DE69902980T2

DE69902980T2 - Verfahren zur Zuweisung von orthogonalen Kodes in einem CDMA-Mobilfunksystem, das Kodes variabler Länge verwendet

Info

Publication number: DE69902980T2
Application number: DE69902980T
Authority: DE
Inventors: Frederic Gourgue; Fabienne Roosen
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1999-04-19
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2019-04-20
Also published as: US6560194B1; CN1250981A; DE69902980D1; EP0994593B1; EP0994593A1; FR2784525B1; CN1274091C; JP2000165296A; FR2784525A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Spreizspektrum-Kommunikationssysteme, d. h. Systeme, in denen Spektrumspreizen auf eine Sequenz von zu übertragenden Daten bei der Übertragung unter Verwendung eines Spreizcodes angewendet wird, und umgekehrt ein Entspreizen beim Empfang durchgeführt wird, um die ursprüngliche Sequenz zu finden.
Das Spreizen einer einfallenden Datensequenz von N Symbolen, die mit (d1, d2, ..., dN) bezeichnet werden, unter Verwendung eines Codes der Länge (oder Spreizfaktors) Q, der mit cQ = (c1, c2, ..., cQ) bezeichnet wird, erzeugt eine Sequenz der Länge Q.N, die wie folgt dargestellt werden kann:
(d1.c1, d1.c2,. ..., d1.cQ, d2.c1, d2.c2, ..., dN.cQ)
wobei d1.c1 die Multiplikation von d1 mit c1 darstellt.
Eine alternative Darstellung der Spreizsequenz der Länge Q.N ist (d1.cQ, d2.cQ, ..., dN.cQ), wobei d1.cQ das Produkt des Symbols d1 mit dem Spreizcode c.Q darstellt.
Eine allgemeinere Vorgehensweise zum Spreizen besteht darin, einen unterschiedlichen Spreizcode für jedes Symbol der Eingangssequenz aufzuweisen, wobei in diesem Fall die resultierende Spreizsequenz in der folgenden Form ausgedrückt werden kann:
(d1.c , d.c , ..., dN.c ), wobei c der dem Symbol d1 zugeordnete Spreizcode ist. Alle Spreizcodes weisen vorzugsweise die gleiche Länge Q auf, so dass die resultierende Spreizsequenz die Länge Q.N aufweist.
Fig. 1 stellt das Prinzip des Spreizens dar, wobei Ts die Grundperiode (oder Symbolperiode) einer nicht gespreizten Sequenz und Tc die Grundperiode (oder "Chip"-Periode) einer Spreizsequenz kennzeichnet, wobei Ts und Tc durch die Gleichung Ts = Q.Tc in Beziehung stehen. In der Figur entsprechen dn und dn + 1 zwei aufeinanderfolgenden Symbolen einer nichtgespreizten ankommenden Sequenz, und d'1 und d'1 + 1 entsprechen zwei aufeinanderfolgenden Grundsymbolen (oder "Chips") des gleichen Spreizsymbols der ankommenden Sequenz.
Ein Vorteil des obigen System besteht darin, dass es einer Mehrzahl von Benutzern ermöglicht, das gleiche Frequenzband durch Zuteilen unterschiedlicher Codes an unterschiedliche Anwender gemeinsam zu benutzen.
Eine bedeutende Anwendung ist bei zellularen Mobilfunksystemen mit CDMA (Code Division Multiple Access).
Bei den obigen Systemen sind die Codes vorteilhafterweise orthogonal zwei mal zwei in einer Zelle, um Störung zwischen Benutzern in dieser Zelle zu verringern (Störung zwischen den Zellen kann ebenfalls durch weitere per se bekannte Techniken verringert werden).
Mathematische Werkzeuge wurden zum Erzeugen orthogonaler Codes entwickelt. Walsh-Funktionen, die per se bekannt sind, erzeugen orthogonale Codes der Länge Q rekursiv aus orthogonalen Codes der Länge Q/2, Q/4, etc.. Um genauer zu sein, werden zwei orthogonale Codes der Länge aus einem Code der Länge q/2 erhalten, in dem demjenigen Code der Länge q/2 jeweils derjenige Code und der komplementäre Code nebeneinander gestellt werden.
Bei Systemen, die orthogonale Codes fester Länge Q verwenden, kann die Zuteilung orthogonaler Codes ein relativ einfacher Vorgang sein, der aus einem Auswählen eines Codes, der zu der in Frage kommenden Zeit nicht verwendet wird, aus Q möglichen orthogonalen Codes der Länge Q besteht.
Es besteht bei diesen zellularen Mobilfunksystemen ein Bedarf, imstande zu sein, Daten mit einer veränderlichen Bitrate insbesondere dann zu übertragen, wenn sich die Bitrate des Benutzers selbst ändert (beispielsweise im Fall des Übertragens von Daten vom Multimedia-Typ), oder da, abhängig von den Bedingungen zur Ausbreitung von Funksignalen, ein höherer oder niedrigerer Grad von Redundanz in die zu übertragenden Daten eingeführt wurden muss, um einen höheren oder niedrigeren Grad von Schutz gegen Übertragungsfehler zu erhalten.
Das Erhöhen der Bitrate der von einem Benutzer zu übertragenden Daten für das gleiche zugeteilte Frequenzband (d. h. für die gleiche Dauer Tc) durch Verringern der Länge des diesem Anwender zugeteilten Codes, so dass sie fortfahren, auf nur einem Code zu senden, ist per se bekannt. Fig. 2 zeigt das Prinzip einer Technik dieser Art und verwendet die gleiche Art der Darstellung wie Fig. 1, jedoch für zwei unterschiedliche Bitraten der ankommenden Sequenz, die jeweils durch die Suffixe 1 und 2 gekennzeichnet werden, in diesem Fall für drei aufeinander Symbole dn, dn + 1 und dn + 2 der ankommenden Sequenz, wobei die Symbolperiode Ts1 dem Symbol dn und Ts2 den Symbolen dn + 1 und dn + 2 entspricht, und die Codelänge Q1 dem Symbol dn und Q2 den Symbolen dn + 1 und dn + 2 entspricht.
Mobilfunksysteme, die Codes variabler Länge, typischerweise Walsh-Codes der Länge Q, Q/2, Q/4, etc. verwenden, sind daher per se bekannt.
Diese Codes können in der Form eines Baums dargestellt werden, wobei jeder Code innerhalb des Baums zwei Codes von doppelter Länge in der oben dargestellten Art und Weise hervorruft.
Fig. 3 zeigt einen Baum der obigen Art, bei dem die Codes mit c bezeichnet werden, wobei Q die Länge des Codes und h die Reihenfolge dieses Codes in dem Satz möglicher Codes der Länge Q darstellt.
Demgemäß können in Fig. 3 die verschiedenen Codes wie folgt bezeichnet werden:
c = (1)
c = (1, 1)
c = (1, -1)
c = (1, 1, 1, 1)
c = (1, 1, -1, -1)
c = (1, -1, 1, -1)
c = (1, -1, -1, 1)
c = (1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1)
c = (1, 1, -1, -1, 1, 1, -1, -1)
c = (1, 1, -1, -1, -1, -1, 1, 1)
c = (1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1)
c = (1, -1, 1, -1, -1, 1, -1, 1)
c = (1, -1, -1, 1, 1, -1, -1, 1)
c = (1, -1, -1, 1, -1, 1, 1, -1)
etc.
In einem Baum der obigen Art wird die orthogonale Beziehung zwischen Codes unterschiedlicher Lange nur unter der Bedingung beibehalten, dass bestimmte Zuteilungsregeln befolgt werden. Demgemäß kann ein vorgegebener Code nicht zu einer vorgegebenen Zeit zugeteilt werden, wenn er rekursiv mit einem Code verbunden ist, der bereits zugeteilt wurde.
Das Zuteilen orthogonaler Codes bildet daher eine relativ komplexeren Vorgang bei Systemen, die Codes variabler Länge verwenden, als bei Systemen, die Codes fester Lange verwenden.
Somit lehrt das Dokument US 5 751 761 bei jeder neuen Anforderung zur Zuteilung eines Codes vorgegebener Länge, das Erstellen einer Liste mit Codes, die bereits zu dieser Zeit zugeteilt wurden, und mit Codes, die mit ihnen auf eine rekursive Art und Weise verbunden sind, wobei der zuzuteilende Code dann ein ausgewählter der Codes ist, die in der Liste nicht erscheinen.
Es ist ebenfalls möglich, sich auf WO 98 20639 A und EP 0 878 930 A oder EP 0 814 581 A oder Okawa K u. a. "Orthogonal multispreading factor forward link for coherent DS-CDMA mobile radio" 1997 IEEE 6th International Conference on Universal Personal Communications Record, San Diego, 12. Bis 16. Oktober 1997, Band 2, Nr. Conf.-, 12. Oktober 1997 (1997-10-12), Seiten 618-622, XP000777896, Institute of Electrical and Electronics Engineers, zu beziehen.
Eine Lösung der obigen Art weist den besonderen Nachteil auf, dass das Einrichten einer Liste der obigen Art ein langwieriger Vorgang ist und viele Schreibvorgänge mit sich bringt, wobei deren Anzahl mit der Tiefe des Baumes, d. h. mit der maximal erlaubten Codelänge, ansteigt.
Ein besonderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, diesen Nachteil zu vermeiden.
Somit besteht bei einem Aspekt die vorliegenden Erfindung aus einem Verfahren zum Zuteilen orthogonaler Codes in einem CDMA- Mobilfunksystem (code division multiple access mobile radio system) unter Verwendung von Codes variabler Länge, die auf eine solche Art und Weise erzeugt werden, dass sie in der Form eines Baum dargestellt werden können, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es als Antwort auf eine Codezuteilungs-Anforderung und vor dem Suchen nach einem zuzuteilenden Code einen ersten Schritt des Bestimmens umfasst, ob eine derartige Zuteilung in Übereinstimmung mit der verwendeten Baumkapazität, die den bereits zugeteilten Codes entspricht, und der erforderlichen Baumkapazität, die der angeforderten Codezuteilung entspricht, möglich ist.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal umfasst, wenn eine derartige Zuteilung am Ende des ersten Schritts als möglich befunden wurde, das Zuteilungsverfahren einen zweiten Schritt eines Suchens nach einem zuzuteilenden Code.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal umfasst, wenn eine derartige Zuteilung am Ende des ersten Schritts als möglich befunden wurde und wenn kein zuzuteilender Code am Ende des zweiten Schritt gefunden wurde, das Zuteilungsverfahren einen dritten Schritt eines Umordnens zugeteilter Codes innerhalb des Baums.
Demgemäß ist es im Gegensatz zu dem vorher zitierten Dokument nicht notwendig, bei jeder Neuzuteilungs-Anforderung eine vollständige Liste aller Codes zu erstellen, die nicht verfügbar sind, und insbesondere nach allen Codes zu suchen, die auf eine rekursive Art und Weise mit bereits zugeteilten Codes verbunden sind. Alles das, was erforderlich ist, besteht darin, zu sehen, ob ein Code mit der erforderlichen Länge verfügbar ist oder durch Neuanordnen der innerhalb des Baums zugeteilten Codes verfügbar gemacht werden kann; wenn ein Code dieser Art verfügbar ist oder durch Neuanordnung auf diese Art und Weise verfügbar gemacht werden kann, wird die Suche nach dem zuzuteilenden Code durch Suchen nach einem Code durchgeführt, der nicht bereits zugeteilt und nicht auf eine rekursive Art und Weise mit einem bereits zugeteilten Code verbunden ist.
Der Zuteilungsvorgang wird daher weniger komplex gemacht und beschleunigt, was zu einer Vereinfachung und Verbesserung der Dienstgüte führt.
Im Gegensatz zu Systemen, die Codes fester Länge verwenden, berücksichtigt hier das Konzept der Kapazität die Tatsache des Zuteilens eines vorgegebenen Codes, wenn es nicht nur um denjenigen Code, der danach nicht verfügbar ist, sondern um alle Codes handelt, die mit ihm auf eine rekursive Art und Weise innerhalb des Baums verbunden sind; das ist das, was in dem vorliegenden Kontext mit dem Ausdruck "Baum-Kapazität" gemeint ist.
Bei einem weiterer Aspekt besteht die Erfindung daher in einem besonders einfachen und schnellen Verfahren eines Bestimmens einer verwendeten oder erforderlichen Baum-Kapazität.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal wird die verwendete oder erforderliche Baumkapazität, die einem Code einer Länge Q entspricht, als dem (1/Q)-ten der Gesamtbaumkapazität entsprechend bestimmt.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal umfasst der erste Schritt vorteilhafterweise ein Vergleichen der Summe S der verwendeten Baumkapazität und der erforderlichen Baumkapazität mit einer Kapazitätsschwelle T, die einer maximalen Kapazität entspricht, die zugeteilt werden kann.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal, wird die Summe (S) in der Form
ausgedruckt, wobei Nq die Anzahl bereits zugeteilter Codes der Lange zwischen 1 und QMax ist (wobei QMax die maximale erlaubte Codelänge ist) und Q die Lange des Codes ist, dessen Zuteilung angefordert wird (diese Summe kann auf eine Teilmenge der ganzen Zahlen zwischen 1 und Qmax, beispielsweise den ganzen Zahlen q des Satzes, die eine Potenz von 2 sind, beschrankt werden.
Demgemäß kann der erste Schritt des Bestimmens, ob eine angeforderte Zuteilung möglich ist, auf eine besonders einfache und schnelle Art und Weise durchgeführt werden.
Dieser Schwellenwert kann vorteilhafterweise auf eine adaptive Art und Weise in Übereinstimmung mit verschiedenen Parametern, die für das betroffene System charakteristisch sind, bestimmt werden.
Derartige Parameter können insbesondere den gemessenen oder geschätzten Störpegel in einer Zelle, die Art eines Anrufs (leitungsvermittelt oder paketvermittelt) in dieser Zelle, die erforderliche Dienstgute etc., umfassen.
Es kann möglich sein, die Schwelle auf eine derartige Art auszuwählen, dass, insbesondere in Übereinstimmung mit Merkmalen, die für zellulare Systeme vom CDMA-Typ hinsichtlich des Begrenzens der annehmbaren Anzahl von Benutzern spezifisch sind (insbesondere gemäß dem maximalen Störpegel zwischen Zellen und der Leistungssteuerstabilität), die maximale Kapazität des Baums nie erreicht wird.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal ist die Zuteilung bestimmter Codes und ihrer Teilbäume verboten, und die Schwelle (T) wird dann in der Form
T ≤ TMax
ausgedrückt, wobei
wobei QMax die maximal erlaubte Codelänge ist.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal umfasst der zweite Schritt des Suchens nach einem zuzuteilenden Code vorgegebener Länge:
- einen ersten Teilschritt (1 bis 6) eines Suchens nach einem freien Pfad innerhalb des Baumes von der Wurzel des Baumes bis zu einem Code mit der vorgegebenen Länge, wobei der freie Pfad nicht irgendeinen anderen, bereits zugeteilten Code umfasst, und
- einen zweiten Teilschritt (8-14) zum Verifizieren, ob kein Code in dem Teilbaum bereits zugeteilt wurde, dessen Wurzel der Code ist, der am anderen Ende des ersten Teilschritts gefunden wurde.
Ein Code, der in dem Baum durch seine Codelänge und durch die Reihenfolge dieses Codes in dem Satz unterschiedlicher Codes mit dieser Codelänge identifiziert wurde, wobei die ersten und zweiten Teilschritte ein Abtasten des gesamten oder eines Teils des Baums in Übereinstimmung mit einer Kombination ansteigender Codelängen und Reihenfolgen, insbesondere einem ansteigenden Gesetz, umfasst.
Die ersten und zweiten Teilschritte verwenden vorteilhafterweise eine binäre Nummerierung der Reihenfolgen.
Die vorliegende Erfindung hat ebenfalls als ihre Aufgabe eine Instanz für ein Mobilfunk-Kommunikationssystem, das Mittel zum Durchführen eines Verfahrens der obigen Art umfaßt.
Weitere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlich, in denen:
Fig. 1 das Prinzip des Spektrum-Spreizens in dem Fall von Spreizcodes fester Länge darstellt;
Fig. 2 das Prinzip des Spektrum-Spreizens in dem Fall von Spreizcodes variabler Länge darstellt;
Fig. 3 zeigt, wie Codes variabler Länge in der Form eines Baum dargestellt werden;
Fig. 4 ein Code-Zuteilungsverfahren in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt;
Fig. 5 ein Beispiel zugeteilter Codes vor dem Schritt des Neuanordnens von zugeteilten Codes innerhalb des Baums zeigt;
Fig. 6 ein Beispiel zugeteilter Codes nach dem Schritt des Neuanordnens von zugeteilten Codes innerhalb des Baums zeigt;
Fig. 7 eine Ausführungsform des Schritt des Suchens nach einen zuzuteilenden Code zeigt;
Fig. 8 ein erstes Beispiel des Code-Suchschritts von Fig. 7 zeigt;
Fig. 9 ein zweites Beispiels des Code-Suchschritts von Fig. 7 zeigt;
Fig. 10 zeigt ein drittes Beispiels des Code-Suchschritts von Fig. 7.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird, wie es in Fig. 4 in Reaktion auf eine Anforderung, einen mit A bezeichneten Code vorgegebener Länge bei einem ersten Schritt 20 zuzuteilen, in Übereinstimmung mit der mit Cu bezeichneten verwendeten Baumkapazität, die den bereits zugeteilten Codes entspricht, und der mit Cr bezeichneten erforderlichen Baumkapazität, die der angeforderten Code-Zuteilung entspricht, bestimmt, ob eine derartige Zuteilung möglich ist oder nicht.
Wenn eine derartige Zuteilung möglich ist, wird nach einem zuzuteilenden Code bei einem zweiten Schritt 21 gesucht.
Wenn eine derartige Zuteilung nicht möglich ist, kann kein Code zu der in Frage kommenden Zeit zugeteilt werden; die Zuteilungsanforderung kann möglicherweise später wiederholt werden (was in der Figur mit einer gestrichelten Linie gezeigt ist).
Wenn eine derartige Zuteilung möglich ist und ein Code am Ende der Suche gefunden wird, dann bildet dieser Code den zugeteilten Code.
Wenn eine derartige Zuteilung möglich ist und kein zuzuteilender Code am Ende der Suche gefunden wird, werden die zugeteilten Codes innerhalb des Baums bei Schritt 22 neu angeordnet, bevor zu einer neuen Suche nach einem zuzuteilenden Code bei Schritt 21 übergegangen wird.
Schritt 20 entspricht vorteilhafterweise einen Vergleichen der Summe S von Cu + Cr mit einer einer maximalen Kapazität entsprechenden Schwelle T, die zugeteilt werden kann.
Der Wert 5 wird vorteilhafterweise in der Form
ausgedrückt, wobei Nq die Anzahl bereits zugeteilter Codes der Länge q zwischen 1 und QMax (QMax ist die maximale erlaubte Codelänge) und Q die Codelänge mit Bezug darauf ist, welche Zuteilung angefordert wird.
Wenn beispielsweise nur ein Code der Länge 4 zugeteilt wurde, und wenn die Zuteilung eines Codes von Länge 8 angefordert wird, erhält man
S = 1/4 + 1/8
oder
S = 3/8.
Wenn der Schwellenwert T beispielsweise als 1 gewählt wird, dann kann, da der Wert S niedriger als der Schwellenwert T ist, ein Code der Länge Q gleich 8 zugeteilt werden.
Wenn beispielsweise zwei Codes der Länge 4 bereits zugeteilt wurden, und wenn eine Zuteilung eines Code der Länge 8 angefordert wird, erhält man
S = 1/4 + 1/4 + 1/8
oder
S = 5/8.
Auf ähnliche Weise kann, wenn der Schwellenwert gleich 1 ist, ein Code der Länge 8 zugeteilt werden.
Wenn beispielsweise drei Codes der Länge 4 bereits zugeteilt wurden, und wenn eine Zuteilung eines Codes der Länge 8 angefordert wird, erhält man
S = 1/4 + 1/4 + 1/4 + 1/8
oder
S = 7/8.
Auf ähnliche Weise kann, wenn der Schwellenwert gleich 1 ist, ein Code der Länge 8 zugeteilt werden.
Im Gegensatz dazu, wenn ein Code der Länge 2 und zwei Codes der Länge 4 bereits zugeteilt wurden, und wenn die Zuteilung eines Codes der Länge 8 angefordert ist, erhält man
S = 1/2 + 1/4 + 1/4 + 1/8
oder
S = 9/8.
Da der Wert von S größer als der Schwellenwert T in diesem Fall ist, kann die Zuteilungsanforderung nicht erfüllt werden.
Wie es Vorher angegeben wurde, könnte insbesondere der Schwellenwert T ebenfalls kleiner als 1 gewählt werden, um Merkmale zu berücksichtigen, die für zellulare Systeme Vom CDMA-Typ spezifisch sind.
Wie es ebenfalls Vorher angegeben wurde, könnte der Schwellenwert T ebenfalls in Übereinstimmung mit verschiedenen Parametern angepasst sein, die für das betroffene System charakteristisch sind.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel bereits zugeteilter Codes, bevor der Schritt des Neuanordnens der zugeteilten Codes innerhalb des Baums ausgeführt ist. Beispielsweise wurden die Codes c und c bereits zugeteilt, wobei sie aus diesem Grund in der Figur durchgestrichen sind.
In diesem Fall kann, obgleich in Reaktion auf eine Anforderung zur Zuteilung eines Codes der Länge 2 der erste Schritt angibt, dass eine derartige Zuteilung möglich ist, kein Code am Ende des zweiten Schritts des Suchens nach einen zuzuteilenden Code gefunden werden.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel bereits zugeteilter Codes, nach dem der Schritt des Neuanordnens der zugeteilten Codes innerhalb des Baums ausgeführt wurden. Beispielsweise sind die bereits zugeteilten Codes nun die Codes c und c , wobei aus diesem Grund diese Codes in der Figur durchgestrichen sind.
In diesem Fall gibt in Reaktion auf eine Anforderung, einen Code der Länge 2 zuzuteilen, der erste Schritt an, dass eine derartige Zuteilung möglich ist, und ein Code kann am Ende des zweiten Schritts des Suchens nach einem zuzuteilenden Code gefunden werden.
Ein vorteilhaftes Verfahren des Suchens nach einem zuzuteilenden Code vorgegebener Länge wird nun mit Bezug auf Fig. 7 beschrieben.
Bei diesem Verfahren umfaßt die Suche die folgenden Schritte:
- einen ersten Teilschritt des Suchens nach einem freien Pfad innerhalb des Baums von der Wurzel des Baums zu einem Code mit der vorgegebenen Länge; dieser freie Pfad darf nicht irgendeinen anderen bereits zugeteilten Code aufweisen; und
- einen zweiten Teilschritt zum Verifizieren, ob kein anderer Code bereits in dem Teilbaum zugeteilt wurde, dessen Wurzel der Code ist, der am Ende des ersten Teilschritts gefunden wurde.
Ein Code c kann innerhalb des Baums durch seine Länge q und seine Reihenfolge h unter allen möglichen Codes der Länge q identifiziert werden.
Bei der folgenden Beschreibung wird eine binäre Darstellung für die Variable h verwendet, somit:
h = (b&sub1; b&sub2; ...be)
wobei q = 2e, q ≤ QMax und ≤ Emax ist, SO dass QMax = 2Emax ist.
Q (mit Q = 2E) ist die zuzuteilende Codelänge.
Wie es in Fig. 7 gezeigt ist, umfaßt eine Suche der obigen Art vorteilhafterweise die folgenden Schritte:
- Schritt 1 eines Initialisierens der Variablen e (oder q) und b&sub1;: e = 1 (d. h. q = 2) und b&sub1; = 0.
- Schritt 2, während desselben bestimmt wird, ob der Code c verwendet wird.
- Wenn herausgefunden wird, dass der Code c nicht am Ende des Schritts 2 verwendet wurde: Schritt 3, während dessen bestimmt wird, ob e kleiner als E ist.
- Wenn am Ende von Schritt 3 herausgefunden wird, dass e kleiner als E ist:
-- Schritt 4, während dessen e um 1 inkrementiert und der Wert von be auf 0 gesetzt wird.
- Rückkehr zu Schritt 2.
- Wenn e nicht kleiner als E am Ende von Schritt 3 ist (d. h. falls e = E):
-- Initialisierungsschritt 8:
e = E + 1 und [bE+1 bE+2 ...be] = 0
-- Schritt 9, während desselben bestimmt wird, ob c verwendet wurde.
- Wenn herausgefunden wurde, dass c nicht am Ende von Schritt 9 verwendet wurde:
-- Schritt 10, während dessen bestimmt wird ob e < EMax ist.
- Wenn e kleiner als EMex am Ende von Schritt 10 ist:
-- Schritt 11, während dessen bestimmt wird, ob [bE+1 bE+2 ...be] kleiner als 2e-E -1 ist,
-- Wenn [bE+1 bE+2 ...be] kleiner als 2e-E -1 ist, Schritt 11b während dessen:
[bE+1 bE+2 ...be] = [bE+1 bE+2 ...be] + 1
--- Wenn herausgefunden wird, dass [bE+1 bE+2 ...be] gleich 2e-E -1 ist, Schritt 11a, während dessen e um 1 inkrementiert und [bE+1 bE+2 ...be] auf 0 zurückgesetzt wird.
-- Rückkehr zu Schritt 9.
- Wenn e nicht kleiner als EMax am Ende von Schritt 10 ist (d. h. wenn e = EMax):
-- wurde ein verfügbarer Code gefunden (Schritt 12).
- Wenn herausgefunden wird, dass der Code c am Ende von Schritt 9 verwendet wurde:
-- Schritt 13, der aus einem Bestimmen besteht, ob bi = 1 = 1, ..., E ist.
- Wenn i {1, ..., E} derart, dass bi ≠ 1 am Ende von Schritt 13:
- Schritt 14, der aus (bi B&sub2; ... bE) = (b&sub1; b&sub2; ...bE) + (0 ... 01) besteht, dann Setzen von e auf den maximalen Wert von i, für den bi ≠ 0 ist (mit i zwischen 1 und E).
-- Rückkehr zu Schritt 9.
-- Wenn bi = 1 = 1, ..., E am Ende von Schritt 13 ist:
Neuanordnung der Codes ist innerhalb des Baums notwendig (Schritt 15).
- Wenn herausgefunden wird, dass der Code c am Ende von Schritt 2 verwendet wurde:
-- Schritt 5, während dessen bestimmt wird, ob bi = 1 = 1, ..., e ist.
- Wenn bi = 1 i = 1, ..., e am Ende von Schritt 5 ist:
-- Schritt 6 während dessen:
(b&sub1; b&sub2; ... be) = (b&sub1; b&sub2; ... be) + (0 ... 01)
dann wird e auf den Maximalwert von i gesetzt, für den bi ≠ 0 ist (wobei i zwischen 1 und e liegt).
-- Rückkehr zu Schritt 2.
- Wenn i {1, ..., E} derart ist, dass bi ≠ 1 am Ende von Schritt 5 ist:
- Die Neuanordnung von Codes innerhalb des Baums ist notwendig (Schritt 7).
Somit bilden die Schritte 1 bis 6 einen ersten Teilschritt des Suchens nach einem freien Pfad innerhalb des Baums von der Wurzel des Baums zu einem Code mit der vorgegebenen Länge. Die Schritte 8 bis 14 bilden den zweiten Teilschritt zum Verifizieren, ob kein anderer Code bereits in dem Teilbaum zugeteilt wurde, dessen Wurzel der Code ist, der am Ende des ersten Teilschritts gefunden wurde.
Fig. 8 zeigt eine erste Ausführungsform eines Verfahrens zum Suchen nach einem zuzuteilenden Code der obigen Art.
Dieses Beispiel entspricht der Situation, in der ein Code der Länge 4 bereits zugeteilt wurde, beispielsweise der Code c (aus diesem Grund ist dieser Code in der Figur durchgestrichen) und ein Code der Länge Q gleich 8 zuzuteilen ist.
In diesem Fall sind die während der Freien-Pfad-Suche sukzessiv vorgesehenen Codes wie folgt:
c (nicht verwendet), c (verwendet), c (nicht verwendet), c (nicht verwendet).
In Fig. 8 werden dickere Linien verwendet, um den innerhalb des Baums gefundenen freien Pfad von der Wurzel c zu zeigen, und in diesem Fall soweit wie der Code c dieser freie Pfad hier durch die Codes c und c läuft.
Fig. 8 zeigt ebenfalls mit dickerer Linie den Teilbaum, dessen Wurzel der Code c ist und der aus den Codes c und c gebildet ist. In diesem Fall kann, da kein Code bereits in diesem Teilbaum zugeteilt wurde, der Code c zugeteilt werden
Fig. 9 zeigt ein zweites Beispiel. Bei diesem zweiten Beispiel wurden die Codes c und c bereits zugeteilt (aus diesem Grund sind diese Codes in der Figur durchgestrichen), und die Zuteilung eines Codes der Länge 8 wurde angefordert.
In diesem Fall sind die Codes, die während der Freien-Pfad- Suche sukzessiv betrachtet werden, wie folgt:
c (nicht verwendet), c (verwendet), c (verwendet), c (nicht verwendet), c (nicht verwendet), c (nicht verwendet).
Fig. 9 zeigt ebenfalls mit dickerer Linie den innerhalb des Baums gefundenen freien Pfad von der Wurzel c und in diesem Fall soweit wie der Code c , wobei dieser Baum fad hier durch die Codes c und c läuft.
Fig. 9 zeigt ebenfalls mit dickerer Linie den Teilbaum, dessen Wurzel der Code c und der aus den Codes c und c gebildet ist. In diesem Fall kann, da kein Code bereits in diesem Teilbaum zugeteilt wurde, der Code c zugeteilt werden.
Fig. 10 zeigt ein drittes Beispiel. Bei diesem dritten Beispiel wurden die Codes c , c und c bereits zugeteilt (aus diesem Grund sind diese Codes in der Figur durchgestrichen), und die Zuteilung eines Codes der Länge 8 wurde angefordert.
In diesem Fall sind die verschiedenen Codes, die sukzessiv während der Freien-Pfad-Suche betrachtet werden, wie folgt:
c (nicht verwendet), c (verwendet), c (verwendet), c (nicht verwendet), c (verwendet), c (nicht verwendet), c (nicht Verwendet).
Fig. 10 zeigt ebenfalls mit dickerer Linie den innerhalb des Baums gefundenen freien Pfad von der Wurzel c und in diesem Fall soweit wie der Code c wobei dieser freie Pfad hier durch die Codes c und c läuft.
Fig. 10 zeigt ebenfalls mit dickerer Linie den Teilbaum an, dessen Wurzel der Code c , und der aus den Codes c und c gebildet ist. In diesem Fall kann, da kein Code bereits in diesem Teilbaum zugeteilt wurde, der Code c zugeteilt werden.
Es sei ebenfalls bemerkt, dass das binäre Nummerierungsschema, das verwendet wird, um die Codes innerhalb des Baums durch ihre Reihenfolge h zu identifizieren, ein methodisches Abtasten des Baums während der Freien-Pfad-Suche unter Verwendung einer Kombination von erhöhten Codelängen und erhöhten Reihenfolgen ermöglicht (obgleich die Reihenfolgen in Übereinstimmung mit einem Gesetz verschieden von einem ansteigenden Gesetz, beispielsweise einem absteigenden Gesetz, betrachtet werden könnten). Abgesehen von der Tatsache, dass dieser Algorithmus daher auf eine relative einfache Art und Weise implementiert werden kann, ermöglicht dies ebenfalls eine methodische Zuteilung der Codes, die Probleme einer übermäßig schnellen Sättigung der Kapazität vermeidet, die aus einer Zuteilung resultieren könnten, die auf eine zufälligere Art und Weise durchgeführt wurde.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Verwenden des Kriteriums 5 (d. h. der erste Schritt) eine a-priori-Bestimmung ermöglicht, ob es möglich ist, einen Code der erforderlichen Länge zu finden. Wenn die Antwort auf den Test negativ ist, ist es möglich, die Anforderung abzuweisen, ohne den Baum überhaupt abtasten zu müssen. Andernfalls wird das Abtasten des Baums einen verfügbarer Code nach der Neuanordnung finden, falls es notwendig ist, wenn der erste Lauf nicht erfolgreich ist.
Die bei dem vorher erwähnten Dokument angenommene Vorgehensweise (US-Patent 5 751 761) erfüllte nicht diese Anforderung: In der Abwesenheit irgendeines Verfügbarkeitskriteriums ist die Suche nach nicht verfügbaren angegebenen Codes eine Unmöglichkeit, wobei es jedoch unmöglich war, zu wissen, ob die Neuanordnung einen Code freigeben würde, weshalb ein längeres Verfahren mit dem Risiko eines endgültigen Versagens.
Es ist ebenfalls möglich, die Zuteilung bestimmter Codes und ihrer Teilbäume, beispielsweise die Hälfte der Codes, für die bi = 1 ist, unter Verwendung der obigen Schreibweise zu verbieten. In diesem Fall muss die verwendete Schwelle T demgemäss angepasst werden: Ihr Wert ist höchstens derjenige der maximalen Kapazität, die mit der neuen Beschränkung
zugeteilt werden kann, und T kann kleiner als Tmax sein.

Claims

1. Verfahren zum Zuteilen orthogonaler Codes in einem CDMA- Mobilfunksystem unter Verwendung von Codes variabler Länge, die auf eine solche Art and Weise erzeugt werden, dass sie in der Form eines Baum dargestellt werden können, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es als Antwort auf eine Codezuteilungs-Anforderung (A) und vor dem Suchen nach einem zuzuteilenden Code einen ersten Schritt (20) des Bestimmens, ob eine derartige Zuteilung in Übereinstimmung mit der verwendeten Baumkapazität (Cu) möglich ist, die der bereits zugeteilten Codes entspricht, und der erforderlichen Baumkapazität (Cr), die der angeforderten Codezuteilung entspricht, umfasst.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn eine derartige Zuteilung an dem Ende des ersten Schritts als möglich befunden wurde, es einen zweiten Schritt (21) eines Suchens nach einem zuzuteilenden Code umfasst.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn eine derartige Zuteilung an dem Ende des ersten Schritts als möglich befunden wurde und wenn kein zuzuteilender Code an dem Ende des zweiten Schritt gefunden wurde, es einen dritten Schritt (22) eines Umordnens zugeteilter Codes in dem Baum umfasst.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete oder erforderliche Baumkapazität, die einem Code einer Länge Q entspricht, als dem (1/Q)-ten der Gesamtbaumkapazität entsprechend bestimmt wird.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schritt (20) ein Vergleichen der Summe S der verwendeten Baumkapazität Cu und der erforderlichen Baumkapazität Cr mit einer Kapazitätsschwelle T umfasst, die einer maximalen Kapazität entspricht, die zugeteilt werden kann.

6. Verfahren gemäß Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe (S) in der Form

ausgedrückt wird,

wobei Nq die Anzahl bereits zugeteilter Codes der Länge Q zwischen 1 und QMAX ist (wobei QMAX die maximale erlaubte Codelänge ist) und Q die Länge des Codes ist, dessen Zuteilung angefordert wird.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelle (T) in Übereinstimmung mit verschiedenen Parametern, die für das System kennzeichnend sind, passend gemacht wird.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelle (T) derart gewählt wird, dass die maximale Kapazität des Baums niemals erreicht wird.

9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuteilung bestimmter Codes und ihrer Teilbäume verboten ist, und dadurch, dass die Schwelle (T) dann in der Form

T ≤ TMAX:

ausgedrückt wird, wobei

wobei QMAX die maximal erlaubte Codelänge ist.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Suchens nach einem zuzuteilenden Code gegebener Länge umfasst:

- einen ersten Teilschritt (1 bis 6) eines Suchens nach einem freien Pfad innerhalb des Baumes von der Wurzel des Baumes bis zu einem Code mit der gegebenen Länge, wobei der freie Pfad nicht irgendeinen anderen, bereits zugeteilten Code umfasst, und

- einen zweiten Teilschritt (8-14) zum Verifizieren, ob kein Code in dem Teilbaum bereits zugeteilt wurde, dessen Wurzel der Code ist, der an dem anderen Ende des ersten Teilschritts gefunden wurde.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Code chQ, der in dem Baum durch seine Codelänge Q und durch die Ordnung h dieses Codes in dem Satz unterschiedlicher Codes mit dieser Codelänge identifiziert wurde, wobei die ersten und zweiten Teilschritte ein Abtasten des gesamten oder eines Teils des Baums in Übereinstimmung mit einer Kombination ansteigender Codelängen Q und Ordnungen h, die in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Gesetz variieren, insbesondere einem ansteigenden Gesetz, umfasst.

12. Verfahren gemäß Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Teilschritte eine binäre Numerierung der Ordnungen h verwenden.

13. Instanz für ein Mobilfunkkommunikationssystem, das Mittel zum Durchführen der Schritte des Verfahrens gemäß einem der Anspruche 1 bis 12 umfasst.