der
Benutzer eine Webseite herunterlädt,
wird die Webbrowseranwendung die gesamte mögliche Bandbreite von dem Netzwerk
nachfragen. Nach dem der Download bzw. das Herunterladen vollständig ist,
wird die Nachfrage nach Bandbreite auf Null fallen, wenn der Benutzer die
Webseite liest. Wenn der Benutzer keine weitere Information benötigt, kann
er die Webbrowsing-Anwendung schließen oder den Computer einfach
im Leerlauf lassen.
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In
einem beispielhaften System überwacht das
drahtlose Netzwerk 120 die Länge der Zeit, die jedes aktive
Zugriffsterminal im Leerlauf bleibt (es nicht Daten überträgt oder
empfängt).
Nach dem Ablauf eines Leerlauf-Timers sendet das drahtlose Netzwerk 120 eine
Freigabeinitialisierungsnachricht über die Vorwärtsverbindung
zu dem Zugriffsterminal, um die assoziierten Verkehrskanalressourcen
für die
Verwendung durch andere Zugriffsterminals, die nicht im Leerlauf
sind, wiederzubeanspruchen. Das Zugriffsterminal antwortet durch
Senden einer Freigabenachricht an das drahtlose Netzwerk 120 und Freigeben
seiner Verbindung mit dem drahtlosen Netzwerk 120 und der
Verkehrskanäle,
die mit der Verbindung assoziiert sind. Die Freigabeinitialisierungsnachricht
und die Freigabenachricht unterliegen, wie jede andere Nachricht,
Kommunikationsfehlern. Wenn ein Zugriffsterminal eine Freigabeinitialisierungsnachricht
nicht erfolgreich decodiert, könnte das
Zugriffsterminal nicht wissen, dass es freigegeben wurde. Auf ähnliche
Weise könnte
das drahtlose Netzwerk 120, wenn es keine erfolgreich decodierte Freigabenachricht
empfängt,
nicht wissen, dass die assoziierten Verkehrskanalressourcen verfügbar sind
für die
Zuweisung an andere Zugriffsterminals. Um eine zeitnahe Wie derbeanspruchung
und Wiederverwendung von Verkehrskanalressourcen angesichts derartiger
Kommunikationsfehler zu gestatten, verwendet ein beispielhaftes
HDR-System eine Verbindungsüberwachungsprozedur.
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Das
beispielhafte HDR-System unterscheidet sich von IS-95 darin, dass
es nur Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten
an ein Zugriffsterminal sendet, wenn die assoziierte Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange
nicht leer ist. Das Potential für
lange Perioden von Nullverkehrskanalaktivität kombiniert mit der Möglichkeit
von verlorenen Freigabeinitialisierungs- oder Freigabenachrichten,
verkompliziert Verbindungsüberwachungsprozeduren
in einem HDR-System.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel berechnet
ein Zugriffsterminal einen DRC-Signalpegel für jeden Zeitschlitz. Die Störerverhinderungsprozedur
spezifiziert, dass das Zugriffsterminal seinen Sender ausschalten
muss, nachdem sein DRC-Pegel für
eine spezifizierte Dauer auf eine Nullrate fällt, beispielsweise 240 Millisekunden
oder 144 Zeitschlitze. Das Zugriffsterminal schaltet seinen Sender
wieder an, nachdem die DRC-Rate für eine spezifizierte Periode über Null
bleibt, beispielsweise 8 aufeinander folgende Zeitschlitze oder
13,33 Millisekunden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist diese letztere
Periode 16 aufeinander folgende Zeitschlitze oder 26,67 Millisekunden.
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In
einem Ausführungsbeispiel
werden Unstimmigkeiten von Verbindungszuständen durch Spezifizieren einer
maximalen Nullverkehrsperiode vermieden, die vergehen darf, ohne
dass Information zu jedem Zugriffsterminal gesendet wird. Wenn die Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange
für ein
Zugriffsterminal leerverbleibt, so dass die maximale Nullverkehrsperiode
ablaufen kann, ohne das Senden eines Datenpakets an das Zugriffsterminal, überträgt das drahtlose
Netzwerk 120 ein "Nulldatenpaket" an das Zugriffsterminal.
Die überwachende
Periode ist mindestens zweimal so lang wie die maximale Nullverkehrsperiode,
um dem Zugriffsterminal zu gestatten, einige Nulldatenpake te zu
verlieren (aufgrund von Kommunikationsfehlern), ohne sofort seine
Verbindung freizugeben.
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Ein
Problem bei der Übertragung
von Nullverkehrsdaten ist, dass sie den durchschnittlichen Vorwärtsverbindungsdurchsatz
einer HDR-Basisstation wesentlich vermindern kann. Dies ist insbesondere
wahr beim Übertragen
von Nullverkehrsdaten an ein Zugriffsterminal mit einer niedrigen
Datenrate. Beispielsweise kann das Senden von Nullverkehrsdaten
in einem 1024-Bit-Codiererpaket
bei 38,4 kbps 16 aufeinander folgende Vorwärtsverbindungssendeschlitze
verbrauchen. Wenn es viele solche Zugriffsterminals gibt, wird diese
Art der Verbindungsüberwachungsprozedur
sehr teuer bezüglich
der Vorwärtsverbindungsbandbreite.
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Zudem
wird, sogar dann, wenn die Länge
der maximalen Nullverkehrsperiode verlängert wird, um zu verhindern,
dass zu viel Bandbreite auf Nullverkehrsdaten verschwendet wird,
die Verbindungsüberwachungsperiode
zu lang. Beispielsweise kann, wenn die maximale Nullverkehrsperiode
auf 15 Sekunden gesetzt wird, die Verbindungsüberwachungszeit dann 60 Sekunden
sein. Dies bedeutet, dass falls das drahtlose Netzwerk 120 keine
Freigabenachricht von einem Zugriffsterminal empfängt, das
drahtlose Netzwerk 120 möglicherweise 60 Sekunden vor
der Wiederbeanspruchung und Wiederzuteilung der assoziierten Verkehrskanalressourcen
warten muss. Die Bindung von Verkehrskanalressourcen für eine derart
lange Zeitperiode ist höchst
unerwünscht.
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In
einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel überträgt jede
Basisstation periodisch ein Konfigurationspaket auf einem Broadcast-
bzw. Aussendesteuerkanal an alle ihre aktiven Zugriffsterminals.
Das Konfigurationspaket beinhaltet Verkehrskanalzuteilungsinformation,
die anzeigt, ob jeder Verkehrskanal einem aktiven Zugriffsterminal
zugeteilt ist. Ein aktives Zugriffsterminal, das von der Basisstation
versorgt wird, überprüft jedes
erfolgreich decodierte Konfigurationspaket, um den Zustand eines
Verkehrskanals zu bestimmen, der dem Zugriffsterminal zugeteilt
ist. Wenn sich der Zustand eines Verkehrskanals von zugeteilt zu
nicht zugeteilt ändert,
dann wurde die Zuteilung dieses Ver kehrskanals aufgehoben, und er
kann einem anderen Zugriffsterminal wieder zugewiesen werden. Sobald
das Zugriffsterminal bestimmt, dass die Zuteilung eines seiner entsprechenden
Verkehrskanäle
aufgehoben wurde, gibt das Zugriffsterminal ihn dann sofort frei
und beendet die Benutzung dieses Verkehrskanals. In einem beispielhaften
Ausführungsbeispiel
fährt das
Zugriffsterminal damit fort, Verkehrskanäle zu verwenden, die dem Zugriffsterminal
von anderen Basisstationen immer noch zugeteilt sind. In einem weiteren
Ausführungsbeispiel
veranlasst die Aufhebung der Zuteilung irgendeines der Verkehrskanäle eines
Zugriffsterminals das Zugriffsterminal, seine Verbindungen mit allen
Basisstationen und die assoziierten Verkehrskanäle freizugeben. Zusätzlich gibt,
falls ein Zugriffsterminal es nicht schafft, erfolgreich ein Konfigurationspaket
innerhalb der Verbindungsüberwachungszeit zu
decodieren, es dann seine Verbindung mit dem drahtlosen Netzwerk
frei, einschließlich
aller assoziierten Verkehrskanäle,
und beendet das Übertragen.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel unterhält ein Zugriffsterminal
getrennte Überwachungs-Timer
für jede
Basisstation, die das Zugriffsterminal versorgt. Wenn es das Zugriffsterminal
nicht schafft, ein Konfigurationspaket von dieser speziellen Basisstation
erfolgreich zu decodieren, dann gibt das Zugriffsterminal den Verkehrskanal,
der mit dieser Basisstation assoziiert ist, frei. Wenn das Zugriffsterminal
damit fortfährt,
erfolgreich Konfigurationspakete von anderen Basisstationen zu decodieren,
und diese Konfigurationspakete anzeigen, dass die andere Basisstation
die Zuteilung des Verkehrskanals des Zugriffsterminals nicht aufgehoben
hat, dann wird das Zugriffsterminal fortfahren, den Verkehrskanal der
anderen Basisstation zu benutzen.
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In
einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird
das Konfigurationspaket häufig
genug ausgesendet, so dass die Überwachungszeit
mit der Überwachungszeit
die in IS-95 verwendet wird, vergleichbar ist. Zum Beispiel gibt,
wenn das Konfigurationspaket alle 400 Millisekunden ausgesendet
wird, ein Zugriffsterminal seine Verbindung frei, nachdem es das
Konfigurationspaket für
eine Überwachungszeit von
4,8 Sekunden nicht decodiert hat oder nach 12 aufeinander folgenden
verlorenen Konfigurationspaketen. Ein Fachmann wird erkennen, dass
man die Zeit, die mit dem Übertragen
des Konfigurationspakets assoziiert ist, das Verkehrskanalzuteilungsinformation
enthält,
variieren kann, ohne von den hierin beschriebenen Verfahren abzuweichen.
Auf ähnliche Weise
kann man die Überwachungszeit
variieren, ohne von dem hierin beschriebenen Verfahren abzuweichen.
-
In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist
die Verkehrskanalzuteilungsinformation in jedem Konfigurationspaket
eine Bitmaske, die die gleiche Anzahl von Bits wie die maximale
Anzahl der Vorwärtsverkehrskanäle, die
von der Basisstation unterstützt
werden, besitzt. Jedes aktive Zugriffsterminal weiß, welches
Bit in der Bitmaske mit dem Verkehrskanal des Zugriffsterminals
korrespondiert, und ignoriert den Zustand der anderen Bits in der
Bitmaske. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird eine "1" verwendet, um zu bezeichnen, dass ein
Verkehrskanal zugeteilt ist, und eine "0" wird
verwendet, um zu bezeichnen, dass die Zuteilung eines Verkehrskanals
aufgehoben wurde oder er unzugeteilt ist. In einem beispielhaften
Ausführungsbeispiel
kann jede Basisstation ein Maximum von 28 Vorwärtsverbindungsverkehrskanälen unterstützen, und
die Länge der
Bitmaske ist 28 Bits. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann jede Basisstation
ein Maximum von 29 Vorwärtsverbindungsverkehrskanälen unterstützen, und
die Länge
der Bitmaske ist 29 Bits. Ein Fachmann wird erkennen, dass die Anzahl
der Verkehrskanäle,
die repräsentiert
werden, und der Bits variiert werden kann, ohne von dem hierin beschriebenen
Verfahren abzuweichen.
-
Nach
dem erfolgreichen Decodieren eines Konfigurationspakets untersucht
jedes aktive Zugriffsterminal die Bits, die den Vorwärtsverbindungskanälen entsprechen,
die ihm zugeteilt sind. Wenn die Vorwärtsverkehrskanalzuteilungsbits
anzeigen, dass die Zuteilung des Verkehrskanals des Zugriffsterminals
aufgehoben wurde, gibt das Zugriffsterminal diesen Verkehrskanal
frei und optional seine gesamte Verbindung mit dem drahtlosen Netzwerk 120.
-
Beim
Beenden einer Verbindung zwischen dem drahtlosen Netzwerk 120 und
einem Zugriffsterminal sendet eine Basisstation innerhalb des drahtlosen Netzwerks 120 zuerst
eine Freigabeinitialisierungsnachricht an das Zugriffsterminal.
Auf den Empfang einer Freigabeinitialisierungsnachricht antwortet das
Zugriffsterminal durch Senden einer Freigabenachricht durch die
Basisstation zu dem drahtlosen Netzwerk 120. Wenn entweder
die Freigabeinitialisierungsnachricht oder die Freigabenachricht
aufgrund von Kommunikationsfehlern verloren wird, empfängt das
drahtlose Netzwerk 120 nicht die Freigabenachricht. Das
Verbindungsüberwachungsverfahren ändert die
periodische Konfigurationspaketaussendung durch die Basisstation
auf vorteilhafte Weise nach dem Senden einer Freigabeinitialisierungsnachricht und
nach der Unfähigkeit,
eine entsprechende Freigabenachricht zu decodieren. Das Konfigurationspaket
für eine
oder alle Basisstationen, die an das freizugebende Zugriffsterminal
versorgen, wird geändert,
um die Aufhebung der Zuteilung der Verkehrskanäle, die mit dem Zugriffsterminal
assoziiert sind, anzuzeigen. Nach Ablauf der Überwachungszeit beanspruchen
die Basisstationen die Verkehrskanalressourcen wieder, die darauf
folgend für
die Zuweisung an andere Zugriffsterminals verfügbar gemacht werden. Daten,
die von dem freizugebenden Zugriffsterminal durch Verkehrskanäle empfangen
werden, nachdem die Verkehrskanäle
als mit aufgehobener Zuteilung markiert wurden in dem Konfigurationspaket
aber vor Ablauf der Überwachungsperiode,
können
optional von der Basisstation geroutet bzw. weitergeleitet werden.
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2a ist
ein beispielhaftes Zustandsdiagramm für die Verarbeitung der Überwachungszeit
in dem Zugriffsterminal 110 der 1. Während des Normalverkehrszustandes 202 überträgt das Zugriffsterminal
normalerweise auf der Rückwärtsverbindung,
während
es Vorwärtsverbindungsübertragungen
von der versorgenden Basisstation überwacht. Das Zugriffsterminal
verfolgt das Schlitztiming, um die Schlitze zu identifizieren, die
das Konfigurationspaket mit der Verkehrskanalzuteilungsinformation
für mindestens
eine seiner versorgenden Basisstationen enthalten sollte.
-
Wenn
das Zugriffsterminal eine Freigabeinitialisierungsnachricht empfängt oder
ein Konfigurationspaket decodiert, das die Aufhebung der Zuteilung für einem
seiner Verkehrskanäle
anzeigt, geht das Zugriffsterminal über 220 von dem Normalverkehrszustand 202 zu
dem Freigabezustand 206. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
wird die Freigabeinitialisierungsnachricht auf dem Vorwärtsverkehrskanal
oder dem Vorwärtsverbindungssteuerkanal
empfangen und das Konfigurationspaket wird empfangen als eine Aussendung
auf dem Vorwärtsverbindungssteuerkanal.
Nur eines der obigen Ereignisse wird von dem Zugriffsterminal benötigt, um
zu dem Freigabezustand 206 überzugehen 220. Beispielsweise
wird das Zugriffsterminal den Verkehrskanal freigeben nach der Decodierung
eines Konfigurationspakets, das die Aufhebung der Zuteilung seines
Verkehrskanals anzeigt, sogar obwohl es keine Freigabeinitialisierungsnachricht
empfangen hat. Sobald es einmal in dem Freigabezustand 206 ist,
beendet das Zugriffsterminal die Übertragungen auf der Rückwärtsverbindung
und beendet die Decodierung des Vorwärtsverkehrskanals.
-
Wie
oben beschrieben, gestattet ein alternatives Ausführungsbeispiel,
dass das Zugriffsterminal in dem Normalverkehrszustand 202 verbleibt
auf den Empfang eines Konfigurationspakets hin, das die Aufhebung
der Zuteilung eines, aber nicht aller seiner Verkehrskanäle anzeigt.
In diesem Ausführungsbeispiel
wird ein Konfigurationspaket bewirken, dass das Zugriffsterminal
nur dann zu dem Freigabezustand 206 übergeht 220, wenn
die Zuteilung des letzten und einzigen Verkehrskanals des Zugriffsterminals
aufgehoben wurde, wobei keine Verkehrskanäle für eine Verbindung zugeteilt
verbleiben.
-
In
einem alternativen Ausführungsbeispiel wird
die Freigabeinitialisierungsnachricht nie gesendet, und das drahtlose
Netzwerk gibt das Zugriffsterminal immer frei unter Verwendung der
Verkehrskanalzuteilungsinformation in den Konfigurationsnachrichten,
die von seinen Basisstationen übermittelt werden.
Dieser Ansatz ermöglicht
noch größere Effizienz
auf der Vorwärtsverbindungsbandbreite
durch Einsparen der Schlitze, die anderenfalls für die Übertragung von Freigabeinitialisierungsnachrichten
auf der Vorwärtsverbindung
verbraucht würden.
Ein Nachteil dieses Ansatzes ist, dass die Verkehrskanalressourcen,
die mit einem fallengelassenen Zugriffsterminal assoziiert sind, nie
wiederbeansprucht und an ein anderes Zugriffsterminal wiederzugewiesen
werden können,
bis zum Ablauf der Überwachungszeit.
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Wie
oben beschrieben, versucht das Zugriffsterminal periodisch die Konfigurationsnachricht auf
der Vorwärtsverbindung
während
des Normalverkehrszustandes 202 zu decodieren. Wenn das
Zugriffsterminal ein Konfigurationspaket decodiert, das anzeigt,
dass seine Verkehrskanäle
immer noch zugeteilt sind, bleibt das Zugriffsterminal in dem Normalverkehrszustand 202,
wie angezeigt durch den Zustandübergang 222.
-
Falls
es das Zugriffsterminal nicht schafft, erfolgreich ein Konfigurationspaket
während
einer Periode zu decodieren, wenn das Konfigurationspaket von der
Basisstation übertragen
wird, geht das Zugriffsterminal über 210 in
den Fehlende-Konfigurationspakete-Zustand 204. Falls das
Zugriffsterminal dann erfolgreich ein darauf folgendes Konfigurationspaket
decodiert, geht es zurück
zu dem Normalverkehrszustand 202 über 218.
-
Jedes
Mal, wenn das Zugriffsterminal erstmalig in den Fehlende-Konfigurationspakete-Zustand 204 eintritt,
beginnt das Zugriffsterminal, die Länge der Zeit zu verfolgen,
die vergeht ohne erfolgreiche Decodierung eines Konfigurationspakets. Falls
diese Zeit die Überwachungszeit überschreitet, dann
geht das Zugriffsterminal über 216 zu
dem Freigabezustand 206. Vor dem Ablauf der Überwachungszeit
bewirkt ein nachfolgendes Misslingen, ein Konfigurationspaket zu
decodieren, dass das Zugriffsterminal in dem Fehlende-Konfigurationspakete-Zustand 204 verbleibt,
wie gezeigt durch Zustandsübergang 214.
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2b ist
ein beispielhaftes Zustandsdiagramm für eine Störerverhinderungsprozedur in
dem Zugriffsterminal 110 der 1. In einem
beispielhaften Ausführungsbeispiel
bleibt das Zugriffsterminal überwiegend
in einem Sendezustand 230, in dem das Zugriffsterminal
kontinuierlich ein Signal an eine oder mehrere versorgende Basisstationen
auf der Rückwärtsverbindung
sendet. In dem Sendezustand 230 generiert das Zugriffsterminal
kontinuierlich ein DRC- Signal
auf der Rückwärtsverbindung,
bis das DRC-Signal auf einem Nullratenpegel für eine spezifizierte Periode
verbleibt. Falls das Zugriffsterminal ein Nullraten-DRC-Signal für eine spezifizierte
Anzahl von aufeinander folgenden Zeitschlitzen generiert, schaltete
das Zugriffsterminal seinen Sender aus und geht über 240 in den Sender-Aus-Zustand auf
der Vorwärtsverbindung
zu überwachen,
und fährt
damit fort, eine DRC-Messung für
jeden Zeitschlitz zu generieren. Wenn die DRC-Messung für eine vorbestimmte
Anzahl von Zeitschlitzen über
die Nullrate steigt, beispielsweise 8, schaltete das Zugriffsterminal
seinen Sender an und geht über 242 zurück in den
Sendezustand 230. Während
des Sendezustands 230 und des Sender-An-Zustands 232 werden
alle Daten, die erfolgreich auf der Vorwärtsverbindung decodiert werden,
von dem Zugriffsterminal wie normal geroutet bzw. weitergeleitet.
Während das
Zugriffsterminal jedoch in dem Sender-Aus-Zustand 232 ist,
sendet das Zugriffsterminal keine Daten auf der Rückwärtsverbindung.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel geht,
falls das Zugriffsterminal in dem Sender-Aus-Zustand 232 für eine spezifizierte
Zeitdauer verbleibt, beispielsweise die Überwachungszeit oder 4,8 Sekunden,
das Zugriffsterminal über 244 in
den Freigabezustand 206, der oben beschrieben ist. Ein Fachmann
wird erkennen, dass der Timeout bzw. die Zeitüberschreitung zur Durchführung des Übergangs 244 sich
von der Überwachungszeit
unterscheiden kann, ohne von dem hierin beschriebenen Verfahren abzuweichen.
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3a ist
ein beispielhaftes Flussdiagramm der Überwachungszeitverarbeitung
in einem Zugriffsterminal. Für
jeden neuen Vorwärtsverbindungszeitschlitz 302 evaluiert 304 das
Zugriffsterminal, was empfangen wurde und was nicht auf sowohl dem
Vorwärtsverbindungsbroadcaststeuerkanal
als auch dem Vorwärtsverkehrskanal,
die dem Zugriffsterminal zugewiesen sind. Basierend darauf, was
von der Vorwärtsverbindung
decodiert wurde und was nicht, verarbeitet das Zugriffsterminal
entweder eine Freigabe 314 oder fährt damit fort, den nächsten Vorwärtsverbindungszeitschlitz
zu verarbeiten.
-
Falls
eine Freigabeinitialisierungsnachricht während eines Zeitschlitzes 304 decodiert
wird, verarbeitet das Zugriffsterminal sofort eine Freigabe 314.
Falls eine Freigabeinitialisierungsnachricht nicht empfangen wird,
dann bestimmt 306 das Zugriffsterminal, ob der Zeitschlitz,
der verarbeitet wird, einer ist, während dem der letzte Teil eines
vollständigen Konfigurationspakets
erwartet wurde. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird das Konfigurationspaket
in konstanten Intervallen, die in Schlitzen gemessen werden, gesendet.
Beispielsweise könnte in
einem System, das 1,667-Millisekunden-Zeitschlitze verwendet, das
Konfigurationspaket alle 400 Millisekunden gesendet werden, oder
einmal alle 240 Zeitschlitze. Beim Schritt 306 prüft das Zugriffsterminal,
ob der Vorwärtsverbindungssendeschlitz,
der evaluiert wird, einer ist, in dem ein komplettes Konfigurationspaket
hätte empfangen
werden sollen. Falls der Vorwärtsverbindungssendeschlitz
nicht auf das Ende eines dieser Intervalle fällt, dann muss das Zugriffsterminal
nicht nach einem erfolgreich decodierten Konfigurationspaket suchen
und kann damit fortfahren, den nächsten
Schlitz zu verarbeiten.
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Falls
das Zugriffsterminal bestimmt 306, dass es ein vollständiges Konfigurationspaket
hätte empfangen
sollen, dann prüft 308 das
Zugriffsterminal dann, ob ein Konfigurationspaket erfolgreich decodiert
wurde. Falls ein Konfigurationspaket nicht erfolgreich decodiert
wurde, dann prüft 310 das
Zugriffsterminal, wie lange die letzte erfolgreiche Decodierung
eines Konfigurationspakets her ist. Wenn die Periode zwischen dem
aktuellen Zeitschlitz und dem letzten erfolgreichen Decodieren eines
Konfigurationspakets größer ist
oder gleich der Überwachungszeit,
erklärt
das Zugriffsterminal die Verbindung mit dem drahtlosen Netzwerk
als verloren und verarbeitet eine Freigabe 314. Falls die
Periode zwischen dem aktuellen Zeitschlitz und dem letzten erfolgreichen
Decodieren eines Konfigurationspakets geringer ist als die Überwachungszeit,
fährt das
Zugriffsterminal mit der Verarbeitung für den nächsten Zeitschlitz fort.
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Wenn
das Zugriffsterminal bestimmt, dass ein Konfigurationspaket erfolgreich
beim Schritt 308 decodiert wurde, extrahiert und untersucht
es die Verkehrs kanalzuteilungsinformation, die in dem Konfigurationspaket
enthalten ist, um zu bestimmen 312, ob die Zuteilung für einen
Verkehrskanal, der dem Zugriffsterminal zugewiesen ist, aufgehoben
wurde. Wenn die Zuteilung des Verkehrskanals des Zugriffsterminals
aufgehoben wurde, dann verarbeitet das Zugriffsterminal eine Freigabe 314.
Wenn das Zugriffsterminal möglicherweise
noch immer andere Verkehrskanäle
verwendet, deren Zuteilung noch nicht aufgehoben wurde, dann verarbeitet
das Zugriffsterminal optional eine Freigabe 314 nur für den neu
freigegeben Verkehrskanal und fährt
damit fort, die übrigen
Verkehrskanäle
zu verwenden. Falls das Konfigurationspaket anzeigt, dass der Verkehrskanal dem
Zugriffsterminal zugeteilt bleibt, dann fährt das Zugriffsterminal fort
mit der Verarbeitung für
den nächsten
Schlitz.
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3b ist
ein beispielhaftes Flussdiagramm von Überwachungszeitverarbeitung
in einem drahtlosen Netzwerk. Auf die Initialisierung 350 der
Freigabeverarbeitung eines Zugriffsterminals hin, sendet das drahtlose
Netzwerk eine Freigabeinitialisierungsnachricht 352 an
das Zugriffsterminal. Beim Schritt 354 evaluiert bzw. beurteilt
das drahtlose Netzwerk, ob es eine Freigabenachricht von dem Zugriffsterminal
empfangen hat. Falls das drahtlose Netzwerk eine Freigabenachricht
von dem Zugriffsterminal empfängt,
dann beansprucht es sofort die Verkehrskanalressourcen 360 wieder,
die zuvor dem nun fallen gelassenen Zugriffsterminal zugeteilt waren.
-
Falls
das drahtlose Netzwerk keine Freigabenachricht beim Schritt 354 empfängt, dann
bewirkt das drahtlose Netzwerk eine Veränderung in der Verkehrskanalzuteilungsinformation 356 in
Konfigurationspaketen, die von den Basisstationen des drahtlosen
Netzwerks gesendet werden. Die Verkehrskanalzuteilungsinformation
wird aktualisiert um anzuzeigen, dass die Zuteilung der Verkehrskanäle, die
zuvor dem freizugebenden Zugriffsterminal zugeteilt waren, aufgehoben
wurde.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel sendet
das Zugriffsterminal nicht irgendeine Bestätigung oder Antwort für ein decodiertes
Konfigurationspaket, das eine Freigabe bewirkt. Das Zugriffsterminal
beendet einfach das Übertra gen
und Empfangen auf den spezifizierten Verkehrskanälen. Folglich kann das drahtlose
Netzwerk nicht wissen, wann oder ob das Zugriffsterminal das Konfigurationspaket decodiert
hat. Daher kann bzw. darf das drahtlose Netzwerk die Verkehrskanalressourcen
nicht wiederbeanspruchen, die mit dem Zugriffsterminal verbunden
sind, bis nach dem Abwarten der Dauer der Überwachungsperiode.
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Nach
dem Verändern
der Information, die in dem Konfigurationspaket 356 gesendet
wird, fährt die
Basisstation damit fort, periodisch die modifizierten Konfigurationspakete
zu senden 358 für
die Dauer der Überwachungszeit.
Nachdem die Überwachungszeit
abgelaufen ist, beansprucht 360 das drahtlose Netzwerk
die Verkehrskanalressourcen wieder für sich, die zuvor dem nun freigegebenen
Zugriffsterminal zugeteilt waren. Nachdem die Verkehrskanalressourcen
wieder für
sich beansprucht wurden 360, können die wiederbeanspruchten
Verkehrskanäle
und ihre assoziierten Ressourcen beim Schritt 362 wieder
zugewiesen werden.
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Obwohl
als sequentielle Schritte gezeigt, kann das Senden der Freigabeinitialisierungsnachricht 352 und
das Verändern
des Konfigurationspakets 356 in jeder Reihenfolge stattfinden,
oder kann zu ungefähr
der gleichen Zeit stattfinden. Wenn das geänderte Konfigurationspaket
und eine Freigabeinitialisierungsnachricht zur gleichen Zeit empfangen werden,
sendet das Zugriffsterminal die Freigabenachricht als Antwort auf
die Freigabeinitialisierungsnachricht, bevor es auf das empfangene
Konfigurationspaket reagiert.
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4a–4c sind
Flussdiagramme eines beispielhaften Prozesses der Überwachung
von Sendeleistung. Wenn eine Verbindung erstmalig zwischen einem
Zugriffsterminal und einem drahtlosen Netzwerk aufgebaut wird, wird
der Sender des Zugriffsterminals angeschaltet und zwei Timer in
dem Zugriffsterminal, auf die als "Anschalttimer" und "Ausschalttimer" Bezug genommen wird, starten in einem deaktivierten
Zustand. Während
der Verarbeitung für jeden
neuen Zeitschlitz beim Schritt 402 generiert das Zugriffsterminal
(beim Schritt 404) einen DRC-Wert und verwendet diesen
DRC-Wert zusammen mit den zwei Timern, um zu bestimmen, ob es seinen
Sender anschalten oder ausschalten soll.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel, wird
der Schritt der Generierung eines DRC-Wertes 404 gefolgt
vom Überprüfen, ob
der Sender des Zugriffsterminals 110 angeschaltet ist oder
ausgeschaltet ist 406. Falls der Sender an ist, geht der
Prozess voran, wie dargestellt in 4b, in
der das Zugriffsterminal bestimmt, ob der Sender ausgeschaltet werden
sollte. Falls der Sender aus ist, geht der Prozess weiter wie dargestellt
in 4c, in der das Zugriffsterminal bestimmt, ob der
Sender angeschaltet werden sollte.
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In 4b geht
der Prozess vom Schritt 406 zu einer Evaluation des Wertes
im Schritt 420 des DRC-Wertes, generiert beim Schritt 404,
weiter. Falls beim Schritt 420 der neu generierte DRC-Wert
größer ist
als eine Nullrate, dann deaktiviert das Zugriffsterminal den "Ausschalttimer" (beim Schritt 422).
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
resultiert das Deaktivieren des Ausschalttimers, wenn er bereits
deaktiviert ist, in keiner Veränderung
des Zustands des Ausschalttimers. In einem alternativen Ausführungsbeispiel
beinhaltet der Schritt 422 das Prüfen des Zustands des Ausschalttimers
und beinhaltet die Deaktivierung nur dann, wenn er vorher aktiviert
worden ist. Nach dem Schritt 422 fährt der Prozess fort mit der
Verarbeitung des nächsten
Zeitschlitzes (402 in 4a).
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Falls
beim Schritt 420 der neu generierte DRC-Wert ein Nullraten-DRC-Wert
war, dann evaluiert das Zugriffsterminal den Zustand des Aussschalttimers
beim Schritt 424. Falls der Ausschalttimer aktiv ist, aber
beim Schritt 424 abgelaufen ist, dann deaktiviert das Zugriffsterminal
seinen Ausschalttimer beim Schritt 430 und schaltet seinen
Sender beim Schritt 432 aus. Falls der Ausschalttimer beim Schritt 424 nicht
abgelaufen ist, dann prüft
das Zugriffsterminal (beim Schritt 426), ob der Ausschalttimer
bereits aktiviert worden ist. Falls beim Schritt 426 der
Ausschalttimer nicht aktiviert worden ist, dann aktiviert das Zugriffsterminal
den Ausschalttimer beim Schritt 428. Der Schritt 428 der
Aktivierung des Ausschalttimers beinhaltet das Einstellen des Timers, nach einer
spezifizierten Ausschaltperiode abzulaufen, zum Beispiel näherungsweise
240 Millisekunden oder 144 Schlitzen von einer Dauer von 1,67 Millisekunden.
Der Ablauf des aktivierten Ausschalttimers dient als ein Signal
für das
Zugriffsterminal, seinen Sender auszuschalten. Falls beim Schritt 426 der Ausschalttimer
bereits aktiviert worden ist, dann fährt der Prozess mit der Verarbeitung
des nächsten
Zeitschlitzes (402 in 4a) fort.
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In 4c schreitet
der Prozess vom Schritt 406 zu einer Evaluation beim Schritt 442 des
Wertes des DRC-Wertes, der im Schritt 404 generiert wurde, fort.
Falls beim Schritt 442 der neu generierte DRC-Wert ein
Nullraten-DRC-Wert
war, dann deaktiviert das Zugriffsterminal den "Anschalttimer" beim Schritt 446. In einem
beispielhaften Ausführungsbeispiel
führt das
Deaktivieren des Anschalttimers, wenn er bereits deaktiviert ist,
zu keiner Veränderung in
dem Zustand des Anschalttimers. In einem alternativen Ausführungsbeispiel
beinhaltet Schritt 446 das Prüfen des Zustands des Anschalttimers
und deaktiviert ihn nur dann, wenn er zuvor aktiviert worden ist. Nach
dem Schritt 446, fährt
der Prozess mit der Verarbeitung des nächsten Zeitschlitzes (402 in 4a) fort.
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Falls
beim Schritt 442 der neu generierte DRC-Wert größer war
als eine Nullrate, dann evaluiert das Zugriffsterminal den Zustand
des Anschalttimers beim Schritt 444. Falls der Anschalttimer
aktiv ist, aber abgelaufen ist beim Schritt 444, dann deaktiviert
das Zugriffsterminal seinen Anschalttimer beim Schritt 452 und
schaltet seinen Sender wieder an beim Schritt 454. Falls
der Anschalttimer nicht abgelaufen ist beim Schritt 444,
dann prüft
das Zugriffsterminal (beim Schritt 448), ob der Anschalttimer
bereits aktiviert worden ist. Falls der Anschalttimer beim Schritt 448 nicht
aktiviert worden ist, dann aktiviert das Zugriffsterminal seinen
Anschalttimer beim Schritt 450. Der Schritt 450 der
Aktivierung des Anschalttimers beinhaltet das Einstellen des Timers nach
einer spezifizierten Anschaltperiode abzulaufen. In einem beispielhaften
Ausführungsbeispiel
ist die Anschaltperiode näherungsweise
13,33 Millisekunden oder 9 Schlitze von einer Dauer von 1,67 Millisekunden.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel
ist die Anschaltperiode näherungsweise
26,67 Millise kunden oder 16 Schlitze von einer Dauer von 1,67 Millisekunden.
Der Ablauf des aktivierten Anschalttimers dient als ein Signal für das Zugriffsterminal,
seinen Sender anzuschalten. Falls beim Schritt 448 der
Anschalttimer bereist aktiviert worden ist, fährt der Prozess mit der Verarbeitung
des nächsten Zeitschlitzes
(402 in 4a) fort.
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5a ist
ein Blockdiagramm, das die Grunduntersysteme einer beispielhaften
Basisstation mit hoher Datenrate 504 darstellt und eine
Basisstationssteuerung (BSC = base station controller) 510, konfiguriert
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel. BSC 510 und
Basisstation 504 können
als Komponenten eines drahtlosen Netzwerkes, wie beispielsweise
des drahtlosen Netwerkes 120 von 1, dienen.
Mit Bezug auch auf 1, ist BSC 510 mit
den Paketdatennetzwerken 124 und 126 durch eine
oder mehrere Paketnetzwerkschnittstellen 524 verbunden.
Obwohl nur eine Basisstation 504 aus Gründen der Einfachheit gezeigt
ist, kann das drahtlose Netzwerk 120 mehrere Basisstationen 504 und
Basisstationssteuerungen 510 enthalten. BSC 510 koordiniert die
Kommunikationen zwischen jedem Zugriffsterminal (110 von 1)
und Paketdatennetzwerk 126 über die Paketnetzwerkschnittstelle 524.
Das drahtlose Netzwerk 120 kann auch einen Interworking-Funktion
bzw. IWF (nicht gezeigt) beinhalten, die zwischen Auswahlelementen 514 und
dem öffentlichen
Telefonvermittlungsnetzwerk oder PSTN (public switched telephone
network) (nicht gezeigt) angeordnet ist.
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BSC 510 beinhaltet
mehrere Auswahlelemente 514, obwohl einfachheitshalber
nur eines in 5a gezeigt ist. Jedes Auswahlelement 514 ist
zugewiesen, Kommunikationen zwischen einem Zugriffsterminal und
BSC 510 durch eine oder mehrere Basisstationen 504 zu
steuern. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann eine Verbindung
zwischen BSC 510 und einem Zugriffsterminal mehrere Verkehrskanäle aufweisen,
die durch ein einziges Auswahlelement 514 weitergeleitet
bzw. geroutet werden. Einem Zugriffsterminal ist maximal ein Verkehrskanal
von jeder versorgenden Basisstation 504 zugeteilt. Daten,
die von einem einzigen Zugriffsterminal von jeder versorgenden Basisstation 504 empfangen
werden, werden durch das einzige Auswahl element 514 zu
dem zugewiesenen Zugriffsterminal geroutet bzw. weitergeleitet.
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Die
Paketnetzwerkschnittstelle 524 empfängt Daten von dem Paketdatennetzwerk 126 durch eine
Verbindung 554, untersucht die Zieladresse der Paketdaten
und leitet die Daten zu dem Auswahlelement 514 weiter,
das mit dem Zielzugriffsterminal assoziiert ist. Falls eine Verbindung
zwischen dem drahtlosen Netzwerk 120 und dem Zielzugriffsterminal
nicht aufgebaut worden ist, dann baut der Anrufsteuerprozessor 516 eine
Verbindung mit dem Zugriffsterminal auf. Der Aufbau einer Verbindung
beinhaltet das Pagen des Zugriffsterminals und das Zuweisen eines
Auswahlelements 514 und eines oder mehrerer Verkehrskanäle zu dem
Zugriffsterminal. Jeder Verkehrskanal, der einer Verbindung zu einem einzelnen
Zugriffsterminal zugewiesen ist, wird zu einer unterschiedlichen
Basisstation gehören.
Auf eine Basisstation 504, die mit einem Zugriffsterminal durch
einen Verkehrskanal kommuniziert, wird als eine "versorgende Basisstation" dieses Zugriffsterminals
Bezug genommen. Das Auswahlelement 514, das einer Zugriffsterminalverbindung
zugewiesen ist, wird verwendet zum Senden von Paketdaten, die von der
Paketnetzwerkschnittstelle 524 empfangen worden sind, zu
den versorgenden Basisstationen 504 des Zielzugriffsterminals.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet
jede Basisstation 504 einen Basisstationssteuerprozessor 512,
der Vorwärtsverbindungssendungen
an alle Zugriffsterminals, die von der Basisstation 504 versorgt
werden, einteilt. Der Basisstationssteuerprozessor 512 wählt das
Zugriffsterminal aus, zu dem Vorwärtsverbindungsübertragungen über jeden
Vorwärtsverbindungszeitschlitz
gerichtet werden.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel hält jede
Basisstation 504 eine Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange 540 aufrecht
für jeden
Verkehrskanal, der mit einem aktiven Zugriffsterminal assoziiert
ist. Paketdaten, die zu dem Zugriffsterminal übertragen werden sollen, werden
in der Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange
gespeichert, die mit dem Zugriffsterminal asso ziiert ist, bis der
Basisstationssteuerprozessor 512 das Zugriffsterminal auswählt als
Zielzugriffsterminal für
einen Vorwärtsverbindungszeitschlitz.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet
Basisstation 504 mehrere Kanalelemente 542, wobei
ein Kanalelement 542 jedem Verkehrskanal zugeteilt ist.
Sobald der Basisstationssteuerprozessor 512 ein Zielzugriffsterminal
für einen
Vorwärtsverbindungszeitschlitz
auswählt,
werden die Daten von der Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange 540 über das
entsprechende Kanalelement 542 an eine Funk- bzw. Hochfrequenz-(HF)-Einheit 544 übertragen,
und dann durch Antenne 546. Die Daten gelangen dann durch
die Vorwärtsverbindung 550 zu
dem Zugriffsterminal.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel spezifiziert
der Basisstationssteuerprozessor 512 auch die Senderate
für jeden
Vorwärtsverbindungszeitschlitz.
Eine Rückwärtsverbindung 552 trägt Rückwärtsverbindungssignale,
wie beispielsweise DRC-Information empfangen von jedem Zugriffsterminal 110 zu
Antenne 546. Die Rückwärtsverbindungssignale
werden dann in der HF-Einheit 544 herunterkonvertiert und
verstärkungsgesteuert
und werden im Kanalelement 542 demoduliert und decodiert.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel überwacht
der Basisstationssteuerprozessor 512 die DRC-Information,
die von jedem aktiven Zugriffsterminal empfangen wird, und verwendet
die DRC-Information zusammen mit der Menge an Daten in jeder Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange 540,
um Sendungen auf der Vorwärtsverbindung 550 einzuteilen.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel generiert
der Basisstationssteuerprozessor 512 ein Konfigurationspaket,
das periodisch über
die Vorwärtsverbindung 550 gesendet
wird. Das Konfigurationspaket beinhaltet Verkehrskanalzuteilungsinformation,
die anzeigt, ob jeder der Verkehrskanäle der Basisstation einem aktiven
Zugriffsterminal zugeteilt ist. Ein Anrufsteuerprozessor 516 weist
den Basisstationssteuerprozessor 512 an, einen Verkehrskanal
freizugeben, der einem aktiven Zugriffsterminal 110 zugewiesen
ist. Der Anrufsteuerprozessor 516 erzeugt eine Freigabeinitialisierungsnachricht
und sendet die Nachricht an das freizugebende Zugriffsterminal über eine
oder mehrere Basisstationen. Falls das Auswahlelement 514,
das dem freizugebenden Zugriffsterminal zugewiesen ist, eine Freigabenachricht
nicht empfängt,
dann weist der Anrufsteuerprozessor 516 den Basisstationssteuerprozessor 512 an,
die Inhalte der nachfolgenden Konfigurationspakete, die gesendet
werden, so zu aktualisieren, dass sie die Aufhebung der Zuteilung
des entsprechenden Verkehrskanals widerspiegeln. Der Anrufsteuerprozessor 516 kann
daher die Aufhebung der Zuteilung der Verkehrskanäle in einer
oder allen Basisstationen, die das freizugebende Zugriffsterminal
versorgen, spezifizieren.
-
Der
Anrufsteuerprozessor 516 und der Basisstationssteuerprozessor 512 sind
implementiert unter der Verwendung von Mikroprozessoren, Feld-Programmierbaren
Gate Arrays (FPGA), programmierbaren Logikgeräten (PLDs = programmable logic
devices), Digitalsignalprozessoren (DSPs = digital signal processors),
ASICs oder anderen Vorrichtungen, die fähig sind, die nötige Amplitude
und Phase von Steuersignalen zu generieren und einzustellen. In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
bewegen sich die Kommunikationen zwischen BSC 510 und Basisstation 504 durch
eine Backhaul-Verbindung.
Die Information, die durch die Backhaul-Verbindung fließt, beinhaltet
Kommunikationen zwischen dem Anrufsteuerprozessor 516 und
dem Basisstationssteuerprozessor 512. Die Backhaul-Verbindung
zwischen BSC 510 und Basisstation 504 wird implementiert
unter Verwendung einer geeigneten Verbindungseinrichtung, wie beispielsweise
erdverlegter bzw. unterirdischer Verkabelung oder Mikrowellen-T1
oder -T3 oder Glasfaser, wie beispielsweise OC3.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird
eine Freigabenachricht empfangen auf der Rückwärtsverbindung 552 von
dem freigegebenen Zugriffsterminal decodiert und an den Basisstationssteuerprozessor 512 weitergeleitet,
der die Wiederbeanspruchung und Wiederzuteilung der Verkehrskanalressourcen,
wie eines Auswahlelementes 514 mit Anrufsteuerprozessor 516 koordiniert.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel
wird die Freigabenachricht nicht vom Basisstationssteuerprozessor 512 codiert,
sondern wird durch Auswahlelement 514 weitergeleitet zu
dem Anrufsteuerprozessor 516. In einem alternativen Ausführungsbeispiel
sind BSC 510 und Basisstation 504 integriert,
und die Funktionen des Anrufsteuerprozessors 516 und des
Basisstationssteuerprozessors 512 werden von einem einzigen
Prozessor oder von dem gleichen Satz von gemeinsam genutzten Prozessoren
durchgeführt.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel werden
Daten auf der Vorwärtsverbindung 550 in "Datenpaketen" übertragen, die eine minimale
Größe von 1024
Bits haben. Die Inhalte eines Datenpakets werden über einen
oder mehrere Zeitschlitze übertragen,
die eine festgelegte Dauer haben, beispielsweise 1,667 Millisekunden.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel generiert
ein Kanalelement 542 einen Cyclic-Redundancy-Check (CRC)
bzw. eine zyklische Redundanzprüfung
für das
Paket und codiert dann das Datenpaket und sein CRC, unter Verwendung
eines Vorwärtsfehlerkorrekturcodes
(FEC-Code, FEC = forward error correction), um ein codiertes Paket
zu bilden. Der FEC-Code kann jede von mehreren Vorwärtsfehlerkorrekturtechniken
verwenden, einschließlich
Turbocodierung, Faltungscodierung, Blockcodierung oder anderen Formen
von Codierung, einschließlich Soft-Decision-Codierung.
Kanalelement 542. verschachtelt dann (oder sortiert neu)
die Symbole innerhalb des codierten Pakets. Kanalelement 542 kann
jede der Anzahl von Verschachtelungstechniken verwenden, wie beispielsweise
Blockverschachtelung und Bitumkehrverschachtelung bzw. Bit-Reversal-Interleaving.
Das verschachtelte Paket wird codiert unter Verwendung von Codemultiplex-Vielfachzugriffstechniken
(CDMA-Techniken), einschließlich
dem Abdecken der Symbole mit einem Walsh-Code und des PN-Spreizens
dieser unter Verwendung von kurzen PNI- und PNQ-Codes. Ein alternatives Ausführungsbeispiel
verwendet komplexe PN-Spreizung. Die gespreizten Daten werden an
die HF-Einheit 544 geliefert, die das Signal quadraturmoduliert,
filtert und verstärkt.
Das Vorwärtsverbindungssignal
wird dann über
die Luft durch Antenne 546 auf der Vorwärtsverbindung 550 übertragen.
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5b ist
ein Blockdiagramm eines beispielhaften Zugriffsterminals mit hoher
Datenrate 110. Das Zugriffsterminal 110 sendet
Information, wie beispielsweise DRC-Information und Rückwärtsverbindungspaketdaten
zu dem drahtlosen Netzwerk 120 über Rückwärtsverbindung 552 des
drahtlosen Kommunikationskanals 112. Das Zugriffsterminal 110 empfängt Daten
von dem drahtlosen Netzwerk 120, wie beispielsweise Vorwärtsverbindungsdaten
und Konfigurationspakete über
Vorwärtsverbindung 550 des
drahtlosen Kommunikationskanals 112.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird
das Vorwärtsverbindungssignal
durch Antenne 560 empfangen und an einen Empfänger innerhalb von
Frontend 562 weitergeleitet. Der Empfänger filtert, verstärkt, quadraturdemoduliert
und quantisiert das Signal. Das digitalisierte Signal wird an einen
Demodulator (DEMOD) 564 vorgesehen, wo es entspreizt wird
mit kurzen PNI- und
PNQ-Codes und mit der Walsh-Abdeckungfreigelegt wird. Die demodulierten
Daten werden an einen Decodierer 566 geliefert, der das
Inverse der Sendesignalverarbeitungsfunktionen, die bei Basisstation 504 ausgeführt werden,
durchführt.
Insbesondere führt
der Decodierer 566 Entschachtelungs-Decodierungs- und CRC-Prüffunktionen
aus. Die decodierten Paketdaten werden an Paketdatenschnittstelle 568 geliefert, die
dann die Daten durch eine Verbindung 570 an eine externe
Vorrichtung (nicht gezeigt) sendet, die eine Benutzerschnittstelle
aufweist und die Benutzeranwendungen, wie einen Webbrowser, unterstützt. Der
Decodierer 566 liefert decodierte Anrufsteuerinformation,
wie beispielsweise Konfigurationspakete und Freigabeinitialisierungsnachrichten
zur Steuerung 576.
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Daten
werden von der (nicht gezeigten) externen Vorrichtung durch Verbindung 570 und
eine Paketdatenschnittstelle 568 empfangen. Die Daten können durch
eine Steuerung 576 weitergeleitet werden oder Paketdaten
können
direkt zu einem Codierer 572 geliefert werden.
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Die
Steuerung 576 überwacht
die Eigenschaften des Signals, das von der versorgenden Basisstation 504 empfangen
wurde und generiert DRC- Information.
Die Steuerung 576 liefert die sich ergebende DRC-Information
an den Codierer 572 für die
nachfolgende Sendung auf der Rückwärtsverbindung 552.
Die Steuerung 576 verarbeitet auch empfangene Freigabeinitialisierungsnachrichten
und erzeugt entsprechende Freigabenachrichten, die zu übertragen
sind. Die Steuerung 576 evaluiert die Inhalte von jedem
decodierten Konfigurationspaket und bestimmt, ob die Zuteilung irgendeines
der Verkehrskanäle
des Zugriffsterminals aufgehoben wurde.
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Wie
oben beschrieben, überwacht
die Steuerung 576 die generierten DRC-Pegel, so dass das Zugriffsterminal 110 es
vermeiden kann, ein In-Band-Störer für das drahtlose
Netzwerk zu werden. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel bewirkt die
Steuerung 576, dass sich der Sender in dem Frontend 562 ausschaltet,
falls der DRC-Pegel auf die Nullrate für eine spezifizierte Dauer
fällt,
beispielsweise 240 Millisekunden oder 144 Zeitschlitze. Die Steuerung 576 schaltet
den Sender im Frontend 562 wieder an, nachdem die DRC-Rate
für eine
spezifizierte Periode über
Null bleibt, beispielsweise 8 aufeinander folgende Zeitschlitze.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet
die Paketdatenschnittstelle 568 Datenpuffer für eine temporäre Speicherung
von Vorwärts- und
Rückwärtsverbindungsdaten.
Während
der Sender im Frontend 562 ausgeschaltet ist, werden Rückwärtsverbindungsdaten
in dem Puffer gespeichert, bis der Sender wieder angeschaltet ist.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel
werden Daten an den Sender gesendet, sogar wenn der Sender ausgeschaltet
ist, was zu ihrem Verlust führt.
Das alternative Ausführungsbeispiel
vermeidet die Möglichkeit
eines Pufferüberlaufs
von Rückwärtsverbindungsdaten.
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Falls
die Steuerung 576 eine Freigabeinitialisierungsnachricht
empfängt,
dann erzeugt die Steuerung 576 eine Freigabenachricht,
die durch Codierer 572, Modulator 574, Frontend 562 und
Antenne 560 gesendet werden soll. Nach dem Senden der Freigabenachricht
gibt die Steuerung 576 ihre Verbindung mit dem drahtlosen
Netzwerk und alle assoziierten Verkehrskanälen frei.
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Falls
die Steuerung 576 ein Konfigurationspaket empfängt, das
anzeigt, dass die Zuteilung eines der Verkehrskanäle des Zugriffsterminals
aufgehoben wurde, dann gibt die Steuerung 576 sofort den Verkehrskanal
frei. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel fährt, falls
die Zuteilung nur eines der mehreren Verkehrskanäle, die einem Zugriffsterminal zugewiesen
sind, aufgehoben wurde, das Zugriffsterminal optional damit fort,
die übrigen
Verkehrskanäle der
Verbindung zu verwenden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel
veranlasst die Aufhebung der Zuteilung irgendeines der Verkehrskanäle des Zugriffsterminals
das Zugriffsterminal, seine gesamte Verbindung mit dem BSC und allen
Basisstationen freizugeben.
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Zusätzlich überwacht
die Steuerung 576 die Intervalle zwischen dem Empfang von
erfolgreich decodierten Konfigurationspaketen. Falls die Steuerung 576 bestimmt,
dass kein Konfigurationspaket erfolgreich decodiert wurde für eine Periode
größer als oder
gleich der Überwachungszeit,
dann gibt die Steuerung 576 ihre Verbindung mit dem BSC
und allen Basisstationen frei. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
ist die Steuerung 576 implementiert unter Verwendung von
Mikroprozessoren, Feld-Programmierbaren Gate Arrays (FPGA), programmierbaren
Logik geräten
(PLD), Digitalsignalprozessoren (DSP), ASICs oder anderen Vorrichtungen,
die fähig sind,
die hierin beschriebenen Steuerungsfunktionen auszuführen.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel werden
Rückwärtsverbindungsdaten
von der Paketdatenschnittstelle 568 und der Steuerung 576 codiert im
Codierer 572. Der Codierer 572 erzeugt einen Cyclic-Redundancy-Check
(CRC) für
jedes Paket und codiert dann das Datenpaket und seom CRC unter Verwendung
eines Vorwärtsfehlerkorrekturcodes (FEC-Code),
um ein codiertes Paket zu bilden. Der FEC-Code kann jede von mehreren
Vorwärtsfehlerkorrekturtechniken
verwenden, einschließlich
Turbocodierung, Faltungscodierung, Blockcodierung oder anderen Formen
der Codierung, einschließlich Soft-Decision-Codierung.
Ein Modulator (MOD) 574 verschachtelt dann (oder ordnet
neu) die Symbole innerhalb des codierten Pakets unter der Verwen dung irgendeiner
Anzahl von Verschachtelungstechniken bzw. Interleavingtechniken,
wie beispielsweise Blockverschachtelung und Bit-Reversal-Interleaving. Das
verschachtelte Paket wird codiert unter der Verwendung von Codemultiplex-Vielfachzugriffstechniken
(CDMA-Techniken) einschließlich
des Abdeckens der Symbole mit einem Walsh-Code und des PN-Spreizens
von ihnen unter der Verwendung von kurzen PNI- und PNQ-Codes. Ein
alternatives Ausführungsbeispiel
verwendet komplexe PN-Spreizung. Die gespreizten Daten werden zu
einem Sender in Frontend 562 geliefert, welcher das Signal
quadraturmoduliert, filtert und verstärkt. Das Rückwärtsverbindungssignal wird dann über die
Luft durch Antenne 560 auf der Rückwärtsverbindung 552 gesendet.
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Alternative
Ausführungsbeispiele
sind anwendbar auf andere Hardwarearchitekturen, die Übertragungen
mit variabler Rate unterstützen
können.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel
ist beispielsweise anwendbar auf ein System, das Glasfaserkanäle verwendet,
wobei der drahtlose Kommunikationskanal 112 in 1 durch
einen Glasfaserkommunikationskanal ersetzt wird und die Vorwärtsverbindung 550 und
die Rückwärtsverbindung 552 in 5a–5b innerhalb
der Glasfaser vorliegen. Die Antennen 560 und 546 in
den 5a–5b werden
durch Glasfaserschnittstellen ersetzt.
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Obwohl
hierin in Bezug auf eine Verbindungsüberwachung auf der Vorwärtsverbindung
beschrieben, kann ein Ausführungsbeispiel
leicht erweitert werden, so dass es Verbindungsüberwachung auf der Rückwärtsverbindung
abdeckt. Auch verwendet ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel Codemultiplex-Vielfachzugriffstechniken
(CDMA-Techniken), aber es kann leicht erweitert werden, so dass
es verschiedene Vielfachzugriffstechniken, wie beispielsweise Zeitmultiplex-Vielfachzugriff
(TDMA = time division multiple access) verwendet.
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Die
vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele wird geliefert,
um es jedem Fachmann zu ermöglichen,
die vorliegende Erfindung herzustellen oder zu verwenden. Die verschiedenen
Modifikationen dieser Ausführungsbeispiele
werden dem Fachmann leicht ersichtlich sein und die hierin definierten
zugrunde liegenden Prinzipien können
auf andere Ausführungsbeispiele
ohne die Verwendung erfinderischer Fähigkeiten angewendet werden.
Daher ist nicht beabsichtigt, die vorliegende Erfindung durch die
hierin gezeigten Ausführungsbeispiele
zu beschränken,
sondern ihr soll der weiteste Umfang gewährt werden, der mit dem Prinzipien
und neuartigen Merkmalen, die hierin offenbart werden, in Einklang
steht.