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HINTERGRUND
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Dei
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung
zum Reduzieren des Bereitschaftsenergieverbrauchs von batteriebetriebenen Schnurlos-
oder Funktelefonen.
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Konventionell
ist gezeigt worden, dass der Energieverbrauch von batteriebetriebenen
tragbaren Telefonen reduziert werden kann durch Betreiben dieser
Einrichtungen in einem Bereitschaftsmodus (manchmal auch als "Ruhemodus" bezeichnet) während der
Zeit zwischen den Konversationen, wenn darauf gewartet wird, dass
der Teilnehmer einen neuen Ruf veranlasst oder einen neuen Ruf vom
Netz empfängt.
Der prinzipiell verwendete Mechanismus zum Reduzieren des Bereitschaftsenergieverbrauchs
ist, den Sender derart auszuschalten, dass nur der Empfänger betrieben
wird, das heißt,
auf einem designierten Netzrufkanal zu horchen. Jedoch sind moderne
Handtelefone so klein, dass die verfügbare Kapazität der kleinen
internen Batterien nur ausreicht, den Empfänger kontinuierlich für einige
Stunden zu betreiben.
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Demgemäss ist in
verschiedenen Funkkommunikationssystemen, z.B. Systemen, die in Übereinstimmung
mit dem Digitalzellularsystemstandard des Europäischen Globalen Systems für Mobilkommunikation
bzw. GSM entwickelt worden sind, ein anderes Verfahren beschrieben
und verwendet worden, um den Bereitschaftsmodusenergieverbrauch
eines Empfängers
weiter zu reduzieren. Dieses Verfahren verwendet das impulsartige
Ein- und Ausschalten des Empfängers
mit einem niedrigen Tastgrad. Speziell weiß das Netz um die Perioden,
während
denen der Empfänger
in irgendeiner gegebenen tragbaren Station mit Energie versorgt
sein wird, so dass das Senden von Funkruf- bzw. Paging-Nachrichten
zu einer speziellen fernen Einrichtung Zeit-abgestimmt werden kann,
um bei der fernen Einrichtung zu diesen Zeiten anzukommen. Diese
Technik wird manchmal als Versetzen der fernen Einrichtung in einen "Schlummermodus" bezeichnet, wohingegen
sie periodisch "aufwacht", um den Funkruf-
bzw. Paging-Kanal zu lesen und zu bestimmen, ob ein Ruf einzurichten
ist.
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Portable
Telefone werden gemäß der GSM-Systemspezifikation
aufgeteilt in Schlummermodusgruppen entweder in Übereinstimmung mit einigen
der Digits ihrer Telefonnummern oder als durch den Netzbetreiber
designiert. Als ein einfaches Beispiel könnten jene Telefone, die eine
mit 0 endende Nummer haben, zu der Schlummermodusgruppe 0 gehören; jene,
die auf 1 enden zu der Schlummermodusgruppe 1 und so weiter. Die
Netzrufkanalkapazität
wird zeitaufgeteilt der in eine Anzahl zyklisch wiederholter Perioden
(Zeitschlitze) in Übereinstimmung mit
den Schlummermodusgruppen. Ein Ruf zu einem Telefon wird dann nur
in einer seiner Schlummermodusgruppe entsprechenden Periode gesendet,
wenn bekannt ist, dass es aufgeweckt ist. Auf das Aufwecken hin
kann der tragbare Empfänger
beim Empfangen einer solchen Nachricht vom Netz und dem Erfassen,
dass seine eigene Telefonnummer oder Identifikationsnummer (ID)
gerufen wird, das Pulsieren stoppen und kontinuierlich eingeschaltet
bleiben, um fernere Information zu empfangen und der tragbare Sender
kann aktiviert werden zum Antworten zu der Zelle, wenn der Teilnehmer
den Ruf beispielsweise durch Drücken
eines geeigneten Knopfes annimmt. Zudem kann zum Aufwecken seiner
vorfestgelegten Paging-Periode zum Bestimmen, ob sie von dem Netz
gerufen wird, eine ferne Einrichtung auch periodisch das Senden
von Nachbarbasisstationen überwachen
müssen,
um sicherzustellen, dass sie zu einer bevorzugten Basisstation horcht,
die eine qualitativ hochwertige Verbindung bereitstellt.
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Wie
ferner Fachleuten ersichtlich wird, ist es wünschenswert, den Zeitumfang,
den eine ferne Einrichtung schlummert zu maximieren, um die Bereitschaftszeit,
die einer gegebenen Batteriequelle zugeordnet ist, zu erhöhen. Zum
Erzielen dieser Ziele würde
es ferner wünschenswert
sein für
eine ferne Einrichtung, gleichzeitig sowohl die zuvor erwähnten Aufgaben
zu erfüllen,
das heißt,
nach Paging-Nachrichten mit ihrer Identifikationsnummer zu horchen und
irgendwelche ferneren Hilfsfunktionen zu erfüllen, z.B. wenn die ferne Einrichtung
aufwacht, um den Paging-Kanal zu lesen.
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Da
jedoch die Komplexität
der Funkkommunikationssysteme im Allgemeinen zunimmt um ein Anwachsen
der Performance und der Kapazität
zu unterstützen,
nimmt auch die Komplexität
und die Anzahl der von der fernen Einrichtung auszuführenden Aufgaben
zu, um imstande zu sein, von dem System gesendete Information in
geeigneter Weise zu erfassen und zu decodieren. Ein gewisses vorgeschlagenes
Breitband-Codemultiplex-Vielfachzugriffschema (W-CDMA)
erfordert, dass ferne Einrichtungen zusätzlich zu verschiedenen Arten
von Zeitsynchronisation, gewisse andere Funktionen ausführend, um beispielsweise
die Entspreizungscodes, die den Sendungen verschiedener Basisstationen
zugeordnet sind, zu identifizieren. Diese zusätzlichen Funktionen können erfordern,
dass die ferne Einrichtung zusätzlich
zu ihrem zugeordneten Paging-Zeitschlitz bzw. ihren zugeordneten
Paging-Zeitschlitzen in jedem Superrahmen eine Vielzahl unterschiedlicher
Zeitschlitze innerhalb der Rahmenstruktur eines Rundsendesteuerkanals
(broadcast control channel bzw. BCCH) liest, das heißt, unterschiedlich
nummerierte Zeitschlitze. Wenn jedoch die fernen Einrichtungen entworfen
sind, um in demselben nummerierten Zeitschlitz oder denselben nummerierten
Zeitschlitzen in jedem Superrahmen für Paging-Zwecke "aufzuwachen", ist es dann nicht möglich, gleichzeitig
sowohl die Paging-Funktionen als auch die anderen Hilfsfunktionen
auszuführen,
da die ferne Einrichtung nur denselben nummerierten Zeitschlitz
in jedem Superrahmen sowohl für
den Steuerkanal als auch den Paging-Kanal lesen würde. Demnach
muss die ferne Einrichtung für
mindestens einen anderen Zeitschlitz in jedem Superrahmen "aufgeweckt" werden, um die unterschiedlich
nummerierten Zeitschlitzinformationen, die für Hilfsverarbeitung erforderlich
sind, zu lesen. Wie oben erwähnt,
ist dies nicht wünschenswert, da
es den Energieverbrauch während
des Bereitschaftsmodus erhöht.
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US-5,491,718
offenbart ein Funktelefon, das imstande ist, eine Operation innerhalb
eines CDMR-Funktelefonsystems auszuführen. Das Funktelefon schließt einen
Empfänger
ein zum Empfangen einer Paging-Kanal-Sendung, einen Systemzeit-Pseudorauschgenerator;
und eine Entspreizungsschaltung mit einem an den Empfänger gekoppelten
Eingang zum Entspreizen der während
mindestens einem Abschnitt des zugeordneten Schlitzes empfangenen
Paging-Kanal-Sendung. Für
den zugeordneten Schlitz wird eine Dauer vorbestimmt, die dreimal
der Dauer einer Überlaufpufferperiode
des Systemzeitpseudorauschgenerators und vier Mal der Dauer eines
Rahmens entspricht. Die Verwendung von vorbestimmten Masken, um
den PN-Generator und insbesondre einen Lang-Code- bzw. Long-Code-PN-Generator
zu initialisieren, werden auch beschrieben.
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Demgemäss wäre es wünschenswert,
ein System, eine ferne Einrichtung und Techniken bereitzustellen,
die entworfen sind, um den Bereitschaftsenergieverbrauch zu reduzieren
durch Zulassen, dass eine ferne Einrichtung sowohl Paging-Funktionen als auch
andere Hilfsfunktionen (z.B. Basisstations-Codeidentifikationsfunktionen)
während
seines/seiner zugeordneten Paging-Zeitschlitzes/schlitze ausführt.
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RESÜMEE
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Diese
und andere Einschränkungen
und Nachteile konventioneller Schlummermodi und Paging-Techniken
werden gemäß beispielhafter
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ausgeräumt, welche es einer fernen
Einrichtung ermöglichen,
Information von unterschiedlich nummerierten Zeitschlitzen in einem
Steuerkanal zu erhalten, während
sie nur Aufwachen für
die minimale Zeitdauer, die benötigt
wird zum Lesen ihres/ihrer zugeordneten Paging-Zeitschlitzes/Zeitschlitze.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zum Reduzieren des Energieverbrauchs
in einer Mobilstation in Übereinstimmung
mit dem beiliegenden unabhängigen
Patentanspruch 1 bereitgestellt, ein Funkkommunikationssystem in Übereinstimmung
mit dem beiliegenden unabhängigen
Anspruch 15 und eine Mobilstation in Übereinstimmung mit dem beiliegenden
unabhängigen
Anspruch 24. Bevorzugte Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung der vorliegenden Anmeldung wird nun detaillierter unter
Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens
und der Einrichtung, die nur beispielhaft angegeben werden, und
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in
denen zeigt:
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1 einer
Luftschnittstelle zugeordnete Rahmenstrukturen, die zum Implementieren
der vorliegenden Erfindung verwendet werden können;
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2(a) ein Blockdiagramm einer beispielhaften Sender- und Empfängerstruktur,
die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden
können;
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2(b) ein Diagramm einer beispielhaften Abbildung
zwischen Spreizcode/Zeitschlitzfolgen und Long-Code-Gruppen;
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3 eine
Paging-Kanal-Zeitschlitzstruktur und ein Paging-Gruppenabbilden
für ein
konventionelles Paging-Schema;
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4 modifizierte
Paging-Kanal-Zeitschlitzstruktur und Paging-Gruppenabbilden in Übereinstimmung
mit einer beispielhaften Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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5 ein
Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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6 ein
Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer anderen beispielhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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In
der folgenden Beschreibung werden zum Zwecke der Erläuterung
und nicht der Einschränkung spezifische
Details wie zum Beispiel spezielle Schaltungen, Schaltungskomponenten,
Techniken etc., dargelegt, um ein vollständiges Verständnis der
vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Jedoch wird Fachleuten ersichtlich,
dass die vorliegende Erfindung in anderen Ausführungsformen ausgeführt werden kann,
die von diesen spezifischen Details abweichen. An anderen Stellen
sind detaillierte Beschreibungen wohlbekannter Verfahren, Einrichtungen
und Schaltungen weggelassen worden, um die Beschreibung der vorliegenden
Erfindung nicht zu überladen.
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Gemäß einem
Beispiel wird in dem Paging-Kanal eine unterschiedliche Anzahl von
Zeitschlitzen pro Superrahmen bereitgestellt als in dem Steuerkanal.
Auf diese Weise wird ein inkrementaler Zeitschlitzversatz zwischen
Steuerkanal-Superrahmen
und Paging-Kanal-Superrahmen erzeugt. Wenn eine ferne Einrichtung
aufwacht, um ihren zugeordneten Paging-Zeitschlitz bzw. ihre zugeordneten Paging-Zeitschlitze
zu lesen, kann sie demnach zur selben Zeit einen gleichzeitig empfangenen
Steuerkanalzeitschlitz lesen. Bedingt durch den erzeugten Versatz
wird der gleichzeitig empfangene Steuerkanalzeitschlitz von Superrahmen
zu Superrahmen wechseln, selbst wenn die ferne Station denselben Paging-Zeitschlitz in Bezug
auf die Paging-Kanal-Superrahmenstruktur liest.
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Gemäß einem
anderen Beispiel wird Information auf unterschiedlich nummerierten
Zeitschlitzen des Steuerkanals gelesen während ein Minimieren der Energieversorgungseinschaltzeit
während des
Bereitschaftsmodus durch Neuabbilden der fernen Einrichtung auf
unterschiedliche Paging-Gruppen und Ausnützen des Vorteils von irgendwelcher zusätzlicher
Aufweckzeit erreicht werden kann. Durch Neuabbilden der fernen Einrichtung
auf unterschiedliche Paging-Gruppen wird die ferne Einrichtung in
die Lage versetzt, unterschiedlich nummerierte Zeitschlitze auf
dem Steuerkanal zu lesen. Wenn eine ferne Einrichtung für eine längere Zeit
aufzuwecken ist als gerade ihren zugeordneten Zeitschlitz (z.B.
zum Ausführen
von Kanalschätzung),
dann kann diese zusätzliche
Zeit auch verwendet werden zum Lesen unterschiedlich nummerierter
Zeitschlitze auf dem Steuerkanal.
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Gemäß noch einem
anderen Beispiel kann der irgendeiner gegebenen fernen Einrichtung
zugeordnete Anfangszeitschlitz von Superrahmen zu Superrahmen variiert
werden, um die ferne Einrichtung mit einer Möglichkeit zu versehen, die
Information in unterschiedlichen Steuerkanalzeitschlitzen zu lesen, wenn
sie aufwacht, um nach Paging-Nachrichten zu forschen.
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Die
hier diskutierten beispielhaften Funkkommunikationssysteme werden
als eine Hybrid-TDMA/CDMA-Methodologie
verwendend beschrieben, in welcher Kommunikation zwischen der Basisstation und
den Mobilendgeräten
unter Verwendung von Spreizcodes ausgeführt wird, aber wobei Information auch
in diskreten Zeitschlitzen übermittelt
wird. Jedoch werden Fachleute erkennen, dass die hier offenbarten
Konzepte auch in anderen Methodologien Anwendung finden, einschließlich ohne
beschränkt zu
sein auf Frequenzaufteilungs-Mehrfachzugriff (FDMA), TDMA, CDMA
oder irgendeine andere Zugriffsmethodologie. In ähnlicher Weise stellen einige der
beispielhaften Ausführungsformen
erläuternde Beispiele
in Bezug auf eine beispielhafte Rahmen- und logische Kanal-Struktur bereit,
die für
gewisse Funkkommunikationssysteme der dritten Generator überlegt
werden, jedoch sind die Techniken hier in gleicher Weise anwendbar
auf in irgendwelchen Systemen verwendete Ausrüstung.
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Wenn
der erste Rahmen eines gewünschten Informationssignals
von einem Empfänger
empfangen wird, werden in den meisten Kommunikationssystemen der
Takt beim Sender und der Takt beim Empfänger nicht "verriegelt", das heißt, sie sind nicht zeitsynchronisiert.
Ein Teil dieser Verriegelungsprozedur ist das gemeinsame Bezugnehmen
auf eine Rahmensynchronisation. Zu den Zwecken der Erläuterung
und nicht der Einschränkung überlege
man die beispielhaften Rahmen- und Zeitschlitzstrukturen, die der
Luftschnittstelle für
dieses System zugeordnet sind, wie in 1 dargestellt.
Darin bilden 72 Funkrahmen von 10 ms jeweils einen Superrahmen. Innerhalb
jedes Funkrahmens gibt es 16 Zeitschlitze. Jeder Zeitschlitz schließt abhängig von
dem Kanal, dem er entspricht, verschiedene Informationstypen und
Felder ein. In 1 sind zwei solche Kanäle BCCH1
und BCCH2 dar derstellt.
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In
gewissen vorgeschlagenen Technologien sind diese beiden Kanäle als Perch1
bzw. Perch2 bezeichnet worden.
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Diese
beiden Kanäle
sind Rundsendesteuerkanäle,
die durch die Basisstation zu allen Mobilstationen in dem durch
diese Basisstation bedienten Bereich übertragen werden, z.B. unter
Verwendung unterschiedlicher Kurz-Codes bzw. Short-Codes, die a priori
von den Mobilendgeräten
bekannt sind. Wie in der Figur zu ersehen ist, schließt jeder
Steuerkanal ein Synchronisationssymbol (oder Bit) pro Zeitschlitz ein.
Diese Synchronisationssymbole sind als Lang-Code- bzw. Long-Codemaskierte
Symbole (LCMS) bezeichnet worden. Das Synchronisationssymbol (oder
Bit) im BCCH2 kann zur Rahmensynchronisation verwendet werden, wie
nachstehend beschrieben, sowie zur Verwendung beim Identifizieren
der der Basisstation zugeordneten Long-Codegruppe, die dieser Kanal überträgt. BCCH1 überträgt auch
Pilotsymbole, die beispielsweise von einem Empfänger zum Durchführen von
Kanalschätzung verwendet
werden können,
und einen logischen Informationskanal, der variierende Arten von
Zusatzinformation übertragen
kann, z.B. das Identifizieren eines Netzbetreibers, Sektors, etc.
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2(A) ist ein Blockdiagramm, das einige der Übertragungs-
und Empfangskomponenten darstellt, die zum Kommunizieren von Information über die
Luftschnittstelle unter Verwendung der Rahmen- und Zeitschlitzkanalstrukturen
verwendet werden können,
die in 1 dargestellt sind. Darin senden zwei Quellen 40 und 50,
z.B. unterstützt
durch unterschiedliche Sender in einer einzelnen Basisstation, unterschiedliche
Signale über
dasselbe Frequenzspektrum unter Verwendung von Breitspektrumtechniken.
Die jeder Quelle zugeordneten Eingangsdaten werden mit einem orthogonalen
Short-Code multipliziert und durch einen zusätzlichen Long-Code verwürfelt. Die
Summe der codierten und gespreizten Benutzerdaten wird dann unter
Verwendung eines Funkfrequenzträgers
und einer Senderantenne gesendet.
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Beispielsweise
werden in 2(a) Benutzereingangsdaten 41 mit
einem orthogonalen Short-Code 43 multipliziert und unter
Verwendung eines Long-Code 45 verwürfelt. Die Summe der codierten
und gespreizten Benutzerdaten 47 wird zum Modulieren eines
Funkfrequenzträgers 49 verwendet, der
von der Senderantenne 42 gesendet wird. In ähnlicher
Weise werden die Benutzereingangsdaten 51 mit einem orthogonalen
Short-Code 53 multipliziert und
unter Verwendung eines Long-Code 55 verwürfelt. Die
Summe der codierten und gespreizten Benutzerdaten 57 wird
verwendet zum Modulieren eines Funkfrequenzträgers 59, der durch
eine Senderantenne 52 gesendet wird. Die Sendeantenne 42 sendet
ein Signal 44 und die Sendeantenne 52 sendet ein
Signal 54.
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Der
Empfänger 60 hat
eine Empfangsantenne 62. Die Signale 44 und 54 erfahren
Kanalbeeinträchtigung
bedingt durch das Gesendetwerden über eine Luftschnittstelle,
z.B. Reflektionen von Signalen 44 und 54, die
sich entlang unterschiedlicher Pfade variierender Länge ausbreiten.
Die Interaktionen zwischen diesen Reflektionen verursachen Mehrpfad-Fading
oder Mehrpfadschwund, dessen Wirkungen abhängig von dem spezifischen Ort
der Mobilstation zu irgendeiner gegebenen Zeit variieren und die
Stärken
dieser Signale nehmen mit zunehmendem Abstand zwischen der Quelle
und dem Empfänger
ab. Der Empfänger 60 kann
einen RAKE-Empfänger
verwenden (der Fachleuten wohlbekannt ist) und die Signalenergie
von unterschiedlichen Signalpfaden sammeln. Wenn der Empfänger 60 das
Signal 98 empfängt,
demoduliert der Empfänger
das Signal unter Verwendung des Trägersignals 64 zum
Bereitstellen eines zusammengesetzten Signals 67. Das zusammengesetzte
Signal 67 wird entspreizt unter Verwendung eines synchronisierten Long-Codes 65 und
decodiert unter Verwendung eines synchronisierten Orthogonalcodes.
Der Empfänger 60 kann
einen Integrierer 68 und einen Abtaster 69 verwenden
zum Neuerstellen der übertragenen Benutzerdaten.
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Zusätzlich zu
dem Verarbeiten von auf seinem zugeordneten Verkehrskanal empfangenen
Signalen, d.h., unter Verwendung eines einzigartigen Short-Codes,
hat eine Mobilstation auch andere Signalverarbeitungsaufgaben. Beispielsweise
wenn mit Energie versorgt und im Ruhezustand, wird die Mobilstation
auf einen Rundsendesteuerkanal horchen bezüglich verschiedener Informationen,
z.B. Paging-Nachrichten. Periodisch wird die Mobilstation von den
Nachbarbasisstationen, für
die sie die Qualität
messen sollte, beispielsweise über
eine Signalstärke
des Rundsendesteuerkanals, nach welchem sie horcht, sowie die Qualität von Steuerkanälen, die von
anderen benachbarten Zellen rundgesendet werden, informiert, so
dass das System sicherstellen kann, dass die im Ruhezustand befindliche
Mobilstation nach einem geeigneten Steuerkanal horcht. In dem Prozess
des Überwachens
der Qualität
der durch benachbarte Basisstationen gesendeten Rundsendesteuerkanäle muss
die Mobilstation auch darauf synchronisiert werden und die Long-Codes, die von verschiedenen
Basisstationen zum Verwürfeln
ihrer jeweiligen Sendungen verwendet werden, identifizieren.
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Um
die Signalverarbeitungsaufgaben, die mit einem Hochfahren, einer
Bewegung zwischen Zellen und der Zellenneuauswahl einhergehen, muss der
Empfänger 16 imstande
sein, Zeitsynchronisiert zu der Rahmenstruktur der Sendung von verschiedenen,
nicht-synchronisierten Basisstationen zu sein. Gemäss einer
Technik holt die Mobilstation zuerst eine Zeitschlitz- (oder Primär-)Synchronisation
ein, gefolgt von Rahmensynchronisation, Long-Code-Gruppenidentifikation
und dann Long-Code-Identifikation. Zeitschlitzsynchronisation kann
unter Verwendung der in dem ersten Rundsendesteuerkanal BCCH1 gefundenen
Synchronisationsinformation ausgeführt werden.
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Der
Long-Code-Gruppenidentifikationsprozess kann beispielsweise durch
Variieren (bei der Basisstation) des Spreiz-Codes (d.h. Short-Codes),
der zum Spreizen von Information in Zeitschlitzen auf dem BCCH2
in Übereinstimmung
mit einer vorbestimmten, einer speziellen Long-Code-Gruppe zugeordneten
Sequenz verwendet wird, innerhalb welcher Gruppe der Long-Code von
dieser speziellen Basisstation zum Verwürfeln verwendet wird, ausgeführt werden.
Dann liest die Mobilstation eine Vielzahl von Zeitschlitzen und
identifiziert den für
jeden Zeitschlitz verwendeten Spreizcode, d.h., durch Korrelieren
eines Symbols in jedem Zeitschlitz zu jedem der Sätze möglicher
Short-Codes. Die Mobilstation kann dann eine Folge von Short-Codes
bestimmen, die durch die Basisstation verwendet werden und diese
Folge mit einer gespeicherten Tabelle vergleichen, z.B. der in 2(b) gezeigten. Dies ermöglicht es der Basisstation,
die Long-Code-Gruppe, die der irgendeinen gegebenen BCCH2 sendenden
Basisstation zugeordnet ist, zu bestimmen, von welcher die Basisstation
dann den spezifischen Long-Code durch Ausführen eines anderen Satzes von
Korrelationen bestimmen kann.
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Da
die vordefinierten Long-Code-Gruppenidentifikationsfolgen in 2(b) einzigartige zyklische Verschiebungen haben,
kann durch Identifizieren der Verschiebungen die Mobilstation ebenfalls
eine Rahmensynchronisation bestimmen. Alternativ können, wenn
Long-Code-Gruppenidentifikation in irgendeiner anderen Weise als
der oben beschriebenen ausgeführt
wird, andere Techniken erforderlich sein zum Ausführen von
Rahmensynchronisation.
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Beispielsweise
kann Rahmensynchronisation unter Verwendung des Synchronisationssymbols oder
Bits vorgenommen werden, das in unterschiedlich nummerierten Zeitschlitzen
gefunden wird, die auf BCCH2 rundgesendet werden. Genauer wird das Synchronisationssymbol
oder Bit (z.B. LCMS) durch die Basisstation in jedem Zeitschlitz
dieses Steuerkanals in Übereinstimmung
mit einem vorbestimmten zyklischen Muster gesendet, das durch die
Mobilstation verwendet werden kann zum Bestimmen des Orts der Rahmengrenze
für die
Basisstation, auf die sie derzeitig horcht. Die Synchronisationsfolge
ist typischer Weise eine, die ausgewählt ist, um gute Autokorrelationseigenschaften
zu haben, z.B. Maximallängensequenzen.
Eine beispielhafte Folge, die zuvor für die Verwendung als Synchronisationsfolge vorgeschlagen
worden ist und hier zum besseren Erläutern der vorliegenden Erfindung
verwendet werden wird ist:
1, 1, 1, –1, –1, –1 –1, 1, –1, 1, –1, –1, 1, 1, –1, 1,
obwohl Fachleute
erkennen werden, dass die vorliegende Erfindung unter Verwendung
irgendeiner Bit-Folge implementiert werden kann oder zu diesem Zweck
irgendeine Symbolfolge verwendet werden kann, egal, ob die Symbole
unter Verwendung eines binären
Alphabets (einschließlich
irgendwelcher Verschiebungen von dieser Folge) oder eines Mary-Alphabets
dargestellt werden. Für
diese Folge würde demnach
jedoch die Basisstation eine "1" als Synchronisationsbit
im Zeitschlitz #1 des BCCH2, eine "1" als
Synchronisationsbit im Zeitschlitz #2, ... und eine "1" als Synchronisationsbit im Zeitschlitz
#16 senden.
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Da
das Muster vorbestimmt und zyklisch ist, muss die Mobilstation zum
Identifizieren der Zeitverschiebung zwischen der Reihenfolge, in
welcher Zeitschlitze empfangen worden sind und dem Beginn eines
Rahmens identifizieren, um Rahmensynchronisation zu erreichen. Dies
kann in einer Geradeaus-Weise erreicht werden durch Bestimmen, wie viele
Verschiebungen erforderlich sind, um eine Übereinstimmung der Folge von
16 durch eine Mobilstation empfangenen Symbolen mit der vorbestimmten
durch die Basisstation wiederholten zyklischen Folge zu erzielen.
Beispielsweise angenommen, dass eine Mobilstation 16 aufeinanderfolgende
Zeitschlitze von BCCH2 empfängt
und decodiert, die durch eine spezielle Mobilstation gesendet werden und
ein Muster:
1, –1,
1, –1, –1, –1, 1, 1, –1, 1, 1,
1, 1, –1, –1, –1, 1
als
empfangene Synchronisationsbits identifiziert. Durch Verschieben
dieses Musters um 7 Stellen nach rechts (oder 9 Stellen nach links),
wird das empfangene Muster mit dem vorbestimmten Muster übereinstimmen,
hierdurch die Mobilstation mit dem Ort der Rahmengrenze versorgend.
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Um
diese Rahmensynchronisationsfunktion auszuführen, kann es jedoch für eine Mobilstation
im Ruhezustand erforderlich sein, das Synchronisationssymbol (z.B.
LCMS) in jedem der mehreren unterschiedlich nummerierten Zeitschlitze
zu lesen. Diese Aufgabe kann über
eine Anzahl unterschiedlicher Superrahmen erreicht werden, da das
Synchronisationssymbol wiederholt durch die Basisstation gesendet
wird. Jedoch sind konventionelle Paging-Schemata derart entworfen,
dass die Mobilstation zu dem bzw. den in gleicher Weise nummerierten
Zeitschlitz/Zeitschlitzen in einem Superrahmen aufwacht. Betrachte
das folgende Beispiel eines jüngst vorgeschlagenen
in 3 dargestellten Paging-Schemas.
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Darin
kann gesehen werden, dass jeder Superrahmen (für Kanäle einschließlich des
Paging-Kanals und des Rundsendesteuerkanals) aus 1152 Zeitschlitzen
besteht. Diese 1152 Zeitschlitze sind in 288 Paging-Gruppen gruppiert
worden, wobei jede aktive (d.h., mit Energie versorgte) Mobilstation
einer der 288 Paging-Gruppen zugeordnet ist. In diesem speziellen
Vorschlag wird Paging-Information in sechs Segmenten, die eine Gesamtheit
von vier Zeitschlitzperioden pro Superrahmen umspannen, übertragen. In
der 3 kann beispielsweise gesehen werden, dass Paging-Gruppe 1 ein
Viertel der Zeitschlitze #4 und #8 verwendet, die Hälfte des
Zeitschlitzes Nummer #12 und die gesamten Zeitschlitze #17, #22
und #27. Obwohl nicht speziell relevant für diese Diskussion, stellt
dieser Paging-Schema-Vorschlag zwei Indikatorsegmente bereit, z.B.
in Zeitschlitzen #4 und #8 für
die Paging-Gruppe 1, welche repräsentativen Indikatoren
jene Mobilstationen, die der Paging-Gruppe 1 zugeordnet sind, darüber informieren, ob
es irgendwelche Paging-Nachrichten dazu adressiert gibt. Wenn eine
Mobileinheit die Information in Zeitschlitz #4 decodiert und diese
Information angibt, dass es keine Seiten für sie in diesem Superrahmen gibt,
dann kann sie zurückkehren
in den Schlummermodusbetrieb und braucht nicht die verbleibenden Zeitschlitze,
z.B. Zeitschlitze #8, #12, #17, #22 und #27, die ihrer Paging-Gruppe zugeordnet
sind, zu lesen. In diesem vorgeschlagenen Paging-Schema kann demnach
erkannt werden, dass jede Mobilstation nur in erforderlicher Weise
für den
in gleicher Weise nummerierten Zeitschlitz in jedem Superrahmen aufwachen
muss, bis sie eine Paging-Nachricht empfängt oder dem System eine Zugriffsanforderung
anzeigt.
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Da
die Mobilstation nur für
denselben nummerierten Zeitschlitz in jedem Superrahmen zum Zwecke
des Forschens nach Paging-Nachrichten aufwachen muss, braucht sie
keine Möglichkeit
zum Lesen des Synchronisationssymbols von unterschiedlich nummerierten
Zeitschlitzen zum Zwecke der Rahmensynchronisation und Long-Code-Gruppenidentifikation,
die oben beschrieben worden sind. Demgemäss wird es unter diesem kürzlich vorgeschlagenen
Paging-Schema erforderlich sein, die Mobilstation für andere
Zeitschlitze zum Lesen solcher Zeitschlitze aufzuwecken, was wiederum
die Wirksamkeit des Schlummermodusbetriebs reduziert.
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Daher
haben die Anmelder alternative nachstehend beschriebene Techniken
entwickelt, die es einer fernen Einrichtung ermöglichen, nur aufzuwachen für den hier
zugeordneten Paging-Zeitschlitz oder die ihr zugeordneten Paging-Zeitschlitze und auch
noch das Synchronisationssymbol von unterschiedlich nummerierten
Zeitschlitzen über
eine Reihe von Superrahmen zu lesen. Gemäß einer ersten beispielhaften
Ausführungsform,
die in 4 dargestellt ist, kann dies erzielt werden durch
Einführen
eines Versatzes zwischen der Rahmenstruktur des Paging-Kanals und
der Rahmenstruktur des Rundsendesteuerkanals, z.B. BCCH2 in 1.
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In 4 schlagen
die Anmelder vor, einen Zeitschlitz zu der Paging-Kanal-Superrahmenstruktur
hinzuzufügen,
z.B. 1153 Zeitschlitze pro Superrahmen bereitzustellen, statt 1152
wie in 3. Dieser zusätzliche
Zeitschlitz fügt
einen Versatz zwischen der Superrahmenstruktur des Paging-Kanals und
der Superrahmenstruktur des Rundsendesteuerkanals ein, welcher Versatz
verwendet werden kann, um es einer fernen Einrichtung zu ermöglichen,
unterschiedliche nummerierte Zeitschlitze in sequentiellen Superrahmen
von Rundsendesteuerkanalinformation zu lesen beim Aufwachen zum
Lesen des in gleicher Weise nummerierten Zeitschlitzes von sequentiellen
Superrahmen des Paging-Kanals. Spezieller wird eine ferne Einrichtung
der Paging-Gruppe K noch während
des Schlitzes 4K von Superrahmen NSF für NSF = 0, 1, 2, ..., aufwachen, gerade wie
in dem zuvor vorgeschlagenen Paging-Schema der 3.
Jedoch, bedingt durch den zusätzlichen
Zeitschlitz in der Paging-Kanal-Superrahmenstruktur
bezogen auf die Struktur des Rundsendesteuerkanals, ist die ferne
Einrichtung imstande, auch den Synchronisationsschlitz von dem N-ten
Zeitschlitz des Rundsendesteuerkanalrahmens zu empfangen, wobei
N = (4K + NSF mod 16) gilt, wobei der Operator "mod" sich auf das Teilen
des ersten Operanden (z.B. 4K + NSF) durch
den zweiten Operanden (z.B. 16) und das Ausgeben des Restes bezieht.
Da NSF zunimmt, hat die ferne Einrichtung
demnach eine Möglichkeit
zum Empfangen des Synchronisationssymbols, z.B. LCMS von einer Anzahl
unterschiedlicher Zeitschlitze, z.B. aller 16 unterschiedlich nummerierter
Zeitschlitze in einem Rundsendesteuerkanalrahmen. Auf diese Weise
kann die ferne Einrichtung beispielsweise Rahmensynchronisation
oder andere Funktionen, die das Lesen unterschiedlicher Zeitschlitze
in dem Rundsendesteuerkanal erfordern, ausführen, ohne für mehr als
einen Zeitschlitz pro Superrahmen aufgeweckt zu werden.
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Diese
Technik kann mit Hilfe des Ablaufdiagramms der 5 zusammengefasst
werden. Darin wird bei dem Schritt 100 die ferne Einrichtung
ihren zugeordneten Zeitschlitz n auf dem Paging-Kanal während eines
ersten Superrahmens lesen und zu demselben Zeitpunkt einen gleichzeitig
gesendeten Zeitschlitz m auf dem Rundsendesteuerkanal lesen, beispielsweise,
um das in dem Zeitschlitz m gesendete Synchronisationssymbol zu
lesen. Während
des nächsten
Superrahmens, bei Schritt 102, liest die ferne Einrichtung
wieder den ihr zugeordneten Zeitschlitz n auf dem Paging-Kanal,
aber liest zu diesem Zeitpunkt den Zeitschlitz m + 1 auf dem Rundsendesteuerkanal,
da das System einen zusätzlichen
Zeitschlitz auf jedem der Paging-Kanäle überträgt, hierdurch einen Superrahmen
durch Superrahmen-Versatz zwischen dem Paging-Kanal und dem Rundsendesteuerkanal
einführend.
Demnach nimmt die ferne Einrichtung beispielsweise das nächste Synchronisationssymbol
ein und kann durch wiederholte Iterationen zum Beispiel das LCMS-Muster
bestimmen, welches es der fernen Einrichtung ermöglicht, Rahmensynchronisation
zu erlangen. Wie durch Schritt 103 angezeigt, wird der
Zyklus abhängig
von der Anzahl von Zeitschlitzen pro Rahmen nach irgendeiner Anzahl
von Iterationen p zurückkehren
zum nochmaligen Lesen des Zeitschlitzes m des Steuerkanals.
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Beachte,
dass das Abbilden zwischen Paging-Gruppen und Zeitschlitzen in 4 dasselbe
ist wie jenes in 3, obwohl Fachleute verstehen
werden, dass dies nicht erforderlicher Weise der Fall sein muss.
Daher kann in diesem Beispiel der zusätzliche Zeitschlitz #1024,
der in dem Paging-Kanal hinzugefügt
worden ist, ein Ruhe- bzw. Leer-Schlitz
sein. Alternativ könnte
andere Information durch das System während dieses Zeitschlitzes übertragen
werden. Darüber
hinaus, obwohl diese beispielhafte Ausführungsform einen beispielhaften
Versatz von einem Zeitschlitz zwischen dem Paging-Kanal und dem Rundsendesteuerkanal
zeigt, welcher unterschiedliche von aufeinanderfolgend nummerierten
Zeitschlitzen des Rundsendesteuerkanals zu lesen ermöglicht,
während
jedes der der fernen Einrichtung zugeordneten Paging-Zeitschlitze, werden
Fachleute einsehen, dass mehr als ein Zeitschlitz zu der Paging-Kanal-Struktur
hinzugefügt
werden könnte,
um einen unterschiedlichen Versatz zu erstellen.
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Es
kann jedoch für
die ferne Einrichtung erforderlich sein, für mehr als nur den ihr zugeordneten Zeitschlitz
bzw. die ihr zugeordneten Zeitschlitze aufzuwachen zum geeigneten
Empfangen und Decodieren der Paging-Information. Beispielsweise
muss eine Mobilstation in der Paging-Gruppe 1 einen oder mehrere
Zeitschlitze vor dem Zeitschlitz #4 in der Paging-Kanal-Superrahmenstruktur
aufwachen, um Kanalschätzung
von Pilotsymbolen derart auszuführen, dass
sie in geeigneter Weise die Information im Zeitschlitz #4 decodieren
kann, wenn diese Information empfangen wird. Unter diesen Umständen ist
es möglich,
die Paging-Gruppen, die anderen beispielhaften Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zugeordnet sind, derart neu abzubilden,
dass das System Information unter Verwendung derselben Superrahmenzeitschlitzstruktur
sowohl für
den Paging-Kanal als auch den Broadcast-Steuerkanal sendet und die
ferne Einrichtung noch mehrere unterschiedlich nummerierte Zeitschlitze
des Rundsendesteuerkanals lesen kann. Spezieller ändert gemäß dieser
zweiten beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die ferne Einrichtung Paging-Gruppen
von Superrahmen zu Superrahmen, so dass sie unterschiedlich nummerierte
Zeitschlitze auf dem Broadcast-Steuerkanal erhalten kann.
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Überlege
beispielsweise das folgende Beispiel, wobei eine ferne Einrichtung
für vier
Zeitschlitze aufwachen muss, um imstande zu sein, die Information
in ihrem zugeordneten Paging-Zeitschlitz in geeigneter Weise zu
lesen. Dann kann man eine Neuabbildungsfunktion derart erstellen,
dass eine ferne Einrichtung zwischen Paging-Gruppen in einer Weise
wechselt, die es ihr ermöglicht,
beispielsweise alle sechzehn unterschiedlich nummerierten Zeitschlitze
eines Rundsendesteuerkanals im Zuge von vier Superrahmen zu lesen.
Designiere beispielsweise f(i) irgendeine Ursprungsfunktion, die
verwendet wird zum Bestimmen einer Paging-Gruppenzahl NPG für eine ferne
Einrichtung mit einer Identifikationsnummer i, wobei 0 ≤ f(i) ≤ NPG – 1
gilt, dann kann die Paging-Gruppenzuordnung
geändert
werden als eine Funktion des Superrahmens in Übereinstimmung mit g(i) = (f(i)
+ NSF) mod NPG.
Auf diese Weise wird die Paging-Gruppe, zu der eine spezielle ferne Einrichtung
gehören
wird, jeweils sein: f(i), f(i) + 1, f(i) + 2, ..., während des
Superrahmens 0, 1, 2, ... Unter Verwendung der beispielhaften Paging-Schlitzzuordnung,
die in 3 oben dargestellt worden ist (d.h., Anfangs-Paging-Schlitz =
g(i) mod 16), und der beispielhaften Annahme, dass f(i) = 0 ist,
dann wird die Paging-Zeitschlitzzahl,
die die ferne Einrichtung für jeden
aufeinanderfolgenden Superrahmen lesen wird, zyklisch durchwechseln
zwischen Zeitschlitzen #0, #4, #8, #12, #0, #4, ... etc. Da in dieser
beispielhaften Ausführungsform
die Paging-Zeitschlitznummer der Steuerkanalzeitschlitznummer entspricht, wird
die ferne Einrichtung imstande sein, alle unterschiedlich nummerierten
Steuerkanalzeitschlitze zu lesen, wenn die ferne Einrichtung für eine Gesamtheit
von vier Zeitschlitzen aufgeweckt wird zum Lesen ihres zugeordneten
Paging-Kanal-Zeitschlitzes.
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Demnach
kann diese zweite beispielhafte Ausführungsform zusammengefasst
werden, wie durch das Ablaufdiagramm der 6 dargestellt.
Darin wird bei Schritt 200 die ferne Einrichtung einer
ersten Paging-Gruppe zugeordnet, wobei sie den Paging-Zeitschlitz
#n liest um zu sehen, ob sie einen Funkruf erhalten hat. Jedoch
weckt die ferne Einrichtung drei Zeitschlitze früher auf, um Kanalschätzinformation
einzuholen und diese Zeit verwendet sie zum Lesen von Steuerkanalschlitzen
#n – 3,
#n – 2, #n – 1 sowie
#n, um beispielsweise alle darauf übertragenen Synchronisationssymbole
(LCMS-Symbole) einzuholen. Es wird Fachleuten ersichtlich, dass obwohl
die ferne Einrichtung "früher" aufwacht zum Einholen
zusätzlicher
Kanalschätzinformation,
um imstande zu sein, ihren zugeordneten Paging-Zeitschlitz n besser
zu decodieren, sie auch die ersten paar Schlitze der LCMS-Information
lesen kann (obwohl mit weniger Information über den Funkkanal). Da die
LCMS-Information in jedem Rahmen wiederholt wird, wird die ferne
Einrichtung andere Möglichkeiten
haben, diese Information wieder zu lesen, wenn es zu einem Fehlen
von Anfangskanalinformation in einem nicht exakten ersten Lesen
kommt.
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Die
ferne Einrichtung wird dann für
den nächsten
Superrahmen derart neu zugeordnet zu (oder neu abgebildet auf) eine
abweichende Paging-Gruppe, dass sie den Paging-Zeitschlitz #n +
4 im nächsten
Superrahmen beim Schritt 202 liest. Wieder, da (für diese
beispielhafte Ausführungsform) die
ferne Einrichtung früh
aufwacht zum Ausführen von
Kanalschätzung,
kann sie auch den Zeitschlitz #n + 1, #n + 2, #n + 3 auf dem Steuerkanal
lesen, um das Synchronisationssymbol und/oder irgendwelche andere
während
dieser Zeit verfügbare
Information einzuholen. Dieser Prozess wird zyklisch fortgesetzt, bis,
wie durch den Schritt 203 angezeigt, der Zyklus zurückkehrt
zu dem Punkt, an dem die ferne Einrichtung wieder ihrer Ursprungs-Paging-Gruppe
zugeordnet wird und der Ablauf zu dem Anfang zurückkehrt. Auf diese Weise kann
die ferne Einrichtung beispielsweise alle sechzehn Synchronisationssymbole
einholen zum Bestimmen des Rahmenmusters und, wie oben beschrieben,
diese Information zum Synchronisieren des Rahmens verwenden.
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Die
beispielhafte Ausführungsform
der 6 zeigt, dass durch Neuabbilden der fernen Einrichtung auf
unterschiedliche Paging-Gruppen und Ausnutzung des Vorteils von
irgendwelcher zusätzlicher Zeit,
die die ferne Einrichtung ebenfalls aufgeweckt sein muss, um irgendwelche
Paging-Nachrichten, die zu ihr gerichtet sind, einzuholen, Hilfsfunktionen,
die im Lesen unterschiedlicher Zeitschlitze auf dem Steuerkanal
zugeordnet sind, ebenfalls untergebracht werden können. Allgemeiner,
die in dieser letzten Ausführungsform
beschriebene Technik kann auch angewendet werden auf Situationen,
in denen die ferne Einrichtung nicht für zusätzliche Zeitschlitze aufgeweckt
werden muss und/oder zusätzliche
Zeitschlitze nicht lesen kann, außer dem ihr zugeordneten Paging-Zeitschlitz,
noch in einer Weise, welche die ferne Einrichtung in die Lage versetzen
wird, noch das Synchronisationssymbol von unterschiedlich nummerierten
Zeitschlitzen im Steuerkanal einzuholen.
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Beispielsweise
kann statt das System Neuabbilden der fernen Einrichtung auf unterschiedliche Paging-Gruppe
die Superrahmenstruktur derart neu konfigurieren, dass der zugeordnete
Anfangs-Paging-Zeitschlitz für
jede Gruppe von Superrahmen zu Superrahmen geändert wird. Demnach kann die
Zeitschlitznummer, in welcher die Anfangs-Paging-Information für eine Paging-Gruppe
K übertragen
wird, variieren als: N = 4K + (NSF mod
16)Wenn die Paging-Information in unterschiedlichen Abschnitten,
z.B, sechs Abschnitten in dem unter Bezugnahme auf 3 und 4 bereitgestellten
Beispiel, übertragen
wird, dann werden die Zeitschlitze zum Übertragen dieser zusätzlichen
Abschnitte jeweils gemeinsam mit dem Anfangs-Paging-Zeitschlitz, z.B.
unter Verwendung der Zeitschlitze #N + 4, N + 8, N + 13, N + 18
und N + 23 in einem gegebenen Superrahmen verschoben werden. Durch
das Ändern
des Anfangs-Paging-Zeitschlitzes
auf diese Weise wird die ferne Einrichtung ebenfalls die Möglichkeit
haben, unterschiedlich nummerierte Zeitschlitze auf dem Steuerkanal
zu lesen und hierdurch die damit einhergehende unterschiedliche
Information zu lesen.
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Die
vorangehende Beschreibung der spezifischen Ausführungsformen wird so vollständig die
allgemeine Natur der Erfindung offenbaren, dass andere durch Anwendung
vorliegender Erkenntnisse leicht verschiedenartige Anwendungen solcher
spezifischer Ausführungsformen
modifizieren und/oder anpassen können,
ohne vom grundlegenden Konzept abzuweichen und demnach solche Anpassungen
und Modifikationen als innerhalb der Bedeutung und des Bereichs
der Äquivalente
der offenbarten Ausführungsformen
enthaltend angesehen werden. Es ist verständlich, dass die Wortwahl und
Terminologie, die hier zum Zwecke der Beschreibung verwendet worden
sind, nicht einschränkend
zu verstehen sind.