DE69932514T2

DE69932514T2 - Zufallszugriff in einem Mobilfunknetz

Info

Publication number: DE69932514T2
Application number: DE69932514T
Authority: DE
Inventors: Georg Frank; Wolfgang Granzow; Maria Gustafsson; Henrik Olofsson; Fredrik OVESJÖ
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1998-05-15
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2019-05-08
Also published as: US6381229B1; DE69932514D1; KR20010043353A; BR9910499B1; KR100685660B1; CN1244247C; EP1078478B1; RU2227372C2; CA2331997A1; CA2331997C; AR019843A1; AU766788B2; ZA200006122B; BR9910499A; US6643275B1; JP3792512B2; MY124697A; TW466882B; CN1301436A; AU4538299A

Description

Hintergrund der Erfindung
Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Mobiltelekommunikationsgebiet und im Besonderen ein Verfahren und ein System zum Verarbeiten von Vielfachzufallszugriffsanrufen in einem Code Division Multiple Access (CDMA) oder einem Wideband CDMA (WCDMA)-System.
Beschreibung des verwandten Gebietes
Für die nächste Generation von Mobilkommunikationssystemen, so wie dem IMT-2000 und dem Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) sind Direct Sequence-CDMA (DS-CDMA)-Ansätze vorgeschlagen worden zur Verwendung in den Vereinigten Staaten, Europa und Japan. In dieser Hinsicht ist ein ähnliches WCDMA-System zur Verwendung sowohl in Europa als auch in Japan betrachtet worden, aber ein etwas unterschiedliches DS-CDMA-Konzept ist für eine Verwendung in den Vereinigten Staaten betrachtet worden.
Von diesen Systemen der nächsten Generation wird ein Bereitstellen einer breiten Auswahl von Telekommunikationsdiensten einschließlich digitaler Sprache, Video und Daten in paket- und kanalleitungsvermittelten Modi verlangt werden. Als ein Ergebnis wird erwartet, dass sich die Anzahl von getätigten Anrufen signifikant erhöht, was in einer viel höheren Verkehrsdichte auf Zufallszugriffskanälen (Random Access Channels, RACHs) resultieren wird.
Unglücklicherweise wird diese höhere Verkehrsdichte auch in erhöhten Kollisionen und Zugriffsstörungen resultieren. Folglich muss die neue Generation von Mobilkommunikationssystemen viel schnellere und flexiblere Zufallszugriffsprozeduren verwenden, um deren Zugriffserfolgsraten zu erhöhen und deren Zugriffsanforderungsverarbeitungszeiten zu reduzieren. Es wird, mit anderen Worten, einen hohen Bedarf für einen viel schnelleren und effizienteren Zugriff in diesen Systemen wegen des erwarteten wesentlichen Anstiegs im paket-vermittelten Verkehr geben.
Der vorgeschlagene WCDMA-Ansatz enthält zwei unterschiedliche Wege zum Übertragen von Paketen, auf einem gemeinsamen Kanal und einem dedizierten Kanal. Jedoch wird es einen großen Bedarf für. einen schnelleren und effizienteren Zufallszugriff geben, der irgendein Übertragungsschema verwendet. Zum Beispiel beschreiben die gemeinsam zugewiesenen U.S. Patentanmeldungen 08/733501 und 08/847655 und die U.S. Vorläufige Anmeldung 60/063024 einen Zufallszugriffsansatz, der für einen paketbasierten Dienst verwendet werden kann, wo eine Mobilstation (MS) Pakete auf einem gemeinsamen Kanal und einem dedizierten Kanal übertragen kann. Für den Fall des gemeinsamen Kanals sind die Pakete in den Zufallszugriffsanforderungen enthalten, die übertragen werden. Für den Fall des dedizierten Kanals enthalten die Zufallszugriffsanforderungen, die übertragen werden, Anforderungen für einen dedizierten Kanal, um auf diesem die verknüpften Pakete zu übertragen.
Die oben beschriebenen Patentanmeldungen offenbaren einen Slotted-ALOHA (S-ALOHA) Zufallszugriffsansatz. Mit Verwenden dieses Ansatzes kann ein gemeinsames Übertragungsmedium gemeinsam durch eine Vielzahl von Benutzern benutzt werden. Im Wesentlichen ist das Übertragungsmedium in eine Vielzahl von Zugriffsschlitzen aufgeteilt, die durch einen Zeitversatz relativ zu der empfangenen Rahmengrenze charakterisiert sind. Jeder Benutzer (MS) wählt zufällig einen Zugriffsschlitz aus und überträgt dann seine Nachrichteninformation in diesem Zugriffsschlitz. Jedoch ist eine Unzulänglichkeit dieses Ansatzes, dass die Zugriffsschlitze nicht an die Benutzer zugeteilt werden, was in Kollisionen zwischen den unterschiedlichen Benutzerübertragungen resultieren kann.
Zum Beispiel bei Verwenden des S-ALOHA-Zufallszugriffsansatzes in den oben beschriebenen Patentanmeldungen erzeugt und überträgt eine MS eine Zufallszugriffsanforderung. Ein Diagramm, das eine Rahmenstruktur für solch eine Zufallszugriffsanforderung veranschaulicht, ist in 1 gezeigt. Die gezeigte Rahmenstruktur wird in den ersten zwei der oben beschriebenen Patentanmeldungen verwendet. Wie gezeigt, umfasst die Zufallszugriffsanforderung eine Präambel und einen Datenfeldabschnitt. Der Präambelteil wird primär für eine Ruffunktion bzw. Klingelfunktion verwendet. Der Datenabschnitt enthält die Anforderung und/oder das Datenpaket. Um das Risiko von Kollisionen für Anforderungen von unterschiedlichen MSs zu reduzieren, die denselben Zugriffsschlitz wählen, enthält die Präambel für jede Anforderung einer MS ein eindeutiges Signatur-(Bit)-Muster. Die MSs wählen zufällig die verwendeten Signalmuster aus (vorzugsweise aus einer begrenzten Menge von Signaturmustern), welches das Risiko von Kollisionen weiter reduziert.
Die folgende Prozedur wird typischerweise in einem S-ALOHA-Zufallszugriffssystem verwendet. Zuerst wird eine MS mit einer Basisstation synchronisiert. Die MS "hört auf" einen Rundfunkkanal bzw. Broadcast-Kanal, über welchen zum Beispiel das Netzwerk Zufallszugriffscodes, Rundfunkkanal-Übertragungsleistungspegel, und den bei dieser Basisstation gemessenen Interferenzsignalpegel aussendet. Als nächstes schätzt die MS den Downlink-Pfadverlust und schätzt, zusammen mit der Kenntnis des Basisstations-Interferenzsignalpegels und des Übertragungsleistungspegels, einen zu verwendenden Übertragungsleistungspegel. Die Mobilstation wählt dann einen Zugriffsschlitz und ein Signaturmuster aus und überträgt ihre Zufallszugriffsanforderung auf dem ausgewählten Zugriffsschlitz und mit dem ausgewählten Signaturmuster. Die MS wartet auf eine Bestätigung auf die Zugriffsanforderung von der Basisstation. Wenn die MS nicht eine Bestätigung von der Basisstation innerhalb einer vorbestimmten (Auszeit-)Periode empfängt, wählt die MS einen neuen Zugriffsschlitz und ein Signaturmuster aus und überträgt eine neue Zufallszugriffsanforderung.
Mit Verweis auf 1 ist der Präambelabschnitt mit unterschiedlichen Signalmustern moduliert und gespreizt mit einem Basisstations-eindeutigen Spreizungscode. Die Signaturmuster werden verwendet zum Trennen von unterschiedlichen gleichzeitigen Zufallszugriffsanforderungen, und auch zum Bestimmen, welcher Spreizungs-/Verwürfelungscode auf den Datenabschnitt der Anforderungen angewendet werden soll. Folglich, wie früher erwähnt, können die Anforderungen von zwei unterschiedlichen MSs, die denselben Zugriffsschlitz verwenden, aber mit unterschiedlichen Signaturmustern, getrennt werden. Es können auch Pilot-Symbole in den Datenabschnitt der Anforderung eingefügt werden, um eine kohärent Detektierung zu erleichtern. Der Präambelabschnitt der Anforderung kann auch für eine kohärente Detektierung verwendet werden, aber wenn der Datenabschnitt relativ lang ist, muss der Kanalschätzwert dementsprechend aktualisiert werden.
2 veranschaulicht die Rahmenstruktur der in der dritten der oben beschriebenen Patentanmeldungen beschriebenen Zufallszugriffsanforderung. Bei Verwenden der gezeigten Rahmenstruktur wird der Datenabschnitt auf dem I-Zweig des Kanals übertragen, und die Präambel/Pilot wird auf dem Q-Zweig übertragen. Diese Rahmenstruktur wird verwendet, um den Zufallszugriffskanal kompatibel mit den anderen dedizierten verwendeten Uplink-Kanälen zu machen, welcher für den WCDMA-Ansatz I/Q-gemultiplext wird. In jedem Fall spielt es keine Rolle, ob die Daten und Pilot-Symbole Zeit-gemultiplext, I/Q-gemultiplext, oder Code-gemultiplext werden (welches unter anderen Verfahren durch komplexes Verwürfeln eines I/Q-gemultiplexten Signals durchgeführt werden kann).
Ein Rahmen wird in eine Anzahl von Zeitschlitzen auf dem dedizierten Datenkanal gemäß der Leistungssteuerbefehlsrate aufgeteilt. Diese Schlitze werden Rahmenschlitze genannt. In den vorgeschlagenen WCDMA-Systemen gibt es 16 dieser Rahmenschlitze pro Rahmen. In einem Zufallszugriffsschema wird ein Rahmen auch in eine Anzahl von Zugriffsschlitzen unterteilt, aber der Zweck ist ein Erhöhen der Durchsatzeffizienz des Zufallszugriffsprozesses. Ein Zugriffsschlitz definiert eine Periode, in welcher eine MS ihre Übertragung einer Zufallszugriffsanforderung starten kann. Mit Verwenden des Zufallszugriffsansatzes in den ersten zwei der oben beschriebenen Patentanmeldungen können die Zufallszugriffsanforderungen zum Beispiel in fortlaufenden Zugriffsschlitzen übertragen werden, wie in 3 gezeigt.
Der Datenabschnitt der in 3 gezeigten Zufallszugriffsanforderungen wird durch einen Lang-Code (dieselbe Länge wie der Datenabschnitt) verwürfelt. Folglich kann ein Zugriffsschlitz plus eine Schutzzeit gleich N Rahmenschlitzen sein. Vorzugsweise sollten die Präambeln von unterschiedlichen Zugriffsschlitzen nicht überlappen, weil dieses zu viele Präambel-Detektoren in der Basisstation erfordern würde, und die Interferenz (wegen derselben Spreizungscodes, die verwendet werden) würde für den Zufallszugriffs-Detektierungsprozess erhöht werden. Für die in der dritten der oben beschriebenen Patentanmeldungen verwendete Rahmenstruktur kann jedoch die Durchsatzeffizienz des Zufallszugriffskanals reduziert sein, weil längere Präambeln verwendet werden, und die Präambeln unterschiedlicher Zugriffsanforderungen in unterschiedlichen Zugriffsschlitzen nicht überlappen sollten.
Der Zufallszugriffsempfänger in der Basisstation umfasst zwei Teilbereiche, wobei ein Teilbereich die Präambel detektiert und der zweite Teilbereich der Datenabschnitt der Anforderung detektiert. Der Abschnitt, der die Präambel detektiert, enthält ein angepasstes Filter, welches an den auf die Signaturen angewendeten Spreizungscode angepasst ist. Die Modulation des Ausgangssignals des angepassten Filters wird entfernt durch Multiplikation mit den erwarteten Signatur-Symbolen (Modulationsübertragung bzw. Remodulation), um Zufallszugriffsanforderungen von unterschiedlichen MSs zu trennen, die unterschiedliche Signaturen verwendet haben.
Wenn eine Zufallszugriffsanforderung in dem Präambeldetektor-Teilbereich des Basisstationsempfängers registriert wird, wird eine Vielzahl von RAKE-Fingern zugeteilt, um den Datenabschnitt dieser Anforderung zu detektieren. Der Präambeldetektor-Teilbereich koppelt auch das Rahmen-Timing des Datenabschnitts der Anforderung an den RAKE-Empfänger, zusammen mit dem auf den Datenabschnitt angewendeten Spreizungscode, und einem Anfangsschätzwert der Kanalantwort. Der RAKE-Empfänger detektiert die Daten von dem Datenabschnitt, und die Basisstation verarbeitet die Daten und antwortet auf diese Zufallszugriffsanforderung der MS.
Ein mit dem Ansatz der oben beschriebenen Anmeldung verbundenes Problem ist, dass der verwendete Zufallszugriffskanal nicht kompatibel ist mit den anderen in dem vorgeschlagenen WCDMA-Ansatz verwendeten Uplink-Kanälen. Folglich muss neue Hardware für den Datenabschnitt des Zufallszugriffskanals entwickelt werden.
Ein mit dem Ansatz der dritten oben beschriebenen Anmeldung verbundenes Problem ist, dass, obwohl dieser das Uplink-Kanal-Kompatibilitätsproblem vermeidet, dieser eine signifikante Menge eines zusätzlichen Pufferns erfordert. Ein anderes mit diesem Ansatz verbundenes Problem ist, dass die Zufallszugriffsanforderungs-Nachrichtenverarbeitungsrate reduziert werden wird, weil die Präambeln von unterschiedlichen Zugriffsschlitzen nicht überlappen sollten, und die Präambeln in diesem Ansatz relativ lang sind.
Ein mit dem dritten Zufallszugriffsansatz (beschrieben in der dritten Anmeldung) verbundenes Problem, welches nicht bei den anderen Ansätzen existiert, ist, dass, wenn der Datenabschnitt der Anforderung länger als ein Zugriffsschlitz ist, dann eine Ambiguität bei einer Detektierung des Rahmen-Timings existieren kann. In diesem Fall kann das Pilot-Symbol in jedem Zugriffsschlitz eine Signatur tragen, welche dieselbe in jedem Zugriffsschlitz ist, oder die Signatur kann von Zugriffsschlitz zu Zugriffsschlitz verändert werden. Somit können zahlreiche Zeiten während einer Datenübertragung vorliegen, wenn eine Signatur detektiert wird. Jedoch empfängt die Basisstation ein Timing-Signal pro Zeitschlitz, und deshalb kann ein Problem beim Bestimmen des exakten Rahmen-Timings vorliegen. Obwohl dieses Problem mit existierenden Mitteln gelöst werden kann, ist solch eine Lösung eher kompliziert.
Ein zusätzliches mit diesem Ansatz verbundenes Problem ist, dass während des Zufallszugriffs-Detektierungsprozesses der komplette Zugriffsschlitz für eine nachfolgende Datendetektierung gepuffert werden muss, bis die Zufallszugriffsanforderung durch Dekodieren des gleichzeitig übertragenen Signaturmuster detektiert worden ist. Dieser Schritte beansprucht einen Zeitschlitz zum Vollenden und erfordert deshalb ein maximales Puffern eines kompletten Zugriffsschlitzes.
Ein zusätzliches Puffern ist auch erforderlich während der Datenabschnittsdetektierung, die in den anderen zwei Ansätzen (als auch in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung) verwendet wird, weil eine Kanalschätzung basierend auf einem kontinuierlich übertragenen Pilot-Kanal (Ansatz 3 von oben) oder periodisch eingefügten Pilot-Symbolen (Ansatz 1 von oben) durchgeführt werden muss. Die Kanalschätzwerte müssen, mit anderen Worten, parallel mit jedem empfangenen Datensymbol bereitgestellt werden. Das benötigte Puffern ist nur so lang, wie ein Berechnen eines Kanalschätzwertes bezüglich (d.h. Übertragen während derselben Zeit) eines Datensymbols in Anspruch nimmt.
Ein veranschaulichendes Beispiel eines Verarbeitens von Vielfachzufallszugriffsanrufen in Mobilkommunikationen ist in WO 9818280 A2 gegeben, welche allgemein ein Mobilkommunikationssystem beschreibt, in welchem Zufallszugriffspakete übertragen werden, die ein Präambelfeld und andere Datenfelder enthalten, die zum Erleichtern eines Anrufaufbaus und einer Ressourcenzuteilung verwendet werden. Die Präambel kann ein Signaturmuster enthalten und durch einen Spreizungscode gespreizt sein.
Ein anderes veranschaulichendes Beispiel eines Verarbeitens von Vielfachzufallszugriffsanrufen in Mobilkommunikationen ist in "Proceedings of the IEEE International Conference on Universal Personal Communication", ICUPC '97, Oktober 1997, Seiten 43 bis 47 gegeben, welches ein geschlitztes, ALOHA-basiertes Zufallszugriffsverfahren für CDMA-Systeme beschreibt, einschließlich einer Zugriffsrahmenstruktur mit Präambel- und Datenfeldern. Der Zufallszugriffsrahmen ist mit einem Spreizungscode gespreizt.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Rahmenstruktur für einen gemeinsamen physikalischen Uplink-Kanal (Zufallszugriffskanal) bereitgestellt mit einer separaten Präambel und einem Datenabschnitt. Die Präambel wird durch die Basisstation verwendet, um zu detektieren, dass eine MS die Zufallszugriffsanforderung versucht. Der Datenabschnitt des Kanals enthält Benutzerdaten, und Pilot-Symbole, die Energie bereitstellen zur Kanalschätzung während eines Empfangs des Datenabschnitts. Ein Schutzintervall ist vorzugsweise in dem Präambelabschnitt des Rahmens eingefügt, welches eine gewissen Datendetektierung ermöglicht, bevor der tatsächliche Datendetektierungsprozess gestartet ist. Folglich kann das Puffern von Daten minimiert werden.
Ein wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Rahmenstruktur auf dem gemeinsamen physikalischen Uplink-Kanal mit der Rahmenstruktur auf dem dedizierten physikalischen Uplink-Kanal kompatibel ist.
Ein anderer wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass jeder Abschnitt der Zufallszugriffsanforderung nur eine Funktion vollbringen muss und somit optimal für diese jeweilige Aufgabe entworfen sein kann.
Noch ein anderer wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass derselbe Typ eines Codezuteilungsschemas sowohl für den Datenabschnitt der Zufallszugriffsanforderung als auch für die dedizierten Uplink-Kanäle verwendet werden kann.
Noch ein anderer wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass alles notwendige Nachverarbeiten, so wie zum Beispiel ein Signatur-Dekodieren, während einer Schutzperiode erreicht werden kann. Folglich kann das Hardware-Design für eine Zufallszugriffsanforderungs-Detektierung vereinfacht werden, und die Zufallszugriffsanforderungs-Verarbeitungsverzögerung kann minimiert werden.
Noch ein anderer wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass dieselbe Empfänger-Hardware verwendet werden kann zum Dekodieren sowohl des Datenabschnitts des gemeinsamen physikalischen Uplink-Kanals als auch des konventionellen dedizierten physikalischen Uplink-Kanals, was das Hardware-Design vereinheitlicht und die Hardware-Kosten verringert.
Noch ein anderer wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass ein Pool von RAKE-Empfängern oder RAKE-Fingern zugewiesen werden oder gemeinsam genutzt werden kann für sowohl den gemeinsamen physikalischen Kanal (Zufallszugriffsdatenpaket) als auch für den dedizierten physikalischen Kanal (Verkehrskanal), was die Menge der erforderlichen Hardware minimiert.
Noch ein anderer wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Puffergrößenanforderungen minimiert werden können, weil die Funktionen der Präambel und des Datenabschnitts der Zufallszugriffsanforderung getrennt sind.
Noch ein anderer wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Zufallszugriffsanforderungsrate erhöht werden kann im Vergleich zu anderen Zufallszugriffsansätzen. Im Besonderen würde die Zufallszugriffsanforderungsrate für den dritten der oben beschriebenen Zufallszugriffsansätze geringer sein als für den der vorliegenden Erfindung für dieselbe Menge an verwendeter Hardware.
Noch ein anderer wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass eine Fähigkeit zum Übertragen der Zufallszugriffsnachrichten bei unterschiedlichen Raten auf sehr flexible Weise erreicht werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein vollständigeres Verständnis des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann durch Verweis auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen erhalten werden.
1 ist ein Diagramm, das eine existierende Kanalrahmenstruktur für eine Zufallszugriffsanforderung veranschaulicht;
2 ist ein Diagramm, das eine zweite existierende Kanalrahmenstruktur für eine Zufallszugriffsanforderung veranschaulicht;
3 ist ein Diagramm, das eine existierende Kanalrahmenstruktur für in fortlaufenden Zugriffs-(Zeit)-Schlitzen getätigte Zufallszugriffsanforderungen veranschaulicht;
4 ist ein Diagramm, das eine I/Q-gemultiplexte Rahmenstruktur für einen Zufallszugriffskanal in einem WCDMA-Mobilkommunikationssystem veranschaulicht, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Code-Baum-Diagramm, das ein Beispiel der Kanalisierungs-Code-Zuteilung für den Datenabschnitt einer durch eine MS zu übertragende Zufallszugriffsanforderung veranschaulicht, in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines beispielhaften Systems zur Verwendung beim Zuweisen einer RAKE-Empfängerkomponente zum Entspreizen eines Datenabschnitts einer erfassten bzw. detektierten Zufallszugriffsanforderung in einem WCDMA-Basisstationsempfänger, in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Blockdiagramm, das sachdienliche Details einer beispielhaften Zufallszugriffs-Detektoreinheit zeigt, die zum Implementieren der Funktionen der in 6 gezeigten Zufallszugriffs-Detektoreinheit verwendet werden können;
8 ist ein Blockdiagramm, das sachdienliche Details einer beispielhaften Suchereinheit zeigt, die zum Implementieren der Funktionen der in 6 gezeigten Suchereinheit(en) verwendet werden können; und
9 ist ein Blockdiagramm, das sachdienliche Details eines beispielhaften RAKE-Fingers zeigt, die zum Implementieren der Funktionen eines in 6 gezeigten RAKE-Fingers verwendet werden können.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ihre Vorteile werden am besten verstanden mit Verweis auf 1 bis 9 der Zeichnungen, wobei ähnliche Bezugszeichen für ähnliche und entsprechende Teile der verschiedenen Zeichnungen verwendet werden.
Im Wesentlichen, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist eine Rahmenstruktur für einen gemeinsamen physikalischen Uplink-Kanal (Zufallszugriffskanal) bereitgestellt mit einer separaten Präambel und einem Datenabschnitt. Die Präambel wird durch die Basisstation verwendet, um zu detektieren, dass eine MS die Zufallszugriffsanforderung versucht. Der Datenabschnitt des Kanals enthält Benutzerdaten, Rateninformation und Pilot-Symbole, die Energie für Kanalschätzung während einer Detektierung des Datenabschnitts bereitstellen. Ein Schutzintervall ist vorzugsweise zwischen der Präambel und dem Datenabschnitt des Rahmens eingefügt, welches eine Detektierung der Präambel ermöglicht, bevor die Daten ankommen (was geringeres Puffern erfordert). Als solches sind die Rahmenstrukturen sowohl für den gemeinsamen physikalischen (Zufallszugriff) Uplink-Kanal als auch den dedizierten physikalischen (Verkehr) Uplink-Kanal kompatibel.
Im Speziellen ist 4 ein Diagramm, das eine Rahmenstruktur für einen Zufallszugriffskanal in einem WCDMA-Mobilkommunikationssystem veranschaulicht, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die untere Menge der Pfeillinien stellt das Timing bzw. Zeitverhalten einer existierenden Rahmenstruktur dar, welche hier für Vergleichszwecke bereitgestellt ist. Der Präambelabschnitt der in 4 gezeigten Rahmenstruktur kann optimal für eine Zufallszugriffsdetektierung und Signaturdetektierung entworfen sein. Als solches kann eine Basisstation kontinuierlich nach solch einer übertragenen Präambel "horchen". Um zwischen gleichzeitigen Zufallszugriffsanforderungen, die durch unterschiedliche MSs übertragen werden, zu unterscheiden, wird jede Präambel einer Zufallszugriffsanforderung durch ein eindeutiges Signaturmuster moduliert, welches zufällig durch die jeweilige die Anforderung übertragende MS ausgewählt wird. Ein Beispiel einer solchen signaturmodulierten Präambel in einer Zufallszugriffsanforderung ist in den ersten beiden der oben beschriebenen Patentanmeldungen beschrieben, die hier vollständig in ihrer Gesamtheit aufgenommen sind.
Das Signaturmuster für jede Präambel wird zufällig durch die MS aus einer Vielzahl von orthogonalen Codes ausgewählt. Für diese Ausführungsform hat jeder dieser orthogonalen Codes eine Länge von 2^Nsig Symbolen und ist mit einem bekannten Basisstations-eindeutigen Spreizungscode (d.h. eine früher über den Broadcast-Kanal der Basisstation bereitgestellte Spreizungscode-Nummer) gespreizt. Der Parameter N_sig ist die Reihenfolgennummer des detektierten bzw. erfassten Signaturmusters. Jedes solches Symbol wird durch dieselbe Codesequenz der Länge SF gespreizt, wobei "SF" den Spreizungsfaktor des Codes bezeichnet. Typischerweise ist die resultierende Länge der Präambel (zum Beispiel SF·2^Nsig/R_chip, wobei R_chip die Chip-Rate oder Rate der Spreizungssequenz ist) geringer als die Länge N·T_TS von N Rahmenschlitzen in existierenden Systemen. Folglich, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, kann ein Schutzzeitintervall TG erzeugt werden durch Unterbrechen der Übertragungsleistung der MS von dem Ende der Präambel bis zu dem Beginn des nächsten Rahmenschlitzes. Die Zeit (oder Länge) des neuen Rahmens ist somit dargestellt in 4 als T_PA (Zeit oder Länge der Präambel) plus T_G (Länge des Schutzzeitintervalls) plus T_D (Zeit oder Länge des Datenabschnitts des Rahmens). Diese neue Zufallszugriffsrahmenstruktur und das Verwendungsverfahren können die übertragene Leistung der MS reduzieren (zum Beispiel, obgleich gering, durch Unterbrechen der Übertragung während des Intervalls zwischen der Präambel und dem Datenabschnitt der Zufallszugriffsanforderung), und das Timing bzw. die Zeiteinstellung der Zufallszugriffsanforderung kann exakt an das bzw. die eines Rahmenschlitzschemas eines existierenden Systems ausgerichtet werden.
Zusätzlich, in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform, kann das Signaturdetektierungsverarbeiten, während des Schutzzeitintervalls T_G, bei dem Basisstationsempfänger durchgeführt werden (zum Beispiel durch Verwenden einer schnellen Walsh-Hadamard-Transformation), und die Basisstation kann schneller bestimmen, ob eine Zufallszugriffsanforderung getätigt worden ist. Folglich, wie unten im Detail beschrieben, kann ein verfügbarer RAKE-Empfänger oder RAKE-Finger (zum Beispiel abhängig davon, wie viele Verzögerungspfade verwendet werden sollen) zugewiesen werden, und, während des Schutzzeitintervalls T_G, können Anfangswerte von dem Signaturdetektierungsprozess zu dem ausgewählten RAKE-Empfänger zugeführt werden, welches vor einem Timing zu dem von existierenden Systemen ist.
Ein Beispiel der Verwendung solch eines Schutzzeitintervalls für eine Zufallszugriffsanforderungs-Detektierung ist, wo eine Präambel 16 Symbole lang ist und mit einem 256 Chips langen Orthogonal-Gold-Code gespreizt ist. In einem bei 4096 Mchips/sek betriebenen System wird die Präambel 1 ms lang sein. In den vorgeschlagenen WCDMA-Systemen gibt es 16 Rahmenschlitze pro 10 ms. Theoretisch könnte ein Schutzzeitintervall T_G in diesem Beispiel 0,25 ms lang sein.
Auch i Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Datenübertragungsabschnitt des neuen gemeinsamen physikalischen Uplink-Kanals, in 4 gezeigt, unabhängig von den Anforderungen der Zufallszugriffspräambel entworfen werden. Um zum Beispiel ein vereinheitlichtes Hardware-Design zu erreichen, ist es vorzuziehen, dieselben Daten- und Steuer- (zum Beispiel Pilot- und Rateninformation) Strukturen sowohl auf dem gemeinsamen physikalischen Kanal als auch dem dedizierten physikalischen Kanal (d.h. er typischerweise für den Datenverkehr verwendete Kanal) zu verwenden. Als solches können, in Übereinstimmung mit der neuen Rahmenstruktur der vorliegenden Erfindung, die Pilot-Symbole in Übereinstimmung mit dem Uplink-Spreizungsschema für den dedizierten physikalischen Kanal gespreizt werden, und erfordern somit keine Signaturmodulation. Folglich (zum Beispiel im Vergleich mit der früher erwähnten dritten Patentanmeldung) bietet die vorliegende Erfindung signifikant mehr Freiheit beim Auswählen der Länge des Pilotfeldes und zusätzlicher gemeinsamer Daten (zum Beispiel Ratenindikator oder RI-Feld). Zusätzlich, bezüglich 4, können die Pilot-Symbole, die übertragen werden, I/Q-Code-gemultiplext oder alternativ Zeit-gemultiplext oder Code-gemultiplext mit den Daten werden.
5 ist ein Code-Baum-Diagramm, das ein Beispiel der Kanalisierungs-Code-Zuteilung für den Datenabschnitt einer durch eine MS zu übertragende Zufallszugriffsanforderung veranschaulicht, in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Um zu veranschaulichen, wie das Spreizen und Verwürfeln für den Datenabschnitt der Zufallszugriffsanforderung erreicht werden kann, veranschaulicht das gezeigte Beispiel, wie 16 unterschiedliche Signaturmuster auf dem Datenabschnitt verwendet werden können. Für das gezeigte Beispiel zeigt das für die Präambel der Zufallszugriffsanforderung verwendete Signaturmuster auf einen von 16 Knoten in dem Code-Baum, der Kanalisierungs-Codes einer Länge 16 enthält. Der unterhalb des ausgewählten Knotens gezeigte Unterbaum kann verwendet werden zum Spreizen des Datenabschnitts der Anforderung.
Mit Verweis auf 5, wenn zum Beispiel die MS den Steuerteil (zum Beispiel ein Pilot auf dem Q-Zweig) mit einem Kanalisierungs-Code mit einem Spreizungsfaktor von 256 in dem unteren Teil des Unterbaums (zum Beispiel für Signatur 16) spreizt, dann für den Datenteil (zum Beispiel für den I-Zweig), kann die MS irgendeinen der Kanalisierungs-Codes mit einem Spreizungsfaktor von 32 bis 256 in dem oberen Teil dieses Unterbaums verwenden. Selbstverständlich existieren andere Alternativen.
Zusätzlich kann der Datenabschnitt der übertragenen Anforderung, zum Zwecke einer verbesserten Kreuzkorrelation, mit einem Verwürfelungscode verwürfelt werden, der dieselbe Länge hat, wie der Datenabschnitt (und zum Beispiel ein komplexer Code sein kann).
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann die Größe des Datenabschnitts der Zufallszugriffsanforderung variabel sein. Das Problem, das mit der Erfordernis des vorgeschlagenen WCDMA-Systems für unterschiedliche Zufallszugriffsanforderungs-Raten auf dem Zufallszugriffskanal verknüpft ist, wird durch die vorliegende Rahmenstruktur aufgelöst, die die Verwendung unterschiedlicher Spreizungscodes auf dem Datenabschnitt der Anforderung ermöglicht (resultierend in unterschiedlichen Datenmengen pro Anforderung), und durch Datenfelder, die unterschiedliche Längen in einer Zeit haben (ebenfalls resultierend in unterschiedlichen Datenmengen pro Anforderung).
Die Verwendung unterschiedlicher Raten für die Zufallszugriffsanforderungen auf einem Zufallszugriffskanal kann zum Beispiel wie folgt veranschaulicht werden. Die unterschiedlichen Mengen von verwendeten Signaturen können auf unterschiedliche Spreizungsfaktoren und/oder Längen für die Datenabschnitte zeigen. Dadurch, dass eine Basisstation eine vorbestimmte Anzahl von einer gewissen Datenrate zuzuweisenden Signaturen aussendet, kann die Basisstation die Kombination von Signaturen und Datenrate an die tatsächlichen Beschaffenheiten der Verkehrsanforderung, die getätigt wird, anpassen.
Als ein anderes Beispiel kann die MS ein RI-Feld in dem Beginn des Steuerabschnitts der Zufallszugriffsanforderung enthalten. Der Steuerabschnitt der Anforderung hat einen (der Basisstation) bekannten Spreizungsfaktor (und somit auch der Code) und kann deshalb leicht bei der Basisstation detektiert werden. Als solches können die Datenabschnitte unterschiedlicher Zufallszugriffsanforderungen mit sowohl unterschiedlichen Längen als auch Spreizungsfaktoren immer noch leicht durch die Basisstation detektiert werden.
Als noch ein anderes Beispiel der vorteilhaften Verwendung von Datenabschnitten variabler Größe von Zufallszugriffsanforderungen in einem WCDMA-System kann ein RI über den vollständigen Steuerabschnitt einer Anforderung gespreizt werden (zum Beispiel mit Verwenden eines Spreizungsansatzes, der dem ähnlich ist, der in existierenden dedizierten Uplink-Kanälen verwendet ist). Jedoch kann dieser Ansatz die Verwendung eines zusätzlichen Pufferns für den Datenabschnitt der Anforderungen erfordern. Alternativ kann ein RI in dem Beginn des Datenfeldes der Anforderung aufgenommen werden, welcher für unterschiedliche Längen (in einer Zeit) der Datenabschnitte verwendet werden kann.
Ein anderes Beispiel ist eine Form einer blinden Ratendetektierung. Beim Detektieren von Datenabschnitten variabler Länge kann eine zyklische Redundanzprüfung (Cyclical Redundancy Check, CRC) bei vorbestimmten Längen durchgeführt werden. Das Kodieren wird danach fortgesetzt für gerade die nächste mögliche Länge in einer Zeit. Bei der Basisstation wird die Detektierung der unterschiedlichen Spreizungsfaktoren durch Starten der Detektierung des kleinsten beobachteten Spreizungsfaktors erreicht, und wenn das CRC-Ergebnis ungültig ist, durch Starten einer Detektierung des nächst größeren Spreizungsfaktors usw.
Für jede der oben beschriebenen Variationen ist es vorteilhaft, eine relativ kleine Menge unterschiedlicher Raten zu haben, um davon auszuwählen, um den Signalisierungs-Overhead und/oder die Empfängerkomplexität zu minimieren. Es ist auch vorzuziehen, eine Länge des Datenfeldes teilbar in der Länge des Rahmenschlitzes der anderen Uplink-Kanäle im System zu haben.
6 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines beispielhaften Systems (100) zur Verwendung beim Zuweisen einer RAKE-Empfängerkomponente zum Entspreizen eines Datenabschnitts einer detektierten Zufallszugriffsanforderung in einem WCDMA-Basisstationsempfänger, in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Wesentlichen können die gezeigten Zufallszugriffs-Detektierungsfunktionen Signaturmuster erfassen, Pfadverzögerungen schätzen und auch Kanalschätzungen bereitstellen, wenn so erwünscht. Das gezeigte beispielhafte System 100 enthält eine Zufallszugriffs-Detektierungseinheit 102, und wenigstens eine Suchereinheit 104. Die in 6 gezeigte Empfängerstruktur, ohne die Zufallszugriffs-Detektierungseinheit 102, kann ein Empfänger für einen regulären Verkehrskanal sein. Eine Funktion bzw. Aufgabe der Zufallszugriffs-Detektierungseinheit 102 ist es, so viele Zugriffsanforderungen wie möglich zu detektieren/finden. Dieser Detektierungsprozess (und ein Suchprozess) stellt zum Beispiel die Pfadverzögerungsinformation bereit. Eine Detektierung des Datenabschnitts der Zufallszugriffsanforderung wird in der RAKE-Empfängereinheit 108 unter Verwenden der Pfadverzögerungsinformation von der Zufallszugriffs-Detektierungseinheit 102 durchgeführt. Eine oder mehrere Suchereinheiten 104 sind parallel mit der Zufallszugriffs-Detektierungseinheit 102 gekoppelt. Als solche kann die Zufallszugriffs-Detektierungseinheit 102 betrachtet werden, als ein spezialisierter Typ eines Suchers zu arbeiten. Die primäre Funktion der einen oder mehreren Suchereinheiten 104 ist es, alle Ausbreitungsverzögerungen auf den verwendeten Verkehrskanälen zu detektieren. Jedoch stellen sowohl die Zufallszugriffs-Detektierungseinheit 102 als auch die eine oder mehreren Suchereinheiten 104 eine Pfadverzögerungsinformation bereit, welche in der RAKE-Empfängereinheit 108 verwendet wird.
Die Ausgänge der Zufallszugriffs-Detektierungseinheit 102 und der einen oder mehreren Suchereinheiten 104 sind an eine Steuereinheit 106 gekoppelt. Die Steuereinheit 106 nutzt die Pfadverzögerungsinformation, Kanalschätzwerte und Signaturinformation, um die detektierte Datenabschnittinformation an eine passende RAKE-Empfängereinheit-Komponente 108a–108n zum Entspreizen zuzuweisen. Der Ausgang der Steuereinheit 106 koppelt ein Steuersignal an die RAKE-Empfängereinheit 108, welches die Reihenfolgennummer des detektierten Signaturmusters N_sig enthält, welches verwendet wird zum Zuweisen einer Datenrate für den nachfolgenden an die RAKE-Empfängereinheit einzugebenden Datenabschnitt. Das Steuersignal von Steuereinheit 106 enthält auch den Pfadverzögerungsschätzwert τ_ν, welcher verwendet wird zum Setzen einer korrekten Verzögerung in der RAKE-Empfängereinheit 108 zum Entspreizen des Datenabschnitts bei dem Eingang der RAKE-Empfängereinheit. Ein Kanalschätzwertparameter ĥ ist von der Steuereinheit 106 gekoppelt und als ein Anfangskanalschätzwert in der RAKE-Empfängereinheit 108 verwendet.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Verwendung eines Schutzzeitintervalls T_G zwischen der Zufallszugriffsanforderungs-Präambel und einem Datenabschnitt dem System, sämtliche oben beschriebene Nachverarbeitungen während dieser Leerlaufperiode zu erreichen. Folglich können die zum Puffern der eingehenden empfangenen Daten auferlegten Hardwareerfordernisse minimiert werden. Ferner vereinfacht die Verwendung einer im Grunde identischen Struktur für den Datenabschnitt der empfangenen Anforderung für den gemeinsamen und den dedizierten physikalischen Kanal den Entwurf bzw, das Design des Basisstationsempfängers. Die Vorteile dieses neuen Zufallszugriffsschemas sind oben mit Verweis auf 5 beschrieben.
Wie früher erwähnt, kann die Zufallszugriffs-Detektierungseinheit 102 als ein spezialisierter Sucher funktionieren bzw. arbeiten. Sowohl die einen oder mehreren Sucher 104 als auch die Zufallszugriffs-Detektierungseinheit 102 stellen eine Pfadverzögerungsinformation zur Verwendung in dem RAKE-Empfänger 108 bereit. Wenn sämtliche der Uplink-Datenkanäle ein im Grunde identisches Schema für den Datenabschnitt der Zufallszugriffsanforderung verwenden, kann folglich, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, jede RAKE-Empfängerkomponente (oder RAKE-Finger) 108a–108n durch die Steuereinheit 106 zugewiesen werden, um die auf einem Ausbreitungspfad empfangene Information zu demodulieren. Folglich kann eine Menge von RAKE-Komponenten gemeinsam genutzt werden sowohl für die dedizierten physikalischen Kanäle (konventionelle Uplink-Daten) als auch für Datenpaketübertragungen auf dem gemeinsamen physikalischen Kanal in dem Zufallszugriffsmodus einer Operation. Deshalb kann die Anzahl von erforderlichen RAKE-Komponenten minimiert werden, in Übereinstimmung mit dem durch die vorliegende Erfindung implementierten Zufallszugriffsschema.
7 ist ein Blockdiagramm, das sachdienliche Details einer beispielhaften Zufallszugriffs-Detektierungseinheit (202) zeigt, die zum Implementieren der Funktionen der in 6 gezeigten Zufallszugriffs- Detektoreinheit 102 verwendet werden können. Vorteilhafterweise wird ein Basisband-(BB)-Signalverarbeitungsschema verwendet, welches eine komplexe Abwärts-Konvertierung in das Hochfrequenz-(Radio Frequency, RF)-Frontend enthält. Die komplexe Abwärts-Konvertierung wird durchgeführt durch Mischen des empfangenen Signals mit einem Sinus- oder Kosinus-Träger (beide Träger bei derselben Frequenz). Die beispielhafte Zufallszugriffs-Detektoreinheit 202 kann für den I-Zweig (für eine Antenne) eines Zufallszugriffsempfängers einer Basisstation verwendet werden. Eine ähnliche Zufallszugriffs-Detektoreinheit kann für den Q-Zweig verwendet werden. Der Fluss der komplexen Signale ist als solches durch die gezeigten Doppellinienpfeile bezeichnet.
Die Zufallszugriffs-Detektoreinheit 202 enthält ein angepasstes Filter 204. Das angepasste Filter, welches nur während der Präambel-Periode verwendet wird, ist auf den Spreizungscode der Präambel abgestimmt (der der MS durch die Basisstation bereitgestellt worden war). Das angepasste Filter 204 wird verwendet zum Erfassen des Vorliegens der Zufallszugriffsanforderung, Entspreizen des Präambelteils des Zufallszugriffspakets, und Koppeln des resultierenden Signals an einen Akkumulator. Der Akkumulator umfasst eine Vielzahl von Akkumulatorteilbereichen, von denen jeder ein Block-Integrieren-und-Ausgeben-Modul 206i–n enthält (wobei i = 1 bis n) und einem verknüpften Signatur-Generatorteilbereich 208i–n. Jede empfangene Präambel enthält ein eindeutiges Signaturmuster, und jeder Akkumulatorteilbereich (i–n) ist auf eines der möglichen zu empfangenen Signaturmuster abgestimmt. Folglich können die unterschiedlichen empfangenen Zufallszugriffsanforderungen getrennt werden durch Remodulieren (205i–n) der Ausgabe des Code-angepassten Filters 204 mit den gewünschten Signatursymbolen (von den Signatur-Generatorteilbereichen 208i–n), und kohärentem Akkumulieren der remodulierten Signale in den Block-Integrieren-und-Ausgeben-Modulen 206i–n.
Der Ausgang jedes Akkumulatorteilbereichs (Block-Integrieren-und-Ausgeben-Modul 206i–n) ist mit einer jeweiligen Spitzendetektierungseinheit 210i–n gekoppelt. Bei dem Ende der Präambel-Periode sucht jede Spitzenerfassungseinheit 210i–n das Ausgabesignal von seinem jeweiligen Akkumulator (Modul 206i–n) nach jeder Signalspitze ab, die einen vorbestimmten Detektierungsschwellenwert überschreitet. Jede Spitzendetektierungseinheit 210i–n misst dann die Position in einer Zeit τ_i–τ_M (d.h. über "M" Symbolperioden der Präambel) des jeweiligen Spitzensignals. Wenn der Absolutwert dieser Spitze einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wird der bezogene Zeitpositions-(Zeitverzögerungs-)Wert τ_i–τ_M zu der Steuereinheit 106 und zu der Kanalschätzungseinheit 212i ausgegeben. Der Kanalschätzer kann verwendet werden, um Anfangswerte für ein Tiefpassfilter in dem Kanalschätzer eines RAKE-Fingers 108a–n bereitzustellen, welcher zum Demodulieren des nachfolgenden Datenteils der Zufallszugriffsanforderung zugewiesen ist. Diese Anfangswerte ĥ_i–ĥ_n werden von den Block-Integrier- und Ausgabe-Modulen 206 bei den gemessenen Zeitpositionen τ_i–τ_M genommen. Das Akkumulationsergebnis (komplexer Spitzenwert) bei jeder Zeitverzögerungsposition wird an die Steuereinheit 106 ausgegeben, die zum Auswählen eines RAKE-Fingers 108a–n verwendet werden soll. Die Ausgabe jeder Kanalschätzungseinheit (Akkumulatorzweig) 212i–n entspricht einem jeweiligen Signaturmuster S_i–S_n.
8 ist ein Blockdiagramm, das sachdienliche Details einer beispielhaften Suchereinheit (304) zeigt, die zum Implementieren der Funktionen der in 6 gezeigten Suchereinheit(en) 104 verwendet werden können. Die beispielhafte Suchereinheit 304 enthält ein Code-angepasstes Filter 306, das an die Pilot-Sequenz des dedizierten Datenkanals, der verwendet wird, angepasst ist. Der quadrierte Absolutwert (308) des von dem angepassten Filter 306 ausgegebenen komplexen Signals wird (Symbol um Symbol) nicht-kohärent akkumuliert in der Integrier- und Ausgabe-Einheit 310 wegen der Frequenzversätze des eingegebenen komplexen Signals. Die Pfadauswähleinheit 312 sucht nach den höchsten Spitzen in der Ausgabe von der Integrier- und Ausgabe-Einheit 310 (Verzögerungsleistungsspektrum oder DPS) durch Vergleichen jeder Spitze mit einem vorbestimmten Schwellenwert. Die Pfadverzögerungen τ_i–τ_k, die mit den höchsten Spitzensignalwerten verknüpft sind, werden an die Steuereinheit 106 ausgegeben, die zum Auswählen eines RAKE-Fingers 108a–n verwendet wird.
9 ist ein Blockdiagramm, das sachdienliche Details eines beispielhaften RAKE-Fingers (408a–n) zeigt, die zum Implementieren der Funktion eines in 6 gezeigten RAKE-Fingers 108a–n verwendet werden können. Die RAKE-Empfängereinheit 108 umfasst eine Vielzahl von RAKE-Fingern 108a–n (zum Beispiel 408a–n). Jeder Finger 408a–n wird an eine jeweilige Pfadverzögerung (τ_i) zugewiesen. Jeder Verkehrskanal-Benutzer erfordert eine RAKE-Empfängereinheit 108 (408). Die unterschiedlichen Verzögerungszeiten τ_i werden durch die Verwendung eines Puffers mit einer gesteuerten variablen Verzögerung 410 kompensiert. Die Anfangseinstellung für τ_i wird von der Zufallszugriffs-Detektoreinheit 202 in 7 über die Steuereinheit 106 (6) und Nachfolgesteuereinheit 412 bereitgestellt. Die tatsächlichen Werte für τ_i können von der Suchereinheit 304 in 8 über die Steuereinheit 106 (6) und Nachfolgesteuereinheit bzw. Tracking-Steuereinheit 412 bereitgestellt werden, oder mit der Zeitverzögerungsschätzungseinheit 415 geschätzt werden. Für die letztere Option kann die Zeitverzögerungsschätzungseinheit 415 mit einem bekannten Früh-Spät-Verzögerungs-Diskriminator (Delay-Locked-Loop-Technik) implementiert werden mit Verwenden der Eingänge von dem Code-Generator 413 und Verzögerungspuffer 410, um eine nicht-kohärente Zeitverzögerung zu berechnen. Das empfangene (eingegebene) Signal wird entspreizt (413) durch das Konjugiert-Komplexe (416) des ursprünglichen verwendeten Spreizungscodes und Symbol-um-Symbol kohärent akkumuliert (418). Jedes empfangene Symbol wird mit einem komplex-konjugierten Kanalschätzwert ĥ·(τ_i) gewichtet.
Der Kanalschätzwert wird auf eine ähnliche Weise durch die Kanalschätzereinheit 414 berechnet, aber basierend auf dem eingegebenen Pilot-Kanal. Die kohärent akkumulierten entspreizten Pilot-Codes von der Kanalschätzungs-Integrieren-und-Ausgeben-Einheit 420 werden durch ein Tiefpassfilter 422 geleitet. Die Realteile (424) der RAKE-Finger-Einheiten-Ausgänge (108a–n) werden zusammengefasst, um einen Wert einer weichen Entscheidung zu bilden, der die Ausgabe des RAKE-Empfängers 108 ist. Die Anzahl von somit (durch die Steuereinheit 106) zugewiesenen RAKE-Fingern hängt von der Anzahl von gültigen Pfadverzögerungen ab, die durch die Suchereinheit(en) 104 ausgewählt werden.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht worden ist und in der vorangegangenen detaillierten Beschreibung beschrieben worden ist, wird verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt ist, sondern dass zahlreiche Neuanordnungen, Modifizierungen und Ersetzungen, wie durch die folgenden Ansprüche bekannt gemacht und definiert, getätigt werden können.

Claims

Rahmenstruktur einer Zufallszugriffsanforderung für eine Übertragung auf einem Zufallszugriffskanal in einem Mobilkommunikationssystem, umfassend: eine Präambel; einen Datenabschnitt; und dadurch gekennzeichnet, dass es einen leeren Schutzabschnitt zwischen der Präambel und dem Datenabschnitt innerhalb der selben Zufallszugriffsanforderung gibt.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 1, wobei die Präambel eine signaturmodulierte Präambel ist, wobei ein vorgewähltes Signaturmuster zum Modulieren der Präambel verwendet worden ist.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 1, wobei die Präambel eine signaturmodulierte Präambel ist, wobei ein zufällig aus einer Vielzahl von orthogonalen Codes ausgewähltes Signaturmuster zum Modulieren der Präambel verwendet worden ist.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 1, wobei das Mobilkommunikationssystem ein CDMA-System ist.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 1, wobei der Datenabschnitt Benutzerdaten und wenigstens ein Pilot-Symbol enthält.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 1, wobei der Datenabschnitt Benutzerdaten und kein Pilot-Symbol enthält.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 6, wobei die Benutzerdaten auf einem I-Zweig oder einem Q-Zweig übertragen sind.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 5, wobei das wenigstens eine Pilot-Symbol ausgebildet ist, auf einem I-Zweig oder einem Q-Zweig übertragen zu werden.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 1, wobei der Datenabschnitt einen Ratenindikator enthält.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 9, wobei der Ratenindikator mit einer vorbestimmten Übertragungsdatenrate und mit wenigstens einem einer vorgewählten Vielzahl von Signaturmustern verknüpft ist.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 9, wobei der Ratenindikator in einem Steuerabschnitt der Zufallszugriffsanforderung enthalten ist.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 11, wobei der Ratenindikator in einem Beginn des Steuerabschnitts enthalten ist.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 11, wobei der Ratenindikator ausgebildet ist über den Steuerabschnitt gespreizt zu werden.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 9, wobei der Ratenindikator mit einem Datenabschnitt variabler oder vorbestimmter Länge verknüpft ist.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 1, wobei eine Übertragungsrate für den Zufallszugriffskanal mit einem vorbestimmten Spreizungsfaktor verknüpft ist.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 1, wobei der Datenabschnitt Bandspreizdaten aufweist, wobei ein mit einer vorbestimmten Mobilstation verknüpfter vorbestimmter Code zum Spreizen der Daten verwendet worden ist.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 1, wobei der Datenabschnitt Bandspreizdaten aufweist, wobei ein mit einer Vielzahl von Mobilstationen verknüpfter vorbestimmter Code zum Spreizen der Daten verwendet worden ist.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 17, wobei ein Steuerabschnitt des Zufallszugriffskanals eine Bandspreizsteuerinformation aufweist, wobei ein erster Spreizungscode zum Spreizen der Steuerinformation verwendet worden ist, und der Datenabschnitt Bandspreizdaten aufweist, wobei ein zweiter Spreizungscode zum Spreizen der Daten verwendet worden ist, wobei der erste Spreizungscode orthogonal zu dem zweiten Spreizungscode ist.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 18, wobei der erste und der zweite Spreizungscode jeweils mit einem Unterbaum eines Code-Baums verknüpft sind.
Rahmenstruktur gemäß Anspruch 1, wobei ein Datenabschnitt des Zufallszugriffskanals im Grunde identisch in seiner Struktur zu einem dedizierten physikalischen Kanal in dem Mobilkommunikationssystem ist.
System zum Gebrauch beim Erfassen einer Zufallszugriffsanforderung mit einem Format gemäß Anspruch 1 und geeignet für ein CDMA-System, umfassend: eine Zufallszugriffs-Detektoreinheit (102); wenigstens eine Suchereinheit (104), wobei ein Eingang des Systems mit der Zufallszugriffsdetektoreinheit (102) und der wenigstens einen Suchereinheit (104) gekoppelt ist; eine Steuereinheit (106), wobei ein Ausgang der Zufallszugriffssteuereinheit und die wenigstens eine Suchereinheit mit der Steuereinheit gekoppelt sind; und eine RAKE-Empfängereinheit (108), wobei ein Ausgang der Steuereinheit und der Eingang des Systems mit der RAKE-Empfängereinheit gekoppelt sind, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist zum Produzieren eines Steuersignals bei ihrem Ausgang, das aus einer Reihenfolgennummer für ein erfasstes Signaturmuster, informativ hinsichtlich einer Datenrate für den nachfolgenden an die RAKE-Empfängereinheit einzugebenden Datenabschnitt, einer geschätzten Pfadverzögerung und einem geschätzten Kanalwert gebildet ist.
System gemäß Anspruch 21, wobei die RAKE-Empfängereinheit eine Mehrzahl von RAKE-Komponenten (108a–108n) umfasst.
Ein Verfahren zum Gebrauch beim Erfassen einer Zufallszugriffsanforderung mit einem Format gemäß Anspruch 1 und geeignet für ein CDMA-System, die Schritte umfassend zum: Erfassen (102) einer Zufallszugriffsanforderung auf einem Zufallszugriffskanal; Suchen (104) nach einer Ausbreitungsverzögerung auf einem mit dem Zufallszugriffskanal verknüpften Verkehrskanal; Koppeln eines Ergebnisses des Erfassungsschrittes und des Suchschrittes an eine Steuereinheit (106); und wobei in Ansprechen auf den Kopplungsschritt, die Steuereinheit wenigstens eine RAKE-Empfängerkomponente (108) zuweist, um die Zufallszugriffsanforderung zu demodulieren, wobei der Zuweisungsschritt ein Koppeln eines Steuersignals zu der wenigstens einen RAKE-Empfängerkomponente enthält, wobei das Steuersignal aus einer Reihenfolgennummer für ein erfasstes Signaturmuster, informativ hinsichtlich einer Datenrate für den nachfolgenden an die RAKE-Empfängereinheit einzugebenden Datenabschnitt, einer geschätzten Pfadverzögerung und einem geschätzten Kanalwert gebildet ist.
Mobilkommunikationssystem mit: einem mobilen Endgerät zum Übertragen einer Zufallszugriffsrahmenstruktur gemäß Anspruch 1 auf einem Zufallszugriffskanal; und einer Basisstation zum Empfangen der Zufallszugriffsrahmenstruktur.
Mobilkommunikationssystem gemäß Anspruch 24, wobei der Datenabschnitt einen mit einer vorbestimmten Übertragungsrate verknüpften Ratenindikator und wenigstens eines einer vorgewählten Vielzahl von Signaturmustern enthält.
Mobilkommunikationssystem gemäß Anspruch 24, wobei ein Steuerabschnitt der Zufallszugriffsanforderung eine Spreizsteuerinformation umfasst, wobei ein erster Spreizungscode zum Spreizen der Steuerinformation verwendet worden ist und ein zweiter Spreizungscode zum Spreizen des Datenabschnitts verwendet worden ist, und wobei der erste Spreizungscode orthogonal zu dem zweiten Spreizungscode ist.