DE60204953T2

DE60204953T2 - Verfahren und vorrichtung zur schnellen w-cdma erfassung

Info

Publication number: DE60204953T2
Application number: DE60204953T
Authority: DE
Inventors: Diego Giancola; Alun Gerald WILLIAMS; J. Andrew PAPAGEORGIOU
Original assignee: Ubinetics Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2022-04-03
Also published as: DE60204952D1; CN1500315A; ATE299314T1; US20040146026A1; DE60213390D1; US7391756B2; KR20030085089A; CN1518801A; DE60204953D1; EP1374433A1; JP2004530353A; ATE299313T1; WO2002082676A1; DE60204952T2; US20050063316A1; GB0108506D0; EP1374433B1; GB2374252A; US7379439B2; DE60213390T2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf Verfahren zur Klassifizierung eines Strahls, der von einem CDMA-Empfänger empfangen wird.
Das vorgeschlagene universale Mobiltelefonsystem (UMTS) wird Code Division Multiple Access (CDMA) verwenden, um sowohl über Uplink- als auch über Downlink-Kommunikation zwischen B-Knoten und dem Benutzergerät (user equipment, UE) zu kommunizieren. Auf die Downlink-Verbindungen (B-Knoten zu UE) wird ein Scrambling-Code moduliert, der für den jeweiligen B-Knoten spezifisch ist. Jedes Zeitfenster jedes Frames (in jedem Frame sind fünfzehn Zeitfenster vorhanden) der Downlink-Verbindungen soll jedoch mit einem 256-teiligen Universalwort beginnen, das durch den Scrambling-Code nicht moduliert wird. Dieses Universalwort ist für jedes Zeitfenster in jedem Rahmen das gleiche und seine wiederholte Übertragung wird nachfolgend als der primäre Synchronisationskanal (primary synchronisation channel, PSCH) bezeichnet. Benutzergeräte (UEs) können B-Knoten oder Zellen feststellen, in denen das PSCH ohne jedes Wissen über die Identität oder den Ort des B-Knotens, seinen Scrambling-Code oder die Taktung detektiert wird. Die einzige Information, die dem PSCH entnommen werden kann, ist die Zeitabstimmung des Zeitfensters. Die Zeitabstimmung des Frames, die Identität des B-Knotens und die Information über den Scrambling-Code läßt sich dem PSCH-Kanal nicht entnehmen.
Es wird vorgeschlagen, einen Synchronisationskanal (SSCH) zur Übertragung zu nutzen, auf welchem eine Sequenz sekundärer Sychronisationscodes (SSCs) übertragen wird. Die SSCs werden für die ersten 256 Chips der fünfzehn Zeitfenster in einem Frame übertragen. Die sechzehn unterschiedlichen SSCs werden erzeugt durch positionsweise Multiplikation einer Hadamard-Sequenz mit einer vorgegebenen Sequenz Z. Die SSCs sind orthogonal zu dem primären Synchronisationscode (PSC) und annähernd orthogonal zu den primären Scrambling-Codes. Es gibt 64 unterschiedliche SSC-Sequenzen, die zur Verwendung bei UMTS vorgeschlagen wurden.
Ein Benutzergerät (UE) wird für einen Strahl entsprechend einem von einer Zelle empfangenen Signal die SSC-Sequenzen eines empfangenen Signals bestimmen können, die dem Strahl für fünfzehn aufeinanderfolgende Zeitfenster entsprechen, und daraus die Scrambling-Codegruppe und die zeitliche Zuord nung des Frames unter Verwendung einer Zuordnungstabelle bestimmen. Das empfangene Signal wird dann mit jedem von acht Scrambling-Codes korreliert, die die Scrambling-Codegruppe bilden, und der Scrambling-Code wird durch Bestimmung eines hohen Korrelationsgrads aus einem der empfangenen Signale identifiziert.
Die Bestimmung des Scrambling-Codes und der zeitlichen Zuordnung des Frames und der Zeitfenster ist als Strahlklassifikation bekannt. Dieses Verfahren der Strahlklassifizierung, das nachfolgend als Blindstrahlklassifizierung bezeichnet wird, da es kein Wissen über die Zellen verwendet, ist langsam, da Daten zumindest über einen Frame gesammelt werden müssen. Es erfordert ferner eine relativ große Menge an Prozessorzeit, da die Zuordnungstabelle groß ist, was unter Gesichtspunkten des Energieverbrauchs und der Maximierung der Prozessor-Mitbenutzungsflexibilität unerwünscht ist. Dieses Verfahren wird für jeden zu klassifizierenden Strahl wiederholt und ist schematisch in 1 dargestellt. Gemäß 1 umfaßt das Verfahren 100 die Ermittlung der Frame-Taktung und der Codegruppen-Information in Schritt 101 und die Ermittlung des Scrambling-Codes in Schritt 102. Die Schritte 103 und 104 bewirken, dass die Schritte 101 und 102 bei jedem unklassifizierten Strahl wiederholt werden.
Es wird vorgeschlagen, für jede Zelle eine Nachbarzellen-Liste auf einem Sendkanal (Broadcast Channel, BCH) zu senden. Die Nachbarzellen-Liste wird die Identität des Scrambling-Codes und die annähernde Zeitfenster-Taktung (innerhalb eines Zeitfensters) jeder Zelle enthalten, die in dem Bereich liegt, der die Zelle umgibt, die den BCH überträgt. Implizit ist in dieser Information die Scrambling-Codegruppe enthalten. Der BCH-Kanal wird eine niedrige Datenrate haben und große Datenmengen übertragen, so dass die Nachbarzellen-Liste voraussichtlich nicht sehr oft wiederholt werden muß, beispielsweise alle fünf Sekunden oder dergleichen.
Auf Seite 144 von "WCDMA for UMTS" von Antti Toskala und Harri Holma, ISBN 0 471 720518 wird vorgeschlagen, das Verfahren der Blindstrahlklassifikation durch Informationen bezüglich der relativen Zeitabstimmung zwischen Zellen zu unterstützen.
Entsprechend einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Klassifizierung eines Strahls geschaffen, der von einem CDMA-Empfänger empfangen wird, das die folgenden Schritte umfaßt:
Feststellung, ob ein Zeitabstimmungs-Merkmal des Strahls in einen vorbestimmten Bereich eines Zeitabstimmungs-Merkmals eines Strahls fällt, der einer vorgegebenen Zelle zugeordnet ist;
im Fall einer positiven Feststellung: Mischen eines empfangenen Signals mit einem von der vorgegebenen Zelle verwendeten Scrambling-Code zur Schaffung eines gemischten Signals; und
Untersuchen des gemischten Signals zur Feststellung, ob der Strahl von der vorgegebenen Zelle stammt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Klassifizierung eines Strahls geschaffen, der von einem CDMA-Empfänger empfangen wird, umfassend:
Mittel zur Feststellung, ob ein Zeitabstimmungs-Merkmal des Strahls in einen vorbestimmten Bereich eines Zeitabstimmungs-Merkmals eines Strahls fällt, der einer vorgegebenen Zelle zugeordnet ist;
Mittel, die im Fall einer positiven Feststellung ein empfangenes Signal mit einem von der vorgegebenen Zelle verwendeten Scrambling-Code zur Herstellung eines gemischten Signals mischen; und
Mittel zur Untersuchung des gemischten Signals zur Feststellung, ob der Strahl von der vorgegebenen Zelle stammt.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Klassifizierung eines Strahls geschaffen, der von einem CDMA-Empfänger empfangen wird, umfassend die folgenden Schritte:

(i) Feststellen, ob eine Synchronisationssequenz des empfangenen Strahls in einen vorbestimmten Bereich einer Synchronisationssequenz eines Strahls fällt, der bereits einer ausgewählten Zelle zugeordnet ist;
(ii) bei Vorliegen einer positiven Feststellung in Schritt (i): Korrelieren eines Signals aus dem empfangenen Strahl mit einem von der ausgewählten Zelle verwendeten Scrambling-Code zur Feststellung, ob der Strahl von der vorgegebenen Zelle stammt.

Die folgenden Angaben legen die Erfindung nicht fest, sind jedoch zum Verständnis der Erfindung nützlich.
Es kann eine Vorrichtung zur Klassifizierung eines Strahls geschaffen werden, der von einem CDMA-Empfänger empfangen wird, umfassend:
Mittel zum Empfang einer Nachbarzellen-Liste, die zumindest Informationen bezüglich Scrambling-Codes enthält, die von zumindest einer Nachbarzelle verwendet werden;
Mittel zur Auswahl eines Scrambling-Codes, der von einer vorgegebenen Nachbarzelle verwendet wird;
Mittel zum Mischen eines empfangenen Signals mit dem ausgewählten Scrambling-Code zur Schaffung eines gemischten Signals; und
Mittel zur Untersuchung des gemischten Signals zur Bestimmung, ob der Strahl von der vorgegebenen Nachbarzelle stammt.
Es kann eine Vorrichtung zur Klassifizierung eines Strahls geschaffen werden, der von einem CDMA-Empfänger empfangen wird, umfassend:
Mittel zum Empfang einer Nachbarzellen-Liste, die zumindest Informationen bezüglich von zumindest einer Nachbarzelle verwendeter Scrambling-Codes und Zeitabstimmungs-Informationen bezüglich zumindest einer Nachbarzelle enthält;
Mittel zur Auswahl einer Zelle aus der Nachbarzellen-Liste, mit welcher Zelle einer oder mehrere Scrambling-Codes assoziiert sind;
Mittel zur Bestimmung, ob die Anzahl der Zellen in der Nachbarzellen-Liste eine Schwelle überschreitet;
Mittel, die im Fall einer positiven Bestimmung einen Versuch zur Klassifizierung des Strahls der ausgewählten Zelle ohne Verwendung von Mitteln zum Mischen eines empfangenen Signals mit einem Scrambling-Code unternehmen; und
Mittel, die im Fall einer negativen Bestimmung ein empfangenes Signal mit einem von der ausgewählten Zelle verwendeten Scrambling-Code zur Schaffung eines gemischten Signals mischen und das gemischte Signal darauf hin untersuchen, ob der Strahl von der Zelle stammt.
Es kann ein Verfahren zur Klassifizierung eines Strahls geschaffen werden, der von einem CDMA-Empfänger empfangen wird, umfassend die folgenden Schritte:
Empfangen einer Nachbarzellen-Liste, die zumindest Informationen bezüglich von zumindest einer Nachbarzelle verwendeter Scrambling-Codes enthält;
Auswahl eines Scrambling-Codes, der von einer vorgegebenen Nachbarzelle verwendet wird;
Mischen eines empfangenen Signals mit dem ausgewählten Scrambling-Code zur Schaffung eines gemischten Signals; und
Untersuchen des gemischten Signals zur Feststellung, ob der Strahl von der vorgegebenen Nachbarzelle stammt.
Es kann ein Verfahren zur Klassifizierung eines Strahls geschaffen werden, der von einem CDMA-Empfänger empfangen wird, umfassend die folgenden Schritte:
Empfangen einer Nachbarzellen-Liste, die zumindest Informationen bezüglich von zumindest einer Nachbarzelle verwendeter Scrambling-Codes und Zeitabstimmungs-Informationen bezüglich dieser Nachbarzelle enthält;
Auswahl einer Zelle aus der Nachbarzellen-Liste, mit welcher einer oder mehrere Scrambling-Codes assoziiert sind;
Bestimmen, ob die Anzahl von Zellen in der Nachbarzellen-Liste eine Schwelle überschreitet;
im Fall einer positiven Bestimmung:
Versuch einer Zuordnung des Strahls zu der ausgewählten Zelle unter Verwendung von Scrambling-Code-Gruppeninformationen, ohne Mischen eines empfangenen Signals mit einem Scrambling-Code; und
im Fall einer negativen Bestimmung:
Mischen eines empfangenen Signals mit einem von der ausgewählten Zelle verwendeten Scrambling-Code zur Schaffung eines gemischten Signals, und Untersuchen des gemischten Signals zur Bestimmung, ob der Strahl von der Zelle stammt.
Es kann eine Vorrichtung zur Klassifizierung eines Strahls geschaffen werden, der von einem CDMA-Empfänger empfangen wird, umfassend:
Empfangen einer Nachbarzellen-Liste, die für jede einer Anzahl von Zellen zumindest Zeitabstimmungs-Informationen und entweder a) eine Zellsynchronisations-Code-Information oder b) Informationen enthält, aus welchen die Zellsynchronisationscode-Information abgeleitet werden kann;
Mittel zur Ableitung für zumindest eine Zelle, falls erforderlich, die Zellsynchronisationscode-Information aus der Nachbarzellen-Liste;
einen Demodulator zur Demodulation eines empfangenen Synchronisationscodes aus dem empfangenen Strahl;
Mittel zur Bestimmung einer möglichen relativen Phase eines Zellsynchronisationscodes, der von der Zellsynchronisationscode-Information abgeleitet worden ist, für eine vorgegebene Zelle zu dem empfangenen Synchronisationscode auf Basis der Zeitabstimmungsinformation;
einem Komparator zum Vergleich zumindest eines Teils des empfangenen Synchronisationscodes mit zumindest einem Teil des Zellsynchronisationscodes von der vorbestimmten Zelle an der relativen Phase; und
Mittel zur Bestimmung auf Basis des Ausgangs des Komparators, ob der empfangene Strahl von der vorgegebenen Zelle stammt.
Es kann ein Verfahren zur Klassifizierung eines Strahls geschaffen werden, der von einem CDMA-Empfänger empfangen wurde, umfassend die folgenden Schritte:
Empfangen einer Nachbarzellen-Liste, die für jede aus einer Anzahl von Zellen zumindest eine Zeitabstimmungsinformation und entweder a) eine Zellsynchronisationscode-Information oder b) eine Information enthält, aus der die Zellsynchronisationscode-Information abgeleitet werden kann;
Ableiten für zumindest eine Zelle, falls erforderlich, die Zellsynchronisationscode-Information aus der Nachbarzellen-Liste;
Demodulation eines empfangenen Synchronisationscodes von dem empfangenen Strahl;
Bestimmen einer möglichen relativen Phase eines Zellsynchronisationscodes, der aus der Zellsynchronisationscode-Information abgeleitet worden ist, für eine vorbestimmte Zelle zu dem empfangenen Synchronisationscode auf Basis der Zeitabstimmungsinformation;
Vergleichen zumindest eines Teils des empfangenen Synchronisationscodes mit zumindest einem Teil des Zellsynchronisationscodes für die vorbestimmte Zelle an der relativen Phase;
Bestimmen auf Basis des Ergebnisses des Vergleichs, ob der empfangene Strahl von der vorbestimmten Zelle stammt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich beispielhaft mit Bezug auf die folgenden beigefügten Zeichnungen beschrieben:
1 ist ein Flußdiagramm zur Darstellung eines ersten Klassifikationsverfahrens nach dem Stand der Technik;
2 und 4 sind Flußdiagramme zur Darstellung sogenannter zweiter und vierter Strahlklassifizierungsverfahren, die zum Verständnis der Erfindung nützlich sind;
3 ist ein Flußdiagramm zur Darstellung eines Strahlklassifizierungsverfahrens, das als drittes Strahlklassifizierungsverfahren bezeichnet wird, das der Erfindung entspricht; und
5 ist ein Flußdiagramm zur Darstellung eines Strahlklassifizierungsverfahrens.
Gemäß 2 beginnt ein zweites Strahlklassifizierungsverfahren 200 mit Schritt 201, der die Erfassung der SSCH-Hadamard-Codesequenzen umfaßt, die für einen Kandidatenstrahl auf herkömmliche Weise empfangen werden, das heißt durch Demodulation des empfangenen Signals. In Schritt 202 wird eine Nachbarzellen-Liste untersucht, die von einer Zelle empfangen wird, und die Scrambling-Codegruppe und die Zeitfenster-Zeit werden für eine Zelle erfaßt, die aus dieser Liste ausgewählt ist. In Schritt 203 wird die dem Strahl entsprechende erhaltene Sequenz von SSCs getrennt mit den SSCs der Codegruppe des Scramblings-Code der ausgewählten Zelle am zentralen zeitlichen Versatz und an zeitlichen Versätzen verglichen, die um ein Zeitfenster auf jeder Seite des zentralen zeitlichen Versatzes verschoben liegen. Falls dies nicht zu einer Klassifikation des Strahls führt, bewirken die Schritte 204 und 205, dass die Prozedur an einer anderen Zelle wiederholt wird. Dies wird an jeder der Zellen ausgeführt, die in der Nachbarzellen-Liste bezeichnet sind.
Das zweite Verfahren 200 ist wesentlich schneller als das Blindstrahl-Klassifizierungsverfahren, das oben anhand von 1 beschrieben wurde. Wenn die SSC-Sequenz einmal bestimmt wurde, erfordert die Blindklassifikationssuche eine Überprüfung der Sequenz anhand von vierundsechzig Codegruppen in fünfzehn unterschiedlichen Frame-Zeitabstimmungen, was sich auf 960 Über prüfungen beläuft. Offensichtlich sind viel weniger Überprüfungen für jede Zelle in der Nachbarzellen-Liste erforderlich, wenn das zweite Verfahren 200 verwendet wird. Da ferner die Anzahl von Zellen vermindert wird, an denen das Signal überprüft wird, führt das zweite Verfahren 200 wahrscheinlicher zu einer korrekten Klassifikation als das Blindverfahren.
In einer Abwandlung des zweiten Verfahrens 200 wird besonderes Vertrauen in die Zellklassifikation geschaffen. Hier wird eine CPICH-Überprüfung in Schritt 204 nur dann durchgeführt, wenn die SSCH-Suche in Schritt 203 zu einem positiven Ergebnis führt, zur Bestimmung, dass der Scrambling-Code der ausgewählten Zelle der gleiche ist wie derjenige, der zur Modulation des empfangenen Signals verwendet wird. Diese CPICH-Prüfung umfaßt, vereinfacht dargestellt, die Korrelation eines empfangenen Signals mit dem von der ausgewählten Zelle verwendeten Scrambling-Code und die Untersuchung des Ergebnisses. Die relative Zeitabstimmung der zwei Signale wird so festgelegt, dass der umklassifizierte Strahl unter Verwendung des festgestellten Beginns von PSCH-Signalfolgen zur Identifizierung des Beginn eines Zeitfensters isoliert wird und der Scrambling-Code entsprechend angeordnet wird. Da CPICH-Kanäle eine bekannte Datensequenz transportieren – derzeit wird angenommen, dass alle +1 s sind – ist es einfach zu bestimmen, ob der der ausgewählten Zelle entsprechende Scrambling-Code der gleiche ist und mit dem Scrambling-Code des empfangenen Signals synchronisiert ist. Da die Frame-Zeitabstimmung des der ausgewählten Zelle zugeordneten Strahls bekannt ist, muß die Korrelation nur an einer der fünfzehn möglichen Zeitfenster-Positionen durchgeführt werden.
Es wird angenommen, dass in dieser Ausführungsform die Abfolge der SSCs mit Bezug auf eine Zuordnungstabelle bestimmt wird, welche SSCH-Sequenzen Scrambling-Codegruppen aufgrund der Identifikation des Scrambling-Codes zuordnet, der als Teil der Nachbarzellen-Liste übertragen wird. In einer alternativen Ausführungsform (nicht dargestellt) umfaßt die Nachbarzellen-Liste die Abfolge von SSCs oder eine Information, aus der die Abfolge von SSCs ermittelt werden kann. Eine solche Information kann beispielsweise die Identität der Scrambling-Codegruppe oder dergleichen sein.
Gemäß 3 beginnt nun das dritte Verfahren 300 (welches eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt) mit Schritt 301, in dem der unklassifizierte Strahl mit der höchsten Leistung ausgewählt wird. Schritt 302 bestimmt dann, ob der unklassifizierte Strahl im Hinblick auf alle klassifizierten Strahlen überprüft worden ist. Bei der ersten Durchführung des Verfahrens ist die Antwort auf Schritt 302 notwendigerweise NEIN, so dass Schritt 303 eine Zelle auswählt, von welcher ein Strahl klassifiziert worden ist. Es ist eine Vorbedingung des dritten Verfahrens 300, dass zumindest ein Strahl klassifiziert worden ist, obwohl das Verfahren umso besser durchgeführt wird, je größer die Anzahl von Zellen ist, von welchen Strahlen klassifiziert wurde. In Schritt 304 werden die klassifizierten Strahlen der ausgewählten Zelle wiederum untersucht, um festzustellen, ob einer der klassifizierten Strahlen ein Zeitabstimmungsmerkmal aufweist, das innerhalb achzig Chips des ausgewälten unklassifizierten Strahls fällt. In dieser Ausführungsform wird die Zeitabstimmung des Beginns der PSCH-Signalfolgen dazu verwendet, die relative Zeitabstimmung des unklassifizierten Strahls und der klassifizierten Strahlen zu bestimmen, obwohl stattdessen andere Bezüge verwendet werden können. Achtzig Chips entsprechen 21 μs oder 6,25 km. Falls eine negative Bestimmung vorliegt, kehrt das Verfahren zu Schritt 302 zurück. Falls in Schritt 302 bestimmt wird, dass der unklassifizierte Strahl nicht gegen alle klassifizierten Strahlen überprüft worden ist, wählt Schritt 303 eine andere Zelle zur Verwendung in Schritt 304 aus. Falls Schritt 304 zu einer positiven Bestimmung führt, führt Schritt 305 eine CPICH-Prüfung unter Verwendung des Scrambling-Codes durch, der der ausgewählten Zelle zugeordnet ist. Vereinfacht gesagt, umfaßt diese CPICH-Prüfung die Korrelation eines empfangenen Signals mit dem von der ausgewählten Zelle verwendeten Scrambling-Code und eine Untersuchung des Ergebnisses. Die relative Zeitabstimmung der zwei Signale wird festgelegt, um den unklassifizierten Strahl unter Verwendung des ermittelten Beginns der PSCH-Signalfolgen zur Identifizierung des Beginns eines Zeitfensters zu isolieren und den Scrambling-Code entsprechend anzuordnen. Da CPICH-Kanäle eine bekannte Datensequenz übertragen – derzeit wird angenommen, dass alle +1 s sind – ist es einfach zu bestimmen, ob der der ausgewählten Zelle entsprechende Scrambling-Code der gleiche wie der Scrambling-Code des empfangenen Signals ist und mit diesem synchronisiert ist. Da die Frame-Zeitabstimmung des der ausgewählten Zelle zugeordneten Strahls bekannt ist, muß die Korrelation nur an einer der fünfzehn möglichen Zeitfenster-Positionen durchgeführt werden.
Schritt 306 bestimmt, ob die CPICH-Prüfung ein positives Ergebnis ergeben hat und kehrt dementsprechend zu Schritt 302 zurück oder geht zu Schritt 307 über. Der Strahl wird entsprechend dem Scrambling-Code und der Zeitabstimmung des Frames in Schritt 307 klassifiziert, und anschließend bestimmt Schritt 308, ob noch unklassifizierte Strahlen vorliegen. Falls noch unklassifizierte Strahlen vorhanden sind, kehrt das dritte Verfahren 300 zu Schritt 301 zurück. Andernfalls endet das Verfahren.
Falls Schritt 302 bestimmt, dass ein unklassifizierter Strahl gegen alle klassifizierten Strahlen überprüft worden ist, werden die Schritte 309 und 310 zur Klassifizierung des Strahls aufgerufen. Die Schritte 309 und 310 bilden eine Blindstrahlklassifizierung, wie sie oben anhand von 1 beschrieben wurde, nach welcher der Strahl in Schritt 307 klassifiziert wird.
Das dritte Verfahren führt in einer kürzeren Zeit zu einer Strahlklassifizierung als das oben beschriebene Blindstrahl-Klassifizierungsverfahren, da es bei dem dritten Verfahren nicht notwendig ist, die SSCH für fünfzehn aufeinanderfolgende Zeitfenster zu dekodieren, was 36,096 Chips entspricht. Die Durchführung einer CPICH-Prüfung kann andererseits nur die ersten 512 Chips eines Zeitfensters benötigen. Das dritte Verfahren benötigt also weniger Prozessorzeit, da die Komplexität einer SSCH-Suche und der nachfolgenden Codegruppenidentifikation signifikant höher ist als die Komplexität einer einzigen CPICH-Prüfung. Da ferner der CPICH-Kanal auf einem höheren Leistungsniveau übertragen wird als die PSCH- und SSCH-Kanäle, wird das dritte Verfahren einen Strahl dieser Zelle wahrscheinlicher zuordnen als das Blindstrahl-Klassifizierungsverfahren des oben beschriebenen zweiten Verfahrens.
Es sind verschiedene Abwandlungen des dritten Verfahrens 300 möglich. Beispielsweise kann ein Signal entsprechend einem Kandidatenstrahl gegenüber einem anderen Kanal als dem CPICH-Kanal geprüft werden. Beispielsweise ist der Sendekanal (Broadcast Channel, BCH) hierfür geeignet, da Daten auf diesem Kanal in niedriger Rate moduliert sind und der Kanal mit einem bekannten OVSF-Code moduliert ist (OVSF-Code Nummer 1). Es wird die CPICH-Prüfung bevorzugt, da zu erwarten ist, dass auf dem CPICH-Kanal auf einem höheren Leistungsniveau übertragen wird als auf dem BCH-Kanal. Die Verwendung der Ergebnisse von zwei Kanälen wie etwa einem BCH-Kanal und einem CPICH-Kanal, die gleichzeitig oder aufeinanderfolgend geprüft werden, schafft eine vergrößerte Wahrscheinlichkeit der Strahlklassifizierung, falls der Strahl von der geprüften Zelle stammt. Das dritte Verfahren kann in Hardware, in Software oder in einer Kombination von Hardware und Software implementiert sein.
Gemäß 4 beginnt nun das vierte Verfahren 400 mit einer Anzahl unklassifizierter Strahlen, die entsprechend der Leistung in abfallender Reihenfolge angeordnet sind, und eine Anzahl klassifizierter Strahlen. Eine Nachbarzellen-Liste wird aus dem BCH-Kanal von einer Zelle dekodiert, von der das UE empfängt. Es ist nicht erforderlich, dass das UE in Kommunikation mit dem B-Knoten steht, obwohl dies in der Praxis wahrscheinlich ist.
Es wird der Kandidatenstrahl mit der höchsten Leistung ausgewählt, und anschließend wird eine Zelle aus der Nachbarzellen-Liste in Schritt 401 ausgewählt. Dann wird bestimmt, ob einer der klassifizierten Strahlen von der in Schritt 402 ausgewählten Zelle stammt oder nicht. Falls die Antwort positiv ist, untersucht Schritt 403 die relative Zeitabstimmung des stärksten Strahls, der der ausgewählten Zelle zugeordnet ist, zum Kandidatenstrahl, und bestimmt, ob die zwei Strahlen um mehr als achtzig Chips des Scrambling-Codes getrennt sind, was 21 μs oder 6,25 km entspricht. In dieser Ausführungsform wird die Zeitabstimmung des Beginns der PSCH-Signalfolgen dazu verwendet, die relative Zeitabstimmung des unklassifizierten Strahls zum klassifizierten Strahl zu bestimmen, obwohl stattdessen andere Bezüge verwendet werden können. Falls die Antwort auf Schritt 403 positiv ist, wird angenommen, dass der Kandidatenstrahl nicht von der ausgewählten Zelle stammt, und das Verfahren 400 geht zu Schritt 404 über.
Falls in Schritt 402 festgestellt wird, dass keine Strahlen der ausgewählten Zelle klassifiziert wurden, wird eine CPICH-Prüfung an dem Kandidatenstrahl in Schritt 405 durchgeführt, wobei der Scrambling-Code ein Zeitfenster früher liegt als die erwartete Zeitabstimmung des Scrambling-Codes. Die CPICH-Prüfung umfaßt, einfach gesagt, die Korrelation eines empfangenen Signals mit dem von der ausgewählten Zelle verwendeten Scrambling-Code und eine Untersuchung des Ergebnisses. Die relative Zeitabstimmung der zwei Signale ist so festgelegt, dass der unklassifizierte Strahl unter Verwendung des bestimmten Beginns der PSCH-Signalfolgen als Beginn eines Zeitfensters verwendet wird, und der Scrambling-Code entsprechend angeordnet wird. Da CPICH-Ka näle eine bekannte Datenfolge übertragen – es wird derzeit angenommen, dass alle +1 s sind – ist es einfach zu bestimmen, ob der der ausgewählten Zelle entsprechende Scrambling-Code derselbe wie der Scrambling-Code des empfangenen Signals ist und mit diesem synchronisiert ist. Falls das Ergebnis in Schritt 405 positiv ist, das heißt, der Scrambling-Code und die Zeitabstimmung korrekt sind, wird der Kandidatenstrahl entsprechend diesem Code und dieser Frame-Zeitabstimmung in 406 klassifiziert, und das Verfahren 400 gelangt dann zum Ende. Falls das Ergebnis in Schritt 405 negativ ist, wird in Schritt 407 eine CPICH-Prüfung mit einer relativen Zeitabstimmung gleich der erwarteten durchgeführt. Falls in Schritt 408 festgestellt wird, dass der Scrambling-Code und seine Zeitabstimmung korrekt sind, wird der Kandidatenstrahl klassifiziert, und das Verfahren 400 gelangt zum Ende. Andernfalls wird in Schritt 409 eine dritte CPICH-Prüfung durchgeführt, bei der der Scrambling-Code im Vergleich zu der erwarteten Zeitabstimmung des Scrambling-Codes um ein Zeitfenster verzögert ist. Falls das Ergebnis positiv ist, wird in Schritt 410 der Strahl entsprechend klassifiziert, und das Verfahren gelangt zum Ende. Andernfalls wird in Schritt 404 bestimmt, ob noch weitere Zellen in der Nachbarzellen-Liste vorhanden sind, die nicht als Kandidatenstrahl überprüft wurden. Falls noch Zellen vorhanden sind, wird das Verfahren in Schritt 401 wieder begonnen, wobei eine neue Zelle aus der Nachbarzellen-Liste ausgewählt wurde. Falls keine Zellen mehr vorhanden sind, gelangt das Verfahren zum Ende, und der Kandidatenstrahl muß durch ein anderes Verfahren klassifiziert werden, wenn er klassifiziert werden soll.
Das vierte Verfahren führt zu einer Strahlklassifizierung in einer kürzeren Zeit als das oben beschriebene Blindstrahl-Klassifzierungsverfahren, da es bei dem vierten Verfahren nicht erforderlich ist, den SSCH für fünfzehn aufeinanderfolgende Zeitfenster zu dekodieren, was 36,096 Chips entspricht. Die Durchführung einer CPICH-Prüfung kann andererseits nur die ersten 512 Chips eines Zeitfensters erfordern. Das vierte Verfahren benötigt außerdem weniger Prozessorzeit, daß die Komplexität einer SSCH-Suche und der nachfolgenden Codegruppen-Identifikation signifikant höher ist als die Komplexität einer CPICH-Prüfung. Da ferner der CPICH-Kanal auf einem höheren Leistungsniveau übertragt als die PSCH- und SSCH-Kanäle, wird das vierte Verfahren einen Strahl seiner Zelle wahrscheinlicher zuordnen als das Blindstrahl-Klassifizierungsverfahren oder das obene beschriebene zweite Verfahren.
Es sind verschiedene Abwandlungen des vierten Verfahrens 400 möglich. Beispielsweise kann ein Signal entsprechend einem Kandidatenstrahl gegenüber einem anderen Kanal als dem CPICH-Kanal geprüft werden. Beispielsweise ist der BCH-Kanal dazu geeignet, da die Daten auf diesem Kanal mit einer niedrigen Datenrate moduliert sind und der Kanal mit einem bekannten OVSF-Code moduliert ist (OVSF-Code Nummer 1). Eine CPICH-Prüfung wird bevorzugt, da der CPICH-Kanal voraussichtlich auf einem höheren Leistungsniveau überträgt als der BCH-Kanal. Die Verwendung der Ergebnisse aus zwei Kanälen wie etwa einem BCH-Kanal und einem CPICH-Kanal, die gleichzeitig oder aufeinanderfolgend geprüft werden, schafft eine vergrößerte Wahrscheinlichkeit der Strahlklassifizierung, falls der Strahl nicht von der geprüften Zelle stammt. Falls es nicht möglich ist, den Scrambling-Code zu identifizieren, der von einer Zelle von der Nachbarzellen-Liste stammt, kann das Verfahren 400 unter Verwendung unterschiedlicher Scrambling-Codes wiederholt werden. Falls die Nachbarzellen-Liste keine Zeitabstimmungsinformation enthält, muß das Verfahren 400 so abgewandelt werden, dass CPICH-Prüfungen an jeder der fünfzehn möglichen relativen Zeitabstimmungen durchgeführt werden. Das vierte Verfahren kann in Hardware, in Software oder in einer Kombination aus Hardware und Software implementiert werden.
5 ist ein Flußdiagramm, das ein weiteres Strahl-Klassifizierungsverfahren darstellt. Gemäß 5 beginnt das Verfahren 500 und wählt in Schritt 501 den stärksten unklassifizierten Strahl aus. In nachfolgenden Durchläufen umfaßt der Schritt 501 die Auswahl des nächst stärksten unklassifizierten Strahls. In Schritt 502 wird bestimmt, ob bisher schon Strahlen klassifiziert wurden. Falls die Antwort JA lautet, geht das Verfahren 500 zu Schritt 503 über. Falls die Antwort NEIN lautet, was beispielsweise beim Einschalten eines Mobiltelefons auftreten kann, verursacht Schritt 504 eine Blindstrahl-Klassifikationsprüfung an dem Strahl. Blindstrahl-Klassifikation wurde oben mit Bezug auf 1 beschrieben. Falls der Strahl auf diese Weise nicht klassifiziert werden kann, fragt Schritt 506 ab, ob noch weitere unklassifizierte Strahlen vorliegen und kehrt zu Schritt 501 zurück oder beendet das Verfahren 500 entsprechend. Falls der Strahl klassifiziert ist, werden die Klassifikationsdaten in Schritt 507 gespeichert, bevor das Verfahren zu Schritt 506 übergeht.
In Schritt 503 wird ein Versuch unternommen, den Strahl unter Verwendung der Schritte 302, 303, 304, 305 und 306 des dritten Verfahrens 300 zu klassifizieren, das oben mit Bezug auf 3 beschrieben ist. Falls in Schritt 508 bestimmt wird, dass der Strahl hierdurch klassifiziert wurde, geht das Verfahren 500 zu Schritt 507 über, in welchem die Klassifikationsdaten gespeichert werden. Andernfalls geht das Verfahren 500 zu Schritt 509 über.
In Schritt 509 bestimmt das Verfahren 500 die Anzahl von Zellen, die in einer Nachbarzellen-Liste vorhanden sind, die von einer Zelle über einen BCH-Kanal empfangen wird. Die Anzahl der Nachbarzellen wird mit einer Schwelle N verglichen, und das Verfahren 500 geht zu Schritt 510 über, falls die Schwelle überschritten wird, oder geht andernfalls zu Schritt 511 über. Schritt 510 umfaßt das zweite Verfahren 200, das oben mit Bezug auf 2 beschrieben wurde. Schritt 511 umfaßt das vierte Verfahren 400, das oben anhand von 4 beschrieben wurde.
Falls der Strahl durch einen der implementierten Schritte 510 und 511 klassifiziert wurde, bewirkt der Schritt 512, dass das Verfahren 500 zu Schritt 507 übergeht, in welchem die Klassifikationsdaten gespeichert werden. Andernfalls geht das Verfahren zu Schritt 504 über, in welchem eine Blindklassifizierung des Strahls versucht wird.
Der Wert der Schwelle N ist in der Vorrichtung verbindungsprogrammiert, in welcher das Verfahren implementiert ist. Die vorliegende Erfindung kann in Hardware, Software oder in einer Kombination aus Hardware und Software im plementiert sein. Der Wert der Schwelle wird in Abhängigkeit von einer Anzahl von Faktoren gewählt, einschließlich der erforderlichen Geschwindigkeit der Strahlklassifikation, der Prozessorgeschwindigkeit und der Verfügbarkeit des Prozessor. Es wird angenommen, dass das vierte Verfahren 400 weniger Zeit benötigt als eine Prüfung eines Strahls durch das zweite Verfahren 200, wenn nicht eine große Anzahl von Zellen in der Nachbarzellen-Liste vorliegen, da weniger Zeit benötigt wird, um die notwendigen Daten zu sammeln. Ferner wächst der erforderliche Rechenaufwand zur Implementierung des vierten Verfahrens 400 stark mit wachsender Zahl von Zellen in der Nachbarzellen-Liste, obwohl dies bei dem zweiten Verfahren nicht der Fall ist. In einer weiteren Ausführungsform läßt sich der Wert der Schwelle dynamisch durch eine Steuerung einstellen (nicht dargestellt).

Claims

Verfahren zur Klassifizierung eines Strahls, der von einem CDMA-Empfänger empfangen wird, umfassend die folgenden Schritte: Feststellung, ob ein Zeitabstimmungs-Merkmal des Strahls in einen vorbestimmten Bereich eines Zeitabstimmungs-Merkmals eines Strahls fällt, der einer vorgegebenen Zelle zugeordnet ist; im Fall einer positiven Feststellung: Mischen eines empfangenen Signals mit einem von der vorgegebenen Zelle verwendeten Scrambling-Code zur Schaffung eines gemischten Signals; und Untersuchen des gemischten Signals zur Feststellung, ob der Strahl von der vorgegebenen Zelle stammt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem ferner, falls die Untersuchung des gemischten Signals zu der Feststellung führt, daß der Strahl nicht von der vorgegebenen Zelle stammt, die Feststellungs- und Mischschritte in bezug auf einen Strahl wiederholt werden, der einer anderen Zelle zugeordnet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner umfassend eine Feststellung, ob der unklassifizierte Strahl gegen alle klassifizierten Strahlen hin überprüft worden ist, wobei bei einer positiven Feststellung eine Blindstrahl-Klassifizierung durchgeführt wird.
Vorrichtung zur Klassifizierung eines Strahls, der von einem CDMA-Empfänger empfangen wird, umfassend: Mittel zur Feststellung, ob ein Zeitabstimmungs-Merkmal des Strahls in einen vorbestimmten Bereich eines Zeitabstimmungs-Merkmals eines Strahls fällt, der einer vorgegebenen Zelle zugeordnet ist; Mittel, die im Fall einer positiven Feststellung ein empfangenes Signal mit einem von der vorgegebenen Zelle verwendeten Scrambling-Code zur Herstellung eines gemischten Signals mischen; und Mittel zur Untersuchung des gemischten Signals zur Feststellung, ob der Strahl von der vorgegeben Zelle stammt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, ferner umfassend Mittel, die im Fall einer negativen Feststellung durch die Untersuchungsmittel eine andere Zelle wählen und den unklassifizierten Strahl bezüglich einer anderen Zelle verarbeiten.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5, ferner umfassend Mittel zur Feststellung, ob der unklassifizierte Strahl gegen alle klassifizierten Strahlen überprüft worden ist, und Mittel, die im Fall einer positiven Feststellung eine Blindstrahlklassifizierung durchführen.
Verfahren zur Klassifizierung eines Strahls, der von einem CDMA-Empfänger empfangen wird, umfassend die folgenden Schritte: (i) Feststellen, ob eine Synchronisationssequenz des empfangenen Strahls in einen vorbestimmten Bereich einer Synchronisationssequenz eines Strahls fällt, der bereits einer ausgewählten Zelle zugeordnet ist; (ii) bei Vorliegen einer positiven Feststellung in Schritt (i): Korrelieren eines Signals aus dem empfangenen Strahl mit einem von der ausgewählten Zelle verwendeten Scambling-Code zur Feststellung, ob der Strahl von der vorgegebenen Zelle stammt.
Verfahren gemäß Anspruch 7, bei welchem Schritt (i) eine Feststellung beinhaltet, ob der Anfang der Synchronisationssequenz des empfangenen Strahls innerhalb von 80 Chips vom Anfang der Synchronisationssequenz des klassifizierten Strahls liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei welchem die Synchronisationssequenz der empfangenen und klassifizierten Strahlen über den primären Synchronisationskanal (PSCH) des Strahls geliefert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, bei welchem im Fall einer negativen Feststellung in Schritt (i) das Verfahren ferner einen Wiederholungsschritt (i) bezüglich eines einer anderen Zelle zugeordneten Strahls umfaßt, bis entweder eine positive Feststellung erfolgt oder keine klassifizierten Strahlen mehr vorliegen.