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I. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf drahtlose Kommunikation.
Spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein neuartiges
und verbessertes Verfahren und eine neuartige und verbesserte Vorrichtung,
um die Anrufsüberwachungszeit
zu reduzieren, um schnellere Wiederzuweisung von Verkehrskanalressourcen
in einem drahtlosen Kommunikationssystem zu erlauben.
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II. Beschreibung des Stands
der Technik
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Ein
modernes Kommunikationssystem wird heutzutage benötigt, um
eine Vielzahl von Anwendungen zu unterstützen. Ein solches Kommunikationssystem
ist ein System für
Codemultiplexvielfachzugriff (Code Division Multiplex Access, CDMA),
welches zu dem „TIA/EIA-95A
Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode
Wideband Spread Spectrum Cellular System" konform ist, hierin im Weiteren bezeichnet
als der IS-95-Standard. Ein System, das in Übereinstimmung mit dem IS-95-Standard
arbeitet, wird hierin als ein IS-95-System bezeichnet. Das CDMA-System
erlaubt Sprach- und
Datenkommunikationen zwischen Nutzern über eine terrestrische Verbindung.
Die Verwendung von CDMA-Techniken in einem Vielfachzugriffskommunikationssystem
ist offenbart in U.S.-Patent No. 4,901,307 mit dem Titel „SPREAD
SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR
TERRESTRIAL REPEATERS" und
in U.S.-Patent No. 5,103,459 mit dem Titel „SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING
WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", beide dem Rechteinhaber der vorliegenden
Erfindung übertragen.
Leistungssteuerungstechniken in einem CDMA-Vielfachzugriffskommunikationssystem
sind offenbart sowohl in dem U.S.-Patent No. 5,056,109 mit dem Titel „METHOD AND
APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR
TELEPHONE SYSTEM" als
auch in IS-95 und sind in dem Fachgebiet wohl bekannt.
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Der
Begriff „Basisstation" wird verwendet, um
die Hardware zu bezeichnen, mit der die Teilnehmerstationen kommunizieren.
Der Begriff „Zelle" bezeichnet ein geografisches
Abdeckungsgebiet, innerhalb dessen Teilnehmerstationen mit einer
speziellen Basisstation kommunizieren können. Wenn sich eine Teilnehmerstation
von außerhalb
des Abdeckungsgebiets einer Basisstation auf die Basisstation zubewegt,
bewegt sich die Teilnehmerstation konsequenterweise irgendwann in
die „Basisstationszelle" hinein. Jede Basisstation
befindet sich typischerweise in der Nähe des Zentrums ihrer Zelle.
In einer einfachen Anordnung sendet eine Basisstation Signale unter Verwendung
einer einzelnen Trägerfrequenz
in eine ganze Zelle. Um Anrufskapazität zu erhöhen, kann an der selben Stelle
eine zusätzliche
Basisstation installiert werden, um innerhalb der selben Zelle Abdeckung
auf einer anderen Trägerfrequenz
bereitzustellen. Um Kapazität
noch weiter zu erhöhen,
kann eine Zelle in radiale Regionen unterteilt werden, ganz ähnlich Tortenstücken. Auf
diese Weise kann eine Zelle „sektorisiert" werden, wobei jede
Basisstation durch gerichtete Antennen sendet, die nur einen Teil
einer Zelle abdecken. In der üblichsten
Anordnung wird eine Zelle in drei Regionen, genannt Sektoren, eingeteilt,
wobei jeder Sektor eine andere 120-Grad Sektion der Zelle abdeckt.
Jede Basisstation in einer sektorisierten Zelle sendet auf einem
einzelnen Träger innerhalb
eines einzelnen Sektors oder innerhalb einer einzelnen, unsektorierten
Zelle.
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In
einem CDMA-System kommuniziert eine Teilnehmerstation mit einem
Datennetzwerk durch Übertragung
von Daten auf der Rückwärtsverbindung
zu einer Basisstation. Die Basisstation empfängt die Daten und kann die
Daten zu dem Datennetzwerk weiterleiten. Daten vom Datennetzwerk werden
auf der Vorwärtsverbindung
der selben Basisstation zu der Teilnehmerstation übertragen.
Die Vorwärtsverbindung
bezeichnet die Übertragung
von der Basisstation zu einer Teilnehmerstation, und die Rückwärtsverbindung
bezeichnet die Übertragung von
der Teilnehmerstation zu einer Basisstation. In IS-95-Systemen werden für die Vorwärtsverbindung und
die Rückwärtsverbindung
unterschiedliche Frequenzen zugewiesen.
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IS-95-Systeme
verwenden eine Vielzahl von verschiedenen Typen von Kommunikationskanälen, unter
anderem Pilot-, Ruf- und Vorwärtsverkehrskanäle. Die
Verfügbarkeit
von Vorwärtsverkehrskanalressourcen
bestimmt, wie viele verschiedene Teilnehmerstationsanrufe durch
jede Basisstation unterstützt
werden können.
Um die Verbindungskapazität zu
maximieren, wurden Verbindungsüberwachungstechniken
entwickelt, um Verkehrskanalressourcen schnell frei zu bekommen
und um eine Teilnehmerstation davor zu bewahren, als ein In-Band-Störer zu agieren,
sollte ihr Verkehrskanal unerwarteterweise verloren gehen. Solch
ein unerwarteter Verbindungsabbruch könnte entweder aus der Bewegung
der Teilnehmerstation aus der Abdeckung einer Basisstation heraus
resultieren, oder durch einen Tunnel, der den Verlust des Verkehrskanalsignals
verursacht.
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Verkehrskanalüberwachung
in IS-95 beinhaltet zwei Mechanismen, hierin bezeichnet als Störerpräventionsprozedur
bzw. jammer prevention procedure und als Verkehrskanalwiederherstellungsprozedur.
Die Störerpräventionsprozedur
spezifiziert die Bedingungen, unter denen eine Teilnehmerstation die Übertragung
eines Rückwärtsverbindungssignals beenden
muss. Diese Prozedur begrenzt die Länge der Zeit, während der
eine Teilnehmerstation ein Rückwärtsverbindungssignal überträgt, ohne
von der Basisstation leistungsgesteuert zu werden. Die Verkehrskanalwiederherstellungsprozedur
spezifiziert die Bedingungen, unter denen eine Teilnehmerstation
einen Verlust des Verkehrskanals erklären wird, was den Anruf beendet.
Diese zweite Prozedur erlaubt der Basisstation, einen Verkehrskanal
wieder zu beanspruchen und wiederzuverwenden, wenn die Kommunikation
zu einer Teilnehmerstation plötzlich verloren
ist.
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In
IS-95 schreibt die Störerpräventionsprozedur
vor, dass eine Teilnehmerstation Übertragungen beendet, wenn
sie kein ausreichend starkes Vorwärtsverbindungssignal empfängt, um
eine gute Rückwärtsverbindungsleistungssteuerung
zu gewährleisten.
Wenn die Teilnehmerstation eine spezifizierte Anzahl von aufeinander
folgenden gelöschten Rahmen
bzw. frames (im Allgemeinen 12 Rahmen) empfängt, schaltet der Teilnehmer
seinen Sender aus. Der Sen der kann wieder eingeschaltet werden, nachdem
die Teilnehmerstation eine spezifizierte Anzahl von guten Rahmen
empfängt,
wie zum Beispiel 2 oder 3.
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In
IS-95 schreibt die Verkehrskanalwiederherstellungsprozedur vor,
dass eine Teilnehmerstation, deren Sender ausgeschaltet wurde, in Übereinstimmung
mit der Störerpräventionsprozedur
für eine spezifizierte Überwachungszeit
ihren Verkehrskanal als verloren erklären muss. Die Überwachungszeit für die Verkehrskanalwiederherstellungsprozedur
ist typischerweise um die fünf
Sekunden. Wenn die Basisstation detektiert, dass ein Anruf mit einer
Teilnehmerstation nicht länger
aktiv ist, wird die Basisstation den Verkehrskanal analog als verloren
erklären.
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Das
oben beschriebene Verfahren erlaubt die Wiederherstellung 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 alle 20 Millisekunden
neue Rahmen mit Informationen an jede aktive Teilnehmerstation sendet,
was es der Teilnehmerstation erlaubt, diesen kontinuierlichen Vorwärtsverkehrsstrom
zu überwachen.
Dieser Ansatz ist weit weniger effektiv in einem System mit hoher
Datenrate (High Data Rate, HDR), in dem eine Basisstation an eine
Teilnehmerstation nur überträgt, wenn
die Basisstation Daten zu senden hat.
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Ein
beispielhaftes HDR-System, um digitale Daten mit hoher Rate in einem
drahtlosen Kommunikationssystem zu übertragen, ist offenbart in
der ebenfalls anhängigen
U.S.-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/963,386 mit dem Titel „METHOD AND
APPARATUS FOR HIGHER RATE PACKET DATA TRANSMISSION" (hierin im Weiteren
die '386-Anmeldung),
die dem Rechteinhaber der vorliegenden Anmeldung übertragen
wurde. Wie in der '386-Anmeldung beschrieben,
sendet eine Basisstation zu einer Zeit Information zu einer Teilnehmerstation,
wobei die Übertragungsrate
von Träger-zu-Interferenz-(Carrier-to-Interference,
C/I)-Messungen abhängt,
die durch die Teilnehmerstation gesammelt werden. Eine Teilnehmerstation
hat nur eine Verbindung mit der Basisstation, aber diese Verbindung kann
mehrere Ver kehrskanäle
umfassen. Die Basisstation überträgt Informationsrahmen
nur dann zu einer spezifischen Teilnehmerstation, wenn die Basisstation
Daten hat, die zu dieser Teilnehmerstation zu übertragen sind. So kann eine
Teilnehmerstation eine Verbindung mit einer Basisstation auf mehreren
Verkehrskanälen
für eine
lange Zeitdauer aufrecht erhalten, ohne einen Rahmen mit Daten von
der Basisstation zu empfangen.
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In
einem System, das einen solchen Übertragungsansatz
verwendet, könnte
eine Störerpräventionsprozedur
sich nicht auf Löschraten
bzw. erasure rates verlassen, weil die Teilnehmerstation nicht zwischen
einem ausgelöschten
und einem nicht gesendeten Datenrahmen unterscheiden kann. Zusätzlich wäre die notwendige Überwachungszeit,
um in einem solchen System Verkehrskanalressourcen wieder zu beanspruchen,
weniger vorhersagbar und könnte
fünf Sekunden
bei Weitem überschreiten. Verfahren
der Störerprävention
und der Reduzierung von Überwachungszeit
in einem HDR-System sind daher höchst
wünschenswert.
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Weitere
Aufmerksamkeit wird auf das Dokument US-A-5 673 259 gezogen, welches
ein System und ein Verfahren zur Kommunikation eines Datenpakets
offenbart. Das System umfasst eine kommunizierende Sende-/Empfangseinheit
bzw. Transceiver, um das Datenpaket auf einem wahlfreien Zugriffskanal
bzw. random access channel über
den Rückwärtskanal
zu senden, und die digitale Information von dem Vorwärtskanal
zu empfangen. Das System umfasst ebenfalls eine Basisstation, um
das Datenpaket auf dem wahlfreien Zugriffskanal von der Rückwärtsverbindung
zu empfangen, und um die digitale Information über die Vorwärtsverbindung
zu senden. Die digitalen Sende-/Empfangseinheiten teilen sich den
wahlfreien Zugriffskanal. Die digitalen Sende-/Empfangseinheiten
haben eine Bandbreitenanforderung. Das System kann ebenfalls einen
dedizierten Kanal beinhalten, um das Datenpaket zwischen der kommunizierenden
Sende-/Empfangseinheit und der Basisstation zu kommunizieren, und
einen Prozessor, um von dem wahlfreien Zugriffskanal zu dem dedizierten
Kanal umzuschalten, wenn die Bandbreitenanforderung eine erste Schwelle überschreitet,
und um von dem dedizierten Kanal zu dem wahlfreien Zugriffskanal
umzuschalten, wenn die Bandbreitenanforderung unter eine zweite
Schwelle abfällt.
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Weitere
Aufmerksamkeit wird auf das Dokument EP-A-0 877 512 gezogen, das
offenbart, eine Medienzugriffssteuerungsnachricht (Media Access Control
(MAC) message) in einem Paketdatensende- und -empfangssystem zu
einer Vielzahl von Mobilstationen zu senden bzw. auszustrahlen.
Die MAC-Nachricht
beinhaltet Paketdatenübertragungszeitplanungsinformation,
die es der Basisstation erlaubt, präventiv Mobilstationszugriff
auf Verkehrskanäle
zu steuern, um die Effizienz der Paketdatensendungen zu maximieren
und Zeitplanungsbetrachtungen zu erlauben wie Prioritätszugriff,
Dienstgüte
bzw. Quality of Service und Maximalanzahl von Bytes pro Übertragung.
Die MAC-Nachricht
besteht aus einer Kontrollrahmenstruktur, die Zeitplanungsparameter umfasst
wie MAC-IDs, Felder, Aktivitätsfelder
und ein Feld, das die Anzahl von freien Verkehrskanälen in einer
Zelle darstellt. Diese Parameter ermöglichen es mehreren Mobilstationen,
in CDMA-basierten mobilen Kommunikationssystemen Verkehrskanäle für Paketdatenübertragung
in einer zeitgemultiplexten Art und Weise zu teilen bzw. gemeinsam
zu nutzen.
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Zuletzt,
aber nicht weniger wichtig, wird Aufmerksamkeit auf das Dokument
US-A-5 926 469 gezogen, welches Reduzierung von Verbindungsabbruchzeit
diskutiert, in Übereinstimmung
mit dem globalen System für
Mobilfunk(GSM)-Phase-1-Standard,
innerhalb einer bestimmten Basisstationssteuerung (Base Station
Controller, BSC), die eine bestimmte Mobilstation versorgt. Als
Antwort auf eine Layer-2-Verbindungsabbruchnachricht von einer ersten
Mobilstation und nach dem Ablaufen des reduzierten Verbindungsabbruchzeitgebers
gibt die versorgende BTS den angezeigten logischen Kanal von der
ersten Mobilstation frei und versetzt die angeschlossene Basisstationssteuerung
in die Lage, den freigegebenen logischen Kanal effizienter einer
zweiten Mobilstation zuzuweisen. Danach werden zusätzliche,
durch die erste Mobilstation gesendete Layer-2-Verbindungsabbruchnachrichten
ignoriert, und es wird keine bestätigende Verbindungsabbruchsmodusnachricht über den
angezeigten logischen Kanal gesendet.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren zur Beendigung
der Verwendung eines Kommunikationskanals, wie in den Ansprüchen 1 und
14 dargelegt, und eine Vorrichtung für ein drahtloses Zugangsgerät, wie in
Anspruch 26 dargelegt, und eine drahtlose Netzwerkvorrichtung, wie
in Anspruch 34 dargelegt, bereitgestellt. Bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden in den abhängigen
Ansprüchen
beansprucht.
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Die
vorliegende Erfindung ist ausgerichtet auf ein neuartiges und verbessertes
Verfahren und eine neuartige und verbesserte Vorrichtung für drahtlose
Systeme mit hoher Datenrate, worin Daten nach den Anforderungen
eines Paketdatennetzwerks gesendet werden. Die Effizienz des drahtlosen
Systems wird verbessert durch die Ertüchtigung schneller Inanspruchnahme
und Wiederverwendung von Verkehrskanalressourcen, wenn eine Teilnehmerstation (hier
im Weiteren referenziert als ein Zugangsendgerät) sich abschaltet oder für den Netzwerkverkehr plötzlich nicht
mehr erreichbar ist.
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In
einem Aspekt der Erfindung generiert jedes Zugangsendgerät Datenratensteuerungswerte (Data
Rate Control (DRC) values) und überwacht
diese generierten DRC-Werte, um Rückwärtsverbindungsstörung zu
minimieren. Die DRC-Werte variieren mit den Träger-zu-Interferenz-(C/I)-Messungen, die
durch das Zugangsendgerät
gemacht werden. Wenn die C/I-Werte, die beim Zugangsendgerät gemessen
werden, spezifizierte Kriterien nicht erfüllen, generiert das Zugangsendgerät einen
Nullraten-DRC-Wert, der anzeigt, dass das Zugangsendgerät Vorwärtsverbindungsdaten überhaupt
nicht dekodieren kann. Ein DRC-Pegel von Null kann auch anzeigen,
dass sich das Zugangsendgerät
nicht länger
innerhalb der Reichweite der Basisstation befindet, und daher nicht
länger
effektiv leistungsgesteuert werden kann. Wenn der DRC-Pegel für eine längere Periode
bei Null bleibt, schaltet das Zugangsendgerät seinen Sender ab um zu vermeiden,
ein ungesteuerter In-Band-Störer zu
werden. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel schaltet das
Zugangsendgerät
seinen Sender ab, wenn der DRC-Pegel für eine „Abschalt-" bzw. „Turn-Off"-Periode von ungefähr 240 Millisekunden kontinuierlich auf
der Nullrate bleibt. Das Zugangsendgerät schaltet seinen Sender wieder
ein, nachdem seine DRC-Rate für
eine „Einschalt-" bzw. „Turn-On"-Periode von zum
Beispiel 13,33 oder 26,67 Millisekunden kontinuierlich über Null
bleibt.
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In
einem anderen Aspekt der Erfindung kommuniziert ein drahtloses Netzwerk
mit einem Zugangsendgerät
durch eine Verbindung, die einen oder mehrere Verkehrskanäle umfasst.
Jeder der einen oder mehreren Verkehrskanäle wird von einer anderen Basisstation
zugeordnet, die zu dem drahtlosen Netzwerk gehört. Das drahtlose Netzwerk
initiiert den Abbau bzw. die Freigabe einer Verbindung mit einem
Zugangsendgerät
durch Senden einer Abbauinitiierungsnachricht an das Zugangsendgerät. Das Zugangsendgerät antwortet
durch Senden einer Abbaunachricht und beendet dann seine Verwendung
aller Verkehrskanäle.
In dem Fall, in dem die Abbauinitiierungsnachricht oder die Abbaunachricht aufgrund
eines Kommunikationsfehlers verloren ist, verwenden die Basisstation
und die Zugangsendgeräte
eine Verkehrskanalwiederherstellungsprozedur, um die Länge der Überwachungszeit
zu begrenzen. Eine Minimierung der Überwachungszeit erlaubt schnelle
Wiederinanspruchnahme und Wiederverwendung von Verkehrskanalressourcen
durch die Basisstation.
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In
einer beispielhaften Ausgestaltung, die in der vorliegenden Erfindung
nicht beansprucht wird, steuert ein drahtloses Netzwerk die Überwachungszeit
durch Beibehalten einer minimalen Datenrahmenübertragungsrate zu jedem Zugangsendgerät in dem
System. Wenn zum Beispiel eine maximale Nullverkehrsperiode verstreicht,
ohne dass ein Datenrahmen zu einem Zugangsendgerät gesendet wurde, sendet das
drahtlose Netzwerk einen Nulldatenrahmen an die Teilnehmerstation.
Wenn ein Zugangsendgerät
irgendeinen Datenrahmen oder Nulldatenrahmen oder irgendeinen seiner
Verkehrskanäle
für eine
spezifizierte Anzahl von maximalen Nullverkehrsperioden nicht erfolgreich
dekodieren kann, erklärt
das Zugangsendgerät
einen Verlust seiner Verbindung mit der Basisstation und hört auf zu
senden. Wenn das drahtlose System nach dem Senden einer Abbauinitiierungsnachricht
keine Abbaunachricht empfängt,
hört es
auf, Datenrahmen und Nulldatenrahmen zu dem Zugangsendgerät zu senden. Nach
dem Verstreichen einer spezifizierten Anzahl von maximalen Nullverkehrsperioden,
entzieht (reclaims) das drahtlose System die dem abgebauten Zugangsendgerät zugeordneten
Verkehrskanalressourcen.
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In
einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel steuert
jede Basisstation des drahtlosen Netzwerks die Überwachungszeit stattdessen
durch Senden eines Konfigurationspakets an alle aktiven Zugangsendgeräte, die
durch eine Basisstation versorgt werden. Das Konfigurationspaket
beinhaltet Verkehrskanalzuordnungsinformation, die anzeigt, ob jeder
der Verkehrskanäle
der Basisstation zu einem aktiven Zugangsendgerät zugeordnet ist. Wenn ein
Zugangsendgerät
ein Konfigurationspaket dekodiert, das anzeigt, dass die Zuordnung
einer seiner Verkehrskanäle
aufgehoben wurde, dann baut das Zugangsendgerät den Verkehrskanal und optional
seine Verbindung mit dem drahtlosen Netzwerk ab. Wenn es das Zugangsendgerät nicht
schafft, innerhalb der Dauer der Überwachungszeit wenigstens eine
Konfigurationsnachricht erfolgreich zu dekodieren, dann baut das
Zugangsendgerät
seine Verkehrskanäle
und seine Verbindung mit dem drahtlosen Netzwerk ab.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Leistungsmerkmale, Objekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden durch die unten ausgeführte
detaillierte Beschreibung offensichtlicher, wenn sie in Verbindung
mit den Zeichnungen betrachtet werden, wobei gleiche Referenzzeichen entsprechende
Objekte bezeichnen und worin:
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1 ein
Diagramm eines beispielhaften drahtlosen Systems mit hoher Datenrate
ist.
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2a ein
beispielhaftes Zustandsdiagramm zur Verarbeitung von Überwachungszeit
in dem Zugangsendgerät
ist.
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2b ein
beispielhaftes Zustandsdiagramm für eine Störerpräventionsprozedur in dem Zugangsendgerät ist.
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3a ein
beispielhaftes Flussdiagramm der Überwachungszeitverarbeitung
in dem Zugangsendgerät
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 zur Überwachung von Sendeleistung
sind.
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5a ein
Blockdiagramm eines beispielhaften drahtlosen Netzwerks mit hoher
Datenrate ist, das eine Basisstation und eine Basisstationssteuerung
beinhaltet, und 5b ein Blockdiagramm eines beispielhaften
Zugangsendgeräts
mit hoher Datenrate ist.
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Detaillierte
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
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1 ist
ein Blockdiagramm eines exemplarischen Ausführungsbeispiels einer drahtlosen
Teilnehmerstation für
hohe Datenraten (HDR) 110, das im folgenden als Zugangsendgerät bezeichnet
wird, in Kommunikation mit einem drahtlosen Netzwerk für hohe Datenraten 120.
Zugangsendgerät 110 kommuniziert
durch drahtloses Netzwerk 120, um Paketdaten mit dem Internet 124 oder
irgendeinem anderen Paketdatennetzwerk 126 auszutauschen,
wie einem geschlossenen Netzwerk wie einem Firmennetzwerk. Beispiele
von Paketdaten beinhalten Internet-Protokoll(IP)-Datagramme, die
für solche
Anwendungen wie Zugriff auf Webseiten und Abruf von E-mail verwendet
werden. Solche Paketdatenanwendungen können direkt auf dem Zugangsendgerät 110 laufen
oder können
auf einem separaten Computergerät
laufen, das Zugangsendgerät 110 als
ein drahtloses Modem verwendet. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
kommuniziert Zugangsendgerät 110 mit
drahtlosem Netzwerk 120 durch drahtlosen Kommunikationskanal 112.
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Drahtloses
Netzwerk 120 kann aus einer einzelnen Basisstation und
einer einzelnen Basisstationssteuerung bestehen oder kann eine Vielzahl
von getrennt aufgestellten drahtlosen Basisstationen und eine Basisstationssteuerung
beinhalten, die zusammen in einem Netzwerk verbunden sind. Jede
Basisstation hat eine vorbestimmte Anzahl von Verkehrskanälen, die
sie ver wenden kann um Daten mit Zugangsendgeräten auszutauschen. Wenn einer
der Verkehrskanäle
einem Zugangsendgerät
zugeordnet ist, wird dieses Zugangsendgerät als ein aktives Zugangsendgerät bezeichnet.
Zu jedem aktiven Zugangsendgerät
ist mindestens ein Verkehrskanal zugeordnet. Drahtloses Netzwerk 120 kann
mit Paketdatennetzwerk 126 unter Verwendung von jedem beliebigen
Typ von geeigneter Netzwerkverbindung verbunden sein, wie drahtlos
oder drahtgebunden T1 oder T3, Faseroptikverbindung oder Ethernet.
Drahtloses Netzwerk 120 kann zu mehreren Paketdatennetzwerken
verbunden sein, die mehr als einen Typ besitzen. Zum Beispiel könnte ein
anderes Netzwerk 126 ein öffentliches Telefonvermittlungsnetzwerk (Public
Switched Telephone Network, PSTN) sein, das mit drahtlosem Netzwerk 120 durch
eine Datenservice-Zusammenarbeitsfunktion (Interworking Function,
IWF) verbunden ist.
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In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel überwacht
ein Zugangsendgerät 110 kontinuierlich Übertragungen
von drahtlosem Netzwerk 120, um das Träger-zu-Interferenz(C/I)-Verhältnis des
Kanals abzuschätzen.
Zugangsendgerät 110 sendet
periodisch ein Datenratensteuerungs-(DRC)-Signal zu drahtlosem Netzwerk 120,
das die größte Datenrate anzeigt,
bei der das Zugangsendgerät 110 Daten empfangen
kann, basierend auf vorhergehenden C/I-Messungen von dem drahtlosem
Kommunikationskanal 112. Das C/I für ein Zugangsendgerät 110 und
sein zugeordnetes DRC-Signal werden variieren aufgrund solcher Bedingungen
wie Veränderungen
in der Position des Zugangsendgeräts 110. Wenn ein Zugangsendgerät 110 Daten
mit einer hohen Rate bzw. Geschwindigkeit empfangen kann, sendet
es ein DRC-Signal,
das einen hohen Wert hat. Wenn ein Zugangsendgerät 110 Daten bei geringer
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 drahtlosem
Netzwerk 120 die volle Kapazität seines Vorwärtsverkehrskanals,
um Daten an ein Zielzugangsendgerät zu übertragen. Die Basisstation
sendet zu einer Zeit Daten nur an ein Zugangsendgerät 110 und überträgt die Daten
in der Regel bei der höchsten
erlaubten Rate, die angezeigt wird durch das vom Zielzugangsendgerät empfangene
DRC-Signal. Die Übertragungen
sind in einer Weise kodiert, dass sie nur durch das Zielzugangsendgerät korrekt
dekodiert werden können.
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In
einem beispielhaften System pflegt drahtloses Netzwerk 120 eine
Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange
für jedes
aktive Zugangsendgerät 110.
Wann immer drahtloses Netzwerk 120 Daten vom Paketdatennetzwerk 126 empfängt, die
an ein Zugangsendgerät
adressiert sind, platziert es die Daten in die zugehörige Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange.
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Vorwärtsverbindungsübertragungen
werden in Zeitschlitze von 1,667 Millisekunden Dauer aufgeteilt,
oder 600 Zeitschlitze pro Sekunde. Eine Basisstation überträgt Daten
während
eines Zeitschlitzes nur zu einem Zielzugangsendgerät, und überträgt Daten
bei einer Rate basierend auf vom Zielzugangsendgerät empfangener
DRC-Information. Jedes Mal, wenn die Basisstation ein neues Zielzugangsendgerät auswählt, sendet
sie ein komplettes „Kodierpaket" bzw. „encoder
packet", das eine
vorgegebene Minimalgröße hat.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die minimale Kodierpaketgröße 1024
Bits. Wenn das minimale Kodierpaket bei der verlangten DRC-Rate
nicht innerhalb eines einzelnen Zeitschlitzes übertragen werden kann, überträgt die Basisstation
das Kodierpaket an das Zielzugangsendgerät in mehreren aufeinander folgenden
Zeitschlitzen. Um zum Beispiel 1024 Bits bei einer Rate von 38,4kbps zu
senden, überträgt die Basisstation
das Kodierpaket über
16 aufeinander folgende Zeitschlitze.
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In
dem beispielhaften System überträgt eine Basisstation
nur dann ein Kodierpaket an ein Zugangsendgerät, wenn die Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange
nicht leer ist. Wenn Paketdatennetzwerk 126 keine Daten
an ein Zugangsendgerät sendet,
und die Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange
für dieses
Zugangsendgerät
leer ist, dann wird die Basisstation keine Kodierpakete an das Zugangsendgerät übertragen.
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In
vielen gängigen
Paketdatenanwendungen, wie z.B. Webbrowsing, ist die Information,
die zwischen einem Netzwerk und einem Netzwerkknoten ausgetauscht
wird, bündelartig
(bursty). Mit anderen Worten, die Bandbreitenanforderung kann kurze Lastspitzen
erfahren, zwischen denen die Bandbreitenanforderung sehr niedrig
ist. Webseiten-Browsing ist ein gutes Beispiel für eine bündelartige Paketdatenanwendung.
Ein Nutzer kann auf das Internet zugreifen, indem er einen Laptop-Computer
verwendet, der mit einem Zugangsendgerät verbunden ist. Während der
Nutzer eine Webseite herunterlädt,
wird die Webbrowseranwendung die gesamte mögliche Bandbreite vom Netzwerk
verlangen. Nachdem das Herunterladen vervollständigt ist, wird die Bandbreitenanforderung
auf Null fallen, während
der Nutzer die Webseite liest. Wenn der Nutzer nicht mehr Information
benötigt,
kann er die Webbrowsing-Anwendung schließen, oder kann den Computer
einfach im Leerlaufbetrieb belassen.
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In
einem beispielhaften System überwacht das
drahtlose Netzwerk 120 die Länge der Zeit, die jedes aktive
Zugangsendgerät
im Leerlaufbetrieb verbleibt (keine Daten überträgt oder empfängt). Nach
dem Ablauf eines Leerlaufbetriebszeitgebers sendet das drahtlose
Netzwerk 120 eine Abbauinitiierungsnachricht auf der Vorwärtsverbindung
an das Zugangsendgerät,
um die zugeordneten Verkehrskanalressourcen für die Verwendung durch andere
Zugangsendgeräte,
die nicht im Leerlaufbetrieb sind, wieder zu beanspruchen. Das Zugangsendgerät antwortet
durch Senden einer Abbaunachricht an das drahtlose Netzwerk 120 und
baut seine Verbindung mit dem drahtlosen Netzwerk 120 und
die mit der Verbindung zugeordneten Verkehrskanäle ab. Die Abbauinitiierungsnachricht
und die Abbaunachricht unterliegen wie jede andere Nachricht Kommuniktionsfehlern.
Wenn ein Zugangsendgerät
eine Abbauinitiierungsnachricht nicht erfolgreich dekodiert, kann es
sein, dass das Zugangsendgerät
nicht weiß,
dass es abgebaut wurde. Genauso, wenn das drahtlose Netzwerk 120 keine
erfolgreich dekodierte Abbaunachricht empfängt, kann es sein, dass es
nicht weiß, dass
die zugeordneten Verkehrskanalressourcen für die Zuordnung zu anderen
Zugangsendgeräten
verfügbar
sind. Um rechtzeitiges Wiederbeanspruchen und rechtzeitige Wiederverwendung
von Verkehrskanalressourcen angesichts solcher Kommunikationsfehler zu
erlauben, verwendet ein beispielhaftes HDR-System eine Verbindungsüberwachungsprozedur.
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Das
exemplarische HDR-System unterscheidet sich von IS-95 darin, dass
es nur dann Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten
an ein Zugangsendgerät sendet,
wenn die zugeordnete Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange
nicht leer ist. Die Möglichkeit von
langen Perioden ohne Verkehrsverbindungsaktivität in Kombination mit der Möglichkeit
verlorener Abbauinitiierungs- oder Abbaunachrichten verkomplizieren
Verbindungsüberwachungsprozeduren
in einem HDR-System.
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In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
berechnet ein Zugangsendgerät
für jeden
Zeitschlitz einen DRC-Signalpegel. Die Störerpräventionsprozedur spezifiziert,
dass das Zugangsendgerät seinen
Sender abschalten muss, nachdem sein DRC-Pegel für eine spezifizierte Zeitdauer
auf Nullrate gefallen ist, zum Beispiel 240 Millisekunden oder 144
Zeitschlitze. Das Zugangsendgerät
schaltet seinen Sender wieder an, nachdem seine DRC-Rate für eine spezifizierte
Periode über
Null bleibt, zum Beipiel 8 aufeinander folgende Zeitschlitze oder
13,33 Millisekunden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel beträgt diese
Periode 16 aufeinander folgende Zeitschlitze oder 26,67 Millisekunden.
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In
einer Ausgestaltung, die in der vorliegenden Erfindung nicht beansprucht
wird, werden nicht zusammen passende Verbindungsstatus vermieden durch
Spezifizierung einer maximalen Nullverkehrs-Periode, die vergehen
kann, ohne Information zu jedem der Zugangsendgeräte zu übertragen. Wenn
die Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange für ein Zugangsendgerät leer bleibt,
so dass die maximale Nullverkehrs-Periode verstreichen könnte, ohne
ein Datenpaket an das Zugangsendgerät zu senden, überträgt das drahtlose
Netzwerk 120 ein „Nulldatenpaket" an das Zugangsendgerät. Die Überwachungsperiode
ist mindestens doppelt so lang wie die maximale Nullverkehrs-Periode, um dem Zugangsendgerät zu erlauben,
einige wenige Nulldatenpa kete zu verlieren (aufgrund von Kommunikationsfehlern),
ohne sofort seine Verbindung abzubauen.
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Ein
Problem mit der Übertragung
von Nullverkehrsdaten ist, dass sie den durchschnittlichen Vorwärtsverbindungsdurchsatz
einer HDR-Basisstation substanziell verschlechtern kann. Das ist
besonders dann wahr, wenn Nullverkehrsdaten bei einer niedrigen
Datenrate an ein Zugangsendgerät übertragen
werden. Zum Beispiel könnte
das Senden von Nullverkehrsdaten in einem 1024-Bit Kodierpaket bei 38,4kbps
16 aufeinander folgende Vorwärtsverbindungsübertragungszeitschlitze
verbrauchen. Wenn es viele solcher Zugangsendgeräte gibt, wird diese Art der
Verbindungsüberwachungsprozedur
sehr teuer im Sinne von Vorwärtsverbindungsbandbreite.
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Auch
wenn sogar die Länge
der maximalen Nullverkehrs-Periode verlängert wird um zu vermeiden,
dass zu viel Bandbreite für
Nullverkehrsdaten verschwendet wird, wird die Verbindungsüberwachungsperiode
lang. Wenn zum Beispiel die maximale Nullverkehrs-Periode auf 15
Sekunden gesetzt wird, dann kann die Verbindungsüberwachungszeit 60 Sekunden
sein. Das bedeutet, dass wenn das drahtlose Netzwerk 120 keine
Abbaunachricht von einem Zugangsendgerät empfängt, das drahtlose Netzwerk 120 würde 60 Sekunden
warten müssen, bevor
es die zugeordneten Verkehrskanalressourcen wieder beanspruchen
und neu zuordnen könnte.
Verkehrskanalressourcen für
eine solch lange Periode zu binden ist höchst unwünschenswert.
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In
einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel überträgt jede
Basisstation periodisch ein Konfigurationspaket auf einem Aussende-
bzw. Broadcast-Steuerungskanal
an alle ihre aktiven Zugangsendgeräte. Das Konfigurationspaket
beinhaltet Verkehrskanalzuordnungsinformation, die anzeigt, ob jeder
Verkehrskanal einem aktiven Zugangsendgerät zugeordnet ist. Ein aktives
Zugangsendgerät,
das durch die Basisstation versorgt wird, überprüft jedes erfolgreich dekodierte
Konfigurationspaket, um den Status eines Verkehrskanals zu bestimmen,
der dem Zugangsendgerät
zugeordnet ist. Wenn der Status eines Verkehrskanals von zugeordnet
zu nicht zugeordnet wechselt, dann wurde die Zuordnung dieses Vekehrskanals
aufgehoben und kann einem anderen Zugangsendgerät neu zugeordnet werden. Sobald das
Zugangsendgerät
feststellt, dass die Zuordnung eines seiner zugehörigen Verkehrskanäle aufgehoben
wurde, dann baut das Zugangsendgerät sofort ab und beendet die
Verwendung dieses Verkehrskanals. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel fährt das
Zugangsendgerät
fort, Verkehrskanäle
zu verwenden, die dem Zugangsendgerät noch von anderen Basisstationen
zugeordnet sind. In einem anderen Ausführungsbeispiel veranlasst die
Aufhebung der Zuordnung irgendeines Verkehrskanals eines Zugangsendgerätes das
Zugangsendgerät,
seine Verbindungen mit allen Basisstationen und den zugeordneten
Verkehrskanälen
abzubauen. Wenn es zusätzlich
einem Zugangsendgerät
nicht gelingt, ein Konfigurationspaket innerhalb der Verbindungsüberwachungszeit
erfolgreich zu dekodieren, dann baut es seine Verbindung mit dem
drahtlosen Netzwerk inklusive aller zugeordneten Verkehrskanäle sofort
ab und beendet die Übertragung.
-
In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
pflegt ein Zugangsendgerät
separate Überwachungszeitgeber
für jede
Basisstation, die das Zugangsendgerät versorgt. Wenn es dem Zugangsendgerät nicht
gelingt, ein Konfigurationspaket von einer speziellen Basisstation
erfolgreich zu dekodieren, dann baut das Zugangsendgerät den Verkehrskanal ab,
der dieser Basisstation zugeordnet ist. Wenn das Zugangsendgerät weiterhin
erfolgreich Konfigurationspakete von einer anderen Basisstation
dekodiert, und diese Konfigurationspakete anzeigen, dass die andere
Basisstation die Zuordnung des Verkehrskanals des Zugangsendgeräts nicht
aufgehoben hat, dann fährt
das Zugangsendgerät
fort, den Verkehrskanal der anderen Basisstation zu verwenden.
-
In
einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird
die Konfiguration oft genug ausgesendet, dass die Überwachungszeit
mit der in IS-95 verwendeten Überwachungszeit
vergleichbar werden kann. Wo zum Beispiel das Konfigurationspaket
alle 400 Millisekunden ausgesendet wird, baut ein Zugangsendgerät seine
Verbindung ab, nachdem das Konfigurationspaket für eine Überwa chungszeit von 4,8 Sekunden
nicht dekodiert wurde oder nach 12 aufeinander folgenden verlorenen
Konfigurationspaketen. Ein Fachmann wird erkennen, dass man die
Zeitsteuerung variieren kann, die mit den Übertragungen des Konfigurationspakets
einhergeht, das Verkehrskanalzuordnungsinformation enthält, ohne
sich von dem hierin beschriebenen Verfahren zu entfernen. Ebenso
kann man die Überwachungszeit
variieren, ohne sich von dem hierin beschriebenen Verfahren zu entfernen.
-
In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die Verkehrskanalzuordnungsinformation in jedem Konfigurationspaket
eine Bitmaske, die die selbe Anzahl von Bits hat wie die maximale
Anzahl von Vorwärtsverkehrskanälen, die
von der Basisstation unterstützt
werden. Jedes aktive Zugangsendgerät weiß, welches Bit in der Bitmaske
zu dem Verkehrskanal des Zugangsendgeräts korrespondiert und ignoriert
den Status von anderen Bits in der Bitmaske. In einem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
wird eine „1" verwendet um darzustellen,
dass ein Verkehrskanal zugeordnet ist, und eine „0" wird verwendet um darzustellen, dass
ein Verkehrskanal nicht zugeordnet ist oder seine Zuordnung aufgehoben
wurde. In einem exemplarischen 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 diese
Anzahl von repräsentierten
Verkehrskanälen und
Bits variiert werden kann, ohne sich von dem hierin beschriebenen
Verfahren zu entfernen.
-
Nach
erfolgreicher Dekodierung eines Konfigurationspakets inspiziert
jedes aktive Zugangsendgerät
die Bits, die zu den ihm zugeordneten Vorwärtsverkehrskanälen korrespondieren.
Wenn die Vorwärtsverkehrskanalzuordnungsbits
anzeigen, dass die Zuordnung des Verkehrskanals des Zugangsendgeräts aufgehoben
wurde, baut das Zugangsendgerät
diesen Verkehrskanal und optional seine gesamte Verbindung mit dem
drahtlosen Netzwerk 120 ab.
-
Wenn
eine Verbindung zwischen dem drahtlosen Netzwerk 120 und
einem Zugangsendgerät
beendet wird, sendet eine Basisstation in dem drahtlosen Netzwerk 120 zuerst
eine Abbauinitiierungsnachricht an das Zugangsendgerät. Nachdem
eine Abbauinitiierungsnachricht empfangen wurde, antwortet das Zugangsendgerät durch
Senden einer Abbaunachricht durch die Basisstation zum drahtlosen Netzwerk 120.
Wenn entweder die Abbauinitiierungsnachricht oder die Abbaunachricht
aufgrund von Kommunikationsfehlern verloren ist, empfängt das drahtlose
Netzwerk 120 die Abbaunachricht nicht. Die Verbindungsüberwachungsprozedur ändert nach dem
Senden einer Abbauinitiierungsnachricht und dem Misslingen der Dekodierung
einer korrespondierenden Abbaunachricht vorteilhafterweise die Aussendung
des periodischen Konfigurationspakets durch die Basisstation. Das
Konfigurationspaket für eine
oder alle Basisstationen, die das abzubauende Zugangsendgerät versorgen,
werden geändert,
um die Aufhebung der Zuordnung der dem Zugangsendgerät zugeordneten
Verkehrskanäle
anzuzeigen. Nach dem Ablauf der Überwachungszeit
beanspruchen die Basisstationen die Verkehrskanalressourcen wieder,
die daraufhin für
Zuordnung zu anderen Zugangsendgeräten verfügbar gemacht werden. Optional
können
Daten, die von dem abzubauenden Zugangsendgerät durch Verkehrskanäle empfangen wurden,
nachdem die Verkehrskanäle
in dem Konfigurationspaket als nicht mehr zugeordnet markiert waren,
aber vor dem Ablauf der Überwachungszeit, durch
die Basisstation weitergeleitet werden.
-
2a ist
ein beispielhaftes Zustandsdiagramm, um Überwachungszeit in dem Zugangsendgerät 110 von 1 zu
verarbeiten. Während
dem Normal-Verkehrszustand 202 überträgt das Zugangsendgerät normal
auf der Rückwärtsverbindung,
während
es Vorwärtsverbindungsübertragungen
von seiner versorgenden Basisstation überwacht. Das Zugangsendgerät verfolgt
die Zeitschlitzzeiteinteilung, um die Zeitschlitze zu identifizieren, die
das Konfigurationspaket mit der Verkehrskanalzuordnungsinformation
für mindestens
eine seiner versorgenden Basisstationen enthalten sollte.
-
Wenn
das Zugangsendgerät
eine Abbauinitiierungsnachricht empfängt oder ein Konfigurationspaket
dekodiert, das die Aufhebung der Zuordnung einer seiner Verkehrskanäle anzeigt,
geht das Zugangsendgerät
vom Normal-Verkehrszustand 202 über 220 in
den Abbauzustand 206 über.
In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
wird die Abbauinitiierungsnachricht auf dem Vorwärtsverkehrskanal oder dem Vorwärtsverbindungssteuerungskanal empfangen,
und das Konfigurationspaket wird als eine Aussendung auf dem Vorwärtsverbindungssteuerungskanal
empfangen. Nur eines der oben beschriebenen Ereignisse wird benötigt, damit
das Zugangsendgerät
den Übergang 220 zum
Abbauzustand 206 durchführt.
Zum Beispiel wird das Zugangsendgerät den Verkehrskanal nach dem
Dekodieren eines Konfigurationspakets abbauen, das die Aufhebung
der Zuordnung seines Verkehrskanals anzeigt, auch wenn es keine
Abbauinitiierungsnachricht empfangen hat. Wenn es einmal im Abbauzustand 206 ist,
beendet das Zugangsendgerät Übertragungen
auf der Rückwärtsverbindung
und hört auf,
den Vorwärtsverkehrskanal
zu dekodieren.
-
Wie
oben erwähnt,
erlaubt es ein alternatives Ausführungsbeispiel
dem Zugangsendgerät,
nach dem Empfang eines Konfigurationspakets, das die Aufhebung der
Zuordnung eines, aber nicht aller seiner Verkehrskehrskanäle anzeigt,
in dem Normal-Verkehrzustand 202 zu verbleiben. In diesem Ausführungsbeispiel
wird ein Konfigurationspaket ein Zugangsendgerät nur dann veranlassen, den Übergang 220 zu
dem Abbauzustand 206 zu vollziehen, wenn die Zuordnung
des letzten und einzigen Verkehrskanal aufgehoben wurde, so dass
keine Verkehrskanäle
mehr für
eine Verbindung zugeordnet sind.
-
In
einem alternativen Ausführungsbeispiel wird
die Abbauinitiierungsnachricht niemals gesendet, und das drahtlose
Netzwerk baut das Zugangsendgerät
immer unter Verwendung der Verkehrskanalzuordnungsinformation in
der Aussendung der Konfigurationsnachrichten durch ihre Basisstationen ab.
Dieses Vorgehen ermöglicht
sogar noch größere Effizienz
der Vorwärtsverbindungsbandbreite,
indem es die Zeitschlitze einspart, die ansonsten für die Übertragung
der Abbauinitiierungsnachricht auf der Vorwärtsverbindung verbraucht würden. Ein
Nachteil dieses Vorgehens ist, dass Verkehrskanalressourcen, die
einem fallen gelassenen Zugangsendgerät zugeordnet sind, niemals
wieder beansprucht und einem anderen Zugangsendgerät neu zugeordnet
werden können,
bevor die Überwachungszeit
abgelaufen ist.
-
Wie
oben erwähnt,
versucht das Zugangsendgerät
periodisch, auf der Vorwärtsverbindung
die Konfigurationsnachricht zu dekodieren, während es in dem Normal-Verkehrszustand 202 ist.
Wenn das Zugangsendgerät
ein Konfigurationspaket dekodiert, das anzeigt, dass seine Verkehrskanäle immer
noch zugeordnet sind, verbleibt das Zugangsendgerät in Normal-Verkehrszustand 202,
wie durch den Zustandsübergang 222 angezeigt.
-
Wenn
es dem Zugangsendgerät
misslingt, ein Konfigurationspaket während einer Periode, in der
das Konfigurationspaket durch die Basisstation übertragen wird, erfolgreich
zu dekodieren, geht das Zugangsendgerät über 210 in den Fehlende-Konfigurationspakete-Zustand 204 über. Wenn
das Zugangsendgerät
dann ein folgendes Konfigurationspaket erfolgreich dekodiert, geht
es über 218 über zurück zum Normal-Verkehrszustand 202.
-
Jedes
Mal wenn das Zugangsendgerät
das erste Mal in den Fehlende-Konfigurationspakete-Zustand 204 eintritt,
beginnt das Zugangsendgerät,
die Länge
der Zeit zu verfolgen, die ohne erfolgreiches Dekodieren eines Konfigurationspakets
vergeht. Wenn diese Zeit die Überwachungszeit überschreitet,
dann geht das Zugangsendgerät über 216 in
den Abbauzustand 206 über.
Vor dem Ablauf der Überwachungszeit
veranlasst weiteres Misslingen, ein Konfigurationspaket zu dekodieren
das Zugangsendgerät, im
Fehlende-Konfigurationspakete-Zustand 204 zu verbleiben,
wie durch den Zustandsübergang 214 angezeigt.
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2b ist
ein beispielhaftes Zustandsdiagramm für eine Störerpräventionsprozedur in dem Zugangsendgerät 110 von 1.
In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
verbleibt das Zugangsendgerät
hauptsächlich
in einem Übertragungszustand 230,
in dem das Zugangsendgerät
kontinuierlich ein Signal an eine oder mehrere versorgende Basisstationen
auf der Rückwärtsverbindung überträgt. In dem Übertragungszustand 230 generiert
das Zugangsendgerät
kontinuierlich ein DRC-Signal auf der Rückwärtsverbindung, bis das DRC-Signal
für eine spezifizierte
Periode auf einem Nullpegel verbleibt. Wenn das Zugangsendgerät für eine spezifizierte
Anzahl von aufeinander folgenden Zeitschlitzen ein Nullraten-DRC-Signal
generiert, dann schaltet das Zugangsendgerät seinen Sender ab und geht über 240 in
den Sender-Aus-Zustand 232 über. In
dem Sender-Aus-Zustand 232 fährt das Zugangsendgerät fort,
das C/I der Vorwärtsverbindung
zu überwachen und
fährt fort,
eine DRC-Messung für
jeden Zeitschlitz zu generieren. Wenn die DRC-Messung für eine vorgegebene Anzahl von
Zeitschlitzen über Nullrate
ansteigt, zum Beispiel 8, dann schaltet das Zugangsendgerät seinen
Sender ein und geht über 242 zurück in den Übertragungszustand 230.
Während
dem Übertragungszustand 230 und
dem Sender-Aus-Zustand 232 werden alle Daten, die auf der Vorwärtsverbindung
erfolgreich dekodiert werden, durch das Zugangsendgerät weitergeleitet
wie üblich.
Während
das Zugangsendgerät
in dem Sender-Aus-Zustand 232 ist, überträgt das Zugangsendgerät jedoch
keine Daten auf der Rückwärtsverbindung.
-
Wenn
das Zugangsendgerät
in einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
für eine
spezifizierte Menge von Zeit, zum Beispiel die Überwachungszeit oder 4,8 Sekunden,
in dem Sender-Aus-Zustand verbleibt, geht das Zugangsendgerät über 244 in
den oben beschriebenen Abbauzustand 206 über. Ein Fachmann
wird anerkennen, dass die Zeitbegrenzung um Übergang 244 durchzuführen, von
der Überwachungszeit
verschieden sein kann, ohne sich von den hier beschriebenen Verfahren
zu entfernen.
-
3a ist
ein beispielhaftes Flussdiagramm der Überwachungszeitverarbeitung
in einem Zugangsendgerät.
Für jeden
neuen Vorwärtsverbindungszeitschlitz 302 evaluiert
das Zugangsendgerät, was
sowohl auf dem dem Zugangsendgerät
zugeordneten Vorwärtsverbindungsaussendesteuerungskanal
als auch auf dem Vorwärtsverkehrskanal
empfangen oder nicht empfangen wurde. Basierend darauf was von der
Vorwärtsverbindung
dekodiert und was nicht dekodiert wird, arbeitet das Zugangsendgerät entweder
einen Abbau 314 ab, oder fährt fort, den nächsten Vorwärtsverbindungszeitschlitz
abzuarbeiten.
-
Wenn
eine Abbauinitiierungsnachricht während eines Zeitschlitzes 304 dekodiert
wird, arbeitet das Zugangsendgerät
sofort einen Abbau 314 ab. Wenn eine Abbauinitiierungsnachricht
nicht empfangen wird, dann bestimmt das Zugangsendgerät in 306,
ob der gerade abgearbeitete Zeitschlitz einer ist, während dem
der letzte Teil eines kompletten Konfigurationspakets erwartet wurde.
In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
wird das Konfigurationspaket zu konstanten Intervallen gesendet,
die in Zeitschlitzen gemessen werden. Zum Beispiel in einem System,
das 1,667 Millisekunden-Zeitschlitze verwendet, könnte das
Konfigurationspaket alle 400 Millisekunden oder einmal alle 240
Zeitschlitze gesendet werden. In Schritt 306 überprüft das Zugangsendgerät, ob der
gerade evaluierte Vorwärtsverbindungsübertragungszeitschlitz
einer ist, in dem ein komplettes Konfigurationspaket hätte empfangen werden
sollen. Wenn der Vorwärtsverbindungsübertragungszeitschlitz
nicht auf das Ende eines dieser Intervalle fällt, dann muss das Zugangsendgerät nicht
nach erfolgreich dekodierten Konfigurationspaketen schauen und kann
fortfahren, den nächsten Zeitschlitz
abzuarbeiten.
-
Wenn
das Zugangsendgerät
in 306 feststellt, dass es ein komplettes Konfigurationspaket
hätte empfangen
sollen, überprüft das Zugangsendgerät dann in 308,
ob ein Konfigurationspaket erfolgreich dekodiert wurde. Wenn ein
Konfigurationspaket nicht erfolgreich dekodiert wurde, überprüft das Zugangsendgerät dann in 310,
wie lange es seit dem letzten erfolgreichen Dekodieren eines Konfigurationspakets her
ist. Wenn die Periode zwischen dem aktuellen Zeitschlitz und dem
letzten erfolgreichen Dekodieren eines Konfigurationspakets größer als
oder gleich der Überwachungszeit
ist, erklärt
das Zugangsendgerät
seine Verbindung mit dem drahtlosen Netzwerk als verloren und arbeitet
einen Abbau 314 ab. Wenn die Periode zwischen dem aktuellen
Zeitschlitz und dem letzten erfolgreichen Dekodieren eines Konfigurationspa kets
kleiner ist als die Überwachungszeit, dann
fährt das
Zugangsendgerät
mit der Abarbeitung des nächsten
Zeitschlitzes fort.
-
Wenn
das Zugangsendgerät
feststellt, dass in Schritt 308 ein Konfigurationspaket
erfolgreich dekodiert wurde, extrahiert und inspiziert es die in
dem Konfigurationspaket enthaltene Verkehrskanalzuordnungsinformation,
um in 312 zu bestimmen, ob die Zuordnung eines dem Zugangsendgerät zugeordneten
Verkehrskanals aufgehoben wurde. Wenn die Zuordnung des Verkehrskanals
des Zugangsendgeräts aufgehoben
wurde, dann arbeitet das Zugangsendgerät einen Abbau 314 ab.
Wenn das Zugangsendgerät
noch andere Verkehrskanäle
verwenden kann, deren Zuordnung nicht aufgehoben wurde, dann arbeitet
das Zugangsendgerät
optional einen Abbau 314 nur für den eben abgebauten Verkehrskanal
ab und fährt
fort, die übrigen
Verkehrskanäle
zu verwenden. Wenn das Konfigurationspaket anzeigt, dass der Verkehrskanal
dem Zugangsendgerät
zugeordnet bleibt, dann fährt
das Zugangsendgerät
mit der Abarbeitung für
den nächsten
Zeitschlitz fort.
-
3b ist
ein beispielhaftes Flussdiagramm von Überwachungszeitverarbeitung
in einem drahtlosen Netzwerk. Nach Initiierung des Abbaus 350 eines Zugangsendgeräts sendet
das drahtlose Netzwerk eine Abbauinitiierungsnachricht 352 an
das Zugangsendgerät.
In Schritt 354 evaluiert das drahtlose Netzwerk, ob es
eine Abbaunachricht von dem Zugangsendgerät empfangen hat. Wenn das drahtlose Netzwerk
eine Abbaunachricht von dem Zugangsendgerät empfängt, dann beansprucht es sofort
die Verkehrskanalressourcen 360 wieder, die zuvor dem jetzt
fallen gelassenen Zugangsendgerät
zugeordnet waren.
-
Wenn
das drahtlose Netzwerk in Schritt 354 keine Abbaunachricht
empfängt,
dann veranlasst das drahtlose Netzwerk eine Änderung in der Verkehrskanalzuordnungsinformation 356 in
Konfigurationspaketen, die durch die Basisstationen des drahtlosen Netzwerks übertragen
werden. Die Verkehrskanalzuordnungsinformation wird aktualisiert
um anzuzeigen, dass die Zuordnung der Verkehrskanäle, die
zuvor dem abzubauenden Zugangsendgerät zugeordnet waren, aufgehoben
wurde.
-
In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
wird das Zugangsendgerät
keine einzige Bestätigung
oder Antwort auf ein dekodiertes Konfigurationspaket übertragen,
das einen Abbau veranlasst. Das Zugangsendgerät beendet einfach die Übertragung
und den Empfang auf den spezifizierten Verkehrskanälen. Folglich
kann das drahtlose Netzwerk nicht wissen, wann oder ob das Zugangsendgerät das Konfigurationspaket
dekodiert hat. Daher kann das drahtlose Netzwerk die diesem Zugangsendgerät zugeordneten
Verkehrskanalressourcen nicht wieder beanspruchen bis nach dem Abwarten
der Dauer der Überwachungsperiode.
-
Nach
der Änderung
der in dem Konfigurationspaket 356 übertragenen Information fährt die
Basisstation fort, die modifizierten Konfigurationspakete in 358 periodisch
zu übertragen.
Nachdem die Überwachungszeit
abgelaufen ist, beansprucht das drahtlose Netzwerk in 360 die
Verkehrskanalressourcen wieder, die zuvor dem jetzt abgebauten Zugangsendgerät zugeordnet
waren. Nachdem die Verkehrskanalressourcen in 360 wieder
beansprucht wurden, können
die wieder beanspruchten Verkehrskanäle und ihre zugeordneten Ressourcen
in Schritt 362 neu zugeordnet werden.
-
Obwohl
als aufeinander folgende Schritte gezeigt, kann die Übertragung
der Abbauinitiierungsnachricht 352 und die Änderung
des Konfigurationspakets 356 in jeder Reihenfolge getan
werden, oder kann zu beinahe der selben Zeit erfolgen. Wenn das geänderte Konfigurationspaket
und eine Abbauinitiierungsnachricht zur gleichen Zeit empfangen
werden, überträgt das Zugangsendgerät die Abbaunachricht als
Antwort auf die Abbauinitiierungsnachricht, bevor es auf das empfangene
Konfigurationspaket reagiert.
-
4a–4c sind
Flussdiagramme eines beispielhaften Prozesses zur Überwachung
von Übertragungsleistung.
Wenn eine Verbindung zwischen einem Zugangsendgerät und einem
drahtlosen Netzwerk das erste Mal aufgebaut wird, wird der Sender
des Zugangsendgeräts
eingeschaltet, und zwei Zeitgeber in dem Zugangsendgerät, bezeichnet als
ein „Ausschalt-Zeitgeber" und ein „Einschalt-Zeitgeber", starten in einem
deaktivierten Zustand. Während
der Verarbeitung für
jeden neuen Zeitschlitz in Schritt 402 generiert das Zugangsendgerät (in Schritt 404)
einen DRC-Wert und verwendet diesen DRC-Wert zusammen mit den zwei Zeitgebern
um festzustellen, ob es seinen Sender ein- oder ausschalten soll.
-
In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
folgt auf den Schritt der Generierung eines DRC-Werts 404 die
Inspektion, ob der Sender des Zugangsendgeräts 110 in 406 ein-
oder ausgeschaltet ist. Falls der Sender an ist, fährt der
Prozess fort wie in 4b illustriert, wo das Zugangsendgerät bestimmt,
ob der Sender ausgeschaltet werden sollte. Wenn der Sender aus ist,
fährt der
Prozess fort wie in 4c illustriert, wo das Zugangsendgerät bestimmt,
ob der Sender eingeschaltet werden sollte.
-
In 4b fährt der
Prozess von Schritt 406 fort zu einer Evaluierung bei Schritt 420 des
Wertes des DRC-Wertes, der bei Schritt 404 generiert wurde. Wenn
der soeben generierte DRC-Wert bei Schritt 420 größer als
Nullrate ist, dann deaktiviert das Zugangsendgerät den „Ausschalt-Zeitgeber" (bei Schritt 422).
In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel resultiert
die Deaktivierung des Ausschalt-Zeitgebers, wenn er bereits deaktiviert
ist, in keiner Änderung
des Zustands des Ausschalt-Zeitgebers. In einem alternativen Ausführungsbeispiel
beinhaltet Schritt 422 die Überprüfung des Zustands des Ausschalt-Zeitgebers
und deaktiviert ihn nur, wenn er zuvor aktiviert war. Nach Schritt 422 fährt der
Prozess mit der Abarbeitung des nächsten Zeitschlitzes fort (402 in 4a).
-
Wenn
der soeben generierte DRC-Wert in Schritt 420 ein Nullraten-DRC-Wert
war, dann evaluiert das Zugangsendgerät den Zustand des Ausschalt-Zeitgebers bei Schritt 424.
Wenn der Ausschalt-Zeitgeber aktiv ist, aber bei Schritt 424 abgelaufen
ist, dann deaktiviert das Zugangsendgerät seinen Ausschalt-Zeitgeber
bei Schritt 430 und schaltet seinen Sender bei Schritt 432 ab.
-
Wenn
der Ausschalt-Zeitgeber bei Schritt 424 nicht abgelaufen
ist, dann überprüft das Zugangsendgerät (bei Schritt 426),
ob der Ausschalt-Zeitgeber bereits aktiviert ist. Wenn der Ausschalt-Zeitgeber
bei Schritt 426 nicht aktiviert worden ist, dann aktiviert
das Zugangsendgerät
seinen Ausschalt-Zeitgeber bei Schritt 428. Schritt 428 der
Aktivierung des Ausschalt-Zeitgebers beinhaltet das Setzen des Zeitgebers,
um nach einer spezifizierten Ausschaltperiode, zum Beispiel 240
Millisekunden oder 144 Zeitschlitzen mit einer Dauer von 1,67 Millisekunden,
abzulaufen. Das Ablaufen des aktivierten Ausschalt-Zeitgebers fungiert
als ein Signal für
das Zugangsendgerät
seinen Sender abzuschalten. Wenn der Ausschalt-Zeitgeber bei Schritt 426 bereits aktiviert
worden ist, dann fährt
der Prozess fort mit der Abarbeitung des nächsten Zeitschlitzes (402 in 4a).
-
In 4c fährt der
Prozess von Schritt 406 fort zu einer Evaluierung bei Schritt 442 des
Wertes des bei Schritt 404 generierten DRC-Wertes. Wenn der
soeben generierte DRC-Wert in Schritt 442 ein Nullraten-DRC-Wert
war, dann deaktiviert das Zugangsendgerät den Einschalt-Zeitgeber bei
Schritt 446. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel resultiert
die Deaktivierung des Einschalt-Zeitgebers, wenn er bereits deaktiviert
ist, in keiner Änderung
des Zustands des Einschalt-Zeitgebers. In einem alternativen Ausführungsbeispiel
beinhaltet Schritt 446 die Überprüfung des Zustands des Einschalt-Zeitgebers und
deaktiviert ihn nur, wenn er zuvor aktiviert war. Nach Schritt 446 fährt der
Prozess mit der Abarbeitung des nächsten Zeitschlitzes fort (402 in 4a).
-
Wenn
der soeben generierte DRC-Wert in Schritt 442 größer als
Nullrate war, dann evaluiert das Zugangsendgerät den Zustand des Einschalt-Zeitgebers
bei Schritt 444. Wenn der Einschalt-Zeitgeber aktiv ist,
aber bei Schritt 444 abgelaufen ist, dann deaktiviert das
Zugangsendgerät
seinen Einschalt-Zeitgeber
bei Schritt 452 und schaltet seinen Sender bei Schritt 454 wieder
an. Wenn der Einschalt-Zeitgeber bei Schritt 444 nicht
abgelaufen ist, dann überprüft das Zugangsendgerät (bei Schritt 448),
ob der Einschalt-Zeitgeber bereits aktiviert ist. Wenn der Einschalt-Zeitgeber
bei Schritt 448 nicht akti viert worden ist, dann aktiviert
das Zugangsendgerät
seinen Einschalt-Zeitgeber
bei Schritt 450. Schritt 450 der Aktivierung des
Einschalt-Zeitgebers beinhaltet das Setzen des Zeitgebers, um nach
einer spezifizierten Einschaltperiode abzulaufen. In einem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
beträgt
die Einschalt-Periode 13,33 Millisekunden oder 8 Zeitschlitze der
Dauer 1,67 Millisekunden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel
beträgt
die Einschaltperiode 26,67 Millisekunden oder 16 Zeitschlitze der
Dauer von 1,67 Millisekunden. Das Ablaufen des aktivierten Einschalt-Zeitgebers
fungiert als ein Signal für das
Zugangsendgerät
seinen Sender einzuschalten. Wenn der Einschalt-Zeitgeber bei Schritt 448 bereits aktiviert
worden ist, dann fährt
der Prozess fort mit der Abarbeitung des nächsten Zeitschlitzes (402 in 4a).
-
5a ist
ein Blockdiagramm, das die grundlegenden Subsysteme einer beispielhaften
Basisstation für
hohe Datenraten 504 und eine Basisstationssteuerung (Base
Station Controller, BSC) 510 illustriert, die in Übereinstimmung
mit einem Ausführungsbeispiel
konfiguriert sind. BSC 510 und Basisstation 504 können als
Komponenten eines drahtlosen Netzwerks dienen, wie das drahtlose
Netzwerk 120 von 1. Ebenfalls
mit Bezug auf 1 hat BSC 510 eine
Schnittstelle mit Paketdatennetzwerken 124 und 126 über eine
oder mehrere Paketnetzwerkschnittstellen 524. Obwohl der
Einfachheit halber nur eine Basisstation 504 gezeigt wird,
kann das drahtlose Netzwerk 120 mehrere Basisstationen 504 und
Basisstationssteuerungen 510 beinhalten. BSC 510 koordiniert
die Kommunikationen zwischen jedem Zugangsendgerät (110 von 1)
und Paketdatennetzwerk 126 durch Paketnetzwerkschnittstelle 524.
Das drahtloses Netzwerk 120 kann ebenfalls eine Zusammenarbeitsfunktion
(Interworking Function) oder IWF beinhalten (nicht gezeigt), das
zwischen Auswahlelementen 514 und dem öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerk
(Public Switched Telephone Network, PSTN) (nicht gezeigt) angeordnet ist.
-
BSC 510 enthält viele
Auswahlelemente 514, auch wenn der Einfachheit halber in 5a nur eine
gezeigt wird. Jedes Auswahlelement 514 ist zugeordnet,
um Kommunikationen zwischen einem Zugangsendgerät und BSC 510 durch
eine oder mehrere Basisstationen 504 zu steuern. In einem
exemplari schen Ausführungsbeispiel
kann eine Verbindung zwischen BSC 510 und einem Zugangsendgerät mehrere
Verkehrskanäle
umfassen, die durch ein einziges Auswahlelement 514 geleitet
werden. Einem Zugangsendgerät
ist maximal ein Verkehrskanal von jeder versorgenden Basisstation 504 zugeordnet.
Daten, die von einem einzigen Zugangsendgerät durch jede versorgende Basisstation 504 empfangen werden,
werden durch das einzige Auswahlelement 514 weitergeleitet,
das dem Zugangsendgerät
zugeordnet ist.
-
Paketnetzwerkschnittstelle 524 empfängt Daten
von Paketdatennetzwerk 126 durch Verbindung 554,
inspiziert die Zieladresse der Paketdaten und leitet die Daten zu
dem Auswahlelement 514 weiter, das dem Zielzugangsendgerät zugeordnet
ist. Wenn keine Verbindung zwischen dem drahtlosen Netzwerk 120 und
dem Zielzugangsendgerät
aufgebaut worden ist, dann baut ein Anrufsteuerungsprozessor 516 eine
Verbindung mit dem Zugangsendgerät
auf. Der Aufbau einer Verbindung beinhaltet das Rufen des Zugangsendgerätes und
die Zuordnung eines Auswahlelements 514 und eines oder
mehrerer Verkehrskanäle
zu dem Zugangsendgerät.
Jeder Verkehrskanal, der einer Verbindung zu einem einzelnen Zugangsendgerät zugeordnet
ist, wird zu einer anderen Basisstation gehören. Eine Basisstation 504,
die mit einem Zugangsendgerät
durch einen Verkehrskanal kommuniziert, wird als eine „versorgende
Basisstation" dieses
Zugangsendgeräts
bezeichnet. Ein Auswahlelement 514, das einer Zugangsendgeräteverbindung
zugeordnet ist, wird verwendet, um Paketdaten, die von der Paketnetzwerkschnittstelle 524 empfangen
werden, zu den versorgenden Basisstationen 504 des Zielzugangsendgeräts zu übertragen.
-
In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
beinhaltet jede Basisstation 504 einen Basisstationssteuerungsprozessor 512,
der die Zeitplanung der Vorwärtsverbindungsübertragungen
zu allen Zugangsendgeräten,
die von der Basisstation 504 versorgt werden, durchführt. Basisstationssteuerungsprozessor 512 wählt das
Zugangsendgerät
aus, an das für
jeden Vorwärtsverbindungszeitschlitz
Vorwärtsverbindungsübertragungen
gerichtet werden.
-
In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
pflegt jede Basisstation 504 eine Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange 540 für jeden
Verkehrskanal, der einem aktiven Zugangsendgerät zugeordnet ist. An das Zugangsendgerät zu übertragende
Paketdaten werden in der Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange
des Zugangsendgeräts gespeichert,
bis der Basisstationssteuerungsprozessor 512 dieses Zugangsendgerät als das
Zielzugangsendgerät
für einen
Vorwärtsverbindungszeitschlitz
auswählt.
-
In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
beinhaltet Basisstation 504 mehrere Kanalelemente 542,
wobei jedem Verkehrskanal ein Kanalelement 542 zugeordnet
ist. Sobald Basisstationssteuerungsprozessor 512 ein Zielzugangsendgerät für einen
Vorwärtsverbindungszeitschlitz
auswählt,
werden die Daten von Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange 540 durch
das zugehörige
Kanalelement 542 an Hochfrequenz-(HF)-Einheit 544,
und dann durch Antenne 546 übertragen. Die Daten reisen dann
durch Vorwärtsverbindung 550 zu
dem Zugangsendgerät.
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In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
spezifiziert Basisstationssteuerungsprozessor 512 auch
die Übertragungsrate
für jeden
Vorwärtsverbindungszeitschlitz.
Rückwärtsverbindung 552 trägt Rückwärtsverbindungssignale
an die Antenne 546, wie DRC-Information, die von jedem
Zugangsendgerät 110 empfangen
wird. Die Rückwärtsverbindungssignale
werden dann in der HF-Einheit 544 herunterkonvertiert und
leistungsgesteuert und werden in dem Kanalelement 542 demoduliert
und dekodiert.
-
In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel überwacht
Basisstationssteuerungsprozessor 512 die DRC-Information,
die von jedem aktiven Zugangsendgerät empfangen wird, und verwendet
die DRC-Information zusammen mit der Menge an Daten in jeder Vorwärtsverbindungsdatenwarteschlange 540,
um Übertragungen
auf der Vorwärtsverbindung 550 zu
planen bzw. einzuteilen. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
generiert der Basisstationssteuerungsprozessor 512 ein
Konfigurationspaket, das periodisch über die Vorwärtsverbindung 550 übertragen
wird. Das Konfigurationspaket beinhaltet Verkehrskanalzuordnungsinformation,
die anzeigt, ob jeder der Verkehrskanäle der Basisstation einem aktiven
Zugangsendgerät
zugeordnet ist. Der Anrufssteuerungsprozessor 516 weist
den Basisstationssteuerungsprozessor 512 an, einen Verkehrskanal,
der einem aktiven Zugangsendgerät 110 zugeordnet
ist, abzubauen. Entweder generiert der Anrufssteuerungsprozessor 516 eine
Abbauinitiierungsnachricht und sendet die Nachricht an das Zugangsendgerät, dessen
Zuordnung aufgehoben werden soll, durch eine oder mehrere Basisstationen.
Wenn das Auswahlelement 514, das dem Zugangsendgerät, dessen
Zuordnung aufgehoben werden soll, zugeordnet ist, keine Abbaunachricht
empfängt,
dann weist der Anrufsteuerungsprozessor 516 den Basisstationssteuerungsprozessor 512 an,
die Inhalte der folgenden zu übertragenden
Konfigurationspakete zu aktualisieren, um die Aufhebung der Zuordnung
des zugehörigen
Verkehrskanals widerzuspiegeln. Der Anrufsteuerungsprozessor 516 kann
auf diese Weise die Aufhebung der Zuordnung von Verkehrskanälen in einer
oder allen Basisstationen spezifizieren, die das Zugangsendgerät versorgen,
dessen Zuordnung aufgehoben werden soll.
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Der
Anrufsteuerungsprozessor 516 und der Basisstationssteuerungsprozessor 512 werden
implementiert unter Verwendung von Mikroprozessoren, feldprogrammierbaren
Gate-Arrays (FPGA), programmierbaren Logikbausteinen (Programmable
Logic Devices, PLD), digitalen Signalprozessoren (DSP), anwendungsspezifischen
integrierten Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits, ASIC)
oder anderen Bausteinen, die in der Lage sind, die notwendigen Amplituden-
und Phasensteuerungssignale zu generieren und nachzuregeln. In einem
exemplarischen Ausführungsbeispiel
reisen die Kommunikationen zwischen der BSC 510 und der Basisstation 504 durch
eine Rücktransport-Verbindung
bzw. Backhaul Connection. Die Information, die durch die Rücktransport-Verbindung
fließt,
beinhaltet Kommunikationen zwischen dem Anrufsteuerungsprozessor 516 und
dem Basisstationssteuerungsprozessor 512. Die Rücktransport-Verbindung
zwischen der BSC 510 und der Basisstation 504 wird
implementiert unter Verwendung von geeigneter Verbindungsausrüstung wie
unterirdischer Verkabelung oder Mikrowelle T1 oder T3 oder optischer
Faser wie OC3.
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In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
wird eine Abbaunachricht, die auf Rückwärtsverbindung 552 von
dem abgebauten Zugangsendgerät
empfangen wurde, dekodiert und zum Basisstationssteuerungsprozessor 512 weitergeleitet,
der das Wiederbeanspruchen und die Neuzuordnung von Verkehrskanalressourcen
wie einem Auswahlelement 514 mit dem Anrufsteuerungsprozessor 516 koordiniert.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel
wird die Abbaunachricht nicht durch den Basisstationssteuerungsprozessor 512 dekodiert,
sondern wird durch Auswahlelement 514 zu dem Anrufsteuerungsprozessor 516 weitergeleitet.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel
sind die BSC 510 und die Basisstation 504 integriert,
und die Funktionen von dem Anrufsteuerungsprozessor 516 und
dem Basisstationssteuerungsprozessor 512 werden von einem einzigen
Prozessor oder dem selben Satz von geteilten Prozessoren durchgeführt.
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In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
werden Daten auf der Vorwärtsverbindung 550 in „Datenpaketen" übertragen, die eine minimale Größe von 1024
Bits haben. Die Inhalte eines Datenpakets werden in einem oder mehreren
Zeitschlitzen übertragen,
die eine feste Dauer haben, zum Beispiel 1,667 Millisekunden.
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In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
generiert das Kanalelement 542 eine zyklische Redundanz-Überprüfung (Cyclic
Redundancy Check, CRC) für
das Paket und kodiert dann das Datenpaket und seine CRC unter Verwendung
eines Code zur Vorwärtsfehlerkorrektur
(Forward Error Correction, FEC), um ein kodiertes Paket zu bilden. Der
FEC-Code kann jede von mehreren Vorwärtsfehlerkorrekturtechniken
verwenden, einschließlich
Turbokodierung, Faltungskodierung, Blockkodierung oder andere Formen
des Kodierens inklusive des Kodierens auf Basis von weichen Entscheidungen
(soft decisions). Das Kanalelement 542 verschachtelt bzw.
interleaved dann (oder ordnet neu an) die Symbole innerhalb des
kodierten Paketes. Das Kanalelement 542 kann jede einer
Anzahl von Verschachtelungstechniken verwenden, wie Blockverschachtelung
und Bitreihenfolgenumkehrverschachtelung. Das ver schachtelte Paket
wird kodiert unter Verwendung von Codemultiplexvielfachzugriffs-(Code
Division Multiple Access, CDMA)-Techniken, inklusive dem Kaschieren
bzw. Abdecken der Symbole mit einem Walsh-Code und ihrer Spreizung
unter Verwendung von kurzen PNI- und PNQ-Codes. Ein alternatives
Ausführungsbeispiel
verwendet komplexe PN-Spreizung. Die gespreizten Daten werden der HF-Einheit 544 zur
Verfügung
gestellt, die das Signal quadraturmoduliert, filtert und verstärkt. Das
Vorwärtsverbindungssignal
wird dann auf Vorwärtsverbindung 550 durch
Antenne 546 über
die Luftschnittstelle übertragen.
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5b ist
ein Blockdiagramm eines beispielhaften Zugangsendgeräts 110 für hohe Datenraten. Das
Zugangsendgerät 110 überträgt Informationen wie
DRC-Informationen und Rückwärtsverbindungspaketdaten
durch Rückwärtsverbindung 552 von dem
drahtlosen Kommunikationskanal 112 zum drahtlosen Netzwerk 120.
Das Zugangsendgerät 110 empfängt Daten
von dem drahtlosen Netzwerk 120, wie Vorwärtsverbindungsdaten
und Konfigurationspakete, durch die Vorwärtsverbindung 550 von
dem drahtlosen Kommunikationskanal 112.
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In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
wird das Vorwärtsverbindungssignal
durch eine Antenne 560 empfangen und zu einem Empfänger in einem
Front-End 562 weitergeleitet. Der Empfänger filtert, verstärkt, quadraturdemoduliert
und quantisiert das Signal. Das digitalisierte Signal wird dem Demodulator
(DEMOD) 564 zur Verfügung
gestellt, wo es mit den kurzen PNI- und PNQ-Codes entspreizt und die
Walsh-Kaschierung rückgängig gemacht
wird. Die demodulierten Daten werden dem Dekoder 566 zur
Verfügung
gestellt, der die Inversen der Übertragungssignalverarbeitungsfunktionen
durchführt,
die bei der Basisstation 504 durchgeführt wurden. Insbesondere führt der
Dekoder 566 die „Entschachtelung", das Dekodieren
und die CRC-Überprüfungsfunktionen
durch. Die dekodierten Paketdaten werden der Paketdatenschnittstelle 568 zur
Verfügung gestellt,
die die Daten dann durch Verbindung 570 zu einem externen
Gerät (nicht
gezeigt) sendet, das eine Benutzeroberfläche besitzt und eine Nutzeranwendung
wie einen Webbrowser laufen lässt.
Der Dekoder 566 stellt der Steuerung 576 die dekodierte Anrufsteuerungsinformationen
zur Verfügung
wie Konfigurationspakete und Abbauinitiierungsnachrichten.
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Daten
werden von dem externen Gerät
(nicht gezeigt) durch Verbindung 570 und Paketdatenschnittstelle 568 empfangen.
Die Daten können durch
die Steuerung 576 weitergeleitet werden oder Paketdaten
können
direkt dem Kodierer 572 zur Verfügung gestellt werden.
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Die
Steuerung 576 überwacht
Eigenschaften des von der versorgenden Basisstation 504 empfangenen
Signals und generiert DRC-Informationen. Steuerung 576 stellt
dem Kodierer 572 die resultierenden DRC-Informationen für darauffolgende Übertragung
auf der Rückwärtsverbindung 552 zur
Verfügung.
Die Steuerung 576 verarbeitet auch empfangene Abbauinitiierungsnachrichten
und generiert zugehörige,
zu übertragende
Abbaunachrichten. Die Steuerung 576 evaluiert die Inhalte
von jedem dekodierten Konfigurationspaket um festzustellen, ob irgendeine
der Zuordnungen der Verkehrsverbindungen des Zugangsendgeräts aufgehoben
wurde.
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Wie
oben beschrieben überwacht
die Steuerung 576 die generierten DRC-Pegel, so dass das Zugangsendgerät 110 vermeiden
kann, ein In-Band-Störer
für das
drahtlose Netzwerk zu werden. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel veranlasst
die Steuerung 576 den Sender in Front-End 562 abzuschalten,
wenn der DRC-Pegel für
eine spezifizierte Dauer auf die Nullrate fällt, zum Beispiel 240 Millisekunden
oder 144 Zeitschlitze. Die Steuerung 576 schaltet den Sender
in dem Front-End 562 wieder an, nachdem die DRC-Rate für eine spezifizierte
Periode über
Null bleibt, zum Beispiel nach 8 aufeinander folgenden Zeitschlitzen.
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In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
beinhaltet die Paketdatenschnittstelle 568 Datenpuffer
für temporäre Speicherung
von Vorwärts- und
Rückwärtsverbindungsdaten.
Während
der Sender in Front-End 562 abgeschaltet ist, werden Rückwärtsverbindungsdaten
in den Puffern gesichert, bis der Sender wieder angeschaltet wird.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel
werden Daten zu dem Sender gesendet, auch wenn der Sender ausgeschaltet
ist, was in ihrem Verlust resultiert. Das alternative Ausführungsbeispiel
vermeidet die Möglichkeit eines
Pufferüberlaufs
von Rückwärtsverbindungsdaten.
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Wenn
die Steuerung 576 eine Abbauinitiierungsnachricht empfängt, dann
generiert die Steuerung 576 eine durch Kodierer 572,
Modulator 574, Front-End 562 und Antenne 560 zu übertragende
Abbaunachricht. Nach der Übertragung
der Abbaunachricht baut die Steuerung 576 ihre Verbindung
mit dem drahtlosen Netzwerk und allen zugeordneten Verkehrskanälen ab.
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Wenn
die Steuerung 576 ein Konfigurationspaket empfängt, das
anzeigt, dass die Zuordnung eines der Verkehrskanäle des Zugangsendgeräts aufgehoben
wurde, dann baut die Steuerung 576 diesen Verkehrskanal
sofort ab. Wenn nur die Zuordnung eines von mehreren, einem Zugangsendgerät zugeordneten
Verkehrskanälen
aufgehoben wurde, fährt das
Zugangsendgerät
in einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
optional fort, die verbliebenen Verkehrskanäle der Verbindung zu verwenden.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel
veranlasst die Aufhebung der Zuordnung irgendeines der Verkehrskanäle eines
Zugangsendgeräts
das Zugangsendgerät, seine
gesamte Verbindung mit der BSC und allen Basisstationen abzubauen.
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Zusätzlich überwacht
die Steuerung 576 die Intervalle zwischen dem Erhalt von
erfolgreich dekodierten Konfigurationspaketen. Wenn die Steuerung 576 feststellt,
dass für
eine Periode größer als
oder gleich der Überwachungszeit
kein Konfigurationspaket erfolgreich dekodiert wurde, dann baut
die Steuerung 576 ihre Verbindung mit der BSC und allen
Basisstationen ab. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird die Steuerung 576 implementiert durch
Verwendung von Mikroprozessoren, feldprogrammierbaren Gate-Arrays
(FPGA), programmierbaren Logikbausteinen (PLD), digitalen Signalprozessoren
(DSP), anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC) oder anderen
Bausteinen, die in der Lage sind, die hierin beschriebenen Steuerungsfunktionen
durchzuführen.
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In
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
werden Rückwärtsverbindungsdaten
von der Paketdatenschnittstelle 568 und der Steuerung 576 in
dem Kodierer 572 kodiert. Der Kodierer 572 generiert
eine zyklische Rudundanz-Überprüfung (CRC) für jedes
Paket und kodiert dann das Datenpaket und seine CRC unter Verwendung
eines Code zur Vorwärtsfehlerkorrektur
(FEC), um ein kodiertes Paket zu bilden. Der FEC-Code kann jede
von mehreren Vorwärtsfehlerkorrekturtechniken
verwenden, einschließlich
Turbokodierung, Faltungskodierung, Blockkodierung oder andere Formen
des Kodierens inklusive des Kodierens auf Basis von weichen Entscheidungen
(soft decisions). Der Modulator (MOD) 574 verschachtelt
dann (oder ordnet die Reihenfolge neu) die Symbole innerhalb des
kodierten Pakets unter Verwendung irgendeiner einer Anzahl von Verschachtelungstechniken,
wie Blockverschachtelung und Bitreihenfolgenumkehrverschachtelung.
Das verachtelte Paket ist kodiert unter Verwendung von Codemultiplexvielfachzugriffs-(CDMA)-Techniken, inklusive
Kaschierung der Symbole mit einem Walsh-Code und ihrer PN-Spreizung
unter Verwendung kurzer PNI- und PNQ-Codes. Ein alternatives Ausführungsbeispiel
verwendet komplexe PN-Spreizung. Die gespreizten Daten werden einem
Sender in dem Front-End 562 zur Verfügung gestellt, der das Signal
quadraturmoduliert, filtert und verstärkt. Das Rückwärtsverbindungssignal wird dann
auf der Rückwärtsverbindung 552 durch
Antenne 560 über die
Luftschnittstelle übertragen.
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Alternative
Ausführungsbeispiele
sind auf andere Hardware-Architekturen anwendbar, die Übertragungen
bei variabler Rate unterstützen
können.
Zum Beispiel ist ein alternatives Ausführungsbeispiel anwendbar auf
ein System, das optische Faserkanäle verwendet, wobei der drahtlose
Kommunikationskanal 112 in 1 durch
einen Kommunikationskanal mit optischer Faser ersetzt ist und Vorwärtsverbindung 550 und
Rückwärtsverbindung 552 in 5a–5b innerhalb
der optischen Faser existieren. Die Antennen 560 und 546 in 5a–5b werden
mit Schnittstellen von optischen Fasern ersetzt.
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Obwohl
hierin im Sinne von Verbindungsüberwachung
auf der Vorwärtsverbindung
beschrieben, kann ein exemplarisches Ausführungsbeispiel sofort erweitert
werden, um Verbindungsüberwachung
auf der Rückwärtsverbindung
abzudecken. Ebenso nutzt ein exemplarisches Ausführungsbeispiel Codemultiplexvielfachzugriffs-(CDMA)-Techniken,
kann aber einfach erweitert werden, um unterschiedliche Zugriffstechniken
wie Zeitmultiplexvielfachzugriff (Time Division Multiple Access,
TDMA) einzusetzen.