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Die
Erfindung betrifft allgemein die Zuweisung von Zeitschlitzen zu
Steuerungskanälen
in einem Telekommunikationssystem, wo Vielfachzugriff im Zeitmultiplex
verwendet wird. Insbesondere betrifft die Erfindung die Zuweisung
von Zeitschlitzen zu einem Niedrigraten-Steuerungskanal, der einem
bestimmten Datenkanal zugeordnet ist, dessen Datenrate ein Viertel
einer nominalen vollen Datenrate beträgt.
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Aus
der Technologie des GSM (Global System for Mobile telecommunications)
kennt man das Konzept eines langsamen zugehörigen Steuerungskanals (Slow
Associated Control Channel – SACCH). Der
SACCH ist ein logisch separater Kanal, der sich physikalisch eine
Kapazitätszuweisung
mit einem dedizierten Verkehrskanal teilt. Im Folgenden beschreiben
wir kurz einige bekannte Merkmale des SACCH und seine Beziehung
zu dem entsprechenden Verkehrskanal.
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Beim
GSM wird Kapazität
an der Funkschnittstelle in Burst-Perioden oder BPs zugewiesen, die
mitunter auch als Schlitze bezeichnet werden. Acht aufeinanderfolgende
Burst-Perioden bilden einen Frame, dessen zeitliche Länge 60/13
ms oder ungefähr
4,615 ms beträgt.
Ein Vollraten-Verkehrskanal
entspricht einer Kapazitätszuweisung,
wo exakt eine Burst-Periode von jedem Frame zugewiesen wird. Die
Ordnungszahl der zugewiesenen Burst-Periode bleibt von Frame zu
Frame die gleiche und ist sogar in den Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstrecken-Frames,
die die Teile eines bidirektionalen Vollraten-Verkehrskanals bilden,
die gleiche. Zwischen den Aufwärtsstrecken-
und Abwärtsstrecken-Frames gibt
es eine feste Verschiebung von drei Burst-Perioden, so dass die
Aufwärtsstrecken-Burst-Periode, die einem
bestimmten bidirektionalen Vollraten-Verkehrskanal zugewiesen ist,
immer drei Burst-Perioden
nach der entsprechend nummerierten Abwärtsstrecken-Burst-Periode erfolgt.
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Die
volle Rate darf nicht mit der maximal erreichbaren Datenrate verwechselt
werden, weil im Zuge der Weiterentwicklung des GSM auch sogenannte
Mehrschlitzkanäle
spezifiziert wurden, wo einer einzelnen Kommunikationsverbindung
mehr als eine Burst-Periode je Frame zugewiesen wird. Statt dessen
könnte
ein Verkehrskanal, dem ein einziger Schlitz je Frame zugewiesen
ist, als eine "nominale" volle Rate aufweisend
angesehen werden.
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Eine
Periode von genau 120 ms umfasst 26 Frames und wird als ein Mehrfachframe
bezeichnet. Von den 26 zugewiesenen Burst-Perioden in einem Mehrfachframe
werden 24 für
den Verkehrskanal verwendet, eine wird zum Senden eines SACCH-Bursts
verwendet, und eine ist eine sogenannte Leerlaufburst-Periode, wo
nichts übertragen wird.
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Um
die Beziehung zwischen einem SACCH-Burst und bestimmten SACCH-Bits,
die zu übertragen
sind, zu verstehen, muss man mit etwas Kanalcodierung vertraut sein.
Eine Sequenz aus 184 uncodierten SACCH-Bits nennt man einen SACCH-Block.
In dem Kanalcodierungsprozess wird er zuerst einer Codierung durch
einen Fire-Code unterzogen, der 40 Bits hinzufügt. Das Ergebnis wird mit einem
Halbraten-Faltungscodierer faltungscodiert, der einen aus 456 Bits
bestehenden codierten SACCH-Block ausgibt. Diese werden in vier
Teilblöcke
von jeweils 114 Bits aufgeteilt, so dass schließlich vier komplette SACCH-Bursts
benötigt
werden, um den Informationsinhalt eines einzelnen SACCH-Blocks zu
versenden. Eine einfache Multiplikation zeigt, dass, weil ein einzelner
SACCH-Burst innerhalb
jedes Mehrfachframes von 120 ms übertragen
wird, die Zeit, die benötigt
wird, um den Informationsinhalt eines einzelnen SACCH-Block zu übertragen,
vier Mehrfachframes oder 480 ms beträgt.
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Bereits
die Ursprungsfassung der GSM-Spezifikationen definierte auch andere
Typen von Verkehrskanälen
als den oben angesprochenen Vollraten-Typ. Genauer gesagt, wurden
Halbraten- und Achtelraten-Verkehrskanäle definiert. Die Zuweisungen
der Burst-Perioden dafür
folgen einem einfachen Wechselprinzip, wobei zum Beispiel zwei Halbraten-Verkehrskanäle die Stelle
eines einzelnen Vollraten-Verkehrskanals einnehmen. Von den 24 Verkehrs-Burst-Perioden innerhalb
eines Mehrfachframes erhält
jeder Halbratenkanal 12. Eine einzelne SACCH-Burst-Periode ist immer
noch für
jeden Halbratenkanal übrig,
so dass während
der SACCH-Burst-Periode des ersten Halbratenkanals der zweite Halbratenkanal
leer läuft
und umgekehrt.
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Das
Aufkommen von EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) hat zur
Spezifikation eines Viertelraten-Verkehrskanals
geführt,
der kurz als ein TCH/4 bezeichnet werden kann. 1 veranschaulicht
eine vorgeschlagene Zuweisung von Verkehrs-(T) und SACCH (S)-Burst-Perioden
für die
vier TCH/4s, die in dem Zuweisungsregime die Stelle eines einzelnen
Vollraten-Verkehrskanals einnehmen. Die grafische Darstellung, die
für 1 gewählt wurde,
ist die bekannte, wobei die Zeit "schraubenförmig" voranschreitet, d. h. der Strom aufeinanderfolgender
Burst-Perioden wird zu einer Helix gewunden, wobei eine Runde die
Länge eines
Frames (8 Burst-Perioden) aufweist. Diese Darstellung hat den Vorteil,
die zyklisch wiederholten Burst-Perioden, die einem einzelnen Vollraten-Verkehrskanal
zugeordnet werden können,
in einer geraden Reihe zu zeigen. Wir bezeichnen die vier TCH/4s
als die Subkanäle
0, 1, 2 und 3. Um genau ein Viertel der Verkehrskapazität eines
Vollraten-Verkehrskanals
für jeden
Subkanal übrig
zu haben, müssen
wir annehmen, dass von den 26 zugewiesenen Burst-Perioden eines
Mehrfachframes sechs für
jeden Subkanal zugewiesen werden müssen. Allerdings lässt diese
Annahme nur zwei Burst-Perioden je Superframe für SACCH-Bursts frei. Um einen
SACCH-Burst je Subkanal unterzubringen, müssen wir nun die kombinierte
Länge von
zwei Mehrfachframes in Betracht ziehen, die eine zeitliche Länge von
240 ms haben und aus 52 aufeinanderfolgenden Frames bestehen. 1 zeigt
ein vorgeschlagenes Zuweisungsregime für die Burst-Perioden, wobei
jeder Subkanal ungefähr
jede vierte zuweisbare Burst-Periode erhält ("ungefähr", weil an den Frames 12-13 und 24-25
eine Verschiebung um einen Frame erfolgt, um die SACCH-Bursts unterzubringen)
und die SACCH-Bursts der Subkanäle
0, 1, 2 und 3 in die 12., 25., 38. bzw. 51. zuweisbare Burst-Periode
des "Doppel-Mehrfachframes" gehen.
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Das
vorgeschlagene Zuweisungsregime von 1 hat den
Nachteil, die Übertragungsverzögerung eines
SACCH im Vergleich zu der zu verdoppeln, die für die SACCHs zur Verfügung stehen,
die zu Voll- und Halbraten-Verkehrskanälen gehören. Wir
haben oben angemerkt, dass die SACCHs, die zu Voll- und Halbraten-Verkehrskanälen gehören, eine
Burst-Periode je einem Mehrfachframe von 120 ms erhalten. Da vier
Bursts benötigt
werden, um den Informationsinhalt eines einzelnen SACCH-Blocks zu übertragen,
beträgt
die Gesamtübertragungsverzögerung für einen
SACCH-Block vier Mehrfachframes oder 480 ms. In dem Regime von 1 erhält jeder SACCH
eine Burst-Periode je einem Doppel-Mehrfachframe von 240 ms. Da
immer noch vier SACCH-Bursts erforderlich sind, um den Informationsinhalt
eines einzelnen SACCH-Blocks zu übertragen,
beträgt
die Gesamtübertragungsverzögerung vier
Doppel-Mehrfachframes oder 960 ms.
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Man
könnte
in Erwägung
ziehen, die SACCH-Zuweisungen so umzuordnen, dass von den 16 SACCH-Burst-Perioden
innerhalb einer Sequenz von acht aufeinanderfolgenden Mehrfachframes
ein Subkanal zum Beispiel die 1., 3., 5. und 7. Burst-Periode erhält, ein
anderer Subkanal die 2., 4., 6. und 8. Burst-Periode erhalten würde, ein
weiterer Subkanal die 9., 11., 13. und 15. Burst-Periode erhalten
würde und
der verbleibende Subkanal die 10., 12., 14. und 16. Burst-Periode
erhalten würde.
Auf diese Weise würde
die Gruppe von vier SACCH-Bursts, die benötigt werden, um einen einzelnen
SACCH-Block zu übertragen,
in jedem Subkanal innerhalb der Periode von vier aufeinanderfolgenden
Mehrfachframes übertragen
werden. Allerdings wäre
nach einer solchen Übertragung
für weitere
vier aufeinanderfolgende Mehrfachframe eine vollständige SACCH-Stille auf
diesem Subkanal, was nicht von Vorteil ist. Eine weitere unkomplizierte
Lösung
wäre, mehr
als zwei Burst-Perioden je Mehrfachframe für einen SACCH zuzuweisen, aber
dieser Lösungsansatz
hat den schwerwiegenden Nachteil, die Anzahl der Burst-Perioden
zu verringern, die für
den eigentlichen Verkehr zur Verfügung stehen, und grundlegende Änderungen
an dem Gesamt-Zuweisungsregime erforderlich zu machen.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und
einer Anordnung zum Zuweisen von Übertragungskapazität für einen
Steuerungskanal, der einem Viertelratenkanal zugeordnet ist, mit
nur moderater Zunahme der Übertragungsverzögerung im
Vergleich zu den Steuerungskanälen,
die zu Voll- und Halbratenkanälen
gehören.
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Die
Aufgaben der Erfindung werden erreicht durch Verringern des Umfangs
der Kanalcodierung zum Codieren eines Datenblocks auf dem Steuerungskanal
und Gruppieren der Steuerungskanalübertragungen, dergestalt, dass
zuerst ein Versuch unternommen wird, eine leicht codierte Version
des Datenblocks zu senden. Nur wenn erforderlich, wird eine Neuübertragung
vorgenommen, was zu einer stärkeren
effektiven Codierungsrate führt.
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In
ihrer ersten Ausführungsform
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Übertragen von Steuerungsinformationen
auf einem Steuerungskanal, der einem Verkehrskanal zugeordnet ist,
nach Anspruch 1.
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In
ihrer zweiten Ausführungsform
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Empfangen von Steuerungsinformationen
auf einem Steuerungskanal, der einem Verkehrskanal zugeordnet ist,
nach Anspruch 4.
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Die
Erfindung nutzt die Erkenntnis, dass die gesamte Nutzung eines Viertelraten-Verkehrskanals recht
eng mit einer Annahme hinreichend guter Ausbreitungsbedingungen
für ein
Funksignal verbunden ist. Da das ursprüngliche Kanalcodierungsregime
für Steuerungskanaldaten
ersonnen wurde, um die Übertragung
von Steuerungsdaten robust genug für beliebige Ausbreitungsbedingungen
zu machen, kann eine leichtere Kanalcodierung durchaus ausreichend
sein, um die Steuerungsdaten zu schützen, die einem Viertelratenkanal
zugeordnet sind.
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Wenn
der Informationsinhalt eines Steuerungsdatenblocks in nur zwei Steuerungsdatenbursts anstatt
vier hineingezwängt
werden kann, so ist es möglich,
genügend Übertragungskapazität von vier aufeinanderfolgenden
Mehrfachframes zum Übertragen
selbst eines kompletten Steuerungsdatenblocks auf jedem der vier
Viertelraten-Subkanäle, die
die Stelle eines einzelnen Vollratenkanals einnehmen, zuzuweisen.
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Wenn
die Annahme der hinreichend guten Ausbreitungsbedingungen überoptimistisch
war, so stören
Interferenzen und/oder Rauschen die Steuerungsdatenbursts so sehr,
dass die Empfangsvorrichtung nicht in der Lage ist, den Steuerungsdatenblock
von den zwei Steuerungsdatenbursts, die sie empfängt, zu decodieren. In einem
solchen Fall kann sie eine Neuübertragung
innerhalb der nächsten
Periode von vier aufeinanderfolgenden Mehrfachframes anfordern.
Die Neuübertragung
ist am vorteilhaftesten so zusammengesetzt, dass ihre Kombination
mit der ursprünglich übertragenen,
leicht codierten Form des Steuerungsdatenblocks der Empfangsvorrichtung
genügend
Informationen gibt, um den Steuerungsdatenblock direkt zu decodieren.
Selbst dann beträgt
die effektive Übertragungsverzögerung nur acht
Mehrfachframes, was nicht mehr ist als die beste erhältliche
Verzögerung
bei den oben beschriebenen Lösungen
des Standes der Technik.
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Damit
die Neuübertragung
möglich
ist, muss die Sendevorrichtung wissen, dass sie benötigt wird. Gemäß der Erfindung
sind die Aufwärtsstrecken-
und Abwärtsstrecken-Zuweisungen
für die
Steuerungskanäle
so korreliert, dass nach einem ersten, leicht codierten Versuch
des Sendens der Steuerungsinformationen eine Kehrtwendung zum Antworten
ein gutes Stück
vor dem Zeitpunkt genommen wird, wo die Neuübertragung erforderlichenfalls
zu senden ist.
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Die
neuartigen Merkmale, die als kennzeichnend für die Erfindung angesehen werden,
sind insbesondere in den angehängten
Ansprüchen
dargelegt. Die Erfindung selbst – sowohl hinsichtlich ihres Aufbaus
als auch ihrer Funktionsweise – zusammen mit
weiteren Aufgaben und Vorteilen der Erfindung werden jedoch am besten
anhand der folgenden Beschreibung konkreter Ausführungsformen in Verbindung
mit den begleitenden Zeichnungen verstanden.
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1 veranschaulicht
einen bekannten Vorschlag für
eine SACCH-Zuweisung.
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2a veranschaulicht
einen Teil der SACCH-Zuweisung gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung.
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2b veranschaulicht
eine alternative Art und Weise der grafischen Darstellung der Zuweisung von 2a.
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3a ist
ein grafischer Vergleich zwischen SACCH-Zuweisungen in Voll-, Halb- und Viertelratenkanälen.
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3b veranschaulicht
eine vorteilhafte Art und Weise für das gegenseitige Timing von
Aufwärtsstrecken-
und Abwärtsstrecken-SACCH-Zuweisungen.
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4 ist
eine schematische Darstellung einer Codierer- und Sendevorrichtung.
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5 ist
eine schematische Darstellung einer Empfänger- und Decodierervorrichtung.
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6 veranschaulicht
ein Verfahren gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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7 veranschaulicht
ein Verfahren gemäß einem
weiteren Verfahren der Erfindung.
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2a veranschaulicht
eine Sequenz von acht aufeinanderfolgenden Mehrfachframes von jeweils
26 Frames, was zusammen 208 Frames mit der Nummerierung von 0 bis
207 ergibt. Die Kanäle,
deren Burst-Perioden-Zuweisung
in 2a gezeigt ist, sind ein Viertelraten-Verkehrskanal und
sein zugeordneter langsamer Steuerungskanal. Zusammen bilden sie,
was im vorliegenden Text als der erste Subkanal oder Subkanal 0
bezeichnet wird. Gemäß der bekannten
Definition eines Viertelraten-Verkehrskanals
ist ihm ungefähr
jede vierte dieser Burst-Perioden,
die ein Vollraten-Verkehrskanal erhalten würde, zugewiesen. Auch hier
meint "ungefähr", dass von den zuweisbaren
26 Burst-Perioden jedes Mehrfachframes der Viertelraten-Verkehrskanal
sechs erhält.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung sind die Burst-Perioden,
die für
einen einzelnen Steuerungskanal zugewiesen sind und die kurz als die
SACCH-Burst-Perioden bezeichnet werden, so angeordnet, dass zwei
SACCH-Burst-Perioden
in aufeinanderfolgenden Mehrfachframes immer relativ nahe beieinander
liegen. Zum Beispiel gibt es eine zugewiesene SACCH-Burst-Periode
S in den ersten zwei Mehrfachframes 2201 und 2202.
Eine Periode zweier weiterer Mehrfachframes 2203 und 2204 trennt
die aufeinanderfolgenden Mehrfachframes vom nächsten Erscheinen von Mehrfachframes 2205 und 2206,
wo SACCH-Zuweisungen
existieren. Danach folgen weitere zwei Mehrfachframes 2207 und 2208 ohne
SACCH-Zuweisungen zu dem betreffenden Kanal.
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Die
Zuweisung von Burst-Perioden für
Verkehrskanäle
bleibt in allen Mehrfachframes die gleiche und ist für die Erfindung
von untergeordneter Bedeutung, weshalb die viel einfachere grafische
Darstellung von 2b bevorzugt ist, wenn nur das
Vorhandensein oder Fehlen von SACCH-Zuweisungen in einem Mehrfachframe
in Betracht gezogen wird. In 2b sind
die acht aufeinanderfolgenden Mehrfachframes 2201 bis 2208 gezeigt,
so dass nur zwei quadratische Felder jeden Mehrfachframe darstellen. Diese
Felder beziehen sich auf jene Burst-Perioden innerhalb eines Mehrfachframes,
die einem SACCH zugewiesen werden können, d. h. die zugewiesenen Burst-Perioden
im 13. und 26. Frame jenes Mehrfachframes. Wenn wir das durchgängige Frame-Nummerierungsregime
von 0 bis 207 in der Sequenz von acht aufeinanderfolgenden Mehrfachframes
betrachten, so entsprechen die sechzehn quadratischen Felder, die
in 2b veranschaulicht sind, den zugewiesenen Burst-Perioden in den Frames
mit den Nummern 12, 25, 38, 51, 64, 77, 90, 103, 116, 129, 142,
155, 168, 181, 194 und 207. Ein Buchstabe S in dem Feld zeigt an,
dass der Mehrfachframe – in
der entsprechenden Burst-Periode – eine Zuweisung für den SACCH
von einem Viertelraten-Verkehrskanal
umfasst. Ein Buchstabe I in dem Feld zeigt an, dass die entsprechende
Burst-Periode in Bezug auf den betrachteten Viertelraten-Verkehrskanal
leer läuft.
Die Burst-Perioden-Zuweisungen, die durch die 2a und 2b dargestellt
werden, sind die gleichen.
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3a veranschaulicht
einen Vergleich der SACCH-Zuweisungen
eines Vollraten-Verkehrskanals, zweier Halbraten-Verkehrskanäle und von
vier Viertelraten-Verkehrskanälen. Der
Vollraten-Verkehrskanal ist einem SACCH zugeordnet, dessen Burst-Perioden-Zuweisungen
entweder in den Frames 12, 38, 64, 90, 116, 142, 168 und 194 oder
in den Frames 25, 51, 77, 103, 129, 155, 181 und 207 der Frames
0 bis 207, die in der Sequenz von acht aufeinanderfolgenden Mehrfachframes
enthalten sind, liegen. Die Halbraten-Verkehrskanäle sind
entsprechenden SACCHs so zugeordnet, dass die SACCH-Burst-Perioden-Zuweisungen des Halbraten-Subkanals
0 in den Frames 12, 38, 64, 90, 116, 142, 168 und 194 liegen und
die SACCH-Burst-Perioden-Zuweisungen
des Halbraten-Subkanals 1 in den Frames 25, 51, 77, 103, 129, 155,
181 und 207 liegen. Die Viertelraten-Verkehrskanäle sind entsprechenden SACCHs
so zugeordnet, dass die SACCH-Burst-Perioden-Zuweisungen des Viertelraten-Subkanals
0 in den Frames 12, 38, 116, und 142 liegen; die SACCH-Burst-Perioden-Zuweisungen des Viertelraten-Subkanals
1 in den Frames 64, 90, 168 und 194 liegen; die SACCH-Burst-Perioden-Zuweisungen des Viertelraten-Subkanals
2 in den Frames 25, 51, 129 und 155 liegen; und die SACCH-Burst-Perioden-Zuweisungen des Viertelraten-Subkanals
3 in den Frames 77, 103, 181 und 207 liegen.
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Ein
Vergleich zwischen den SACCH-Burst-Perioden-Zuweisungen der Halbraten-Subkanäle und den
Viertelraten-Subkanälen in 3a zeigt,
dass die Übertragungskapazität, die ein
Vollraten-Verkehrskanal insgesamt beanspruchen würde, nicht nur an zwei komplementäre Halbraten-Kanäle oder
vier komplementäre
Viertelratenkanäle
vergeben werden kann, sondern auch an eine Kombination aus einem
Halbratenkanal und zwei Viertelratenkanälen. Unter der Annahme, dass
die SACCH-Burst-Perioden-Zuweisungen
sich nach den in 3a gezeigten Mustern richten,
sind mögliche kombinatorische
Zuweisungen Halbraten-Subkanal 0 gleichzeitig mit Viertelraten-Subkanälen 2 und
3 oder Halbraten-Subkanal 1 gleichzeitig mit Viertelraten-Subkanälen 0 und
1.
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Gemäß der Erfindung
genügt
es, wenn ein Viertelraten-Verkehrskanal
verwendet wird, die SACCH-Informationen relativ leicht zu kodieren, denn
das Kanalcodierungsverfahren braucht nicht mehr als zwei SACCH-Bursts
aus einem SACCH-Block zu erzeugen. In 3a bedeutet
das, dass zum Beispiel auf dem Viertelraten-Subkanal 0 die SACCH-Bursts, die in
den Frames 12 und 38 übertragen
werden, den Informationsinhalt eines kompletten SACCH-Blocks übertragen
können,
so dass im besten Fall die SACCH-Bursts, die in den Frames 116 und
142 übertragen
werden, bereits auf den Informationsinhalt des nächsten kompletten SACCH-Blocks
verweisen können.
Es kann jedoch geschehen, dass die Kanalcodierung in Wahrheit unzureichend
war, um die ersten zwei SACCH-Bursts, die
aus einem SACCH-Block erzeugt wurden, vor Übertragungsfehlern zu schützen. In
einem solchen Fall ist die Vorrichtung, die die beschädigten SACCH-Bursts
empfängt,
nicht in der Lage, den SACCH-Block korrekt zu decodieren. In diesem
Fall müsste
die Erfindung so angewendet werden, dass die Vorrichtung, die die
beschädigten
SACCH-Blöcke empfing,
vor dem Erscheinen der nächsten
zugewiesenen SACCH-Burst-Perioden in derselben Übertragungsrichtung bei der
Vorrichtung, die die SACCH-Blöcke übertragen
hat, eine Neuübertragung
anfordert, und anstatt die nächsten
zugewiesenen SACCH-Burst-Perioden für die Übertragung von komplett neuen
SACCH-Informationen
zu verwenden, überträgt die Sendevorrichtung
die SACCH-Informationen, die die Ursache für die beschädigten SACCH-Blöcke waren,
in der einen oder anderen Form noch einmal.
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Die
Erfindung schränkt
nicht die Auswahl des Verfahrens ein, das zum Implementieren einer SACCH-Neuübertragungsanforderung
verwendet wird. Ein vorteilhaftes Verfahren ist jedoch, dass eine bestimmte
Vorrichtung, die zwei SACCH-Bursts empfangen hat und entschieden
hat, dass eine Neuübertragung
erforderlich ist, veranlasst, dass ihre zugewiesene SACCH-Burst-Übertragung ein gutes Stück vor dem
Zeitpunkt, an dem die Neuübertragung
stattfinden soll, eine Kehrtwendung in die Gegenrichtung vollzieht.
Nehmen wir als ein Beispiel an, dass ein Endgerät einen Viertelraten-Subkanal
0, wie in 3a beschrieben, verwendet und
beschädigte Abwärtsstrecken-SACCH-Bursts
in den zugewiesenen Burst-Perioden
der Abwärtsstrecken-Frames
12 und 38 empfangen hat. Es sollte nun eine Neuübertragung anfordern, die in
den zugewiesenen Burst-Perioden der Abwärtsstrecken-Frames 116 und 142 erfolgen soll. Wenn
die Aufwärtsstrecken-SACCH-Zuweisungen
dem Muster folgen, die für
den (Abwärtsstrecken-)
Subkanal 1 vorgegeben sind, so sendet das Endgerät Aufwärtsstrecken-SACCH-Bursts in
den zugewiesenen Burst-Perioden der Aufwärtsstrecken-Frames 64 und 90.
Es kann diese Aufwärtsstrecken-SACCH-Bursts
verwenden, um die Notwendigkeit einer Neuübertragung anzuzeigen. Unter
der Annahme, dass die SACCH-Bursts die allgemein bekannte Struktur
haben, die aus drei End-Symbolen,
57 Informationssymbolen, einem Markierungssymbol, 26 Trainingssequenzsymbolen,
einem Markierungssymbol, 57 Informationssymbolen und drei End-Symbolen besteht, kann
das Endgerät
zum Beispiel wenigstens eines der Markierungssymbole in den Aufwärtsstrecken-SACCH-Bursts
verwenden, um die Notwendigkeit einer Neuübertragung. Es kann vorgegeben
werden, dass zum Beispiel das Abbilden einer bestimmten Bit-Sequenz
in die entsprechenden Symbole-Werte der Markierungssymbole von SACCH-Bursts
in einer bestimmten Richtung bedeutet, dass eine SACCH-Neuübertragung
in der Gegenrichtung erforderlich ist.
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3b zeigt
die oben beschriebenen vorteilhaften Timing-Beziehungen zwischen
Abwärtsstrecken-
und Aufwärtsstrecken-SACCH-Zuweisungen für alle Subkanäle 0, 1,
2 und 3. Eine logische Alternative zu der in 3b gezeigten
Anordnung ist der Austausch der Wörter "Aufwärtsstrecke" und "Abwärtsstrecke" hinsichtlich wenigstens
eines Subkanals.
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Es
ist möglich,
die SACCH-Bursts, die als beschädigt
festgestellt wurden, exakt in der gleichen Form das zweite Mal neu
zu übertragen.
Es ist jedoch auch möglich,
ein geringfügig
abgeändertes
Kanalcodierungsregime anzuwenden, wobei am vorteilhaftesten das
sogenannte Generatorpolynom in dem Kanalcodierungsprozess geändert wird,
so dass der Empfänger,
nachdem er auch die spätere
Version empfangen hat, in der Tat mehr Informationen zur Verfügung hat,
um den Decodierungsprozess zu unterstützen, als er gehabt hätte, wenn
er nur eine exakte Kopie des gleichen SACCH-Bursts zweimal erhalten
hätte.
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4 ist
eine schematische Darstellung einer Sendevorrichtung, die die vorliegende
Erfindung implementiert. Die zu übertragenden
SACCH-Blöcke kommen
in einen Schalter 401, dessen Zustand auf der Grundlage
gewählt
wird, ob ein Viertelraten-Verkehrskanal in Gebrauch ist oder nicht.
In dem herkömmlichen
Fall wird der SACCH-Block einfach in einen bekannten Kanalcodierer 402 geleitet,
der vier SACCH-Bursts erzeugt, wie in der Beschreibung des Standes
der Technik beschrieben wurde. Alle diese SACCH-Bursts werden gemäß einer
bestimmten SACCH-Übertragungszeittabelle übertragen.
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Wenn
ein Viertelraten-Verkehrskanal verwendet wird, so wird der Schalter 401 in
seinen unteren Zustand gesetzt, wodurch die SACCH-Blöcke in einen
anderen Kanalcodierer 403 transportiert werden, der dafür konfiguriert
ist, wenigstens zwei SACCH-Bursts zu erzeugen. Die ersten und zweiten SACCH-Bursts,
die durch den zweiten Kanalcodierer 403 erzeugt werden,
reichen allein aus, damit ein Decodierer den Inhalt eines SACCH-Blocks,
der einer Kanalcodierung unterzogen wurde, decodieren kann, wenn
sie nicht weiter als bis zu einem bestimmten Schwellenwert beschädigt sind.
Die dritten und vierten SACCH-Bursts, die durch den zweiten Kanalcodierer 403 erzeugt
wurden, können,
wie oben schon erwähnt
wurde, die gleichen sein wie die ersten und zweiten SACCH-Bursts,
oder sie können
geringfügig anders
sein, zum Beispiel so, dass ein anderes Generatorpolynom in dem
Decodierer 403 verwendet wird, um sie zu erzeugen.
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5 ist
eine schematische Darstellung einer Empfangsvorrichtung, die die
SACCH-Bursts empfängt,
die von der in 4 veranschaulichten Sendevorrichtung
erzeugt wurden. Es gibt eine Anordnung von zwei Wählschaltern 501 und 502,
die beide in ihren unteren Zustand oder beide in ihren oberen Zustand
gesetzt sind (siehe die grafische Darstellung von 5),
je nachdem, ob ein Viertelraten-Verkehrskanal verwendet wird oder
nicht. Eine normale SACCH-Decodierung in Verbindung mit einem anderen
als einem Viertelraten-Verkehrskanal geschieht durch Puffern von
vier aufeinanderfolgenden SACCH-Bursts in einem Puffer 503,
bevor sie allesamt in einen Decodierer 504 eingespeist
werden, dessen Ausgangssignal ein kompletter SACCH-Block ist. Wenn
ein Viertelraten-Verkehrskanal verwendet wird, so werden die SACCH-Bursts
in einen anderen Puffer 505 transportiert, von wo aus bereits
die ersten zwei Bursts in einen Decodierer 506 eingespeist
werden. Wenn festgestellt wird, dass die Decodierung erfolgreich
ist, so wird der resultierende SACCH-Block durch den Ausgabewählschalter 502 ausgegeben.
Wenn jedoch die Decodierung fehlschlägt und nur die zwei ersten
SACCH-Bursts Eingangsinformationen sind, so erzeugt der Decodierer 506 eine
Neuübertragungsanforderung,
die dazu führt,
dass ein weiteres Paar SACCH-Bursts empfangen wird, bevor eine neue
Decodierung versucht wird.
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6 veranschaulicht
den Betrieb einer Sendevorrichtung gemäß der Erfindung als ein Flussdiagramm.
In Schritt 601 wird ein SACCH-Block genommen, und in Schritt 602 wird überprüft, ob ein Viertelraten-Verkehrskanal
in Gebrauch ist oder nicht. Wenn nicht, so schreitet die Codierung
in einer an sich bekannten Weise durch Fire-Codierung in Schritt 603 und
Faltungscodierung in Schritt 604 bis zur Formulierung von
vier separaten SACCH-Bursts in Schritt 605 voran. Jeder
dieser Bursts wird der Reihe nach in Schritt 606 übertragen.
Eine positive Feststellung in Schritt 607 führt zu einem
weiteren Fire-Codierungsschritt 607,
wobei der angewendete Fire-Code einem Generatorpolynom zugeordnet
ist, das so gewählt
ist, dass zwei "unabhängige" Burst-Paare erzeugt
werden können,
wobei "unabhängig" bedeutet, dass wenigstens
eines der Paare ausreicht, um allein genügend Informationen für die Decodierung
des SACCH-Blocks zu liefern.
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Die
Schritte 608 und 609 werden nur in Betracht gezogen,
wenn es möglich
ist, 8PSK (Achtstufen-Phasenumtastung) als das Modulationsverfahren beim Übertragen
der SACCH-Bursts
auszuwählen. Als
Basismodulationsverfahren wird Gaußsches Minimalumtasten (Gaussian
Minimum Shift Keying – GMSK)
angesehen, wobei jedes Übertragungssymbol
nur ein einziges Informationsbit trägt. Mit GMSK werden die Firecodierten
SACCH-Informationen als solche zum Schritt 610 des Formulierens
von wenigstens zwei SACCH-Bursts transportiert. Modulationsverfahren
höherer
Ordnung wie zum Beispiel 8PSK ermöglichen es, mehr Bits innerhalb eines
einzelnen Übertragungssymbols
zu übertragen.
Zum Beispiel ist jedes 8PSK-Symbol zu drei Bits äquivalent. Darum kann die Verwendung
von 8PSK mit einer Drittelraten-Faltungscodierung in Schritt 609 kombiniert werden.
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Der
in Schritt 609 angewendete Faltungscode kann aus einer
Anzahl möglicher
Codes ausgewählt
werden, wie es an sich im Stand der Technik bekannt ist. Insbesondere
die Auswahl des Codes kann für
das erste Paar SACCH-Bursts eine andere sein als für das mögliche Neuübertragungspaar SACCH-Bursts.
Das Auswählen
eines Codes ist synonym zur Auswahl eines Generatorpolynom-Satzes. Das Ändern des
Codes (d. h. des Polynom-Satzes) zur Neuübertragung erhöht die Chancen
des Empfängers,
den SACCH-Block korrekt zu decodieren. Um zu vermeiden, dass von
jedem SACCH-Burst ein Feld zugewiesen wird, um anzuzeigen, welcher
Code (d. h. welcher Polynom-Satz) für seine Codierung verwendet
wurde, können
wir den Codes (d. h. den Polynom-Sätzen) Framenummern in der Folge
von acht aufeinanderfolgenden Mehrfachframes zuordnen. Zum Beispiel
kann ein erster Polynom-Satz zum Codieren aller SACCH-Bursts verwendet
werden, die in den Frames 12, 25, 38, 51, 64, 77, 90 und 103 zu übertragen
sind, und ein zweiter Polynom-Satz kann zum Codieren aller SACCH-Bursts
verwendet werden, die in den Frames 116, 129, 142, 155, 168, 181, 194
und 207 zu übertragen
sind. Es sind auch andere assoziative Abbildungen zwischen Polynom-Sätzen und
Framenummern möglich.
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Die
Burst-Formulierung in Schritt 610 wurde bereits zuvor beschrieben.
In Schritt 611 werden die ersten zwei SACCH-Bursts übertragen.
In Schritt 612 überprüft die Sendevorrichtung,
ob die Empfangsvorrichtung eine Neuübertragung anfordert. Wenn
ja, überträgt die Sendevorrichtung
auch die übrigen zwei
Bursts in Schritt 613. Wenn keine Neuübertragung angefordert wird,
so verwirft die Sendevorrichtung die übrigen Bursts in Schritt 614.
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7 ist
ein entsprechendes Flussdiagramm, das den Betrieb einer Empfangsvorrichtung veranschaulicht.
In Schritt 701 empfängt
sie einen SACCH-Burst, und in Schritt 702 überprüft sie,
ob ein Viertelraten-Verkehrskanal
verwendet wird. Eine negative Feststellung führt zum Puffern von vier aufeinanderfolgenden
SACCH-Bursts in
Schritt 703, bevor der Faltungscode durch Viterbi-Decodierung
in Schritt 704 entfernt wird. In Schritt 705 decodiert
der Empfänger
den Fire-Code und verwendet seine Eigenschaften zum Detektieren
und eventuellen Korrigieren von Fehlern. In Schritt 706 überprüft er, ob
es gelungen ist, den SACCH-Block erfolgreich zu decodieren. Wenn
ja, gibt er den empfangen und decodierten SACCH-Block in Schritt 707 aus,
und wenn nicht, so erklärt
er den SACCH-Block in Schritt 708 als fehlerhaft.
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Wenn
in Schritt 702 festgestellt wurde, dass ein Viertelraten-Verkehrskanal
in Gebrauch ist, so werden in Schritt 709 nur zwei Bursts
gepuffert. Auch hier gibt es, wenn eine 8PSK-Modulation verwendet wurde,
den zusätzlichen
Schritt des Feststellens der Notwendigkeit und des Implementierens
eines Schrittes der Viterbi-Decodierung
in den Schritten 710 und 711. Der Polynom-Satz, der zur Decodierung
verwendet wird, kann gemäß der Position
der empfangen Bursts in der Struktur von acht aufeinanderfolgenden
Mehrfachframes ausgewählt
werden. In jedem Fall wird der Fire-Code in Schritt 712 decodiert,
um jegliche Fehler zu detektieren und eventuell zu korrigieren,
zu denen es während
der Übertragung kam.
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Schritt 713 ist
eine Überprüfung, ob
die Decodierung in Schritt 712 erfolgreich war. Wenn nicht, so
kehrt die Empfangsvorrichtung zu Schritt 709 zurück und wiederholt
die Schritte 709, 710, 711 und 712,
mit dem Unterschied, dass die zwei letztgenannten SACCH nun in den
Schritten 709, 710 und 711 gehandhabt
werden und alle empfangenen SACCH-Bursts, die sich auf denselben SACCH-Block
beziehen, als Eingangsinformationen für die Decodierung in Schritt 712 angesehen
werden. Wenn eine Neuübertragung
in Schritt 713 nicht benötigt wird, weil entweder schon
die ersten zwei SACCH-Bursts ein korrekt decodiertes Ergebnis erbrachten
oder weil eine Neuübertragung
bereits angefordert wurde, so bleibt in Schritt 714 eine Überprüfung, ob
ein korrekt decodiertes Ergebnis erreicht wurde. Die folgenden Schritte
ab Schritt 714 sind die gleichen wie ab Schritt 706.
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Die
Verwendung systemspezifischer Termini wie zum Beispiel SACCH darf
nicht so verstanden werden, als würde es die Anwendbarkeit der
Erfindung in anderen Zellfunksystemen einschränken. Die Merkmale, die in
den angehängten
Ansprüchen
genannt sind, lassen sich beliebig kombinieren, sofern nicht ausdrücklich etwas
anderes angegeben ist.