DE69916355T2

DE69916355T2 - Verfahren und Sender zur Datenübertragung

Info

Publication number: DE69916355T2
Application number: DE1999616355
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Shinagawa-ku Sakoda; Mitsuhiro Shinagawa-ku Suzuki
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2019-02-26
Also published as: EP0939501A2; JPH11243360A; US7110472B2; DE69916355D1; JP3981899B2; EP0939501A3; EP0939501B1; US20020118659A1; US6519292B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Übertragungsverfahren und einen Sender, vorzugsweise für die Anwendung in einem zellularen Funkkommunikationssystem, wie einem Mobiltelefonsystem.
Herkömmliche zellulare Funkkommunikationssysteme sind so aufgebaut, daß ein Bereich, für den die Kommunikationsdienste vorgesehen sind, in Zellen mit einer gewünschten Größe unterteilt wird, daß in jeder dieser Zellen eine als Festfunkstation dienende Basisstation angeordnet wird und daß ein als mobile Funkstation dienendes Mobiltelefon eine Funkkommunikation mit einer Basisstation in einer Zelle durchführt, in der sich das Mobiltelefon befindet.
In diesem Fall kommen verschiedene Kommunikationssysteme für die Kommunikation zwischen einem Mobiltelefon und einer Basisstation in Betracht. Typische Vertreter dieser Systeme sind das Codemultiplexsystem (CDMA-System) und das Zeitmultiplexsystem (TDMA-System).
Das CDMA-System ist ein Kommunikationssystem zum Senden einer modulierten schmalbandigen Welle (Primärmodulation), indem die Frequenzbandbreite der Welle einer Spektrumspreizung unterzogen wird (Sekundärmodulation) und die Bandbreite um den Faktor Zehn oder mehr aufgeweitet wird, wobei jede Kommunikation unter Verwendung des gleichen Funkträgers durchgeführt wird, so daß ein Mehrfachzugriff möglich wird, indem jedem Kommunikationskanal ein unabhängiger Spreizcode zugeteilt wird und dadurch einer Vielzahl von Kommunikationskanälen das gleiche breite Frequenzband zugeteilt wird. Auf der Empfangsseite kann die Sendeinformation wiederhergestellt werden, indem eine Rückspreizung des Signals eines gewünschten Kanals vorgenommen wird, so daß Signale anderer Kanäle als Rauschen wahrgenommen und nur eine gewünschte primärmodulierte Welle extrahiert und diese Welle demoduliert wird.
Im folgenden werden anhand von 1 und 2 der Sender und der Empfänger eines zellularen Funkkommunikationssystems zum Senden und Empfangen von digitalen Signalen nach dem CDMA-System beschrieben. Der Sender und der Empfänger von 1 und 2 sind zum Beispiel in der Basisstation eines Mobiltelefonsystems oder in dem einem Mobiltelefon angeordnet und dienen für die Aufwärts-Kommunikation von dem Mobiltelefon zu der Basisstation bzw. für die Abwärts-Kommunikation von der Basisstation zu dem Mobiltelefon.
In 1 ist der Sender eines zellularen Funkkommunikationssystem entsprechend dem DS-(Direktspreizungs)-CDMA-System (im folgenden einfach als CDMA-System bezeichnet) mit 1 bezeichnet. In der Anordnung von 1 ist eine Kommunikationsumgebung angenommen, die für alle benachbarten Zellen die gleiche Frequenz benutzt, d. h. ein Zustand, in dem die Zahl der Frequenzwiederholungen auf "1" gesetzt ist und ein Informationsbitstrom S1 unter Verwendung einer Bandbreite von 1,024 [MHz] mit einer von dem Benutzer gewünschten Bitrate von 8 K[Bit/s] gesendet wird.
Der Sender 1 führt den Informationsbitstrom S1 mit der Bitrate von 8 K[Bit/s] einem Kodierteil 2 zu. Der Kodierteil 2 erzeugt einen mit einer Kodierrate von 1/2 kodierten Sendezeichenstrom S2 mit 16 K[kodierte Bit/s], indem auf den Informationsbitstrom S1 Faltungskodierung angewendet wird, die eine Fehlerkorrektur darstellt, und indem die so gewonnene Sequenz von Sendesymbolen in einer Zufallsfolge umgruppiert wird (das Umgruppieren der Sequenz wird im folgenden als Verschachtelung bezeichnet), und überträgt den Strom S2 an einen Spreizcode-Multiplizierer 3.
Der Spreizcode-Multiplizierer 3 erzeugt einen auf 1024 K[Chip-Bit/s] gespreizten Sendezeichenstrom S3, indem der 16 K[kodierte Bit/s]-Sendezeichenstrom S2 mit einem Spreizcode C1 multipliziert wird, der ein (im folgenden als SP bezeichnetes) Spreizverhältnis von 64 aufweist und von einem Spreizcode-Generatorteil 4 zugeführt wird, und liefert den Strom S3 an einen Langcode-Multiplizierer 5. Der Spreizcode-Multiplizierer 3 teilt im vorliegenden Fall 64 Kanälen das gleiche Frequenzband zu, indem er 64 Arten von zueinander orthogonalen PN-Codes benutzt.
In dem Sender 1 wird der Spreizcode C1, der ein der Bitrate des Informationsbitstroms S1 entsprechendes Spreizverhältnis SP hat, von dem Spreizcode-Generatorteil 4 zugeteilt, wenn eine Kanalzuteilung angefordert wird. Deshalb wird der Spreizcode C1 mit einem SP von 32 zugeteilt, wenn die Bitrate des Informationsbitstroms S1 gleich 16 K[Bit/s] hat.
Der Langcode-Multiplizierer 5 führt eine Verwürfelung durch, indem er den Sendezeichenstrom S3 mit einem für jede Basisstation spezifisch eingestellten Langcode C2 multipliziert, der von einem Langcode-Generatorteil 6 geliefert wird, so daß selbst dann kein Nebensprechen auftritt, wenn für benachbarte Zellen der gleiche Spreizcode C1 benutzt wird, und sendet den so gewonnenen Sendezeichenstrom S4 mit 1024 K[Chip/s] an einen Zeichenzuordnungsteil 7.
Da die Zahl der Frequenzwiederholungen in diesem Fall gleich "1" ist, wird für benachbarte Zellen das gleiche Frequenzband benutzt, und darüber hinaus wird für den Spreizcode C1 das gleiche Frequenzband benutzt. Durch die Verwendung des für jede Basisstation spezifischen Langcodes C2 wird eine Interferenz zwischen benachbarten Zellen verhindert. Das heißt, im Falle eines zellularen CDMA-Funkkommunikationssystems sind die Spreizcodes C1, die für Funktelefone benutzt werden, in der gleichen Zelle zueinander orthogonal. Zwischen benachbarten Zellen gibt es jedoch keine orthogonale Beziehung.
Der Zeichenzuordnungsteil 7 erzeugt ein Sendesignal S5, in welchem jedes Zeicheninformationsstück durch einen Phasenwert dargestellt ist, indem er auf den sukzessiv zugeführten Sendezeichenstrom S4 binäre Phasenumtastmodulation (BPSK-Modulation) anwendet, und führt das Signal S5 einer Sendeschaltung 8 zu.
Die Sendeschaltung 8 erzeugt ein Sendesignal S6 in einem vorbestimmten Frequenzkanal, indem sie das Sendesignal S5 filtert, das Signal S5 sodann in ein analoges Signal umwandelt und das in ein analoges Signal umgewandelte Sendesignal mit einem Hochfrequenzsignal multipliziert und dadurch das analoge Sendesignal durch Frequenzwandlung in ein gewünschtes Frequenzband (z. B. etwa 800 [MHz]) versetzt und das Signal S6 auf eine vorbestimmte Leistung verstärkt und das Signal S6 anschließend über eine Antenne 9 aussendet.
Der Empfänger 10 empfängt das von dem Sender 1 gesendete Sendesignal S6, wie in 2 dargestellt, über eine Antenne 11 und führt das Signal S6 als Empfangssignal S11 einer Empfangsschaltung 12 zu. Die Empfangsschaltung 12 gewinnt ein Basisbandsignal, indem sie das Empfangssignal S11 auf einen vorbestimmten Pegel verstärkt und das Signal S11 anschließend einer Frequenzwandlung unterzieht. Sie gewinnt darüber hinaus ein BPSK-moduliertes Empfangssignal S12 durch Filtern des Basisbandsignals und anschließendes Umwandeln des Signals S12 in ein digitales Signal und führt das Signal S12 einem Bitstrom-Extrahierteil 13 zu.
Der Bitstrom-Extrahierteil 13 gewinnt eine Zeicheninformation, indem er das Empfangssignal S12 BPSK-demoduliert, und führt die Zeicheninformation als Empfangszeichenstrom S13 mit 1024 K[Chip/s] einem Langcode-Multiplizierer 14 zu.
Der Langcode-Multiplizierer 14 empfängt aus einem Langcode-Generatorteil 15 einen Langcode C3, der der gleiche ist wie der in dem Langcode-Generatorteil 6 auf der Sendeseite generierte Langcode, und nimmt eine Entwürfelung vor, indem er den Empfangszeichenstrom S13 mit dem Langcode C3 multipliziert. Dadurch erzeugt der Langcode-Multiplizierer 14 einen Empfangszeichenstrom S14 mit 1024 K[Chip/s], der mit dem auf der Sendeseite erzeugten Sendezeichenstrom S3 übereinstimmt, und führt den Strom S14 einem Spreizcode-Multiplizierer 16 zu.
Der Spreizcode-Multiplizierer 16 erzeugt mit dem Spreizcode-Generatorteil 17 einen Spreizcode C4, der der gleiche ist wie der auf der Sendeseite von dem Spreizcode-Generatorteil 4 erzeugte Spreizcode C1, unterzieht den Spreizcode C4 einer Rückspreizung, indem er den Empfangszeichenstrom S14 von 1024 K[Chip/s] mit dem Spreizcode C4 multipliziert und führt den so gewonnenen Empfangszeichenstrom S15 von 16 K[kodierte Bit/s] einem Dekodierteil 18 zu.
Der Dekodierteil 18 führt die Sequenz der Empfangszeichenströme S15 in die ursprüngliche Sequenz zurück, indem er die in dem Kodierteil 2 des Senders durchgeführte Umgruppierung rückgängig macht (die Rückführung in die ursprüngliche Sequenz wird im folgenden als Entschachtelung bezeichnet), und es wird eine Viterbi-Dekodierung mit bewerteten Entscheidungen (Soft-Decision-Viterbi-Dekodierung) durchgeführt, indem die Trellis eines Faltungscodes entsprechend dem so gewonnenen Empfangszeichenstrom berücksichtigt werden und indem aus allen Zustandsübergängen, die als Daten benutzt werden können, der Zustand maximaler Wahrscheinlichkeit abgeschätzt wird (sog. Maximum-Likelihood-Serien-Schätzung), und so wird ein Informationsbitstrom S16 von 8 K[Bit/s], der die gesendeten Daten darstellt, wiederhergestellt und ausgegeben.
Das TDMA-System ist, wie in 3 dargestellt, z. B. ein Kommunikationssystem, bei dem ein vorbestimmter Frequenzkanal zeitlich nach Rahmen F0, F1, ... klassifiziert wird, die jeweils eine vorbestimmte zeitliche Breite haben, wobei die Rahmen F0, F1, ... in Zeitschlitze TS0 bis TS7 (in diesem Fall 8 Zeitschlitze) unterteilt werden, die jeweils eine vorbestimmte zeitliche Breite haben, und wobei der Frequenzkanal in der Zeitlage des einer lokalen Station zugeordneten Zeitschlitzes TS0 benutzt wird und dadurch ein Sendesignal gesendet wird, in dem viele Verbindungen durch den gleichen Frequenzkanal realisiert werden, um die Frequenzen effizient zu nutzen (sog. Mehrfachzugriff). In der nachfolgenden Beschreibung wird der für das Senden zugeteilte Zeitschlitz TS0 als Sendeschlitz TX bezeichnet, und ein mit Hilfe eines Sendeschlitzes TX gesendeter Datenblock wird als Schlitz bezeichnet.
Der Zeitschlitz TS0 ist in diesem Fall einem Benutzer A zugeteilt, der Zeitschlitz TS1 ist einem Benutzer B zugeteilt, die Zeitschlitze TS2 und TS3 sind einem Benutzer C zugeteilt, und die Zeitschlitze TS4 bis TS7 sind einem Benutzer D zugeteilt. Durch Änderung der Zahl der von den einzelnen Benutzern zu benutzenden Zeitschlitze können die Übertragungsraten geändert werden. Aber auch in diesem Fall wird bei der Einrichtung von Kommunikationskanälen jedem physikalischen Kanal eine von einem Benutzer gewünschte Übertragungsrate von 8 K[Bit/s] zugeteilt (in diesem Fall allen 8 Kanälen, weil es 8 Zeitschlitze gibt), wobei die Übertragungsrate für jeden Kanal während der Kommunikation nicht geändert wird.
Im Falle des TDMA-Systems ist jeder der Zeitschlitze TS0 bis TS7 einem bestimmten Frequenzkanal zugeordnet, wenn er wirklich durch den Sendeschlitz TX gesendet wird, so daß ein zugeordneter Frequenzkanal jedesmal freigegeben wird, wenn die Übertragung abgeschlossen ist, und eine Frequenz effizient genutzt wird, indem ein Frequenzkanal nur dann benutzt wird, wenn durch ihn eine Übertragung stattfindet.
Im folgenden werden der Sender und der Empfänger eines zellularen Funkkommunikationssystems zum Senden oder Empfangen eines digitalen Signals nach dem TDMA-System anhand von 4 und 5 beschrieben. Der Sender und der Empfänger von 4 und 5 sind z. B. in der Basisstation eines Mobiltelefonsystems oder in einem Mobiltelefon angeordnet und werden für die Aufwärts-Kommunikation von dem Mobiltelefon zu der Basisstation oder für die Abwärts-Kommunikation von der Basisstation zu dem Mobiltelefon benutzt.
In 4 ist der Sender eines mit Frequenz-Sprung (Frequency-Hopping) (FH) arbeitenden zellularen TDMA-Funkkommunikationssystems mit 20 bezeichnet. Auch bei der Anordnung von 4 wird von einer Kommunikationsumgebung ausgegangen, die für alle benachbarten Zellen das gleiche Frequenzband benutzt, d. h. von einem Zustand, in dem die Zahl der Frequenzwiederholungen auf "1" gesetzt ist und der Informationsbitstrom S1 mit einer von dem Benutzer gewünschten Rate von 8 K[Bit/s] gesendet wird, wobei eine vorbestimmte Bandbreite benutzt wird.
Der Sender 20 liefert zunächst einen Informationsbitstrom S20 von 8 K[Bit/s] an einen Kodierteil 21. Der Kodierteil 21 erzeugt einen Sendezeichenstrom S21 von 16 K[kodierte Bit/s], der mit einer Kodierrate von 1/2 kodiert ist, indem er auf den Informationsbitstrom S20 Faltungskodierung anwendet und das so gewonnene Sendezeichen einer Verschachtelung unterzieht, und führt den Strom S21 einem Zeichenzuordnungsteil 22 zu.
Der Zeichenzuordnungsteil 22 erzeugt ein Sendesignal S22, in welchem jedes Zeicheninformationsstück durch einen Phasenwert dargestellt ist, indem der Sendezeichenstrom S21 bei jeder vorbestimmten Bitzahl klassifiziert wird, um den Strom S21 dem Sendeschlitz TX zuzuordnen, und indem auf den so gewonnenen Sendezeichenstrom binäre Phasenumtastmodulation (BPSK-Modulation) angewendet wird, und führt das Signal S22 einer Sendeschaltung 23 zu.
Die Sendeschaltung erzeugt ein Sendesignal S23 eines vorbestimmten Frequenzkanals, indem sie das Sendesignal S22 filtert und anschließend in ein analoges Signal umwandelt und das in ein analoges Signal umgewandelte Sendesignal mit einem Hochfrequenzsignal multipliziert und dadurch die Frequenz des analogen Signals in ein gewünschtes Frequenzband (z. B. etwa 800 (MHz)) umwandelt, und verstärkt das Signal S23 auf eine vorbestimmte Lei stung und sendet das in Schlitzen klassifizierte Signal S23 anschließend synchron mit der Zeitlage des Sendeschlitzes TX über eine Antenne 24 aus.
Die Sendeschaltung 23 ist darüber hinaus so ausgebildet, daß sie die in ihrem Schlitz benutzten Frequenzkanäle in einer Zufallsfolge nach einem vorbestimmten Muster ändert (sog. Frequency-Hopping) und dadurch den Einfluß von Interferenzwellen reduziert, die von anderen Kommunikationstypen empfangen werden.
Obwohl bei dem TDMA-System zur Durchführung des Frequency-Hoppings physikalische Kanäle in einer Zufallsfolge geändert werden, wird einem Benutzer ein logischer Kanal zugeteilt, und nur physikalisch nutzbare Teile (Frequenzkanal) des logischen Kanals werden geändert. Deshalb wird der logische Kanal, der jedem Benutzer bei der Einrichtung der Kommunikation zugeteilt wird, konstant benutzt, während die Kommunikation zwischen einer Basisstation und einem Mobiltelefon stattfindet.
Wie 5 zeigt, empfängt ein Empfänger 30 das von dem Sender 20 gesendete Sendesignal S23 über eine Antenne 31 und führt das Signal S23 als Empfangssignal S31 einer Empfangsschaltung 32 zu. Die Empfangsschaltung 32 gewinnt ein Basisbandsignal, indem sie das Empfangssignal S31 auf einen vorbestimmten Pegel verstärkt und das Signal S31 anschließend einer Frequenzwandlung unterzieht. Sie gewinnt darüber hinaus das BPSK-modulierte Empfangssignal S32, indem sie das Basisbandsignal filtert und das Signal anschließend in ein digitales Signal umwandelt, und führt das Signal S32 einem Bitstrom-Extrahierteil 33 zu.
Die Empfangsschaltung 32 ändert die empfangenen Frequenzkanäle nach einem Sprungmuster, das das gleiche ist wie bei dem auf der Sendeseite durchgeführten Frequency-Hopping, so daß die Empfangsoperation genau der sendeseitigen Änderung der Frequenzkanäle entspricht.
Der Bitstrom-Extrahierteil 33 gewinnt durch BPSK-Demodulation des Empfangssignals S32 eine Zeicheninformation und liefert die Zeicheninformation als Empfangszeichenstrom S33 von 16 K[kodierte Bit/s] an einen Dekodierteil 34.
Der Dekodierteil 34 entschachtelt den Empfangszeichenstrom S33 durch Umkehrung der von dem Kodierteil 21 des Senders 20 durchgeführten Umgruppierung, führt dann eine Maximum-Likelihood-Serien-Schätzung entsprechend dem als Ergebnis der Entschachtelung gewonnenen Empfangsdatenstrom durch, führt dann die Soft-Decision-Viterbi-Dekodierung durch und stellt den Informationsbitstrom S34 von 8 K[Bit/s] wieder her, der als Ergebnis der Soft-Decision-Viterbi-Dekodierung darstellt, und gibt ihn aus.
Wenn bei dem zellularen CDMA-Funkkommunikationssystem mit der obigen Struktur ein Mobiltelefon, das sich in einer Position sehr nahe bei einer Basisstation befindet, laufend unerwünschte Wellen in dem Aufwärtskanal von dem Mobiltelefon zu der Basisstation aussendet, erzeugen die von dem Mobiltelefon ausgehenden unerwünschten Wellen Interferenzkomponenten. Um den Einfluß der Interferenzkomponenten zu reduzieren, überwachen im Fall des zellularen CDMA-Funkkommunikationssystems sowohl die Basisstation als auch das Mobiltelefon die Empfangsleistung (oder die Qualität der Empfangsleistung), um die Sendeleistung zu steuern, indem sie das Überwachungsergebnis einander mitteilen.
Deshalb führt das zellulare CDMA-Funkkommunikationssystem eine sog. Sendeleistungssteuerung durch, die den Einfluß von Interferenzkomponenten reduzieren soll, ohne daß die Sendeleistung von unerwünschten Wellen, die Interferenzkomponenten für andere Stationen bilden, vergrößert wird, indem die Kommunikation mit der minimalen notwendigen Sendeleistung durchgeführt wird.
In der Praxis detektiert das zellulare CDMA-Funkkommunikationssystem das Verhältnis zwischen der Leistung der gewünschten Welle, wenn in einer Basisstation ein Sendesignal von einem Mobiltelefon empfangen wird, und der Summe aus der Energie und dem thermischen Rauschen von Interferenzkomponenten, die in der Basisstation empfangen werden (die Summe wird im folgenden als Interferenzwellenleistung bezeichnet), d. h. das Verhältnis C/I von Signal zu Interferenzwellenleistung, und steuert das Detektierungsergebnis auf einen Wert, der eine gewünschte Verbindungsqualität ermöglicht.
Darüber hinaus werden bei dem zellularen CDMA-Funkkommunikationssystem Interferenzkomponenten, die durch in benachbarten Zellen generierte Anrufe erzeugt werden, gemittelt und für die Anrufe in allen Zellen in einer lokalen Station geliefert, so daß sie diese verzögert beeinflussen, während nur ein in einer Zelle der lokalen Station generierter, spezifischer Anruf von den Interferenzkomponenten nicht vollständig beeinflußt wird. Dadurch werden die Interferenzkomponenten, die durch in benachbarten Zellen generierte Anrufe erzeugt werden, als ein bestimmter Mittelwert festgestellt. Wenn die Sendeleistung in den Zellen der lokalen Station bis zu einem Grad erhöht wird, der es ermöglicht, den Einfluß von Interferenzkomponenten zu ignorieren, ist deshalb selbst dann eine problemlose Kommunikation möglich, wenn das gleiche Frequenzband in der Basisstation von benachbarten Zellen benutzt wird.
Das zellulare CDMA-Funkkommunikationssystem ist also ein Kommunikationssystem, bei dem davon ausgegangen wird, daß die Energie von in einer Basisstation empfangenen Interferenzkomponenten als fast konstant (ein gemittelter Wert) wahrgenommen werden kann, ohne daß der Augenblickswert stark schwankt. Falls die Energie der von der Basisstation empfangenen Interferenzkomponenten stark schwankt, muß auch die Sendeleistung eines Mobiltelefons, das mit der Basisstation kommuniziert, stark schwanken.
Wenn die Energie der in einer Basisstation empfangenen Interferenzkomponente abrupt ansteigt, muß ein Mobiltelefon seine Sendeleistung um einen Wert erhöhen, der dem Anstieg der Energie entspricht. Mobiltelefone ist jedoch so konstruiert, daß sie ihre Sendeleistung in Abhängigkeit von einem Befehl zum Hochfahren der Leistung erhöhen, den eine Basisstation aussendet, wenn die Energie von Interferenzkomponenten extrem abrupt ansteigt. Deshalb tritt nach dem Empfang des Befehls zum Hochfahren der Leistung eine zeitliche Lücke auf, bevor die Sendeleistung tatsächlich erhöht wird, so daß die Kommunikation zwischen der Basisstation und dem Mobiltelefon momentan unterbrochen werden kann.
Bei einem realen zellularen CDMA-Funkkommunikationssystem beträgt die Übertragungsrate pro Benutzer meistens etwa 14 K[Bit/s], und die Übertragungsrate wird mit einer Bandbreite von 1,23 [MHz] gesendet. In diesem Fall beträgt die Rate, die von einem Kanal belegt wird, der einem Benutzer für eine Bandbreite von 1,23 [MHz] zugeteilt ist (diese Rate wird im folgenden als Prozeßgewinn bezeichnet) etwa 87 (= 1,23 [MHz]/14 K[Bit/s]), und die Schwankung der Anrufe für einen Kanal (ob die Schwankung auftritt) hat keinen großen Einfluß auf das Gesamtsystem.
Um einen Informationsbitstrom mit einer Übertragungsrate von 400 K[Bit/s] mit einer Bandbreite von beispielsweise 4 [MHz] zu senden, erreicht der Prozeßgewinn jedoch den Wert 10 (= 4 [MHz]/400 K[Bit/s]), und so kann der Einfluß der Schwankung der Anrufe für einen Kanal auf das Gesamtsystem nicht ignoriert werden. Ähnlich ist es beim Senden eines Informationsbitstroms mit einer Übertragungsrate von 800 K[Bit/s] bei einer Bandbreite von beispielsweise 4 [MHz] nicht länger möglich, das System zu betreiben, ohne den Einfluß der Schwankung der Anrufe für einen Kanal auf das Gesamtsystem zu berücksichtigen.
Wenn in dem obigen Fall eine Kommunikation mit einer von dem Benutzer gewünschten Übertragungsrate von Beginn der Einrichtung eines Kommunikationskanals an abrupt gestartet wird (d. h. wenn die Rate der Kanäle, die von den Kommunikationskanälen des Gesamtsystems benutzten Kanäle hoch ist), muß die Sendeleistung entsprechend der Zahl der benutzten Kanäle erhöht werden. Dadurch tritt das Problem auf, daß der Interferenzwert abrupt ansteigt und andere Kommunikationstypen beeinträchtigt. Darüber hinaus tritt in diesem Fall in einer Mobilstation eine zeitliche Lücke auf, bevor die Sendeleistung einem von einer Basisstation gesendeten Befehl zum Hochfahren der Leistung tatsächlich erhöht wird. Dadurch entsteht das Problem, daß die Kommunikation zwischen der Basisstation und einem Mobiltelefon momentan unterbrochen wird.
Das gleiche gilt unabhängig von einem zellularen CDMA-Funkkommunikationssystem für ein zellulares TDMA-Funkkommunikationssystem zur Durchführung des Frequency-Hoppings. Wenn die Kommunikation vom Beginn der Einrichtung eines Kommunikationskanals an abrupt mit einer von dem Benutzer gewünschten Übertragungsrate startet, tritt deshalb das Problem auf, daß der Interferenzwert abrupt ansteigt, und die Kommunikation zwischen einer Basisstation und einem Mobiltelefon momentan unterbrochen wird, weil die Leistungssteuerung zum Kontrollieren des angestiegenen Interferenzwerts nicht folgen kann.
Das Dokument WO 97/47098 offenbart ein Verfahren und ein Gerät für eine drahtlose CD-MA-Kommunikation mit hoher Rate. Durch Vergrößerung der Übertragungsrate sind mehrere Übertragungstypen möglich. Dies wird durch gleichzeitiges Senden der Daten über zwei oder mehr der mehreren orthogonalen Kanäle erreicht, das entweder zusätzlich oder anstelle einer Vergrößerung der Übertragungsrate durch Verringerung der Verschachtelungswiederholung durchgeführt wird.
Ein weiteres Beispiel für variable Übertragungsraten in einem drahtlosen Kommunikationssystem ist in dem Dokument CA 2 204 057 offenbart, das US 5 920 552 entspricht. Die Übertragungsrate wird vergrößert, indem Benutzer mit zusätzlichen Kommunikationskanälen ausgestattet werden, die durch Benutzung einer Kodierung mit variabler Rate, wie einer Walsh-Kodierung mit variabler Rate, bereitgestellt werden.
In dem Dokument US 5 442 625 ist ein CDMA-System beschrieben mit der Möglichkeit, die Übertragungsrate zu ändern, indem einem Benutzer nach Maßgabe eines von dem Benutzer gewählten Eingangs ein variabler und dynamischer Zugriff auf Bandbreitenkapazität zur Verfügung gestellt wird.
Ferner ist in dem Dokument WO 97/23073 ein digitales Mobilkommunikationssystem beschrieben, in welchem Benutzerdaten gesendet werden, wobei so viele der zugeteilten Teilkanäle gleichzeitig benutzt werden, wie aufgrund der tatsächlichen Benutzerdatenrate benötigt werden. Auf den anderen zugeteilten Teilkanälen wird die Übertragung unterbrochen, oder es wird diskontinuierliche Übertragung aktiviert.
Der Nachteil dieser Systeme besteht darin, daß die Übertragungsrate nur durch Vergrößerung der Bandbreite oder der Zahl der Kommunikationskanäle geändert wird und nicht durch Änderung der Sendeleistung. Deshalb lassen sich negative Auswirkungen, die durch hohe oder niedrige Sendeleistung verursacht werden, nicht kontrollieren.
In dem Dokument US 5 583 851 ist eine mobile Kommunikationseinheit beschrieben, die eine Informationsübertragung mit hoher Bitrate ermöglicht, indem mehrere Kanalnummern einem Benutzer zugeteilt werden, der eine Kommunikation mit hoher Bitrate ausführt. Ein anderes Verfahren, mit dem einem bestimmten Benutzer eine Informationsübertragung hoher Qualität zur Verfügung gestellt werden kann, besteht darin, die Sendeleistung des Benutzers, der eine Übertragung hoher Qualität vornimmt, auf einen höheren Wert zu setzen als die Sendeleistung eines Benutzers, der eine Informationsübertragung normaler Qualität vornimmt.
Der Nachteil besteht darin, daß die Sendeleistung nicht auf einen festen Wert gesetzt wird und daß die Art der Änderung der Sendeleistung nicht vordefiniert ist, was dazu führt, daß die negativen Auswirkungen, die zusammen mit der Änderung der Sendeleistung auftreten, nur schwer zu kontrollieren sind.
Im Hinblick auf die vorangehenden Ausführungen ist es ein Ziel der Erfindung, ein Sendeverfahren und einen Sender zur Verfügung zu stellen, die es ermöglichen, eine Kommunikation ohne Beeinträchtigung anderer Kommunikationstypen selbst in einer Kommunikationsumgebung durchzuführen, die für benachbarte Zellen das gleiche Frequenzband benutzt, indem Effekte wie Interferenzschwankungen oder Zeitlücken während des Sendens vermieden werden.
Dieses Ziel sowie weitere Ziele der Erfindung werden durch ein Sendeverfahren und einen Sender erreicht, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 5 offenbart sind.
Die Natur, das Prinzip und die Brauchbarkeit der Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung weiter verdeutlicht, die auf die anliegenden Zeichnungen Bezug nimmt, in denen gleiche Teile durchgehend mit gleichen Bezugszahlen oder -zeichen versehen sind.
1 zeigt ein Blockdiagramm, in dem die Struktur eines Senders in einem herkömmlichen zellularen DS-CDMA-Funkkommunikationssystem dargestellt ist,
2 zeigt ein Blockdiagramm, in dem die Struktur eines Empfängers in einem herkömmlichen zellularen DS-CDMA-Funkkommunikationssystem dargestellt ist,
3 zeigt ein schematisches Diagramm zur Erläuterung der Mehrfachschlitzzuweisung für ein herkömmliches zellulares TDMA-Funkkommunikationssystem,
4 zeigt ein Blockdiagramm, in dem die Struktur eines Senders in einem herkömmlichen zellularen TDMA-Funkkommunikationssystem dargestellt ist,
5 zeigt ein Blockdiagramm, in dem die Struktur eines Empfängers in einem herkömmlichen zellularen TDMA-Funkkommunikationssystem dargestellt ist,
6 zeigt ein Blockdiagramm, in dem die Struktur eines Senders in dem zellularen DS-CDMA-Funkkommunikationssystem des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt ist,
7 zeigt ein Zeitdiagramm, in dem der Übergang einer Übertragungsrate in dem zellularen DS-CDMA-Funkkommunikationssystem des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dargestellt ist,
8 zeigt ein Blockdiagramm, in dem die Struktur eines Empfängers in dem zellularen DS-CDMA-Funkkommunikationssystem des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt ist,
9 zeigt ein schematisches Diagramm, in dem der Übergang der Sendeleistung für das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist,
10 zeigt ein Blockdiagramm, in dem die Struktur eines Senders in dem zellularen Mehrträger-Funkkommunikationssystem des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt ist,
11 zeigt ein Zeitdiagramm, in dem der Übergang der Übertragungsraten für das zellulare Mehrträger-Funkkommunikationssystem des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt ist,
12 zeigt ein Blockdiagramm, in dem die Struktur eines Empfängers in dem zellularen Mehrträger-Funkkommunikationssystem des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt ist,
13 zeigt eine Graphik, in der experimentelle Daten für das zellulare Mehrträger-Funkkommunikationssystem des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt sind,
14 zeigt ein Blockdiagramm, in dem die Struktur eines Senders in dem zellularen Mehrträger-Funkkommunikationssystem des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt ist,
15 zeigt ein Blockdiagramm, in dem die Struktur eines Empfängers in dem zellularen Mehrträger-Funkkommunikationssystem des dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist,
16 zeigt ein Blockdiagramm, in dem die Struktur eines Senders in dem zellularen Funkkommunikationssystem nach einem anderen Ausführungsbeispiel dargestellt ist,
17 zeigt ein schematisches Diagramm für die Erläuterung des Zeitschlitzsprungs für ein anderes Ausführungsbeispiel,
18 zeigt ein schematisches Diagramm zur Erläuterung der Struktur mehrerer durch Frequenzteilung gewonnener Kanäle für ein anderes Ausführungsbeispiel.
Anhand der anliegenden Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
(1) Erstes Ausführungsbeispiel
Als Beispiel der Erfindung wird die Abwärts-Kommunikation von einer Basisstation zu einem Mobiltelefon beschrieben. In der Darstellung von 6 ist ein Sender gemäß der Erfindung, der in seiner Gesamtheit mit 40 bezeichnet ist, in einer Basisstation in einer Kommunikationsumgebung angeordnet, die für alle benachbarten Zellen das gleiche Frequenzband benutzt, d. h. in einem Zustand, in dem die Zahl der Frequenzwiederholungen auf "1" gesetzt ist, so daß ein Informationsbitstrom S40 mit der von dem Benutzer gewünschten Bitrate von 128 K[Bit/s] unter Verwendung einer Bandbreite von 2,048 [MHz] gesendet wird. Da der von dem Benutzer gesendete Informationsbitstrom S40 die hohe Bitrate von 128 K[Bit/s] hat, können nicht nur Audiodaten sondern auch andere Daten mit hoher Geschwindigkeit übertragen werden.
Der Sender 40 führt den Informationsbitstrom S40 zunächst einem Puffer 41 zu. Der Puffer 41 speichert den ankommenden Informationsbitstrom S40 temporär, liest die Informationsbitströme S41 aus, wobei die Bitrate jeweils in vorbestimmten Zeitintervallen und jeweils vorbestimmten Bitzahlen nach Maßgabe eines von einem Steuerteil 42 zugeführten Steuersignals stufenweise erhöht wird, und liefert die Informationsbitströme S41 sukzessiv an einen Kodierteil 43.
Der Steuerteil 42 überwacht die Auslesezeit der aus dem Puffer 41 ausgelesenen Informationsbitströme S41 mit einem für den Steuerteil 42 bereitgestellten Takt, um aus dem Puffer 41 Informationsbitströme S41 auszulesen, die die Bitrate der nächsten Stufe haben, wenn ein vorbestimmter Wert der Auslesezeit verstrichen ist.
Der Kodierteil 43 erzeugt einen Sendezeichenstrom S42, indem er Faltungskodierung auf die Informationsbitströme S41 anwendet, die jedesmal, wenn die vorbestimmte Zeit verstreicht, zugeführt werden und voneinander abweichende Bitraten haben, und indem er das als Ergebnis der Faltungskodierung gewonnene Sendezeichen verschachtelt, und führt die Ströme S42 anschließend einem Spreizcode-Multiplizierer 44 zu.
Der Spreizcode-Multiplizierer 44 empfängt aus einem Spreizcode-Generatorteil 45 nach Maßgabe eines von dem Steuerteil 42 gelieferten Steuersignals einen Spreizcode C11 mit einem optimalen Spreizverhältnis (SP), erzeugt einen Sendezeichenstrom S43 von 2048 K[Chip/s], indem er jeden der Sendezeichenströme S42, die voneinander abweichende Bitraten haben, mit dem Spreizcode C12 mit dem optimalen Spreizverhältnis multipliziert, und führt den Strom S43 einem Langcode-Multiplizierer 46 zu.
Der Langcode-Multiplizierer 46 führt eine Verwürfelung durch, indem er den Sendezeichenstrom S43 mit einem von einem Langcode-Generatorteil 47 zugeführten und für jede Basisstation spezifischen Langcode C12 multipliziert, so daß kein Nebensprechen auftritt, wenn der gleiche Spreizcode C11 für benachbarte Zellen benutzt wird, und führt einen als Ergebnis der Verwürfelung gewonnenen Sendezeichenstrom S44 von 2048 K[Chip/s] einem Zeichenzuordnungsteil 48 zu.
Da in diesem Fall die Zahl der Frequenzwiederholungen gleich "1" ist, wird zwischen benachbarten Zellen das gleiche Frequenzband benutzt. Obwohl für den Spreizcode C11 das gleiche Frequenzband benutzt wird, wird durch die Verwendung des für jede Basisstation spezifischen Langcodes C12 eine Interferenz zwischen benachbarten Zellen verhindert. Das heißt, bei einem zellularen CDMA-Funkkommunikationssystem gemäß der Erfindung sind zwar die für die einzelnen Mobiltelefone benutzten Spreizcodes C11 in der gleichen Zelle zueinander orthogonal, zwischen benachbarten Zellen sind sie jedoch nicht immer zueinander orthogonal, weil die gleichen Spreizcodes C11 auch zwischen den benachbarten Zellen benutzt werden.
Der Zeichenzuordnungsteil 48 erzeugt ein Sendesignal S45, in welchem jedes Zeicheninformationsstück mit einem Phasenwert dargestellt wird, indem der zugeführte Sendezeichenstrom S44 BPSK-moduliert wird, und führt das Signal S45 einer Sendeschaltung 49 zu.
Die Sendeschaltung 49 erzeugt ein Sendesignal S46 in einem vorbestimmten Frequenzkanal, indem er das Sendesignal S45 filtert und anschließend in ein analoges Signal umwandelt und das in ein analoges Signal umgewandelte Sendesignal mit einem Hochfrequenzsignal multipliziert und dadurch die Frequenz des Sendesignals in ein gewünschtes Frequenzband (z. B. etwa 800 [MHz]) umwandelt, verstärkt das Signal S46 auf eine vorbestimmte Leistung und sendet dann das Signal S46 über eine Antenne 50 aus.
Statt den Informationsbitstrom S40 von 128 K[Bit/s] aus dem Puffer 41 mit der Originalbitrate auszulesen und mit der nächstniedrigeren Stufe zu kodieren, liest der Steuerteil 42 den Informationsbitstrom S41 zunächst mit einer Bitrate von 32 K[Bit/s] aus und führt ihn dem Kodierteil 43 zu, liest dann den Informationsbitstrom S41 mit einer Bitrate von 64 K[Bit/s] aus, wenn die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, liest dann den Informationsbitstrom S41 mit einer Bitrate von 96 K[Bit/s] aus, wenn die vorbestimmte Zeit erneut verstrichen ist, und liest dann den Informationsbitstrom S41 mit einer Bitrate von 128 K[Bit/s] aus, wenn die vorbestimmte Zeit erneut verstrichen ist.
Deshalb erzeugt der Kodierteil 43 einen Informationsbitstrom S42 mit 64 K[kodierte Bit/s], indem er den Informationsbitstrom S41 von 32 K[Bit/s] mit einer Kodierrate von 1/2 kodiert und führt den Strom S42 dem Spreizcode-Multiplizierer 44 zu. Dann erzeugt der Kodierteil 43 einen Informationsbitstrom S42 von 128 K[kodierte Bit/s], indem er den zugeführten Informationsbitstrom S41 von 64 K[Bit/s] nach Ablauf der vorbestimmten Zeit mit einer Kodierrate 1/2 kodiert, und liefert den Strom S42 an den Spreizcode-Multiplizierer 44.
Außerdem erzeugt der Kodierteil 43 einen Informationsbitstrom S42 mit 204,8 K[kodierte Bit/s], indem er den zugeführten Informationsbitstrom S41 von 96 K[Bit/s] nach Ablauf der vorbestimmten Zeit mit einer Kodierrate von etwa 1/2 kodiert und liefert den Strom S42 an den Spreizcode-Multiplizierer 44 und erzeugt einen Informationsbitstrom S42 von 256 K[kodierte Bit/s], indem er den Informationsbitstrom S41 von 128 K[Bit/s] nach Ablauf der vorbestimmten Zeit mit einer Kodierrate von 1/2 kodiert und liefert den Strom S41 an den Spreizcode-Multiplizierer 44.
Auf diese Weise erzeugt der Kodierteil 43 den Sendezeichenstrom S42, dessen Bitraten stufenweise alle 64 K[kodierte Bit/s] erhöht werden, indem er die Informationsbitströme S41, deren Bitraten in jedem der vorbestimmten Zeitintervalle vergrößert werden, einer Faltungskodierung und Verschachtelung unterzieht, und liefert anschließend die Ströme S42 in jedem der vorbestimmten Zeitintervalle an den Spreizcode-Multiplizierer 44.
Wenn der Informationsbitstrom S42 von 64 K[kodierte Bits] dem Spreizcode-Multiplizierer 44 zugeführt wird, nimmt der Multiplizierer 44 aus dem Spreizcode-Generatorteil 45 in Abhängigkeit von einem von dem Steuerteil 42 ausgegebenen Steuersignal den Spreizcode C11 mit einem Spreizverhältnis (SP) von 32 auf und erzeugt einen Sendezeichenstrom S43 von 2048 K[Chip/s], indem er den Informationsbitstrom S42 von 64 K[kodierte Bit/s] mit dem Spreizcode C11 multipliziert, der ein SP von 32 hat.
Der Spreizcode-Multiplizierer 44 teilt 32 Kanälen das gleiche Frequenzband zu, indem er den Spreizcode C11 mit dem Spreizverhältnis (SP) von 32 benutzt. Deshalb ist die Rate klein, die von einem Kanal unter 32 Kanälen belegt wird.
Wenn dem Spreizcode-Multiplizierer 44 dann der Informationsbitstrom S42 von 128 K[kodierte Bit/s] zugeführt wird, empfängt der Multiplizierer 44 aus dem Spreizcode-Generatorteil 45 in Abhängigkeit von einem von dem Steuerteil 42 ausgegebenen Steuersignal den Spreizcode C11 mit einem Spreizverhältnis (SP) von 16 und erzeugt einen Sendezeichenstrom S43 von 2048 K[Chip/s], indem er den Informationsbitstrom S42 von 128 K[kodierte Bit/s] mit dem Spreizcode C11 multipliziert, der ein SP von 16 hat.
In diesem Fall teilt der Spreizcode-Multiplizierer 44 sechzehn Kanälen das gleiche Frequenzband zu, indem er den Spreizcode C11 mit einem Spreizverhältnis (SP) von 16 benutzt. Des halb wird die Rate, die von einem Kanal unter 16 Kanälen belegt wird gegenüber dem Fall, bei dem der Spreizcode C11 mit einem Spreizverhältnis (SP) von 32 benutzt wird, weiter vergrößert.
Wenn dem Spreizcode-Multiplizierer 44 dann der Informationsbitstrom S42 von 204,8 K[kodierte Bit/s] zugeführt wird, erzeugt der Multiplizierer 44 einen Sendezeichenstrom S43 von 2048 K[Chip/s], indem er den Informationsbitstrom S42 von 204,8 K[kodierte Bit/s] mit dem Spreizcode C12 multipliziert, der ein Spreizverhältnis (SP) von 10 hat. Wenn der Informationsbitstrom S42 von 256 K[kodierte Bit/s] dem Multiplizierer 44 zugeführt wird, erzeugt der Multiplizierer 44 einen Sendezeichenstrom S43 von 2048 K[Chip/s], indem er den Informationsbitstrom S42 von 256 K[kodierte Bit/s] mit dem Spreizcode C11 multipliziert, der ein Spreizverhältnis (SP) von 8 hat.
In diesem Fall teilt der Spreizcode-Multiplizierer 44 acht Kanälen sechzehn Kanälen zu, indem er den Spreizcode C11 mit einem Spreizverhältnis (SP) von 8 benutzt. Deshalb wird die von einem Kanal unter acht Kanälen belegte Rate im Vergleich zu dem Fall, bei dem der Spreizcode C11 mit einem Spreizverhältnis (SP) von 32 oder 16 benutzt wird, weiter vergrößert.
Der Steuerteil 42 vergrößert die Sendeleistung stufenweise, indem er die Sendeschaltung 49 entsprechend steuert.
Wenn der Steuerteil 42 den Informationsbitstrom S42 von 32 K[Bit/s] aus dem Puffer 41 ausliest, sendet er das Sendesignal S45, das durch Kodieren, Spreizen und Zeichenzuordnung des Signals S45 erzeugt wird, mit der Sendeleistung "a". Wenn der Steuerteil 42 dann den Informationsbitstrom S41 von 64 K[Bit/s] aus dem Puffer 41 ausliest, sendet er das Sendesignal S45 mit der Sendeleistung "2a".
Wenn der Steuerteil 42 dann den Informationsbitstrom S41 von 96 K[Bit/s] aus dem Puffer 41 ausliest, sendet er das Sendesignal S45 mit der Sendeleistung "3a". Wenn der Steuerteil 42 den Informationsbitstrom S41 von 128 K[Bit/s] aus dem Puffer 41 ausliest, sendet er das Sendesignal S45 mit der Sendeleistung "4a".
Auf diese Weise klassifiziert der Steuerteil 42 den Informationsbitstrom S40, statt ihn mit einer von dem Benutzer gewünschten Bitrate von 128 K[Bit/s] zu kodieren, in vier Pegel (t0 bis t3), wie dies in 7 dargestellt ist, kodiert und spreizt den Strom S40 schließlich mit der gewünschten Bitrate von 128 K[Bit/s], während die Bitrate stufenweise erhöht wird, und sendet das Sendesignal S46, während die Sendeleistung stufenweise so erhöht wird, wie die von einem Kanal und allen Kanälen belegte Rate entsprechend der Bitrate in jedem Pegel ansteigt.
In diesem Fall wird ein Steuersignal zwischen einer Basisstation und einem Mobiltelefon als Aufwärm-Periode übertragen, bevor die Bitrate des aus dem Puffer 41 ausgelesenen Informationsbitstroms S41 den Wert 148 K[Bit/s] erreicht. Um Daten zu senden, bei denen keine Echtzeiteigenschaft gefordert wird, ist es jedoch möglich, von Anfang an einen realen Informationsbitstrom zu senden, indem die Aufwärm-Periode genutzt wird.
In der Darstellung von 8 ist ein in einem Mobiltelefon angeordneter Empfänger gemäß der Erfindung mit 60 bezeichnet, der das von dem Sender 40 über eine Antenne 61 ausgesendete Sendesignal S46 empfängt. Das Signal S46 wird als Empfangssignal S61 einer Empfangsschaltung 62 zugeführt. Die Empfangsschaltung 62 verstärkt das Empfangssignal S61 auf einen vorbestimmten Pegel, gewinnt danach durch Frequenzwandlung des Signals S61 ein Basisbandsignal und gewinnt das BPSK-modulierte Empfangssignal S62 durch Filtern des Basisbandsignals und anschließendes Umwandeln des Signals S62 in ein digitales Signal und führt das Signal S62 einem Bitstrom-Extrahierteil 63 zu.
Der Bitstrom-Extrahierteil 63 gewinnt die Zeicheninformation durch BPSK-Demodulation des Empfangssignals S62 und führt die Information als Empfangszeichenstrom S63 von 2048 K[Chip/s] einem Langcode-Multiplizierer 64 zu.
Der Langcode-Multiplizierer 64 nimmt aus einem Langcode-Generatorteil 65 einen Langcode C13 auf, der der gleiche ist, wie der von dem Langcode-Generatorteil 47 auf der Sendeseite erzeugte Langcode, und führt eine Entwürfelung durch, indem er den Empfangszeichenstrom S63 mit dem Langcode C13 multipliziert. Dadurch erzeugt der Langcode-Multiplizierer 64 einen Empfangszeichenstrom S64 von 2048 K[Chip/s], der mit dem auf der Sendeseite erzeugten Sendezeichenstrom S43 übereinstimmt, und führt den Strom S64 einem Spreizcode-Multiplizierer 66 zu.
Der Spreizcode-Multiplizierer 66 erzeugt mit einem Spreizcode-Generatorteil 67 einen Spreizcode C14, der das gleiche Spreizverhältnis besitzt wie der von dem Spreizcode-Generatorteil 45 auf der Sendeseite erzeugte Spreizcode C11, führt dann eine Rückspreizung durch, indem er den Empfangszeichenstrom S64 mit dem Spreizcode C14 multipliziert und liefert den so gewonnenen Empfangszeichenstrom S45 an einen Dekodierteil 68.
Der Spreizcode-Generatorteil 45 liefert in diesem Fall den Spreizcode C14, indem er die Spreizverhältnisse des Spreizcodes C14 in Abhängigkeit von einem Steuersignal ändert, das von einem Steuerteil 70 zugeführt wird. Dadurch erzeugt der Empfänger 60 Empfangszei chenströme S65, die die gleiche Bitrate haben wie bei der Kodierung auf der Sendeseite, indem der Empfangszeichenstrom S64 mit den Spreizcodes C14 multipliziert wird, deren Spreizverhältnisse sich voneinander unterscheiden.
Der Spreizcode-Multiplizierer 66 führt die Rückspreizung durch, indem er die Spreizverhältnisse (SP) ähnlich wie auf der Sendeseite in dem Maße ändert, in dem die von einem Kanal und allen Kanälen belegte Rate größer wird. So wird die Demodulation akkurat ausgeführt, indem sie, ähnlich wie auf der Sendeseite, der Änderung der von einem Kanal belegten Rate folgt.
Der Dekodierteil 68 erzeugt Informationsbitströme S66 mit der Bitrate, die sie bei Auslesen aus dem Puffer 41 auf der Sendeseite haben, indem er die sukzessiv zugeführten Empfangszeichenströme S65 entschachtelt, die als Ergebnis der Entschachtelung gewonnenen Empfangszeichenströme einer Maximum-Likelihood-Serien-Schätzung unterzieht und dadurch eine Soft-Decision-Viterbi-Dekodierung auf die Empfangszeichenströme anwendet, und speichert die Ströme in einem Puffer 69. Der Puffer 69 restauriert die gesendeten Daten, indem er in Abhängigkeit von einem von dem Steuerteil 70 gelieferten Steuersignal einen Informationsbitstrom S67 mit einer Bitrate von 128 K[Bits/s] ausliest.
Die vorliegende Erfindung führt das Spreizen und das Rückspreizen unter Benutzung der zueinander orthogonalen Spreizcodes C11 und C14 durch, wenn die Abwärts-Kommunikation von einer Basisstation zu einem Mobiltelefon durchgeführt wird. Bei der Aufwärts-Kommunikation von dem Mobiltelefon zu der Basisstation wird das Spreizen und Rückspreizen jedoch erfindungsgemäß unter Verwendung von Codes durchgeführt, die zueinander nicht orthogonal und für ein Endgerät spezifisch sind.
Wenn der Sender 40 mit der obigen Struktur den Informationsbitstrom S40, der von Anfang an mit einer von dem Benutzer gewünschten Bitrate von 128 K[Bit/s] gesendet werden soll, kodiert und spreizt, wird dem kodierten Sendezeichenstrom S42 von 256 K[kodierte Bit/s] der Spreizcode C11 mit einem optimalen Spreizverhältnis (SP) von 8 zugeteilt.
Da in diesem Fall das Spreizverhältnis des Senders 40 kleiner wird (Spreizverhältnis = 8), wächst die Rate (Prozeßgewinn = 2,048 [MHz]/256 K[Bit/s]), die von der einem Benutzer zugeteilten Kanalzahl unter allen Kanälen (in diesem Fall acht Kanäle) mit einer Bandbreite von 2,048 [MHz] belegt wird, so daß eine große Sendeleistung "4a" benötigt wird. Deshalb beeinträchtigt der Sender 40 andere Kommunikationssysteme des Gesamtsystems, weil die Sendeleistung anwächst, wenn Anrufe für einen Kanal erzeugt werden, so daß die Interferenzkomponenten größer werden.
Statt den Informationsbitstrom S40 von Anfang an mit einer gewünschten Bitrate von 128 K[Bit/s] zu kodieren und zu spreizen, sendet der Sender 40 den Strom S40 nach Maßgabe der Kanalzahl, die der Bitrate für jeden Pegel entspricht, während die Bitrate alle 32 K[Bit/s] stufenweise erhöht wird. Deshalb ist es, wie in 9 dargestellt, möglich, den Strom S40 stufenweise mit der jeweils notwendigen Sendeleistung zu senden, die der Bitrate für jeden Pegel entspricht, so daß die Sendeleistung stufenweise erhöht werden kann.
Indem ein Anruf gesendet wird, während die Sendeleistung schrittweisen erhöht wird, ohne daß bei der Erzeugung eines Anrufs der Anruf abrupt mit großer Sendeleistung gesendet wird, kann bei dem Sender 40 verhindert werden, daß Interferenzkomponenten, die anderen Kommunikationstypen mitgeteilt werden, abrupt größer werden. Deshalb kann bei dem Sender 40 auch verhindert werden, daß vor Erhöhung der Sendeleistung eine Zeitlücke auftritt, weil eine zeitliche Verzögerung erzeugt wird, bevor die Sendeleistung nach Maßgabe eines Leistungsteuerbefehls erhöht wird, und dadurch kann verhindert werden, daß ein Anruf zwischen einer Basisstation und einem Mobiltelefon momentan unterbrochen wird.
Wegen der stufenweise linearen Erhöhung der Bitrate alle 32 K[Bit/s] vergrößert der Sender 40 die Interferenzkomponenten stufenweise lediglich in kleinen Schritten, so daß der Einfluß von Interferenzwellen auf andere Kommunikationstypen minimiert werden kann.
Der Sender mit der oben beschriebenen Struktur kann verhindern, daß die Sendeleistung durch das Auftreten eines Anrufs abrupt erhöht wird, indem die Übertragung bei Beginn der Einrichtung des Anrufs mit der Kanalzahl gestartet wird, die einem Informationsbitstrom mit niedriger Bitrate entspricht, und die Zahl der benutzten Kanäle entsprechend dem Anstieg der Bitrate stufenweise erhöht wird. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß Interferenzkomponenten, die durch das Auftreten eines Anrufs erzeugt werden, abrupt größer werden, und es ist selbst in einer Kommunikationsumgebung, in der die Zahl der Frequenzwiederholungen gleich "1" ist, möglich, eine Kommunikation durchzuführen, ohne daß andere Kommunikationstypen beeinträchtigt werden.
(2) Zweites Ausführungsbeispiel
In der Darstellung von 10 ist ein Sender gemäß der Erfindung für ein Mehrträger-Kommunikationssystem insgesamt mit 80 bezeichnet. Auch in der Anordnung von 10 ist angenommen, daß eine Kommunikationsumgebung benutzt wird, die für alle benachbarten Zellen das gleiche Frequenzband benutzt, d. h. ein Zustand, in welchem die Zahl der Frequenzwiederholungen auf "1" gesetzt ist und die gesamte Bandbreite von 3,2 [MHz] benutzt wird, wobei die Kommunikation mit 32 K[Bit/s] mit einer Bandbreite von 100 [KHz] ausgeführt werden kann, die aus 24 Hilfsträgern besteht. Da in diesem Fall ein von einem Benut zer zu sendender Informationsbitstrom S80 eine hohe Bitrate von 128 K[Bit/s] hat, können nicht nur Audiodaten sondern auch andere Daten mit hoher Geschwindigkeit übertragen werden.
Der Sender 80 führt den Informationsbitstrom S80 zunächst einem Puffer 81 zu. Der Puffer 81 speichert den zugeführten Informationsbitstrom S80 temporär, liest Informationsbitströme S81 aus, während die Bitrate in jedem vorbestimmten Zeitintervall und bei jeder vorbestimmten Bitzahl nach Maßgabe eines von einem Steuerteil 82 zugeführten Steuersignals stufenweise vergrößert wird, und liefert anschließend die Ströme S81 an einen Kodierteil 83.
Der Steuerteil 82 überwacht die Auslesezeit der aus dem Puffer 81 ausgelesenen Informationsbitströme S81 mit einem in dem Steuerteil 82 bereitgestellten Takt. Wenn die Auslesezeit um einen vorbestimmten Wert fortgeschritten ist, liest der Steuerteil 82 die Informationsbitströme S81 mit der Bitrate des nächsten Niveaus aus dem Puffer 81 aus.
Der Kodierteil 83 erzeugt Sendezeichenströme S82, indem er die Informationsbitströme S81, die jedesmal nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit zugeführt werden und die voneinander abweichende Bitraten haben, einer Faltungskodierung unterzieht und die als Ergebnis der Faltungskodierung gewonnenen Sendezeichen verschachtelt, und führt die Ströme S82 anschließend einem Zeichenzuordnungsteil 84 zu.
Der Zeichenzuordnungsteil 84 erzeugt ein Sendesignal S83, in welchem jedes Zeicheninformationsstück durch einen Phasenwert dargestellt wird, indem er die zugeführten Sendezeichenströme S82 mit jeder vorbestimmten Bitzahl klassifiziert, um sie Sendeschlitzen TX zuzuteilen, und indem die als Ergebnis der Klassifikation gewonnenen Sendezeichenströme BPSK-moduliert werden, und führt die Ströme S83 einem inversen schnellen Fourier-Transformations-Teil (IFFT-Teil) 85 zu.
Der inverse schnelle Fourier-Transformations-Teil 85 verteilt und überlagert die Zeichen der Sendesignale S83 auf mehrere Hilfsträger, deren Frequenzen um ein vorbestimmtes Intervall voneinander getrennt sind (er ordnet die Zeichen auf einer Frequenzachse an), indem er inverse Fourier-Transformation anwendet, um ein Sendesignal zu erzeugen, das aus mehreren Hilfsträgern gebildet ist. Dadurch wird ein Sendesignal erzeugt, in welchem auf einer Zeitbasis angeordnete und eingegebene Zeichen auf einer Frequenzachse gruppiert sind.
Darüber hinaus randomisiert der inverse schnelle Fourier-Transformations-Teil 85 die Phasenwerte von Hilfsträgern, die ein Sendesignal bilden, indem er zu den Phasen der Hilfsträger Zufalls-Zahlenwerte hinzufügt, die nach einer vorbestimmten Regel auf der Basis eines Anfangsphasenwerts erzeugt werden, und indem er ferner auf die Zeichengruppe eines Sendesignals S84 Fensterung anwendet und dadurch unnötige Außerband-Nebenwellen kontrolliert (eine Impulsformung vornimmt). Die Fensterung wird durch Anwenden eines Zeitbasis-Cosinus-Dämpfungsfilters auf die das Sendesignal S84 bildende Zeichengruppe realisiert.
Eine Sendeschaltung 86 erzeugt ein Sendesignal S85 in einem vorbestimmten Frequenzkanal, indem das Sendesignal S84 gefiltert wird, das Signal S84 anschließend in ein analoges Signal umgewandelt wird, das in das analoge Signal umgewandelte Sendesignal mit einem Hochfrequenzsignal multipliziert wird und dadurch die Frequenz des Sendesignals in ein gewünschtes Frequenzband (z. B. etwa 800 [MHz]) umgewandelt wird, sie verstärkt das Signal S85 auf eine vorbestimmte Leistung und sendet das Signal S85 dann über eine Antenne 87 aus.
Darüber hinaus ändert die Sendeschaltung 86 die zu benutzenden Frequenzkanäle in jedem Schlitz in einer Zufallsfolge nach einem vorbestimmten Muster, um den Einfluß von Interferenzwellen zu reduzieren, die von anderen Kommunikationstypen empfangen werden. Auf diese Weise führt der Sender 80 die Mehrträger-Kommunikation durch, um den zu sendenden Informationsbitstrom S80 mit mehreren Hilfsträgern zu senden, indem die in Schlitzen klassifizierten Sendesignale auf die Hilfsträger verteilt und diese überlagert werden.
Statt den Informationsbitstrom S80 von 128 K[Bit/s] aus dem Puffer 81 mit der ursprünglichen Bitrate auszulesen und eine Kodierung in der nächstniedrigeren Stufe durchzuführen, liest der Steuerteil 82 zunächst den Informationsbitstrom S81 mit einer Bitrate von 32 K[Bit/s] aus und liefert den Strom S81 an den Kodierteil 83, sie liest dann den Informationsbitstrom S81 mit einer Bitrate von 64 K[Bit/s] aus, wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, liest dann den Informationsbitstrom S81 mit einer Bitrate von 96 K[Bit/s] aus, wenn die vorbestimmte Zeit erneut verstrichen ist, und liest den Informationsbitstrom S81 mit einer Bitrate von 128 K[Bit/s] aus, wenn die vorbestimmte Zeit erneut verstrichen ist.
Deshalb erzeugt der Kodierteil 83 einen Informationsbitstrom S82 von 64 K[kodierte Bit/s], indem der Informationsbitstrom S81 von 32 K[Bit/s] mit einer Kodierrate von 1/2 kodiert wird, und liefert diesen Strom S82 an den Zeichenzuordnungsteil 84. Dann erzeugt der Kodierteil 83 einen Informationsbitstrom S82 von 128 K[kodierte Bit/s], indem er den Informationsbitstrom S81 von 64 K[Bit/s], der nach einer vorbestimmten Zeit zugeführt wird, mit einer Kodierrate von 1/2 kodiert, und liefert den Strom S82 an den Zeichenzuordnungsteil 84.
Dann erzeugt der Kodierteil 83 einen Informationsbitstrom S82 von 192 K[kodierte Bit/s], indem er den Informationsbitstrom S81 von 96 K[Bit/s], der nach dem erneuten Ablauf der vorbestimmten Zeit zugeführt wird, mit einer Kodierrate von 1/2 kodiert, liefert diesen Strom S82 an den Zeichenzuordnungsteil 84 und erzeugt darüber hinaus einen Informationsbitstrom S82 von 256 K[kodierte Bit/s], indem er den Informationsbitstrom S81 von 128 K[Bit/s], der nach dem erneuten Ablauf der vorbestimmten Zeit zugeführt wird, mit einer Kodierrate 1/2 kodiert, und liefert den Strom S82 an den Zeichenzuordnungsteil 84.
Auf diese Weise erzeugt der Kodierteil 83 Informationsbitströme S82, deren die Bitrate alle 64 K[kodierte Bit/s] stufenweise erhöht wird, indem er die Informationsbitströme S81, deren Bitrate in jedem vorbestimmten Zeitintervall erhöht wird, einer Faltungskodierung und Verschachtelung unterzieht, und liefert anschließend die Ströme S82 in jedem vorbestimmten Zeitintervall an den Zeichenzuordnungsteil 84.
Darüber hinaus vergrößert der Steuerteil 82 durch entsprechende Steuerung der Sendeschaltung 86 stufenweise die Sendeleistung. Wenn der Steuerteil 82 den Informationsbitstrom S81 von 32 K[Bit/s] aus dem Puffer 81 ausliest, sendet er das Sendesignal S84, das durch Kodieren, Spreizen und Zeichenzuordnung des Signals S84 erzeugt wird, mit der Sendeleistung "a" über einen Kommunikationskanal mit einer Bandbreite von 100 [KHz].
Wenn der Steuerteil 82 den Informationsbitstrom S81 von 64 K[Bit/s] aus dem Puffer 81 ausliest, sendet er das Sendesignal S84 mit der Sendeleistung "2a" über einen Kommunikationskanal mit einer Bandbreite von 200 [KHz] (Kommunikationskanal mit einer Bandbreite von 100 [KHz] (1). Wenn der Steuerteil 82 den Informationsbitstrom S81 von 96 K[Bit/s] aus dem Puffer 81 ausliest, sendet er das Sendesignal S84 mit der Sendeleistung "3a" über einen Kommunikationskanal mit einer Bandbreite von 300 [KHz] (Kommunikationskanal mit einer Bandbreite von 100 [KHz] (3). Wenn der Steuerteil 82 den Informationsbitstrom S81 von 128 K[Bit/s] aus dem Puffer 81 ausliest, sendet er das Sendesignal S84 mit der Sendeleistung "4a" über einen Kommunikationskanal mit einer Bandbreite von 400 [KHz] (Kommunikationskanal mit einer Bandbreite von 100 [KHz] (4).
Auf diese Weise ermöglicht der Steuerteil 82 eine Hochgeschwindigkeits-Übertragung, indem er die Bandbreite (100 bis 400 [KHz]) nach Maßgabe der Bitrate des aus dem Puffer 81 ausgelesenen Informationsbitstroms S81 (d. h. durch Vergrößerung der Zahl der Kanäle, die von allen Kommunikationskanälen zu benutzen sind) spreizt und so den Strom S81 sendet. Da die Sendeschaltung 86 mit einer Bandbreite von 100 bis 400 [KHz] sendet, erfolgt das Senden, nachdem die Filterung mit 100 bis 400 [KHz] für jede Bandbreite durchgeführt wird.
Statt den Informationsbitstrom S80 von Anfang an mit der von dem Benutzer gewünschten Bitrate von 128 K[Bit/s] zu kodieren und zu senden, kodiert der Steuerteil den Strom S80 zuletzt mit einer Bitrate von 128 K[Bit/s], während er den Strom S80 in vier Pegel (t0 bis t3) teilt, wie dies in 11 dargestellt ist, und die Bitrate stufenweise erhöht, und sendet das Sendesignal S85 mit einer Sendeleistung, die der Zahl der Kanäle entspricht, während die Zahl der Kanäle für jeden Pegel entsprechend der Bitrate erhöht wird.
Auch in diesem Fall werden zwischen einer Basisstation und einem Mobiltelefon Steuersignale als Aufwärm-Periode übertragen, bevor die Bitrate des aus dem Puffer 81 ausgelesenen Bitstroms S81 den Wert 128 K[Bit/s] erreicht. Um Daten zu senden, bei denen keine Echtzeiteigenschaft gefordert wird, ist es jedoch möglich, von Anfang an einen realen Informationsbitstrom zu senden, indem die Aufwärm-Periode genutzt wird.
In 12 bezeichnet das Symbol 90 einen Empfänger gemäß der Erfindung, der das von dem Sender 80 gesendete Sendesignal S85 über eine Antenne 91 empfängt und das Signal S85 als Empfangssignal S91 einer Empfangsschaltung 92 zuführt. Die Empfangsschaltung 92 gewinnt ein Basisbandsignal, indem sie das Empfangssignal S91 auf einen vorbestimmten Pegel verstärkt, das Signal S91 einer Frequenzwandlung unterzieht, durch Filterung des Basisbandsignals ein BPSK-moduliertes Empfangssignal S92 gewinnt und anschließend das Signal S92 in ein digitales Signal umwandelt und das Signal S92 einem schnellen Fourier-Transformations-Teil 93 zuführt.
Die Empfangsschaltung 92 variiert in diesem Fall die empfangenen Frequenzkanäle nach einem Sprungmuster, das das gleiche ist wie bei dem Frequency-Hopping auf der Sendeseite, und empfängt das Sendesignal S85 in einer Zahl von Kanälen, die mit der Kanalzahl auf der Sendeseite übereinstimmt. Dadurch kann die Empfangsschaltung 92 den Empfang akkurat durchführen, indem sie den Frequenzkanälen auf der Sendeseite und der Änderung der Kanalzahl folgt.
Der schnelle Fourier-Transformations-Teil 93 gewinnt Signalkomponenten für einen Schlitz, indem er das zugeführte Empfangssignal S92 einer Fensterung unterzieht, dann auf die gewonnenen Signalkomponenten Fourier-Transformation anwendet, durch Gruppieren einer auf einer Frequenzachse angeordneten und auf einer Zeitbasis gewonnenen Zeichengruppe ein Empfangssignal S93 gewinnt, und liefert die Zeichengruppe an einen Bitstrom-Extrahierteil 94. Der schnelle Fourier-Transformations-Teil 93 wendet Fensterung auf das Empfangssignal S92 an, indem er, ähnlich wie der inverse schnelle Fourier-Transformations-Teil 85 auf der Sendeseite ein Zeitbasis-Cosinus-Dämpfungsfilter auf das Signal S92 anwendet.
Der Bitstrom-Extrahierteil 94 gewinnt durch BPSK-Demodulation des Empfangssignals S93 die Zeicheninformation und liefert die Zeicheninformation als Empfangszeichenstrom S94 an einen Dekodierteil 95.
Der Dekodierteil 95 erzeugt einen Informationsbitstrom S95 mit der Bitrate, mit der aus dem Puffer 81 auf der Sendeseite ausgelesen wird, indem er den zugeführten Empfangszeichenstrom S94 entschachtelt, den als Ergebnis der Entschachtelung gewonnenen Empfangszeichenstrom einer Maximum-Likelihood-Serien-Schätzung unterzieht und dadurch Soft-Decision-Viterbi-Dekodierung auf den Empfangszeichenstrom anwendet, und speichert den Strom S95 in einem Puffer 96. Der Puffer 96 restauriert die gesendeten Daten, indem er einen Informationsbitstrom S96 nach Maßgabe eines Steuersignals aus einem Steuerteil 97 mit einer Bitrate von 128 K[Bit/s] ausliest.
Wenn bei der oben beschriebenen Struktur der zu sendende Informationsbitstrom S80 von Anfang an gesendet wird, indem er mit einer von dem Benutzer gewünschten Bitrate von 128 K[Bit/s] gesendet wird, sendet der Sender 80 den Strom S80 mit einer Bandbreite von 400 [KHz] (Kommunikationskanal mit einer Bandbreite von 100 [KHz] (4) entsprechend der Bitrate des kodierten Sendezeichenstroms S82 von 256 K[kodierte Bit/s].
Deshalb vergrößert sich die Rate, die von der Zahl der einem Benutzer zugeteilten Kanäle (4) mit einer Bandbreite von 400 [KHz] auf alle Kanäle (32) mit der gesamten Frequenzbandbreite von 3,2 [MHz], so daß die große Sendeleistung "4a" benötigt wird. Da die Sendeleistung in diesem Fall ansteigt, wenn Anrufe für einen Kanal auftreten, und dadurch die Interferenzkomponenten abrupt ansteigen, beeinträchtigt der Sender 80 andere Kommunikationstypen des Gesamtsystems.
Deshalb sendet der Sender 80 den Informationsbitstrom S80 über die Zahl von Kanälen, die der stufenweise Erhöhung der Bitrate entspricht, statt den Strom S80 von Anfang an mit der von dem Benutzer gewünschten Bitrate von 128 K[Bit/s] zu kodieren und zu senden. Dadurch ist es möglich, den Strom S80 mit der optimalen Sendeleistung zu senden, die der Zahl der benutzten Kanäle entspricht, und so ist es möglich, die Sendeleistung stufenweise zu vergrößern.
Dadurch kann der Sender 80 senden, während er die Sendeleistung stufenweise vergrößert, ohne daß abrupt mit großer Sendeleistung gesendet wird, wenn ein Anruf erzeugt wird, und so kann verhindert werden, daß Interferenzkomponenten, die auf andere Kommunikationstypen einwirken, abrupt größer werden. Deshalb kann der Sender 80 eine Zeitlücke vor der Erhöhung der Sendeleistung vermeiden, weil vor der Erhöhung der Sendeleistung eine zeitliche Verzögerung nach Maßgabe eines Steuersignals erzeugt wird, und deshalb kann verhindert werden, daß ein Anruf zwischen einer Basisstation und einem Mobiltelefon momentan unterbrochen wird.
Da bei dem Sender 80 die Bitrate alle 32 K[Bit/s] stufenweise und linear erhöht wird, ist es nur erforderlich, die Interferenzkomponenten nach und nach stufenweise zu erhöhen. Deshalb kann der Einfluß von Interferenzwellen auf andere Kommunikationstypen minimiert werden.
Wenn bei dem Sender 80 die bei der Einrichtung eines Kanals zugeteilte Bandbreite pro Kanal auf 100 [KHz] gesetzt wird, die etwa 1/32 der Frequenzbandbreite von 3,2 [MHz] des Gesamtsystems ist, wie dies in 13 dargestellt ist, zeigen Experimente, daß die Rate (y-Achse) der Zeit, in der kein Übertragungsfehler auftritt, für die Kanalnutzungsrate (x-Achse) pro Kanal maximiert wird.
Wenn bei dem Sender 80 die bei der Einrichtung eines Kanals zugeteilte Bandbreite pro Kanal auf 100 [KHz] gesetzt wurde, die etwa 1/64 der Frequenzbandbreite von 6,4 [MHz] des Gesamtsystems ist, erhielt man ein experimentelles Ergebnis, das fast das gleiche ist wie in dem Fall einer Frequenzbandbreite von 3,2 [MHz].
Deshalb kann bei dem Sender 80 der Einfluß von Interferenzkomponenten auf andere Kommunikationssysteme beim Auftreten eines Anrufs minimiert werden, wenn die Bandbreite eines Kanals, die bei der Einrichtung eines Kanals zugeteilt wird, auf einen Wert gesetzt wird, der etwa 1/32 oder weniger der Frequenzbandbreite BW des Gesamtsystems entspricht.
Bei dem Sender 80 mit der oben beschriebenen Struktur kann verhindert werden, daß die Sendeleistung durch das Auftreten eines Anrufs abrupt erhöht wird, indem die Übertragung zu Beginn der Einrichtung des Anrufs mit der Anzahl von Kanälen gestartet wird, die einem Informationsbitstrom mit niedriger Bitrate entspricht, und die Zahl der zu benutzenden Kanäle nach Maßgabe des Anstiegs der Bitraten stufenweise vergrößert wird, und so kann verhindert werden, daß Interferenzkomponenten, die durch das Auftreten des Anrufs erzeugt werden, abrupt größer werden, so daß selbst in einer Kommunikationsumgebung, bei der die Zahl der Frequenzwiederholungen gleich "1" ist, eine Kommunikation ohne Beeinträchtigung anderer Kommunikationstypen möglich ist.
(3) Drittes Ausführungsbeispiel
In 14 bezeichnet das Symbol 100 einen Mehrträger-Kommunikationssender gemäß der Erfindung als Ganzes. Auch in 14 wird von einer Kommunikationsumgebung ausgegangen, in der für alle benachbarten Zellen das gleiche Frequenzband benutzt wird, d. h. einem Zustand, in welchem die Zahl der Frequenzwiederholungen gleich "1" gesetzt ist, und es können nicht nur Audiodaten sondern auch Daten mit hoher Geschwindigkeit übertragen werden, indem ein Informationsbitstrom S100 von 128 K[Bit/s] über einen Kanal mit einer Bandbreite von 400 [KHz] gesendet wird, der aus 96 Hilfsträgern besteht.
Der Sender 100 überträgt den Informationsbitstrom S100 zunächst in einen Puffer 101. Der Puffer 101 speichert den eingehenden Informationsbitstrom S100 temporär, liest einen Informationsbitstrom S101 aus, während die Bitrate in jedem vorbestimmten Zeitintervall und bei jeder vorbestimmten Bitzahl nach Maßgabe eines Steuersignals aus einem Steuerteil 102 stufenweise erhöht wird, und führt den Strom S101 einem Kodierteil 103 zu.
Der Steuerteil 102 überwacht die Auslesezeit des aus dem Puffer 101 ausgelesenen Informationsbitstroms S101 durch einen Takt, der in dem Steuerteil 102 so eingestellt ist, daß der Informationsbitstrom S101 mit der Bitrate der nächsten Stufe aus dem Puffer 101 ausgelesen wird, wenn die Auslesezeit um einen vorbestimmten Wert verstrichen ist.
Der Kodierteil 103 erzeugt durch Faltungskodierung der Informationsbitströme S101, die jedesmal während des Ablaufs der vorbestimmten Zeit zugeführt werden und die voneinander abweichende Bitraten haben, und durch Verschachtelung eines als Ergebnis der Faltungskodierung gewonnenen Sendezeichens einen Sendezeichenstrom S102 und führt diesen Sendezeichenstrom S102 einem Spreizcode-Multiplizierer 104 zu.
Der Spreizcode-Multiplizierer 104 empfängt nach Maßgabe eines von dem Steuerteil 102 zugeführten Steuersignals aus einem Spreizcode-Generatorteil 105 einen Spreizcode C21 mit optimalem Spreizverhältnis (SP), erzeugt einen Sendezeichenstrom S103 von 256 K[Chip/s] durch Multiplizieren der Sendezeichenströme S102, die voneinander verschiedene Bitraten haben, mit dem Spreizcode C21, der das optimale Spreizverhältnis hat, und überträgt den Strom S103 zu einem Zeichenzuordnungsteil 106.
Der Zeichenzuordnungsteil 106 erzeugt ein Sendesignal S104, in welchem jedes Zeicheninformationsstück durch einen Phasenwert dargestellt ist, indem er den zugeführten Sendezeichenstrom S103 BPSK-moduliert, und führt das Signal S104 einem inversen schnellen Fourier-Transformations-Teil (IFFT-Teil) 107 zu.
Der inverse schnelle Fourier-Transformations-Teil 107 verteilt die einzelnen Zeichen des Sendesignals S104 auf mehrere Hilfsträger, deren Frequenzen um ein vorbestimmtes Intervall voneinander getrennt sind, und überlagert sie durch Anwenden der inversen schnellen Fourier-Transformation, um ein aus mehreren Hilfsträgern bestehendes Sendesignal zu erzeugen. Dadurch wird ein Sendesignal erzeugt, in welchem auf einer Zeitbasis angeordnete und eingegebene Zeichen auf einer Frequenzachse gruppiert sind.
Darüber hinaus randomisiert der inverse schnelle Fourier-Transformations-Teil 107 die Phasenwerte der Hilfsträger, indem er zu den Phasen der das Sendesignal bildenden Hilfsträger Zufalls-Phasenwerte hinzufügt, die nach einer vorbestimmten Regel auf der Basis eines Anfangsphasenwerts erzeugt werden, und indem er auf die Zeichengruppe des so gewonnenen Sendesignals S105 Fensterung anwendet und unnötige Außerband-Nebenwellen kontrolliert. Die Fensterung wird durch Anwenden eines Zeitbasis-Cosinus-Dämpfungsfilters auf die das Sendesignal S105 bildende Zeichengruppe realisiert.
Eine Sendeschaltung 108 erzeugt ein Sendesignal S106 eines vorbestimmten Frequenzkanals, indem sie das Sendesignal S105 filtert, das Signal S105 anschließend in ein analoges Signal umwandelt und das in das analoge Signal umgewandelte Sendesignal mit einem Hochfrequenzsignal multipliziert und dadurch die Frequenz des Sendesignals in ein gewünschtes Frequenzband (z. B. etwa 800 [MHz]) umwandelt, das Signal S106 auf eine vorbestimmte Leistung verstärkt und anschließend das Signal S106 über eine Antenne 109 aussendet. Auf diese Weise führt der Sender 100 eine Mehrträger-Kommunikation durch, um den zu sendenden Informationsbitstrom S100 mit mehreren Hilfsträgern zu senden, indem das Sendesignal auf die Hilfsträger verteilt wird und diese überlagert werden.
Statt den in dem Puffer 101 gespeicherten Informationsbitstrom S100 von 1028 K[Bit/s] mit der ursprünglichen Bitrate auszulesen und auf den Strom S100 die Kodierung der nächstniedrigeren Stufe anzuwenden, liest der Steuerteil 102 zunächst den Informationsbitstrom S100 mit einer Bitrate von 32 K[Bit/s] aus und führt den Strom S101 dem Kodierteil 103 zu, sie liest dann den Informationsbitstrom S101 mit einer Bitrate von 64 K[Bit/s] aus, wenn die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, liest dann den Informationsbitstrom S101 mit einer Bitrate von 96 K[Bit/s] aus, wenn die vorbestimmte Zeit erneut verstrichen ist, und liest dann den Informationsbitstrom S101 mit einer Bitrate von 128 K[Bit/s] aus, wenn die vorbestimmte Zeit erneut verstrichen ist.
Deshalb erzeugt der Kodierteil 103 Sendezeichenströme S102, deren Bitraten stufenweise erhöht werden, durch Faltungskodierung und Verschachtelung der Informationsbitströme S101, deren Bitraten in jedem vorbestimmten Zeitintervall erhöht werden, und führt anschließend die Bitströme S102 in jedem vorbestimmten Zeitintervall dem Spreizcode-Multiplizierer 104 zu.
Wenn ein Informationsbitstrom S102 von 64 K[kodierte Bit/s] eingegeben wird, empfängt der Spreizcode-Multiplizierer 104 nach Maßgabe eines Steuersignals aus dem Steuerteil 102 einen Spreizcode C21 mit einem Spreizverhältnis (SP) von 4 aus dem Spreizcode-Generatorteil 105 und erzeugt einen Sendezeichenstrom S103 von 256 K[Chip/s], indem er den Infor mationsbitstrom S102 von 64 K[kodierte Bit/s] mit dem Spreizcode C21 mit dem SP von 4 multipliziert.
Wenn dann ein Informationsbitstrom S102 von 128 K[kodierte Bit/s] zugeführt wird, empfängt der Spreizcode-Multiplizierer 104 nach Maßgabe eines Steuersignals einen Spreizcode C21 mit einem Spreizverhältnis (SP) von 2 aus dem Spreizcode-Generatorteil 105 aus dem Steuerteil 102 und erzeugt einen Sendezeichenstrom S103 von 256 K[Chip/s], indem er den Informationsbitstrom S102 von 128 K[kodierte Bit/s] mit dem Spreizcode C21 mit dem SP von 2 multipliziert.
Wenn ein Informationsbitstrom S102 von 192 K[kodierte Bit/s] zugeführt wird, erzeugt der Spreizcode-Multiplizierer 104 einen Sendezeichenstrom S103 von 256 K[Chip/s], indem er den Informationsbitstrom S102 von 192 K[kodierte Bit/s] mit einem Spreizcode C21 mit einem SP von 1 multipliziert und ein ungültiges Null-Bit als Daten in einen unzureichenden Codeabschnitt einfügt. Wenn ein Informationsbitstrom S102 von 256 K[kodierte Bit/s] zugeführt wird, erzeugt der Multiplizierer 104 einen Sendezeichenstrom S103 von 256 K[Chip/s], indem er den Informationsbitstrom S102 von 256 K[kodierte Bit/s] mit dem Spreizcode C21 mit einem SP von 1 multipliziert.
Darüber hinaus vergrößert der Steuerteil 102 durch Steuerung der Sendeschaltung 108 stufenweise die Sendeleistung. Wenn der Informationsbitstrom S101 von 32 K[Bit/s] aus dem Puffer 101 ausgelesen wird, sendet der Steuerteil 102 das durch einen einer Bitrate entsprechenden Spreizcode C21 gespreizte Sendesignal S106 mit der Sendeleistung "a" über einen Kommunikationskanal von 100 [KHz] mit einer Bandbreite von 400 [KHz]. Wenn dann der Informationsbitstrom S102 von 64 K[Bit/s] aus dem Puffer 101 ausgelesen wird, sendet der Steuerteil 102 das Sendesignal S106 mit der Sendeleistung "2a" über einen Kommunikationskanal von 200 [KHz] (Kommunikationskanal mit einer Bandbreite von 100 [KHz] (2) der Bandbreite 400 [KHz].
Wenn dann der Informationsbitstrom S101 von 96 [Bit/s] aus dem Puffer 101 ausgelesen wird, sendet der Steuerteil 102 das Sendesignal S106 mit der Sendeleistung "3a" über einen Kommunikationskanal von 300 [KHz] (Kommunikationskanal mit einer Bandbreite von 100 [KHz] (3) der Bandbreite 400 [KHz]. Wenn der Informationsbitstrom S101 von 128 K[Bit/s] aus dem Puffer 101 ausgelesen wird, sendet der Steuerteil 102 das Sendesignal S106 mit der Sendeleistung "4a" über einen Kommunikationskanal mit der Bandbreite 400 [KHz] (Kommunikationskanal mit einer Bandbreite von 100 [KHz] (4).
Statt den Informationsbitstrom S100 mit der von dem Benutzer gewünschten Bitrate von 128 K[Bit/s] zu kodieren und zu senden, kodiert der Steuerteil 102 den Strom S100 zuletzt mit einer Bitrate von 128 K[Bit/s], während er den Strom S100 in vier Stufen klassifiziert und die Bitrate stufenweise vergrößert, und sendet das Sendesignal S106 mit einer Sendeleistung über die Zahl von Kommunikationskanälen mit einer Bandbreite, die der Bitrate für jede Stufe entspricht.
Dadurch kann der Sender 100, der eine Bandbreite von 400 [KHz] hat, das Sendesignal S106 über die dem Anwachsen der Bitraten entsprechende Zahl von Kanälen senden, während die Bitrate stufenweise erhöht wird, ohne daß mehrere Sender für das Senden von kodierten Bitströmen S102 benutzt werden, deren Bitraten sich bei jeder Bandbreite voneinander unterscheiden, indem ein vorbereiteter Kommunikationskanal mit der Bandbreite von 400 [KHz] benutzt wird und dadurch die kodierten Bitströme S102 durch einen Spreizcode C21 in vier Kanäle klassifiziert werden, bzw. indem ein vorbestimmter Bandabschnitt der Bandbreite von 400 [KHz] benutzt wird und dadurch die Kommunikation durchgeführt wird.
Bevor die Bitrate des aus dem Puffer 101 ausgelesenen Informationsbitstroms 101 den Wert 128 K[Bit/s] erreicht, werden zwischen der Basisstation und einem Mobiltelefon als Aufwärm-Periode Steuersignale übertragen. In einer Kommunikationsumgebung zum Senden von Daten, bei denen keine Echtzeiteigenschaft gefordert wird, ist es jedoch möglich, von Anfang an einen realen Informationsbitstrom zu senden, indem die Aufwärm-Periode genutzt wird.
In 15 bezeichnet das Symbol 120 einen Empfänger gemäß der Erfindung, der über eine Antenne 121 ein von dem Sender 100 gesendetes Sendesignal S106 empfängt und das Signal S106 als Empfangssignal S121 einer Empfangsschaltung 122 zuführt. Die Empfangsschaltung 122 verstärkt das Empfangssignal S121 auf einen vorbestimmten Pegel, gewinnt dann durch Frequenzwandlung des Signals S121 ein Basisbandsignal, filtert das Basisbandsignal, gewinnt dann durch Umwandlung des Basisbandsignals in ein digitales Signal ein Empfangssignal S122 und führt das Signal S122 einem schnellen Fourier-Transformations-Teil (FFT-Teil) 123 zu.
Die Empfangsschaltung 122 empfängt das Sendesignal S106 mit der gleichen Anzahl von Kanälen wie auf der Sendeseite und kann deshalb die Empfangsoperation genau durchführen, indem sie der Änderung der Kanalzahl auf der Sendeseite folgt.
Der schnelle Fourier-Transformations-Teil 123 gewinnt eine Signalkomponente durch Fensterung des ankommenden Empfangssignals S122, erzielt ein Empfangssignals S123, das durch Anordnen einer auf einer Frequenzachse angeordneten Zeichengruppe gewonnen und durch Fourier-Transformation der gewonnenen Signalkomponente auf einer Zeitbasis gewonnen wird, und führt das Signal S123 einem Bitstrom-Extrahierteil 124 zu. Der schnelle Fourier-Transformations-Teil 123 führt die Fensterung des Empfangssignals S123 durch, indem er, ähnlich wie im Fall des inversen schnellen Fourier-Transformations-Teils 107, ein Zeitbasis-Cosinus-Dämpfungsfilter auf das Signal S123 anwendet.
Der Bitstrom-Extrahierteil 124 gewinnt die Zeicheninformation durch BPSK-Demodulation des Empfangssignals S123 und führt die Zeicheninformation als Empfangszeichenstrom S124 einem Spreizcode-Multiplizierer 123 zu.
Der Spreizcode-Multiplizierer 125 erzeugt mit Hilfe eines Spreizcode-Generatorteils 126 einen Spreizcode C22, der das gleiche Spreizverhältnis hat wie der von dem Spreizcode-Generatorteil 105 auf der Sendeseite erzeugte Spreizcode C21, führt eine Rückspreizung durch, indem er den Empfangszeichenstrom S124 mit dem Spreizcode C22 multipliziert, und liefert den so gewonnenen Empfangszeichenstrom S125 an einen Dekodierteil 127.
Der Spreizcode-Generatorteil 126 liefert den Spreizcode C22, indem er das Spreizverhältnis des Codes C22 nach Maßgabe eines Steuersignals aus einem Steuerteil 129 ändert. Dadurch erzeugt der Empfänger 120 Empfangszeichenströme S125, die die gleiche Bitrate haben wie bei der Kodierung auf der Sendeseite, indem er den Empfangszeichenstrom S124 mit den Spreizcodes C22 multipliziert, die jeweils unterschiedliche Spreizverhältnisse haben.
Der Dekodierteil 127 erzeugt einen Informationsbitstrom S126 mit einer dem Auslesen aus dem Puffer 101 auf der Sendeseite entsprechenden Bitrate, indem er den zugeführten Empfangszeichenstrom S125 entschachtelt, den so gewonnenen Empfangszeichenstrom einer Maximum-Likelihood-Serien-Schätzung unterzieht und dadurch Soft-Decision-Viterbi-Dekodierung anwendet, und speichert den Strom S126 in einem Puffer 128. Der Puffer 128 stellt die gesendeten Daten wieder her, indem er einen Informationsbitstrom S127 mit einer Bitrate von 128 K[Bit/s] nach Maßgabe eines Steuersignals aus dem Steuerteil 129 ausliest.
Nachdem der Sender 100 den zu sendenden Informationsbitstrom S100 mit einer von dem Benutzer gewünschten Bitrate von 128 K[Bit/s] kodiert hat, sendet er den kodierten Sendezeichenstrom S102 von 256 K[kodierte Bit/s] den Bitraten entsprechend mit der großen Sendeleistung "4a" über einen Kommunikationskanal mit einer Bandbreite von 400 [KHz] (Kommunikationskanal mit einer Bandbreite von 100 [KHz] (4). In diesem Fall beeinflußt der Sender 100 andere Kommunikationstypen stark, weil abrupt Interferenzwellen erzeugt werden, wenn Anrufe für einen Kanal auftreten.
Deshalb ist vorgesehen, daß der Sender 100 den Informationsbitstrom S100 mit der der Zahl der benutzten Kanäle entsprechenden optimalen Sendeleistung senden kann, indem der Strom S100 über die Anzahl von Kanälen gesendet wird, die dem stufenweisen Erhöhen der Bitraten entspricht, statt den Strom S100 von Anfang an mit der von dem Benutzer gewünschten Bitrate von 128 K[Bit/s] zu kodieren und zu senden. So kann die Sendeleistung stufenweise erhöht werden.
Der Sender 100 sendet also, während die Sendeleistung stufenweise erhöht wird, ohne daß abrupt mit einer großen Sendeleistung gesendet wird, wenn ein Anruf stattfindet. So kann verhindert werden, daß Interferenzkomponenten für andere Kommunikationstypen abrupt größer werden. Infolgedessen hat der Sender 100 eine zeitliche Verzögerung, bevor die Sendeleistung nach Maßgabe eines Leistungssteuerbefehls erhöht wird. So kann verhindert werden, daß eine Zeitlücke auftritt, bevor die Sendeleistung erhöht wird, und dadurch kann verhindert werden, daß ein Anruf zwischen einer Basisstation und einem Mobiltelefon momentan unterbrochen wird.
Im Fall des Empfängers 100 wird die Bitrate stufenweise und linear alle 32 K[Bit/s] vergrößert. Deshalb werden die Interferenzkomponenten nur stufenweise nach und nach größer, und der Einfluß von Interferenzwellen auf andere Kommunikationstypen kann minimiert werden.
Der Sender 100 mit der oben beschriebenen Struktur kann verhindern, daß die Sendeleistung durch das Auftreten eines Anrufs abrupt erhöht wird, indem er beim Beginn der Einrichtung des Anrufs das Senden über die Zahl von Kanälen beginnt, die einem Informationsbitstrom mit niedriger Bitrate entspricht, und die Zahl der zu benutzenden Kanäle entsprechend der Erhöhung der Bitraten stufenweise vergrößert. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß Interferenzkomponenten, die durch das Auftreten eines Rufs erzeugt werden, abrupt größer werden, und die Kommunikation kann selbst in einer Kommunikationsumgebung, in der die Zahl der Frequenzwiederholungen gleich "1" ist, ohne Beeinträchtigung anderer Kommunikationstypen durchgeführt werden.
(4) Weiteres Ausführungsbeispiel
Für die obigen Ausführungsbeispiele wurde der Fall beschrieben, daß die Erfindung auf ein zellulares Funkkommunikationssystem angewendet wird, bei dem die Zahl der Frequenzwiederholungen gleich "1" ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Es ist vielmehr auch möglich, die Erfindung auf zellulare Funkkommunikationssysteme in einer Kommunikationsumgebung anzuwenden, die dem Einfluß von Interferenzwellen ausgesetzt ist, weil in der Nähe Zellen vorhanden sind, die das gleiche Frequenzband benutzen, z. B. wenn die Zahl der Frequenzwiederholungen gleich "3" ist.
Für das obige erste Ausführungsbeispiel wurde der Fall beschrieben, daß der Sendezeichenstrom S42 von 204,8 K[kodierte Bit/s], der dadurch gewonnen wird, daß der in der dritten Stufe aus dem Puffer 41 ausgelesene Informationsbitstrom S41 von 96 K[Bit/s] von dem Kodierteil 43 kodiert wird, mit dem Spreizcode C11 gespreizt wird, der ein Spreizverhältnis (SP) von 10 hat. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Wenn als Spreizcodes nur zueinander orthogonale Spreizcodes benutzt werden, kann die Spreizung auch unter Verwendung eines Spreizcodes durchgeführt werden, der das Spreizverhältnis (SP) 8 hat. In diesem Fall wird ein Sendezeichenstrom S43 von 2048 K[Chip/s] erzeugt, indem in einen unzureichenden Codeabschnitt ein ungültiges Null-Bit eingefügt wird.
Weiterhin wurde für das obige erste Ausführungsbeispiel der Fall beschrieben, daß die Spreizcodes C11 und C14 benutzt werden, die vier voneinander verschiedene Spreizverhältnisse haben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Es ist vielmehr auch möglich, ein Sendesignal zu erzeugen, indem nur der Spreizcode mit dem Spreizverhältnis (SP) von 32 benutzt wird. 16 zeigt eine Darstellung, die der Darstellung von 6 entspricht und in der gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Ein Sender 55 erzeugt mit Hilfe des Spreizcode-Generatorteils 52 nur einen Spreizcode C55 mit einem Spreizverhältnis (SP) von 32. Wenn ein von einem Kodierteil 43 kodierter Sendezeichenstrom S50 eine Bitrate von 64 K[Bit/s] hat, wird der Sendezeichenstrom S50 in einem Spreizcode-Multiplizierer 51A mit dem Spreizcode C55 multipliziert, als Sendezeichenstrom S51 von 2048 K[Chip/s] ausgegeben und schließlich von einer Sendeschaltung 49 mit der Sendeleistung "a" gesendet.
Wenn der von dem Kodierteil 43 kodierte Sendezeichenstrom S50 eine Bitrate von 128 K[Bit/s] hat, gibt der Sender 55 den Sendezeichenstrom S42 als Sendezeichenstrom S51 mit 2048 K[Chip/s] aus, indem er den Strom S42 alle 64 K[Bit/s] teilt und die geteilten Ströme jeweils an Spreizcode-Multiplizierer 51A und 51B liefert, dann die Ströme S42 in den Spreizcode-Multiplizierern 51A und 51B mit dem Spreizcode C55 multipliziert und sie anschließend in einem Addierer 53 multiplext und schließlich den Strom S51 von einer Sendeschaltung 49 mit der Sendeleistung "2a" aussendet.
Wenn der von dem Kodierteil 43 kodierte Sendezeichenstrom S50 eine Bitrate von 192 K[Bit/s] hat, gibt der Sender 55 den Sendezeichenstrom S42 als Sendezeichenstrom S51 von 2048 K[Chip/s] aus, indem er den Strom S42 alle 64 K[Bit/s] in drei Ströme S42 teilt, die geteilten Ströme S42 jeweils an Spreizcode-Multiplizierer 51A, 51B, und 51C liefert, dann die Ströme S42 in den Spreizcode-Multiplizierern 51A, 51B und 51C mit dem Spreizcode C55 multipliziert und sie anschließend in dem Addierer 53 multiplext und schließlich den Strom S51 von der Sendeschaltung 49 mit der Sendeleistung "3a" aussendet.
Wenn schließlich der von dem Kodierteil 43 kodierte Sendezeichenstrom S50 eine Bitrate von 256 K[Bit/s] hat, gibt der Sender 55 den Strom S42 als Sendezeichenstrom S51 von 2048 K[Chip/s] aus, indem er den Strom S42 alle 64 K[Bit/s] in vier Ströme S42 teilt und die geteilten Ströme S42 jeweils an Spreizcode-Multiplizierern 51A, 51B, 51C und 51D liefert, dann die geteilten Ströme S42 in den Spreizcode-Multiplizierern 51A, 51B, 51C und 51D mit dem Spreizcode C55 multipliziert und sie anschließend in dem Addierer 53 multiplext und schließlich den Strom S51 von der Sendeschaltung 49 mit der Sendeleistung "4a" aussendet.
So kann der Sender 55 die Sendeleistung stufenweise erhöhen, indem der Spreizcode C55 mit nur einem Typ von Spreizverhältnis (SP) 32 benutzt wird, die Multiplikation entsprechend dem Anwachsen der Bitraten parallel durchgeführt wird und anschließend eine Multiplexbildung vorgenommen wird und dann mit einer der jeweiligen Bitrate entsprechenden Sendeleistung gesendet wird, so daß der Einfluß von Interferenzwellen auf andere Kommunikationstypen minimiert werden kann.
Für das obige zweite Ausführungsbeispiel wurde der Fall beschrieben, daß die vorliegende Erfindung auf ein zellulares Mehrträger-Funkkommunikationssystem angewendet wird, das ein Frequency-Hopping durchführt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Die Erfindung kann vielmehr auch auf ein zellulares Mehrträger-Funkkommunikationssystem Zeitschlitz-Sprung angewendet werden. Es ist auch möglich, die Erfindung auf ein zellulares Einfachträger-Funkkommunikationssystem anzuwenden, das unabhängig von dem Mehrträger-Kommunikationssystem Frequency-Hopping oder Zeitschlitz-Sprung ausführt.
In diesem Fall kann, wie in 17 dargestellt, der Einfluß von Interferenzwellen, die von anderen Kommunikationstypen empfangen werden, reduziert werden, indem man Zeitschlitzregionen, die einem Benutzer A zugeteilt sind, in jedem Rahmen nach einer Zufallsfolge sukzessiv springen läßt. Darüber hinaus ist auch in diesem Fall durch Benutzung mehrerer Zeitschlitze eine Hochgeschwindigkeits-Übertragung möglich. Durch stufenweises Vergrößern der Sendeleistung nach Maßgabe der Bitrate, die der Vergrößerung der Zahl der Zeitschlitze (Zahl der Kanäle) entspricht, läßt sich der Einfluß von Interferenzwellen auf andere Kommunikationstypen minimieren.
Für das obige zweite Beispiel wurde außerdem die Anwendung der Erfindung auf ein zellulares Mehrträger-Funkkommunikationssystem beschrieben, das mit Frequency-Hopping arbeitet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Die Erfindung kann vielmehr auch auf zellulare Mehrträger- oder Einzelträger-Funkkommunikationssysteme angewendet werden, die mit Frequency-Hopping und Zeitschlitz-Springen arbeitet.
Weiterhin wurde für das obige zweite Ausführungsbeispiel der Fall beschrieben, daß das durch die Benutzung des gleichen Kanals verursachte Nebensprechen mit anderen Kommunikationstypen vermieden wird, indem in dem inversen schnellen Fourier-Transformations-Teil 85 zu den Phasen von mehreren Hilfsträgern Zufalls-Phasenwerte addiert werden und dadurch eine Zufalls-Phasenverschiebung zum Randomisieren der Phasenwerte der Hilfsträger durchgeführt wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Die Erfindung kann vielmehr auch angewendet werden, um das durch die Benutzung des gleichen Kanals verursachte Nebensprechen mit anderen Kommunikationstypen zu verhindern, indem der Sendezeichenstrom S83 mit einer orthogonalen Zufalls-Matrix multipliziert wird und der Strom S83 auch auf der Empfangsseite mit einer Matrix multipliziert wird, zu der auf der Sendeseite benutzten orthogonalen Matrix invers ist.
Weiterhin wurde für das obige zweite Ausführungsbeispiel der Fall beschrieben, daß die benutzte Bandbreite alle 100 [KHz] stufenweise vergrößert wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Man kann die Bandbreite vielmehr auch so vergrößeren, daß sie durch Exponenten von "2" von 100 [KHz] dargestellt wird, so daß man die Bandbreiten 100 [KHz], 200 [KHz], 400 [KHz] und 800 [KHz] erhält. In diesem Fall ist es erforderlich, das Kodierraten-Spreizverhältnis des Kodierteils 83 variabel zu machen und den Sendezeichenstrom S82 linear ansteigen zu lassen. Auch in diesem Fall wird jedoch angenommen, daß die Sendeleistung proportional zu der Bitrate des Informationsbitstroms S81 anwächst.
Weiterhin wurde für das obige zweite Beispiel der Fall beschrieben, daß die Übertragung durch das Zuteilen einer Bandbreite von 100 [KHz] bei der ersten Kanalzuteilung durchgeführt wird, und die Bandbreite dann auf 200 [KHz], 300 [KHz] und 400 [KHz] erweitert wird, um die Zahl der Kanäle zu vergrößern. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Es ist vielmehr auch möglich, bei der ersten Kanalzuteilung eine Bandbreite von 400 [KHz] zuzuteilen, dann mit einer Bandbreite von 100 [KHz] in einem Band von 400 [KHz] (ohne Benutzung der übrigen 300 [KHz]) zu senden, wenn der Informationsbitstrom S81 von 32 K[Bit/s] aus dem Puffer 81 ausgelesen wird, und mit stufenweiser Vergrößerung der zu benutzenden Bandbreite auf 200 [KHz], 300 [KHz] und 400 [KHz] entsprechend dem Anwachsen der Bitraten zu senden, während die Zahl der Kanäle stufenweise vergrößert wird. In diesem Fall wird der einem Kanal zugeordnete Algorithmus vereinfacht.
Weiterhin wurde für das obige zweite Ausführungsbeispiel der Fall beschrieben, daß gesendet wird, indem bei der ersten Kanalzuteilung eine Bandbreite von 100 [KHz] zugeteilt wird, die etwa 1/32 der Frequenzbandbreite von 3,2 [MHz] des Gesamtsystems entspricht, und dann eine Bandbreite zugeteilt wird, indem die Bandbreite in Schritten von 100 [KHz] entsprechend der nächsten Bitrate auf 200 [KHz], 300 [KHz] und 400 [KHz] vergrößert wird.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Es ist vielmehr auch möglich, das Senden durchzuführen, indem eine Bandbreite von 50 [KHz] zugeteilt wird, die etwa 1/64 der Frequenzbandbreite von 3,2 [MHz] des Gesamtsystems ist, und in jedem Schritt von 50 [KHz] entsprechend der nächsten Bitrate die Bandbreite auf 100 [KHz], 150 [KHz] und 200 [KHz] vergrößert wird. Dadurch, daß das Senden mit einer Bandbreite von etwa 1/32 oder weniger der Frequenzbandbreite des Gesamtsystems gestartet wird und die Bandbreite in einem Schritt, der so groß ist wie die zuerst eingestellte Bandbreite, vergrößert und dadurch zugeteilt wird, kann der Einfluß von Interferenzkomponenten bei Sendebeginn minimiert werden, und darüber hinaus kann die nachfolgende Anstiegsrate der Interferenzkomponenten minimiert werden.
Weiterhin wurde für das obige dritte Ausführungsbeispiel der Fall beschrieben, daß durch die Verwendung des Spreizcodes C21 mit einem Spreizverhältnis (SP) von 4 vier Kanäle eine Bandbreite von 400 [KHz] gleichzeitig gemeinsam nutzen und jeder Kanal einen vorbestimmten Bandabschnitt der Bandbreite von 400 [KHz] als Kommunikationskanal für die Durchführung der Kommunikation verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Es ist vielmehr auch möglich, mehrere Kanäle einzurichten, indem jedem Hilfsträger ein anderer Benutzer zugeteilt wird, wobei diese Hilfsträger eine vorbestimmte Bandbreite haben, wie dies in 18 dargestellt ist. In diesem Fall kann die Zahl der zuzuteilenden Hilfsträger für einen Benutzer vergrößert werden, um eine Hochgeschwindigkeitsübertragung durchzuführen.
Weiterhin wurde für das obige dritte Beispiel der Fall beschrieben, bei dem die Übertragung nach dem Mehrträger-Kommunikationssystem erfolgt, indem der Spreizcode C21 benutzt wird und dadurch mehrere Kanäle in dem gleichen Frequenzband eingerichtet werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Die Erfindung kann vielmehr auch auf ein Kommunikationssystem angewendet werden, bei dem die Kommunikation in jedem vorbestimmten Zeitschlitz durchgeführt wird, indem normale Einzelträger mit Spreizcodes gespreizt werden.
Wie oben beschrieben wurde, kann durch die vorliegende Erfindung verhindert werden, daß die Sendeleistung vom Beginn der Übertragung an abrupt vergrößert wird, indem die Übertragung beim Beginn der Übertragung eines Sendesignals mit einer niedrigen Übertragungsrate erfolgt, während die Zahl der Kanäle in dem Maße stufenweise vergrößert wird, wie die Übertragungsrate langsam stufenweise erhöht wird, so daß die Kommunikation ohne Beeinträchtigung anderer Kommunikationstypen durchgeführt werden kann.
Die Erfindung wurde vorangehend in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es ist für den einschlägigen Fachmann offensichtlich, daß zahlreiche Änderun gen und Modifizierungen möglich sind. Deshalb sollen die anliegenden Ansprüche alle diese Änderungen und Modifizierungen abdecken, soweit sie unter den wahren Geist und Rahmen der Erfindung fallen.

Claims

Sendeverfahren zum Erzeugen einer Sendezeichenreihe durch Anwenden einer vorbestimmten Modulationsverarbeitung auf eine durch Kodieren einer Informationsbitreihe mit einer vorbestimmten Übertragungsrate gewonnene kodierte Bitreihe und Senden eines durch Anwenden einer vorbestimmten Sendeverarbeitung auf die Sendezeichenreihe erzeugten Sendesignals über einen vorbestimmten Kommunikationskanal, wobei das Verfahren die Verfahrensschritte aufweist: Erzeugen der Sende-Informationsbitreihe mit einer Übertragungsrate, die niedriger ist als die genannte vorbestimmte Übertragungsrate, nach Maßgabe der genannten Informationsbitreihe und Starten des Sendens des nach Maßgabe der Sende-Informationsbitreihe erzeugten Sendesignals über den Kommunikationskanal und Bewirken, daß die niedrige Übertragungsrate der Sende-Informationsbitreihe die genannte vorbestimmte Übertragungsrate erreicht, indem die niedrige Übertragungsrate stufenweise erhöht wird, und Senden des Sendesignals, während die Zahl der zu benutzenden Kommunikationskanäle nach Maßgabe der stufenweise Erhöhung der niedrigen Übertragungsrate stufenweise erhöht wird, gekennzeichnet durch die Schritte: Vordefinieren einer vorbestimmten Sendeleistung, die in Äquivalenz zu der vorbestimmten Übertragungsrate und in Äquivalenz zu der Zahl der Kommunikationskanäle festgesetzt wird, und Starten des Sendens des Sendesignals mit einer Sendeleistung, die niedriger ist als die genannte vorbestimmte Sendeleistung, und Bewirken, daß die niedrige Sendeleistung der Sende-Informationsbitreihe die genannte vorbestimmte Sendeleistung erreicht, indem die niedrige Sendeleistung stufenweise erhöht wird, und Senden des Sendesignals, während die Sendeleistung stufenweise erhöht wird.
Sendeverfahren nach Anspruch 1, bei dem das Senden zur Zeit des Sendestarts mit der minimalen Zahl von Kanälen von etwa 1/32 oder weniger aus der Gesamtzahl von Kommunikationskanälen durchgeführt wird.
Sendeverfahren nach Anspruch 1, bei dem das Senden zur Zeit des Sendestarts mit der minimalen Zahl von Kanälen von etwa 1/32 oder weniger aus der Gesamtzahl von Kommunikationskanälen durchgeführt wird, um die Zahl der zu benutzenden Kanäle nach Maßgabe der stufenweise Erhöhung der niedrigen Übertragungsrate auf jede Zahl zu erhöhen, die über der minimalen Zahl von Kanälen liegt.
Sendeverfahren nach Anspruch 1, bei dem die Zahl der Kommunikationskanäle, die zu benutzen sind, wenn die genannte vorbestimmte Übertragungsrate erreicht wird, im voraus zugeteilt und das Senden des Sendesignals unter Benutzung einiger der Kanäle mit der niedrigen Übertragungsrate gestartet wird, um die Zahl der zu benutzenden Kanäle nach Maßgabe der stufenweise Erhöhung der niedrigen Übertragungsrate zu erhöhen.
Sender mit einer Speichereinrichtung zum Auslesen, Speichern und Ausgeben von Informationsbitreihen, einer Kodiereinheit zum Erzeugen einer Sendezeichenreihe durch Anwenden der Kodierung auf die Informationsbitreihe aus der Speichereinrichtung, einer Sendeeinrichtung zum Erzeugen eines Sendesignals für die kodierte Sendezeichenreihe, einer Kodegeneratoreinheit zum Erzeugen einer Sendezeichenreihe, um Sendesignale verschiedener Sender zu trennen, und einer Steuereinheit, um der Speichereinrichtung, der Sendeeinrichtung und der Kodegeneratoreinheit Signale zuzuführen, um entsprechend der Informationsbitreihe eine Sende-Informationsbitreihe mit einer Übertragungsrate zu erzeugen, die niedriger ist als die vorbestimmte Übertragungsrate, und das Sendesignal durch Erzeugen des Sendesignals entsprechend der Sende-Informationsbitreihe zu senden, und anschließend das Senden des Sendesignals über einen Kommunikationskanal zu starten und die niedrige Übertragungsrate der Sende-Informationsbitreihe stufenweise zu erhöhen, um zu veranlassen, daß die niedrige Übertragungsrate die genannte vorbestimmte Übertragungsrate erreicht, während die Zahl der benutzten Kommunikationskanäle nach Maßgabe der stufenweise Erhöhung der niedrigen Übertragungsrate stufenweise erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit Signale zuführt, um eine vorbestimmte Sendeleistung in Äquivalenz zu der vorbestimmten Übertragungsrate und in Äquivalenz zu der Zahl der Kommunikationskanäle einzustellen und das Senden der Sende-Informationsbitreihe mit einer Sendeleistung zu starten, die niedriger ist als die genannte vorbestimmte Sendeleistung, und daß die Steuereinheit Signale zuführt, um zu veranlassen, daß die niedrige Sendeleistung des Sende-Informationssignals die genannte vorbestimmte Sendeleistung erreicht, indem die niedrige Sendeleistung stufenweise erhöht und das Sendesignal gesendet wird, während die Sendeleistung stufenweise erhöht wird.
Sender nach Anspruch 5, bei dem die Sendeeinrichtung das Senden zur Zeit des Sendestarts mit der minimalen Zahl von Kanälen von etwa 1/32 oder weniger aus der Gesamtzahl von Kommunikationskanälen durchführt.
Sender nach Anspruch 5, bei dem die Sendeeinrichtung das Senden zur Zeit des Sendestarts mit der minimalen Zahl von Kanälen von etwa 1/32 oder weniger aus der Gesamtzahl von Kommunikationskanälen durchführt und darüber hinaus die Zahl der benutzten Kanäle entsprechend der stufenweise Erhöhung der niedrigen Übertragungsrate auf jede Zahl erhöht, die über der minimalen Zahl von Kanälen liegt.
Sender nach Anspruch 5, bei dem die Sendeeinrichtung das Senden des Sendesignals mit der niedrigen Übertragungsrate startet, indem zuvor die Zahl der Kommunikationskanäle zugeteilt wird, die benutzt werden, wenn die vorbestimmte Übertragungsrate erreicht wird und einige der Kanäle benutzt werden, und die Zahl der zu benutzenden Kanäle nach Maßgabe der stufenweise Erhöhung der niedrigen Übertragungsrate erhöht.