DE69916010T2

DE69916010T2 - Vorrichtung und verfahren zur durchführung von rahmensynchronisation unter verwendung eines synchronisationskanals in einem mobilen kommunikationssystem

Info

Publication number: DE69916010T2
Application number: DE69916010T
Authority: DE
Inventors: Hi-Chan Moon; Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-09-17
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2019-09-18
Also published as: AU734036B2; CN1156105C; KR20000020342A; EP1032959B1; WO2000016437A3; DE69916010D1; EP1032959A1; WO2000016437A2; KR100401190B1; US6567461B1; CN1287732A; AU5762999A; CA2310235C; CA2310235A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine Synchronisierungsvorrichtung und ein Synchronisierungsverfahren für ein CDMA-Kommunikationssystem, und insbesondere eine Synchronisierungsvorrichtung und ein Verfahren, die Spreizcodes verwenden.
2. Beschreibung des Stands der Technik
1 stellt eine IS-95 Vorwärtsverbindung einer Basisstation zum Übertragen von Kanalsignalen an eine Mobilstation in einem Codemultiplex-Vielfachzugriff-(CDMA)-Kommunikationssystem dar. Gemäß Darstellung enthält in einem CDMA-Mobilkommunikationssystem die Vorwärtsverbindung einen Pilotkanal, einen Synchronisationskanal und einen Rufkanal. Obwohl er nicht dargestellt ist, enthält die Vorwärtsverbindung ferner einen Verkehrskanal für die Übertragung der Sprache und Daten eines Benutzers.
Gemäß 1 erzeugt ein Pilotkanalgenerator 110 ein aus lauter Einsen ("1") bestehendes Pilotkanalsignal für einen Pilotkanal und ein Multiplizierer 114 multipliziert das Pilotkanalsignal mit einem Orthogonalcode Wo, um das Pilotkanalsignal zu spreizen. Hier wird ein spezifischer Walsh-Code für den Orthogonalcode Wo verwendet. Ein Multiplizierer 115 multipliziert das von dem Multiplizierer 114 ausgegebene Pilotkanalsignal mit einer PN-(Pseudozufalls)-Folge, um das Pilotkanalsignal zu spreizen.
Bezüglich des Aufbaus eines Synchronisationskanalgenerators 120 kann ein Faltungscodierer mit einer Codierungsrate R = 1/2, Beschränkungslänge K = 9 für einen Codierer 121 verwendet werden. Ein Wiederholer (Repeater) 122 wiederholt die aus dem Codierer 121 ausgegebenen Synchronisationssymbole N-mal (N = 2). Ein Verschachteler (Interleaver) 123 verschachtelt die von dem Wiederholer 122 ausgegebenen Symbole, um Bündelfehler zu verhindern. Ein Blockverschachteler wird typischerweise für den Ver schachteler 123 verwendet. Ein Multiplizierer 124 multipliziert das Synchronisationskanalsignal mit einem dem Synchronisationskanal zugeordneten spezifischen Orthogonalcode, um das Synchronisationskanalsignal orthogonal zu spreizen. Der Synchronisationskanal gibt die Positionsinformation, Standardzeitinformation und die Langcodeinformation der Basisstation aus, und gibt auch Information für die Systemsynchronisation zwischen der Basisstation und einer Mobilstation aus. Wie vorstehend festgestellt, codiert der Synchronisationskanalgenerator 120 ein Eingangssynchronisationssignal und multipliziert das codierte Synchronisationssignal mit einem spezifischen Walsh-Code W_sync, der dem Synchronisationssignal von verfügbaren Walsh-Codes zugeordnet ist, um das Synchronisationskanalsignal orthogonal zu spreizen. Ein Multiplizierer 125 multipliziert das von dem Multiplizierer 124 ausgegebene Synchronisationskanalsignal mit der PN-Folge, um das Synchronisationskanalsignal zu spreizen.
Bezüglich eines Rufkanalgenerators 130 codiert ein Codierer 131 ein Eingangsrufkanalsignal. Ein Faltungscodierer mit einer Codierungsrate R = 1/2, Beschränkungslänge K = 9 kann für den Codierer 131 verwendet werden. Ein Wiederholer 133 wiederholt die aus dem Codierer 132 ausgegebenen Synchronisationssymbole N-mal (N = 2). Ein Verschachteler 133 verschachtelt die von dem Wiederholer 132 ausgegebenen Symbole, um Bündelfehler zu verhindern. Ein Blockverschachteler wird typischerweise für den Verschachteler 133 verwendet. Ein Langcodegenerator 141 erzeugt einen Langcode, welcher ein Benutzeridentifikationscode ist. Ein Dezimierer 142 dezimiert den Langcode, um so die Rate des Langcodes an die Rate der von dem Verschachteler 133 ausgegebenen Symbole anzupassen. Ein Exklusiv-ODER-Gatter 143 führt eine Exklusiv-ODER-Verknüpfung des von dem Verschachteler 133 ausgegebenen codierten Rufsignals und des von dem Dezimierer 142 ausgegebenen Langcodes durch, um das Rufsignal zu verschlüsseln. Ein Multiplizierer 134 multipliziert das von dem Exklusiv-ODER-Gatter 143 ausgegebene verschlüsselte Rufsignal mit einem dem Rufkanal zugeordneten Orthogonalcode W_p, um das Rufsignal orthogonal zu spreizen. Ein Multiplizierer 135 multipliziert das von dem Multiplizierer 134 ausgegebene Rufkanalsignal mit der PN-Folge, um das Rufkanalsignal zu spreizen.
Wie vorstehend erwähnt, werden die orthogonal gespreizten Übertragungssignale der entsprechenden Kanäle mit der PN-Folge multipliziert, um gespreizt und in ein zu übertragendes HF-(Hochfrequenz)-Signal umgewandelt zu werden. In dem IS-95 Standard wird die Spreizung unter Verwendung von zwei unterschiedlichen PN-Folgen für die Iund Q-Arme durchgeführt. Die hierin verwendeten PN-Folgen besitzen eine Periode von 32,768.
In der Vorwärtsverbindungsstruktur von 1 trägt der Pilotkanal keine Daten und spreizt zum Übertragen ein Signal aus lauter "Einsen" mit einer PN-Folge mit einer Periode von 32,768. In einem System mit einer Chiprate von 1,2288 Mcps (Chips pro Sekunde) entspricht eine PM-Folgenperiode 26,7 ms (80/3 ms). Nach dem Einschalten erfaßt der Empfänger in einer Mobilstation das Pilotkanalsignal auf der in 1 dargestellten Vorwärtsverbindung, um eine Synchronisation mit einer Basisstation aufzubauen.
2 stellt ein Empfänger in einer Mobilstation dar, welcher Vorwärtsverbindungs-Kanalsignale auf einer Basisstation empfängt.
Gemäß 2 empfängt ein HF-Empfänger 212 ein von einer Basisstation übertragenes HF-Signal und wandelt das empfangene HF-Signal in ein Basisbandsignal um. Ein Analog/Digital-(A/D)-Wandler 214 wandelt das von dem HF-Empfänger 212 ausgegebene Basisbandsignal in digitale Daten um. Ein Sucher 222 erfaßt das von den Vorwärtskanalsignalen ausgegebene Pilotkanalsignal, um die Mobilstation mit der Basisstation zu synchronisieren. N Finger 231–23N entspreizen entsprechende Vorwärtskanalsignale, um einen Korrelationswert zwischen den Kanalsignalen zu detektieren. Ein Kombinierer 226 kombiniert die Ausgangssignale der entsprechenden Finger 231–23N.
Gemäß Darstellung in 2 besteht ein Empfänger einer Mobilstation aus dem Sucher 222, den N-Fingern 231–23 und dem Kombinieren 226. Die Erfassung des Pilotkanalsignals wird von dem Sucher 222 durchgeführt.
3 ist ein Zeittaktdiagramm der Vorwärtskanalsignale, die eine Basisstation überträgt, in welchem die Rahmenverschiebung (Offset) eines Verkehrskanals als Null angenommen wird.
Gemäß 3 bezeichnet ein Bezugszeichen 311 eine 80 ms Grenze einer Basisstation, welche von einer Zwei-Sekunden-Grenze des "Globalen Positioning System" (GPS) be stimmt ist. Das Bezugszeichen 313 stellt den Pilotverschiebung der Basisstation dar. Das Bezugszeichen 315 stellt die Grenzen von drei Spreizcodeperioden innerhalb 80 ms dar, woraus ersichtlich ist, daß eine Spreizcodefolgenperiode 26,7 ms (80/3 ms) ist. Hierin wird die Spreizfolge als eine PN-Folge angenommen. Jede Spreizfolgenperiode ist mit einer 26,7 ms Rahmengrenze synchronisiert, wo ein Synchronisationskanal damit verschachtelt ist. Hier wird der 80 ms Rahmen als der zweite Rahmen und der 26,7 ms Rahmen als der erste Rahmen bezeichnet.
Das Bezugzeichen 317 stellt eine 80 ms Rahmengrenze des Synchronisationskanals dar, während das Bezugszeichen 319 die Rahmengrenzen des Rufkanals und des Verkehrskanals darstellt. Für den Verkehrskanal besteht der 80 ms Rahmen aus vier 20 ms Rahmen. Daher ist aus 3 zu erkennen, daß in der 80 ms-Periode der Synchronisationskanal aus drei 26,7 ms Rahmen und der Verkehrskanal aus vier 20 ms Rahmen besteht.
4 stellt die 80 ms Rahmenstruktur des Synchronisationskanals dar. Für das Synchronisationskanalsignal besteht der durch das Bezugszeichen 412 dargestellte 80 ms Rahmen aus drei 26,7 ms Rahmen, wovon jeder ein Synchronisationsbit SOM (Start of message) enthält, welches einer Pilotfolgenperiode entsprechend gesetzt ist. Beispielsweise ist in der 80 ms Periode das Synchronisationsbit SOM der ersten 26,7 ms Rahmenperiode als "1" (oder "0") bestimmt, und die Synchronisationsbits SOMs für die nachstehenden 26,7 ms Rahmen sind als "0" (oder "1") bestimmt. Daher bedeutet die Detektion eines Synchronisationsbits SOM mit "1" (oder "0") in der 80 ms Periode die Detektion eines 80 ms Synchronisationskanalsignals.
Unter Bezugnahme auf 3 und 4 erfolgt eine Beschreibung bezüglich der zwischen einer Basisstation und einer Mobilstation durchgeführten Synchronisationsprozedur. Die Standardzeittaktung der Basisstation wird von der 80 ms Grenze 311 abgeleitet, welche von der Zwei-Sekunden-Grenze des GPS bestimmt ist. Das Pilotkanalsignal der Basisstation ist um den Pilotoffset 313 in der von den GPS empfangenen 80 ms Grenze verschoben. Dieses dient zur eindeutigen Identifizierung von Basisstationen unter Verwendung derselben Folge, indem diese Pilotverschiebung unterschiedlich für jede von den entsprechenden Basisstationen eingestellt wird. Die Pilotkanalsignale für die Vorwärtsverbindung werden mit einer Periode von 26,7 ms wiederholt, wie es durch das Bezugs zeichen 315 dargestellt wird. Ein Synchronisationskanalsignal wird mit Perioden von 26,7 ms verschachtelt/entschachtelt, wie es durch das Bezugszeichen 414 dargestellt wird, und diese Grenze wird mit einer Pilotfolgenperiode (d. h., einer PN-Folgenperiode) synchronisiert. Daher kann nach der Erfassung eines Pilotkanalsignals eine Mobilstation in einer IS-95 Mobilkommunikation genau die Verschachtelung/Entschachtelungs-Rahmensynchronisation für einen Synchronisationskanal gemäß Darstellung in 4 erfassen. D. h., die 26,7 ms Periode stellt eine PN-Folgenperiode (d. h. Synchronisationsrahmen) dar, und die 80 ms Periode stellt eine Überrahmenperiode eines Synchronisationskanal dar.
Danach sollte die Mobilstation die 80 ms Grenze 317 des Synchronisationskanal erfassen. Der Synchronisationskanal für die Vorwärtsverbindung überträgt das Synchronisationsbit SOM alle 26.7 ms, wie es durch das Bezugszeichen 414 dargestellt wird. Das SOM-Bit ist auf "1" in dem ersten 26,7 ms Rahmen und auf "0" in den nachfolgenden zwei 26,7 ms Rahmen gesetzt. Der Empfänger in der Mobilstation wird mit der 80 ms Grenze unter Verwendung der SOM-Bits des Synchronisationskanals synchronisiert. Der Empfänger der Mobilstation synchronisiert sich mit dem Pilotsignal, um mit der Basisstation synchronisiert zu sein, wodurch der Empfänger ein Signal auf dem Synchronisationssignal alle 26,7 ms demoduliert und einen 26,7 ms Rahmen mit dem demodulierten SOM-Bit von "1" als den Start einer 80 ms Grenze ermittelt.
Die Vorwärtsverbindungsstruktur von 1 und die Synchronisationsprozedur von 3 sind auf ein IS-95 Mobilkommunikationssystem mit einer Chiprate von 1,2288 Mcps anwendbar. Für eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung und ein effektives Systemdesign wird jedoch ein IMC-2000 System die Chiprate erhöhen, um die größere Bandbreite zu nutzen.
Es wird erwartet, daß das IMC-2000 Mobilkommunikationssystem eine Chiprate verwenden wird, welche 3, 6 und 12 mal höher als die Chiprate des bestehenden IS-95 Systems sein wird. Hierin wird angenommen, daß die Chiprate des IMC-2000 Systems auf 3,6864 Mcps, das Dreifache der Chiprate des IS-95 Systems ansteigt. In diesem Falle verringert sich, wenn eine PN-Folge mit derselben Periode wie der einer Spreizfolge für das bestehende IS-95 Mobilkommunikationssystem verwendet wird, eine PN-Folgenperiode auf ein Drittel, so daß sie zu 80/9 ms wird. In diesem Falle wird die Pro zedur für die Erfassung der 80 ms Synchronisation für den Synchronisationskanal kompliziert. Insbesondere ist es, obwohl die Mobilstation zu Beginn ein Pilotkanalsignal erfaßt, da es die Grenze des 26,7 ms Rahmen nicht kennt, nicht möglich, die Synchronisationserfassungsprozedur anzuwenden, welche in dem 1,2288 Mcps Schmalbandsystem verwendet wird.
Ein Verfahren zum Lösen dieses Problems besteht in der Verwendung einer Spreizfolge mit einer Periode, welche so lange wie die Zunahme in der Chiprate ist. Beispielsweise wird, wenn die Chiprate auf das Dreifache erhöht wird, die Periode der Spreizfolge ebenfalls um das Dreifache erhöht, um so eine Spreizfolgenperiode auf 26,7 ms beizubehalten. Jedoch bewirkt die Längezunahme der PN-Folge um das Dreifache eine Zunahme der Anfangserfassungszeit der Mobilstation.
Daher wird, wenn die Chiprate über die des bestehenden IS-95 Systems hinaus zunimmt, ein neues Anfangssynchronisationsverfahren erforderlich.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, um rasch eine Anfangserfassung und Rahmensynchronisation eines empfangenen Signals bei einem Empfänger in einem Spreizspektrumkommunikationssystem bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine rasche Rahmensynchronisation für einen Datenrahmen unter Verwendung einer Spreizfolge bereitzustellen, welche dieselbe Rahmengrenze während der Spreizung in einem Empfänger für ein CDMA-Kommunikationssystem aufweist.
Zur Lösung der vorstehenden Aufgaben wird ein Basisstations-Sender für ein Codemultiplex-Vielfachzugriff-(CDMA)-Kommunikationssystem bereitgestellt, das eine Überrahmenperiode eines Synchronisationskanals, eine Vielzahl aus der Überrahmenperiode segmentierter erster Synchronisationskanalrahmen, wobei die ersten Synchronisationskanalrahmen jeweils eine erste Periode besitzen, und eine Vielzahl aus der Vielzahl der ersten Synchronisationskanalrahmen segmentierter zweiter Synchronisationskanalrah men enthält, wobei die zweiten Synchronisationskanalrahmen jeweils eine zweite Periode besitzen, wobei Synchronisationskanalsignale über die zweiten Synchronisationskanäle übertragen werden. Die Basisstation umfaßt eine Schaltung zum Erzeugen von Synchronisationskanalsignalen und einen Kanalspreizer zum Kanalspreizen eines Synchronisationssignals in einen führenden Synchronisationskanalrahmen von den zweiten Synchronisationskanalrahmen in jedem ersten Synchronisationskanalrahmen mit einem ersten Orthogonalcode, und zum Kanalspreizen von Synchronisationskanalsignalen in den restlichen Synchronisationskanalrahmen mit einem zweiten Orthogonalcode.
Ein Überrahmen eines Synchronisationskanals, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf einen Rahmen für die Erfassung einer Rahmensynchronisation in einem Anfangssynchronisationserfassungsprozeß, und wird in der Ausführungsform mit 80 ms angenommen. Ein erster Synchronisationskanalrahmen bezieht sich auf segmentierte Rahmen des Überrahmens. Hier wird angenommen, daß der Überrahmen in drei erste Synchronisationskanalrahmen segmentiert ist. In diesem Falle ist der erste Synchronisationskanalrahmen 26,7 ms. Ein zweiter Synchronisationskanalrahmen bezeichnet segmentierte Rahmen des ersten Synchronisationskanalsrahmens. Es wird hierin angenommen, daß der erste Synchronisationskanalrahmen in drei zweite Synchronisationskanalrahmen segmentiert ist. In diesem Falle ist der zweite Synchronisationskanalrahmen 8,89 ms.
Die vorliegende Erfindung stellt ein CDMA-Kommunikationssystem bereit, das eine Spreizfolge mit derselben Länge wie der in einem IS-95 System verwendeten Länge verwendet, um eine rasche Synchronisation zu erreichen, obwohl die Chiprate zunimmt.
Zu diesem Zweck spreizt eine Basisstation gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine spezifische zweite Synchronisationskanalrahmendauer in eine erster Synchronisationskanalrahmendauer mit einem ersten Kanalspreizcode und spreizt die restlichen zweiten Synchronisationskanalrahmendauern mit einem zweiten Kanalspreizcode, wobei die zweiten Synchronisationskanalrahmen unter Verwendung der kurzen (d. h. hohen Rate) PN-Folge gespreizt werden. Daher kann eine Mobilstation eine Anfangserfassung durchführen, in der zu Beginn eine Folge mit einer hohen Chiprate und einem Korrelationswert bestimmt wird, und danach rasch eine Grenze eines von der Basisstation übertragenen ersten Synchronisationskanalrahmens erfaßt wird, um dadurch eine Rahmensynchronisation zu erfassen.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung spreizt eine Basisstation eine spezifische zweite Synchronisationskanaldauer mit einem ersten Kanalspreizcode an einer Grenze der Überrahmendauer des Synchronisationskanals und spreizt die restliche Überrahmendauer des Synchronisationskanals mit einem zweiten Kanalspreizcode, wobei die zweiten Synchronisationskanalrahmen unter Verwendung der kurzen PN-Folge gespreizt werden. Daher kann eine Mobilstation eine anfängliche Erfassung durch anfängliches Ermitteln einer Folge mit der höchsten Chiprate und einem Korrelationswert durchführen und kann danach rasch eine Grenze des von der Basisstation gesendeten Überrahmen des Synchronisationskanals erfassen, um dadurch eine Rahmensynchronisation zu erfassen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und weitere Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher, in welchen:
1 eine Darstellung ist, welche eine Vorwärtsverbindungsstruktur eines herkömmlichen CDMA-Kommunikationssystems darstellt;
2 ein Empfänger für ein herkömmliches CDMA-Kommunikationssystem ist;
3 ein Zeittaktdiagramm einer Basisstation für ein herkömmliches CDMA-Kommunikationssystem ist;
4 eine Darstellung ist, die SOM-Bits auf einem Synchronisationskanal darstellt;
5 eine Darstellung ist, welche eine Vorwärtsverbindungsstruktur für ein CDMA-Kommunikationssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
6 eine Darstellung ist, welche einen Orthogonalcodesatz für einen Synchronisationskanal gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
7 eine Darstellung ist, welche eine Synchronisationskanalaufbau und einen Spreizfolgenaufbau gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 eine Darstellung ist, die einen Empfänger darstellt, der eine Entscheidungsvariable unter Verwendung eines empfangenen Synchronisationskanalsignals in einer Mobilstation gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung berechnet;
9 das Zeittaktdiagramm der Zeittaktsteuerung in dem Mobilstationsempfänger von 8 ist; und
10 eine Darstellung ist, welche ein Format eines Signals darstellt, das eine Basisstation überträgt, wenn eine Verschachtelungsgröße eines Synchronisationskanals gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verlängert ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hierin nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der nachstehenden Beschreibung werden allgemein bekannte Funktionen oder Konstruktionen nicht im Detail beschrieben, da sie die Erfindung mit unnötigen Details verschleiern würden.
Es wird hierin angenommen, daß die Chiprate von 1,2288 Mcps auf 3,3864 Mcps zunimmt. In diesem Falle wird die PN-Folgenperiode von 26,7 ms (80/3) auf 8,89 ms (80/9) verkürzt.
In 5 ist ein Basisstationssender zum Übertragen von Synchronisationskanalrahmen über eine Vorwärtsverbindung dargestellt. Zusätzlich wird eine Synchronisationskanalrahmendauer gemäß einer Ausführungsform einer vorliegenden Erfindung zu einer zweiten Synchronisationskanalrahmendauer von 8,89 ms gemäß Darstellung in 7, und schließlich werden Signale für die zweite Synchronisationskanalrahmendauer durch unterschiedliche Orthogonalcodesätze gemäß Darstellung in 6 unterschieden.
Eine Beschreibung einer Ausführungsform erfolgt unter Verwendung eines Beispiels, in welchem die Chiprate 3,6864 Mcps ist. Daher beträgt in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine PN-Folgenperiode 2¹⁵ (= 32768) Chips). Es wird in dieser Ausführungsform angenommen, daß eine PN-Folgenperiode 8,89 ms (80/9) ms ist, was 1/3 der bestehenden PN-Folgenperiode ist. Dieses bedeutet, daß die Bandbreite dieser Ausführungsform die dreifache Bandbreite des existierenden IS-95 Mobilkommunikationssystemsist. In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird der 26,7 ms Rahmen als ein erstes Synchronisationskanalrahmen bezeichnet, der 80 ms Rahmen wird als ein Überrahmen bezeichnet, und der 8,89 ms Rahmen wird als ein zweites Synchronisationskanalrahmen bezeichnet.
In einem CDMA-Mobilkommunikationssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hält ein Basisstationssender die Orthogonalität bei einer spezifischen Dauer oder über die gesamte Dauer sogar eines sehr kurzen PN-Folgenperiode (8,89 ms) des Synchronisationskanals aufrecht, und führt eine Spreizung unter Verwendung eines Orthogonalcodesatzes durch, dessen Muster mit jedem 26,7 ms Rahmen wiederholt wird. Ein Mobilstationsempfänger entspreizt dann ein auf dem Synchronisationskanal empfangenes Signal unter Verwendung des in dem Basisstationssender verwendeten spezifischen Orthogonalcodesatzes und berechnet die Energie des empfangenen Signals, um eine Grenze des 26,7 ms Rahmens zu ermitteln, und detektiert danach Synchronisationsbits des Synchronisationskanals an einem Startpunkt Der Grenze des 26,7 ms Rahmens, um eine Grenze des 80 ms Rahmens zu ermitteln und dadurch eine Initialisierung durchzuführen.
A. Erste Ausführungsform
5 stellt einen Basisstationssender zum Übertragen zweiter Synchronisationskanalrahmen dar, die aus einem ersten Synchronisationskanalrahmen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung segmentiert sind. Hierin werden ein Orthogonalcode, ein Kanalspreizcode und ein Walsh-Code alle in derselben Bedeutung als ein Code zum Trennen von Kanälen verwendet. Zusätzlich werden eine PN-Folge und eine Spreizfolge beide mit derselben Bedeutung als ein Code für eine PN-Maskierung eines Kanalspreizsignals verwendet.
Ein Pilotkanalgenerator 110 erzeugt ein aus lauter "Einsen" bestehendes Signal. Danach multipliziert ein Multiplizierer 114 das Pilotkanalsignal mit einem Orthogonalcode W₀, um das Pilotkanalsignal orthogonal zu spreizen. Ein Multiplizierer 115 multipliziert von dem Multiplizierer 114 ausgegebene Pilotkanalsignal mit einer PN-Spreizfolge, um ein Spreizkanalsignal zu erzeugen.
Bezüglich eines Synchronisationskanalgenerators 120 codiert ein Codierer 121 eine 1,2 Kbps Synchronisationskanaldateneingabe. Typischerweise kann ein R = 1/3, K = 9 Faltungscodierer für den Codierer 121 verwendet werden. Daher wird die Symbolrate der von dem Codierer 121 ausgegebenen codierten Daten 3,6 Ksps (Symbole pro Sekunde). Ein Wiederholer 122 wiederholt die von dem Codierer 121 ausgegebenen Synchronisationssignale N-mal (N = 2). In diesem Falle wird die Symbolrate der von dem Wiederholer 122 ausgegebenen Daten zu 7,2 Ksps. Ein Verschachteler 123 verschachtelt dieses von dem Wiederholer 122 ausgegebenen Signale, um Bündelfehler zu verhindern. Ein Blockverschachteler kann für den Verschachteler 123 verwendet werden. Ein Signalwandler (oder I/Q-Signalzuordner) 126 wandelt Symboldaten mit der Logik "0" und "1", die von dem Verschachteler 123 ausgegeben werden, in Pegel "+1" und "–1" um, und demultiplexiert dann die pegelgewandelten Daten in die I- und Q-Arme.
Erste und zweite Orthogonalcodegeneratoren 522 und 523 erzeugen erste und zweite Orthogonalcodes W_s1 bzw. W_s2. Ein Orthogonalmustergenerator 521 erzeugt ein Orthogonalmuster für die Kanalspreizung eines Ausgangssignals des Synchronisationskanalgenerators 120. Eine Schaltersteuerung 524 wählt einen von den ersten und zweiten Orthogonalcodes W_S1 und W_S2 gemäß einem Ausgangssignal des Orthogonalmustergenerators 521 aus, um einen Orthogonalcode W_sync für den Synchronisationskanal zu erzeugen. Ein Multiplizierer 124 multipliziert ein von dem Signalwandler 126 ausgegebenes Ausgangssignal des Synchronisationskanalgenerators 120 mit dem Orthogonalcode W_sync Das heißt, der Multiplizierer 124 multipliziert die von dem Signalwandler 126 für die I- und Q-Arme ausgegebenen Synchronisationskanalsignale mit dem dem Synchronisationskanal zugeordneten Orthogonalcode W_sync, um an den Synchronisationskanalsignalen eine Kanalspreizung auszuführen.
Die Schaltersteuerung 524 wählt den ersten Orthogonalcode W_S1 für die erste 8,89 ms Rahmen-(d. h., die zweite Synchronisationskanalrahmen)-dauer aus, welche bei einer Grenze des 26,7 ms Rahmens (d. h., des ersten Synchronisationskanalrahmens) beginnt, und wählt den zweiten Orthogonalcode W_S2 für den restlichen zweiten und dritten 8,89 ms Rahmendauern aus. Dann funktioniert der Multiplizierer 124 als ein Kanalspreizer zum Spreizen eines Signals für die erste zweite Synchronisationskanalrahmendauer von 8,89 ms in der ersten Synchronisationsrahmendauer von 26,7 ms mit dem ersten Orthogonalcode W_S1 und zum Spreizen von Signalen für die zweiten und dritten zweiten Synchronisationskanalrahmendauern mit dem orthogonalen Code W_S2. Der Multiplizierer 124 wiederholt die vorstehende Operation bei Perioden von 26,7 ms, um ein Kanalspreizsynchronisationssignal zu erzeugen, um dadurch ein Kanalspreizsignal zum Definieren einer Grenze des ersten Synchronisationskanalrahmens von 26,7 ms zu definieren. Ein Multiplizierer 125 multipliziert das Ausgangssignal des Multiplizierers 124 mit der PN-Spreizfolge, um ein Spreizsynchronisationskanalsignal zu erzeugen.
Der Synchronisationskanal gibt die Positionsinformation, Standardzeitinformation und Langcodeinformation der Basisstation aus, und gibt auch Information für die Systemsynchronisation zwischen der Basisstation und einer Mobilstation aus. Wie vorstehend festgestellt, codiert der Synchronisationskanalgenerator 120 ein Eingangssynchronisationssignal und multipliziert das codierte Synchronisationskanalsignal mit einem dem Synchronisationskanal zugeordneten spezifischen Walsh-Code W_sync[n] von verfügbaren Walsh-Codes, um das Synchronisationskanalsignal orthogonal zu spreizen.
Der Synchronisationskanal gibt die Positionsinformation, Standardzeitinformation und die Langcodeinformation der Basisstation aus, und gibt auch Information für die Systemsynchronisation zwischen der Basisstation und einer Mobilstation aus. Wie vorstehend festgestellt, codiert der Synchronisationskanalgenerator 120 ein Eingangssynchronisationssignal und multipliziert das codierte Synchronisationssignal mit einem spezifischen Walsh-Code W_sync[n], der dem Synchronisationssignal von verfügbaren Walsh-Codes zugeordnet ist, um das Synchronisationskanalsignal orthogonal zu spreizen.
Bezüglich eines Rufkanalgenerators 130 codiert ein Codierer 131 ein 9,6 oder 4,8 Kbps Eingangsrufkanalsignal. Typischerweise kann ein R = 1/3, K = 9 Faltungscodierer für den Codierer 131 verwendet werden. Daher wird die Rate der Codierer 131 ausgegebe nen Symbole zu 28,8 Ksps oder 14,4 Ksps. Ein Wiederholer 133 wiederholt die aus dem Codierer 132 ausgegebenen Synchronisationssymbole N-mal (N = 1 oder 2). Insbesondere wiederholt der Wiederholer 132 nicht die für die Symbolrate vom 28,8 Ksps ausgegebenen Symbole und wiederholt die Symbole einmal für die Symbolrate von 14,4 Ksps, um so die Symbole mit der Symbolrate von 28,8 Ksps auszugeben. Ein Verschachteler 133 verschachtelt die von dem Wiederholer 132 ausgegebenen Symbole, um Bündelfehler zu verhindern. Ein Blockverschachteler wird typischerweise für den Verschachteler 133 verwendet.
Ein Langcodegenerator 141 erzeugt einen Langcode, welcher ein Benutzeridentifikationscode ist. Ein Dezimierer 142 dezimiert den Langcode, um so die Rate des Langcodes an die Rate der von dem Verschachteler 133 ausgegebenen Symbole anzupassen. Ein Exklusiv-ODER-Gatter 143 führt eine Exklusiv-ODER-Verknüpfung des von dem Verschachteler 133 ausgegebenen codierten Rufsignals und des von dem Dezimierer 142 ausgegebenen Langcodes durch, um das Rufsignal zu verschlüsseln.
Ein Signalumsetzer (oder I/Q-Signalzuordner) 136 wandelt die von dem Exklusiv-ODER-Gatter 143 ausgegebenen Symboldaten mit der Logik "0" und "1", in die Pegel "+1" und "–1" um, und demultiplexiert dann die umgesetzten Daten in die I- und Q-Arme. Ein Multiplizierer 134 multipliziert die von dem Signalwandler 136 ausgegebenen verschlüsselten Rufsignale für die I- und Q-Arme mit einem dem Rufkanal zugeordneten Orthogonalcode W_p, um die Rufsignale orthogonal zu spreizen. Ein Multiplizierer 135 multipliziert das von dem Multiplizierer 134 ausgegebene Rufkanalsignal mit der PN-Spreizfolge, um ein Spreizrufkanalsignal zu erzeugen.
Die als Kanalspreizer funktionierenden Multiplizierer 114, 124 und 134 geben die entsprechend gespreizten Signale aus, welche mit den eindeutig zugewiesenen Orthogonalcodes getrennt sind. Zusätzlich addieren die als PN-Spreizer funktionierenden Multiplizierer 115, 125 und 135 die von den zugeordneten Multiplizieren 114, 124 und 134 ausgegebenen Kanalspreizsignale und multiplizieren dann die addierten Signale komplex mit der PN-Folge, um PN-Spreizsignale zu erzeugen. In der Ausführungsform hat die PN-Folge eine hohe Chiprate von 3,6864 Mcps.
6 veranschaulicht Orthogonalcodes W_sync[n] für den Synchronisationskanal gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Orthogonalcodes W_sync1 und W_sync2 unter Verwendung der ersten und zweiten Orthogonalcodes W_s1 bzw. W_S2 erzeugt werden.
Gemäß 6 ist der Orthogonalcode W_sync[n] ein Orthogonalcodesatz, den die Schaltersteuerung 524 neu erzeugt hat, indem sie die von den Orthogonalcodegeneratoren 522 und 523 ausgegebenen ersten und zweiten Orthogonalcodes W_S1 und W_S2 gemäß dem durch den Orthogonalmustergenerator 521 erzeugten Muster umgeschaltet hat. Der Orthogonalmustergenerator 521 gibt ein Signal von "0" und "1" als ein orthogonales Muster für eine spezifizierte Dauer aus, und die Schaltersteuerung 524 wählt dann den ersten Orthogonalcode W_S1 aus, wenn das Ausgangssignal des Orthogonalmustergenerators 521 "0" ist, und wählt den zweiten Orthogonalcode W_S2, wenn das Ausgangssignal des Orthogonalmustergenerators 521 "1" ist. Die Orthogonalcodes W_S1 und W_S2 zum Spreizen des Synchronisationskanals werden erzeugt, indem entweder unterschiedliche kurze Orthogonalcodes kombiniert oder gleiche Orthogonalcode invertiert werden, um eine Orthogonalität zueinander aufrechtzuerhalten. D. h., in der Ausführungsform entspreizt ein Empfänger die führenden vier Symbole in der zweiten Synchronisationskanalrahmendauer von 8,89 ms mit dem Orthogonalcode, und ermittelt eine Grenze des Synchronisationskanalsrahmens gemäß den Entspreizungsergebnissen.
Es wird angenommen, daß die Ausführungsform einen Orthogonalcodesatz für einen in 6 dargestellten Synchronisationskanal verwendet. Beispielsweise umfaßt in 6 W_sync1 der für vier Symbole des Synchronisationskanals verwendet wird W_S1 und W_S2, und W_sync2 umfaßt W_S2 und W_S2, wobei W_S1 = [W_SW_S]; und W_S2 = [W_s W _s]) ist. In dem Beispiel der Ausführungsform von 6 werden nur vier Symbole durch den W_S2 Kanalisierungscode in W_sync1 gespreizt. Dieses kann jedoch auf jede Symbolanzahl verallgemeinert werden, d. h. N-Symbole können durch einen W_S Kanalisierungscode in W_sync1 gespreizt werden.
7 veranschaulicht eine PN-Folge und einem von einem Basisstationssender übertragenen Synchronisationskanal gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß 7 stellt ein Bezugszeichen 711 eine mit Perioden von 8,89 ms erzeugte PN-Folge dar, und das Bezugszeichen 713 stellt einen orthogonal gespreizten Synchronisationskanal dar. Daher sei angemerkt, daß der Synchronisationskanal dreimal für eine Rahmenperiode übertragen wird, wobei der Synchronisationskanal orthogonal mit unterschiedlichen orthogonalen Codes gespreizt ist. In 7 werden beispielsweise die orthogonalen Codes W_sync1, W_sync2 und W_sync1 wiederholt bei jeder Rahmenperiode ausgegeben.
Es erfolgt nun eine Beschreibung unter Berücksichtigung davon, wie der Synchronisationskanalgenerator 120 in dem Basisstationssender von 5 den Synchronisationskanal gemäß Darstellung in 7 überträgt. Ein 1,2 Kbps Synchronisationskanalsignal wird durch den Codierer 121 codiert und dann in ein 7,2 Kbps Signal durch den Wiederholer 122 und den Verschachteler 123 umgewandelt. Danach wird das 7,2 Kbps Signal in ein Signal von "+1" und "–1" durch den Signalumsetzer 126 umgewandelt und dann mit den orthogonalen Codesätzen W_sync[n] in dem Multiplizierer 124 zur orthogonalen Spreizung multipliziert. Die orthogonalen Codesätze W_sync[n] werden so erzeugt, daß orthogonale Codes W_S1 und W_S2, welche zueinander orthogonal sind, eine Orthogonalität dazwischen gemäß einem orthogonalen Muster aufrechterhalten, das von dem orthogonalen Mustergenerator 521 für eine kurze PN-Folgendauer von 8,89 ms (oder über die gesamte Dauer) gemäß Darstellung in 6 erzeugt wird. Die erzeugten orthogonalen Codesätze W_sync[n] spreizen orthogonal den Synchronisationskanal in einer solchen Weise, daß die wiederholten orthogonalen Codesätze von W_sync1, W_sync2 und W_sync2 mit der ersten Spreizfrequenz synchronisiert sind, wie es in 7 dargestellt ist. Der Multiplizierer 125 multipliziert dann den orthogonal gespreizten Synchronisationskanal vor der Übertragung mit der PN-Folge.
Wenn eine Basisstation den ersten Synchronisationskanalrahmen wie vorstehend beschrieben erzeugt, führt ein Basisstationsempfänger eine anfängliche Erfassung und Synchronisation für den empfangenen Synchronisationskanalrahmen aus. Insbesondere empfängt der mobile Stationsempfänger nach dem Einschalten ein Pilotkanalsignal, um eine PN-Spreizfolge zu erfassen. Die Erfassung der PN-Folge wird durchgeführt, indem ein Korrelationswert zwischen einem empfangenen Signal und einer lokal erzeugten PN-Folge berechnet wird und dann eine Stelle mit dem höheren Korrelationswert gesucht wird. In dem herkömmlichen IS-95 Mobilkomrnunikationssystem wird, da die PN-Folgenperiode mit einem Rahmen dort übereinstimmt, wo ein Synchronisationskanal verschachtelt ist, die Synchronisation eines Synchronisationskanalsüberrahmens von 80 ms durch die Synchronisationsbits SOM durchgeführt, indem der Synchronisationskanal demoduliert wird. Jedoch ist in der Ausführungsform, die eine dreifach höhere Chiprate als die herkömmliche Chiprate verwendet, wenn die PN-Spreizfolge mit derselben Länge wie in dem IS-95 System verwendet wird, eine PN-Folgenperiode kürzer als 26,7 ms, was die Länge eines Rahmens ist, in welchem der Synchronisationskanal verschachtelt ist.
Daher ist es nach der Erfassung einer PN-Folge notwendig eine Grenze eines ersten Synchronisationskanalrahmens dort zu definieren, wo die Synchronisationskanaldaten verschachtelt sind, bevor der Synchronisationskanal moduliert wird. Diese Prozedur wird durchgeführt, indem die Eigenschaften des mit den Orthogonalcodesätzen gespreizten Synchronisationskanals genutzt werden, welche eine Orthogonalität bei einer spezifischen Dauer (oder über die gesamte Dauer) synchron zu der PN-Folgenperiode aufrechterhalten.
8 stellt einen Mobilstationsempfänger zum Erfassen einer kurzen PN-Folge und dann zum Detektieren der Grenze eines ersten Synchronisationskanalrahmens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Gemäß 8 multipliziert ein Multiplizierer 812 das empfangene Signal mit der PN-Folge, um das empfangene Signal zu entspreizen. Ein Multiplizierer 814 multipliziert das von dem Multiplizierer 812 ausgegebene PN-entspreizte Signal mit einem Orthogonalcode W_sync für einen Synchronisationskanal. Erste und zweite Orthogonalcodegeneratoren 820 und 822 erzeugen erste und zweite Orthogonalcodes W_S1 bzw. W_S2. Ein Orthogonalmustergenerator 818 erzeugt ein Orthogonalmustersatz mittels eines von einer Zeittaktsteuerung 816 ausgegebenen Signals S1. Eine Schaltersteuerung 824 wählt einen von den ersten und zweiten Orthogonalcodes W_S1 und W_S2 gemäß dem von dem Orthogonalmustergenerator 818 ausgegebenen orthogonalen Muster aus und gibt den ausgewählten Orthogonalcode als ein Orthogonalcode W_sync für den Synchronisationskanal aus. Hier besitzen die ersten und zweiten Orthogonalgeneratoren 820 und 822 der orthogonalen Mustergenerator 818 und die Schaltersteuerung 824 denselben Aufbau wie diejenigen des Synchronisationskanalgenerators 120 in dem Basisstationssender von 5.
Ein Akkumulator 826 sammelt Synchronisationssymbole für eine Symboldauer des Synchronisationskanals, um die Synchronisationssymbole zu demodulieren. Daher wird ein von dem Akkumulator 826 ausgegebene Signal zu einem entspreizten und orthogonal demodulierten Synchronisationskanalsignal. Ein Quadrierer 828 quadriert das von dem Akkumulator 826 ausgegebene integrierte Signal, um das integrierte Signal in ein Energiesignalumzuwandeln. Ein Akkumulator 830 akkumuliert ein Eingangssignal als Reaktion ein von der Zeittaktsteuerung 816 erzeugtes Signal S2. Die Zeittaktsteuerung 816 erzeugt das Signal S1, das den Beginn des 8,89 ms Rahmen darstellt und das Signal S2, das eine Integrationsdauer der 4-Symbole-Dauer beginnend bei dem Signal S1 darstellt.
9 ist eine Darstellung, welche den Zeittakt der Zeittaktsteuerung 816 und ein von dem orthogonalen Mustergenerator 818 ausgegebenes Orthogonalmuster P(t) darstellt. In 9 bezeichnet das Bezugszeichen 911 eine Grenze einer PN-Folge, und ein Bezugszeichen 913 bezeichnet das Signal S1 , welches ein bei der Grenze des 8,89 ms Rahmens erzeugtes PN-Grenzsignal ist. Ferner stellt ein Bezugszeichen 915 das Signal S2 dar, welches für bei dem Signal S1 beginnende 4-Symbole-Dauer, welches an der Grenze des 8,89 ms Rahmens erzeugt wird, aktiviert wird. Die S2 Signaldauer wird zu einer Dauer für die Integration des entspreizten Synchronisationskanals. Zusätzlich stellt das Bezugszeichen 917 ein Signal P(t) dar, welches ein von dem orthogonalen Mustergenerator 818 erzeugtes Orthogonalmuster ist. In der Ausführungsform wird, da der Orthogonalcodesatz W_sync verwendet wird, ein "0"-Signal für P(t) über die gesamte Dauer erzeugt. Daher wird der Orthogonalmustergenerator 818 als Reaktion auf das Signal S1 aus der Zeittaktsteuerung 816 freigegeben, ein orthogonales Muster zu erzeugen, und der Akkumulator 830 akkumuliert das Ausgangssignal des Quadrierers 828 mit der 4-Symbole-Dauer als Reaktion auf das Signal S2.
Gemäß 8 und 9 entspreizt ein Empfänger ein empfangenes Signal für eine spezifische Dauer unter Verwendung einer PN-Folge und eines orthogonalen Codesatzes W_sync für den Synchronisationskanal. Der Quadrierer 828 und der Akkumulator 830 berechnen die Energie des entspreizten Signals, und die berechnete Energie wird zu einer Entscheidungsvariablen Z_n. Die Zeittaktsteuerung 816 erzeugt das Signal S1, welches eine Grenze von nur einer PN-Folge gemäß Darstellung durch 913 darstellt, und das Signal S2, das eine Akkumulationsdauer repräsentiert, bei der die Entspreizung durch geführt wird und eine Energie für die N-Symbole-Dauer, welche bei der Erzeugung des Signals S1 beginnt. Das die Energieakkumulationsdauer für die entspreizten Symbole repräsentierende Signal S2 steuert die Akkumulationsdauer des Akkumulators 830. Ferner bezeichnet das die PN-Folgenperiode darstellende Signal S1 den Beginn des von dem Orthogonalmustergenerator 818 erzeugten orthogonalen Musters.
Es werde angenommen, daß ein Synchronisationskanal einer Mobilstation gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Aufbau von 9 besitzt. D. h., der Synchronisationskanal 911 wird mit unterschiedlichen orthogonalen Codesätzen W_sync1 und W_sync2 synchron zu der Grenze der 8,89 ms PN-Folge gespreizt. Zusätzlich behält jeder orthogonale Codesatz die Orthogonalität der ersten vier Symbole bei, wie es in 6 dargestellt ist. Ferner werden die orthogonalen Codes synchron zu der Grenze des ersten Synchronkanalrahmens wiederholt. 6 stellt einen Synchronisationskanal dar, in welchem die orthogonalen Codes synchron mit den ersten Synchronisationskanalrahmen geändert werden.
Um eine Grenze des ersten Synchronisationskanalrahmens zu suchen, wird der erste Synchronisationskanalrahmen zuerst mit einem orthogonalen Codesatz W_sync1, welcher identisch zu dem in dem Sender ist, synchron mit der Grenze des 8,89 ms Rahmens entspreizt und danach wird die Energie für die Dauer der führenden N-Symbole (wobei N = 4) gemäß der nachstehenden Gleichung (1) berechnet, um eine Entscheidungswert Z_n zu erhalten.
wobei I_l,m + jQ_i,m ein Eingangssignal bezeichnet, m eine Integrationsdauer für den Orthogonalcode bezeichnet und 1 einen Symbolindex bezeichnet. Die berechnete Entscheidungsvariable Z_n besitzt einen hohen Wert an dem Anfangspunkt des ersten Synchronisationskanalrahmens, wo der Synchronisationskanal verschachtelt ist, und besitzt einen Wert, welcher sich nahe an "0" an den anderen Punkten annähert. Wenn der Sender die Integrationsdauer vergrößert, kann der Empfänger auch die Integrationsdauer für die Symbole vergrößern, um die Genauigkeit der Entscheidungsvariable Z_n zu vergrößern.
Es gibt verschiedene Verfahren zum Suchen der Grenze des ersten Synchronisationskanalrahmens auf der Basis der Entscheidungsvariablen Z_n.
In einem ersten Verfahren wird die Entscheidungsvariable Z_n bei jeder 8,89 ms Spreizfolgenperiode berechnet, und es wird an dem Beginn des Rahmens ermittelt, wo der Synchronisationskanal verschachtelt ist, wenn der berechnete Entscheidungswert einen Schwellenwert überschreitet. In einem zweiten Verfahren wird die Entscheidungsvariable Z_n bei jedem 8,89 ms Rahmen berechnet und Entscheidungsvariable für alle Hypothesen werden verglichen, um eine Position mit dem höchsten Wert als den Beginn des Rahmens zu ermitteln, bei dem der Synchronisationskanal verschachtelt ist.
Nach der Ermittlung der Grenze des ersten Synchronisationskanalrahmens des Synchronisationskanals decodiert der Mobilstationsempfänger das Synchronisationskanalsignal in einer Einheit des ersten Synchronisationskanalsrahmens, um ein SOM-Bit des Synchronisationskanals zu detektieren. Eine Grenze des 80 ms Rahmens des Synchronisationskanals wird bei dem SOM-Bit der Synchronisationskanals detektiert, und diese Prozedur ist identisch mit der in dem bestehenden IS-95 System.
B. Zweite Ausführungsform
Es wird nun Bezug auf ein Rahmengrenzen-Suchverfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genommen.
In dem Rahmengrenzen-Suchverfahren gemäß der ersten Ausführungsform werden Daten unter Verwendung eines Spreizcodes mit einer Periode in der Länge kürzer als des erste Synchronisationskanalrahmen (26,7 ms) übertragen, und dann die Grenze des ersten Synchronisationskanalrahmens unter Verwendung einer Vielzahl orthogonaler Codes gesucht. In der ersten Ausführungsform wird die Grenze gesucht, während die Grenze des ersten Synchronisationskanalrahmens dort beibehalten wird, wo der Synchronisationskanal verschachtelt ist. In der zweiten Ausführungsform ist jedoch der Rahmen, in welchem der Synchronisationskanal verschachtelt ist, in der Länge auf einen 80 ms Überrahmen des Synchronisationskanals ausgedehnt und eine Grenze des Überrahmens wird unter Verwendung einer Vielzahl von orthogonalen Codes gesucht.
In diesem Falle ist es möglich, das Verhalten zu verbessern, indem eine Verschachte lungslänge des Synchronisationskanals auf 80 ms verlängert wird, und ferner ist es nicht erforderlich, eine Dekodierung bei jedem ersten Synchronisationskanalrahmen (26,7 ms) auszuführen.
10 stellt ein Format eines Signals dar, das eine Basisstation überträgt, wenn eine Verschachtelungsgröße eines Synchronisationskanals gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verlängert ist.
In der zweiten Ausführungsform besitzt ein Basisstationssender den in 5 dargestellten Aufbau. In dieser Ausführungsform wird jedoch ein von dem orthogonalen Mustergenerator 521 ausgegebenes orthogonales Muster mit der Periode des 80 ms Rahmens wiederholt, wie es in 10 dargestellt. Daher ist die zweite Ausführungsform ähnlich der ersten Ausführungsform; der Unterschied zwischen den zwei Ausführungsformen besteht darin, daß die Synchronisation der zweite Spreizrahmen selbst ohne Verwendung des SOM-Bits erfaßt werden kann. Zusätzlich kann in der zweiten Ausführungsform die Verschachtelung des Synchronisationskanals auf eine Einheit eines 80 ms Rahmens verlängert werden.
Hinsichtlich eines Betriebs des Synchronisationskanalgenerators 120 gemäß der zweiten Ausführungsform wählt die Schaltersteuerung 524 den ersten Orthogonalcode W_S1 für die 8,89 ms Rahmen-(d. h., den zweiten Synchronisationskanalrahmen)-Dauer, die an der Grenze des 80 ms Rahmens (d. h., des Überrahmens des Synchronisationskanals) beginnt, und wählt den zweiten Orthogonalcode W_S2 für den zweiten bis neunten 8,89 ms Rahmen (d. h., den zweiten Synchronisationskanalrahmen)-Dauer. Dann funktioniert der Multiplizierer 124 als ein Kanalspreizer, welcher eine Kanalspreizung eines Signals für die erste zweite Synchronisationskanalrahmendauer (8,89 ms) in der Überrahmendauer (80 ms) des Synchronisationskanals mit den ersten Orthogonalcode W_S1 ausführt, und eine Kanalspreizung für Kanäle der zweiten bis neunten Synchronisationskanalrahmendauer mit der zweiten Orthogonalcode W_S2 ausführt. Dadurch wiederholt der Multiplizieren 124 die vorstehende Operation bei Perioden von 80 ms Dauer, um die kanalgespreizten Synchronisationskanalsignale zu erzeugen, um dadurch ein Kanalspreizsignal für die Definition der Grenze des 80 ms Überrahmens des Synchronisationskanals zu erzeugen.
Es erfolgt nun eine Beschreibung bezüglich eines Betriebs gemäß der zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 10. Nach dem Einschalten empfängt der Empfänger eine kurze PN-Folge von 8,89 ms. Dieses dient zur Erfassung einer Synchronisation des zweiten Synchronisationskanalrahmens von 8,89 ms. Danach wird die Synchronisation des 80 ms Rahmens erfaßt, indem die orthogonale Eigenschaft der orthogonalen Codesätze für den Synchronisationskanal genutzt wird. An diesem Punkt besitzt der Empfänger denselben Betrieb wie in der ersten Ausführungsform. Jedoch ist es anders als in der ersten Ausführungsform, da der 80 ms Rahmen neun Spreizfolgen mit der Periode 32768 besitzt, wie es durch das Bezugszeichen 1012 dargestellt ist, erforderlich, eine von den neun Spreizfolgen zu erfassen, welche die höchste Entscheidungsrate besitzt. Der Empfänger kann entweder eine Synchronisationserfassung erklären, wenn die Entscheidungsvariable einen Schwellenwert überschreitet, oder 9 (neun) mögliche Entscheidungsvariable vergleichen, um eine Position mit der höchsten Entscheidungsvariable als die Grenze des 80 ms Rahmens zu erklären. Dafür kann der Empfänger den in 8 dargestellten Aufbau besitzen. In der zweiten Ausführungsform ist, da die Grenze des 80 ms Rahmens unter Verwendung der orthogonalen Eigenschaft der orthogonalen Codesätze erfaßt werden kann, kein Prozeß für die Durchführung der Rahmensynchronisation unter Verwendung des SOM-Bits bei jedem ersten Synchronisationskanalrahmen (26,7 ms) erforderlich.
Wie vorstehend beschrieben, spreizt in dem neuen Spreizspektrumkommunikationssystem eine Basisstation einen Synchronisationskanal mit einem Orthogonalcodesatz, welcher gemäß einem spezifischen orthogonalen Muster hergestellt ist, um eine Rahmensynchronisation zu erfassen, und eine Mobilstation ermittelt am Anfang eine kurze Spreizfolge und eine Korrelationswert unter Verwendung eines Pilotkanals, um eine anfängliche Erfassung durchzuführen, entspreizt eine N-Symboldauer unter Aufrechterhaltung einer Orthogonalität, beginnend an einer Grenze der einen kurzen PN-Folgenperiode, unter Verwendung des Synchronisationskanals, und ermittelt eine Energie, um die Synchronisation eines Verkehrskanals zu erfassen.
Dadurch ist es möglich, die Erfassung der Rahmensynchronisation unter Beibehaltung der existierenden Synchronisationskanalstruktur zu erleichtern. Zusätzlich ist es, wie es in der zweiten Ausführungsform beschrieben wird, möglich, den bestehenden Prozeß für die Erfassung der 80 ms Rahmensynchronisation unter Verwendung des SOM Bits zu entfernen, die Verschachtelungslänge des Synchronisationskanals zu verlängern, um das Verhalten zu verbessern, und zu verhindern, daß eine Decodierung alle 26,7 ms ausgeführt wird.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen davon dargestellt und beschrieben wurde, dürfte es sich für den Fachmann auf diesem Gebiet verstehen, daß verschiedene Veränderungen in Form und Detail daran ausgeführt werden können, ohne von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Erfindung gemäß Definition in den beigefügten Ansprüchen abzuweichen.

Claims

Basisstations-Sender für ein Codemultiplex-Vielfachzugriff-(CDMA)-Kommunikationssystem, das eine Überrahmenperiode eines Synchronisationskanals, eine Vielzahl aus der Überrahmenperiode segmentierter erster Synchronisationskanalrahmen, wobei die ersten Synchronisationskanalrahmen jeweils eine erste Periode besitzen, und eine Vielzahl aus der Vielzahl der ersten Synchronisationskanalrahmen segmentierter zweiter Synchronisationskanalrahmen enthält, wobei die zweiten Synchronisationskanalrahmen jeweils eine zweite Periode besitzen, wobei Synchronisationskanalsignale über die zweiten Synchronisationskanalrahmen übertragen werden, wobei der Basisstations-Sender dadurch gekennzeichnet ist, daß er umfaßt: eine Schaltung zum Erzeugen von Synchronisationskanalsignalen; und einen Kanalspreizer zum Kanalspreizen eines Synchronisationssignals in einen führenden Synchronisationskanalrahmen von den zweiten Synchronisationskanalrahmen in jedem ersten Synchronisationskanalrahmen mit einem ersten Orthogonalcode, und zum Kanalspreizen von Synchronisationskanalsignalen in den restlichen Synchronisationskanalrahmen mit einem zweiten Orthogonalcode.
Basisstations-Sender nach Anspruch 1, welcher ferner einen komplexen Multiplizieren zum komplexen Spreizen des Kanalspreizsignals mit einer PN-(Pseudozufalls)-Folge umfaßt, wobei die Periode der PN-Folge mit einer Periode des zweiten Synchronisationskanalrahmens identisch ist.
Basisstations-Sender nach Anspruch 1, wobei die ersten Synchronisationskanalrahmen jeweils ein Synchronisationsbit zum Erzielen einer Rahmensynchronisation haben.
Basisstations-Sender nach Anspruch 1, wobei der erste Synchronisationskanalrahmen eine Periode von 26,7 ms und der Überrahmen des Synchronisationskanals eine Periode von 80 ms hat.
Basisstations-Sender nach Anspruch 1, wobei der zweite Synchronisationskanal eine Periode von 8,89 ms hat.
Basisstations-Sender für ein CDMA-Kommunikationssystem, das eine Überrahmenperiode eines Synchronisationskanals und eine Vielzahl von aus der Überrahmenperiode segmentierten Synchronisationskanälen enthält, wobei die Synchronisationskanalrahmen jeweils eine erste Periode haben, wobei Synchronisationskanalsignale über die Synchronisationskanalrahmen übertragen werden, und der Basisstations-Sender dadurch gekennzeichnet ist, daß er umfaßt: eine Schaltung zum Erzeugen von Synchronisationskanalsignalen; und einen Kanalspreizer zum Kanalspreizen eines Synchronisationskgnals in einen führenden Synchronisationskanalrahmen von den Synchronisationskanalrahmen in dem Überrahmen des Synchronisationskanals mit einem ersten Orthogonalcode, und zum Kanalspreizen von Synchronisationskanalsignalen in den restlichen Synchronisationskanalrahmen mit einem zweiten Orthogonalcode.
Basisstations-Sender nach Anspruch 6, welcher ferner einen komplexen Multiplizierer zum komplexen Spreizen des Kanalspreizsignals mit einer PN-Folge umfaßt, wobei die Periode der PN-Folge mit einer Periode des Synchronisationskanalrahmens identisch ist.
Basisstations-Sender nach Anspruch 6, wobei der Überrahmen des Synchronisationskanals eine Periode von 80 ms und der Synchronisationskanalrahmen eine Periode von 8,89 ms hat.
Mobilstations-Empfänger für ein CDMA-Kommunikationssystem, das eine Überrahmenperiode eines Synchronisationskanals, eine Vielzahl aus der Überrahmenperiode segmentierter erster Synchronisationskanalrahmen, wobei die ersten Syn chronisationskanalrahmen jeweils eine erste Periode besitzen, und eine Vielzahl aus den ersten Synchronisationskanalrahmen segmentierter zweiter Synchronisationskanalrahmen enthält, wobei die zweiten Synchronisationskanalrahmen jeweils eine zweite Periode besitzen, wobei ein Synchronisationskanalsignal in einem führenden Synchronisationskanalrahmen aus den zweiten Synchronisationskanalrahmen in jedem ersten Synchronisationskanalrahmen mit einem ersten Orthogonalcode kanalgespreizt ist und Synchronisationskanalsignale in den restlichen Synchronisationskanalrahmen mit einem zweiten Orthogonalcode kanalgespreizt sind, wobei der Mobilstations-Empfänger dadurch gekennzeichnet ist, daß er umfaßt: einen Kanalentspreizer zum Kanalentspreizen des Synchronisationssignals in dem führenden Synchronisationskanalrahmen von den zweiten Synchronisationskanalrahmen in dem ersten Synchronisationskanalrahmen mit dem ersten Orthogonalcode, und zum Kanalentspreizen der Synchronisationskanalsignale in den restlichen Synchronisationskanalrahmen mit dem zweiten Orthogonalcode; und einen Entscheiden zum Ermitteln einer Grenze des ersten Synchronisationskanalrahmens, wenn das mit dem ersten Orthogonalcode entspreizte Signal einen Schwellenwert überschreitet, und zum Detektieren von Synchronisationsbits an der Grenze des ersten Synchronisationskanalrahmens, um eine Rahmensynchronisation zu erzielen.
Mobilstations-Empfänger nach Anspruch 9, wobei der Kanalentspreizer umfaßt: einen ersten Orthogonalcode-Generator zum Erzeugen des ersten Orthogonalcodes bei der zweiten Synchronisationskanalrahmenperiode in einer führenden Rahmenperiode der ersten Synchronisationskanalrahmen; einen zweiten Orthogonalcode-Generator zum Erzeugen des zweiten Orthogonalcodes bei der zweiten Synchronisationskanalrahmenperiode in der restlichen Rahmenperiode des ersten Synchronisationskanalrahmens; und einen Entspreizer zum Entspreizen des empfangenen Synchronisationskanalsignals mit den ersten und zweiten Orthogonalcodes, die von den ersten und zweiten Orthogonalcode-Generatoren ausgegeben werden.
Mobilstations-Empfänger nach Anspruch 10, welche ferner einen PN-Entspreizer zum Entspreizen des empfangenen Kanalsignals mit einer PN-Folge umfaßt, wobei eine Periode der PN-Folge mit einer Periode des zweiten Synchronisationskanalrahmens identisch ist.
Mobilstations-Empfänger nach Anspruch 9, wobei die Entscheidungseinrichtung umfaßt: einen Akkumulator zum Akkumulieren eines Ausgangssignals des Kanalentspreizers auf einer Symboleinheit-Basis; und eine Schaltung zum Vergleichen einer vorbestimmten Anzahl von Symbolakkumulierten Signalen mit einem vorbestimmten Wert.
Mobilstations-Empfänger nach Anspruch 9, wobei der Überrahmen des Synchronisationskanals eine Periode von 80 ms hat, der erste Synchronisationskanalrahmen eine Periode von 26,7 ms hat, und der zweite Synchronisationskanalrahmen eine Periode von 8,89 ms hat.
Mobilstations-Empfänger für ein CDMA-Kommunikationssystem, das eine Überrahmenperiode eines Synchronisationskanals, eine Vielzahl aus der Überrahmenperiode segmentierter erster Synchronisationskanalrahmen, wobei die Synchronisationskanalrahmen jeweils eine erste Periode besitzen, wobei ein Synchronisationskanalsignal in einem führenden Synchronisationskanalrahmen von den Synchronisationskanalrahmen in dem Überrahmen mit einem ersten Orthogonalcode kanalgespreizt ist, und Synchronisations kanalsignale in den restlichen Synchronisationskanalrahmen mit einem zweiten Orthogonalcode kanalgespreizt sind, wobei der Mobilstations-Empfänger dadurch gekennzeichnet ist, daß er umfaßt: einen Kanalentspreizen zum Kanalentspreizen des Synchronisationssignals in dem führenden Synchronisationskanalrahmen von den Synchronisationskanalrahmen in dem Überaahmen mit dem ersten Orthogonalcode, und zum Kanalentspreizen der Synchronisationskanalsignale in den restlichen Synchronisationskanalrahmen mit dem zweiten Orthogonalcode; und einen Entscheider zum Ermitteln einer Grenze des Synchronisationskanalrahmens, wenn das mit dem ersten Orthogonalcode entspreizte Signal einen Schwellenwert überschreitet, und zum Detektieren von Synchronisationsbits an der Grenze des ersten Synchronisations kanalrahmens, um eine Rahmensynchronisation zu erzielen.
Mobilstations-Empfänger nach Anspruch 14, wobei der Kanalentspreizen umfaßt: einen ersten Orthogonalcode-Generator zum Erzeugen des ersten Orthogonalcodes bei einer führenden Synchronisation skanalrahmenperiode des Übenahmens; einen zweiten Orthogonalcode-Generator zum Erzeugen des zweiten Orthogonalcodes bei der restlichen Synchronisation skanalrahmenperiode des Überrahmens; und einen Entspreizen zum Entspreizen des empfangenen Synchronisationskanalsignals mit den ersten und zweiten Orthogonalcodes, die von den ersten und zweiten Orthogonalcode-Generatoren ausgegeben werden.
Mobilstations-Empfänger nach Anspruch 15, welche ferner einen PN-Entspreizer zum Entspreizen des empfangenen Kanalsignals mit einer PN-Folge umfaßt, wobei eine Periode der PN-Folge mit einer Periode des Synchronisationskanalrahmens identisch ist.
Mobilstations-Empfänger nach Anspruch 14, wobei der Überrahmen des Synchronisationskanals eine Periode von 80 ms hat, und der Synchronisationskanalrahmen eine Periode von 8,89 ms hat.
Synchronisationskanal-Sendeverfahren für einen Basisstations-Sender in einem CDMA-Kommunikationssystem, das eine Überrahmenperiode eines Synchronisationskanals, eine Vielzahl aus der Überrahmenperiode segmentierter erster Synchronisationskanalrahmen, wobei die ersten Synchronisationskanalrahmen jeweils eine erste Periode besitzen, und eine Vielzahl aus den ersten Synchronisationskanalrahmen segmentierter zweiter Synchronisationskanalrahmen enthält, wobei die zweiten Synchronisationskanalrahmen jeweils eine zweite Periode besitzen, wobei Synchronisationskanalsignale über die zweiten Synchronisationskanäle übertragen werden, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Erzeugen von Synchronisationskanalsignalen; und Kanalspreizen eines Synchronisationssignals in einen führenden Synchronisationskanalrahmen von den zweiten Synchronisationskanalrahmen in jedem ersten Synchronisationskanalrahmen mit einem ersten Orthogonalcode, und Kanalspreizen von Synchronisationskanalsignalen in den restlichen Synchronisationskanalrahmen mit einem zweiten Orthogonalcode.
Synchronisationskanal-Sendeverfahren für einen Basisstations-Sender in einem CDMA-Kommunikationssystem, das eine Überrahmenperiode eines Synchronisationskanals und eine Vielzahl von aus der Überrahmenperiode segmentierten Synchronisationskanälen enthält, wobei die Synchronisationskanalrahmen jeweils eine erste Periode haben, wobei Synchronisationskanalsignale über die Synchronisationskanalrahmen übertragen werden, und das Verfahren die Schritte umfaßt: Erzeugen von Synchronisationskanalsignalen; und Kanalspreizen eines Synchronisationssignals in einen führenden Synchronisationskanalrahmen von den Synchronisationskanalrahmen in dem Überrahmen des Synchronisationskanals mit einem ersten Orthogonalcode, und Kanalspreizen von Synchronisationskanalsignalen in den restlichen Synchronisationskanalrahmen mit einem zweiten Orthogonalcode.
Synchronisationskanalsignal-Empfangsverfahren für einen Mobilstations-Empfänger in einem CDMA-Kommunikationssystem, das eine Überrahmenperiode eines Synchronisationskanals, eine Vielzahl aus der Überrahmenperiode segmentierter erster Synchronisationskanalrahmen, wobei die ersten Synchronisationskanalrahmen jeweils eine erste Periode besitzen, und eine Vielzahl aus den ersten Synchronisationskanalrahmen segmentierter zweiter Synchronisationskanalrahmen enthält, wobei die zweiten Synchronisationskanalrahmen jeweils eine zweite Periode besitzen, wobei ein Synchronisationskanalsignal in einem führenden Synchronisationskanalrahmen aus den zweiten Synchronisationskanalrahmen in jedem ersten Synchronisationskanalrahmen mit einem ersten Orthogonalcode kanalgespreizt ist und Synchronisationskanalsignale in den restlichen Synchronisationskanalrahmen mit einem zweiten Orthogonalcode kanalgespreizt sind, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Kanalentspreizen des Synchronisationssignals in dem führenden Synchronisationskanalrahmen von den zweiten Synchronisationskanalrahmen in dem ersten Synchronisationskanalrahmen mit dem ersten Orthogonalcode, und Kanalentspreizen der Synchronisationskanalsignale in den restlichen Synchronisationskanalrahmen mit dem zweiten Orthogonalcode; und Ermitteln einer Grenze des ersten Synchronisationskanalrahmens, wenn das mit dem ersten Orthogonalcode entspreizte Signal einen Schwellenwert überschreitet, und Detektieren von Synchronisationsbits an der Grenze des ersten Synchronisationskanalrahmens, um eine Rahmensynchronisation zu erzielen.
Synchronisationskanalsignal-Empfangsverfahren für einen Mobilstations-Empfänger in einem CDMA-Kommunikationssystem, das eine Überrahmenperiode eines Synchronisationskanals, eine Vielzahl aus der Übenahmenperiode segmentierter erster Synchronisationskanalrahmen, wobei die Synchronisationskanalrahmen jeweils eine erste Periode besitzen, wobei ein Synchronisationskanalsignal in einem führenden Synchronisationskanalrahmen von den Synchronisationskanalrahmen in dem Überrahmen mit einem ersten Orthogonalcode kanalgespreizt ist, und Synchronisationskanalsignale in den restlichen Synchronisationskanalrahmen mit ei nem zweiten Orthogonalcode kanalgespreizt sind, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Kanalentspreizen des Synchronisationssignals in dem führenden Synchronisationskanalrahmen von den Synchronisationskanalrahmen in dem Überrahmen mit dem ersten Orthogonalcode, und Kanalentspreizen der Synchronisationskanalsignale in den restlichen Synchronisationskanalrahmen mit dem zweiten Orthogonalcode; und Ermitteln einer Grenze des Synchronisationskanalrahmens, wenn das mit dem ersten Orthogonalcode entspreizte Signal einen Schwellenwert überschreitet, und Detektieren von Synchronisationsbits an der Grenze des ersten Synchronisationskanalrahmens, um eine Rahmensynchronisation zu erzielen.