DE69927782T2

DE69927782T2 - Uebertragung von einen Baum der zugeteilten Kodes für ein CDMA system

Info

Publication number: DE69927782T2
Application number: DE69927782T
Authority: DE
Inventors: Qiang Swindon Cao; Seau Swindon Lim; Mueckenheim
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2019-03-11
Also published as: EP1035676A1; WO2000054444A1; EP1035676B1; AU2816000A; DE69927782D1; JP2002539676A; JP3559765B2

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft die Zuteilung von Codezweigen in der Aufwärtsstrecke und der Abwärtsstrecke von CDMA-Systemen (Code Division Multiple Access) und insbesondere, aber nicht ausschließlich UMTS (Universal Mobile Telecommunication System).
Allgemeiner Stand der Technik
Beim UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) schreibt der Kanalisierungscode die einem bestimmten Dienst zugeteilte Bandbreite vor. In der Aufwärtsstrecke besitzt jede Mobilstation ihren eigenen Baum des Kanalisierungscodes (oder Verwürflungscodes), da verschiedenen Mobilstationen verschiedene Aufwärtsstrecken-Verwürflungscodes zugeteilt werden. Der einer bestimmten Mobilstation zugeteilte Codebaum wird gemeinsam von verschiedenen Funkzugriffsträgern (d.h. Basisstationen) dieser Mobilstation benutzt. Wenn jedoch Dienste gemultiplext werden (Multiplexen von Transportkanälen) wird entweder ein einziger Kanalisierungscode (für einen Spreizfaktor von weniger als 4) verwendet, oder mehrere Kanalisierungscodes (auch als Multicode bekannt, für höhere Datenrate). Der Aufwärtsstreckenkanalisierungscode wird in einer vordefinierten Reihenfolge zugeteilt. Die mobile Einrichtung und das Netzwerk (d.h. die Basisstation) müssen sich nur auf die Codenummer (die vordefiniert sein kann) und die Spreizung der Codes verständigen. Der Spreizfaktor wird implizit in der Transportformat-Kombinationskennung (TFCI) des fest zugeordneten physischen Steuerkanals (DPCCH) gegeben. Somit sind die genauen zu verwendenden Codes implizit gegeben. Auf der Aufwärtsstrecke ist deshalb eine schnelle Symbolratenänderung (mit einer Auflösung von 10 ms Funkrahmendauer) möglich, solange die TFCI ordnungsgemäß decodiert wird. Es ist somit keine Modifikation des Funkzugriffsträgers (RAB) notwendig. Aufgrund der Verwendung eines vordefinierten Kanalisierungscodes kann sich jedoch die Kreuzkorrelation zwischen Mobilstationen verschlechtern und somit der Störungspegel zunehmen.
In der Abwärtsstrecke wird der Kanalisierungscode gemeinsam von verschiedenen Mobilstationen in einer Zelle benutzt. Dies führt zu einem Problem des Mangels an Abwärtsstreckenkanalisierungscode. Ein Abwärtsstreckenkanalisierungscode kann nur zugeteilt werden, wenn und nur wenn kein anderer Code auf dem Weg von dem spezifischen Code zu der Wurzel des Baums oder in dem Teilbaum unterhalb des spezifischen Codes in derselben Zelle benutzt wird. Diese Einschränkung bezüglich der Kanalisierungscodezuteilung gilt auch für die Aufwärtsstrecke, mit der Ausnahme, daß sie für eine Mobilstation und nicht für eine Zelle gilt. Außerdem kann die Zuteilung des Aufwärtsstreckenkanalisierungscodes leicht dergestalt vordefiniert werden, daß sichergestellt wird, daß die Einschränkung nicht verletzt wird. Im Hinblick auf die Abwärtsstrecke kann die Kanalisierungszuteilung relativ kompliziert sein, da sie sich den Kanalisierungscodebaum mit verschiedenen Mobilstationen teilen muß. Eine Änderung des Spreizfaktors in der Abwärtsstrecke erfordert die Durchführung der RAB-Modifikationsprozedur. Der Grund dafür besteht darin, daß der DPCCH und der fest zugeordnete physische Datenkanal (DPDCH) zeitlich gemultiplext sind und somit denselben Kanalisierungscode verwenden. Das Decodieren der TFCI in dem DPCCH erfordert Kenntnis des Spreizfaktors im voraus. Daher ist eine 10-ms-Symbolratenauflösungsänderung nicht möglich. Eine Symbolratenänderung von 10 ms ist jedoch immer noch durch dynamische Ratenanpassung möglich, der Spreizfaktor ist jedoch konstant (d.h. auf einem niedrigeren Spreizfaktor als für den physischen Kanal erforderlich gesetzt). WO 95/03652 zeigt ein Verfahren zur Auswahl eines Codebaumzweiges zur Verwendung mit einer Mobilstation und zum Übermitteln eines gewählten, auf der Abwärtsstrecke zu verwendenden Codes zu dieser Mobilstation. Das Problem wird folgendermaßen zusammengefaßt. In der Aufwärtsstrecke besteht aufgrund der Verwendung von vordefiniertem Kanalisierungscode zwischen Mobilstationen eine Zunahme des Störpegels.
In der Abwärtsstrecke besteht ein komplizierter Codezuteilungsalgorithmus zur Optimierung der Verwendung des Kanalisierungscodebaums, ein langsamer Spreizfaktor ändert sich aufgrund des zeitlichen Multiplexens des DPCCH und DPDCH und ein Codemangelproblem aufgrund eines einzigen Codebaums zwischen verschiedenen Mobilstationen in einer Zelle.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb die Bereitstellung einer Technik zur Übermittlung einer Kanalisierungscodezuteilung in der Abwärtsstrecke eines Spreizspektrum-CDMA-Systems, die zu einer verbesserten Systemleistungsfähigkeit führt.
Kurze Darstellung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Übermitteln eines gewählten Kanalisierungscodes für eine Abwärtsstrecke zu einem Benutzer bereitgestellt, mit den folgenden Schritten:
Übertragen eines Satzes von Knoten eines Codebaums, der einen definierten Weg des Baums für den Benutzer umfaßt, und Übertragen einer Kennung, die einen zu verwendenden des Satzes von Knoten identifiziert.
Der Satz von knoten kann während der Funkzugriffs-Trägerherstellungssitzung zwischen dem Benutzer und einer Basisstation zu dem Benutzer übertragen werden.
Der Satz von Knoten kann in dem Transportformatsatz enthalten sein.
Die Kennung kann in einem Datenpaket übertragen werden. Die Kennung kann in einer Transportformat-Kombinationskennung übertragen werden. Die Erfindung wird nun an Hand von Beispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 das Grundprinzip eines Codebaums;
2 ein Flußdiagramm der allgemeinen Schritte einer Kanalisierungscodezuteilungstechnik gemäß dem Stand der Technik;
3 ein spezifisches Beispiel für die Codezuteilung gemäß der Technik von 2;
4 ein Flußdiagramm der allgemeinen Schritte einer neuen Kanalisierungscodzuteilungstechnik;
5(a) und 5(b) ein spezifisches Beispiel für die Codezuteilung gemäß der Technik von 4;
6 die allgemeinen Schritte beim Übermitteln eines Kanalisierungscodes für die Abwärtsstrecke gemäß einer bekannten Technik; und
7 die allgemeinen Schritte beim Übermitteln eines Kanalisierungscodes für die Abwärtsstrecke gemäß einer neuen Technik.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsform
Die hier beschriebene neue Technik zum Zuteilen von Kanalisierungscodes gilt gleichermaßen für die Kanalisierungscodezuteilung in der Aufwärtsstrecke und in der Abwärtsstrecke. In der folgenden Beschreibung wird eine allgemeine Einführung in das Konzept von Kanalisierungscodes gegeben, gefolgt von einer Übersicht über eine aktuelle Technik zum Zuteilen von Kanalisierungscodes. Danach wird die neue Technik der Zuteilung von Kanalisierungscodes beschrieben.
Die Kanalisierungscodes für UMTS auf der Aufwärtsstrecke sowie für die Abwärtsstrecke sind orthogonale Codes mit variablem Spreizfaktor (OVSF), die die Orthogonalität zwischen verschiedenen physischen Kanälen einer Basisstation (Abwärtsstrecke) bzw. einer Mobilstation (Aufwärtsstrecke) aufrechterhalten. Die OVSF-Codes können unter Verwendung des Codebaums von 1 beschrieben werden.
Die OVSF-Sequenzen werden mit C_x,y (y = 1, ... x; x = 2^k-1 k = 1 ..., 9) bezeichnet. Jede Ebene in dem Codebaum definiert Kanalisierungscodes entsprechend einem Spreizfaktor SF = x. Der Code mit C_2x,2y-1 in dem oberen Zweig wird durch Verkettung zweier Codes C_x,y aus dem vorherigen Knoten konstruiert. Somit ist zum Beispiel der Knoten C_4x,4y-3 die zweimalige Verkettung des Knotens C_2x,2y-1, der seinerseits die zweimalige Verkettung des Knotens C_x,y ist. C_2x,2y aus dem unteren Zweig wird durch die Verkettung eines Codes C_x,y und seines Negativen – C_x,y bestimmt. Somit ist zum Beispiel der Knoten C_4x,4y die Verkettung von C_2x,2y mit seinem Negativen, das seinerseits die Verkettung des Knotens C_x,y mit seinem Negativen ist. Die Verkettung von Knoten ist in 1 dargestellt.
Wie später besprochen wird, können nicht alle Codes in dem Codebaum gleichzeitig benutzt werden. Bei einem (später ausführlicher besprochenen) bekannten Codezuteilungsschema kann ein Code für einen physischen Kanal genau dann verwendet werden, wenn kein anderer Code auf dem Weg von dem spezifischen Code zu der Wurzel des Baums oder in dem Subbaum unter dem spezifischen Code von einem anderen physischen Kanal benutzt wird. Dieses Konzept wird später mit Bezug auf ein spezifisches Beispiel ausführlicher beschrieben.
Im folgenden werden die bei einem bekannten Schema für die Zuteilung von Kanalisierungscodes in einer Abwärtsstrecke zu unternehmenden allgemeinen Schritte beschrieben. Für Fachleute ist erkennbar, wie diese Technik in der Aufwärtsstrecke benutzt werden kann.
In der Abwärtsstrecke wird der Codebaum von allen Benutzern gemeinsam benutzt und für jeden Benutzer wird ein Zweig des Codebaums zugeteilt, wobei jeder Benutzer einen eindeutigen Kanalisierungscode besitzt. Diese Zuteilung umfaßt effektiv zwei Schritte, die später ausführlicher besprochen werden: Definieren eines Ursprungsknotens auf dem Baum; und Definieren eines Weges von dem Ursprungsknoten auf dem Baum.
In der Regel wird für eine Anzahl erwarteter Symbolraten ein Kanalisierungscode zugeteilt, wobei die Symbolrate ihrerseits den Spreizfaktor bestimmt. Das heißt, der einem bestimmten Benutzer zugeteilte Abwärtsstreckenkanalisierungscode basiert auf der Tatsache, daß bekannt ist, daß der Benutzer eine Symbolrate in einem bestimmten Bereich benötigt. Somit müssen Kanalisierungscodes in diesem Bereich zugeteilt werden. Für die Zuteilung und Aufhebung der Zuteilung von Funkbetriebsmitteln muß zuerst die höchste Symbolrate, d.h. der niedrigste Speizfaktor, bestimmt werden. Dies ergibt dann den Kanalisierungscode für den niedrigsten Spreizfaktor und definiert den Ursprungsknoten oder Anfangsknoten in dem Codebaum.
Bei dieser bekannten Technik kann ein Knoten (und sein Subbaum) einem physischen Kanal genau dann zugewiesen werden, wenn kein anderer physischer Kanal von derselben Basisstation (Abwärtsstrecke) einen anderen Knoten auf dem Weg von dem spezifischen Knoten zu der Wurzel des Baums oder in dem Subbaum unter dem spezifischen Knoten benutzt. Somit muß der Codebaum in beiden Richtungen von dem Anfangsknoten betrachtet werden. Aus der Betrachtung des Codebaums von 1 kann diese Anforderung folgendermaßen durch zwei Regeln definiert werden:

1. Wenn der Ursprungsknoten mit dem Code C_x,y (x = 2^k-1, y < x) verwendet wird, werden alle nachfolgenden Knoten (in der Abwärtsrichtung) mit dem Code C_{vx,vv(y-1)+μ} (v = 2ⁿ, n ≥ 0 und μ = 1 ...., v) reserviert oder belegt und können nicht von einem anderen physischen Kanal benutzt werden.
2. Von C_x,y (x = 2^k-1, y < x) werden in der Aufwärtsrichtung alle Codes mit C_vx,[vy] (v = 2ⁿ, n ≤ 0) reserviert oder belegt und können nicht von einem anderen physischen Kanal benutzt werden. Der Term [v.y] bedeutet die nächst höhere ganze Zahl von (v.y).

Regel 1 muß für die Zuteilung von Sequenzen mit einem interessierenden Spreizfaktor von SF ≥ x berücksichtigt werden; Regel 2 gilt für die Zuteilung von Sequenzen mit einem interessierenden Spreizfaktor von SF ≤ x.
Die Zuteilung von Kanalisierungscodes in der Abwärtsstrecke gemäß einer bekannten Technik wird nun mit Bezug auf das Flußdiagramm von 2 und das durch 3 dargestellte spezifische Beispiel beschrieben.
In diesem Beispiel wird angenommen, daß es drei Benutzer gibt. Ein erster Benutzer erfordert einen Kanalisierungscode mit einem Spreizfaktor im Bereich von 4 bis 8, ein zweiter Benutzer erfordert einen Kanalisierungscode mit einem Spreizfaktor in dem Bereich von 4 bis 8 und ein dritter Benutzer erfordert einen Kanalisierungscode mit einem Spreizfaktor in dem Bereich von 2 bis 8.
In einem ersten Schritt 202 wird für die Abwärtsstrecke ein Codebaum zugeteilt, wobei es sich um den allgemein in 3 gezeigten Codebaum handelt. In einem zweiten Schritt 204 wird die Anzahl der Benutzer bestimmt und ein Parameter M auf die Anzahl von Benutzern gesetzt. Bei dem vorliegenden Beispiel wird M gleich 3 gesetzt.
In dieser Stufe wird ein weiterer Parameter N auf einen wert 1 gesetzt.
In einem Schritt 206 wird ein Ursprungsknoten für den Benutzer N, d.h. den ersten Benutzer, bestimmt. Der Ursprungsknoten für jeden Benutzer wird auf der Basis des kleinsten erforderlichen Spreizfaktors für jeden Benutzer bestimmt. Es sind verschiedene Techniken zur Bestimmung des Ursprungsknotens bekannt. Bei dem vorliegenden Beispiel wird angenommen, daß der Ursprungsknoten auf der Basis des ersten verfügbaren Knotens in dem Baum zugeteilt wird. Für den ersten Benutzer beträgt der kleinste erforderliche Spreizfaktor 4. Der Knoten C4,1, der in 3 als U10 gekennzeichnet ist, wird als der Ursprungsknoten für den ersten Benutzer zugeteilt.
In einem Schritt 208 werden die oben besprochenen Regeln 1 und 2 für den ersten Benutzer (Benutzer N) auf der Basis des bestimmten Ursprungsknotens angewandt. Somit werden alle Knoten von dem Knoten C4,1 aus in einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung des Baums für den ersten Benutzer 1 reserviert. Die reservierten Knoten werden durch die in 3 mit RU1 (und U1) markierten Knoten angezeigt.
In einem nächsten Schritt 210 wird ein Ursprungsknoten für den zweiten Benutzer (d.h. Benutzer N + 1) definiert. Der kleinste erforderliche Spreizfaktor für den zweiten Benutzer ist 4 und deshalb wird ein Ursprungsknoten mit Spreizfaktor 4 ausgewählt. Der Knoten C4,1 wird als der Ursprungsknoten zugeteilt, er ist der erste Knoten mit einem Spreizfaktor von 4.
In einem Schritt 212 wird bestimmt, ob der zugeteilte Knoten für den zweiten Benutzer mit dem reservierten Zweig auf der Basis des Ursprungsknotens für einen etwaigen vorherigen Benutzer in Konflikt kommt, wobei in diesem Fall der einzige vorherige Benutzer der erste Benutzer ist. Da der Knoten C4,1 von dem ersten Benutzer reserviert wurde (und tatsächlich der Ursprungsknoten des ersten Benutzers ist), steht der zugeteilte Knoten für den zweiten Benutzer in Konflikt. In einem Schritt 216 wird deshalb der Ursprungsknoten für den zweiten Benutzer umdefiniert. Der nächste nachfolgende Knoten mit einem Spreizfaktor von 4 wird dem zweiten Benutzer zugeteilt und dann im Schritt 212 nochmals auf Konflikte überprüft.
In diesem Fall besteht kein Konflikt und dieser Knoten ist deshalb der Ursprungsknoten, mit der Kennzeichnung U20, für den zweiten Benutzer. Die Codezuteilungstechnik schreitet zum Schritt 214 voran. Im Schritt 214 werden die Regeln 1 und 2 auf der Basis des Ursprungsknotens für den zweiten Benutzer angewandt. Alle Knoten in einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung von dem Knoten C4,2 aus werden von Benutzer 2 reserviert, wie durch die mit RU2 (und U2) in 3 markierte Kennzeichnung der Knoten angegeben.
In einem Schritt 220 wird bestimmt, ob der aktuelle Wert N + 1 gleich M ist. An diesem Punkt entspricht N + 1 2 und ist deshalb nicht gleich M (3). In einem Schritt 218 wird der Wert N + 1 (auf 3) erhöht und der Schritt 210 dann für den dritten Benutzer wiederholt. Der dritte Benutzer hat einen kleinsten Spreizfaktor von 2. Im Schritt 210 wird der Knoten C2,1 als der Ursprungsknoten für den dritten Benutzer definiert. Im Schritt 212 wird bestimmt, daß dieser Ursprungsknoten mit dem reservierten Zweig sowohl für den ersten als auch für den zweiten Benutzer in Konflikt kommt. Im Schritt 216 wird der Knoten C2,2 für den dritten Benutzer zugeteilt. Im Schritt 212 wird bestimmt, daß dies mit keinem reservierten Zweig in Konflikt kommt und dieser Modus ist deshalb der Ursprungsknoten mit der Kennzeichnung U30 für den dritten Benutzer. In einem Schritt 214 werden dann alle Aufwärts- und Abwärtsknoten von dem Knoten C2,2 von dem dritten Benutzer reserviert, wie durch die mit RU3 (und U3) in 3 markierten Knoten gekennzeichnet.
Im Schritt 220 wird bestimmt, daß N + 1 gleich M ist und die Codezuteilungstechnik schreitet zum Schritt 222 voran.
Nachdem die Ursprungsknoten für alle aktuellen Benutzer definiert wurden, müssen die Wege für alle Benutzer definiert werden. Die Längen der Wege werden durch die zu unterstützenden erforderlichen Spreizfaktoren bestimmt .
Wie oben besprochen, handelt es sich bei den Codes des oberen Zweiges um eine direkte Verkettung von Codes aus den vorherigen Knoten, während die Codes der unteren Zweige des Codebaums eine Verkettung der Codes von vorherigen Knoten mit ihren Negativen sind. Vom theoretischen Standpunkt aus gesehen wird angenommen, daß beide Verfahren äquivalent sind. Vom Standpunkt der Implementierung aus gesehen wird jedoch der obere Zweig bevorzugt. Bei Verwendung des unteren Zweigs bei jeder Änderung des Spreizfaktors muß die Modulationssequenz für den Kanalisierungscode durch Einfügen oder Auslassen des negativen Codes verändert werden. Im Gegensatz dazu ändert sich bei Verwendung des oberen Zweiges die Modulationssequenz während der Variation des Spreizfaktors nicht, weil jeder Code der nachfolgenden Knoten aus der Verkettung von Codes aus den vorherigen Knoten besteht. Durch Ändern des Spreizfaktors muß deshalb nur die Korrelationsperiode, nicht aber die Modulationssequenz verändert werden. Unter Verwendung der Notation der OVSF-Sequenzen kann die Regel der Auswahl des oberen Zweiges des Codebaums beginnend von dem Knoten mit dem niedrigsten SF auf die folgende Weise geschrieben und als Regel 3 definiert werden:

3. Wenn der Knoten mit dem niedrigsten SF_min = x durch C_x,y (x = 2^k-1) gegeben wird, immer den Kanalisierungscode des Knotens C_vx,v(y-1)+1 mit v = 2ⁿ, n ≥ 0 (SF_actual = v·x) benutzen.

Diese Regel hat zur Folge, daß im Idealfall möglicherweise keine Notwendigkeit besteht, die Informationen über den gesamten Codezweig zwischen Mobilstation und Basisstation auszutauschen. Nur der Kanalisierungscode für den niedrigsten Spreizfaktor und der tatsächlich benutzte Spreizfaktor müssen bekannt sein (sowohl in der Aufwärtsstrecke als auch in der Abwärtsstrecke).
In der Praxis können jedoch zum Beispiel aufgrund von Störungen bestimmte Knoten nicht gewählt werden. Diese Knoten können als nicht bevorzugte Knoten markiert werden. Stattdessen sollte der folgende Knoten C_vx,v(y-1) des unteren Zweiges ausgewählt werden. Alle nachfolgenden Knoten werden gemäß Regel 3 beginnend mit dem Knoten C_vx,v(y-1) genommen, bis ein Knoten in diesem Weg auch als nicht bevorzugt markiert ist.
Im Schritt 222 wird der Weg für jeden Benutzer definiert. Der erste Benutzer benötigt einen Spreizfaktor von bis zu 8. In 3 wird angenommen, daß es nicht erwünscht ist, den Knoten C8,1 zu benutzen, und deshalb wird der Weg von C4,1 zu C8,2 definiert. Der für den ersten Benutzer definierte Weg ist in 3 von dem Ursprungsknoten U10 zu dem mit U1 bezeichneten Knoten zu sehen.
Ähnlich werden für den zweiten und den dritten Benutzer für die oben besprochenen jeweiligen erforderlichen Spreizfaktoren die Wege definiert. Für den zweiten Benutzer erstreckt sich der Weg von dem mit U20 bezeichneten Ursprungsknoten zu den Knoten C8,3 und C16,5 jeweils mit der Bezeichnung U2. Für den dritten Benutzer erstreckt sich der Weg von dem mit U30 bezeichneten Ursprungsknoten zu den Knoten C4,3 und C8,5 jeweils mit der Bezeichnung U3.
In einem Schritt 224 wird dann zur Verwendung durch jeden Benutzer ein bestimmter Knoten des definierten Weges ausgewählt. Dies basiert auf dem erforderlichen Spreizfaktor angesichts der in der mit jedem Benutzer assoziierten Abwärtsstrecke zu übertragenden Datenmenge. Für die Zwecke des vorliegenden Beispiels wird angenommen, daß der erste Benutzer einen erforderlichen Spreizfaktor von 8, der zweite Benutzer einen erforderlichen Spreizfaktor von 16 und der dritte Benutzer einen erforderlichen Spreizfaktor von 8 besitzt.
Im Schritt 226 schreitet die Kommunikation dann auf normale Weise voran.
Die neue Codezuteilungstechnik stellt eine Verbesserung der oben beschriebenen Technik durch Ermöglichung einer Wiederverwendung von Kanalisierungscodes dar. Wieder wird hier mit Bezug auf die Abwärtsstrecke ein spezifisches Beispiel gegeben, obwohl ohne weiteres verständlich ist, wie die Technik auf die Aufwärtsstrecke erweitert werden kann. 4 ist ein Flußdiagramm der allgemeinen Prinzipien der neuen Technik und 5 repräsentiert ein spezifisches Beispiel zur Darstellung der neuen Technik.
Bei der neuen Technik wird ein Codebaum zur Verwendung in der Abwärtsstrecke wie zuvor in einem Schritt 402 zugeteilt. Der zugeteilte Codebaum ist in 5(a) und 5(b) gezeigt und entspricht dem Codebaum von 3.
Für die Zwecke des vorliegenden Beispiels wird wiederum erfindungsgemäß angenommen, daß dieselben drei Benutzer vorliegen. In einem Schritt 404 (entsprechend Schritt 204) wird der Parameter M auf die Anzahl der Benutzer (3) und der Parameter N auf 1 gesetzt.
In einem Schritt 406 werden für jeden der Benutzer Ursprungsknoten zugeteilt. Die Ursprungsknoten können jedem Benutzer ungeachtet der anderen Benutzern zugeteilten Ursprungsknoten zugeteilt werden. Wie durch 5(a) dargestellt wird bei dem vorliegenden Beispiel der Knoten C4,1 als Ursprungsknoten sowohl für den ersten als auch für den zweiten Benutzer zugeteilt und der Knoten C2,2 wird als der Ursprungsknoten für den dritten Benutzer zugeteilt.
Es versteht sich jedoch, daß die Technik zum Zuteilen des Ursprungsknotens unterschiedlich sein kann und implementierungsabhängig sein wird. Es versteht sich, daß, falls drei Benutzer jeweils mit einem minimalen Spreizfaktor von 2 vorlägen, einer der Knoten C2,1 und C2,2 dann zweimal zugeteilt würde. Wenn bei der oben beschriebenen vorbekannten Technik drei Benutzer jeweils mit einem minimalen Spreizfaktor von 2 vorlägen, könnten nicht genug Codes zugeteilt werden. Dieses Konzept ist offensichtlich auf realistischere Beispiele erweiterbar. Wenn siebzehn Benutzer jeweils mit einem minimalen Spreizfaktor von 16 vorlägen, könnten bei der vorbekannten Technik nicht genug Kanalisierungscodes zugeteilt werden. Bei der vorliegenden Erfindung würde einer der Knoten C16,1 ... C16,16 zweimal zugeteilt.
Es muß im allgemeinen ein Verfahren bereitgestellt werden, um die mit verschiedenen Kanalisierungscodes in dem Codebaum assoziierten Ursprungsknoten anzuordnen, anstatt einer willkürlichen Zuteilung der Ursprungsknoten. Es wird angenommen, daß der Algorithmus der RRA (Funkbetriebsmittelzuteilung) die angeforderten Betriebsmittel erfolgreich gegenüber dem Coderaum geprüft hat (d.h. der RRA-Algorithmus hat geprüft, daß genug Coderaum zum Zuteilen von Betriebsmitteln zu den Benutzern vorliegt). Es sind mehrere Methoden für die Anordnung der Ursprungsknoten möglich. Zwei besonders vorteilhafte praktische Lösungen werden nachfolgend beschrieben.
Bei einer ersten Lösung werden bei jedem Durchgang des RRA-Algorithmus alle physischen Kanäle gemäß dem notwendigen Spreizfaktor sortiert. Die Sequenzen werden in der Reihenfolge ihres Spreizfaktors zugeteilt: z.B. werden zuerst die Kanäle mit dem höchsten Spreizfaktor den Codes C_x,y mit kleinstem x und y zugeteilt, Kanäle mit dem nächst niedrigeren SF werden dann den Knoten C_x,y mit höherem x und y zugeteilt usw. Diese Prozedur muß iterativ durchgeführt werden, weil nach jeder Zuteilung eines Knotens zu einem Kanal gemäß den Regeln 1 und 2 eine Anzeige, daß nachfolgende und vorherige Knoten nicht verfügbar sind, erfolgen muß. Dieses Verfahren von Zuteilung bzw. Aufheben der Zuteilung von Knoten ist einfach, weil alle Verbindungen gleich als neue Verbindungen behandelt werden. Bei jeder Änderung mindestens eines Kanalisierungscodes erfolgt ein vollständiges Umsortieren des Codebaums. Bei einer zweiten Lösung werden die Kanalisierungscodes gemäß der Ankunftszeit der Verbindungsanforderungen der RRC (Funkbetriebsmittelsteuerung) zugeteilt. Die Zuteilung kann folgendermaßen erfolgen. Der erste verfügbare Code C_x,y mit kleinstem x und y wird der ersten ankommenden Anforderung gegeben, der nächste verfügbare Code der nächsten Anforderung usw. Das Codeumsortieren aufgrund von Änderungen eines Kanalisierungscodes erfolgt somit nur im Fall, daß Codezweige, die mit Knoten eines höheren Spreizfaktors auf verschiedenen Wegen beginnen, kombiniert werden können, um Vergeudung von Coderaum zu vermeiden (ähnlich wie bei der Entfragmentierung). Das Zuteilen und Aufheben der Zuteilung der Knoten muß in aufeinanderfolgenden Schritten erfolgen, weil die Verbindungen nun von drei Typen sind: freigegebene, veränderte und neue.
Zusätzlich zu den beiden obigen alternativen Verfahren zum Zuteilen von Ursprungsknoten können Knoten mit einer Situation starker Störungen als nicht bevorzugt betrachtet werden. Wenn genug Coderaum verfügbar ist, sollte die Codesequenz solcher Knoten nicht verwendet werden.
Nachdem die Ursprungsknoten zugeteilt wurden, werden in einem Schritt 408 dann die Wege für jeden Benutzer definiert. In dem dargestellten Beispiel von 5(a) erstreckt sich für den ersten Benutzer ein Weg von dem Ursprungsknoten U10 durch die Knoten C8,1 und den Knoten 16,1 mit der Bezugszahl U1. Für den zweiten Benutzer erstreckt sich ein Weg von dem Ursprungsknoten U20 zu dem Knoten C8,2 mit der Bezeichnung U2. Für den dritten Benutzer erstreckt sich ein weg von dem Ursprungsknoten U30 durch die Knoten C4,3 und C8,5 mit der Bezeichnung U3.
Auf der Basis der Menge an in einer bestimmten Übermittlung zu übertragenden Daten wird dann in einem Schritt 410 der Spreizfaktor für den ersten Benutzer (Benutzer N) bestimmt. Für den ersten Benutzer wird ein erforderlicher Spreizfaktor von 8 bestimmt (wie zuvor), und der Knoten C8,2 wird deshalb für die Verwendung in der Abwärtsstrecke des ersten Benutzers ausgewählt. Gemäß der neuen Technik werden in einem Schritt 412 die Regeln 1 und 2 dann abhängig von dem gewählten Knoten für den ersten Benutzer angewandt. Mit Bezug auf 5(b) wird der gewählte Knoten für den ersten Benutzer als SU1 bezeichnet, und die Knoten in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung davon reserviert, wie durch RU1 gekennzeichnet.
In einem Schritt 414 wird auf der Basis des bestimmten zu verwendenden Spreizfaktors ein Knoten für den zweiten Benutzer (N + 1) ausgewählt. Wie zuvor beträgt der bestimmte Spreizfaktor 16 und deshalb wird Knoten C16,1 ausgewählt und in 5(b) als SU2 bezeichnet.
In einem Schritt 416 wird geprüft, ob der gewählte Knoten für den zweiten Benutzer mit einem für einen etwaigen vorherigen Benutzer (gemäß den Regeln 1 und 2) reservierten Zweig in Konflikt kommt. Im vorliegenden Fall kommt es zu keinem Konflikt.
Wenn der gewählte Knoten jedoch in Konflikt käme, wird in einem Schritt 418 der Ursprungsknoten für den zweiten Benutzer (N + 1) umdefiniert und in einem Schritt 420 der Weg für den zweiten Benutzer umdefiniert. Die Schritte 414 und 416 werden dann wiederholt.
Wenn bestimmt wird, daß der gewählte Knoten nicht mit einem reservierten Zweig für einen vorherigen gewählten Knoten in Konflikt kommt, werden in einem Schritt 422 die Regeln 1 und 2 für den zweiten Benutzer angewandt, um einen Zweig in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung zu reservieren. Wie in 5(b) gezeigt wird für den zweiten Benutzer der gewählte Knoten für den zweiten Benutzer als SU2 bezeichnet und die Knoten in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung davon reserviert, wie durch RU2 gekennzeichnet. In einem Schritt 424 wird bestimmt, ob der Wert N + 1 gleich M ist. In dieser Stufe ist in dem Beispiel der Wert N + 1 gleich 2 und die Technik schreitet zum Schritt 426 voran, in dem der Wert von N + 1 auf 3 erhöht wird. Der Knoten wird für den dritten Benutzer im Schritt 414 auf der Basis des erforderlichen Spreizfaktors von 8 (wie zuvor) ausgewählt. Im Schritt 416 wird bestimmt, daß der gewählte Knoten mit der Kennzeichnung SU3 in 5(b) auf der Basis eines gewählten Knotens für einen anderen Benutzer nicht mit irgendeinem reservierten Zweig in Konflikt kommt.
Im Schritt 422 werden die Regeln 1 und 2 angewandt, um den Zweig auf der Basis des gewählten Knotens für den dritten Benutzer zu reservieren, und die Aufwärts- und Abwärtsknoten werden reserviert, wie in 5(b) durch RU3 gekennzeichnet.
Im Schritt 424 wird bestimmt, daß N + 1 gleich M ist, und im Schritt 428 wird mit der Kommunikation vorangeschritten.
Die neue Technik ermöglicht somit das Überkreuzen der definierten Wege für verschiedene Benutzer auf der Basis aller möglichen Kanalisierungscodes für diese Benutzer, was bei der oben beschriebenen bekannten Technik positiv verhindert wird, weil die Regeln 1 und 2 auf der Basis des Ursprungsknotens angewandt werden. Die neue Technik ermöglicht die Wiederverwendung von Kanalisierungscodes, wodurch wiederum das Kanalisierungscode-Mangelproblem in der Abwärtsstrecke verbessert wird.
Bei einer Ausführungsform kann die vorliegende Erfindung immer noch gemäß der Anwendung der Regeln 1 und 2 zugeteilt werden. Das heißt, Kanalisierungscodes können anfänglich gemäß den Regeln 1 und 2 zugeteilt werden. Wenn ein Codemangel auftritt, d.h. die Anzahl der Benutzer den durch die Regeln 1 und 2 erlaubten verfügbaren Coderaum übersteigt, kann die Wiederverwendungstechnik der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Die Vorteile der neuen Technik gegenüber der mit Bezug auf 2 beschriebenen alten Technik lassen sich durch einen Vergleich von 5(b) mit 3 leicht verstehen. Diese beiden Figuren zeigen die zugeteilten und reservierten Knoten des Codebaums für dieselben Benutzer. Wie in 3 zu sehen ist, ist, sobald die Kanalisierungscodes für die drei Benutzer zugeteilt wurden, der Codebaum voll und es sind keine weiteren Codes zur Verwendung verfügbar. Umgekehrt ist mit Bezug auf 5(b) zu sehen, daß auf der Basis derselben drei Benutzer ein großer Teil des Codebaums immer noch für die Verwendung verfügbar ist.
Auch mit Bezug auf 5(b) ist zu sehen, daß, wenn sich der Spreizfaktor für einen bestimmten Benutzer ändert, es notwendig sein kann, den Codebaum umzudefinieren. Wenn zum Beispiel der Spreizfaktor für den ersten Benutzer auf 4 gewechselt hat, würde der Knoten für den ersten Benutzer mit einem Spreizfaktor 4 (C4,1) dann mit einem von dem zweiten Benutzer reservierten Knoten in Konflikt kommen. wenn es notwendig ist, daß beide Benutzer gleichzeitig unterstützt werden, ist es notwendig, den Codebaum umzudefinieren. Eine mögliche Verfahrensweise dafür würde darin bestehen, dem ersten Benutzer am Anfang zwei definierte Wege zuzuteilen. Statt sich als Reaktion auf einen sich ändernden Spreizfaktor lediglich entlang eines definierten Weges zu bewegen, ist es somit möglich sich zwischen definierten Wegen zu bewegen.
Außerdem ist es möglich, daß wenn durch die Anpassung des Spreizfaktors für einen bestimmten Benutzer ein Konflikt verursacht wird, daß einer der beiden Benutzer, die in Konflikt kommen, Priorität gegenüber dem anderen haben könnte. In diesem Fall kann der Betrieb eines Benutzers gestoppt werden, während der andere voranschreitet.
Außerdem ist es möglich, daß zwei beliebige Benutzer in einem beliebigen Fall nicht zur gleichen Zeit operieren. Sogar wenn ein Konflikt zwischen einem gewählten Knoten und einem reservierten Knoten besteht, besteht also möglicherweise kein Leistungsabstrich, wenn die beiden Benutzer nicht zur gleichen Zeit operieren.
Eine Technik zum Konfigurieren der Abwärtsverbindung zwischen einer Basisstation und mehreren Benutzern (Mobilstationen) gemäß dem Stand der Technik wird nun beschrieben. 6 zeigt die allgemeinen Schritte der vorbekannten Technik. Wenn ein Benutzer die Abwärtsstreckenkommunikation einleitet, findet in einem Schritt 602 eine Funkbetriebsmittelzuteilungsherstellung statt. Diese besteht darin, daß ein Benutzer eine Funkbetriebsmittelzuteilungsanforderung zu der Basisstation sendet und die Basisstation ein Funkbetriebsmittel-Zuteilungsgewährungssignal zu dem Benutzer zurücksendet.
In einem Schritt 604 findet eine Verbindungsherstellung der Funkbetriebsmittelsteuerung (RRC) statt. Die RRC-Herstellung richtet eine Zeichengabestrecke zwischen dem Benutzer und der Basisstation zum Austausch von Steuerinformationen ein. Zum Beispiel kann der Benutzer der Basisstation Steuerinformationen bezüglich der für die Kommunikationssitzung erforderlichen Dienstqualität, wie zum Beispiel Datentyp, zuführen. Die RRC-Verbindungsherstellung wird Fachleuten vertraut sein.
In einem Schritt 606 wird eine Einrichtprozedur für den Funkzugriffsträger (RAB) eingeleitet, um den physischen Kanal für Benutzerdaten herzustellen. Wieder wird die RAB-Herstellung der Schritte 606 bis 612 Fachleuten vertraut sein, und es wird hier nur eine ausreichende Beschreibung gegeben, um ein Verständnis zu ermöglichen, wie die neue Technik zum Übermitteln von Kanalisierungscodes in der Abwärtsstrecke, die nachfolgend weiter besprochen wird, funktioniert.
In einem Schritt 608 wird der zu benutzende Code gemäß den Techniken entweder von 2 oder 4 bestimmt, und in einem Schritt 610 wird der gewählte Knoten nur des dem Benutzer zugeteilten Codeweges zu dem Benutzer übermittelt. In dieser Stufe wird also der erforderliche Spreizfaktor für die Kommunikationssitzung so bestimmt, daß nur der eine der Knoten des definierten Zweiges, der für die aktuelle Kommunikationssitzung erforderlich ist, ausgewählt und zu dem Benutzer übermittelt wird.
In einem Schritt 612 ist die RAB-Prozedur abgeschlossen, und in einem Schritt 614 schreitet dann die Abwärtsstreckenkommunikation zwischen dem Benutzer und der Mobilstation auf der Basis des hergestellten RAB voran.
In einem Schritt 616 ist zum Beispiel aufgrund einer Änderung des Volumens an zu übertragenden Daten eine Änderung des Spreizfaktors für den bestimmten Benutzer erforderlich. In einem Schritt 618 wird eine RAB-Anforderung eingeleitet, und im Schritt 620 wird dann ein RAB durchgeführt und ein neuer gewählter Knoten des Zweiges zu dem Benutzer übermittelt. In einem Schritt 622 ist der RAB abgeschlossen und in einem Schritt 624 wird die Kommunikation dann auf der Basis des neu hergestellten RAB fortgesetzt.
Sobald die Kommunikation hergestellt ist, muß also jedesmal dann, wenn eine Änderung des Spreizfaktors des Kanalisierungscodes erforderlich ist, wie zum Beispiel aufgrund einer Änderung der Bandbreite, eine neue RAB-Herstellung stattfinden.
Die neue vorteilhafte Technik zum Herstellen der Abwärtsstrecke wird nun mit Bezug auf 7 beschrieben. Wenn ein Benutzer die Abwärtsstreckenkommunikation einleitet, findet wie zuvor in einem Schritt 702 dann eine Funkbetriebsmittelzuteilungsherstellung statt. Diese besteht daraus, daß ein Benutzer eine Funkbetriebsmittelzuteilungsanforderung zu der Basisstation sendet und die Basisstation ein Funkbetriebsmittel-Zuteilungsgewährungssignal zu dem Benutzer zurücksendet. In einem Schritt 704 findet die Herstellung der Funkbetriebsmittelsteuerung (RRC) statt. In einem Schritt 706 wird eine Einrichtprozedur für den Funkzugriffsträger (RAB) eingeleitet, um den physischen Kanal herzustellen.
In einem Schritt 708 wird dem Benutzer vorzugsweise gemäß der Technik von 4 ein Kanalisierungscode zugeteilt.
In einem Schritt 710 wird der für einen bestimmten Benutzer definierte Zweig zu dem Benutzer übermittelt. Das heißt, es werden alle möglichen Knoten des definierten Weges zu dem Benutzer übermittelt.
Der zugeteilte Codeweg, d.h. der definierte Weg, wird während der RAB-Herstellung zu dem Benutzer übermittelt, wenn über die RRC-Verbindung das Transportformat (TF) und der Transportformatkombinationssatz (TFCS) zu dem Benutzer übertragen werden. Das Transportformat besteht aus einem dynamischen und einem halbstatischen Teil. Der dynamische Teil wird so modifiziert, daß er Abwärtsstreckenkanalisierungscode-Labels (x_d, y_d, so daß C_xd,yd) enthält.
Mit Bezug auf das obige Beispiel von 5(a) und 5(b) würden also für Benutzer 1 die Abwärtsstreckenkanalisierungscode-Label [4,1; 8,2] gesendet, wodurch der in 5(a) durch U10 bis U1 gezeigte Weg definiert wird. Für Benutzer 2 würden die Abwärtsstreckenkanalisierungscode-Label [4,1; 8,1; 16,1] gesendet, wodurch der in 5(a) durch U20 bis U2 gezeigte Weg definiert wird. Für Benutzer 3 würden die Abwärtsstreckenkanalisierungscode-Label [2,2; 4,3; 8,5] gesendet, wodurch der in 5(a) durch U30 bis U3 gezeigte Weg definiert wird.
Der halbstatische Teil bleibt wie zuvor. Der Zweck des Hinzufügens der Label der Abwärtsstreckenkanalisierungscodes besteht darin, eine schnelle Änderung des Spreizfaktors und seines entsprechenden Kanalisierungscodes zu ermöglichen.
In einem Schritt 712 ist die RAB-Herstellung dann abgeschlossen.
In einem Schritt 714 findet eine Kommunikation auf der Basis des hergestellten RAB statt. Die während der Kommunikation gesendeten Datenpakete enthalten jeweils einen Transportformatkommunikationsanzeiger (TFCI) und gemäß der neuen Technik wird der TFCI so modifiziert, daß er eine Kennung enthält, die den einen des Satzes von Knoten identifiziert, der zu dem Benutzer in dem TFS während der RAB-Herstellung zur Auswahl für die Verwendung in der Abwärtsstrecke gesendet wird. Unter nochmaliger Bezugnahme auf das Beispiel von 5(a) und 5(b) identifiziert somit für Benutzer 1 der TFCI das zweite der Kanalisierungscode-Label, das während der RAB-Herstellung gesendet wird.
In einem Schritt 716 ist eine Änderung des Spreizfaktors erforderlich. In einem Schritt 718 wird deshalb das Label in dem TFCI der Datenpakete mit dem Knoten des Zweiges für den neuen Spreizfaktor modifiziert und in einem Schritt 720 wird die Kommunikation dann auf der Basis des ursprünglich hergestellten RAB fortgesetzt.
Somit ist ersichtlich, daß durch Übermitteln aller möglichen Knoten des definierten Weges für einen Benutzer zu dem Benutzer während der RAB-Herstellung keine Anforderung dafür besteht, daß die RAB-Herstellung jedesmal wiederholt wird, wenn es notwendig ist, den Spreizfaktor zu ändern, so wie es im Stand der Technik der Fall ist.

Claims

Verfahren zum Übermitteln eines gewählten Kanalisierungscodes für eine Abwärtsstrecke zu einem Benutzer, mit den folgenden Schritten: Übertragen (710) eines Satzes von Knoten eines Codebaums, der einen definierten Weg des Baums für den Benutzer umfaßt, und Übertragen (714) einer Kennung, die einen zu verwendenden des Satzes von Knoten identifiziert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Satz von Knoten während der Funkzugriffs-Trägerherstellungssitzung (706-712) zwischen dem Benutzer und einer Basisstation zu dem Benutzer übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Satz von Knoten in dem Transportformatsatz enthalten ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Kennung in einem Datenpaket übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Kennung in einer Transportformat-Kombinationskennung (TFCI) übertragen wird.