DE69838557T2

DE69838557T2 - Zugriffskanalschlitzteilung

Info

Publication number: DE69838557T2
Application number: DE69838557T
Authority: DE
Inventors: David S. Carlsbad MILLER; Rajiv San Diego VIJAYAN; Ephraim Zehavi; Jeffrey A. San Diego LEVIN
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1997-11-10
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2018-11-11
Also published as: AU1796199A; JP2004503950A; EP1031196A1; DE69838557D1; AU753158B2; ES2293698T3; CA2309062A1; RU2214687C2; ATE375636T1; CA2309062C; EP1031196B1; WO1999025080A1; BR9814955A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Vielfach-Zugriffs-, Spreizspektrums-, -Kommunikationssysteme und -Netzwerke. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Erhöhen der Benutzerkapazität in einem Spreizspektrumskommunikationssystem.
II. Verwandte Technik:
Eine Vielfalt von Vielfach-Zugriffskommunikationssystemen und -Techniken wurden für das Transferieren von Informationen unter einer großen Anzahl von Systembenutzern entwickelt. Spreizspektrumsmodulations-Techniken, wie z. B. diejenigen, die in Code-Multiplex-Vielfach-Zugriffs-(CDMA = Code Division Multiplex Access)-Kommunikationssysteme benutzt werden, sehen jedoch signifikante Vorteile gegenüber anderen Modulationsschemata vor, speziell, wenn ein Dienst für eine große Anzahl von Kommunikationssystem-Benutzern vorgesehen wird. Solche Techniken sind in den Lehren des U.S.-Patents Nr. 4,901,307 offenbart, das am 13. Februar 1990 erteilt wurde, und zwar unter dem Titel „Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite or Terrestrial Repeaters" und U.S.-Patent Nr. 5,691,974 , das am 25. November 1997 erteilt wurde, und zwar unter dem Titel „Method and Apparatus for Using Full Spectrum Transmitted Power in a Spread Spectrum Communication System for Tracking Individual Recipient Phase Time and Energy".
Die oben genannten Patente offenbaren Vielfach-Zugriffskommunikationssysteme, in denen eine große Anzahl von allgemeinen, mobilen oder entfernten Systembenutzern jeder für sich wenigstens einen Transceiver an wenden, um mit anderen Systembenutzern oder Benutzern von anderen verbundenen Systemen zu kommunizieren, wie z. B. das öffentliche Telefonvermittlungsnetzwerk. Die Transceiver kommunizieren über Gateways und Satelliten oder terrestrische Basisstationen (ebenso manchmal als Zell-Standorte oder Zellen bezeichnet).
Basisstationen decken Zellen ab, während Satelliten Fußabdrücke (footprints) (ebenso als „Spots" bezeichnet) auf der Erdoberfläche haben. In beiden Systemen können Kapazitätsgewinne durch das Einteilen in Sektoren erreicht werden oder durch Unterteilen der geografischen Bereiche bzw. Regionen, die abgedeckt werden. Zellen können in „Sektoren" durch Benutzen von Richtantennen von der Basisstation eingeteilt werden. Auf ähnliche Weise kann ein Fußabdruck eines Satelliten geografisch in „Strahlen" eingeteilt werden, und zwar über die Benutzung von Strahlen bildenden Antennensystemen. Diese Techniken zum Unterteilen eines Abdeckungsbereichs kann ausgedrückt werden als Erzeugen einer Trennung unter Verwendung von relativer Antennenrichtwirkung oder Raumeinteilungs-Multiplexen. Zusätzlich, unter der Voraussetzung, dass genügend Bandbreite vorhanden ist, kann jede dieser Unterteilungen, entweder Sektoren oder Strahlen, mehreren CDMA-Kanälen zugeordnet werden, und zwar über die Benutzung von Frequenz-Multiplex-Teilung (FDM = frequency division multiplexing). In Satellitensystemen wird jeder CDMA-Kanal als „Unterstrahl" bzw. „Sub-Beam" bezeichnet, weil es mehrere dieser pro „Strahl" geben kann.
In Kommunikationssystemen, die CDMA anwenden, werden getrennte Verbindungen benutzt, um Kommunikationssignale zu und von einem Gateway oder Basisstation zu senden. Eine Vorwärtsverbindung bezieht sich auf die Kommunikationsverbindung von der Basisstation oder Gateway zum Benutzerendgerät, mit Kommunikationssignalen, die bei Gateway oder der Basisstation ihren Ursprung haben und zu einem Systembenutzer oder Benutzern gesendet werden. Eine Rückwärtsverbindung bezieht sich auf die Kommunikationsverbindung vom Benutzerendgerät zum Gateway oder zur Basisstation, mit Kommunikationssignalen, die bei einem Benutzerendgerät ihren Ursprung haben und zu dem Gateway oder der Basisstation gesendet werden.
Die Rückwärtsverbindung weist wenigstens zwei separate Kanäle auf: Einen Zugriffs- bzw. Access-Kanal und einen Rückwärtsverkehrskanal. Allgemein gibt es mehrere Zugriffs- und Rückwärtsverbindungs-Verkehrskanäle in einem Kommunikationssystem. Ein Zugriffskanal wird von einem oder mehreren Benutzerendgeräten benutzt, getrennt in der Zeit, um Kommunikationen von einem Gateway oder einer Basisstation zu initiieren oder darauf zu antworten. Jeder solcher Kommunikationsprozess wird als eine Zugriffssignal-Sendung oder als eine „Zugriffs-Probe" bezeichnet. Die Rückwärtsverkehrskanäle werden für die Sendung von Benutzer- und Signalisierungsinformationen oder Daten von Benutzerendgeräten zu einem oder mehreren Gateways oder Basisstationen während eines „Anrufs" oder Kommunikationsverbindungsaufbaus genutzt. Eine Struktur oder ein Protokoll für Zugriffskanäle, Nachrichten und Anrufe ist detaillierter in dem Telecommunication Industry Association IS-95-Standard mit dem Titel „Mobile Station-Base-Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System dargestellt.
In einem typischen Spreizspektrums-Kommunikationssystem werden eine oder mehrere voraus gewählte Pseudo-Rausch-(PN = pseudo noise)-Codesequenzen benutzt, um Benutzerinformationssignale über ein vorbestimmtes spektrales Band vor der Modulation auf einen Träger für die Sendung als Kommunikationssignale zu modulieren oder zu „spreizen". PN-Spreizung, ein Verfahren der Spreizspektrums-Sendung, das auf dem Fachgebiet bekannt ist, erzeugt ein Signal zur Sendung, das eine Bandbreite viel größer als die des Datensignals hat. In der Kommunikationsverbindung der Basisstation oder des Gateways zum Benutzerendgerät, werden PN-Spreizungs-Codes oder binäre Sequenzen benutzt, um zwischen Signalen zu unterscheiden, die von unterschiedlichen Basisstationen oder über unterschiedliche Strahlen bzw. Beams gesendet wurden, wie auch zwischen Multipfad-Signalen. Diese Codes werden typischerweise von allen Kommunikationssignalen geteilt (shared), und zwar innerhalb einer gegebenen Zelle oder einem Sub-Beam. In einigen Kommunikationssystemen wird der gleiche Satz an PN-Spreizungs-Codes in der Rückwärtsverbindung für sowohl die Rückwärtsverkehrskanäle als auch die Zugriffskanäle benutzt. In anderen vorgeschlagenen Kommunikationssystemen benutzen die Vorwärtsverbindung und die Rückwärtsverbindung verschiedene Sätze an PN-Spreizungscodes.
Im Allgemeinen wird PN-Spreizung erreicht unter Verwendung eines Paars von Pseudo-Rausch-(PN = pseudo noise)-Codesequenzen, um Informationssignale zu modulieren oder zu „spreizen". Typischerweise wird eine PN-Codesequenz benutzt, um einen Inphase (I)-Kanal zu modulieren, während die andere PN-Codesequenz benutzt wird, um einen Quadratur-Phase (Q)-Kanal mit einer Technik zu modulieren, die üblicherweise als eine Quadraturphasenumtastung (QPSK = quadratur-phase-shift-keying) bezeichnet wird. Die PN-Spreizung tritt auf, bevor Informationssignale von einem Trägersignal moduliert werden und von dem Gateway oder der Basisstation zum Benutzerendgerät als Kommunikationssignale auf der Vorwärtsverbindung gesendet werden. Die PN-Spreizungscodes werden ebenso als Kurz-PN-Codes bezeichnet, weil sie relativ „kurz" sind im Vergleich mit anderen PN-Codes, die von dem Kommunikationssystem benutzt werden. Typischerweise wird der gleiche Satz PN-Spreizungscodes geteilt, und zwar von den Vorwärts- und Rückwärtsverbindungs-Verkehrskanälen und anderer Satz von PN-Spreizungscodes wird benutzt für die Zugriffskanäle, wie oben beschrieben.
Ein bestimmtes Kommunikationssystem kann mehrere Längen an Kurz-PN-Codes benutzen, und zwar abhängig, ob die Vorwärtsverbindungs- oder Rückwärtsverbindungs-Kanäle benutzt werden. In der Vorwärtsverbindung, wie z. B. in einem Satelliten-System, haben Kurz-PN-Codes typischerweise eine Länge von 2¹⁰ bis 2¹⁵ Chips. Diese Kurz-PN-Codes werden benutzt, um zwischen den verschiedenen Signalquellen zu unterscheiden, wie z. B. Gateways, Satelliten- und Basisstationen. Zusätzlich werden Zeitversätze bzw. -Timing-Offsets innerhalb eines gegebenen Kurz-PN-Codes benutzt, um zwischen Beams eines bestimmten Satelliten, oder Zellen oder Sektoren in terrestrischen Systemen zu unterscheiden.
In einem vorgeschlagenen Satelliten-Kommunikationssystem haben Kurz-PN-Codes, die in der Rückwärtsverbindung benutzt werden, eine Länge der Größenordnung von 2⁸ Chips. Diese Kurz-PN-Codes werden benutzt, um einem Gateway- oder Basisstationsempfänger zu ermöglichen, schnell Benutzerendgeräte auszusuchen, die versuchen, das Kommunikationssystem ohne der Komplexität, assoziiert mit „längeren" Kurz-PN-Codes, die in der Vorwärtsverbindung benutzt werden, zu erreichen. Für die Zwecke dieser Diskussion beziehen sich „Kurz-PN-Codes" auf diese Kurz-PN-Code-Sequenzen (2⁸), die in der Rückwärtsverbindung benutzt werden sollen.
Eine andere PN-Code-Sequenz, die als ein Kanalisierungs-Code bezeichnet wird, wird benutzt, um zwischen Kommunikationssignalen zu unterscheiden, die von unterschiedlichen Benutzerendgeräten auf der Rückwärtsverbindung einer Zelle oder eines Sub-Beams gesendet wurden. Die PN-Kanalisierungs-Codes werden ebenso als Lang-Codes bezeichnet, weil sie relativ „lang" sind, und zwar im Vergleich mit anderen PN-Codes, die vom Kommunikationssystem benutzt wird. Der Lang-PN-Code hat typischerweise eine Länge in der Größenordnung von 2⁴² Chips, kann aber kürzer oder maskiert sein, wie gewünscht. Typischerweise wird eine Zugriffsnachricht mit dem Lang-PN-Code moduliert, und zwar vor der Modulation mit dem Kurz-PN-Code und wird nachfolgend als eine Zugriffsprobe oder -Signal zum Gateway oder zur Basisstation gesendet. Der Kurz-PN-Code und der Lang-PN-Code kann jedoch kombiniert werden, und zwar vor der Modulation oder der Spreizung der Zugriffsnachricht.
Wenn ein Empfänger beim Gateway oder bei der Basisstation die Zugriffsprobe empfängt, muss der Empfänger die Zugriffsprobe entspreizen, um die Zugriffsnachricht zu erlangen. Dies wird erreicht durch Bilden von Hypothesen oder Vorhersagen, und zwar welche Lang-PN-Codes und welches Kurz-PN-Code-Paar benutzt wurden, um die Zugriffsnachricht zu modulieren. Eine Korrelation zwischen einer gegebenen Hypothese und der Zugriffsprobe wird generiert, um zu bestimmen, welche Hypothese die beste Schätzung für die Zugriffsprobe ist. Die Hypothese, die die größte Korrelation produziert, im Allgemeinen relativ zu einer vorbestimmten Schwelle, wird ausgewählt als eine Hypothese der wahrscheinlichsten Code- und Timing-Übereinstimmung. Sobald die ausgewählte Hypothese bestimmt wurde, wird die Zugriffsprobe entspreizt, und zwar unter Verwendung der ausgewählten Hypothese, um die Zugriffsnachricht zu erlangen.
In einem Kommunikationssystem mit vielen Benutzern ist es wahrscheinlich, dass mehr als eine Zugriffsprobe bei einem Gateway oder einer Basisstation gleichzeitig ankommen wird, oder innerhalb einer voraus gewählten Zeitperiode, über die das Signal detektiert werden soll. Wenn dies passiert, können Zugriffsproben kollidieren oder sich gegenseitig stören bzw. interferieren, was sie nicht erkennbar für das Gateway oder die Basisstation macht. Ein Weg, um solche Kollisionen zu vermeiden, ist das Anwenden einer zentralkontrollierten Zugriffstechnik, wo das Kommunikationssystem Benutzerendgerät-Zugriffsproben-Sendungen plant bzw. festlegt. Ein Nachteil einer solchen Technik ist, dass ein signifikanter Betrag an Zugriffskanalbandbreite von solch einem Planungsmechanismus verbraucht wird.
Eine andere benutzte Technik, um solche Kollisionen zu vermeiden, ist die Technik des geschlitzten Zufallszugriffs, wie z. B. die „geschlitzte ALOHA"-Technik. In der Technik des geschlitzten Zufallszugriffs baut eine reguläre systemweite Zeitstruktur erlaubbare Sendungs- oder Empfangszeiten auf. Der Zugriffskanal wird gewöhnlicher Weise in Serie von festen Rahmenlängen oder Zeit-„Schlitzen” (slot bzw. Intervall) oder Fenster geteilt, wobei jedes die gleiche feste Dauer hat. (Die) Schlitze (werden) benutzt für das Empfangen der Signale. Die Zugriffssignale sind allgemein als „Pakete" strukturiert, die aus einer Präambel und einem Nachrichtenteil bestehen, die am Beginn eines Zeitschlitzes ankommen muss, um akquiriert bzw. erfasst zu werden. Ein Benutzerendgerät sendet nach seinem eigenen Ermessen, ist aber eingeschränkt, nur innerhalb den Grenzen eines einzelnen Schlitzes, damit eine Nachricht empfangen werden kann, zu senden. Die Benutzung dieser Technik auf dem Zugriffskanal vermindert signifikant die Möglichkeit, dass Zugriffspro ben von unterschiedlichen Benutzern beim Gateway oder bei der Basisstation kollidieren.
Leider resultiert die Technik des geschlitzten Zufallszugriffs in einem signifikanten Wert von ungenutzter Zeit auf dem Zugriffskanal. Da eine Zugriffsprobe innerhalb eines einzelnen Schlitzes gesendet werden muss, muss die Schlitzlänge bzw. Dauer so gewählt werden, dass sie die Dauer der längsten, möglichen Zugriffsprobe überschreitet. Da alle Schlitze von der gleichen Länge sind, wird ein Schlitz teilweise leer sein für alle, außer der längsten Zugriffsprobe. Das Ergebnis ist ein wesentlicher Betrag von verschwendeter Bandbreite auf dem Zugriffskanal und eine folgliche Reduzierung in der Benutzerkapazität des Zugriffskanals.
Ein Misslingen einer Zugriffprobe während einer bestimmten Rahmenperiode zu akquirieren, resultiert darin, dass der Sender, der Zugriff wünscht, die Zugriffsprobe nochmals senden muss, um dem Empfänger zu ermöglichen, die Probe nochmals während eines nachfolgenden Rahmens zu detektieren. Mehrere Zugriffssignale, die zusammen ankommen, „kollidieren" und werden nicht akquiriert, was erfordert, dass beide neu gesendet werden müssen. In beiden Fällen basiert die Zeitgebung bzw. das Timing von nachfolgenden Zugriffssendungen, wenn ein ursprünglicher Versuch fehlschlägt, auf einer Verzögerungszeit gleich als ein Minimum der Länge der Zeitschlitze, und im Allgemeinen gleich einer zufälligen Anzahl von Zeitschlitzen oder Rahmen. Deswegen läuft ein signifikanter Zeitwert ab, bevor eine Zugriffsprobe nochmals neu gesendet und empfangen werden kann. Die Länge der Verzögerung in der Probenakquirierung wird durch jede Verzögerung beim Neueinstellen der Akquirierungsschaltungen in dem Empfänger erhöht, um die verschiedenen Hypothesen abzutasten bzw. zu scannen und bei Proben, die zuerst akquiriert werden, wie angemerkt. Zuletzt kann die Zugriffsprobe nie, wenigstens nicht in einer praktikablen Zeitgrenze, akquiriert werden, wenn die Timing-Unsicherheit bzw. Ungenauigkeit nicht aufgelöst wird.
Was benötigt wird, ist ein System und ein Verfahren zum Erhöhen der Benutzerkapazität eines geschlitzten bzw. Schlitz-Zufallszugriffskanals in einem Spreiz-Spektrums-Kommunikationssystem. Es ist bevorzugt, dass die Technik es Zugriffsproben ermöglicht mit minimaler Verzögerung und Effizienz empfangen zu werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist ein System und ein Verfahren zum Erhöhen der Benutzerkapazität auf einem geschlitzten Zufallszugriffs-Kanal in einem Spreiz-Spektrums-Kommunikationssystem unter Verwendung einer Multi-Teil (multi-part)-Zugriffsprobe. Die vorliegende Erfindung hat ebenso den Vorteil, dass sie Verzögerungen in dem Gewähren des Zugriffs nach einem ursprünglichen Zugriffsfehlschlag reduziert.
Die Erfindung ist realisiert in einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Senden einer Vielzahl von Zugriffssignalen über wenigstens einen Zugriffskanal, wobei jedes eine Präambel- und Nachrichtenteile beinhaltet, wobei die Präambel erste und zweite Stufen hat. Die Zugriffsproben-Präambel enthält keine Nachrichteninformationen, sondern weist Null-Daten auf.
Das Zugriffssignal wird generiert durch Modulieren der ersten Stufe und der zweiten Stufen der Präambel mit einem ersten Signal; Modulieren der zweiten Stufe der Präambel, ebenso mit einem zweiten Signal; und Modulieren der Nachricht mit dem ersten Signal und dem zweiten Signal. Das Zugriffsignal wird anschließend in der Form der ersten Stufe, zweiten Stufe und Nachricht gesendet. Die Zugriffssignale, die somit gebildet wurden, können gesendet und empfangen werden, und zwar über einen Zugriffskanal, der in Zeitschlitze geteilt ist, so dass die Präambel in eine von einer Vielzahl von vor ausgewählten Zeitschlitzen fällt. Das Ergebnis ist, dass, wenn mehr als ein Zugriffssignal rechtzeitig gesendet wird, so dass eine zweite Stufe oder der Nachrichtenteil sich mit der ersten Stufe des einen oder mehreren anderen gesendeten Zugriffsignalen überlappt, das Signal dennoch akquiriert werden kann.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können die Zugriffssignale gesendet und über einen Zugriffskanal empfangen werden, der in Signalempfang-Zeitschlitze geteilt ist, die im Wesentlichen die gleiche Länge, wie die erste Stufe haben. Alternativ können die Zugriffsignale über eine Vielzahl von Zugriffskanälen empfangen werden, die in Signal-Empfangs-Zeitschlitze geteilt sind, die voneinander um eine Periode zeitversetzt sind, die im Wesentlichen die gleiche Länge wie die erste Stufe hat.
Der erste Teil der Zugriffsprobe wird vorzugsweise durch zuerst Modulieren oder Spreizen des Zugriffssignals unter Verwendung einer Kurz-PN-Sequenz gebildet, die ebenso benutzt wird, um den zweiten Teil zu spreizen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Kurz-PN-Sequenz ein Paar von Quadratur-Kurz-PN-Sequenzen. Dieses Spreizen wird im Allgemeinen erreicht durch Verwenden der Vorrichtung zum Senden der Multi-Teilzugriffsprobe mit ersten und zweiten PN-Code-Modulatoren, einem Datenmodulator und einem Sender.
Der erste PN-Code-Modulator spreizt die ersten und zweiten Teile der Zugriffsprobe mit der gewünschten Kurz-PN-Sequenz während der zweite PN-Code-Modulator den zweiten Teil der Zugriffsprobe mit einer Lang-PN-Sequenz spreizt. Der Datenmodulator moduliert den zweiten Teil mit der Zugriffsnachricht. Der Sender sendet anschließend die Zugriffsprobe, so dass der erste Teil in einen der Zugriffskanalschlitze fällt.
Die Vorrichtung zum Empfangen der Multi-Teil- bzw. Bereichs-Zugriffsprobe beinhaltet eine Vielzahl von Demodulatoren und einen Sucher-Empfänger (searcher receiver). Der Sucher-Empfänger akquiriert den ersten Teil bzw. Bereich der Zugriffsprobe und transferiert die weitere Verarbeitung der Probe, die der zweite Bereich bzw. Teil ist, zu einem der Demodulatoren. Der Sucher-Empfänger kann anschließend den ersten Teil einer anderen Zugriffsprobe akquirieren, während der Demodulator den zweiten Teil der ersten Zugriffsprobe demoduliert. Dieser Prozess kann wiederholt werden, Akquirie ren und Hand-off für so viele Zugriffsproben wie empfangen werden können, demoduliert und akquiriert werden können, und zwar während jedem gegebenen Zeitintervall.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen identische oder funktionell ähnliche Elemente anzeigen, und die erste Ziffer eines Bezugszeichens identifiziert die Zeichnung, in der das Bezugszeichen zuerst erscheint.
1 stellt ein beispielhaftes Drahtloskommunikationssystem dar, das gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konstruiert wurde und operiert.
2 stellt eine beispielhafte Implementierung von Kommunikationsverbindungen dar, die zwischen einem Gateway und einem Benutzerendgerät in dem Kommunikationssystem der 1 benutzt werden.
3 stellt die Struktur eines Zugriffskanals detaillierter dar.
4 ist ein Timing-diagramm, das eine typische Zeit- bzw. Timing-Struktur für Zugriffsproben in einem konventionellen, geschlitzten Zufallszugriffs-Kanal darstellt.
5 ist ein Timing-Diagramm für Zugriffsproben in einem geschlitzten Zufallszugriffs-Kanal gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6 stellt ein Protokoll dar, und zwar zum Generieren einer Zugriffsprobe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Blockdiagramm für einen beispielhaften Zugriffskanal-Sender, der für das Senden einer Zugriffsprobe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
8 ist ein Flussdiagramm des Betriebs eines Zugriffskanals-Senders gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Blockdiagramm für einen beispielhaften Zugriffskanal-Empfänger zum Empfangen einer Zugriffsprobe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Die vorliegende Erfindung ist ein System und ein Verfahren zum Erhöhen der Benutzerkapazität auf einem Kanal mit geschlitztem Zufallszugriff in einem Spreiz-Spektrums-Kommunikationssystem unter Verwendung einer Multi-Teil-Zugriffsprobe. Die vorliegende Erfindung vermindert ebenso die Verzögerung beim Neusenden von nicht erfolgreichen Zugriffsproben oder -Signalen. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Zugriffsprobe von einem Benutzendgerät zu einem Gateway oder einer Basisstation gesendet.
Obwohl die Erfindung im Detail bezüglich der spezifischen Ausführungsbeispiele beschrieben ist, können verschiedene Modifikationen, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu Verlassen, durchgeführt werden. Die Erfindung ist z. B. gleichermaßen geeignet für andere Sendungen als Zugriffskanalsendungen, die mit vielfachen PN-Code-Sequenzen gespreizt sind. Weiterhin ist der Kommunikationskanal der vorliegenden Erfindung nicht auf die beschriebene Luftverbindung begrenzt, sondern kann über Draht, Lichtwellenleiter und dergleichen angewendet werden.
In einem typischen CDMA-Kommunikationssystem benutzt eine Basisstation innerhalb einer vordefinierten geografischen Region, oder Zelle, mehrere Spreiz-Spektrum-Modems oder Sender- und Empfängermodule, um Kommunikationssignale für die Systembenutzer innerhalb des Service- bzw. Dienstbereiches zu verarbeiten. Jedes Empfängermodul wendet im Allgemeinen einen digitalen Spreiz-Spektrums-Datenempfänger an und wenigstens einen Sucher-Empfänger, wie auch assoziierte Demodulatoren und dergleichen. Während typischen Operationen wird ein bestimmtes Sendermodul und ein bestimmtes Empfängermodul oder ein einzelnes Modem in der Basisstation einem Benutzerendgerät zugeordnet, um den Transfer der Kommunikationssignale zwischen der Basisstation und dem Benutzerendgerät aufzunehmen. In einigen Fällen können mehrere Empfängermodule oder Modems benutzt werden, um Diversity-Signalverarbeitung aufzunehmen.
Für Kommunikationssysteme, die Satelliten anwenden. sind die Sender- und Empfänger-Module im Allgemeinen in Basisstationen platziert, die als Gateways bezeichnet werden, die mit den Systembenutzern durch Transferieren von Kommunikationssignalen über die Satelliten kommunizieren. Zusätzlich kann es andere assoziierte Steuerungszentralen geben, die mit den Satelliten oder den Gateways kommunizieren, um systemweite Verkehrssteuerung und Signalsynchronization aufrecht zu erhalten.
I. Systemübersicht
Ein Beispiel eines drahtlosen Kommunikationssystems, das gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und operiert, ist in 1 dargestellt. Ein Kommunikationssystem 100 verwendet Spreiz-Spektrums-Modulationstechniken beim Kommunizieren mit Benutzerendgeräten (gezeigt als Benutzerendgeräte 126 und 128). In terrestrischen Systemen kommuniziert Kommunikationssystem 100 mit Mobilstationen oder Benutzerendgeräten 126 und 128 unter Verwendung von Basisstationen (gezeigt als Basisstationen 114 und 116). Zellulartelefontyp Systeme in großen städtischen Bereichen können hunderte von Basisstationen 114 und 116 haben, die tausende von Benutzerendgeräten 126 und 128 versorgen.
In Satelliten basierten System wendet das Kommunikationssystem 100 Satelliten-Wiederholer bzw. Repeater (gezeigt als Satelliten 118 und 120) und System-Gateways (gezeigt als Gateways 122 und 124) an, um mit Benutzerendgeräten 126 und 128 zu kommunizieren. Gateways 122 und 124 senden Kommunikationssignale zu den Benutzerendgeräten 126 und 128 über Satelliten 118 und 120. Satelliten basierte Systeme wenden im Allgemeinen weniger Satelliten-Wiederholer an, um mehrere Benutzer über einer größeren geografischen Region zu versorgen, als vergleichbare terrestrische Systeme.
Mobilstationen oder Benutzerendgeräte 126 und 128 haben jedes für sich oder weisen ein Drahtloskommunikationsgerät auf, wie z. B. aber nicht begrenzt darauf, ein Zellulartelefon, ein Datentransceiver oder ein Transfergerät (z. B. Computer, persönliche Datenassistenten, Fax). Typischerweise sind solche Einheiten entweder Hand-Gehalten oder Fahrzeug montiert, wie gewünscht. Während diese Benutzerendgeräte als mobile Benutzerendgeräte diskutiert wurden, sei es angemerkt, dass die Lehren der Erfindung anwendbar auf feste Einheiten oder andere Typen von Endgeräten anwendbar sind, wo entfernter Drahtlosdienst gewünscht ist. Dieser letztere Typ an Dienst ist insbesondere geeignet, für das Verwenden von Satellite-Wiederholer, um Kommunikationsverbindungen in vielen entfernten Bereichen der Welt aufzubauen. Benutzerendgeräte werden manchmal ebenso als Teilnehmereinheiten, Mobileinheiten, Mobilstationen oder einfach „Benutzer", „Mobiles" oder „Teilnehmer" in einigen Kommunikationssystemen bezeichnet, abhängig von der Präferenz.
Beispielhafte Benutzerendgeräte sind im U.S.-Patent Nr. 5,691,974 , auf das oben Bezug genommen wurde und U.S.-Patentanmeldung mit der Seriennr. 08/627,830 mit dem Titel „Pilot Signal Strength Control for A Low Earth Orbiting Satellite Communications System" und 08/723,725 mit dem Titel „Unambugious Position Determination Using Two Low-Earth Orbit Satellites".
Für dieses Beispiel wird in Erwägung gezogen, dass Satelliten 118 und 120 vielfache bzw. mehrere Strahlen bzw. Beams innerhalb von „Spots" vorgesehen sind, die dirigiert sind, um getrennte, allgemein nicht überlappende geografische Bereiche abzudecken. Im Allgemeinen können mehrere Beams mit verschiedenen Frequenzen, ebenso bezeichnet als CDMA-Kanäle, „Sub-Beams" bzw. „Unter-Beams" oder FDM-Signale, Frequenzschlitze, oder Kanäle dirigiert werden, um den gleichen Bereich zu überlappen. Es sei jedoch angemerkt, dass die Strahlenabdeckung oder Dienstbereiche für unterschiedliche Satelliten oder Antennenmuster für terrestrische Zellstandorte sich kom plett überlappen oder teilweise in einer gegebenen Region abhängig vom Kommunikationssystem-Design und vom Typ des angebotenen Dienstes, und Raum-Diversity kann ebenso zwischen jedem dieser Kommunikationsbereiche oder -Geräte erreicht werden. Z. B. kann jeder Dienst für verschiedene Sätze von Benutzern mit unterschiedlichen Merkmalen bei unterschiedlichen Frequenzen vorsehen oder eine gegebene Mobileinheit kann mehrere Frequenzen und/oder mehrere Dienstprovider benutzen, jede mit überlappender geophysikalischer Abdeckung.
Wie in 1 dargestellt, benutzt das Kommunikationssystem 100 im Allgemeinen einen System-Controller und Schalt- bzw. Switch-Netzwerk 112, das ebenso als eine Mobiltelefon-Vermittlungszentrale (MTSO = mobile telephone switching Office) bezeichnet wird, und zwar in terrestrischen Systemen und in (Boden)-Befehls-und Steuerungszentralen (GOCC = ground command and control) für Satelliten-Systeme, die ebenso mit den Satelliten kommunizieren. Solche Controller beinhalten typischerweise Schnittstellen- und Verarbeitungsschaltkreise zum Vorsehen von systemweiter Steuerung für Basisstationen 114 und 116 oder Gateways 122 und 124 über gewisse Operationen einschließlich PN-Code-Generierung, -Zuordnungen und -Timing. Controller 112 steuert ebenso das Lenken der Kommunikationsverbindungen oder Telefonanrufe unter einem öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerk (PSTN = public switched telephone network) und Basisstationen 114 und 116 oder Gateways 122 und 124 und Benutzerendgerät 126 und 128. Eine PSTN-Schnittstelle bildet im Allgemeinen jedoch einen Teil von jedem Gateway für Direktverbindung zu solchen Kommunikationsnetzwerken oder -Verbindungen.
Die Kommunikationsverbindungen, die Controller 112 mit den verschiedenen System-Basisstationen 114 und 116 oder Gateways 122 und 124 verkoppeln, können unter Verwendung von bekannten Techniken aufgebaut werden, wie z. B., aber nicht begrenzt darauf, dedizierte Telefonleitungen, Lichtwellenleiter-Verbindungen und Mikrowellen- oder dedizierte Satelliten-Kommunikationsverbindungen.
Während nur zwei Satelliten in 1 dargestellt sind, wendet das Kommunikationssystem im Allgemeinen mehrere Satelliten 118 und 120 an, um unterschiedliche orbitale Ebenen zu durchqueren. Eine Vielfalt von Multi-Satelliten-Kommunikationssystemen wurden vorgeschlagen, einschließlich diejenigen, die eine Konstellation von Low-Earth-Orbit-(LEO)-Satelliten zum Versorgen von einer großen Anzahl von Benutzerendgeräten verwenden. Der Fachmann wird jedoch verstehen, wie die Lehren der vorliegenden Erfindung auf eine Vielfalt von sowohl terrestrischen als auch Satelliten-System-Konfigurationen anwendbar sind.
In 1 sind einige der möglichen Signalpfade für Kommunikationsverbindungen zwischen Basisstationen 114 und 116 und Benutzerendgeräten 126 und 128 als Linie 130, 132, 134 und 136 dargestellt. Die Pfeilköpfe auf diesen Linien stellen die beispielhaften Signalrichtungen für die Verbindung dar, entweder für eine Vorwärts- oder eine Rückwärtsverbindung, und dienen als Darstellung nur der Klarheit wegen und nicht als eine Restriktion des aktuellen Signalmusters.
Auf eine ähnliche Weise sind Signalpfade für Kommunikationsverbindungen unter Gateways 122 und 124, Satelliten-Wiederholer 118 und 120 und Benutzerendgeräte 126 und 128 als Linien 146, 148, 150 und 152 für Gateway-zu-Satelliten-Verbindungen und als Linien 140, 142 und 144 für Satelliten-zu-Benutzerverbindungen dargestellt. In einigen Konfigurationen kann es ebenso möglich und wünschenswert sein, direkte Satelliten-zu-Satelliten-Verbindungen aufzubauen, beispielhaft als Linie 154 dargestellt.
Wie dem Fachmann ersichtlich sein wird, ist die vorliegende Erfindung für entweder terrestrisch-basierte Systeme oder Satelliten basierte Systeme geeignet. Somit werden die Gateways 122 und 124 und Basisstationen 114 und 116 fortan zusammen genommen als Gateway 122 aus Gründen der Klarheit bezeichnet. Die Ausdrücke Basisstation und Gateway werden manchmal auswechselbar im Stand der Technik benutzt, wobei Gateways war genommen werden, als spezialisierte Basisstationen, die Kommunikationen über Satelli ten dirigieren. Auf ähnliche Weise werden Satelliten 118 und 120 zusammen genommen als Satellit 118 und Benutzerendgeräte 126 und 128 werden zusammen genommen als Benutzerendgerät 126 bezeichnet.
II. Kommunikationsverbindungen
2 stellt eine Beispielimplementierung der Kommunikationsverbindungen dar, die zwischen einem Gateway 122 und einem Benutzerendgerät 126 im Kommunikationssystem 100 benutzt werden. Zwei Verbindungen werden im Kommunikationssystem 100 angewendet, um den Transfer der Kommunikationssignale zwischen Gateway 122 und Benutzerendgerät 126 zu vereinfachen. Diese Verbindungen werden als eine Vorwärtsverbindung 210 und eine Rückwärtsverbindung 220 bezeichnet. Vorwärtsverbindung 210 handhabt die Sendesignale 215, die vom Gateway 122 zum Benutzerendgerät 126 gesendet werden. Rückwärtsverbindung 220 handhabt die Sendesignale 225, die von einem Benutzerendgerät 126 zum Gateway 122 gesendet werden.
Vorwärtsverbindung 210 beinhaltet einen Vorwärtsverbindungs-Sender 212 und einen Vorwärtsverbindungs-Empfänger 218. In einem Ausführungsbeispiel ist der Vorwärtsverbindungs-Sender 212 im Gateway 122 implementiert gemäß den bekannten CDMA-Kommunikationstechniken, wie offenbart in dem zuvor genannten Patenten. In einem Ausführungsbeispiel ist der Vorwärtsverbindungs-Empfänger 218 im Benutzerendgerät 126 implementiert, und zwar gemäß den bekannten CDMA-Kommunikationstechniken, wie offenbart in den zuvor genannten Patenten.
Die Rückwärtsverbindung 220 beinhaltet einen Rückwärtsverbindungs-Sender 222 und einen Rückwärtsverbindungs-Empfänger 228. In einem Ausführungsbeispiel ist der Rückwärtsverbindungs-Sender 222 im Benutzerendgerät 126 implementiert. In einem Ausführungsbeispiel ist der Rückwärtsverbindungs-Empfänger 228 im Gateway 126 implementiert.
Wie oben diskutiert benutzt die Rückwärtsverbindung 220 wenigstens zwei Kanäle, einschließlich einem oder mehrere Zugriffskanäle und einen oder mehrere Rückwärtsverkehrs-Kanäle. Diese Kanäle können durch getrennte Empfänger implementiert sein oder durch den gleichen Empfänger, der in unterschiedlichen Modi operiert. Wie oben diskutiert, wird ein Zugriffskanal von Benutzerendgeräten 126 benutzt, um Kommunikationen mit dem Gateway 122 zu initiieren oder darauf zu antworten. Ein separater Zugriffskanal wird zu jeder gegebenen Zeit für jeden aktiven Benutzer benötigt. Insbesondere sind Zugriffskanäle zeitgeteilt für mehrere Benutzerendgeräte 126 mit Sendungen von jedem aktiven Benutzer, die in der Zeit von einander getrennt sind. Die Struktur der Zugriffskanäle und Signale ist detaillierter nachstehend diskutiert.
Systeme können mehr als einen zusätzlichen Zugriffskanal benutzen, abhängig von bekannten Faktoren, wie z. B. einen gewünschten Level an Gateway-Komplexität und Zugriffs-Timing. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden 1 bis 8 Zugriffskanäle pro Frequenz angewendet. In bevorzugten Ausführungsbeispielen werden unterschiedliche Sätze von PN-Spreiz-Codes zwischen den Rückwärts-Verkehrskanälen und den Zugriffskanälen benutzt. Zusätzlich können Zugriffskanäle sehr kurze PN-Codes anwenden, ausgewählt von einem einzigartigen Satz von Codes (oder Code-Generatoren), die nur für die Benutzung der Zugriffskanäle über das ganze Kommunikationssystem 100 zugeordnet werden. Diese letztere Technik sieht einen sehr effizienten Mechanismus für das schnelle Akquirieren von Zugriffssignalen bei Gateways vor, und zwar in Anwesenheit von Signalverzögerung und Doppler- und anderen bekannten Effekten.
III. Zugriffskanal
3 stellt einen Zugriffskanal 300 detaillierter dar. Zugriffskanal 300 beinhaltet einen Zugriffskanal-Sender 310, einen Zugriffskanal-Empfänger 320 und ein Zugriffssignal oder -Probe 330. Zugriffskanal-Sender 310 kann in dem Rückwärts-Verbindungssender 322, wie oben beschrieben, beinhaltet sein.
Zugriffskanalempfänger 320 kann im Rückwärtsverbindungs-Empfänger 328, wie oben beschrieben, beinhaltet sein.
Zugriffskanal 300 wird für Kurz-Signal-Nachrichten-Austausch benutzt, einschließlich Anrufsursprung, Antworten auf Funkrufe bzw. Pages und Registrierungen, die von dem Benutzerendgerät 126 ausgehen und ihr Ziel haben beim Gateway 122. Um dem Benutzerendgerät 126 zu ermöglichen, Kommunikationen mit dem Gateway 122 über den Zugriffskanal 300 zu initiieren oder darauf zu antworten, wird ein Signal, das als Zugriffsprobe 330 bezeichnet wird, gesendet.
Ein Zugriffskanal ist ebenso im Allgemeinen mit einem oder mehreren bestimmten Paging-Kanälen assoziiert, die in dem Kommunikationssystem benutzt werden. Dies macht Anworten auf Paging-Nachrichten effizienter bezüglich dessen, dass das System weiß, wo nach Benutzerendgerät-Zugriffssendungen, ansprechend auf Pages gesucht werden soll. Die Assoziation oder Zuordnung kann basierend auf einem festen System-Design bekannt sein, oder für Benutzerendgeräte innerhalb der Struktur von Paging-Nachrichten angezeigt sein.
IV. Timing-Unsicherheit bzw. -Ungenauigkeit bei Zugriffsproben
Eine Unsicherheit in dem Timing der Zugriffsprobe 330 tritt auf wegen dem Ändern der Distanz oder Ausbreitungspfadlänge zwischen Benutzerendgerät 126 und Satelliten 118 als ein Ergebnis des Orbits des Satelliten 118 um die Erde. Diese Timing-Unsicherheit ist durch eine minimale Ausbreitungsverzögerung und eine maximale Ausbreitungsverzögerung eingegrenzt. Die minimale Ausbreitungsverzögerung ist der Zeitbetrag, der für ein Signal benötigt wird, um vom Benutzerendgerät 126 zum Satelliten 118 (und einem Gateway) zu reisen, im Allgemeinen wenn Satellit 118 direkt über dem Benutzerendgerät 126 ist. Die maximale Ausbreitungsverzögerung ist der Zeitbetrag, der für ein Signal benötigt wird, vom Benutzerendgerät 126 zum Satelliten 118 zu reisen, wenn der Satellit 118 an einem vorbestimmten, nützlichen Horizont des Benutzerendgeräts 126 lokalisiert ist. Die gesamte Verzögerung ist ebenso von der Position des Gateways relativ zum Satelliten beeinträchtigt, und kann die Satellitenposition ändern, bei der Maxima oder Minima auftreten. Auf eine ähnliche Weise kann ein Grad an Timing-Unsicherheit auftreten, wegen der relativen Bewegung zwischen einem Benutzerendgerät und Basisstation 114 oder anderen Signalquellen, obwohl allgemein in niedrigerer Höhe, abhängig von der relativen Bewegung.
Das Auflösen der Timing-Unsicherheit ist notwendig, wenn die Zugriffsprobe 330 richtig zu akquirieren. Speziell müssen die PN-Code-Phase und -Timing, d. h. die Zeit des Starts der PN-Code-Sequenzen, bekannt sein, um die langen und kurzen PN-Codes, die bei der Bildung der Zugriffsprobe 330 benutzt wurden, zu entspreizen. Dies wird gemacht durch Korrelieren der Zugriffsprobe 330 mit verschiedenen Timing-(und Code, wie passend)-Hypothesen, um zu bestimmen, welche Timing-Hypothese die beste Schätzung zu Akquirieren der Zugriffsprobe 330 ist. Die Timing-Hypothesen sind zeitlich versetzt (und Frequenz für Doppler-Effekte) von einander und repräsentieren verschiedene Schätzungen des Timings der Zugriffsprobe 330, oder der PN-Codes, die benutzt werden, das Zugriffssignal zu generieren. Die Hypothese, die die höchste Korrelation mit der Zugriffsprobe 330 generiert im Allgemeinen eine, die eine vorbestimmte Korrelierungsschwelle überschreitet, bis die Hypothese mit der wahrscheinlichsten Schätzung (angenommen als „korrekt" oder passend) des Timings, das für diese bestimmte Zugriffsprobe 330 benutzt werden soll. Sobald die Timing-Unsicherheit auf diese Weise aufgelöst wurde, kann die Zugriffsprobe 330 unter Verwendung des aufgelösten Timings und der langen und kurzen PN-Codes gemäß bekannter Techniken entspreizt werden.
V. System-Timing für Zugriffsproben-Sendung
Die herkömmliche Zugriffstechnik für ein Zugriffssignal ist ein geschlitzter Zufallszugriff, bekannt als „geschlitzter ALOHA". Gemäß dieser Technik baut das Kommunikationssystem 100 eine reguläre Timing-Struktur auf dem Zugriffskanal auf, um Zugriffsproben-Sendungen zu koordinieren. 4 ist ein Ti ming-Diagramm, das eine typische Timing-Struktur für Zugriffssignale oder -Proben in einem konventionellen, geschlitzten Zufallszugriffs-Kanal 400 darstellt. Kanal 400 weist Zugriffsschlitze 402, Grenzen 404, Sicherheits-Frequenzbänder 406 und Zugriffsproben 408 auf. Kanal 400 ist in Zeitblöcke von gleicher Dauer geteilt, die als Zugriffsschlitze 402 mit Grenzen 404 bekannt sind. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet der Zugriffsschlitz 402 ein führendes Sicherheitsfrequenzband 406A und Endsicherheitsfrequenzband 406B, um die oben beschriebenen Timing-Unsicherheiten aufzunehmen (accomodate).
Wenn ein Benutzerendgerät Zugriff auf das Kommunikationssystem 100 wünscht, d. h. Kommunikationen initiiert oder darauf antwortet, sendet das Benutzerendgerät Zugriffssignal oder -Probe 408 zum Gateway 122. Konventionelle Zugriffsprobe 408 beinhaltet eine Zugriffs-Präambel und eine Zugriffsnachricht, und wird vom Zugriffskanal-Sender 310 im Benutzerendgerät 126 zum Zugriffskanalempfänger 320 im Gateway 122 gesendet. In einem konventionellen Spreiz-Spektrums-System sind sowohl Präambel als auch Zugriffsnachricht Quadratur-gespreizt mit einem Paar von Kurz-PN-Codes und kanalisiert mit Lang-PN-Codes. Die Präambel weist typischerweise null Daten auf, d. h., nur „1"-en oder nur „0"-en oder ein vor-ausgewähltes Muster von „1"-en und „0"-en. Die Präambel wird zuerst gesendet, um den Zugriffskanal-Empfänger eine Möglichkeit zu liefern, die Zugriffsprobe 408 vor der gesendeten Zugriffsnachricht zu akquirieren. Wenn der Zugriffskanal-Empfänger 320 die Präambel empfängt, muss der Zugriffskanal-Empfänger 320 die Präambel entspreizen, und zwar unter Verwendung des Kurz-PN-Code-Paares und des Lang-PN-Codes. Sobald die Kurz-PN- und Lang-Codes vom Zugriffskanal-Empfänger 320 bestimmt sind, wird die Zugriffsprobe als akquiriert bezeichnet. Nachdem die Präambel für eine vorbestimmte Zeitperiode gesendet wurde, wird die Zugriffsnachricht vom Zugriffskanal-Sender 310 gesendet. Die Zugriffsnachricht wird unter Verwendung des gleichen Kurz-PN-Code-Paares und des Lang-PN-Codes, der benutzt wurde für die Spreizung der Präambel, gespreizt.
Die Präambel muss eine ausreichende Länge haben, so dass der Zugriffskanal-Empfänger 320 die Zeit hat, die Hypothesen zu verarbeiten und die Zugriffsprobe zu akquirieren, bevor die Zugriffsnachricht gesendet wird. Andernfalls wird der Zugriffskanal-Empfänger 320 immer noch versuchen, die Zugriffsprobe zu akquirieren, während die Zugriffsnachricht gesendet wird. In diesem Fall wird die Zugriffsnachricht nicht richtig empfangen. Die Zeit, die benötigt wird, um eine Zugriffsprobe zu akquirieren, die als Akquirierungszeit bezeichnet wird, variiert abhängig davon, wie viele Empfänger parallel benutzt werden, um die Hypothesen zu verarbeiten, wie lange die verschiedenen Code-Sequenzen sind, der Bereich der Timing-Unsicherheit in den Signalsendungen, usw. Zusätzlich wird die Länge und Frequenz der Wiederholung der Präambel ausgewählt, um Kollisionen zwischen Zugriffsproben, die von verschiedenen Benutzerendgeräten gesendet werden, zu minimieren. Jeder dieser Faktoren wird betrachtet, basierend auf System-Design-Betrachtungen, wenn die Länge der Präambel bestimmt wird, wie leicht ersichtlich sein würde.
Zugriffsproben von konventionellem Design stören sich gegenseitig, wenn gleichzeitig gesendet. Aus diesem Grund kann nur eine konventionelle Zugriffsprobe erfolgreich empfangen werden, und zwar während einem Zugriffschlitz und einem geschlitzten Zufallszugriffskanals. Da Zugriffsschlitze nicht für bestimmte Benutzer reserviert sind, kann ein Benutzer während jedem Zugriffsschlitz senden. Der Benutzer wartet anschließend auf eine Bestätigung von dem Empfänger, bevor eine andere Nachricht gesendet wird. Wenn keine Bestätigung nach einer vorbestimmten Periode empfangen wird, nimmt der Benutzer an, dass die Zugriffsprobe mit einer Zugriffsprobe von einem anderen Benutzer kollidiert ist oder einfach nicht empfangen wurde, und sendet die Zugriffsnachricht erneut.
Zugriffsschlitz-Dauer (weniger Sicherheits-Frequenzbänder) in einem konventionellen geschlitzten Zufallszugriffskanal wird ausgewählt, um die Länge der längstmöglichen Zugriffsprobe zu überschreiten. Konventionelle Zugriffsproben werden dann so gesendet, dass sie vollständig in einen Zugriffsschlitz 402 fallen. Diese Anordnung reduziert die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen einigermaßen. Diese Anordnung verursacht jedoch ebenso, dass eine signifikante Menge des Zugriffskanals 400 nicht genutzt wird. Da es kostspielig ist, Kommunikationskanäle hinzuzufügen, ist es wünschenswert, den unbenutzten Teil von jedem Kommunikationskanal zu minimieren, insbesondere einen, der benutzt wird, um Zugriff auf ein System- oder Aufbau-Kommunikationsverbindungen zu bekommen.
5 ist ein Timing-Diagramm für Zugriffsproben in einem geschlitzten bzw. Schlitz-Zufallszugriffskanal gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In 5 wurden konventionelle Zugriffsproben 408 durch Multi-Teil-Zugriffsproben 502 gemäß der vorliegenden Erfindung ersetzt. Solch eine Multi-Teil-Zugriffsprobe ist im Detail in einer ebenfalls anhängigen Anmeldung offenbart, eingereicht am 16. Juni 1998 mit dem Titel „Rapid Signal Acquisition and Synchronization for Access Transmissions" mit der U.S.-Patentanmeldungs-Serien-Nr. 09/098,631, die hierin durch Bezugnahme eingebaut ist. Wie nachstehend beschrieben, können solche Multi-Teil-Zugriffsproben sich teilweise unter gewissen Bedingungen überlappen. Diese Technik reduziert nicht nur signifikant den ungenutzten Teil des Zugriffskanals 400, sondern erlaubt ebenso mehrere Zugriffsproben 502, den Zugriffskanal 400 bei im Wesentlichen der gleichen Zeit zu teilen, wenigstens für eine gewisse Periode. Eine fundamentale Differenz zwischen der Erfindung und dem konventionellen Protokoll 400 ist, dass die Präambel anfänglich mit nur den Kurz-PN-Code-Paar gespreizt wird und später mit sowohl dem Kurz-PN-Code als auch dem Lang-PN-Code. Dies ermöglicht dem Zugriffskanal-Empfänger 320 die Timing-Unsicherheit unter Verwendung von nur Kurz-PN-Code-Paar 440 aufzulösen. Demgegenüber benötigt das konventionelle Protokoll 400 die Benutzung von sowohl dem Kurz-PN-Code-Paar 440 als auch dem Lang-PN-Code 450, um die Timing-Unsicherheit aufzulösen.
VI. Protokoll zum Senden einer Zugriffsprobe gemäß der vorliegenden Erfindung
6 stellt ein Protokoll oder eine Prozessstruktur 600 zum Generieren einer Zugriffsprobe 502 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Im Protokoll 600 beinhaltet Zugriffsprobe 502 eine Zugriffsproben-Präambel (Präambel) 604 und eine Zugriffsproben-Nachricht (Zugriffsnachricht) 606. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Präambel 604 in zwei Stufen: eine erste Stufe 508 und eine zweite Stufe 510 gesendet. Zugriffsnachricht 606 wird in einer einzelnen Nachrichtenstufe 512 gesendet. Die Stufen 508, 510 und 512 sind in zwei Teile für Modulationszwecke gruppiert. Erster Teil 504 und zweiter Teil 506. Erster Teil 504 beinhaltet die erste Stufe 508 und wird mit einem Kurz-PN-Code 620 gespreizt. Der zweite Teil 506 beinhaltet die zweite Stufe 510 und die Nachrichtenstufe 512 und wird mit dem Kurz-PN-Code 620 und einem Lang-PN-Code 622 gespreizt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Kurz-PN-Code 620 ein Paar von Quadratur-PN-Codes und wird benutzt, um das Signal unter Verwendung von bekannten Techniken zu spreizen. In einem Ausführungsbeispiel kann die PN-Code-Sequenz, die benutzt wird, um einen Q-Kanal zu spreizen, eine verzögerte Version der PN-Code-Sequenz sein, die benutzt wird, um den I-Kanal zu spreizen, obwohl getrennte Codes bevorzugt sind.
In der ersten Stufe 508, wird die Präambel 604 der Zugriffsprobe 502 mit dem Kurz-PN-Code 620 gespreizt, und zwar für eine Zeitlänge, die ausreicht, um den Zugriffskanal-Empfänger 320 zu ermöglichen, das Timing des Kurz-PN-Codes 620 zu bestimmen. Die Präambel 604 kann jedes Bit-Muster aufweisen, das die Akquisition der Zugriffsprobe 502 vereinfacht. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Bit-Muster für die Präambel 604 Null-Daten, wie z. B. ein Bit-Muster von nur Einsen, nur Nullen oder ein vor-ausgewähltes Muster von „1"-en und „0"-en. Um eine rasche Akquirierung der Zugriffsprobe 502 durch das Gateway 122 zu vereinfachen, wird der Lang-PN-Code 622 nicht benutzt, um die erste Stufe 508 zu spreizen.
In der zweiten Stufe 510 wird die Präambel 604 der Zugriffsprobe 502 mit dem Kurz-PN-Code 620 gespreizt, wie für die erste Stufe 508. Die Präambel 604 wird ebenso mit dem Lang-Code 622 gespreizt, um die Synchronization des Lang-Codes vom Gateway 122 zu vereinfachen. Wenn das Benutzerendgerät 126 versucht, auf einen spezifischen Zugriffskanal zuzugreifen, beinhaltet der Lang-Code 622 eine Maske assoziiert mit diesem Zugriffskanal, was einen Pseudo-Orthogonal-PN-Code erzeugt. Das Gateway benutzt die gleiche Maske, um Signale für diesen spezifischen Zugriffskanal zu demodulieren. Am Ende der zweiten Stufe 510 sollte der Zugriffskanal-Empfänger 320 die Zugriffsprobe 502 akquiriert haben.
Zugriffsnachrichten können auf eine ähnliche Weise wie die Daten auf den typischen Verkehrskanälen codiert sein, die M-stufig-moduliert ist, und zwar unter Verwendung von einem Satz von Orthogonal-Codes, wie z. B. die Walsh-Funktionen. Die Daten könnten ebenso unter Verwendung von einzelnen Walsh-Funktionen moduliert werden, obwohl die Timing-Unsicherheit im Allgemeinen gegen diesen Ansatz arbeitet.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird während der Nachrichtenstufe 512 die Nachrichtendaten von einem oder mehreren Orthogonal-Codes moduliert, ausgewählt von einem Satz von Orthogonal-Codes, anschließend gespreizt mit dem Kurz-Code 620 und gespreizt mit dem Lang-Code 622. Ein beispielhafter Satz von Orthogonal-PN-Codes ist offenbart in einem anhängigen U.S.-Patentanmeldung SN 08/627,831, mit dem Titel „Using Orthogonal Waveforms to Share a Single CDMA Channel" (PA208).
Zwei Zugriffsproben 502, die unter Verwendung des Protokolls 600 generiert wurden, können kollidieren oder sich gegenseitig unter gewissen Bedingungen interferieren bzw. stören. Zwei Signale, die mit den gleichen Kurz-PN-Codes 620 moduliert wurden, werden z. B. sich gegenseitig stören, wenn die Differenz in deren Ankunftszeiten beim Zugriffskanal-Empfänger 320 kleiner als die Hälfte eines Chips, Modulo 256 Chips ist. Deswegen können zwei Zugriffsproben 502 kollidieren, wenn deren erste Stufen 508 gesendet werden, um innerhalb des gleichen Zugriffsschlitzes 402 empfangen zu werden.
Weiterhin werden zwei Signale, die mit dem gleichen Kurz-PN-Code 620 und dem gleichen Lang-Code 622 moduliert wurden, sich gegenseitig unter gewissen Bedingungen stören. Speziell werden sich zwei Signale, die mit dem gleichen Kurz-PN-Code 620 und dem gleichen Lang-PN-Code 622 gegenseitig stören, wenn die Differenz in deren Ankunftszeit beim Zugriffskanal-Empfänger 320 kleiner ein halb eines Chips ist, Modulo 256 Chips. Deswegen können zwei Zugriffsproben 502 sich gegenseitig stören, wenn deren zweiten Stufen 510 gesendet wurden, um innerhalb des gleichen Zugriffschlitzes 402 empfangen zu werden.
Signale, die nur mit Kurz-PN-Code 620 moduliert werden, kollidieren jedoch nicht mit Signalen, die ebenso mit dem Lang-PN-Code 622 moduliert wurden. Deswegen kann die erste Stufe 508 einer Zugriffsprobe den gleichen Zugriffsschlitz 402, wie die zweite Stufe 510 und/oder die Nachrichtenstufe 512 einer anderen Zugriffsprobe besitzen.
Weiterhin stören sich Signale, die mit einem Orthogonal-Code (wenn benutzt) moduliert wurden, nicht gegenseitig mit Signalen, die mit anderen Orthogonal-Codes ausgewählt, aus dem gleichen Satz von Orthogonal-Spreiz-Codes, moduliert wurden. Deswegen kann die Nachrichtenstufe 512 einer Zugriffsprobe den gleichen Zugriffsschlitz 402, wie die Nachrichtenstufe 512 einer anderen Zugriffsprobe besetzen.
Deswegen können gemäß der vorliegenden Erfindung Zugriffsproben 502 sich einen Zugriffsschlitz 402 oder einen Teil davon teilen. Somit, wenn die Technik des geschlitzten Zufallszugriffs für die erste Stufe 508 jeder Zugriffsprobe 502 beobachtet wird und die Ankunftszeiten der zweiten Stufen der Zugriffsproben 502 sich nicht, wie oben beschrieben, überdecken, können sich Kommunikationssignale, die gemäß dem Protokoll der 6 moduliert sind, teilweise überlappen, wie in 5 gezeigt. Dies ermöglicht die Benutzung von Schlitzzeit, die andernfalls unnötig verbraucht oder nicht verfügbar ist. Somit resultiert die vorliegende Erfindung im effizienteren Gebrauch von Kommunikationskanälen.
Weiterhin wurde die Länge jedes Zugriffsschlitzes normalerweise definiert als die Summe der Längen von jedem Teil eines Zugriffssignals, d. h. die Präambel- und die Nachrichtenteile, plus Sicherheits-Frequenzbänder (wenn benutzt) (Stufe 508 + Stufe 508 + 512). Dies liefert die Anzahl der Schlitze über eine gegebene Zeitperiode, die verfügbar sind. Die Anzahl von verfügbaren Zugriffskanälen auf einer gegebenen Frequenz ist begrenzt durch die Anzahl der Kurz-PN-Codes. Zusammen genommen sehen diese Fakten die Anzahl der Zeitschlitze vor, in denen Benutzer versuchen können, auf das Kommunikationssystem 100 zuzugreifen. Mit der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl der Zugriffskanäle jedoch effektiv erhöht werden.
Die Tatsache z. B., dass Teile oder Stufen der Zugriffsproben sich überlappen können, kann z. B. benutzt werden, um mehrere Zugriffskanäle zu erzeugen. D. h., Zugriffskanäle können gebildet werden, die auf Kurz-PN-Codes basieren oder die Kurz-PN-Codes benutzen, deren Timing-Struktur mit einer vorausgewählten Zeitperiode verschoben ist, die für den ersten Teil der Präambel (nur Kurz-PN-Spreizung) dediziert oder benutzt wird. Die Kanäle benutzen die gleichen Kurz-PN-Codes, die von einander Zeit verschoben sind, so dass die verschiedenen Teile der benachbarten Zugriffssignale oder -Proben, die empfangen werden können, sich nicht überschneiden. Eine Zugriffsprobe kann in einem Kanal empfangen werden, während ein anderer Kanal eine andere Zugriffsprobe empfängt, die den gleichen Kurz-PN-Code benutzt, aber einen Zeitversatz bzw. Offset hat, die Länge der ersten Präambel-Stufe oder größer, so dass zwei Signale nicht kollidieren. Der Empfang der zweiten Präambel-Stufe und des Nachrichtenteils wird keine Kollision in diesem Schema verursachen, und diese Teile müssen nicht direkt beim Aufbauen der Kanal-Offsets berücksichtigt werden. Die Empfänger können die Kanäle gemäß der Zeit verschobenen PN-Codes, die sie für die Hypothese in der Signalakquirierung- und den Demodulationsprozesse benutzen, aufbauen. Abhängig von der Län ge der Zeit, die für die Zeit-Offsets benutzt werden, um den Präambel-Empfang abzusichern, und jegliche gewünschten Sicherheits-Frequenzbänder, wie zuvor, wird es abgeschätzt, dass wenigstens zwei oder drei Mal so viele Kanäle in dem gleichen Frequenzraum erzeugt werden können.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung erkennt jedoch, dass alternativ die gesamte (feste) Länge von jedem der Schlitze auf die Periode des Kurz-PN-Codes reduziert werden kann, plus Sicherheits-Frequenzbänder oder oder Extrazeit, wie für die System-Performance gewünscht. Da die Zugriffsproben nicht kollidieren sollten, außer für diese kurze Zeitperiode, wenn die gleichen Kurz-PN-Codes benutzt werden, sind längere Zeitschlitze nicht notwendig, um Zugriffssignale zu unterscheiden, zu akquirieren und zu demodulieren. Dies ermöglicht eine größere Anzahl von Zugriffsschlitzen pro Kanal, (ebenso als Kanäle in einigen Systemen bezeichnet), um in der Tat auf den Zugriffskanälen oder Frequenzen erzeugt zu werden. Diese Technik liefert erhöhte Zugriffskanalkapazität und erhöht die Einfachheit des Zugriffs ohne die Komplexität der Hardware oder Steuerungssysteme, die benutzt werden, um die Zugriffskanäle zu erzeugen und zu überwachen, zu erhöhen.
VII. Zugriffskanal-Sender
7 ist ein Schaltblockdiagramm für einen exemplarischen Zugriffskanal-Sender 310 zum Senden einer Zugriffsprobe 502 gemäß dem Protokoll oder der Signalstruktur der 6. Der Zugriffskanal-Sender 310 beinhaltet einen Daten-Modulator 702, PN-Code-Modulatoren 704, Sender 706 und Antenne 708.
8 ist ein Flussdiagramm, das die Operation des Schaltkreises der 7 beschreibt. In einem Schritt 802 moduliert der Datenmodulator 702 ein Trägersignal (Basisband) des konventionellen Designs (nicht gezeigt) mit einer Zugriffsnachricht, um eine Nachrichtenstufe 512 des zweiten Teils 506 der Zugriffsprobe 502 zu produzieren. In einem Schritt 804 moduliert PN-Code- Modulator 704A einen Teil des Signals, das von dem Daten-Modulator 702 produziert wurde, und zwar unter Verwendung eines Lang-PN-Codes 622, um einen zweiten Teil 506 der Zugriffsprobe 502 zu produzieren. In einem Schritt 806 moduliert PN-Code-Modulator 704B den ersten Teil 504 und den zweiten Teil 506 des Signals das von dem PN-Code-Modulator 704A produziert wurde, und zwar unter der Verwendung des Kurz-PN-Codes 620. In einem Schritt 808 sendet der Sender 706 die Zugriffsprobe 502 über die Antenne 708, so dass der erste Teil 504 der Zugriffsprobe 502 vollständig innerhalb eines Zugriffsschlitzes 402 fällt.
VIII. Zugriffskanal-Empfänger
9 ist ein Schaltkreisblock-Diagramm für einen exemplarischen Zugriffskanal-Empfänger 320 zum Empfangen einer Zugriffsprobe 502 gemäß dem Protokoll der 6. Zugriffskanal-Empfänger 320 beinhaltet einen Sucher 902, Demodulatoren 904A bis 904N und eine Antenne 908. Die Zweistufen-Architektur des Zugriffskanal-Empfängers 320 ist ideal zum Verarbeiten der Multi-Teil-Zugriffsprobe der vorliegenden Erfindung in der Art einer Pipeline, wie nachstehend beschrieben.
Im Betrieb empfängt der Sucher 902 die Zugriffsprobe 502 unter Verwendung der Antenne 908 und akquiriert die Präambel 604. Die Präambel 604 wird durch Akquirieren des Kurz-PN-Codes 620 und des Lang-PN-Codes, wie oben beschrieben akquiriert und durch Entspreizen der Zugriffsprobe 502. Wenn der Sucher 902 die Präambel 604 akquiriert hat, transferiert der Sucher 902 die entspreizte Zugriffsprobe zu einem der Demodulatoren 904. Der Demodulator 904 demoduliert die entspreizte Zugriffsprobe, um die Zugriffsnachricht 606 zu erlangen.
Da die Präambel 604 und die Zugriffsnachricht 606 durch separate Funktionaleinheiten erlangt werden, können sie gleichzeitig für unterschiedliche Zugriffsproben auftreten. D. h. insbesondere, dass ein Demodulator 902 eine Zugriffsnachricht von einer Zugriffsprobe demodulieren kann, während der Sucher 902 die Präambel einer anderen Zugriffsprobe akquiriert. Diese Anordnung ist ideal geeignet für effizientere Benutzung von überlappenden Multi-Teil-Zugriffsproben gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie oben beschrieben, da ein Zugriffssignal, das nicht erfolgreich empfangen wurde, nochmals gesendet werden kann, und zwar bevor eine gesamte konventionelle Zugriffsperiode durchlaufen ist, können auch unakquirierte oder fehlgeschlagene Zugriffssignale effizienter Zugriff auf das Kommunikationssystem erhalten. Zusätzlich, wenn zusätzliche Offset-Zugriffskanäle vorgesehen sind oder kürzere Zeitschlitze benutzt werden, vermindert sich die Wahrscheinlichkeit der Nichtakquirierung entlang der Zeit, um Zugriffssignale erneut zu senden und zu akquirieren.
IX. Zusammenfassung
Die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele ist vorgesehen, um jedem Fachmann zu ermöglichen, die vorliegende Erfindung zu produzieren oder zu benutzen. Während die Erfindung insbesondere mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele davon gezeigt und beschrieben wurde, wird der Fachmann verstehen, dass verschiedene Änderungen in Form und Details darin gemacht werden können, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist. Z. B. ist die Erfindung gleichermaßen geeignet für andere Sendungen als Zugriffskanalsendungen, die mit mehreren Code-Sequenzen gespreizt werden.

Claims

Ein System zum Senden von Zugriffsproben (502) über einen geschlitzten Zufallszugriffskommunikationskanal mit einer Vielzahl von Zugriffskanalschlitzen, wobei jede der Zugriffsproben (502) eine Präambel (604) mit ersten und zweiten Stufen (508, 510) und eine Zugriffsnachricht (606) in einer Zugriffsnachrichtenstufe (512) beinhaltet, wobei das System Mittel zum Generieren einer Zugriffsprobe aufweist, wobei die Mittel zum Generieren Folgendes aufweisen: einen Datenmodulator (702) zum Erzeugen der Zugriffsnachrichtenstufe (512), einen ersten und zweiten Modulator (704B, 704A), wobei der zweite Modulator (704A) mit dem Datenmodulator (702) gekoppelt ist, und zwar zum Modulieren eines zweiten Teils der Zugriffsprobe (502) mit einer Pseudo-Zufallsrausch-Sequenz (622) basierend auf einem Lang-PN-Code, und wobei der erste Modulator (704B) mit dem zweiten Modulator (704A) zum Modulieren eines ersten Teils (504) und des zweiten Teils (506) der Zugriffsprobe (502) mit einer Pseudo-Zufallsrausch-Sequenz (620) basierend auf einem Kurz-PN-Code, gekoppelt ist, wobei der erste Teil (504) die erste Stufe (508) beinhaltet und der zweite Teil (506) die zweite Stufe (510) und die Zugriffsnachrichtenstufe (512) beinhaltet; und das System weiterhin das Folgende aufweist: einen Sender (706), gekoppelt an die Mittel zum Generieren, zum Senden der Zugriffsprobe (502), so dass der erste Teil in einen der Zugriffskanalschlitze fällt.
System gemäß Anspruch 1, wobei der erste Modulator angepasst ist, um eine PN-Sequenz (620), basierend auf einem Kurz-PN-Code zu benutzen, wobei der Code eine Länge von 2⁸ Chips hat.
System gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Modulator angepasst ist, um eine PN-Sequenz (622), basierend auf einem Lang-PN-Code zu benutzen, wobei der Code eine Länge von 2⁴² Chips hat.
System gemäß Anspruch 1, wobei der erste Modulator angepasst ist, um eine PN-Sequenz, basierend auf einem Kurz-PN-Code (620) zu benutzen, der ein Paar von Quadratur-Kurz-Pseudo-Zufallsrausch-Sequenzen ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei jeder der Zugriffskanalschlitze erste und zweite Schutzbereiche bzw. Sicherheitsfrequenzbänder hat, wobei die Mittel zum Senden weiterhin das Folgende aufweisen: Mittel zum Senden der Zugriffsprobe (502), so dass der erste Teil innerhalb einen der Zugriffskanalschlitze zwischen den ersten und zweiten Schutzbereichen fällt.
Ein System zum Empfangen einer Zugriffsprobe (502) über einen geschlitzten Zufalls-Zugriffskommunikationskanal mit einer Vielzahl von Zugriffskanalschlitzen, wobei jede der Zugriffsproben (502) einen ersten Teil, der nur mit einer Pseudo-Zufallsrausch-Sequenz (620) basierend auf einem Kurz-PN-Code moduliert wird, und einen zweiten Teil, der mit der Pseudo-Zufallsrausch-Sequenz (620) basierend auf dem Kurz-PN-Code und einer Pseudo-Zufallsrausch-Sequenz (622) basierend auf einem Lang-PN-Code moduliert wird, beinhaltet, wobei der erste Teil (504) eine erste Stufe (508) beinhaltet und der zweite Teil (506) eine zweite Stufe (510) beinhaltet, und wobei die erste Stufe (508) und die zweite Stufe (510) eine Präambel (604) bilden, wobei das System Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Demodulatoren zum Demodulieren der Zugriffsprobe (502); und ein Sucher-Empfänger, speziell angepasst zum Akquirieren und Entspreizen der Zugriffsprobe (502) und zum Weiterreichen der entspreizten Zugriffsprobe (502) zu einem der Vielzahl von Demodulatoren.
System gemäß Anspruch 6, wobei der geschlitzte Zufallszugriffskommunikationskanal ein geschlitzter ALOHA-Kanal ist.
Ein Verfahren zum Senden von Zugriffsproben (502) über einen geschlitzten Zufallszugriffskommunikationskanal mit einer Vielzahl von Zugriffskanalschlitzen, wobei jede der Zugriffsproben (502) eine Präambel mit ersten und zweiten Stufen (508, 510) und eine Zugriffsnachricht (606) in einer Zugriffsnachrichtenstufe (512) beinhaltet, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Erzeugen (802) der Zugriffsnachrichtenstufe (512), mit der Zugriffsnachricht (606); Modulieren (804) eines zweiten Teils der Zugriffsprobe (502) mit einer Pseudo-Zufallsrausch-Sequenz (622), basierend auf einem Lang-PN-Code, und zwar nach dem Modulieren (802) der Zugriffsnachrichtenstufe (502); Modulieren (806) eines ersten Teils und des zweiten Teils der Zugriffsprobe (502) mit einer Pseudo-Zufallsrausch-Sequenz (620) basierend auf einem Kurz-PN-Code, und zwar nach dem Modulieren (804) des zweiten Teils der Zugriffsprobe (502), wobei der erste Teil (504) die erste Stufe (508) beinhaltet und der zweite Teil (506) die zweite Stufe (510) und die Nachrichtenstufe (512) beinhaltet; und Senden (808) der Zugriffsprobe (502), so dass der erste Teil in einen der Zugriffskanalschlitze fällt.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Länge des kurzen Pseudo-Zufallsrausch-Codes 2⁸ Chips ist.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Länge des langen Pseudo-Zufallsrausch-Codes 2⁴² Chips ist.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Pseudo-Zufallsrausch-Sequenz (620), basierend auf einem Kurz-PN-Code, ein Paar von Quadratur-Pseudo-Zufallsrausch-Sequenzen basierend auf einem Kurz-PN-Code ist.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei jeder der Zugriffskanalschlitze erste und zweite Schutzbereiche bzw. Sicherheitsfrequenzbänder hat, wobei das Verfahren weiterhin den folgenden Schritt aufweist: Senden der Zugriffsprobe (502), so dass der erste Teil innerhalb einen der Zugriffskanalschlitze zwischen den ersten und zweiten Schutzbereichen fällt.
Verfahren gemäß Anspruch 8 zum Senden der Zugriffsproben als eine Vielzahl von Zugriffssignalen über wenigstens einen Zugriffskanal und wobei der Schritt des Sendens Folgendes aufweist: Senden jedes der Zugriffssignale in der Form der ersten Stufe, der zweiten Stufe und der Nachrichtenstufe, so dass die erste Stufe innerhalb einen von einer Vielzahl von vorausgewählten Zeitschlitzen fällt, dessen Länge im Wesentlichen der der ersten Stufe entspricht.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei mehr als ein Zugriffssignal rechtzeitig gesendet wird, so dass eine zweite Stufe oder Nachrichtenstufe die erste Stufe von einem oder mehreren anderen gesendeten Zugriffssignalen überlappt.
Verfahren gemäß Anspruch 13, dass weiterhin Schutzbereiche aufweist, die Grenzen für die vorausgewählten Zeitschlitze bilden.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei die modulierte erste Stufe der Präambel für eine ausreichende Zeit für einen Empfänger gesendet wird, um ein Timing der kurzen Pseudo-Zufallsrausch-Sequenz zu erhalten.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei die modulierte zweite Stufe der Präambel für eine ausreichende Zeit für einen Empfänger gesendet wird, um ein Timing der langen Pseudo-Zufallsrausch-Sequenz zu erhalten.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei die kurze Pseudo-Zufallsrausch-Sequenz ein Paar von Quadraturspreizenden Pseudo-Zufallsrausch-Sequenzen ist.
Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei die lange Pseudo-Zufallsrausch-Sequenz eine kanalisierende Pseudo-Zufallsrausch-Sequenz ist.
Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei das Zugriffssignal eine Nachricht aufweist, die auf die Präambel folgt, wobei die Nachricht von der ersten Code-Sequenz und der zweiten Code-Sequenz moduliert wird.
Ein Verfahren für die Benutzung eines Zugriffssignals in einem Drahtloskommunikationssystem, das Folgendes aufweist: Senden des Zugriffssignals einschließlich einer Präambel und einer Nachricht, wobei die Präambel eine erste Stufe einer vorbestimmten ersten Länge hat und eine zweite Stufe hat, wobei die erste Stufe Daten hat, die nur durch ein erstes Signal moduliert werden, wobei die zweite Stufe Daten hat, die durch ein zweites Signal und einem ersten Signal moduliert werden, wobei die ersten und zweiten Signale jeweils Pseudo-Zufallsrausch-Sequenzen basierend auf einem Kurz-PN-Code bzw. einem Lang-PN-Code sind; und Empfangen des Zugriffssignals über einen Zugriffskanal, der in Signal-Empfangszeitschlitze geteilt ist, die im Wesentlichen die gleiche Länge wie die erste Stufe haben.
Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei die erste Stufe der Präambel nur Null-Daten aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei die zweite Stufe der Präambel nur Null-Daten aufweist.
Ein Verfahren zur Benutzung eines Zugriffssignals in einem Drahtloskommunikationssystem, das Folgendes aufweist: Senden des Zugriffssignals einschließlich einer Präambel und einer Nachricht, wobei die Präambel eine erste Stufe einer vorbestimmten ersten Länge hat und eine zweite Stufe hat, wobei die erste Stufe Daten hat, die nur mit einem ersten Signal moduliert werden, und wobei die zweite Stufe Daten hat, die mit einem zweiten Signal und dem ersten Signal moduliert werden, wobei die ersten und zweiten Signale Pseudo-Zufallsrausch-Sequenzen sind, basierend auf einem Kurz-PN-Code bzw. einem Lang-PN-Code sind; und Empfangen des Zugriffssignals über eine Vielzahl von Zugriffskanälen, die in Signal-Empfangszeitschlitze geteilt sind, die durch eine Periode zeitversetzt voneinander sind, die im Wesentlichen die gleiche Länge als erste die Stufe hat.
Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei die erste Stufe der Präambel Null-Daten aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei das erste Signal und das zweite Signal PN-Sequenzen sind.
Verfahren gemäß Anspruch 24, das weiterhin Schutzbereiche bzw. Sicherheitsfrequenzbänder aufweist, die Grenzen für die Signal-Empfangszeitschlitze bilden.