DE60200046T2

DE60200046T2 - System zur Zuweisung und Freigabe von Walsh-Codes

Info

Publication number: DE60200046T2
Application number: DE60200046T
Authority: DE
Inventors: Steven K. Batavia Meier; Christopher D. Naperville Palm; Steven M. Aurora Welsh; John K. Morristown Burgess
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2001-05-16
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: US20020172168A1; DE60200046D1; JP4024588B2; CA2379720C; CA2379720A1; US7012886B2; JP2002353937A; EP1261158A1; KR20020087887A; ATE251362T1; KR100947393B1; EP1261158B1

Description

Walsh-Codes, Spreizcodes, Kanalisierungscodes und dergleichen sind in der Technik drahtloser Telekommunikationsnetze allgemein bekannt. Insbesondere basieren Walsh-Codes und/oder Walsh-Funktionen auf den Walsh-Hadamard-Matrizen. Der Einfachheit halber werden jedoch die Begriffe Walsh-Code und/oder Walsh-Funktion so benutzt, daß sie sich allgemein auf alle ähnlich eingesetzten Spreizcodes/-Funktionen, Kanalisierungscodes/-Funktionen usw. beziehen. Bei CDMA werden Walsh-Funktionen in einer Abwärtsrichtung zur Organisierung von Netzverkehr über eine Luftschnittstelle in unterschiedliche Kanäle benutzt, die von Ziel-Mobilgeräten, z. B. drahtlosen Telefonen, drahtlosen PDA (Personal Digital Assistants) oder sonstigen drahtlosen Vorrichtungen ausgesondert und dekodiert werden können. Die Abwärtsrichtung bezieht sich auf eine Übertragungsrichtung von einer Basisstation zu einer Mobilstation.
Zu jeder gegebenen Zeit für denselben Sektor/Träger in einem gegebenen Zellenstandort eines drahtlosen Kommunikationsnetzes müssen alle benutzten Walsh-Codes orthogonal zueinander liegen, um den Netzverkehr ordnungsgemäß ohne Störung oder Nebensprechen zwischen den verschiedenen Kanälen zu organisieren. Für drahtlose Systeme der zweiten Generation mit CDMA bot diese Einschränkung keine besonderen Schwierigkeiten. Drahtlos der zweiten Generation umfaßt allgemein den sogenannten digitalen persönlichen Kommunikationsdienst (PCS – Personal Communications Service). Auf alle Fälle benutzen Systeme der zweiten Generation mit CDMA nur Walsh-Codes einer einzigen Größe bzw. Bitlänge und alle benutzten Codes liegen garantiert orthogonal zueinander. Beispielsweise werden bei der typischen Implementierung von Systemen der zweiten Generation 64 Walsh-Codes von jeweils 64 Bitlänge benutzt.
Im Gegensatz zur zweiten Generation benutzen drahtlose Systeme der dritten Generation mit CDMA Walsh-Codes unterschiedlicher Größen bzw. Bitlängen. Beispielsweise benutzt Verkehr wie Sprachverbindungen typischerweise weiterhin 64-Bit-Walsh-Codes. Bei der dritten Generation (3G) jedoch können einige Sprachverbindungen oder Sprachverkehr 128 Bit-Walsh-Codes benutzen. Auf ähnliche Weise stellt 3G-Funk verschiedene Walsh-Codes kürzerer Länge zur Verfügung, z. B. 32-, 16-, 8- und 4-Bit-Längen. Ungleich der zweiten Generation, bei der gleichförmig bemessene Walsh-Codes benutzt werden, ist dementsprechend die Walsh-Code-Zuweisung bei 3G-CDMA-Funk nicht trivial. Walsh-Code-Zuweisung bezieht sich auf die Auswahl und/oder Zuweisung von Walsh-Codes für die verschiedenen Kanäle des Zellenverkehrs. Im allgemeinen ist zu bevorzugen, Walsh-Codes mit kürzerer Bitlänge für höherratigen Verkehr zu benutzen.
Bei 3G-CDMA-Funk werden Walsh-Codes veränderlicher Größe für die Verwendung zur Verfügung gestellt. Infolgedessen kann nicht garantiert werden, daß alle verfügbaren Walsh-Codes für denselben Sektor/Träger in einem gegebenen Zellenstandort zueinander orthogonal sind und ihre Zuweisung ist keine triviale Angelegenheit. Insbesondere ist jede Walsh-Funktion in der Menge von Walsh-Funktion mit einer Bitlänge oder Größe von N nicht orthogonal zu: zwei Walsh-Funktionen in der Menge von Walsh-Funktionen der Größe 2 N; vier Walsh-Funktionen in der Menge von Walsh-Funktionen der Größe 4 N; acht Walsh-Funktionen in der Menge von Walsh-Funktionen der Größe 8 N und so fort. Insbesondere ist W_k ^N nicht orthogonal zu:
W_k ^2N und W_(k+N) ^2N; W_k ^4N, W_(k+N) ^4N, W_(k+2N) ^4N und W_(k+3N) ^4N;
W_k ^8N, W_(k+N) ^8N, W_(k+2N) ^8N, W_(k+3N) ^8N, W_(k+4N) ^8N, W_(k+5N) ^8N, W_(k+6N) ^8N und W_(k+7N) ^8N;
W_(k) ^{(2^n)N}, W_(k+N) ^{(2^n)N}, W_(k+2N) ^{(2^n)N}, W_(k+3N) ^{(2^n)N}, W_(k+4N) ^{(2^n)N} ... und W_{(k+((2^n)-1)N} ^{(2^n)N}.
Hinsichtlich der Darstellungsweise stellt W^N die Menge von Walsh-Funktionen/-Codes mit einer Größe bzw. Bitlänge von N und Wk^N das kte Element von W^N dar (man beachte, daß die Anzahl oder der Wert von k, der zur Bezugnahme auf ein bestimmtes Element benutzt wird, nicht unbedingt der binären Darstellung des entsprechenden Walsh-Codes gleich ist).
Dementsprechend betrifft das mit dem Kommen des 3G-CDMA-Funks gebotene Problem die Art und Weise, wie Walsh-Codes zuzuweisen sind und dabei die gegenseitige Orthogonalität aller gleichzeitig benutzen Codes für denselben Sektor/Träger in einem gegebenen Zellenstandort sicherzustellen. Es ist weiterhin wünschenswert, die Zuweisung auf eine solche Weise auszuführen, daß die Anzahl von Walsh-Codes, die für die Zuweisung zu jeder gegebenen Zeit verfügbar bleiben, maximiert wird. Auf diese Weise kann eine wirksame Verwendung der endlichen Bandbreite und/oder endlichen Anzahl von Walsh-Codes der Zelle erreicht werden. Auch ist es wünschenswert, die größtmögliche Verschiedenheit von Walsh-Codegrößen zu jeder gegebenen Zeit verfügbar zu halten, sodaß zu jeder gegebenen Zeit der größte Bereich an Zugangsgeschwindigkeiten optimal aufgenommen werden (d. h. entsprechend bemessene Walsh-Codes zugewiesen werden) können. Typischerweise bedeutet das die Reservierung von Walsh-Codes kürzere Bitlänge wo immer möglich.
Selbst wenn alle gleichzeitig zugewiesenen Walsh-Codes zueinander orthogonal sind, ist es möglich, daß die zugewiesenen Walsh-Codes so ausgewählt werden, daß das zum Verstärker der Basisstation gesendete Signal ein annehmbares Verhältnis von Spitzenleistung zu Durchschnittsleistung überschreitet. Das Risiko besteht darin, daß ohne geeignetes Zuweisungssystem der Verstärker dazu veranlaßt wird, auf nicht lineare Weise zu arbeiten und in einem oder mehreren Frequenzspektren eine unerwünschte Störung erfahren wird, wo sie nicht sein sollte. Dementsprechend ist es auch wünschenswert, daß die Walsh-Code-Zuweisung zur Vermeidung oder Minimierung dieses Risikos, d. h. zur Aufrechterhaltung des Spitzen-/Durchschnittsleistungsverhältnisses auf oder unterhalb annehmbarer Pegel implementiert wird.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein neues und verbessertes Walsh-Code-Zuweisungs/Freigabesystem und -verfahren in Betracht gezogen, das die oben erwähnten Probleme und andere überwindet oder minimiert.
EP-A-0 944 198 ist auf CDMA-Codezuweisung ausgerichtet. Es konzentriert sich insbesondere auf die Anfangs-Codezuweisung und die Vermittlung von Codezuweisungen für bestimmte Mobilstationen in einem drahtlosen Kommunikationsnetz. Die CDMA-Codes sind in einer einzigen Codefamilie (d. h. mit einem einzigen Wurzelcode) angeordnet, aus dem alle Codezuweisungen entsprechend angewiesener Auswahlkriterien getroffen werden. US-A-6,163,524 ist im wesentlichen gleich, indem es die Verwendung bezeichneter Auswahlkriterien zur Zuweisung von CDMA-Codes lehrt, die alle aus einer einzigen CDMA-Codefamilie ausgewählt werden, die aus einem Wurzelcode abzweigt.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren nach Anspruch 1 bereitgestellt.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird CDMA-Codezuordner nach Anspruch 5 bereitgestellt.
Ein Verfahren zur Zuweisung von CDMA-Codes aus einer Menge derselben wird zur Verwendung in Verbindung mit einem drahtlosen Netz bereitgestellt. Das Verfahren umfaßt nach Kennzeichnen einer gewünschten Größe des zuzuweisenden Codes Bestimmen, ob ein Code der gewünschten Größe besteht, dessen Geschwistercode nicht verfügbar ist. Wenn ein solcher Code gefunden wird, dann wird er einfach zugewiesen. Ansonsten wird bestimmt, ob ein Code von geringerer als der gewünschten Größe besteht, dessen Geschwistercode nicht verfügbar ist. Wenn ein solcher Code (d. h. ein Code geringerer als der gewünschten Größe, dessen Geschwistercode nicht verfügbar ist) gefunden wird, wird ein Nachkömmling desselben mit der gewünschten Größe zugewiesen.
Ein Walsh-Codezuordner wird zur Verwendung in Verbindung mit einem drahtlosen Telekommunikationsnetz bereitgestellt. Der Zuordner empfängt eine Anforderung eines Walsh-Codes und wählt auf Grundlage der empfangenen Anforderung eine Walsh-Codefamilie, aus der der Zuordner einen Walsh-Code wählt. Die Walsh-Code-Familie wählt aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Walsh-Codefamilien, die jeweils eine Mehrzahl von Walsh-Codes von mindestens zwei unterschiedlichen Größen umfassen. Aus der gewählten Familie wird ein der Anforderung entsprechender Walsh-Code ausgewählt. Der Walsh-Code wird so ausgewählt, daß er zu gegenwärtig belegten Walsh-Codes orthogonal ist, und derart, daß eine Zuweisung desselben die Blockierung einer Mindestzahl von Walsh-Codes ergibt, die nicht schon blockiert sind. Der ausgewählte Walsh-Code wird entweder vom Zuordner ausgegeben oder der Zuordner gibt eine Anzeige aus, daß ein für die empfangene Anforderung geeigneter Walsh-Code nicht für die Zuweisung zur Verfügung steht.
Es wird ein Verfahren zur Zuweisung einer Menge von Codes zur Unterscheidung und Aussonderung von Luftschnittstellenkanälen eines drahtlosen Telekommunikationsnetzes bereitgestellt. Das Verfahren umfaßt das Einteilen der Codes in eine Mehrzahl von Familien, sodaß jede Familie eine Mehrzahl von Codes enthält. Jeder dieser Codes besitzt eine Größe und mindestens zwei Codes in jeder Familie weisen unterschiedliche Größen auf. Das Verfahren umfaßt weiterhin das Empfangen einer Anforderung eines Codes, die eine gewünschte Codegröße identifiziert, und das Wählen einer Familie, aus der ein Code für die Zuweisung auszuwählen ist. In der gewählten Familie wird ein fragmentierter Code identifiziert, vorausgesetzt daß einer besteht, und ein Code in der gewählten Familie wird auf Grundlage des identifizierten fragmentierten Codes ausgewählt, vorausgesetzt daß ein fragmentierter Code identifiziert wurde, ansonsten wird keine Auswahl getroffen. Der ausgewählte Code ist der zugewiesene, vorausgesetzt daß eine Auswahl getroffen wurde, ansonsten wird angezeigt, daß kein Code zur Verfügung steht.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Fähigkeit, sicherzustellen, daß nur orthogonale Walsh-Codes gleichzeitig zugeweisen werden. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Fähigkeit, eine wirksame Verwendung der endlichen Bandbreite einer Zelle und endlichen Anzahl von Walsh-Codes zu erreichen.
In ausgewählten Ausführungsformen liegt ein noch weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung in der Fähigkeit, die größtmögliche Verschiedenheit verfügbarer Walsh-Codegrößen für optimale Zuweisung des größten Bereichs an Zugangsgeschwindigkeiten aufrechtzuerhalten. Ein weiterer, durch ausgewählte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erzielter Vorteil liegt in der Fähigkeit, das Risiko, das annehmbare Spitzen-/Durchschnittsleistungsverhältnis des Basisstationsverstärkers zu überschreiten, zu vermeiden oder zu minimieren.
Noch weitere Vorteile und Nutzen der vorliegenden Erfindung werden dem gewöhnlichen Fachmann bei der Lektüre und dem Verständnis der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen offenbar werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
Die Erfindung kann in verschiedenen Komponenten und Anordnungen von Komponenten und in verschiedenen Schritten und Anordnungen von Schritten Gestalt annehmen. Die Zeichnungen dienen nur dem Zweck der Darstellung bevorzugter Ausführungsformen und sind nicht als die Erfindung begrenzend auszulegen.
1 ist eine diagrammatische Darstellung eines Telekommunikationsnetzes mit einem Walsh-Codezuordner.
2 ist eine Tabelle von vom Walsh-Codezuordner benutzten Walsh-Codes.
3 ist ein Flußdiagramm eines vom Walsh-Codezuordner ausgeführten Zuweisungsvorgangs.
4 ist ein Flußdiagramm eines vom Walsh-Codezuordner ausgeführten Freigabevorgangs.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen)
1 zeigt mindestens einen Teil eines drahtlosen Telekommunikationsnetzes A mit einer Zellenbasisstation 10 mit einem Signalverstärker 12 und einer Sende/Empfangsantenne 14 und einer Mehrzahl von Ziel-Mobilgeräten oder -Stationen 16 (z. B. drahtlosen Telefonen, drahtlosen PDA usw.). Mit der Ausnahme des neuen Walsh-Code-Zuweisungs-/Freigabesystems und -Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist das Netz A wohlbekannt und seine Funktionsweise und sein Aufbau sind dem Fachmann ohne weiteres verständlich. Wiederum mit Ausnahme des neuartigen Walsh-Code-Zuweisungs-/Freigabesystems und -Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist in dem Netz A vorzugsweise drahtlose CDMA-Technik der dritten Generation auf die übliche Weise implementiert.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Basisstation 10 einen Walsh-Codezuordner 20, der ausgewählte Walsh-Codes/-Funktionen dem über die Luftschnittstelle zwischen der Basisstation 10 und den Mobilstationen 16 weitergeleiteten Netzverkehr zuweist oder angibt, sodaß zu jeder gegebenen Zeit jeder darauf befindliche Kanal einem/einer entsprechenden einmaligen und zueinander orthogonalen Walsh-Code/-Funktion zugeordnet ist. Auf diese Weise kann eine Mehrzahl gleichzeitig zwischen der Basisstation 10 und den Mobilstationen 16 bestehender unterschiedlicher Kanäle ausgesondert und unterschieden werden. Der Walsh-Codezuordner 20 wird wahlweise über eine Hardwarekonfiguration, eine Softwarekonfiguration oder eine Kombination beider implementiert. Beispielsweise ist der Walsh-Codezuordner 20 wahlweise in einem fest zugeordneten (anwendungsspezifischen oder sonstigen) Mikroprozessor, einem Softwareobject, das über die bestehende Hardware oder Prozessoren der Basisstation implementiert ist oder darauf abläuft, oder irgendeine Kombination derselben verwirklicht. In einer bevorzugten Ausführungsform werden vom Zuordner 20 auch Codes freigegeben.
Bezugnehmend auf 2 ist eine beispielhafte Tabelle bzw. Matrix mit allen vom Walsh-Codezuordner 20 benutzten Walsh-Codes dargestellt. Wahlweise ist die Tabelle eine Nachschlagetabelle (LUT – Look Up Table), auf die vom Zuordner 20 zugegriffen wird. Es werden sechs Walsh-Codegrößen benutzt, nämlich W⁴, W⁸, W¹⁶, W³², W⁶⁴ und W¹²⁸. Die verschiedenen Größen entsprechen den Tabellenspalten. Innerhalb jeder Größe gibt es eine Anzahl von orthogonalen Walsh-Codes, wobei die Anzahl der Größe gleich ist. Das heißt W⁴ enthält 4 Walsh-Codes, die zueinander orthogonal sind und jeweils eine Bitlänge von 4 aufweisen, sie werden einzeln mit k = 0, 1, 2 und 3 bezeichnet; W⁸ enthält 8 Walsh-Codes, die orthogonal zueinander sind und jeweils eine Bitlänge von 8 aufweisen, sie werden einzeln mit k = 0, 1, 2, 4, 5, 6 und 7 bezeichnet; und so weiter für jede Größe.
Die Tabelle ist in vier Binärbäume angeordnet, die sich von links nach rechts erstrecken. Jeder Baum ist eine Walsh-Codefamilie (WCF – Walsh Code Family), die mit ihrem Wurzelknoten gekennzeichnet wird, d. h. die Familie W₀ ⁴, die Familie W₁ ⁴, die Familie W₂ ⁴ und die Familie W₃ ⁴. In jeder Familie werden die jeweiligen Verhältnisse zwischen Walsh-Codes unter Bezugnahme auf Mütter, Töchter und Geschwister beschrieben. Jeder Walsh-Muttercode weist zwei Walsh-Tochtercodes auf, die Geschwister sind. Die zwei Töchter jeder Mutter sind die unmittelbar benachbarten zwei Walsh-Codes rechts von der Mutter. Die Walsh-Codes sind so in der Tabelle angeordnet, daß die Nachkommen (d. h. Kinder, Enkel, Urenkel usw.) jedes Walsh-Muttercodes zu dieser Mutter nicht orthogonal sind. Gleicherweise sind die Ahnen der Mutter (d. h. die Mutter, Großmutter, Urgroßmutter usw.) jedes Kindes nicht zu diesem Kind orthogonal. Geschwister sind jedoch orthogonal. Anders gesagt sind Geschwister ein beliebiges Paar zueinander orthogonaler Walsh-Codes derselben Größe, die beide nicht orthogonale Kinder desselben Walsh-Muttercodes der halben Größe sind.
Für die Zwecke der hiesigen Beschreibung werden folgende Begriffe definiert. Ein fragmentierter Walsh-Code ist ein beliebiger Walsh-Code, der die Schwester jedes blockierten oder belegten Walsh-Codes ist. Zusätzlich wird, während er sonst nicht als fragmentiert angesehen wird, mindestens ein Walsh-Code der kleinsten Größe in jeder Familie als fragmentiert erachtet. Ein belegter Walsh-Code ist jeder Walsh-Code, der vom Zuordner 20 zugeordnet worden ist und gegenwärtig noch einem Kanal zugeordnet oder zugewiesen ist. Ein blockierter Walsh-Code ist jeder Walsh-Code, dessen Zuordnung zur Folge haben würde, daß zwei oder mehr belegte Walsh-Codes nicht orthogonal sind.
Dementsprechend sind in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Nachkommen und Ahnen jedes belegten Walsh-Codes auf der Mutterseite blockiert. Die Zuordnung eines blockierten Walsh-Codes zu einem Kanal durch den Zuordner 20 ist verboten bzw. „blockiert". Ein Walsh-Code, der entweder blockiert oder belegt ist, wird als nicht verfügbar erachtet.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt das Flußdiagramm der 3 den vom Walsh-Codezuordner 20 ausgeführten Zuordnungsvorgang 100 dar, das heißt das Verfahren, mit dem Walsh-Codes Kanälen von Zellenverkehr zugeordnet und/oder zugewiesen werden. Der Vorgang 100 beginnt im Schritt 110 mit dem Empfang einer Anforderung eines Walsh-Codes vom Zuordner 20. Beispielsweise wird die Anforderung in Verbindung mit der Herstellung eines neuen Kanals erzeugt und/oder durch das Öffnen eines Kanals, sei es ein Overheadkanal, ein Grundkanal von Sprach- oder Datenverkehr oder sonstige, ausgelöst. Die empfangene Anforderung enthält eine Anzeige der gewünschten Walsh-Codegröße. Wahlweise wird ein bestimmter Walsh-Code angegeben, z. B. für einen bestimmten Overheadkanal. Im Flußdiagramm wird die angeforderte Größe durch den Wert „Req_size" bezeichnet und der angeforderte Code wird durch die Variable „Req_code" bezeichnet. Beide sind anfangs entsprechend der empfangenen Anforderung gesetzt. Während des gesamten Vorgangs 100 bleibt der Wert Req_size unverändert, während sich Req_code ändern kann.
Im Entscheidungsschritt 112 wird bestimmt, ob ein bestimmter Code angegeben war. Wenn die Bestimmung des Schritts 112 positiv bzw. ja ist, wird der Wert von „scode" im Schritt 114 gleich dem gegenwärtigen (d. h. Anfangs-)Wert von Req_code gesetzt. Durch den unveränderlichen Scode wird der Wert des anfangs angeforderten Codes bewahrt, wenn ein bestimmter Code angegeben wird. Wenn die Bestimmung des Schritts 112 negativ bzw. nein ist, wird Req_code im Schritt 116 gleich einen Platzhalterwert gesetzt.
Im Schritt 118 wird die WCF bestimmt und/oder ausgewählt. Bestimmen der WCF ist relativ einfach, wenn ein bestimmter Code angegeben worden ist, sie beträgt Scode%4, wobei „%" den Moduloperator darstellt, der den Rest des ersten Arguments geteilt durch das zweite Argument ergibt, d. h. Scode%4 gleich dem Rest von Scode geteilt durch 4. Auf diese Weise wird die den bestimmten angegebenen Code enthaltende WCF identifiziert und/oder ausgewählt. Anderseits gibt es eine Anzahl von Wahlmöglichkeiten für WCF-Auswahl, wenn kein bestimmter Code in der Anforderung angegeben ist. In einer bevorzugten Ausführungsform kann eine bestimmte WCF (z. B. die Familie W₃ ⁴) für hochratigen Datenverkehr reserviert oder bezeichnet werden. Wenn dementsprechend bestimmt wird, daß der Kanal oder die Anfrage hochratige Daten betrifft, wird diese bestimmte WCF wahlweise automatisch ausgewählt. Ansonsten wird die WCF mit der niedrigsten „count" (Zählung) ausgewählt. Die Zählung wird gemessen durch und/oder ist gleich der Anzahl von Walsh-Codes der größten Größe (d. h. W¹²⁸), die entweder belegt oder blockiert sind. Durch Auswählen der WCF mit der niedrigsten Zählung ist die Walsh-Codezuordnung über die Familien ausgeglichen und das Risiko, das maximal annehmbare Verhältnis von Spitzenleistung zu Durchschnittsleistung des Verstärkers 12 zu überschreiten ist minimiert.
Auf alle Fälle wird, sobald die WCF bestimmt und/oder ausgewählt ist, der Rest des Vorgangs 100 für diese Anfrage innerhalb dieser Familie ausgeführt.
Im Schritt 120 wird die variable „W_size" gleich Req_size gesetzt. Man wird aus der hiesigen Beschreibung erkennen, daß die variable W_size benutzt wird, sodaß der Vorgang 100 unter anderem sich den verschiedenen Schritten desselben hin und her durch die verschiedenen Walsh-Codegrößen durchtunneln bzw. sie schrittweise durchlaufen kann und dabei die Integrität bzw. den Wert der ursprünglich angeforderten Walsh-Codegröße bewahrt.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterhält der Zuordner 20 Listen von fragmentierten Walsh-Codes, bzw. hat Zugang zu diesen, die z. B. in einem Datensatz, einer Datenbank oder sonstwie organisiert sind. Vorzugsweise wird für jede WCF jeweils eine derartige Liste für jede Walsh-Codegröße unterhalten, die hier nominell als Fragmentliste bezeichnet wird. In der Fragmentliste sind die in ihrer entsprechenden WCF und Größe bestehenden fragmentierten Walsh-Codes identifiziert und/oder enthalten. Der Einfachheit halber wird jedoch auf die Fragmentlisten nur mit ihren entsprechenden Größen verwiesen, da der Vorgang 100 an dieser Stelle auf die ausgewählte WCF beschränkt ist. Die jeweiligen Fragmentlisten sind nach Vorgabe anfangs mit den Walsh-Wurzelknotencodes jeder Familie bevölkert, d. h. W₀ ⁴, W₁ ⁴, W₂ ⁴ und W₃ ⁴.
Mit dem Vorgang 100 fortfahrend wird im Entscheidungs-Schritt 122 bestimmt, ob sich Req_code in der W_size Fragmentliste befindet. Wenn die Bestimmung des Schritts 122 positiv bzw. ja ist, wird dann der Schritt 130 ausgeführt. Ansonsten wird, wenn die Bestimmung des Schritts 122 negativ bzw. nein ist, der Bestimmungsschritt 124 ausgeführt. Wenn Req_code ein Platzhalter ist, wird erachtet, daß er jedem in der W_size-Fragmentliste vorgefundenen Code entspricht bzw. gleich ist.
Im Entscheidungschritt 124 wird bestimmt, ob W_size gleich 4 ist, d. h. der Walsh-Code mit der kleinsten Größe. Wenn die Bestimmung im Schritt 124 positiv bzw. ja ist, dann wird im Schritt 126 vom Zuordner 20 ein „NO_CODE" zum anfordernden Objekt bzw. der anfordernden Vorrichtung zurückgemeldet. NO_CODE zeigt dem anfordernden Objekt bzw. der anfordernden Vorrichtung an, daß keine Walsh-Codes für die Zuordnung zur Verfügung stehen, d. h. alle der Anforderung entsprechenden Walsh-Codes sind entweder belegt oder blockiert. Das heißt, wenn der Vorgang 100 sich zur kleinsten Größe hinuntergetunnelt hat und in keiner der Fragmentlisten passende Codes vorgefunden wurden, dann ist der Walsh-Code der kleinsten Größe belegt und infolgedessen sind seine Nachkommen (d. h. alle Walsh-Codes in dieser Familie) blockiert. Darüberhinaus enthält im Fall einer Anforderung eines bestimmten Walsh-Codes keine andere Familie den angegebenen Walsh-Code, was insofern sichergestellt wird, als daß die den bestimmten Walsh-Code enthaltende Familie im Schritt 118 identifiziert wurde. Im Fall einer Anforderung eines hochratigen Datenkanals, bei dem eine bestimmte Familie reserviert ist, ist der Vorgang 100 daher bereits innerhalb der reservierten Familie tätig. Auf ähnliche Weise ist im Fall einer Anforderung eines nicht spezifischen Walsh-Codes der Vorgang bereits in der Familie mit der niedrigsten Zählung tätig, sodaß, wenn in dieser Familie kein Walsh-Code verfügbar ist, keiner in einer anderen Familie verfügbar sein wird.
Vorausgesetzt, daß die Bestimmung des Schritts 124 negativ bzw. nein ist (d. h. die kleinste Größe noch nicht erreicht worden ist), verringert der Prozess 100 die untersuchte Größe zur nächst kleineren Größe im Schritt 128 und kehrt dann zum Entscheidungsschritt 122 zurück. Verringern der untersuchten Größe oder Verringerung der Größe, bei der Operationen ausgeführt werden, wird als Heruntertunneln bezeichnet während Steigern der untersuchten Größe oder Steigern der Größe, bei der Operationen ausgeführt werden, als Hochtunneln bezeichnet wird. Auf alle Fälle wird der Schritt 128 für einen nicht spezifischen bzw. Platzhalter-Req_code dadurch implementiert, daß einfach W_size gleich W_size/2 gesetzt wird. Wenn jedoch in der Anforderung ein bestimmter Code angegeben wird, wird im Schritt 128 auch die Mutter des bestimmten Codes durch Setzen von Req_code gleich Req_code%W_size bestimmt, nachdem die Größe um die Hälfte reduziert worden ist. Bei der Ausführung des Schritts 128, wenn ein bestimmter Walsh-Code in der Anforderung angegeben worden ist, tunnelt der Vorgang 100 dementsprechend eine Mutter zu einer Zeit durch die bestimmte Reihe von Mutterahnen entsprechend dem in der Anforderung angegebenen bestimmten Code herab. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der verfolgte Weg den in der Anforderung angegebenen bestimmten Walsh-Code enthält.
Bei den Schritten 122 bis 128 werden im Effekt die Fragmentlisten nacheinander auf Walsh-Codes überprüft, die der empfangenen Anforderung entsprechen oder für sie geeignet sind. Die Iterationsschleife beginnt mit der Fragmentliste entsprechend der angeforderten Anfangsgröße und tunnelt sich größenmäßig mit jeder Iteration herab. Die Schleife wird (durch Fortschreiten zum Schritt 130) unterbrochen oder abgeschlossen, wenn in einer der Fragmentlisten ein passender oder geeigneter Code gefunden wird oder (durch Fortschreiten zum Schritt 126), wenn die Fragmentliste der kleinsten Größe erreicht ist und immer noch kein Fragment gefunden wird. Wenn kein Code in einer Fragmentliste einer Größe gleich oder weniger als die der Anforderung gefunden wird, dann stehen keine Codes für die Zuordnung zur Verfügung.
Im Schritt 130 wird der Code in der W_size-Fragmentliste entsprechend dem Req_code daraus entfernt und als blockiert markiert oder bezeichnet. An dieser Stelle wird, wenn Req_code einem Platzhalterwert entspricht, er vorzugsweise gleich dem Wert des aus der W_size-Fragmentliste entfernten Codes gesetzt. Man beachte, daß wenn es in der W_size-Fragmentliste eine Mehrzahl von Codes gibt, die möglicherweise einem Platzhalter-Req_code entsprechen, dann kann ein beliebiger der Mehrzahl ausgewählt und entfernt werden.
Als nächstes wird im Entscheidungsschritt 132 bestimmt, ob W_size gleich Req_size ist. Wenn die Bestimmung des Schritts 132 positiv bzw. ja ist, dann wird der Zustand von Req_code im Schritt 134 als belegt markiert oder bezeichnet und der Req_code entsprechende Walsh-Code wird vom Zuordner 20 dem anfordernden Objekt bzw. der anfordernden Vorrichtung zugeordnet bzw. ihm/ihr zurückgesendet. Nach dem Schritt 134 schließt der Vorgang 100 im Schritt 136 wahlweise ab, nachdem die Nachkommen von Req_code als blockiert markiert oder bezeichnet worden sind. Vorzugsweise wartet der Zuordner 20 nach dem Schritt 136 auf den nächsten auszuführenden Vorgang, sei es wieder der Vorgang 100 oder der (unter Bezugnahme auf 4 beschriebene) Freigabevorgang 200.
Wenn anderseits die Bestimmung des Schritts 132 negativ bzw. nein ist, dann bedeutet das, daß der Vorgang 100 in Schritt 122 bis 128 eine oder mehrere Größen heruntergetunnelt hat, um einen passenden oder sonstig geeigneten Code in einer Fragmentliste zu finden. Dementsprechend tunnelt sich der Vorgang 100 im Schritt 138 wieder hoch und blockiert einen Code und fragmentiert die entsprechende Schwester mit jedem Größenschritt nach oben. Das Hochtunneln wird iterativ in der Verarbeitungsschleife mit Schritten 132, 138 und 140 ausgeführt. Die Schleife erstreckt sich progressiv größenmäßig von der kleinsten beim Heruntertunnelungsvorgang erreichten Codegröße nach oben und läuft weiter, bis Req_size erreicht ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird, wenn in der Anfangsanforderung kein bestimmter Code eingegeben ist, der Schritt 138 ausgeführt, indem W_size zuerst gleich W_size*2 und dann eine Variable „Frag_code" gleich Req_code+(W_size/2) gesetzt wird. Danach wird im Schritt 140 der W_size-Walsh-Code entsprechend Frag_code in die W_size-Fragmentliste gesetzt und der W_size-Walsh-Code entsprechend Req_code wird als blockiert markiert oder bezeichnet.
Anderseits wird, wenn ein bestimmter Code in der Anfangsanforderung angegeben ist, der Schritt 138 ausgeführt, indem W_size zuerst gleich W_size*2 gesetzt und dann bestimmt wird, ob Scode%W_size gleich Req_code ist. Wenn Scode%W_size gleich Req_code ist, dann wird Frag_code gleich Req_code+(W_size/2) gesetzt, ehe zum Schritt 140 fortgeschritten wird, und sonst wird Frag_code gleich Req_code und Req_code gleich Req_code+(W_size/2) gesetzt, ehe zum Schritt 140 fortgeschritten wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß beim Hochtunneln die richtigen Geschwister in jedem aufeinanderfolgenden Größenschritt nach oben entsprechend blockiert und so fragmentiert werden, daß sich der bestimmte angegebene Code in der Kette von blockierten Geschwistern befindet. Das heißt die Mutterahnen des bestimmten angeforderten Codes werden über die im Schritt 138 ausgeführte Hochtunnelung, wenn ein bestimmter Code in der Anfangsanforderung angegeben ist, blockiert, während ihre Geschwister fragmentiert werden.
In beiden Fällen (d. h. spezifische und nicht spezifische Codeanforderungen) kehrt der Vorgang 100 nach dem Schritt 140 zum Entscheidungsschritt 132 zurück. Man beachte daß in dem hier beschriebenen Zuordnungsvorgang 100 das Markieren oder Bezeichnen von Codes als blockiert oder belegt wahlfrei ist. Markierte oder belegte Codes werden dadurch, daß nur der Vorgang 100 in Verbindung mit den Fragmentlisten tätig ist und/oder funktioniert, nicht zugewiesen, selbst wenn sie nicht als solche markiert oder bezeichnet sind. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß diese Markierungen oder Bezeichnungen bei gewissen Systemprüfungen z. B. bei der Überprüfung oder Verfolgung der Leistung des Zuordners 20 behilflich sind. Ungeachtet dessen, ob die Markierungen oder Bezeichnungen eingesetzt werden, wird die Zählung für jede Familie nach jeder Zuordnung oder Freigabe unterhalten und/oder neu bestimmt.
Freigabe (De-allocation) erlaubt die Wiederverwendung von Codes, die nicht mehr belegt sind, d. h. solche Codes, die vorher zugeordnet waren aber gegenwärtig nicht mehr benutzt werden. Es reicht jedoch nicht aus, einen Code einfach verfügbar zu machen oder ihn wieder einem verfügbaren Zustand zuzuweisen. Um die fortlaufende wirksame Verwendung der Walsh-Codes sicherzustellen, ist es auch wünschenswert, daß die Fragmentlisten entsprechend aktualisiert werden und wahlweise alle als blockiert markierten oder bezeichneten Codes auch gegebenenfalls richtig neu klassifiziert sind. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt das Flußdiagramm der 4 den durch den Walsh-Codezuordner 20 ausgeführten Freigabevorgang 200, das heißt das Verfahren, mit dem Walsh-Codes freigegeben werden.
Der Vorgang 200 beginnt im Schritt 210, wobei der Zuordner 20 eine Anzeige empfängt, daß ein vorher belegter Walsh-Code freigegeben wird, das heißt eine Anforderung der Freigabe. Beispielsweise wird die Anzeige in Verbindung mit dem Schließen eines vorher offenen Kanals erzeugt und/oder ausgelöst, sei es ein Overheadkanal, ein Grundkanal von Sprach- oder Datenverkehr oder sonstiger. Die empfangene Freigabeanforderung enthält eine Anzeige des bestimmten freigegebenen Walsh-Codes und seine Größe. Im Flußdiagramm wird die Größe durch die Variable „W_size" und der Code durch die Variable „R_code" bezeichnet. Beide werden anfangs gemäß der empfangenen Anforderung gesetzt. Der Anfangswert R_code diktiert die WCF, auf die der Vorgang 200 für eine gegebene Freigabeanforderung beschränkt ist. Der Einfachheit halber wird dementsprechend die bestimmte WCF bei der Beschreibung des Vorgangs 200 nicht weiter erwähnt.
Als nächstes wird im Entscheidungsschritt 212 bestimmt, ob W_size gleich 4 ist (das heißt der kleinsten Walsh-Codegröße). Wenn die Bestimmung des Schritts 212 positiv bzw. ja ist, dann wird der R_code entsprechende Code (im Schritt 214) vor Beendigung oder Abschluß des Vorgangs 200 im Schritt 216 zu der W_size-Fragmentliste hinzugefügt. Vorzugsweise wartet der Zuordner 20 nach dem Schritt 216 auf die Ausführung des nächsten Vorgangs, sei es wieder der Vorgang 200 oder der (unter Bezugnahme auf 3 beschriebene) Zuordnungsvorgang 100.
Wenn anderseits die Bestimmung des Schritts 212 negativ bzw. nein ist, dann wird die Schwester von R_code im Schritt 218 bestimmt und/oder ausgewählt. Die durch „S_code" bezeichnete Schwester wird wie folgt gefunden: wenn R_code größer als oder gleich W_size/2 ist, dann wird S_code gleich R_code (W_size/2) gesetzt und sonst wird S_code gleich R_code+(W_size/2) gesetzt.
Im Entscheidung-Schritt 220 wird bestimmt, ob S_code in der W_size-Fragmentliste steht. Wenn die Bestimmung des Schritts 220 negativ bzw. nein ist, dann wird R_code (im Schritt 222) zu der W_size-Fragmentliste hinzugefügt und der Vorgang 200 schreitet zum Beendigungs- oder Abschlußschritt 216 fort. Wenn die Bestimmung im Schritt 220 positiv bzw. ja ist, dann wird S_code (im Schritt 224) aus der W_size-Fragmentliste entfernt und der Vorgang 200 schreitet zum Schritt 226 fort.
Im Schritt 226 tunnelt der Vorgang 200 zur Mutter von R_code herunter. Dies wird dadurch erreicht, daß W_size zuerst gleich W_size/2 und dann R_code gleich R_code%W_size gesetzt wird. Nach dem Schritt 226 kehrt der Vorgang 200 zum Entscheidungsschritt 212 zurück, wahlweise nach Markierung oder Bezeichnung des dem gegenwärtigen R_code der gegenwärtigen W_size entsprechenden Walsh-Codes mit dem zeitweiligen Zustand von „unknown" (unbekannt). Der zeitweilige Zustand unbekannt dauert bis zur nächsten Iteration an, wenn bestimmt wird, ob der entsprechende Walsh-Code auf eine Fragmentliste zu setzen ist oder nicht, an welcher Stelle er wahlweise dementsprechend markiert oder bezeichnet wird.
Der Vorgang 200 durchläuft die Schleife weiter interativ zurück, bis entweder die kleinste Codegröße erreicht ist (d. h. W_size ist gleich 4) oder bis S_code nicht in der W_size-Fragmentliste steht. In beiden Fällen verzweigt der Vorgang 200 in Entscheidungsschritten 212 bzw. 220 aus der Schleife. An dieser Stelle hat der Vorgang 200 sichergestellt, daß die entsprechenden Fragmentlisten angesichts der im Schritt 210 empfangenen angeforderten Freigabe entsprechend aktualisiert worden sind (mit Ausnahmen der in Schritten 214 bzw. 222 ausgeführten abschließenden Aktualisierungen).
Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden. Bei der Lektüre und dem Verständnis der vorhergehenden ausführlichen Beschreibung werden anderen natürlich Modifikationen und Änderungen einfallen. Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung auf verschiedene Netzumgebungen und/oder- Protokolle wie beispielsweise UMTS (Universal Mobil Telecommunications System) und dergleichen anwendbar und/oder kann leicht in Verbindung mit diesen implementiert werden.

Claims

Verfahren zur Zuweisung von CDMA-Kodes aus einer Menge derselben zur Verwendung in Verbindung mit einem drahtlosen Netz (A), wobei diese Kodes in einer Baumstruktur konfiguriert sind, die sich fortschreitend aus Kodes einer kleinsten Größe in Kodes einer größten Größe gabelförmig verzweigt, wobei der Baum so angeordnet ist, daß von einem beliebigen gegebenen Kode abzweigende absteigende Kodes nicht orthogonal zu diesem gegebenen Kode sind, mit folgenden Schritten: a) Kennzeichnen einer gewünschten Größe eines zuzuweisenden Kodes; b) Bestimmen, ob ein Kode der gewünschten Größe besteht, dessen Geschwisterkode nicht verfügbar ist, wobei Geschwisterkodes ein beliebiges Paar zueinander orthogonaler Kodes derselben Größe sind, die beide nicht orthogonal zu dem Kode sind, von dem das Paar abzweigt; c) Zuweisen eines Kodes der gewünschten Größe, dessen Geschwisterkode nicht verfügbar ist, wenn die Bestimmung des Schritts b) ist, daß ein Kode der gewünschten Größe besteht, dessen Geschwisterkode nicht verfügbar ist; d) Bestimmen, ob ein Kode von geringerer als der gewünschten Größe besteht, dessen Geschwisterkode nicht verfügbar ist, wenn die Bestimmung des Schritts b) ist, daß kein Kode der gewünschten Größe besteht, dessen Geschwisterkode nicht verfügbar ist; e) Identifizieren eines Kodes von geringerer als der gewünschten Größe, dessen Geschwisterkode nicht verfügbar ist, wenn die Bestimmung des Schritts d) ist, daß ein Kode von geringerer als der gewünschten Größe besteht, dessen Geschwisterkode nicht verfügbar ist; und f) Zuweisen eines Kodes der gewünschten Größe, der ein Nachkömmlingskode des identifizierten Kodes ist, wenn ein Kode im Schritt e) identifiziert wird, gekennzeichnet durch: Teilen der Menge von Kodes in eine Mehrzahl von Familien, wobei jede Familie einen Wurzelkode und alle Nachkömmlingskodes des Wurzelkodes umfaßt; und Auswählen einer bestimmten Familie aus der Mehrzahl derselben, so daß Schritte a) bis f) in bezug auf die Kodes in der bestimmten Familie ausgeführt werden, wobei die bestimmte ausgewählte Familie eine Anzahl nicht verfügbarer Kodes der größten Größe aufweist, die nicht größer als die Anzahl nicht verfügbarer Kodes der größten Größe in jeder anderen nicht ausgewählten Familie ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt d) folgendes umfaßt: iteratives Fortschreiten durch immer geringere Größen, beginnend mit einer etwas geringeren Größe als der gewünschten Größe; und Bestimmen bei jeder Iteration, ob ein Kode der Größe, zu der fortgeschritten worden ist, besteht, dessen Geschwisterkode nicht verfügbar ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Fortschreiten nur so lange andauert, bis das Bestehen eines Kodes der Größe, zu der fortgeschritten worden ist, und dessen Geschwisterkode nicht verfügbar ist, festgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der identifizierte Kode des Schritts e) von der im Schritt d) erreichten Größe ist, zu der fortgeschritten worden ist.
CDMA-Kodezuordner (20) zur Verwendung in Verbindung mit einem drahtlosen Telekommunikationsnetz (A), wobei die CDMA-Kodes in einer Baumstruktur konfiguriert sind, die sich fortschreitend von CDMA-Kodes einer kleinsten Größe zu CDMA-Kodes einer größten Größe gabelförmig verzweigt, wobei der Baum so angeordnet ist, daß die von einem beliebigen CDMA-Wurzelkode abzweigenden CDMA-Kodes nicht orthogonal zu diesem CDMA-Wurzelkode sind, wobei der Zuordner folgendes umfaßt: ein Empfangsmittel, das eine Anforderung eines CDMA-Kodes empfängt; Auswählmittel zum Auswählen eines für die empfangene Anforderung geeigneten CDMA-Kodes, wobei die Auswählmittel die Auswahl von CDMA-Kodes bevorzugen, die gegenwärtig zur Zuweisung verfügbar und orthogonal zu CDMA-Kodes sind, die gegenwärtig nicht für die Zuordnung zur Verfügung stehen; und Zuordnungsmittel zum Ausgeben vom Zuordner von mindestens i) dem ausgewählten CDMA-Kode, wenn ein CDMA-Kode durch das Auswählmittel ausgewählt wird, oder ii) einer Anzeige, daß ein für die empfangene Anforderung geeigneter CDMA-Kode nicht für die Zuweisung zur Verfügung steht, gekennzeichnet durch folgendes: Bestimmungsmittel zum Wählen auf Grundlage der empfangenen Anforderung einer CDMA-Kodefamilie, aus der der Zuordner (20) einen CDMA-Kode auswählt, wobei das Bestimmungsmittel aus einer Mehrzahl unterschiedlicher CDMA-Kodefamilien auswählt, die jeweils eine Mehrzahl von CDMA-Kodes von mindestens zwei unterschiedlichen Größen umfassen, wobei jede CDMA-Kodefamilie einen CDMA-Wurzelkode und alle seine Nachkömmlingskodes umfaßt, wobei das Bestimmungsmittel die CDMA-Kodefamilie mit einer Anzahl nicht verfügbarer Kodes der größten Größe bevorzugt, die nicht größer als die Anzahl nicht verfügbarer Kodes der größten Größe in jeder anderen, nicht ausgewählten CDMA-Kodefamilie ist.
Zuordner nach Anspruch 5, wobei die vom Empfangsmittel empfangene Anforderung eine gewünschte CDMA-Kodegröße anzeigt.
Zuordner nach Anspruch 5, wobei das Bestimmungsmittel die Familie mit einem bestimmten CDMA-Kode wählt, wenn dieser CDMA-Kode in der empfangenen Anforderung angegeben wird.
Zuordner nach Anspruch 5, wobei eine der Mehrzahl von CDMA-Kodefamilien für hochratigen Datenverkehr bereitgestellt wird, so daß, wenn eine Anforderung für einen in Verbindung mit hochratigem Datenverkehr zu benutzenden CDMA-Kode empfangen wird, das Bestimmungsmittel die bereitgestellte Familie wählt.
Zuordner nach Anspruch 5, mit folgendem: einem Freigabemittel, das Fragmentlisten aktualisiert, wenn zugewiesene CDMA-Kodes nicht mehr zugewiesen sind, wobei in den Fragmentlisten fragmentierte CDMA-Kodes aufgeführt sind, wobei ein fragmentierter CDMA-Kode ein Kode ist, dessen Gegenstück nicht für die Zuweisung zur Verfügung steht, wobei dieses Gegenstück der dazu orthogonale CDMA-Kode derselben Größe wie der fragmentierte CDMA-Kode ist und vom selben CDMA-Kode in der Baumstruktur abzweigt.