DE69923898T2

DE69923898T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Austauschen von Rahmen-Nachrichten unterschiedlicher Längen in einem CDMA-Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE69923898T2
Application number: DE1999623898
Authority: DE
Inventors: Ky Young Kangnam-gu KIM; Min Jae Kangnam-gu AHN; Young Soon YOON; Won Hee KANG; Suk Hyun Songpa-gu LEE; Soo Jin PARK; Yoel Jae Kunpo-shi KIM
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-03-14
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2019-03-16
Also published as: US8249040B2; AU2857699A; WO1999048227A1; US6768728B1; KR100299148B1; CN1256822A; AU734199B2; DE29924422U1; JP3917194B2; DE69923898D1; CN101106418A; EP0985283A1; KR19990077891A; CN100361420C; RU2201033C2; EP0985283B1; JP2000514993A; CA2288779C; US20040136344A1; CN101106418B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine drahtlose Telekommunikation und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Austausch von Rahmen-Nachrichten, die unterschiedliche Längen aufweisen, in einem CDMA-Kommunikationssystem.
Gegenwärtig sind Mobilkommunikationssysteme, die eine CDMA- (Vielfachzugriff durch Codetrennung) Technologie verwenden, immer mehr verbreitet. Herkömmliche CDMA-Mobilkommunikationssysteme, die auf dem TIA/EIA IS-95-CDMA-Standard beruhen, übertragen Steuersignale zur Verbindungsabwicklung, die mit Daten auf einem Verkehrskanal multiplex sind, der eine Sprachinformation überträgt. Der Verkehrskanal weist eine feste Rahmenlänge von 20 ms auf. Zwei Techniken sind für die Übertragung des Kommunikationssignalverkehrs mit dem Steuersignalverkehr vorgeschlagen worden: eine Austast-und-Burst-Technik und eine Dämpfungs-und-Burst-Technik. Die erstgenannte Technik überträgt den gesamten Rahmen als eine Steuer-Nachricht und die letztgenannte Technik überträgt das Steuersignal, indem der Rahmen mit dem Hauptbenutzerverkehr gemeinsam genutzt wird.
CDMA-Kommunikationssysteme, die Multimedia-Dienste bereitstellen, welche einen Paketdatendienst ebenso wie eine Sprachdienst umfassen, sind bald nicht mehr zeitgemäß. Diese neuen Systeme können Kanäle für die Sprach- und Datendienste trennen, um die Kanäle nach der Anforderung des Benutzers flexibel zuzuteilen. Zu diesem Zweck umfasst das CDMA-Mobilkommunikationssystem einen Sprachverkehrskanal (oder Grundkanal) und einen Paketverkehrskanal (oder Zusatzkanal).
Herkömmlicherweise erhält das CDMA-Mobilkommunikationssystem typischwerweise für den Datendienst durch den Grundkanal und den Zusatzkanal den Gebrauch des Grundkanals aufrecht, um Steuersignale zu übertragen, selbst ein einem Zustand, wo keine Kommunikation zwischen der Basisstation und der Mobilstation stattfindet. Dies führt zu einer Verschwendung von Kanalressourcen, wodurch die Funkkapazität eingeschränkt wird. Zusätzlich verwendet das herkömmliche CDMA-Mobilkommunikationssystem ohne Rücksicht auf die Größe einer zu übertragenden Nachricht die feste einzige Rahmenlänge von 20 ms durch ein niedriger Durchsatz und Verkehrsverzögerungen verursachen werden können.
WO 97/02668 offenbart eine Leistungssteuerung für CDMA-Kommunikationssysteme. Ein Burst-Nutzungsfaktor zur Übertragung von Signalen wird verwendet. Eine entsprechende CDMA-Rückkanalstruktur verwendet einen ersten Block, wobei ein Rahmenqualitätsindikator dem empfangenen Signal hinzugefügt wird. Bei einem zweiten Block wird dann ein Signal konvolutionell codiert und eine Signalwiederholung anschließend durchgeführt. Dann werden die Daten verschachtelt und moduliert.
Weiterhin gibt es eine Anzahl von logischen Leistungssteuergruppen pro Rahmen, die durch eine Datenburstzufallseinrichtung selektiert werden. Ein Langcodegenerator stellt ein Signal an eine Mischeinrichtung zur Verfügung, die mit der Ausgabe der Burstzufallseinrichtung kombiniert wird.
Gemäß dieser Druckschrift wird das Originalsignal in logische Rahmen unterteilt, die 20 ms lang sind und solche Rahmen werden dann in 16 kleinere Abschnitte unterteilt, welche als Leistungssteuergruppen bezeichnet werden.
Allerdings wird nichts über eine Unterteilung einer Rahmennachricht in Rahmennachrichten unterschiedlicher Länge offenbart.
Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, Vorrichtung und Verfahrensübertragung zum Austausch von Rahmen-Nachrichten unterschiedlicher Längen in einem drahtlosen Kommunikationssystem bereitzustellen, wobei eine Verschwendung von Kanalressourcen vermieden werden soll, wodurch die Funkkapazität anwächst.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 14 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen offenbart.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die obige Aufgaben, Merkmale und Vorteile vorliegender Erfindung werden aus der folgenden, detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht, wobei gleiche Bezugsziffern jeweils gleiche Teile kennzeichnen.
Die Figuren zeigen:
1A ein Ablaufdiagramm, zur Darstellung einer Verbindungsaufbau-Prozedur;
1B ein Ablaufdiagramm, zur Darstellung einer Verbindungsfreigabe-Prozedur;
2A ein Diagramm, das eine erfindungsgemäße Struktur einer Rahmen-Nachricht mit einer ersten Länge für einen dedizierten Steuerkanal darstellt;
2B ein Diagramm, das eine erfindungsgemäße Struktur einer Rahmen-Nachricht mit einer zweiten Länge für den dedizierten Steuerkanal darstellt;
2C ein Diagramm, das eine andere erfindungsgemäße Struktur einer Rahmen-Nachricht mit einer zweiten Länge für den dedizierten Steuerkanal darstellt;
3A ein Zeitdiagramm, das eine Übertragungszeit darstellt, wenn die Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge für den dedizierten Steuerkanal in einem erfindungsgemäßen Mobilkommunikationssystem verwendet wird;
3B ein Zeitdiagramm, das eine Übertragungszeit darstellt, wenn die Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge für den dedizierten Steuerkanal in dem erfindungsgemäßen Mobilkommunikationssystem verwendet wird;
4 einen Ablaufplan, der Zuweisungs- und Freigabeprozeduren für einen dedizierten Abwärtssteuerkanal und einen dedizierten Verkehrsabwärtskanal im erfindungsgemäßen Mobilkommunikationssystem darstellt;
5 ein Diagramm, das eine Sendevorrichtung für einen dedizierten Steueraufwärtskanal in einem erfindungsgemäßen Mobilkommunikationssystem darstellt;
6A bis 6C Diagramme, die einen Orthogonalcode-Modulator (533) und einen Spreizungsmodulator (535) der 5 gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung darstellen;
7 ein Diagramm, das eine Sendevorrichtung für den dedizierten Abwärtssteuerkanal im Mobilkommunikationssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
8A und 8B Diagramme, die darstellen, wie eine Rahmen-Nachricht mit einer ersten Länge mit einer Rahmen-Nachricht mit einer zweiten Länge gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vermischt wird;
9A bis 9D unterschiedliche Arten der erfindungsgemäßen Vermischung eines 20 ms-Rahmens mit einem 5 ms-Rahmen;
10A bis 10D ein Rahmenübertragungsmuster gemäß den Vermischungsverfahren;
11 ein Diagramm, das ein Schema zur Vermischung von Rahmen mehrerer Längen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
12 ein Diagramm, das einen Verschachtler (713) in einem Generator für eine Rahmen-Nachricht mit einer zweiten Länge der 11 darstellt;
13 ein Diagramm, das einen Selektor (714) der 11 darstellt;
14A und 14B Diagramme, die Leistungen punktierter Rahmen unter Verwendung einer Matrix 1 bzw. einer Matrix 2 darstellen;
15 ein Diagramm, das eine Empfangsvorrichtung für den dedizierten Kanal im CDMA-Kommunikationssystem darstellt; und
16 ein Diagramm, das Simulationsergebnisse für eine 5 ms-Rahmen-Nachricht und eine 20 ms-Rahmen-Nachricht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Ein erfindungsgemäßes CDMA-Mobilkommunikationssystem umfasst einen Grundkanal für den Sprachdienst, einen Zusatzkanal für den Paketdatendienst und einen dedizierten Steuerkanal (DCCH), durch den eine Mobilstation ausschließlich ein Steuersignal mit einer Basisstation austauschen kann. Der Grundkanal und der Zusatzkanal gelten als die Verkehrskanäle. Der DCCH ist vielmehr für eine Steuersignal-Kommunikation mit einer Mobilstation aufeinmal dediziert, als dass er gleichzeitig durch eine Anzahl von Mobilstationen gemeinsam genutzt wird. Insbesondere wird der dedizierte Kanal zum Austauschen von Signalen zur Steuerung der Verbindung des Verkehrskanals verwendet.
Der Grundkanal, der Zusatzkanal und der dedizierte Steuerkanal sind die dedizierten Kanäle. Wenn eine Rahmen-Nachricht unter Verwendung der dedizierten Kanäle gesendet/empfangen wird, verwendet das neuartige CDMA-Mobilkommunikationssystem erfindungsgemäß entsprechend der Größe der Rahmen-Nachricht Rahmen mit unterschiedlicher Länge. Für eine kurze Steuer-Nachricht erzeugt und überträgt das System eine Rahmen-Nachricht mit einer ersten Länge; für eine lange Nachricht erzeugt und überträgt das System eine zweite Rahmen-Nachricht mit einer längeren Länge. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Austauschen der Rahmen-Nachrichten unterschiedlicher Längen kann sowohl auf den Verkehrskanal als auch auf den dedizierten Steuerkanal angewendet werden. Die folgende detaillierte Beschreibung präsentiert ein Beispiel des Verfahrens zur Verwendung mit einem dedizierten Steuerkanal; jedoch ist zu verstehen, dass das Verfahren ebenso auf die Verkehrskanäle anwendbar ist.
Das CDMA-Mobilkommunikationssystem der zu beschreibenden Ausführungsform steuert (beschränkt) die Ausgabe des dedizierten Steuerkanals, wenn es keine zu übertragenden Rahmen-Nachricht gibt. Nur wenn eine Rahmen-Nachricht vorhanden ist, wird ein Ausgabeweg für den dedizierten Steuerkanal gebildet.
Der dedizierte Steuerkanal wird zum Austauschen der Nachrichten verwendet, die die Verbindung des Verkehrskanals zwischen der Basisstation und der Mobilstation steuern. Vor der Beschreibung der Struktur der dedizierten Steuerkanäle werden zuerst die Kanäle, die in dem neuartigen CDMA-Mobilkommunikationssystem verwendet werden, und ihr Gebrauch erläutert. In der Aufwärtsverbindung, die eine HF- (Hochfrequenz-) Verbindung zur Übertragung von Signalen von der Basisstation zur Mobilstation ist, umfassen die gemeinsamen Kanäle einen Pilotkanal, einen Synchronisationskanal und einen Rufkanal (oder einen gemeinsamen Steuerkanal). Die Benutzerkanäle umfassen einen dedizierten Steuerkanal, einen Sprachverkehrskanal und einen Paketverkehrskanal. In der Abwärtsverbindung, die eine HF-Verbindung zur Übertragung von Signalen von der Mobilstation zur Basisstation ist, umfasst der gemeinsame Kanal einen Zugangskanal (oder einen gemeinsamen Steuerkanal), und die Benutzerkanäle umfassen einen Pilotkanal, einen dedizierten Steuerkanal, einen Sprachverkehrskanal und einen Paketverkehrskanal.
Folglich umfassen Kanal-Sende-Empfänger-Vorrichtungen für die Basisstation und die Mobilstation in der vorliegenden Ausführungsform jeweils einen Sende-Empfänger-Schaltungskomplex zum Senden und/oder Empfangen der folgenden Information in den jeweiligen Kanälen: 1) Pilotkanal-Informationen, die zur Bestimmung der Kanalverstärkung und Phase und zur Durchführung der Zellbeschaffung und Abgabe verwendet werden, 2) Rufkanal-Informationen zur Durchführung einer Anfangssynchronisation und Bereitstellung einer Basisstationsinformation und Nachbarzellinformation; 3) Zugangskanal-Informationen; 4) Sprachdaten im dedizierten Grundkanal; 5) Paketdaten im dedizierten Zusatzkanal; und 6) Informationen über den dedizierten Steuerkanal, die Verbindungsaufbau/Verbindungsabbau- und mit dem Kommunikationszustand in Beziehung stehende Rahmen-Nachrichten für den dedizierten Grundkanal und den dedizierten Zusatzkanal umfassen.
Tabelle 1 zeigt die Verwendung der jeweiligen Kanäle für die Aufwärtsverbindung und die Abwärtsverbindung gemäß den bereitgestellten Diensten. Tabelle 1
Das CDMA-Mobilkommunikationssystem kann entsprechend den Dienstzuständen eine unbelegte Betriebsart, eine Sprachbetriebsart (oder Sprachverkehrskanal-Nutzungsbetriebsart), eine Paketreservierungsbetriebsart (oder Paketverkehrskanal-Nutzungsbetriebsart), eine konkurrierende Paket-Betriebsart (oder eine gemeinsame Steuerkanal-Nutzungsbetriebsart) und eine kombinierte Betriebsart der obenerwähnten Betriebsarten aufweisen. Der dedizierte Steuerkanal wird vorzugsweise für eine Verbindung verwendet, die einen Dienst für die Paketreservierungsbetriebsart (d.h. einen Dienst, der den Paketverkehrskanal nutzt) bereitstellt. Für diesen Fall wird der dedizierte Steuerkanal den Mobilstationen zugewiesen, die den Paketdatendienst verwenden. Als Alternative kann der dedizierte Steuerkanal jedoch zusammen mit dem Sprachverkehrskanal für einen hochqualitativen Sprachdienst verwendet werden. In diesem Szenario kann der dedizierte Steuerkanal durch mehrere Mobilstationen gemeinsam genutzt werden, anstatt ausschließlich durch eine bestimmte Mobilstation verwendet zu werden.
Die Verbindungsabwicklung für den Paketdatendienst ist vorzugsweise mit einem IS-95-Verbindungsabwicklungsverfahren kompatibel. Während des Verbindungsaufbaus für den Paketdatendienst, werden die IS-95-Ursprungsnachricht und die Kanalzuweisungsnachricht, die modifiziert werden, um den Paketdatendienst zu unterstützen, verwendet; beim Verbindungsabbau für den Paketdatendienst wird eine IS-95 Verbindungsabbaubefehlsnachricht verwendet, die modifiziert wird, um den Paketdienst zu unterstützen. Beispielhafte Verbindungsaufbau- und Verbindungsabbau-Prozeduren, die bei der Anforderung der Mobilstation durgeführt werden, werden in den 1A bzw. 1B gezeigt.
Bezugnehmend auf das Ablaufdiagramm der 1A, überträgt im Schritt 111 die Basisstation (BS) eine Systemsynchronisationsnachricht über den Synchronisationskanal zur Mobilstation (MS). Die Basisstation sendet im Schritt 113 auch System-, Zugangskanal- und Nachbarzellparameter an die Mobilstation durch den Rufkanal. Die Mobilstation gibt dann im Schritt 115 eine Ursprungsnachricht über den Zugangskanal aus. Die Basisstation bestätigt im Schritt 116 die Ursprungsnachricht über den Rufkanal, und weist im Schritt 117 über den Rufkanal Verkehrskanäle zu. Wenn die Verkehrskanäle zur Kommunikation zwischen der Basisstation und der Mobilstation zugewiesen werden, geht das System im Schritt 121 in einen Verbindungserrichtungszustand über, in dem die dedizierten Steuerkanäle für die Aufwärts- und Abwärtsverbindungen ebenfalls zugewiesen werden.
Bezugnehmend auf 1B, sendet die Mobilstation im Schritt 151, um die Verbindung im Verbindungserrichtungszustand abzubauen, durch den dedizierten Abwärtssteuerkanal eine Rahmen-Nachricht für die Verbindungsabbau-Anforderung, und die Basisstation gibt dann im Schritt 153 eine Rahmen-Nachricht für den Verbindungsabbau über den dedizierten Steueraufwärtskanal aus.
Wie in den 1A und 1B dargestellt, sind die Unterschiede zwischen der Nachricht, die bei der Verbindungssteuerungsprozedur für den Paketdatendienst verwendet wird, und der Nachricht des IS95-Standards wie folgt: In der Ursprungsnachricht (siehe Schritt 115 der 1A) wird die Paketdaten-Betriebsart zur Dienstoption hinzugefügt; in der Kanalzuweisungsnachricht (siehe Schritt 117 der 1A) wird die Paketdaten-Steuerkanalzuweisungsinformation zur Zuweisungsbetriebsart hinzugefügt und als ein Zuweisungsindikator für den dedizierten Steuerkanal verwendet, und mit dem dedizierten Steuerkanal in Beziehung stehende Informationen (eine Kanalkennung und ein Kanalparameter) sind in einem angefügten Feld enthalten. Ferner sind in den Verbindungsabbau-Anforderungs- und Befehlsnachrichten (siehe Schritte 151 und 153 der 1B) die mit dem dedizierten Steuerkanal in Beziehung stehende Informationen in dem angefügten Feld enthalten. Da der dedizierte Steuerkanal in der Verbindungserrichtungsprozedur noch nicht errichtet ist, werden die mit dem Verbindungsaufbau in Beziehung stehenden Nachrichten durch die IS-95-Kanäle übertragen (d.h. die Synchronisations-, die Ruf- und die Zugangskanäle). Sobald die dedizierten Steuerkanäle für die Aufwärts- und die Abwärtsverbindungen mittels der mit dem Verbindungsaufbau in Beziehung stehenden Nachrichten errichtet sind, werden die Verbindungssteuernachrichten (z.B. die Verbindungsabbau-Befehlsnachricht) durch den dedizierten Steuerkanal übertragen.
Zu Erläuterungszwecken wird angenommen, dass der dedizierte Steuerkanal der vorliegenden Ausführungsform die folgenden Eigenschaften aufweist: eine Datenrate von 9,6 kbps, eine Rahmenlänge von 5 ms oder 20 ms, und eine zyklische Blockprüfung (CRC) der Rahmen, die (für den 5 ms-Rahmen) aus 16 Bit oder (für den 20 ms-Rahmen) aus 12 Bit besteht. Ferner werden in einer dedizierten Betriebsart, die keine übliche Betriebsart ist, mehrere dedizierte Steuerkanäle eingesetzt. Die dedizierten Steuerkanäle arbeiten nur in einer reservierten Übertragungsbetriebsart und nicht in einer konkurrierenden Übertragungsbetriebsart. In der folgenden Beschreibung wird die Rahmenlänge 5 ms als eine erste Länge der Rahmen-Nachricht bezeichnet, und die Rahmenlänge 20 ms wird als eine zweite Länge der Rahmen-Nachricht bezeichnet.
Die 2A, 2B und 2C veranschaulichen jeweils Rahmenstrukturen einer Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge für den dedizierten Steuerkanal, einer Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge für den dedizierten Steuerkanal, wenn Signalisierungsdaten übertragen werden, und einer Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge für den dedizierten Steuerkanal, wenn Verkehrdaten übertragen werden. Die Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge der 2A weist eine Dauer von 5 ms auf. Bezugsziffer 211 bezeichnet einen Nachrichtenkörper-Rahmen mit einer festen Länge von 24 Bit einer oberen Schicht, dem ein Nachrichtentyp-Merker von 1 Bit vorausgeht. Die Bezugsziffer 212 bezeichnet einen Rahmen mit der ersten Länge, der in einer physikalischen Schicht übertragen wird (d.h. die Datenbits des Rahmens 212 werden drahtlos übertragen). Rahmen 212 besteht aus einem 24 Bit-Nutzinformationsfeld, einen 16 Bit-CRC-Feld und einem 8 Bit-Endbitfeld. Die Information des 24 Bit-Nachrichtenkörpersegrnents des Rahmens 211 in der oberen Schicht ist im 24 Bit-Nutzinformationsrahmensegment des Rahmens 212 der physikalischen Schicht angeordnet. Die Nachricht mit einer festen Länge kann eine DMCH (dedizierte MAC- (Übertragungsmittelzugriff-) Kanal-) Nachricht, eine DSCH (dedizierte Signalisierungskanal-) Nachricht, oder eine andere Art Nachricht sein.
2B stellt den Rahmen mit der zweiten Länge (20 ms Dauer) dar, in der die Bezugsziffer 221 eine Steuer-Nachricht mit variabler Länge der oberen Schicht bezeichnet und die Bezugsziffer 222 eine Sequenz von Steuer-Nachrichten-Rahmen mit der zweiten Länge (20 ms) bezeichnet, die drahtlos in der physikalischen Schicht übertragen werden. Die Nachricht mit variabler Länge kann die DSCH-Nachricht sein. Die Daten in dem Nachrichtenkörper mit variabler Länge der DSCH-Nachricht werden in den Nutzinformationssegmenten der 20 ms-Rahmen verteilt. Das Nutzinformationssegment jedes 20 ms-Rahmens in der Sequenz, mit der Ausnahme des letzten 20 ms-Rahmens beträgt 168 Bit. Das Nutzinformationssegment des letzten 20 ms-Rahmens kann irgendwo zwischen 1 und 168 Bit lang sein. Folglich hängt die Anzahl der 20 ms-Rahmen in der übertragenen Sequenz von der Anzahl der Bits im Nachrichtenkörper der Nachricht der oberen Schicht ab.
2C stellt einen Verkehrsrahmen mit der zweiten Länge von einer 20 ms-Periode dar, in der Bezugsziffer 231 eine Verkehrsstruktur der oberen Schicht bezeichnet und die Bezugsziffer 232 einen Verkehrsrahmen der zweiten Länge bezeichnet, der in der physikalischen Schicht übertragen wird. Der Verkehr kann der dedizierte Verkehrskanal- (DTCH) Verkehr sein. Die Benutzer-Verkehrsdaten werden unter den Nutzinformationsabschnitten der 20 ms-Verkehrsrahmen in einer ähnlichen Weise, wie die Steuer-Nachrichtendaten der 2B verteilt.
Der dedizierte Steuerkanal weist die Funktionen auf, mit dem Paketdatendienst in Beziehung stehende Steuernachrichten (z.B. eine Paketverkehrskanal-Zuweisungsnachricht, eine Steuer-Nachricht der Schicht 3, usw.) zu liefern, die IS-95-Steuer-Nachricht durch Einkapseln zu liefern, eine kurzes Benutzerpaket zu liefern, und ein Leistungssteuerbit (PCB) durch die Aufwärtsverbindung zu übertragen.
Um den Durchsatz des CDMA-Mobilkommunikationssystems zu erhöhen, wird es zugelassen, dass die Rahmenlänge des dedizierten Steuerkanals variiert. Insbesondere sollte eine Rahmenlänge verwendet werden, die erhalten wird, indem eine Bezugsrahmenlänge durch eine Ganzzahl dividiert wird, um den Durchsatz zu verbessern. Wenn zum Beispiel die Bezugsrahmenlänge 20 ms beträgt, ist es zu bevorzugen, das System so zu gestalten, dass es in der Lage ist, einen 5 ms- oder 10 ms-Rahmen zu verwenden. In der vorliegenden Ausführungsform wird lediglich beispielhaft angenommen, dass der 5 ms-Rahmen verwendet wird. Auf diese Weise ist es möglich, den Durchsatz zu erhöhen und die Verkehrsverzögerung verglichen mit dem Fall zu senken, wo der in 2B gezeigte 20 ms-Rahmen verwendet wird. Dies kann auch auf die Verkehrskanäle angewendet werden, um die kurzen Steuernachrichten zu verarbeiten, wenn der Verkehrskanal als Benutzer-Verkehrsdaten verwendet wird.
3A stellt ein Übertragungszeitintervall für die Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge (d.h. die 20 ms-Rahmen-Nachricht) dar, und 3B stellt ein Übertragungszeitintervall für die Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge (d.h. die 5 ms-Rahmen-Nachricht) dar. Die Zeit, die erforderlich ist, eine Anforderungsnachricht durch den dedizierten Steuerkanal zu senden und eine entsprechende Maßnahme nach dem Empfang einer Bestätigung zu ergreifen, beträgt 80ms, wie in 3A gezeigt, wenn der 20 ms-Rahmen verwendet wird, und beträgt 20 ms, wie in 3B gezeigt, wenn der 5 ms-Rahmen verwendet wird. Natürlich repräsentiert das letztere den Fall, wo die jeweiligen Nachrichten so kurz sind, dass sie in den 5 ms-Rahmen geladen werden, d.h. wo der maximale Gewinn des Durchsatzes mit dem 5 ms-Rahmen erhalten werden kann. Hier ist der Grund, dass der Durchsatz erhöht wird, dass die Signale effizient übertragen werden, wodurch die Zeit erhöht wird, in der tatsächlich Benutzerdaten übertragen werden können.
Im Gegensatz zum oben angegebenen Verfahren ist es auch möglich, die Übertragungszeit eines Steuersignals durch Vermischung einer Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge mit einer Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge zu reduzieren. Die 8A und 8B stellen die Sendeleistungen bezüglich der Zeit dar, wenn die Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge mit der Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge vermischt wird. (Wie er hierin verwendet wird, soll der Ausdruck vermischt mit bedeuten, dass die kürzere Nachricht in die längere Rahmen-Nachricht eingefügt wird, um entweder die längere Rahmen-Nachricht zu verzögern, oder um den entsprechenden Abschnitt der längeren Rahmen- Nachricht dauerhaft zu ersetzen. Wenn eine dauerhafte Ersetzung stattfindet, wird der ersetzte Abschnitt nicht übertragen, und der Endabschnitt der längeren Rahmen-Nachricht wird unverzögert übertragen.) Als ein Beispiel, um diese Technik zu veranschaulichen, wird der 20 ms-Nachrichtenrahmen in vier 5 ms-Nachrichtenrahmen-Zeitspannen #1, #2, #3 und #4 unterteilt gezeigt.
Immer noch auf die 8A und 8B bezugnehmend, kann der 5 ms-Rahmen, um die 5 ms-Rahmen-Nachricht mit der 20 ms-Rahmen-Nachricht zu vermischen, in eine der vier unterteilten Zeitspannen #1-#4 des 20 ms-Rahmens eingefügt und übertragen werden. Das heißt, die 20 ms-Rahmen-Nachricht wird unterbrochen, und der 5 ms-Rahmen wird eingefügt. In diesem Fall geht ein 5 ms-Datensegment der 20 ms-Rahmen-Nachricht an dem Intervall (Zeitspanne), wo der kürzere 5 ms-Rahmen übertragen wird, verloren (d.h. wird nicht übertragen), jedoch können die verlorenen Daten an einem Empfänger durch Decodierung eines Fehlerkorrekturcodes zurückgewonnen werden. Um die Empfangswahrscheinlichkeit des 20 ms-Rahmens zu erhöhen, kann der Sender die Sendeleistung in den Intervallen erhöhen, die der Zeitspanne folgen, wo die 5 ms-Rahmen-Daten verloren gehen. Mit dieser Technik wird es weniger Bitfehler im Ausbreitungsmedium geben. Wenn, wie zum Beispiel in 8A gezeigt, der 5 ms-Rahmen mit dem 20 ms-Rahmen an der ersten Zeitspanne #1 vermischt wird, wird der Sender an den nachfolgenden Zeitspannen #2, #3 und #4 des 20 ms-Rahmens die Sendeleistung um 33% erhöhen. Auch wenn wie in 8B gezeigt, der 5 ms-Rahmen mit dem 20 ms-Rahmen an der zweiten Zeitspanne #2 vermischt wird, wird der Sender an den nachfolgenden Zeitspannen #3 und #4 des 20 ms- Rahmens die Sendeleistung um 50% erhöhen. Um zusätzlich den Einfluss des Datenverlustes für die 5 ms-Zeitspanne zu minimieren, ist ein Verschachtler für den 20 ms-Rahmen so gestaltet, dass die Bits, die den verlorenen 5 ms-Rahmen-Daten entsprechen, durch eine Reihenpermutationstechnik verstreut werden können. Auf diese Weise ist es möglich, den 5 ms-Rahmen selbst während der Übertragung des 20 ms-Rahmens sofort zu senden, wodurch die Übertragungszeit reduziert wird. Eine detaillierte Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die 9A bis 14B gegeben.
Obwohl die 8A und 8B Beispiele zeigen, in denen die restlichen Rahmen-Daten des 20 ms-Rahmens sofort weiter übertragen werden, nachdem die Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge übertragen wird, ist es auch möglich, die restlichen Rahmen-Daten der Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge zu löschen.
In der vorliegenden Ausführungsform werden der dedizierte Steuerkanal und der Verkehrskanal aus den Zuständen zur Durchführung der Prozeduren für den Paketdatendienst in einem Steuerhaltezustand und einem aktiven Zustand verwendet. In Tabelle 2 wird die Beziehung zwischen den „logischen" Kanälen und den „physikalischen" Kanälen für die Aufwärts- und die Abwärtsverbindungen gezeigt. Die physikalischen Kanäle sind die Kanäle, die drahtlos übertragen werden. Die Daten, die durch die physikalischen Kanäle befördert werden, werden aus den jeweiligen logischen Kanälen abgeleitet. Tabelle 1
In Tabelle 2 ist der dedizierte MAC-Kanal (DMCH) ein Aufwärts- oder Abwärtskanal, der zur Übertragung einer Übertragungsmittelzugriffs- (MAC-) Nachricht notwendig ist, und ist ein eineindeutiger Kanal der im Steuerhaltezustand und aktiven Zustand für den Paketdienst zugewiesen wird. Die Nachricht des dedizierten MAC-Kanals im logischen Kanal wird im wesentlichen die Nachricht des dedizierten Steuerkanal in der physikalischen Schicht. Der dedizierte Signalisierungskanal (DSCH) ist ein Aufwärts- oder Abwärtskanal, der zur Übertragung der Signalisierungsnachricht der Schicht 3 notwendig ist, und ist ein eineindeutiger Kanal (d.h. nicht gemeinsam genutzter Kanal), der im Steuerhaltezustand und im aktiven Zustand für den Paketdienst zugewiesen wird. Der dedizierte Verkehrskanal (DTCH) ist ein Aufwärts- oder Abwärtskanal, der zur Übertragung der Benutzerdaten notwendig ist, und ist ein eineindeutiger Kanal, der im aktiven Zustand für den Paketdienst zugewiesen wird.
Der Steuerhaltezustand in Tabelle 2 bedeutet einen Zustand, wo obwohl der dedizierte MAC-Kanal DMCH und der dedizierte Signalisierungskanal DSCH den Aufwärts- und Abwärtsverbindungen zugewiesen ist, kein RLP- (Funkverbindungsprotokoll-) Rahmen mit dem Benutzerdatenpaket ausgetauscht werden kann, da der dedizierte Verkehrskanal DTCH nicht errichtet ist. Zusätzlich bedeutet der aktive Zustand einen Zustand, wo die Kanäle DMCH, DSCH und DTCH den Aufwärts- und Abwärtsverbindungen zugewiesen sind, so dass der RLP-Rahmen mit dem Benutzerdatenpaket ausgetauscht werden kann.
Folglich zeigen die 2A bis 2C die Nachrichtenrahmen logischer Kanäle oder Daten auf die Rahmen physikalischer Kanäle abgebildet. In diesen Figuren bezeichnen die Bezugsziffern 211, 221 und 231 die Nachrichtenrahmen logischer Kanäle, und die Bezugsziffern 212, 222 und 232 bezeichnen die Nachrichtenrahmen physikalischer Kanäle.
Die folgende Erläuterung betrifft die Strukturen und Operationen des Rahmens mit der ersten Länge und des Rahmens mit der zweiten Länge für den dedizierten Steuerkanal. Die Rahmenlänge des dedizierten Steuerkanals variiert dynamisch entsprechend dem Typ der Nachricht. Beim Empfänger wird die Rahmenlänge alle 5 ms bestimmt.
In einer Paketkanalverbindungs-Steuerbetriebsart zur Übertragung der Nachricht mit der festen Länge 5 ms, die in 2A gezeigt wird, wird die Anforderung/Zuweisung für die Aufwärts- und Abwärtspaketverkehrskanäle unter Verwendung eine 5 ms-Anforderung/Bestätigungsnachricht vorgenommen. Die Aufwärtspaketverkehrskanal-Zuweisung, die an der Basisstation beginnt, ist unabhängig von der Abwärtspaketverkehrskanal-Zuwei-sung, die an der Mobilstation beginnt. Die Verbindungssteuernachrichten umfassen eine Paketverkehrskanal-Anforderungsnachricht, eine Paketverkehrskanal-Zuweisungsnachricht und eine Paketverkehrskanal-Bestätigungsnachricht. Diese Nachrichten werden unter den logischen Kanälen durch den DMCH übertragen. Tabelle 3 zeigt Kanalzuweisungsnachrichten-Felder für den Abwärtspaketverkehrskanal, für den Nachrichtenrahmen mit der ersten Länge 5 ms. Tabelle 1
In Tabelle 3 sind die jeweiligen Felder definiert als:

„Anfangsblock-Information" – Kennung, Richtung und Art (d.h. Anforderung und Bestätigung) der Nachricht
„Sequenz" – Sequenz der Nachricht
„Startzeit" – Kanalverwendungsstartzeit
„Zugewiesene Rate" – Rate des zugewiesenen Kanals
„Zugewiesene Zeitspanne" – Kanalverwendungszeitspanne für den zugewiesenen Kanal

Die Nachricht mit fester Länge 24 Bit in der Form der Tabelle 3 wird mit dem in 2A gezeigten 5 ms-Rahmen des dedizierten Steuerkanals übertragen.
4 ist ein Ablaufplan, der eine Prozedur zur Zuweisung und Freigabe des Paketverkehrskanals durch den dedizierten Steuerkanal zeigt, während das System vom Steuerhaltezustand in den aktiven Zustand übergeht und dann erneut vom aktiven Zustand in den Steuerhaltezustand übergeht. Es wird in Schritt 411 angenommen, dass die Basisstation und die Mobilstation den Steuerhaltezustand aufrechterhalten, in dem der dedi zierte Steuerkanal verbunden ist. In diesem Zustand erzeugt die Mobilstation eine Steuer-Nachricht zur Anforderung einer Zuweisung des Abwärtspaketverkehrskanals durch den dedizierten MAC-Kanal DMCH und sendet sie im Schritt 413 durch den physikalischen Kanal. Die Basisstation erzeugt dann eine Steuer-Nachricht zur Zuweisung des Abwärtspaketverkehrskanals über den dedizierten MAC-Kanal DMCH und sendet die erzeugte Steuer-Nachricht im Schritt 415 über den physikalischen Kanal. Dann gehen die Basisstation und die Mobilstation im Schritt 417 in den aktiven Zustand über, wo der Paketverkehrskanal zugewiesen wird, um Paketdaten zu übertragen. In diesem aktiven Zustand initialisiert die Mobilstation im Schritt 419 einen T_active-Zeitgeber, um die Zeit zu überprüfen, zu der die Übertragung der Paketdaten unterbrochen wird. Wenn hier die Übertragung der Paketdaten fortgesetzt wird, bevor ein Wert des T_active-Zeitgebers abläuft, wird der aktive Zustand beibehalten, und dann wird der Schritt 419 wiederholt, um den T_active-Zeitgeber zu initialisieren.
Wenn jedoch die Übertragung der Paketdaten nicht fortgesetzt wird, bis der Wert des T_active-Zeitgebers abläuft, erkennt die Mobilstation dies im Schritt 421, und erzeugt eine Steuer-Nachricht zur Anforderung der Freigabe des Abwärtspaketverkehrskanals durch den dedizierten MAC-Kanal DMCH und sendet im Schritt 423 die erzeugte Steuer-Nachricht durch den physikalischen Kanal. Als Reaktion auf die Steuer-Nachricht erzeugt die Basisstation eine Antwortsteuer-Nachricht zur Freigabe des Abwärtspaketverkehrskanals über den dedizierten MAC-Kanal DMCH und sendet die erzeugte Steuer-Nachricht im Schritt 425 über den physikalischen Kanal. Anschließend geben die Basisstation und die Mobilstation den Abwärtsverkehrskanal frei und gehen im Schritt 427 in den Steuerhaltezustand über, wobei sie sich für den nächsten Zustand vorbereiten.
Wie in 4 dargestellt, erzeugt die Mobilstation während der Prozedur der Anforderung und Zuweisung des Abwärtspaketverkehrskanals die Abwärtspaketverkehrskanal-Anforderungsnachricht, die die angeforderte Kanaldatenrateninformation umfasst, und sendet sie an die Basisstation. Die Basisstation analysiert dann die empfangene Nachricht, um festzustellen, ob der angeforderte Parameter unterstützt werden kann oder nicht, und sendet als Reaktion auf die Anforderungsnachricht entsprechend der Feststellung die Abwärtspaket-Kanalzuweisungssteuer-Nachricht der Tabelle 3 an die Mobilstation. Wenn eine zusätzliche Aushandlung erforderlich ist, können die obenerwähnten Anforderungs- und Antwortprozeduren wiederholt werden. Wenn es ferner keine Paketdaten gibt, die während der Paketdatenkommunikation zu übertragen sind, wird der Paketverkehrskanal-Freigabeprozess nach dem Ablauf der Zeit durchgeführt, die im T_active-Zeitgeber eingestellt ist.
In einer Übertragungsbetriebsart für den Rahmen mit variabler Länge wird die Nachricht mit variabler Länge gemäß dem IS-95-Standard geteilt in die 20 ms-Rahmen des dedizierten Steuerkanals geladen, wie in 2B gezeigt. Insbesondere können die Übertragungsbetriebsarten eine Betriebsart zur Übertragung des Rahmens ohne ein Fehlerermittlung und Korrektur durch ACK/NACK (Bestätigung/negative Bestätigung), eine Betriebsart, wo ACK/NACK auftritt, wenn eine gesamte Nachricht mit variabler Länge empfangen wird und eine Neuübertragung für die gesamte Nachricht mit variabler Länge durchgeführt wird, und eine Betriebsart umfassen, wo ACK/NACK für die jeweiligen Rahmen durchgeführt wird.
In einer Benutzerdaten-Übertragungsbetriebsart werden die RLP-Rahmen mit dem Benutzerverkehr geteilt in die 20 ms-Rahmen des dedizierten Steuerkanals geladen, wie in 2C gezeigt. Die Benutzerdaten-Übertragungsbetriebsart kann in dem Fall verwendet werden, dass es uneffizient ist, den Paketverkehrskanal zur Übertragung der Daten zu errichten, da es eine kleine Menge der Daten gibt, die zu übertragen sind.
Eine Ausführungsform eines physikalischen Schemas zur Übertragung der Rahmen der dedizierten Kanäle im CDMA-Mobilkommunikationssystem unter Verwendung des oben beschriebenen dedizierten Steuerkanals wird nun beschrieben.
Bezugnehmend auf 5, wird eine Rahmen-Sendevorrichtung für den dedizierten Aufwärtskanal in einem Mehrträger-CDMA-Kommunikationssystem gezeigt. Ein Nachrichtenpuffer 511 speichert vorübergehend eine Rahmen-Nachricht, die durch den dedizierten Kanal übetragen wird. Der Nachrichtenpuffer 511 sollte eine geeignete Größe aufweisen, um ein oder mehrere Rahmen mit der zweiten Länge 20 ms zu speichern. Ferner bildet der Nachrichtenpuffer 511 eine Schnittstelle für die Rahmen-Nachricht zwischen einem (nicht gezeigten) Prozessor einer höheren Schicht und einer Modemkontroller 513 oder zwischen einem (nicht gezeigten) Benutzerdaten-Generator und dem Modemkontroller 513. Der Prozessor der höheren Schicht setzt einen Merker nach der Speicherung der Rahmen-Nachricht im Nachrichtenpuffer 511, und der Modemkontroller 513 löscht den Merker nach dem Lesen der Rahmen-Nachricht, um ein Überschreiben und Überlesen zu verhindern.
Nach dem Lesen der Rahmen-Nachricht, die im Nachrichtenpuffer 511 gespeichert ist, analysiert der Modemkontroller 513 einen Anfangsblock der Rahmen-Nachricht, um einen Nachrichtentyp zu ermitteln, gibt Nachrichtendaten (oder Nutzinformation) aus, die durch den dedizierten Kanal gemäß dem ermittelten Nachrichtentyp übertragen werden sollen, und gibt Rahmenauswahlsignale gemäß dem ermittelten Nachrichtentyp aus. Hier umfassen die Typen der Rahmen-Daten die Rahmen-Daten mit der ersten Länge der 2A und die Rahmen-Daten mit der zweiten Länge der 2B. Der Modemkontroller 513 gibt entsprechend der Analyse unterschiedlich bemessene Rahmen-Nachrichten aus. Das heißt, für die 5 ms-Rahmen-Daten gibt der Modemkontroller 513 erste Rahmen-Daten von 24 Bit, die die Struktur der Tabelle 3 aufweisen, an einem ersten Ausgangsanschluss 541 aus; für die 20 ms-Rahmen-Daten gibt der Modemkontroller 513 zweite Rahmen-Daten von 172 Bit an einem zweiten Ausgangsanschluss 542 aus. Ferner stellt der Modemkontroller 513 das Vorhandensein/Fehlen der Rahmen-Daten fest, um eine Ausgabe des dedizierten Steuerkanals zu steuern. Das heißt, der Modemkontroller 513 erzeugt bei der Ermittlung der Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge von 5 ms ein erstes Rahmenauswahlsignal, und erzeugt bei der Ermittlung der Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge von 20 ms ein zweites Rahmenauswahlsignal. Zusätzlich erzeugt der Modemkontroller 513 ein erstes Verstärkungssteuersignal in dem Fall, wo die 20 ms- oder 5 ms-Rahmen-Nachricht zu übertragen ist. Jedoch in dem Fall, dass die 5 ms-Rahmen-Nachricht mit der 20 ms-Rahmen-Nachricht vermischt wird, erzeugt der Modemkontroller 513 ein zweites Verstärkungssteuersignal zur Erhöhung des Sendeleistung am restlichen Abschnitt der 20 ms-Rahmen-Nachricht, die der Zeitspanne folgt, wo die Rahmen-Nachrichten vermischt werden. Wenn überdies keine Rahmen-Nachricht zu übertragen ist, erzeugt der Modemkontroller 513 ein drittes Verstärkungssteuersignal zur Dämpfung der Signalübertragung auf dem dedizierten Steuerkanal.
In Kürze erzeugt der Modemkontroller 513 das erste Rahmenauswahlsignal und das erste Verstärkungssteuersignal, um die Rahmen-Daten mit der ersten Länge am ersten Ausgangsanschluss 541 auszugeben. Ebenso erzeugt der Modemkontroller 513 das zweite Rahmenauswahlsignal und das zweite Verstärkungssteuersignal, um die Rahmen-Daten mit der zweiten Länge am zweiten Ausgangsanschluss 542 auszugeben. Wenn zusätz lich die 5 ms-Rahmen-Nachricht mit der 20 ms-Rahmen-Nachricht während der Übertragung der 20 ms-Rahmen-Nachricht vermischt wird, gibt der Modemkontroller 513 die Rahmen-Daten mit der ersten und der zweiten Länge an den ersten bzw. zweiten Ausgangsanschlüssen aus und erzeugt das erste Rahmenauswahlsignal zur Auswahl der Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge von 5 ms für die Zeitspanne, wo die Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge ausgegeben wird. Nach der Übertragung der Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge von 5 ms erzeugt der Modemkontroller 513 das zweite Rahmenauswahlsignal zur Auswahl der Rahmen-Daten mit der zweiten Länge für die restliche Zeitspanne der 20 ms-Rahmen-Nachricht und erzeugt das zweite Verstärkungssteuersignal zur Erhöhung des Sendeleistung der Rahmen-Daten mit der zweiten Länge, die in diesem Moment übertragen werden. Wenn es jedoch keine zu übertragende Rahmen-Nachricht gibt, erzeugt der Modemkontroller 513 die dritte Verstärkungssteuer-Nachricht, um einen Übertragungsweg des dedizierten Steuerkanals zu sperren.
In dem Beispiel bezeichnen die Rahmen-Daten mit der ersten Länge einen Bitstrom mit der ersten Länge von 5 ms (der aus 24 Bit besteht) und die Rahmen-Daten mit der zweiten Länge bezeichnen einen Bitstrom mit der zweiten Länge von 20 ms (der aus 172 Bit besteht).
Ein CRC- (Zyklische Blockprüfung) Generator 515 fügt 16 CRC-Bits zu den Rahmen-Daten mit der ersten Länge von 24 Bit hinzu, die aus dem Modemkontroller 513 ausgegeben werden, um es möglich zu machen, am Empfänger die Rahmenqualität zu bestimmen (d.h. festzustellen, ob der Rahmen einen Fehler aufweist oder nicht). Insbesondere beim Empfang der 5 ms-Rahmen-Daten erzeugt der CRC-Generator 515 unter der Kontrolle des Modemkontrollers 513 16 CRC-Bits, um die 40-Bit-Rahmen-Daten auszugeben.
Ein Endbit-Generator 517 erzeugt Endbits, die zur Beendigung eines Fehlerkorrekturcodes notwendig sind. Dieser Endbit-Generator 517 erzeugt die Endbits und fügt sie an das Ende der Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge hinzu, um es einem Codierer 519 an der folgenden Stufe zu gestatten, die Nachricht mit der Rahmeneinheit der ersten Länge zu codieren. Insbesondere erzeugt der Endbit-Generator 517 8 Endbits und fügt sie der Ausgabe des CRC-Generators 515 hinzu, um dadurch die Rahmen-Nachricht von 48 Bit auszugeben, wie sie durch die Bezugsziffer 212 der 2A repräsentiert wird.
Der Codierer 519 codiert eine Ausgabe des Endbit-Generators 517. Als ein Beispiel kann der Codierer 519 ein Faltungscodierer oder ein Turbocodierer sein, der eine Codierungsrate von 1/3 und eine Zwangslänge von 9 aufweist, der so 144 codierte Bits (oder Symbole) erzeugt.
Ein Verschachtler 521 verschachtelt die 5 ms-Rahmen-Nachricht, die aus dem Codierer 519 ausgegeben wird. Das heißt, der Verschachtler 521 ordnet die Symbole im Rahmen durch die erste Rahmenlängeneinheit von 5 ms neu an, um eine Toleranz gegenüber Burstfehlern zu verbessern. In der vorliegenden Ausführungsform wird die verschachtelte Ausgabe des Verschachtlers 521 als eine erste Rahmen-Nachricht bezeichnet.
Der CRC-Generator 515, der Endbit-Generator 517, der Codierer 519 und der Verschachtler 521 bilden einen ersten Rahmen-Nachrichtengenerator 550 zur Erzeugung der ersten Rahmen-Nachricht während des Empfangs der ersten Rahmen-Daten.
Ein CRC-Generator 516 fügt 12 CRC-Bits zu den Rahmen-Daten der zweiten Länge von 172 Bits hinzu, die aus dem Modemkontroller 513 ausgegeben werden, um es möglich zu machen, am Empfänger die Rahmenqualität zu bestimmen (d.h. festzustellen, ob der Rahmen einen Fehler aufweist oder nicht). Insbesondere beim Empfang der 20 ms-Rahmen-Daten erzeugt der CRC-Generator 516 unter der Kontrolle des Modemkontrollers 513 12 CRC-Bits, um die 184-Bit Rahmen-Daten auszugeben.
Ein Endbit-Generator 518 erzeugt Endbits, die zur Beendigung eines Fehlerkorrekturcodes notwendig sind. Dieser Endbit-Generator 518 erzeugt die Endbits und fügt sie an das Ende der Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge hinzu, um es einem Codierer 520 an der folgenden Stufe zu gestatten, die Nachricht mit der Rahmeneinheit der zweiten Länge zu codieren. Insbesondere erzeugt der Endbit-Generator 518 8 Endbits und fügt sie der Ausgabe des CRC-Generators 516 hinzu, um dadurch die Rahmen-Nachricht von 192 Bit auszugeben, wie sie durch die Bezugsziffer 222 der 2B repräsentiert wird.
Der Codierer 520 codiert eine Ausgabe des Endbit-Generators 518. Der in der Ausführungsform verwendete Codierer 520 ist ein Faltungscodierer oder ein Turbocodierer, der eine Codierungsrate von 1/3 und eine Zwangslänge von 9 aufweist. Daher erzeugt der Codierer 520 576 codierte Bits (oder Symbole).
Ein Verschachtler 522 verschachtelt die 20 ms-Rahmen-Nachricht, die aus dem Codierer 520 ausgegeben wird. Das heißt, der Verschachtler 522 ordnet die Symbole im Rahmen durch die zweite Rahmenlängeneinheit von 20 ms neu an, um eine Toleranz gegenüber einem Burstfehler zu verbessern. In der vorliegenden Ausführungsform wird die verschachtelte Ausgabe des Verschachtlers 522 als eine zweite Rahmen-Nachricht bezeichnet.
Der CRC-Generator 516, der Endbit-Generator 518, der Codierer 520 und der Verschachtler 522 bilden einen zweiten Rahmen-Nachrichtengenerator 560 zur Erzeugung der zweiten Rahmen-Nachricht während des Empfangs der zweiten Rahmen-Daten.
Ein Multiplexer 523 wählt die Ausgaben der ersten und zweiten Verschachtler 521 und 522 entsprechend dem Rahmenauswahlsignal SCTL aus, das aus dem Modemkontroller 513 ausgegeben wird. Das heißt, der Multiplexer 523 wählt die Ausgabe des ersten Verschachtlers 521 als Reaktion auf das erste Rahmenauswahlsignal und die Ausgabe des zweiten Verschachtler 522 als Reaktion auf das zweite Rahmenauswahlsignal. Es kann ein Multiplexer für den Multiplexer 523 verwendet werden. Der Modemkontroller 513 und der Selektor 523 dienen als eine Einfügeeinrichtung zur Vermischung der ersten Rahmen-Nachricht mit der zweiten Rahmen-Nachricht, wenn die Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge während der Übertragung der Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge erzeugt wird oder wenn die ersten und zweiten Rahmen-Nachrichten gleichzeitig erzeugt werden.
Ein Signalabbildungs- und Multiplexblock 525 bildet eine Rahmen-Nachricht ab, die aus dem Multiplexer 523 ausgegeben wird, und multiplext die abgebildete Rahmen-Nachricht auf erste und zweite Kanäle. Das heißt, der Signalabbildungs- und Multiplexblock 525 bildet die Rahmen-Nachricht ab, indem er ein Steuersignal der logischen „1" in „-1" und ein Steuersignal der logischen „0" in „+1" umwandelt, und die ungeradzahligen Steuersignale auf dem ersten Kanal und die geradzahligen Steuersignale auf dem zweiten Kanal ausgibt.
Eine Steuerbit-Einfügeeinrichtung 531 fügt ein Steuerbit in die Ausgabe des Signalabbildungs- und Multiplexblocks 525 ein. Dieses eingefügte Steuerbit kann ein Leistungssteuerbit (PCB) zur Steuerung der Abwärtsverbindungsleistung der Mobilstation sein.
Verstärkungssteuereinrichtungen 527 und 528 steuern die Verstärkungen der entsprehenden Kanalsignale, die aus einem Steuerbit-Punktierer 531 ausgegeben werden, geäß dem Verstärkungssteuersignal GCTL, das aus dem Modemkontroller 513 ausgegeben wird. Das heißt, die Verstärkungssteuereinrichtungen 527 und 528 geben als Reaktion auf das erste Verstärkungssteuersignal die Eingangssignale aus, wie sie sind, erhöhen die Verstärkungen der Eingangssignale, um die Sendeleistung als Reaktion auf das zweite Verstärkungssteuersignal zu erhöhen, und senken die Verstärkungen der Eingangssignale auf null, um eine Ausgabe des dedizierten Steuerkanals als Reaktion auf das dritte Verstärkungssteuersignal zu unterbrechen. Folglich bilden oder sperren die Verstärkungssteuereinrichtungen 527 und 528 die Wege für die Rahmen-Nachricht auf dem dedizierten Steuerkanal entsprechend den Verstärkungssteuersignalen, die aus dem Modemkontroller 513 ausgegeben werden. Das heißt, die Verstärkungssteuereinrichtungen 527 und 528 führen eine DTX- (diskontinuierliche Übertragungs-) Betriebsart durch, in der der Weg des dedizierten Steuerkanals entsprechend den Verstärkungssteuersignalen gebildet wird, wenn es eine zu übertragende Rahmen-Nachricht gibt, und der Weg des dedizierten Kanals gesperrt wird, wenn es keine zu übertragende Rahmen-Nachricht gibt. Zusätzlich erhöhen die Verstärkungssteuereinrichtungen 527 und 528 die Leistung der Ausgangssignale, wenn die 5 ms-Rahmen-Nachricht unter der Kontrolle des Modemkontrollers 513 mit der 20 ms-Rahmen-Nachricht vermischt wird. Als solche bilden die Verstärkungssteuereinrichtungen 527 und 528 eine Leistungssteuereinrichtung zur Steuerung der Sendeleistung der Signale.
Ein Seriell -Parallel- (S/P-) Wandler 529 multiplext Eingangssignale, um die Steuersignale, die aus den Verstärkungssteuereinrichtungen 527 und 528 ausgegeben werden, durch das Mehrträgersignal auszubreiten. Ein Orthogonalcodemodulator 533 erzeugt einen Orthogonalcode gemäß der Orthogonalcodezahl und der Länge des zugewiesenen Kanals und moduliert die Rahmen-Nachricht orthogonal, indem die Rahmen-Nachricht mit dem erzeugten Orthogonalcode multipliziert wird. Es kann ein Walsh-Code, ein Quasi-Orthogo-nalcode oder ein m-Chip-Widerstandscode kann für den Orthogonalcode verwendet werden. Ein Spreizungsmodulator 535 spreizt das orthogonal modulierte Signal, das aus dem Orthogonalcodemodulator 533 ausgegeben wird, indem es mit einer Spreizungssequenz, wie einer pseudoweißen Rausch- (PN-) Sequenz kombiniert wird.
Die Strukturen des Orthogonalcodemodulators 533 und des Spreizungsmodulator 535 werden in den 6A bis 6C gezeigt.
Bezugnehmend auf 6A, erzeugt ein Walsh-Codegenerator 615 einen Walsh-Code für den dedizierten Steuerkanal. (Der Walsh-Code ist der Orthogonalcode, der am verbreitetsten verwendet wird.) Multiplizierer 611 und 613 erzeugen orthogonale Modulationssignale, indem sie die entsprechenden I- und Q-Kanal-Eingangssignale mit dem Walsh-Code kombinieren, der aus dem Walsh-Codegenerator 615 ausgegeben wird. Der Spreizungsmodulator 535 spreizt die entsprechenden I- und Q-Kanalsignale, die aus den Multiplizierern 611 und 613 ausgegeben werden, mit PN-Sequenzen PNi und PNq, die von einem (nicht gezeigten) Spreizungssequenzgenerator bereitgestellt werden. Für den Spreizungsmodulator 535 kann ein komplexer PN-Spreizer verwendet werden.
Wenn jedoch die Anzahl der Walsh-Codes für die Kanaltrennung nicht ausreicht, können die Quasi-Orthogonalcodes verwendet werden, um die Anzahl der Orthogonalcodes zu erweitern. Das heißt, es existiert ein Orthogonalcodesatz, der einer vorbestimmten Codelänge entspricht: wenn zum Beispiel die Codelänge 256 beträgt, dann existiert ein 256×256- Walsh-Codesatz, aus dem systematisch N 256×256-Quasi-Orthogonalcodesätze (wobei N eine natürliche Zahl ist) hergestellt werden können. Solche Quasi-Orthogonalcodesätze weisen die minimalisierte gegenseitige Beeinflussung zwischen den Quasi-Orthogonalcodekanälen und den Walsh-Codekanälen auf und weisen einen festen Korrelationswert zwischen den Quasi-Orthogonalcodes auf.
6B stellt einen Quasi-Orthogonalcodegenerator 533 und einen Spreizungsmodulator 535 dar. Bezugnehmend auf 6B, erzeugt eine Walsh-Code-Generator 615 einen Walsh-Code entsprechend der Walsh-Codezahl und der Länge des zugewiesenen Kanals, und eine Quasi-Orthogonalcode-Maske 617 erzeugt ein Quasi-Orthogonalcode-Maskensignal. Ein EXKLUSIV-ODER-Glied 619 EXKLUSIV-ODER-verknüpft den Walsh-Code und das Quasi-Orthogonalcode-Maskensignal bitweise, um einen Quasi-Orthogonalcode zu erzeugen. Die Multiplizierer 611 und 613 multiplizieren die entsprechenden I- und Q-Kanalsignale mit dem Quasi-Orthogonalcode, der aus dem EXKLUSIV-ODER- Glied 619 ausgegeben wird, um die Rahmen-Nachricht des dedizierten Aufwärtsverbindungssteuerkanals zu spreizen. Der Spreizungsmodulator 535 spreizt die entsprechenden I- und Q-Kanalsignale, die aus den Multiplizierern 611 und 613 abgegeben werden, mit den obenerwähnten PN-Sequenzen PNi und PNq.
In 6B wird der Quasi-Orthogonalcode erzeugt, indem der Walsh-Code mit dem Quasi- Orthogonalcodemaskensignal multipliziert wird (oder der Walsh-Code und das Quasi-Orthogonalcodemaskensignal EXKLUSIV-ODER-verknüpft werden, wenn die Daten durch „0" und „1" dargestellt werden).
Ein geeigneter Quasi-Orthogonalcodegenerator wird im Detail in der koreanischen Patentanmeldung Nr. 46402/1997 offenbart, die den Titel „Code Generation Device and Method for Mobile Communication System" trägt und durch den Anmelder der vorliegenden Erfindung eingereicht wurde. Mit der Verwendung des Quasi-Orthogonalcodes ist es möglich, die Anzahl der codierten Kanäle um einen Faktor N zu erhöhen, was es vielen Verkehrskanalbenutzern erlaubt, die eindeutig dedizierten Steuerkanäle zu nutzen.
6C stellt ein Schema zur Erzeugung eines Quasi-Orthogonalcodes gemäß einer wieteren Ausführungsform dar. Bezugnehmend auf 6C, erzeugt ein Walsh-Codegenerator 615 einen Walsh-Code für den dedizierten Kanal. Multiplizierer 611 und 613 multiplizieren die entsprechenden I- und Q-Kanalsignale mit dem Walsh-Code, der aus dem Walsh-Codegenerator 615 ausgegeben wird, um orthogonale Modulationssignale zu erzeugen. Eine PN-Maske 653 erzeugt ein PN-Maskensignal, und ein PNi-Generator 655 erzeugt eine PN- Sequenz PNi für den I-Kanal. Ein UND-Glied 657 UND-verknüpft das PN- Maskensignal und die PN-Sequenz PNi bitweise, um ein gespreiztes I-Kanalsignal zu erzeugen. Eine PN- Maske 654 erzeugt ein PN-Maskensignal, und ein PNq-Generator 656 erzeugt eine PN- Sequenz PNq für den Q-Kanal. Ein UND-Glied 658 UND-verknüpft das PN Maskensignal und die PN Sequenz PNq bitweise, um ein gespreiztes Q-Kanalsignal zu erzeugen.
In 6C werden die PN-Sequenzen, die erzeugt werden, indem die spezifischen PN-Masken mit den jeweiligen Ausgaben der PNi- und PNq-Generatoren 655 und 656 UNDverknüpft werden, bei der Erzeugung der Quasi-Orthogonalcodes verwendet. Auf diese Weise wird ein Quasi-Orthogonalcodesatz für jede PN-Maske erzeugt. Wenn daher N unterschiedliche PN-Masken verwendet werden, ist es möglich, die Anzahl der codierten Kanäle zu erweitern, was dem Verfahren der Erzeugung von N Quasi-Orthogonalcodesätzen unter Verwendung des Quasi-Orthogonalcode-Generators ähnlich ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, indem die PN-Sequenz um festgelegte Chips in derselben Weise wie das Verfahren verschoben werden, das die PN-Maske verwendet, das Ergebnis der Erweiterung der Anzahl der codierten Kanäle zu erhalten, was ähnlich zu dem Fall ist, wo der Quasi-Orthogonalcodegenerator verwendet wird.
Es ist vorzuziehen, eine Rahmenstaffelung auf die dedizierten Kanäle für die Aufwärts und Abwärtsverbindungen anzuwenden. Der Ausdruck Rahmenstaffelung, der austauschbar mit Rahmenversatz verwendet wird, bedeutet eine Operation des Versetzens der Rahmen der jeweiligen Datenkanäle um eine vorbestimmte Zeit auf der Grundlage der Systemzeit. Im allgemeinen wird der Rahmenversatz angewendet, um das Ergebnis der Verteilung der Rahmenverarbeitungslast zu erhalten, wenn die Sende-und Empfangsdaten an der Mobilstation oder der Basisstation verarbeitet werden. Das heißt, die Rahmenstaffelung wird für die effiziente Nutzung der gemeinsamen Ressourcen (d.h. Übertragungswege) zur Verarbeitung der Daten durchgeführt. Zum Beispiel werden im herkömmlichen IS-95-System die Verkehrskanalrahmen um ein Vielfaches der Leistungssteuerzeitspanne von 1,25 ms versetzt, und der maximale Rahmenversatz beträgt 18,75 ms, was das 15-fache der Zeitspanne 1,25 ms ist. Im IS-95-System können, obwohl der Versatz zwischen den Basisstationen durch 1,25 ms gegeben ist, die Leistungssteuerbits nicht gleichmäßig verteilt sein. Eine Übertragung der ungleichmäßig verteilten Leistungssteuerbits kann zu einer periodischen Schwankung der Gesamtleistung führen. Um die Schwankung infolge der Einfügung der Leistungssteuerbits zu verhindern, führt daher der dedizierte Kanal eine Rahmenstaffelung auf codierter Bitebene in Einheiten von 1,25/12 = 10,104 durch, um die Leistungssteuerbits über die 1,25 ms-Zeitspanne gleichmäßig zu verteilen.
Im Lichte der vorhergehenden Beschreibung wird im folgenden die Operation der dedizierten Steuerkanal-Sendevorrichtung beschrieben. In 5 wird die Rahmenlänge (5 ms oder 20 ms) der zu übertragenden Nachricht im Modemkontroller 513 festgestellt. Das heißt, der Modemkontroller 513 bestimmt die Rahmenlänge, indem er die Anfangsblockinformation untersucht, die repräsentiert, ob die Rahmen-Nachricht, die im Nach richtenpuffer 511 gespeichert ist, eine Rahmen-Nachricht mit einer festen Länge von 24-Bit oder eine Rahmen-Nachricht mit einer variablen Länge ist. Wenn die Anfangsblockinformation die Rahmen-Nachricht mit der festen Länge von 24-Bit repräsentiert, wird festgestellt, dass die Rahmen-Nachricht die 5 ms-Rahmenlänge aufweist. Wenn sie die Rahmen-Nachricht mit einer variablen Länge repräsentiert, wird festgestellt, dass die Rahmen-Nachricht die 20 ms-Rahmenlänge aufweist. Der Modemkontroller 513 gibt die Eingangsrahmen-Daten an den ersten Rahmen-Nachrichtengenerator 550 oder den zweiten Rahmen-Nachrichtengenerator 560 entsprechend der Rahmenlängenbestimmung aus, erzeugt das Rahmenauswahlsignal SCTL zur Auswahl des ersten Rahmen-Nachrichtengenerators 550 oder des zweiten Rahmen-Nachrichtengenerators 560 und erzeugt das Verstärkungssteuersignal GCTL zur Ausgabe oder zum Zurückhalten der Rahmen-Nachrichtenausgabe.
Tabelle 4 zeigt die Steuersignale, die vom Modemkontroller 513 erzeugt werden. Tabelle 1
Die Ziffern in den Teilblöcken 515, 517, 519 und 521 des ersten Rahmen-Nachrichtengenerators 550 und die Ziffern in den Teilblöcken 516, 518, 520 und 522 des zweiten Rahmen-Nachrichtengenerators 560 stellen die Bitzahlen dar, die den Rahmenlängen von 5 ms und 20 ms entsprechen.
Zusätzlich steuert der Modemkontroller 513 den dedizierten Kanal in der DTX-Betriebsart. Das heißt, in der bevorzugten Ausführungsform werden die Signalisierungsnachricht und die mit MAC in Beziehung stehende Nachricht für den Datendienst durch den dedizierten Steuerkanal gesendet/empfangen, was zu einer effektiven Nutzung der Kanalkapazität beträgt. Das IS-95-System ist aufgebaut, um den Sprachverkehr und den Signalisierungsverkehr zu multiplexen, so dass die Sprach- und Signalisierungskanäle normalerweise für den Datendienst geöffnet sein sollten. Da jedoch der dedizierte Kanal der Erfindung in der DTX- Betriebsart arbeitet, ist es nicht notwendig, normalerweise den Kanal für das Steuersignal zu öffnen. Wenn es keine zu übertragende Signalinformation gibt, ist es möglich, eine Sendeleistung in einer DTX-Verstärkungssteuereinrichtung zu unterdrücken, wodurch folglich die Funkkapazität effektiv genutzt wird.
Was die DTX-Übertragungsbetriebsart angeht, erzeugt der Modemkontroller 513 das dritte Verstärkungssteuersignal, wenn erkannt wird, dass der Nachrichtenpuffer 511 keine Steuer-Nachricht zu übertragen hat, so dass die Verstärkungssteuereinrichtungen 527 und 528 eine Ausgabe des dedizierten Steuerkanals auf „0" halten. Das heißt, der Modemkontroller 513 erzeugt das erste Verstärkungssteuersignal (einer vordefinierten Verstärkung) oder das zweite Verstärkungssteuersignal (das entsprechend der Position festgelegt wird, wo die 5 ms-Rahmen-Nachricht eingegeben wird), wenn die Rahmen-Nachricht zu übertragen ist, und erzeugt das dritte Verstärkungssteuersignal (GCTL = 0), wenn keine Rahmen- Nachricht zu übertragen ist. Die Verstärkungssteuereinrichtungen 527 und 528 können anschließend an eine Spreizungsstufe angeordnet werden. Obwohl die Erfindung ferner unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform beschrieben worden ist, die die DTX-Betriebsart für den dedizierten Steuerkanal unter Verwendung der Verstärkungssteuereinrichtungen 527 und 528 durchführt, ist es auch möglich, den Signalweg zu sperren, wobei der Multiplexer 523 verwendet wird, wenn es kein Steuersignal gibt, das zum dedizierten Steuerkanal zu übertragen ist.
Ferner ist es auch möglich, die 5 ms-Rahmen-Nachricht mit der 20 ms-Rahmen-Nachricht bei der Übertragung der Rahmen-Nachrichten zu mischen, wie in den 8A und 8B gezeigt. Wenn die 5 ms-Rahmen-Nachricht und die 20 ms-Rahmen-Nachricht bei der Zeitspanne #1 gleichzeitigt eingegeben werden, wie in 8A gezeigt, legt der Modemkontroller 513 die 5 ms-Rahmen-Daten an den ersten Rahmen-Nachrichtengenerator 550 und die 20 ms-Rahmen-Daten an den zweiten Rahmen-Nachrichtengenerator 560 an. Während der Zeitspanne #1 geben die ersten und zweiten Verschachtler 521 und 522 die 5 ms bzw. 20 ms-Rahmen-Nachrichten aus. Der Multiplexer 523 wählt dann als Reaktion auf das erste Rahmenauswahlsignal die Ausgabe des ersten Verschachtlers 521 aus, und die Verstärkungssteuereinrichtungen 527 und 528 übertragen als Reaktion auf das erste Verstärkungssteuersignal die Ausgangssignale, wie sie sind. Folglich wird während der Zeitspanne #1 die 5 ms-Rahmen-Nachricht auf ihrem ursprünglicher Eingangssignalpegel ausgegeben. Nach der Übertragung der 5 ms-Rahmen-Nachricht während der Zeitspanne #1, wählt der Multiplexer 523 als Reaktion auf das zweite Rahmenauswahlsignal die Ausgabe des zweiten Verschachtler 522 aus, und die Verstärkungssteuereinrichtungen 527 und 528 erhöhen als Reaktion auf das zweite Verstärkungssteuersignal die Sendeleistung der 20 ms-Rahmen-Nachricht, die aus dem Multiplexer 523 ausgegeben wird. Für die restliche Zeitspannen #2, #3 und #4, wird die Sendeleistung der 20 ms-Rahmen-Daten verglichen mit dem Eingangsleistungspegel um 33% erhöht. Nach der Zeitspanne #4 sperren die Verstärkungssteuereinrichtungen 527 und 528 den Ausgabeweg der Rahmen-Nachricht als Reaktion auf das dritte Verstärkungssteuersignal (GCTL=O).
In 8B wird die 5 ms-Rahmen-Nachricht bei der Zeitspanne #2 während der Übertragung der 20 ms-Rahmen-Nachricht empfangen, die bei der Zeitspanne #1 empfangen wird. In diesem Fall legt der Modemkontroller 513 während der Zeitspanne #1 die 20 ms-Rahmen-Nachricht an den zweiten Rahmen-Nachrichtengenerator 560 an und erzeugt das zweite Rahmenauswahlsignal und das erste Verstärkungssteuersignal. Während der Zeitspanne #2 legt der Modemkontroller 513 die 5 ms-Rahmen-Nachricht an den ersten Rahmen-Nachrichtengenerator 550 und die 20 ms-Rahmen-Nachricht an den zweiten Rahmen-Nachrichtengenerator 560 an und erzeugt das erste Rahmenauswahlsignal und das erste Verstärkungssteuersignal. Als Ergebnis wird die 20 ms-Rahmen-Nachricht während der Zeitspanne #1 mit dem ursprünglichen Signalpegel ausgegeben, und die 5 ms-Rahmen-Nachricht wird während der Zeitspanne #2 mit dem ursprünglichen Signal pegel ausgegeben. Nach der Zeitspanne #2 wählt der Multiplexer 523 die Ausgabe des zweiten Verschachtlers 522 als Reaktion auf das zweite Rahmenauswahlsignal, und die Verstärkungssteuereinrichtungen 527 und 528 erhöhen als Reaktion auf das zweite Verstärkungssteuersignal die Verstärkung der 20 ms-Rahmen-Nachrcht, die aus dem Multiplexer 523 ausgegeben wird. Während der restlichen Zeitspannen #3 und #4 wird die Verstärkung verglichen mit dem Eingangssignalpegel um 50% erhöht. Nach der Zeitspanne #4, sperren die Verstärkungssteuereinrichtungen 527 und 528 den Ausgabeweg der Rahmen-Nachricht als Reaktion auf das dritte Verstärkungssteuersignal (GCTL=O).
Es wird eine weitere Beschreibung hinsichtlich der Verfahren der Vermischung der Rahmen gegeben, wenn es notwendig ist, die 5 ms-Rahmen-Nachricht während der Übertragung der 20 ms-Rahmen-Nachricht zu übertragen, oder wenn die 5 ms-Rahmen-Nachricht und die 20 ms-Rahmen-Nachricht gleichzeitig erzeugt werden.
In einem ersten Vermischungsverfahren wird die kürzere Rahmen-Nachricht, wenn die kürzere Rahmen-Nachricht während der Übertragung der längeren Rahmen-Nachricht erzeugt wird, in ihrer Gesamtheit übertragen (z.B. in einem 5 ms-Intervall) wobei die Übertragung der längeren Rahmen-Nachricht verzögert wird, und der restliche Abschnitt der längeren Rahmen-Nachricht wird nach der Übertragung der kürzeren Rahmen-Nachricht übertragen. Da die kurze Rahmen-Nachricht und die längere Rahmen-Nachricht ganz übertragen werden, kann in diesem Verfahren die Leistungsverschlechterung während der Decodierung am Empfänger nicht auftreten. Wenn es jedoch eine Zeitbegrenzung bei der Übertragung der Rahmen-Nachrichten gibt, kann die Summe der beiden Rahmen-Nachrichten die Zeitbegrenzung überschreiten.
In einem zweiten Vermischungsverfahren wird die kürzere Rahmen-Nachricht, wenn die kürzere Rahmen-Nachricht während der Übertragung der längeren Rahmen-Nachricht erzeugt wird, anstelle eines Abschnitts der längeren Rahmen-Nachricht übertragen, und der Abschnitt, der ersetzt wurde, wie nie übertragen. Das hintere Ende der längeren Rahmen-Nachricht wird dann in einer unverzögerten Weise übertragen. In diesem Verfahren können die Daten der längeren Rahmen-Nachricht am ersetzten Abschnitt verloren gehen, was die Decodierungsleistungsverschlechterung erzeugt. Jedoch kann dieses Problem abhängig davon minimiert werden, wie ein Symbolverteiler für die längere Rahmen-Nachricht gestaltet wird.
Für den Faltungscode hängt die Decodierungsleistung von der Position der ersetzten Symbole in einer Rahmenzeitspanne ab. Indem nach einer Position gesucht wird, die die beste Decodierungsleistung für die ersetzte Rahmen-Nachricht aufweist, und die Rahmen-Nachricht an dieser Position ersetzt wird, kann das Problem der Decodierungsleistungsverschlechterung gelöst werden.
Zu diesem Zweck ist es notwendig, nach der Position zu suchen, die die beste Decodierungsleistung aufweist, wenn die längere Rahmen-Nachricht durch so viel wie die Länge der kürzeren Rahmen-Nachricht ersetzt wird. Zu diesem Zweck ist es notwendig, die Ersetzungsposition (d.h. die Punktierungsposition) festzustellen und die Decodierungsleistung für die Position zu messen. Bei der Messung der Decodierungsleistung des Faltungscodes werden die folgenden Parameter verwendet: ein freier Abstand d_free, der den minimalen Hamming-Abstand zwischen codierten Symbolen repräsentiert, eine Transferfunktion, die eine Formel für die obere Grenze einer Bitfehlerrate repräsentiert, und eine Verteilung des Hamming-Abstands zwischen den Symbolen (Siehe „Error Correction Coding: Fundamentals and Application" – Shu Lin/Daniel J. Costello, Jr.).
Die Parameter werden für die jeweiligen Ersetzungspositionen gemessen, um nach der bevorzugten Ersetzungsposition zu suchen. Wenn es möglich ist, die gesuchten Postionen zu der Position zu bewegen, die im Vermischungsprozess punktiert wird, kann das Problem, das im Vermischungsprozess auftritt, gelöst werden. Was das Signalleistungsverlustproblem angeht, kann der Leistungsverlust ausgeglichen werden, indem die Signalleistung des restlichen Abschnitts der längeren Rahmen-Nachricht um die verlorene Leistung erhöht wird.
Die gesuchten Ersetzungspositionen werden durch Experimente gemessen, um die Leistung zu verifizieren. Danach wird der Symbolverteiler gestaltet, um die Symbole an den gesuchten Positionen zu den Positionen zu bewegen, die im Vermischungsprozess punktiert werden sollen. Es kann ein Verschachtler für den Symbolverteiler verwendet werden.
In der Ausführungsform wird angenommen, dass der 5 ms-Rahmen mit dem 20 ms-Rahmen vermischt wird, und der 20 ms-Rahmen von 192 Bit in den Faltungscode einer Codierungsrate von 1/3 codiert wird. Hier beträgt die Anzahl der codierten Symbole 576. In der folgenden Beschreibung bezieht sich der 5 ms-Rahmen auf die Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge, die die Rahmenlänge von 5 ms aufweist, und der 20 ms-Rahmen bezieht sich auf die Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge, die die Rahmenlänge von 20 ms aufweist.
Wie in den 9A bis 9D gezeigt, gibt es, da der 5 ms-Rahmen ein Viertel der Länge des 20 ms-Rahmens ist, vier mögliche Vermischungspositionen. Das heißt, wenn der 20 ms-Rahmen in vier Zeitspannen geteilt wird, kann der 5 ms-Rahmen mit dem 20 ms-Rahmen an irgendeiner der vier geteilten Zeitspannen vermischt werden. In diesem Beispiel geht der 20 ms-Rahmen-Daten für das Intervall verloren, in dem 5 ms-Rahmen-Daten übertragen werden. Wie oben angegeben, werden die verlorenen Daten des 20 ms-Rahmen durch die Decodierungsfunktion des Fehlerkorrekturcodes am Empfänger zurückgewonnen. Um die Empfangswahrscheinlichkeit des 20 ms-Rahmens zu erhöhen, erhöht der Sender die Sendeleistung bei den restlichen Zeitspannen, die der verlorenen 5 ms-Zeitspanne folgen. Wenn zum Beispiel der 5 ms-Rahmen bei der Zeitspanne #1 des 20 ms- Rahmens vermischt wird, wie in 9A gezeigt, wird die Leistung des 20 ms-Rahmens bei den folgenden Zeitspannen #2, #3 und #4 um etwa 33% erhöht. Wenn der 5 ms-Rahmen bei der Zeitspanne #2 des 20 ms-Rahmens vermischt wird, wie in 9B gezeigt, wird die Leistung des 20 ms-Rahmens bei den folgenden Zeitspannen #3 und #4 um etwa 50% erhöht. Wenn der 5 ms-Rahmen bei der Zeitspanne #3 des 20 ms-Rahmens vermischt wird, wie in 9C gezeigt, wird die Leistung des 20 ms-Rahmens bei der folgenden Zeitspanne #4 um etwa 100% erhöht. Wenn jedoch der 5 ms-Rahmen bei der Zeitspanne #4 des 20 ms-Rahmens vermischt wird, wie in 9D gezeigt, gibt es keine Möglichkeit, die verlorenen Leistung auszugleichen. In diesem Fall kann die Decodierungsleistung verglichen mit den obigen drei Fällen verschlechtert werden.
Um ferner den Einfluss des Datenverlustes zu minimieren, ist der Verschachtler für den 20 ms-Rahmen so gestaltet, dass die Symbole, die der 5 ms-Zeitspanne entsprechen, die gelöscht werden soll, indem eine Reihenpermutation durchgeführt wird, verteilt werden sollten.
Als nächstes kann ein optimaler Verschachtler durch Löschungsmatrizen in Betracht gezogen werden. Da ein Viertel des 20 ms-Rahmen durch die Kurznachricht ersetzt wird, d.h. ein Viertel des 20 ms-Rahmen punktiert wird, sollten 144 (=576/4) Bit punktiert wer den. Dann sollte festgestellt werden, wie die 144 Bits aus 576 Bits gelöscht werden, ohne die Decodierungsleistung zu verschlechtern. Es kann eine so viele Fälle wie Punktierungspositionen geben. In der Ausführungsform werden die jeweiligen Parameter für einige regelmäßige Punktierungsarten gemessen. Das folgende sind die Löschungsmatrizen, die den Punktierungsarten entsprechen: Löschungsmatrix #1
Löschungsmatrix #2
Löschungsmatrix #3
Löschungsmatrix #4
In der Löschungsmatrix # 1 bedeutet „0" in der ersten Reihe und der ersten Spalte, dass ein erstes Informationsbit, das durch ein erstes Generatorpolynom codiert wird, gelöscht (punktiert) wird, „1" in der ersten Reihe und der zweiten Spalte bedeutet, dass das zweite Informationsbit, das durch das erste Generatorpolynom codiert wird, nicht gelöscht wird, und „1" in der zweiten Reihe und der ersten Spalte bedeutet, dass das erste Informationsbit, das durch das erste Generatorpolynom codiert wird, nicht gelöscht wird. Hier beträgt der freie Abstand für die Löschungsmatrix #1 11, für die Löschungsmatrix #2 12, für die Löschungsmatrix #3 10 und für die Löschungsmatrix #4 10. Der freie Abstand repräsentiert den minimalen Hamming-Abstand zwischen den Symbolen, und der Hamming- Abstand repräsentiert die Anzahl der schiefen Bits zwischen den codierten Symbolen. Wenn der Hamming-Abstand größer wird, wird die Decodierungsleistung erhöht. Folglich wiesen die Löschungsmatrizen #1 und #2 die besseren Eigenschaften in Form des freien Abstands auf, verglichen mit den Löschungsmatrizen #3 und #4. Obwohl ferner die Löschungsmatrix #1 die bessere Eigenschaft als die Löschungsmatrix #2 in Form des freien Abstands aufweist, weist die Löschungsmatrix #2 die bessere Eigenschaft als jene der Löschungsmatrix #1 in Form der Verteilung des Hamming-Abstands zwischen den codierten Symbolen auf.
In Tabelle 5 wird ein Verschachtler gezeigt, der so gestaltet ist, dass er die Punktierungsform aufweist, die der Löschungsmatrix #1 entspricht. Tabelle 2: 32×18-Anordnung der codierten Symbole
Die 10A bis 10D stellen die Symbolformen des 20 ms-Rahmens, der durch den Verschachtler übertragen wird, der gemäß der Löschungsmatrix #1 gestaltet ist, für die jeweiligen Vermischungsverfahren dar. Insbesondere stellt 10A den Fall dar, wo der 5 ms-Rahmen bei der Zeitspanne #1 mit dem 20 ms-Rahmen vermischt wird. Bezüglich der Informationsbits 1, 2, 3, 4 und 5, wird die Punktierung in der Reihenfolge erste Symboldaten S₁₀, zweite Symboldaten S₂₁, dritte Symboldaten S₃₂, vierte Symboldaten Sao und fünfte Symboldaten S₅₁ entsprechend der Löschungsmatrix #1 durchgeführt. Hier wiesen die Symbole äquivalente Leistungen auf, wie in der Figur dargestellt. 10B stellt den Fall dar, wo der 5 ms-Rahmen bei der Zeitspanne #2 mit dem 20 ms-Rahmen vermischt wird. Das Punktierungsformat ist ähnlich zu jenem der 10A, und die jeweiligen Symbole weisen entsprechend dem Intervall (der Zeitspanne), zu dem sie gehören, unterschiedlichen Leistungen auf. Das heißt, die Symbole, die zur Zeitspanne #1 gehören, werden mit der ursprünglichen Leistung übertragen, und die Symbole, die zu den Zeitspannen #3 und #4 gehören, werden verglichen mit der ursprünglichen Leistung mit einem um 50% erhöhten Leistungspegel übertragen. 10C stellt den Fall dar, wo der 5 ms-Rahmen bei der Zeitspanne #3 mit dem 20 ms-Rahmen vermischt wird. Die Punktierungsform ist ähnlich zu der oben beschriebenen, und die jeweiligen Symbole wiesen entsprechend den Zeitspannen, zu den sie gehören, unterschiedliche Leistungen auf. Zum Beispiel weisen die Symbole, die zu der Zeitspanne #2 und #3 gehören, die ursprüngliche Leistung auf, und die Symbole, die zur Zeitspanne #4 gehören, weisen ver glichen mit der ursprünglichen Leistung etwa doppelt so viel Leistung auf. Schließlich stellt 10D den Fall dar, wo der 5 ms-Rahmen bei der Zeitspanne #4 mit dem 20 ms-Rahmen vermischt wird. Das Punktierungsformat ist dasselbe wie das oben beschriebene, und die Symbole weisen die ursprüngliche Leistung auf.
11 stellt ein Schema zur Vermischung von Rahmen-Nachrichten unterschiedlicher Längen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. In der Figur ist ein Verschachtler 713 so gestaltet, dass er die Eigenschaft der Tabelle 5 gemäß der Löschungsmatrix #1 aufweist. Daher wird die Beschreibung beispielhaft das Schema präsentieren, das gemäß der Löschungsmatrix #1 gestaltet ist.
Bezugnehmend auf 11, erzeugt ein Codierer 711 eine codierte Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge von 5 ms, und eine Ausgabe des Codierers 711 wird durch einen nicht dargestellten Verschachtler verschachtelt. Ein Codierer 712 erzeugt eine codierte Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge von 20 ms, und der Verschachtler 713 verschachtelt die codierte 20 ms-Rahmen-Nachricht, die aus dem Codierer 712 ausgegeben wird, um die Symbole innerhalb des Rahmens in einer solchen Weise neu anzuordnen, dass die entsprechenden Symbole gemäß der Löschungsmatrix #1 punktiert werden. Ein Selektor 714 wählt die Ausgabe des Codierers 711 oder die Ausgabe des Verschachtlers 713 entsprechend dem Rahmenauswahlsignal aus. Das heißt, der Selektor 714 wählt die Ausgabe des Codierers 711 als Reaktion auf das erste Rahmenauswahlsignal, und wählt die Ausgabe des Verschachtlers 713 als Reaktion auf das zweite Rahmenauswahlsignal. Es kann ein Multiplexer für den Selektor 714 verwendet werden.
Eine Leistungssteuereinrichtung 715 steuert eine Verstärkung des Signals, das aus dem Selektor 714 ausgegeben wird, entsprechend dem Verstärkungssteuersignal. Das heißt, die Leistungssteuereinrichtung 715 gibt das Eingangssignal als Reaktion auf das erste Verstärkungssteuersignal ohne eine Verstärkungssteuerung aus, wie es ist, erhöht die Verstärkung des Eingangssignals als Reaktion auf das zweite Verstärkungssteuersignal, um die Ausgangsleistung zu erhöhen, und steuert die Verstärkung des Eingangssignals als Reaktion auf das dritte Verstärkungssteuersignal auf null. Wenn die Verstärkung null ist, gibt es kein Ausgangssignal, so dass die Ausgabe des Kanals abgeschaltet wird.
Nun wird eine Beschreibung hinsichtlich einer Operation der Vermischung der 5 ms-Rahmen-Nachricht mit der 20 ms-Rahmen-Nachricht unter Bezugnahme auf 11 vorgenommen.
Der Codierer 711 codiert die erste Rahmen-Dateneingabe und erzeugt die Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge für den Selektor 714. Der Codierer 712 codiert die zweite Dateneingabe und erzeugt die Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge für den Verschachtler 713. Der Verschachtler 713 ordnet dann die Symbole innerhalb der Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge neu an, so dass die Symbole entsprechend der Löschungsmatrix #1 für die jeweiligen Fälle der 9A bis 9D punktiert werden. Die Struktur des Verschachtlers 713 wird in 12 dargestellt.
Bezugnehmend auf 12, besteht der Verschachtler 713 aus 32 Verzögerungen 743-746. Wenn die Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge aus dem Codierer 712 ausgegeben wird, verbindet ein Schalter 732 einen Knoten 731 mit einem Knoten 733, um ein erstes Symbol an die Verzögerung 743 auszugeben, und verbindet den Knoten 731 mit einem Knoten 734, um ein zweites Symbol an die Verzögerung 744 auszugeben. Nachdem ein 32. Symbol an die Verzögerung 746 ausgegeben wird, verbindet auf diese Weise der Schalter 731 wieder den Knoten 731 mit dem Knoten 733, um ein 33. Symbol an die Verzögerung 743 auszugeben. Indem dieser Prozess wiederholt wird, werden 18 Symbole in den jeweiligen Verzögerungen gespeichert. Danach verbindet entsprechend der Verschachtelungsfunktion der Tabelle 5 ein Schalter 741 einen Knoten 742 mit einem Knoten 737, um die in der Verzögerung 743 gespeicherten Symbole auszugeben. Danach verbindet der Schalter 741 den Knoten 742 mit einem Ausgangsknoten der fünften Verzögerung, um die in der fünften Verzögerung gespeicherten Symbole auszugeben. Das heißt, die Symbole, die in der ersten, fünften, neunten, dreizehnten, siebzehnten, einundzwanzigsten, fünfundzwanzigsten und neunundzwanzigsten Verzögerung gespeichert sind, werden der Reihe nach während der Zeitspanne #1 des 20 ms-Rahmens ausgegeben; die Symbole, die in der zweiten, sechsten, zehnten, vierzehnten, achtzehnten, zweiundzwanzigsten, sechsundzwanzigsten und dreißigsten Verzögerung gespeichert sind, werden der Reihe nach während der Zeitspanne #2 des 20 ms-Rahmens ausgegeben; die Symbole, die in der dritten, siebenten, elften, fünfzehnten, neunzehnten, dreiundzwanzigsten, siebenundzwanzigsten und einunddreißigsten Verzögerung gespeichert sind, werden der Reihe nach während der Zeitspanne #3 des 20 ms-Rahmens ausgege ben; und die Symbole, die in der vierten, achten, zwölften, sechzehnten, zwanzigsten, vierundzwanzigsten, achtundzwanzigsten und zweiunddreißigsten Verzögerung gespeichert sind, werden der Reihe nach während der Zeitspanne #4 des 20 ms-Rahmens ausgegeben. Die Werte, die aus dem Verschachtler 713 ausgegeben werden, werden in den Selektor 714 eingegeben und mit einem 5 ms-Rahmen vermischt, der an einen anderen Eingang des Selektors 714 angelegt wird.
13 stellt die Struktur des Selektors 714 dar. Wenn der 5 ms-Rahmen eingegeben wird, während ein Schalter 755 einen Knoten 754 mit einem Knoten 753 verbindet, um den 5 ms- Rahmen während der Zeitspanne #1 auszugeben, wird die Eingabe des 5 ms-Rahmens durch die Verzögerung 751 vorübergehend verzögert. Nach dem Ablauf der Zeitspanne #1 verbindet der Schalter 755 den Knoten 754 mit einem Knoten 752, um die verzögerten 5 ms-Rahmen-Symbole während der Zeitspanne #2 auszugeben. Folglich werden die Symbole des 20 ms-Rahmens bei der Zeitspanne #2 gelöscht. Nach dem Ablauf der Zeitspanne #2 verbindet der Schalter 755 wieder den Knoten 754 mit dem Knoten 753, um die restlichen 20 ms-Rahmen-Symbole auszugeben. Solche vermischten Rahmen werden in die Leistungssteuereinrichtung 715 eingegeben, die die Symbole des 5 ms-Rahmens ausgibt, wie sie sind, und die Symbole des restlichen 20 ms-Rahmens mit einer erhöhten Leistung ausgibt. Als Ergebnis wird der codierte 20 ms-Rahmen, der aus dem Codierer 712 ausgegeben wird, punktiert, wie in der Löschungsmatrix #2 gezeigt.
Insbesondere empfängt der Selektor 714 der Reihe nach die Symbole, die aus der ersten, fünften, neunten, dreizehnten, siebzehnten, einundzwanzigsten, fünfundzwanzigsten und neunundzwanzigsten Verzögerung im Verschachtler 713 ausgegeben werden, und gibt die empfangenen Symbole als Reaktion auf ein erstes Auswahlsignal an die Leistungssteuereinrichtung 715 aus. Ferner gibt der Selektor 714 die Symbole des 5 ms-Rahmens, die in der Verzögerung 751 verzögert werden, als Reaktion auf ein zweites Auswahlsignal an die Leistungssteuereinrichtung 715 aus. Dann empfängt der Selektor 714 der Reihe nach die Symbole, die aus der dritten, siebenten, elften, fünfzehnten, neunzehnten, dreiundzwanzigsten, siebenundzwanzigsten, einunddreißigsten, vierte, achten, zwölften, sechzehnten, zwanzigsten, vierundzwanzigsten, achtundzwanzigsten und zweiunddreißigsten Verzögerung ausgegeben werden, im Verschachtler 713 und gibt die empfangenen Symbole als Reaktion auf das erste Auswahlsignal an die Leistungssteuereinrichtung 715 aus. Das heißt, es bedeutet, dass die Symbole der zweiten, sechsten, zehnten, vierzehnten, achtzehnten, zweiundzwanzigsten, sechsundzwanzigsten und dreißigsten Verzögerung, die der Zeitspanne #2 des 20 ms-Rahmens entsprechen, gelöscht werden.
Eine Leistung eines solchen Rahmenvermischungsschemas hängt vom Generatorpolynom der Codierer und des Verschachtlers ab. Wenn die Punktierung gemäß den verschiedenen Arten der Löschungsmatrizen bezüglich einem Generatorpolynom durchgeführt wird, wird die Löschungsmatrix, die die gute Leistungsmessung aufweist, für die jeweiligen Fälle gewählt, und dann wird der Verschachtler entsprechend gestaltet.
Die 14A und 14B stellen die Leistungen der punktierten Rahmen unter Verwendung der Löschungsmatrix #1 bzw. der Löschungsmatrix #2 dar. Insbesondere stellt 14A die Leistungen des Verschachtlers, der unter Verwendung der Löschungsmatrix #1 gestaltet ist, für die jeweiligen Vermischungsfälle #1 bis #3 dar. 14B stellt die Leistungen des Verschachtlers, der unter Verwendung der Löschungsmatrix #2 gestaltet ist, für die jeweiligen Vermischungsfälle #1 bis #3 dar.
Die 14A und 14B zeigen beide, dass der Vermischungsfall #1 die beste Leistung liefert und der Vermischungsfall #3 die schlechteste Leistung liefert. Zum Beispiel zeigt Tabelle 6 einen Störabstand (Eb/No) für die jeweiligen Vermischungsfälle, wenn eine Fehlerwahrscheinlichkeit 0,01 (= 1 %) beträgt. Tabelle 2:
Aus Tabelle 6 ist zu entnehmen, dass eine bessere Leistung erhalten wird, wenn eher die Löschungsmatrix #1 als die Löschungsmatrix #2 verwendet werden. Ferner ist der Fall #1 in der Leistung dem Fall #2 überlegen, und der Fall #2 ist dem Fall #3 überlegen. Hier repräsentieren die Ziffern in „Bemerkungen" der Tabelle 6 die Störabstandsunterschiede zwischen den Systemen, die die beste Leistung und die schlechteste Leistung aufweisen, einschließlich dem IS-95-System. Da das System, das die höhere Leistung aufweist, die reduzierte Leistungsdifferenz aufweist, kann die höhere Leistung erwartet werden, wenn eher die Löschungsmatrix #1 als die Löschungsmatrix #2 verwendet wird. Folglich ist der Symbolverteiler in der bevorzugten Ausführungsform gemäß der Löschungsmatrix #1 im Rahmenmatrixschema gestaltet.
Wie oben beschrieben, gibt die dedizierte Steuerkanal-Sendevorrichtung, wenn die 5 ms-Rahmen-Nachricht und die 20 ms-Rahmen-Nachricht gleichzeitig ausgegeben werden, die 5 ms-Rahmen-Nachricht zur entsprechenden Zeit aus und überträgt danach die restliche 20 ms-Rahmen-Nachricht mit der erhöhten Leistung. Hier kann der Empfänger die Fehlerkorrektur bezüglich des Datenverlustes durchführen, da die Rahmen-Nachricht im Codierungsprozess mit der 1/3-Codierungsrate codiert wurde. Um die Fehlerkorrekturfähigkeit zu verbessern, sollte der zweite Verschachtler 522 so gestaltet sind, dass er die codierten Daten gleichmäßig verteilt. Obwohl die 8A und 8B die Beispiele der Vermischung der 5 ms-Rahmen-Nachricht und der 20 ms-Rahmen-Nachricht zeigen, kann verstanden werden, dass die Rahmen-Nachrichtenübertragungsfähigkeit selbst in dem Fall ausgezeichnet ist, wo die 5 ms-Rahmen-Nachricht und die 20 ms-Rahmen-Nachricht aufeinanderfolgend ausgegeben werden.
5 stellt die Struktur der Sendevorrichtung des dedizierten Kanals für die Aufwärtsverbindung (von der Basisstation zur Mobilstation) dar. Die Sendevorrichtung des dedizierten Steuerkanals für die Aufwärtsverbindung sollte eine PCB-Punktierungsoperation zur Steuerung einer Sendeleistung der Mobilstation durchführen.
Jedoch muss eine Sendevorrichtung des dedizierten Kanals für die Abwärtsverbindung (von der Mobilstation zur Basisstation) die PCB-Einfügungsoperation nicht durchführen. Folglich weist die Sendevorrichtung des dedizierten Kanals für die Abwärtsverbindung (Mobilstation) die ähnliche Struktur wie jene der dedizierten Steuerkanal-Sendevorrichtung für die Aufwärtsverbindung auf, mit der Ausnahme des PCB-Einfügungsschemas, der S/P- Wandlers (für Mehrträger), der Spreizerstruktur und der Codierungsrate des Faltungscodierers. In der Ausführungsform beträgt die Codierungsrate des Aufwärtsverbindungscodierers 1/3, und die Codierungsrate des Abwärtsverbindungscodierers beträgt ¼.
Bei der Übertragung der Rahmen-Nachricht unter Verwendung des dedizierten Abwärtskanals bestimmt die Sendevorrichtung des dedizierten Kanals für die Abwärtsverbindung auch die Rahmenlänge entsprechend der Größe der Rahmen-Nachricht und überträgt die Rahmen-Nachricht entsprechend der Feststellung. Ferner untersucht die Sendevorrichtung des dedizierten Kanals für die Abwärtsverbindung das Vorhandensein/Fehlen der Rahmen-Nachricht, die durch den dedizierten Abwärtskanal übertragen werden soll, um eine Ausgabe des dedizierten Abwärtskanals zu unterdrücken, wenn es keine Rahmen- Nachricht zu übertragen gibt, und um einen Ausgabeweg für den dedizierten Abwärtskanal nur dann zu bilden, wenn es eine tatsächliche Rahmen-Nachricht zu übertragen gibt.
In 5 wird die Mehrträger-Sendevorrichtung des dedizierten Kanals für die Aufwärtsverbindung gezeigt, und in 7 wird die Einzelträger-Sendevorrichtung des dedizierten Kanals für die Abwärtsverbindung gezeigt. Folglich ist es auch möglich, eine Einzelträger-Sendevorrichtung des dedizierten Kanals für die Aufwärtsverbindung und eine Mehrträger-Sendevorrichtung des dedizierten Kanals für die Abwärtsverbindung aufzubauen.
Eine Vorrichtung zum Empfangen der Steuersignale, die durch den Aufwärts- oder dedizierten Abwärtskanal übertragen werden, sollte die Länge der Rahmen-Nachricht bestimmen, um das Steuersignal zu verarbeiten. Die Empfangsvorrichtung des dedizierten Kanals für die Aufwärts- oder Abwärtsverbindung kann aufgebaut sein, wie in 15 gezeigt.
Bezugnehmend auf 15, entspreizt ein Entspreizer 911 ein empfangenes Signal unter Verwendung einer PN-Sequenz und eines Orthogonalcodes, um ein Signal eines dedizierten Kanals zu empfangen. Ein Mehrfachkombinierer 913 kombiniert das Mehrwegesignal, das vom Entspreizer 911 ausgegeben wird. Ein Weichentscheidungsgenerator 915 quantisiert das empfangene Signal zu einem Mehrpegel-Digitalwert, um das empfangene Signal zu decodieren. Ein erster Entschachtler 917, der bemessen ist, die 5 ms-Rahmen-Nachricht zu verarbeiten, entschachtelt die während der Übertragung verschachtelte 5 ms-Rahmen-Nachricht, um die Bits in den ursprünglichen Zustand umzuordnen. Ein zweiter Entschachtler 918, der bemessen ist, die 20 ms-Rahmen-Nachricht zu verarbeiten, entschachtelt die während der Übertragung verschachtelte 20 ms-Rahmen-Nachricht, um die Bits in den ursprünglichen Zustand umzuordnen.
Ein Zeitgeber 919 erzeugt ein Steuersignal zur Decodierung der Daten, die durch den dedizierten Kanal zu festen Perioden empfangen werden. Hier ist der Zeitgeber 919 ein 5 ms- Zeitgeber, der fähig ist, den 5 ms-Rahmen zu decodieren. Ein erster Decoder 921 wird durch das Steuersignal freigegeben, das aus dem Zeitgeber 919 ausgegeben wird, und decodiert die Rahmen-Nachricht, die aus dem ersten Entschachtler 917 ausgegeben wird. Der erste Decoder 921 decodiert die Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge von 5 ms. Ein zweiter Decoder 923 wird durch das Steuersignal freigegeben, das aus dem Zeitgeber 919 ausgegeben wird, und decodiert die Rahmen-Nachricht, die aus dem zweiten Entschachtler 918 ausgegeben wird. Der zweite Decoder 923 decodiert die Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge von 20 ms. Ein erster CRC-Detektor 925 empfängt eine Ausgabe des ersten Decoders 921 und prüft den CRC für den 5 ms-Rahmen. Ein zweiter CRC-Detektor 927 empfängt eine Ausgabe des zweiten Decoders 923 und prüft den CRC für den 20 ms-Rahmen. Hier geben der erste und zweite CRC-Detektor 925 und 927 ein Wahr-Signal „1" oder ein Falsch-Signal „0" als das Ergebnissignal aus. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform beschrieben worden ist, die die Länge der empfangenen Rahmen-Nachricht durch Detektion des CRC-Bits bestimmt, ist es auch möglich, die Rahmenlänge festzustellen, und auch ob der Rahmen vorhanden ist oder nicht, indem die Energie der Signale berechnet wird, die zu den ersten und zweiten Rahmen-Nachrichtenzeitspannen empfangen werden.
Ein Rahmenlängen-Entscheidungsblock 929 analysiert die Ergebnissignale, die aus dem ersten und zweiten CRC-Detektor 925 und 927 ausgegeben werden, um die Länge der Rahmen-Nachricht zu entscheiden, die durch den dedizierten Kanal empfangen wird. Der Rahmenlängen-Entscheidungsblock 929 erzeugt ein Auswahlsignal sel1 zur Auswahl des ersten Decoders 921, wenn der erste CRC-Detektor 925 das Wahr-Signal ausgibt, erzeugt ein Auswahlsignal sel2 zur Auswahl des zweiten Decoders 923, wenn der zweite CRC-Detektor 927 das Wahr-Signal ausgibt, und erzeugt ein Sperrsignal zum Abschalten der Ausgänge der ersten und zweiten Decoder 921 und 923, wenn sowohl der erste als auch der zweite CRC-Detektor 925 und 927 das Falsch-Signal erzeugen.
Ein Selektor 931 wählt die decodierten Daten, die aus den ersten und zweiten Decodern 921 und 923 ausgegeben werden, entsprechend den Ausgangssignalen des Rahmenlängen-Entscheidungsblocks 929 aus. Das heißt, der Selektor 931 wählt die Ausgabe des ersten Decoders 921 aus, wenn der empfangene Rahmen ein 5 ms-Rahmen ist, wählt die Ausgabe des zweiten Decoders 923 aus, wenn der empfangene Rahmen ein 20 ms-Rahmen ist, und sperrt die Ausgabe sowohl des ersten als auch zweiten Decoders 921 und 923 für die Periode, in der die Rahmen-Nachricht nicht empfangen wird.
Ein Modemkontrolier 933 speichert die empfangene Rahmen-Nachricht der decodierten Daten, die aus dem Selektor 931 ausgegeben werden, in einem Nachrichtenpuffer 935. Der Prozessor der oberen Schicht liest und verarbeitet dann die Steuer-Nachricht, die im Nachrichtenpuffer 935 gespeichert ist. Wenn die Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge mit der Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge vermischt wird, gibt der Modemkontroller 933 zusätzlich als Reaktion auf das Auswahlsignal sel1 die Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge und als Reaktion auf das Auswahlsignal sel2 die Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge aus.
Nun wird im folgenden die Operation der Empfangsvorrichtung des dedizierten Kanals unter Bezugnahme auf 15 beschrieben. Der Entspreizer 911 empfängt das Steuersignal durch den dedizierten Kanal, und entspreizt das empfangene Steuersignal mit der PN Sequenz. Die durch den dedizierten Kanal empfangenen Steuersignale werden durch den umgekehrten Prozess der Übertragung wieder zu der ursprünglichen Rahmen-Nachricht hergestellt. Hier sind die ersten und zweiten Entschachtler 917 und 918 bemessen, die 5 ms bzw. 20 ms-Rahmen-Nachrichten zu verarbeiten.
In der Basisstation und der Mobilstation decodiert danach der erste Decoder 921 den 5 ms- Rahmen, und der zweite Decoder 923 decodiert den 20 ms-Rahmen, um die Rahmen- Nachricht zu verarbeiten. Der erste und der zweite CRC-Detektor 925 und 927 führen dann die CRC-Prüfung für die decodierten Daten durch, die aus dem ersten bzw. dem zweiten Decoder 921 und 923 ausgegeben werden, und geben die Ergebniswerte an den Rahmenlängen-Entscheidungsblock 929 aus. Der Rahmenlängen-Entscheidungsblock 929 entscheidet dann die Rahmenlänge der empfangenen Rahmen-Nachricht entsprechend den CRC-Prüfungsergebnissen.
Wenn die vermischten Rahmen-Nachrichten der Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge und der Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge empfangen werden, erzeugen der erste CRC-Detektor 925 und der zweite CRC-Detektor 927 abwechselnd ein Wahr-Signal für die 20 ms Zeitspanne. In diesem Fall erzeugt der Rahmenlängen-Entscheidungsblock 929 die Auswahlsignale sel1 und sel2 entsprechend den Ausgangssignalen des ersten und zweiten CRC-Detektors 925 und 927. Der Selektor 931 wählt dann die Ausgaben der ersten und zweite Decoder 921 und 923 gemäß den Auswahlsignalen sel1 und sel2 aus. Der Modemkontroller 933 gibt auch selektiv die Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge und die Rahmen-Nachricht mit zweiten Länge an den Nachrichtenpuffer 935 entsprechend den Auswahlsignalen sel1 und sel2 aus dem Rahmenlängen-Entscheidungsblock 929 aus. Das heißt, wenn die vermischte Rahmen-Nachricht empfangen wird, bestimmt die Empfangsvorrichtung des dedizierten Kanals die Rahmenlänge und verarbeitet die Rahmen-Nachricht mit der ersten Länge und die Rahmen-Nachricht mit der zweiten Länge entsprechend der Feststellung getrennt.
Wenn angenommen wird, dass CRC5 das CRC-Prüfungsergebnis für den 5 ms-Rahmen bezeichnet und CRC20 das CRC-Prüfungsergebnis für den 20 ms-Rahmen bezeichnet, wird der Rahmenlängen-Entscheidungsblock 929 die Auswahlsignale erzeugen, wie in Tabelle 7 gezeigt. Tabelle 2
Wie in Tabelle 7 gezeigt, bestimmt der Rahmenlängen-Entscheidungsblock den entsprechenden Zustand nicht, wenn sowohl CRC5 als auch CRG20 ermitteltet werden (d.h. Wahr). Wenn jedoch sowohl CRC5 als auch CRC20 wahr sind, ist es auch möglich, den empfangenen Rahmen als den 5 ms-Rahmen zu bestimmen und beide empfangenen Rahmen zu bestimmen.
16 stellt ein Simulationsergebnis für die Verarbeitung von Rahmen-Nachrichten mit variabler Länge dar, die durch den dedizierten Kanal erfindungsgemäß empfangen werden. Bezugnehmend auf 16, wird ein Vergleichsergebnis zwischen den Durchsätzen gezeigt, wenn der 5 ms-Rahmen und wenn der 20 ms-Rahmen für den dedizierten Kanal verwendet werden. Hier weist der Aufwärts-Paketverkehrskanal eine Datenrate von 307,2 kbps, den festen Rahmen von 20 ms und 1 % FER (Rahmenfehlerrate) auf.
Wie oben beschrieben, weist das erfindungsgemäße CDMA-Mobilkommunikationssystem die folgenden Vorteile auf:

(1) Es ist möglich, den Durchsatz zu erhöhen und die Verkehrsverzögerung des dedizierten Kanals zu senken, indem die Rahmen-Nachrichten mit unterschiedlicher Länge entsprechend der Größe der Nachricht erzeugt werden, die auf dem dedizierten Kanal übertragen wird;
(2) Die Verwendung des dedizierten Steuerkanals wird diskontinuierlich entsprechend dem Vorhandensein/Fehlen der zu übetragenden Rahmen-Nachricht gesteuert. Folglich kann die Funkkapazität durch die DTX-Betriebsart-Übertragung erhöht werden;
(3) Wenn mehrere Rahmen-Nachrichten unterschiedlicher Längen erzeugt werden, werden die erzeugten Rahmen-Nachrichten miteinander vermischt, um dadurch die Übertragungszeit der Rahmen-Nachrichten zu reduzieren.

Während die Erfindung unter Bezugnahme auf eine bestimmte bevorzugte Ausführungsform derselben gezeigt und beschrieben worden ist, wird durch Fachleute zu verstehen sein, dass verschiedene Änderungen der Form und der Details daran vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie er durch die beigefügten Patentansprüche definiert wird. Während zum Beispiel die Ausführungsformen oben in Verbindung mit einem CDMA-Kommunikationssystem beschrieben worden sind, wird erwogen, die Erfindung ebenso mit anderen drahtlosen Telekommunikationssystemen mit gespreiztem Spektrum oder nicht gespreiztem Spektrum zu verwenden.

Claims

Sendevorrichtung für ein drahtloses Kommunikationssystem, das umfasst: einen ersten Nachrichtengenerator (550) zur Codierung erster Eingangsdaten eines ersten Bitstroms, um eine erste Rahmen-Nachricht mit einer ersten Rahmenlänge zu erzeugen; einen zweiten Nachrichtengenerator (560) zur Codierung zweiter Eingangsdaten eines zweiten Bitstroms, der länger als der erste Bitstrom ist, um eine zweite Rahmen- Nachricht mit einer zweiten Rahmenlänge zu erzeugen, die länger als die erste Rahmenlänge ist; einen Multiplexer (523) zum Ersetzen eines Abschnitts der zweiten Rahmen-Nachricht durch die erste Rahmen-Nachricht; und einen Spreizer (533, 535) zur Spreizung einer Ausgabe des Multiplexers.
Sendevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Rahmen-Nachricht und die zweite Rahmen-Nachricht gemultiplext werden, wenn die erste Rahmen-Nachricht während der Übertragung der zweiten Rahmen-Nachricht erzeugt wird.
Sendevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Multiplexer (523) der Reihe nach einen Abschnitt der zweiten Rahmen-Nachricht, die erste Rahmen-Nachricht und einen restlichen Abschnitt der zweiten Rahmen-Nachricht vermischt ausgibt.
Sendevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Multiplexer (523) der Reihe nach die erste Rahmen-Nachricht und die zweite Rahmen-Nachricht vermischt ausgibt, von der ein Abschnitt, der der ersten Rahmen-Nachricht entspricht, gelöscht ist.
Sendevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, die ferner eine Leistungssteuereinrichtung (513) zur Erhöhung einer Sendeleistung des restlichen Abschnitts der zweiten Rahmen-Nachricht umfasst, der der ersetzten ersten Rahmen-Nachricht folgt, so dass sie höher als jene der ersten Rahmen-Nachricht ist.
Sendevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der restliche Abschnitt der zweiten Rahmen-Nachricht, der der ersetzten ersten Rahmen-Nachricht folgt, verworfen wird.
Sendevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Rahmen-Nachricht eine Rahmenlänge von 5 ms aufweist und die zweite Rahmen-Nachricht eine Rahmenlänge von 20 ms aufweist.
Sendevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Rahmen-Nachrichtengenerator (560) umfasst: einen zyklischen Blockprüfungs- (CRC-) Generator (516) zur Erzeugung von CRC-Bits entsprechend den zweiten Eingangsdaten der zweiten Rahmenlänge; einen Endbit-Generator (518) zur Erzeugung von Endbits und Hinzufügen der erzeugten Endbits zu einer Ausgabe des CRC-Generators (516); einen Kanalcodierer (520) zur Codierung der zweiten Rahmen-Daten, zu denen die Endbits hinzugefügt sind, mit einer vordefinierten Codierungsrate; und einen Verschachtler (522) zur Verschachtelung der codierten Rahmen-Nachricht durch die zweiten Rahmenlänge.
Sendevorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Verschachtler (522) Symbole, die durch Codierung eines Datenbit erzeugt werden, über die jeweiligen Zeitspannen des gesamten Rahmens gleichmäßig verteilt.
Sendevorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Verschachtler gemäß einer Löschungsmatrix gestaltet ist, die gegeben ist durch
Sendevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Spreizer (533, 535) umfasst: einen Orthogonalcode-Spreizen (533) zur Spreizung der Rahmen-Nachricht, die aus dem Multiplexer (523) ausgegeben wird, mit einem Orthogonalcode für einen dedizierten Steuerkanal; und einen Spreizer (535) mit pseudoweißem Rauschen (PN) zur Spreizung einer Ausgabe des Orthogonalcode-Spreizers (533) mit einer PN-Sequenz.
Sendevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Spreizer umfasst: einen Orthogonalcode-Spreizer (533) zur Spreizung der Rahmen-Nachricht, die aus dem Multiplexer (523) ausgegeben wird, mit einem Orthogonalcode für einen Verkehrskanal; und einen PN-Spreizer (535) zur Spreizung einer Ausgabe des Orthogonalcode-Spreizers (533) mit einer PN Sequenz.
Sendevorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Verkehrskanal ein Grundkanal ist.
Datenübertragungsverfahren in einem drahtlosen Kommunikationssystem mit den folgenden Schritten: Codieren erster Eingangsdaten eines ersten Bitstroms zur Erzeugung einer ersten Rahmennachricht mit einer ersten Rahmenlänge; Codieren zweiter Eingangsdaten eines zweiten Bitstroms, der länger als der erste Bitstrom ist, um eine zweite Rahmennachricht mit einer zweiten Rahmenlänge zu erzeugen, welche länger als die erste Rahmenlänge ist; Ersetzen eines Abschnitts der zweiten Rahmennachricht durch die erste Rahmennachricht, und Übertragen der ersten Rahmennachricht anstelle des ersetzten Abschnitts der zweiten Rahmennachricht.
Datenübertragungsverfahren nach Anspruch 14, wobei die erste Rahmennachricht und die zweite Rahmennachricht gemultiplext werden, wenn die erste Rahmennachricht während der Übertragung der zweiten Rahmennachricht erzeugt wird.
Datenübertragungsverfahren nach Anspruch 14, wobei ein Abschnitt der zweiten Rahmennachricht, die erste Rahmennachricht und ein verbleibender Abschnitt der zweiten Rahmennachricht gemischt in Reihenfolge in dem Schritt des Ersetzens ausgegeben werden.
Datenübertragungsverfahren nach Anspruch 14, wobei die erste Rahmennachricht und die zweite Rahmennachricht, von der ein Abschnitt entsprechend der ersten Rahmennachricht gelöscht wurde, in dem Schritt zum Ersetzen gemischt in Reihenfolge ausgegeben werden.
Datenübertragungsverfahren nach Anspruch 16 oder 17 mit dem weiteren Schritt des Anhebens der Übertragungsleistung des verbleibenden Abschnitts der zweiten Rahmennachricht, die der ersten Rahmennachricht folgt, so dass diese Leistung höher als bei der ersten Rahmennachricht ist.
Datenübertragungsverfahren nach Anspruch 14, wobei der verbleibende Abschnitt der zweiten Rahmennachricht, der der ersten Rahmennachricht folgt, in dem Schritt des Ersetzens verworfen wird.
Datenübertragungsverfahren nach Anspruch 14, wobei die erste Rahmennachricht eine Rahmenlänge von 5 ms und die zweite Rahmennachricht eine Rahmenlänge von 20 ms hat.
Datenübertragungsverfahren nach Anspruch 20, wobei ein Abschnitt der zweiten Rahmennachricht wegfällt, um die erste Rahmennachricht in den weggefallenen Abschnitt für eine zweite Dauer einzusetzen, und der verbleibende Abschnitt der zweiten Rahmennachricht für eine dritte und eine vierte Dauer in dem Ersetzungsschritt ausgegeben wird.
Datenübertragungsverfahren nach Anspruch 21, wobei ein Abschnitt der zweiten Rahmennachricht wegfällt, um die erste Rahmennachricht in dem weggefallenen Abschnitt für eine erste Dauer einzusetzen, und der verbleibende Abschnitt der zweiten Rahmennachricht für eine zweite, dritte und vierte Dauer in dem Ersetzungsschritt ausgegeben wird.
Datenübertragungsverfahren nach Anspruch 21 oder 22 mit dem weiteren Schritt des Anhebens der Übertragungsleistung in dem verbleibenden Abschnitt der zweiten Rahmennachricht, der der ersten eingesetzten Rahmennachricht folgt.
Datenübertragungsverfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt zur Erzeugung der zweiten Rahmennachricht die folgenden Schritte umfasst: Erzeugen von CRC-Bits entsprechend zum zweiten Dateneingang der zweiten Rahmenlänge; Erzeugen von Endbits und Zufügen der erzeugten Endbits zu den CRC-Bithinzugefügten zweiten Daten; Codieren der den zweiten Rahmendaten hinzugefügten Endbits mit vorbestimmter Codierungsrate, und Verschachteln von Symbolen der codierten zweiten Rahmendaten bei der zweiten Rahmenlänge.
Datenübertragungsverfahren nach Anspruch 24, wobei die durch Codieren von einem Datenbit erzeugten Symbole gleichmäßig über die entsprechenden Dauern des gesamten Rahmens in dem Schritt zum Verschachteln verteilt sind.
Datenübertragungsverfahren nach Anspruch 25, wobei die Symbole gemäß einer Löschungsmatrix verteilt sind, welche Matrix geben es durch
Datenübertragungsverfahren nach Anspruch 14, wobei der Übertragungsschritt die folgenden Schritte umfasst: Spreizen der Rahmennachricht mit einem Orthogonalcode für einen dedizerten Steuerkanal, und Spreizen eines Orthogonalspreizsignals mit einer PN-Folge.
Datenübertraungsverfahren nach Anspruch 15, wobei der Übertragungsschritt die folgenden Schritte umfasst: Spreizen der Rahmennachricht mit einem Orthogonalcode für einen Verkehrskanal, und Spreizen eines orthogonal gespreizten Signals mit einer PN-Folge.
Datenübertragungsverfahren nach Anspruch 28, wobei der Verkehrskanal ein Fundamentalkanal ist.
Datenübertragungsverfahren nach Anspruch 14, wobei das drahtlose Kommunikationssystem ein CDMA-Kommunikationssystem ist.
Datenübertragungsverfahren nach Anspruch 14, wobei die zweite Rahmennachricht als Ergebnis des Ersetzens verzögert wird.
Datenübertragungsverfahren nach Anspruch 14, wobei der ersetzte Abschnitt der zweiten Rahmennachricht nicht übertragen wird, so dass ein Endabschnitt der zweiten Rahmennachricht unverzögert übertragen wird.