SE517615C2 - Effektstyrning för CDMA-kommunikationssystem - Google Patents

Description

25 30 35 517 615 2 som användes och ignorera effektstyrkommandon, som är ett resultat av energimätningen av de effektstyrgrupper, som inte används.

Föreliggande system använder en arbetscykel av skur- typ (dvs inte alls använder luckorna i ramen) för sänd- ning av signaler, vilka hänför sig till annat än full hastighet. Eftersom blott en tröskeleffektnivå förekommer i och för uppnående av exakt avläsning måste varje skur tillgodose samma ES-tröskel som den kontinuerliga full- hastighetstransmissionen.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Fig l är ett känt kopplingsschema för en CDMA-back- kanalkonstruktion.

Fig 2 är en känd matris av effektstyrgrupper med transmissionshastighet.

Fig 3 är ett blockschema för en känd CDMA-backkanal- konstruktion.

Fig 4 är ett flödesschema för en känd effektstyrpro- cess i en känd basstation.

Fig 5 är ett flödesschema för en effektstyrprocess för en känd mobilstation.

Fig 6 är en matris av effektstyrgrupper med trans- missionshastigheter, använd av föreliggande uppfinning.

Fig 7 är ett flödesschema för en effektstyrprocess i en basstation, användande föreliggande uppfinning.

Fig 8 är ett flödesschema för en effektstyrprocess i en mobilstation, användande föreliggande uppfinning.

Fig 9“är ett blockschema för en CDMA-backkanalkon- struktion, vilken är konstruerad för användning av före- liggande uppfinning.

'Fig 10 är ett flödesschema för en alternativ effekt- styrprocess i en mobilstation, användande föreliggande uppfinning och Fig ll är ett flödesschema för en alternativ effekt- styrprocess i en basstation användande föreliggande uppfin- ning. 10 15 20 25 30 35 ÖOII OO 517 615 Detaljerad beskrivning av ritningarna I fig 1 visas ett blockschema för en känd CDMA-back- kanalkonstruktion, Detta SOm vilken generellt betecknas med 10. är utförandet av en mobilstationssändare. Den signal, skall sändas, mottages i block 11, där en ramkvalitetsin- dikator tillägges signalen. Därefter adderas ändbitar i blocket 12. 13 och symbolrepetition utföres i blocket 14. tas sedan (block 15) (block 16).

En dataskurrandomiserare 17 användes därpå för att Signalen kodas sedan under faltning i blocket Datan inflä- och moduleras följa vilken av effektstyrgrupperna som skall användas för sändning av signalen. Enligt fig 2 är en matris, vilken generellt betecknas med 29, i effektstyrgrupperna, som är uppdelade av hastigheten, anordnad. I föreliggande (PCG) ram. När en transmission med full hastighet väljes använ- exempel föreligger 16 logiska effektstyrgrupper per des samtliga sexton PCG. När halv transmissionshastighet väljes användes blott hälften av PCG. Det framgår, att hälften av de PCG, eller udda PCG. Detta är randomiserarens 17 funktion. som användes, inte uppdelas av jämna Denna väljer slumpmässigt åtta av de för användning av- sedda 16 PCG. Detsamma sker för fjärdedels och åttondels hastigheter, dvs randomiseraren väljer fyra respektive Det skall här som användes för varje PCG, två PCG för användning för transmission. noteras, att effektnivån, representerad av blockets höjd, är densamma. Enligt fig 1 tillhandahåller en làngkodsgenerator 18 blandaren 19 en signal, vilken kombineras med utsignalen från skurrando- miseraren 17. Den resulterande signalen uppdelas i I- och Q-komponenter genom delning av signalen, uppkonvertering genom blandning med en 1,2288 MHz- (MegaHertz)signal och I- och Q- -komponenterna filtreras sedan i filter 22 respektive 24 fördröjning av Q-signalen i en fördröjare 23. och blandas med kosinus och sinus av en signal Q. De båda signalerna kombineras sedan i en summerare 27 för förbe- redelse av signalsändning.

OIOOUQ 010000 c uu . co 10 15 20 25 30 35 517 615 4 En mera detaljerad beskrivning av den i fig 1 visade sändarens operation kan återfinnas i TiA/EIA)IS-95 med början av sektionen 6.1.3.

I fig 3 visas en blockkonstruktion av en CDMA-fram- kanalkonstruktion, vilken generellt betecknas med 30.

Kanalkonstruktionen 30 mottar en signal för sändning och behandlar den på i huvudsak samma sätt som beskrivits med hänvisning till fig 1. Den för sändning avsedda signalen modifieras genom tillägg av en ramkvalitetsindikator 31 och en bakändeskodare 32. Signalen behandlas vidare genom faltningskodning, symbolrepetition och blockinflätning i blocken 33-35. Utsignalen från blockinflätaren 35 blandas sedan med en långkod, vilken genereras i en lágkodgene- rator 37, och decimeras i en decimator 38 för reducering av densamma från l,2288 Mcps (megatecken per sekund) till 19,2 ksps (kilosymboler per sekund).

Den blandade signalen inmatas därefter till en mul- tiplexerare (MUX) 39, där den multiplexeras med effekt- styrbiten. Multiplexeraren klockas med làngkoden, som ytterligare decimerats i decimatorn 40 till 800 Hz. MUX 39 användes för punktering av dataströmmen och insättning av effektstyrbiten i den för sändning avsedda signalen.

Signalen uppdelas sedan och adderas till ett I-ka- nal-PN (pseudotal) i adderaren 41 och till ett Q-kanal-PN i adderaren 42. De resulterande signalerna filtreras i filtren 43 respektive 44. Utsignalen från filtren 43 och 44 blandas med kosinus och sinus av signalen Q i bland- arna 45 respektive 46. De resulterande signalerna sum- meras därpå i summeraren 47 för àstadkommande av den för sändning avsedda signalen (S(t)).

Denna signal behandlas vid mottagning av mobilsta- tionen, effektstyrbiten identifieras och mobilstaitonen justerar sin effekt i enlighet därmed.

Med hänvisning till flödesschemat enligt fig 4 àskådliggöres ett sätt för effektstyrning, vilket gene- rellt betecknas med 50 och vilket användes av en känd basstation. Sättet 50 börjar när en PCG mottages av 10 15 20 25 30 35 517 615 .p.

I 00 00 :duo 1000 OUGOIO basstationen, steg 51. I verkligheten är PCG hela sig- nalen, som mottages av basstationen under en specifik tidsperiod, oberoende av om den sändes av en specifik mobilstation eller erhålles från någon annan källa. Den första del som mottages, första PCG, analyseras då för uppskattning av energin (eller den mottagna effektnivàn) i steget 52.

Den uppskattade energin jämföres sedan med ett trös- kelvärde (ES) i ett beslutssteg 53. Om uppskattningen överstiger Es insättes en nedeffektstyrbit i nästföljande sändning till mobilstationen i steget 54. Om uppskatt- ningen inte överstiger ES insättes en uppeffektstyrbit i nästföljande sändning till mobilstationen, steg 55. En sändning, som innehåller en effektstyrbit, sändes då till mobilstationen.

I fig 5 visas ett flödesschema för en effektstyrme- tod, vilken generellt betecknas 60 och vilken användes av en känd mobilstation. Metoden 60 börjar i steget 61, när en sändning mottages av mobilstationen. Signalen analyse- ras för återvinning av effektstyrbiten, som sänts av bas- stationen i steget 62. Mobilstationen bestämmer sedan huruvida effektstyrbiten sänts som gensvar på en av mo- bilstationen sänd PCG-skur i beslutssteget 63. Såsom ovan beskrivits användes om mobilstationen sänder med en has- tighet understigande den fulla hastigheten inte samtliga PCG. I detta fall kan effektstyrbiten från basstationen bli resultatet av en PCG, som inte användes av mobilsta- tionen. Om PCG inte användes av mobilstationen skall den inte korrigera sin effekt, baserat på denna mätning av basstationen. Genom kännedom om sändningsfördröjningsti- derna har mobilstationen en kännedom på förhand om den PCG, med vilken effektstyrbiten är associerad. Om effekt- styrbiten är ett gensvar på en använd PCG justerar mobil- stationen sin effekt enligt order, steg 64. Om effekt- styrbiten inte är ett gensvar på en använd PCG ignoreras effektstyrbiten och metoden 60 slutar, steg 65.

:QOIQO 10 15 20 25 30 35 517 615 -. 6 000000 Fig 6 visar en matris, vilken generellt betecknas med 68, för effektstyrgrupper med transmissionshastighet.

Det föreligger två distinktioner mellan matrisen enligt fig 2 och denna. Den första är att föreliggande uppfin- ning använder varje PCG vid samtliga transmissionshas- tigheter. Detta sker genom redundanttransmissionen av data. Som ett exempel sändes vid halva hastigheten PCG l två gånger, nämligen en gång i lA och på nytt i lB. Detta medför en tidsdiversitet, som kan användas av mottagaren för ökning av kvaliteten. På grund av tidsdiversiteten förbättras Eb(no) (energi per bit/brus), vilket resulte- rar i en förbättrad kapacitet. Såsom visas i matrisen 68 och representeras av blockens höjd är sändningen av PCG med halv hastighet hälften av effekten vid full hastig- het. Resultatet är att det inte förekommer någon ändring av mängden total energi, som sändes i CDMA-kommunika- tionssystemet, utan en ökning av kvaliteten.

I fig 7 visas ett flödesschema för ett sätt, som generellt betecknas med 70, för en effektstyrprocess av en basstation, vilken använder föreliggande uppfinning.

När en PCG mottages av basstationen i steget 71 uppskat- tas energin i steget 72. Uppskattningen jämföres sedan med ett första tröskelvärde i beslutssteget 73. Detta första tröskelvärde är det högsta tröskelvärdet och kan vara det tröskelvärde, som är associerat med en trans- mission med full hastighet. Om den uppskattade energin ligger över tröskelvärdet ställes de tre effektstyrbi- i steget 74. När detta multihastighetseffektstyrkommando mottages av en mobil- tarna på en nedstyrning (l,0,0) station nedreglerar det sin sändningseffekt oberoende av transmissionshastigheten. Om uppskattningen inte ligger över det första tröskelvärdet jämföres det med ett andra tröskelvärde i beslutssteget 75. Detta andra tröskelvärde kan vara det tröskelvärde, som användes för transmission med halv hastighet. Om uppskattningen ligger över det andra tröskelvärdet ställes multihastighetsstyrkommandot på (O,1,0) i steget 76. Detta kommando beordrar sändare 10 15 20 25 30 35 517 615 . med halv, fjärdedels och àttondels hastighet att sända styrningen av transmissionseffekten och en sändare med full hastighet att öka styrningen till sin transmissions- effekt. (transmission med fjärdedels hastighet) Processen 70 fortsätter till ett tredje tröskel- värde och 78 och till ett fjärdedels tröskelvärde med àttondels hastighet) i stegen 77 (transmission i stegen 79 och 80. Om inget av tröskelvärdena överskrides ställes multihastighetsstyr- (0,0,0) tages av en mobilstation styr den upp sin sändningseffekt Detta effektstyr- kommando insättes sedan i nästföljande transmission till steg 83.

I fig 8 visas ett flödesschema för en effektstyr- kommandot pà i steget 81. När detta kommando mot- oberoende av transmissionshastigheten. mobilstationen, steg 82, och sändes, metod, vilken generellt betecknas med 90, för en mobil- station, vilken använder föreliggande uppfinning. Metoden 90 börjar med mottagningen av en signal i steget 91. Sig- nalen behandlas för återvinning av effektstyrkommandot, steg 92. Metoden 90 utvärderar sedan effektstyrkommandot, steg 93, för bestämning av det relevanta steg, som skall tagas med avseende på dess transmissionshastighet. Mobil- stationen justerar sedan sin effekt, som bestämmes av detta effektstyrkommando, steg 94, och processen slutar när nästföljande signal mottages, steg 95.

Denna metod tillåter operatören att undvika de prob- lem, som förekommer vid användning av skurarbetscykeln, genom att tillåta en kontinuerlig arbetscykel med reducerad effekt. som erbjudes av tidsdiversiteten av transmissionerna, Dessutom tillhandahåller de upprepade signalerna, Eb/no, vilket resulterar i en förbättrad kapacitet.

-Fig 9 visar ett blockschema för en CDMA-backkanal- konstruktion, vilken generellt betecknas med 100 och vilken använder föreliggande uppfinning. Såsom vid känd teknik mottages den för sändning avsedda signalen i ett block 111, där en ramkvalitetsindikator tillägges signa- len. Därpå adderas bakändbitarna i blocket 112. Signalen kodas under faltning i block 113 och symbolrepetition ut- tott!! n 010010 u o u~ ø-u. .. 10 15 20 25 30 35 517 615 000010 föres i blocket 114. (116).

Enligt föreliggande utförande erfordras inte längre Datan inflätas sedan (115) och modu- leras någon randomiserare, eftersom samtliga PCG användes för samtliga transmissionshastigheter. Signalen från modula- torn 116 matas därför direkt till blandaren 119, blandas med långkoden från långkodgeneratorn 118. där den Signalen från blandaren 119 uppdelas i I- Q-kompo- nenter, upp-konverteras genom blandning med en 1,2288 MHz-(MegaHertz)signal och Q-signalen fördröjes i för- dröjaren 123. I- och Q-komponenterna filtreras sedan i filtren 122 respektive 124 och blandas med kosinus och sinus av en signal Q. Signalerna kombineras därpå i sum- meraren 127.

Signalen från summeraren 127 förstärkes därpå av en justerbar förstärkare 129. Förstärkaren 129 justeras base- rat på transmissionshastigheten. signalen med full effekt. Vid halv hastighet är effekten För full hastighet utmatas halva effekten representerad i matrisen enligt fig 6.

Fig 10 visar ett blockschema för en CDMA-framkanal- konstruktion, vilken generellt betecknas med 120. Liksom vid kanalkonstruktion enligt fig 3 modifieras den för sändning avsedda signalen genom tillsats av en ramkvalitetsindikator 131 och en bakändeskodare 132. Signalen behandlas vidare genom faltningskodning, symbolrepetition och blockinflät- ning, blocken 133-135. Utsignalen från blockinflätaren 135 blandas sedan med en långkod, vilken genereras i làngkodge- neratorn 137 och decimeras i decimatorn 138 för reducering till av densamma från 1,2288 Mcps (megatecken per sekund) 19,2 ksps (kilosymboler per sekund).

'Den blandade signalen matas sedan till en multi- plexerare (MUX) 139, där den multiplexeras med fyra ef- fektstyrbitar. Multiplexeraren 139 klockbehandlas medelst långkoden, som ytterligare decimerats i decimatorn 140 till 800 Hz. Multiplexeraren 139 användes för punktering av dataströmmen och insättning av fyra effektstyrbitar i den för sändning avsedda signalen. Punkteringen av fram- 10 15 20 25 30 35 517 615 . -; länken med fyra bitar har en osignifikant inverkan pà nedlänkskvalitetsfunktionen. Den löpande IS-95-nedlänken 1/2 faltningskod punkterad på 800 Detta motsvarar en hastighet av använder en hastighet = bps (bitar per sekund). 0,522. faltningskod, punkterad pà 2400 bps, resultera i en has- I föreliggande förslag kan en hastighet 0 1/2 tighet av 0,570. Alternativt kan hastighetsinformationen såsom en SACCH (långsamassocierad styrkanal). Ett annat sätt att reduce- sändas under användning av en styrsignal, ra punkteringsanslaget kan vara att reducera antalet bak- ändbitar från åtta bitar till sex bitar.

I fig 11 och 12 visas ett alternativt utförande av ett kommunikationssystem, vilket använder ett sätt enligt föreliggande uppfinning. I fig 11 visas ett flödesschema för ett sätt, vilket generellt betecknas med 150, av en mobilstation, vilken använder föreliggande uppfinning.

Sättet 150 börjar sin sändningssekvens i steg 151. En första ram behandlas med en första transmissionshastighet steg 152, ram behandlas sedan med en andra transmissionshastighet, för sändning, och lagras i steg 153. En andra steg 154. En indikator på den andra transmissionshastig- steg 155, Sättet fortsätter sedan, och ramen steg 157, heten insättes i den första ramen, steg 156. genom insättning av indikatorer på transmissionshastighe- sändes, ten av efterföljande transmission.

I fig 12 visas ett flödesschema för en metod, vilken generellt betecknas med 160, av en basstation, som använder föreliggande uppfinning. Metoden 160 börjar i ett steg 161, när en signal mottages.

Den första ramen mottages, steg 162, och den andra transmissionshastigheten bestämmes, steg 163, under användning av indikatorn. När den andra ramen mottages, steg 164, uppskattas effekten av den andra ramen, steg 165, och jämföres med tröskelvärdet för den andra transmissionshastigheten, steg 166). Ett effektstyrkommando kan då bestämmas och returneras till den mobila stationen vid nästföljande bastransmission. v vv.. ~ v. u .- lO 517 615 10 Ett operationssätt har därför àstadkommits, vilket tillåter användning av en kontinuerlig signal vid alla transmissionshastigheter genom användning av ett flertal energitrösklar, som har lägre energinivàer för transmis- sioner med lägre hastighet.

Ehuru uppfinningen beskrivits i samband med specifi- ka utföranden därav är det uppenbart, att många föränd- ringar, modifikationer och variationer är uppenbara för fackmannen i belysning av ovanstående beskrivning. Avsik- ten är därför att omfatta alla sådan förändringar, modi- fikationer och variationer i efterföljande patentkrav.

OIIIIÛ

Claims (1)

10 15 20 25 30 517 615 11 PATENTKRAV

1. För styrning av effekten i ett CDMA-kommunika- vilket sätt innefattar (152) het av en första ram av en kontinuerlig, tionssystem, behandling vid en första transmissionshastig- för sändning från en mobil station till en basstation avsedd signal, lagring av den första ramen av den kontinuerliga signalen i en mobil station, (154) av en andra ram av en kontinuerlig, behandling vid en andra transmissionshastighet för sändning från den mobila stationen till basstationen avsedd signal, (155) första ram av en indikator av den andra ramens andra insättning i den kontinuerliga signalens transmissionshastighet för användning för styrning av nämnda CDMA-kommunikationssystem och sändning (156) av den kontinuerliga signalens första ram. 21 Sätt enligt krav 1, innefattande mottagning (162) av den kontinuerliga signalens första ram i en basstation, bestämning (163) av den andra transmissionshastig- heten från indikatorn i den första ramen, mottagning (164) av den kontinuerliga signalens andra ram i basstationen, uppskattning (165) av en mottagen effektnivà av den andra ramen i den kontinuerliga signalen och jämförelse (166) av den mottagna effektnivån av den andra ramen med en tröskeleffektnivå för den andra trans- missionshastigheten.