DE60034338T2

DE60034338T2 - Verfahren und einrichtung zur bestimmung einer rückwärtsverbindungsübertragungsrate in ein funkkommunikationssystem

Info

Publication number: DE60034338T2
Application number: DE60034338T
Authority: DE
Inventors: Paul E. San Diego BENDER; Matthew Stuart La Jolla GROB; Gadi San Diego KARMI; Roberto San Diego PADOVANI
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2020-07-01
Also published as: ES2325182T3; BRPI0011966B1; CN1630996A; AU5911500A; DE60034338D1; CN100367694C; EP1192749A1; EP2077638A2; US6807161B2; CN101188476A; JP2003521847A; CY1107056T1; RU2262212C2; US6804210B2; CN101188476B; US20030076795A1; UA73737C2; KR20020026482A; ES2275524T3; MXPA01012708A

Description

Hintergrund der Erfindung
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kommunikationen bzw. Nachrichtenübermittlungen. Spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein neuartiges und verbessertes Verfahren und eine neuartige und verbesserte Vorrichtung zum Durchführen von Signalkombinierung während eines Soft-Handoffs bzw. einer sanften Weiter- bzw. weichen Übergabe in einem drahtlosen Kommunikationssystem.
II. Beschreibung der verwandten Technik
Die Nutzung von Modulationstechniken mit Code-Multiplex-Vielfach-Zugriff (code division multiple access, CDMA) ist eine von mehreren Techniken zum ermöglichen von Kommunikationen bei denen eine große Anzahl von Systemnutzern vorhanden sind. Andere Mehrfach-Zugriffskommunikationssystemtechniken, wie z. B. Zeit-Multiplex-Vielfach-Zugriff (time division multiple access, TDMA) und Frequenz-Multiplex-Vielfach-Zugriff (frequency division multiple access, FDMA) sind in der Technik bekannt. Die Spreizspektrummodulationstechnik mit CDMA hat jedoch signifikante Vorteile gegenüber diesen Modulationstechniken für Mehrfachzugriffskommunikationssysteme. Die Nutzung von CDMA Techniken in einem Mehrfachzugriffskommunikationssystem ist offenbart in dem U.S. Patent Nr. 4,901,307 mit dem Titel „SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS" das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist. Die Nutzung von CDMA Techniken in einem Mehrfachzugriffskommunikationssystem ist ferner offenbart in dem U.S. Patent Nr. 5,103,459 mit dem Titel „SYSTEM AND ME-THOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
Dadurch, dass CDMA ein breitbandiges Signal ist, bietet es eine Form von Frequenzdiversität durch Spreizen der Signalenergie über eine breite bzw. große Bandbreite. Deshalb beeinflusst frequenzselektives Fading nur einen kleinen Teil der CDMA Signalbandbreite. Raum- oder Pfaddiversität wird erreicht durch Vorsehen von mehreren Signalpfaden über gleichzeitige Verbindungen von einem mobilen Nutzer über zwei oder mehrere Zellenstandorte. Ferner kann Pfaddiversität erreicht werden durch Ausnutzen der Mehrwegeumgebung durch Spreizspektrumsverarbeitung und zwar dadurch, dass zugelassen wird, dass ein Signal mit unterschiedlichen Ausbreitungsverzögerungen empfangen und separat verarbeitet wird. Beispiele von Weg- bzw. Pfaddiversität sind erläutert in dem U.S. Patent Nr. 5,101,501 mit dem Titel „METHOD AND SYSTEM FOR PROVDIING A SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" und dem U.S. Patent Nr. 5,109,390 mit dem Titel „DIVERSITY REICEIVER IN A CDMA CELLUALR TELEPHONE SYSTEM", die beide an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden sind.
Ein nützliches Verfahren der Leistungssteuerung in einer Mobilstation bzw. einem Mobiltelefon in einem Kommunikationssystem ist es, die Leistung des empfangenen Signals von der Mobilstation an einer Basisstation zu überwachen. Die Basisstation sendet bzw. überträgt ansprechend auf den überwachten Leistungspegel, Leistungssteuer-Bits bzw. Leistungsregel-Bits in regelmäßigen Intervallen an die Mobilstation. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern von Sendeleistung auf diese Art und Weise ist offenbart in dem U.S. Patent Nr. 5,056,109 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM" das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
Es hat eine zunehmende Nachfrage nach drahtlosen Kommunikationssystemen gegeben, die geeignet sind, digitale Information mit hohen Raten bzw. Geschwindigkeiten zu übertragen bzw. zu senden. Ein Verfahren zum Senden digitaler Daten mit hoher Rate von einer entfernten Station zu einer zentralen Basisstation ist es der entfernten Station zu erlauben, die Daten unter Verwendung von Spreizspektrumstechniken mit CDMA zu senden. Ein Verfahren das vorgeschlagen worden ist, ist es, der entfernten Station zu ermöglichen, ihre Information unter Verwendung eines kleinen Satzes mit orthogonalen Kanälen zu übertragen, wobei dieses Verfahren im Detail beschrieben ist, in dem U.S. Patent Nr. 6,396,804 mit dem Titel „HIGH DATA RATE CDMA WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
WO-A-99/09779 beschreibt die Bereitstellung von verschiedenen Planungsbzw. Einteilungsniveaus (scheduling levels) abhängig davon, ob eine entfernte Station sich im soft handoff befindet, und falls dem so ist, ob die Basisstationen einen gemeinsamen Controller bzw. eine gemeinsame Steuervorrichtung teilen bzw. gemeinsam nutzen. Die Planung bzw. die Zeitplanung kann an der Basisstation durchgeführt werden, falls sich die entfernte Station nicht im soft handoff befindet, kann an dem Basisstations-Controller durchgeführt werden, falls sich die entfernte Station im soft handoff befindet und der Controller gemeinsam für alle Basisstationen ist, die sich in Kommunikation mit der entfernten Station befinden, kann andernfalls an einem Netzwerkplaner bzw. Netzwerkscheduler durchgeführt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
In einem Aspekt sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Nutzung bei einem soft handoff Zustand in einem Kommunikationssystem vor, bei dem jede Basisstation, die sich in Kommunikation mit einer entfernten Station bzw. Fernstation befindet, ein Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bit überträgt, das anzeigt, ob seine Rückwärtsverbindungskapazität ausgeschöpft worden ist, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Kombinieren der Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bits übertragen durch jeden der erwähnten Basisstationen; Bestimmen einer Rückwärtsverbindungssendegeschwindigkeit bzw. -übertragungsrate der Fernstation entsprechend einer Kombination, der durch jede der Basisstationen übertragenen Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bits; und Übertragen der Rückwärtsverbindungsdaten entsprechend der erwähnten Rückwärtsverbindungsübertragungsrate.
In einem anderen Aspekt sieht die vorliegende Erfindung eine entfernte Station bzw. Fernstation vor, die Folgendes aufweist: Mittel zum Kombinieren von Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bits empfangen von einer Vielzahl von Basis stationen; Mittel zum Bestimmen einer Rückwärtsverbindungsübertragungsrate von der entfernten Station entsprechend einer Kombination der Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bits empfangen von den Basisstationen; und Mittel zum Übertragen von Rückwärtsverbindungsdaten entsprechend der Rückwärtsverbindungsübertragungsrate.
Die vorliegende Erfindung ist ein neuartiges und verbessertes Verfahren und eine neuartige und verbesserte Vorrichtung, die die Kombination von Signalen bei einem hochratigen drahtlosen Kommunikationssystem beschreibt. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel überträgt jede Basisstation die sich in Kommunikation mit einer entfernten Station befindet, Vorwärtsverbindungsdaten einschließlich Verkehrsdaten, Pilotsymbolen und Overhead-Daten. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel umfassen die Overhead-Daten ein Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bit, Rückwärtsverbindungsleistungssteuer(reverse link power control, RPC)-Befehle und ein Vorwärtsverbindungsaktivitäts-(forward link activity, FAC)-Bit. Das Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bit zeigt an, wenn die Basisstation ihr Rückwärtsverbindungskapazitäts-Limit erreicht hat. Das RPC-Bit zeigt jeder Mobilstation, die sich in Kommunikation mit der Basisstation befindet an, ob ihre Sendeenergie erhöht oder verringert werden sollte. Das FAC-Bit ist eine Nachricht, die anzeigt, wenn eine Basisstation keine Vorwärtsverbindungsdaten zu senden hat, und zwar eine vorher bestimmte Anzahl von Schlitzen in der Zukunft. In einem Beispiel wird der Vorwärtsverbindungsverkehr nur von einer Basisstation zu einer bestimmten entfernten Station gesendet. Somit gibt es keinen soft handoff, der Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten. Die Mehrwege-Komponenten der Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten werden unter Verwendung eines herkömmlichen Rake- Empfängers kombiniert, um eine verbesserte Schatzung der Vorwartsverbindungsverkehrsdaten vorzusehen.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bits unabhängig durch jede Basisstation erzeugt, und zeigen an, ob die sendende Basisstation ein Rückwärtsverbindungskapazitätslimit erreicht hat. In einem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel kombiniert die entfernte Station die Mehrwege-Komponenten von den Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bits von jeder von den sendenden Basisstationen in seinem Aktiven Satz (Active Set) und sendet ansprechend darauf nur ein Rückwärtsverhandungssignal wenn alle von den Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bits anzeigen, dass die Basisstationen in dem Aktiven Satz der entfernten Station Rückwärtsverbindungskapazität besitzen. In einem ersten alternativen Ausführungsbeispiel gewichtet die entfernte Station, die Rückwärtsverbindungs-besetzt-Signale entsprechend mit der Signalstärke von der Basisstation, die das Besetzt-Signal sendet und bestimmt, basierend auf der gewichteten Summe der Besetzt-Signale, ob sie senden soll. In einem zweiten alternativen Ausführungsbeispiel gewichtet die entfernte Station ihre Rückwärtsverbindungs-besetzt-Signale entsprechend mit der Signalstärke der Basisstation, die das Besetzt-Signal sendet und bestimmt eine maximale Rückwärtsverbindungsdatenrate basierend auf der gewichteten Summe von den Besetzt-Signalen.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel werden die FAC-Signale unabhängig erzeugt. Die FAC-Signale von gemeinsamen Basisstationen, Mehrwege-Komponenten werden soft bzw. sanft kombiniert und decodiert. Jedes von den FAC-Signalen ist für einen korrespondierenden SNR-Kalkulator für jede Basisstation vorgesehen. Der berechnete SNR für jede Basisstation wird genutzt, um zu bestimmen, welche Basisstation Vorwärtsverbindungsdaten an die entfernte Station senden soll und mit welcher Datenrate gesendet werden soll.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der unten angegebenen detaillierten Beschreibung klarer werden, wenn man diese zusammen mit den Zeichnungen betrachtet, in denen gleiche Bezugszeichen durchgehend entsprechendes Identifizieren und wobei:
1 ein Diagramm ist, das die Komponenten und Signale einer soft handoff Umgebung darstellt;
2 eine Darstellung des Vorwärtsverbindungsschlitzformats des exemplarischen Ausführungsbeispiels ist;
3 ein Flussdiagramm ist, das das Verfahren des Kombinierens von Signalen in dem exemplarischen Ausführungsbeispiel darstellt;
4 ein Blockdiagramm ist, das das Basisstationssendesystem des exemplarischen Ausführungsbeispiels darstellt;
5 ein Blockdiagramm der entfernten Station der vorliegenden Erfindung ist;
6 ein Blockdiagramm des Verkehrsdemodulators des exemplarischen Ausführungsbeispiels ist;
7 ein Blockdiagramm des Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bit-Demodulators des exemplarischen Ausführungsbeispiels ist;
8 ein Blockdiagramm eines Leistungssteuerdemodulators des exemplarischen Ausführungsbeispiels ist; und
9 ein Blockdiagramm von dem Vorwärtsverbindungsaktivitäts(forward link activity, FAC)-Demodulators des exemplarischen Ausführungsbeispiels ist; und
10 ein Blockdiagramm des Sende-Sub-Systems der entfernten Station ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
1 stellt die Elemente eines drahtlosen Kommunikationssystems während eines soft handoff Betriebs dar. In dem in 1 dargestellten soft handoff Zustand befindet sich die entfernte Station 122 in simultaner Kommunikation mit Basisstationen 102, 104 und 106. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen von soft handoff in einem drahtlosen Kommunikationssystem ist offenbart in dem vorgenannten U.S. Patent Nr. 5,101,501 . Ein Basisstationscontroller 100 sendet Information, die an die entfernte Station 122 zu senden bzw. zu übertragen ist, über die Basisstationen 102, 104 und 106.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel werden die Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten an die entfernte Station 122 durch die ausgewählte Basisstation (102, 104 oder 106) mit dem besten Ausbreitungspfad zu der entfernten Station 122 gesendet. Die Basisstationen 102, 104 und 106 senden Vorwärtsverbindungssignale einschließlich Vorwärtsverbindungsverkehr, Pilotsymbolen und Overhead-Daten auf Vorwärtsverbindungssignalen 110, 114 bzw. 118. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel sind sowohl die Vorwärtsverbindungssignale 110, 114 und 118 sowie auch ein Mehrpfad- bzw. Mehrwege-Komponentensignal 108, Code-Multiplex-Vielfach-Zugriff-(code division multiple access, CDMA)-Kommunikationssignale.
Das Signal 108 stellt den Zustand dar, der als Mehrpfad bezeichnet wird, bei dem das durch die Basisstation 102 gesendete Signal zwei unterschiedliche Ausbreitungspfade zu der entfernten Station 122 durchläuft. Das erste Signal 110 durchläuft einen Ausbreitungspfad mit Sichtverbindung bzw. einen direkten Ausbreitungspfad, während ein zweites Signal von einem Hindernis 124 als Vorwärtsverbindungssignal 108 reflektiert wird. In einem CDMA Kommunikationssystem können Mehrwege-Komponenten an dem Empfänger kombiniert werden, um eine verbesserte Schätzung der gesendeten Daten vorzusehen, wie es in dem vorgenannten U.S. Patent Nr. 5,109,390 offenbart ist.
Die entfernte Station 122 sendet Daten an die Basisstationen 102, 104 und 106 auf Rückwärtsverbindungssignalen 112, 116 bzw. 120. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel sind die Rückwärtsverbindungssignale 112, 116 und 120 CDMA Kommunikationssignale. Die durch die Basisstationen 102, 104 und 106 empfangenen Rückwärtsverbindungssignale werden in dem Basisstationscontroller (BSC) 100 weich bzw. soft kombiniert, um eine bessere Schätzung, der durch die entfernte Station 122 gesendeten Information vorzusehen. Es sollte bemerkt werden, dass die Rückwärtsverbindungssignale 112, 116 und 120 tatsächlich das gleiche Signal sind, das unterschiedliche Ausbreitungspfade durchläuft.
2 stellt einen Vorwärtsverbindungsschlitz in dem exemplarischen Ausführungsbeispiel dar. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel dauert ein Schlitz 1,66 ms. Der Schlitz weist zwei Pilotbündel bzw. Pilot bursts 206 und 214 auf. Der zweite Pilot burst 214 besitzt Overhead-Daten 212 und 216, die er auf seinen zwei Seiten aufweist. Die Overhead-Daten von dem exemplarischen Ausführungsbeispiel umfassen Vorwärtsverbindungsaktivitäts-(forward link activity, FAC)-Information, Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bits und Rückwärtsverbindungsleistungssteuerbefehle. Die verschiedenen Overhead-Daten werden voneinander unterschieden mittels einer orthogonalen Abdeckung bzw. Spreizung (covering). Orthogonale Abdeckungen sind in der Technik wohl bekannt und sind offenbart in dem vorgenannten U.S. Patent Nr. 5,103,459 . Die Vorwärtsverbindungsaktivitätsinformation ist ein Bit, welches wenn es gesetzt ist, anzeigt, dass eine vorherbestimmte Anzahl von Schlitzen in der Zukunft, es keine Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten geben wird, die durch die Basisstation zu senden sind. Die Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bits zeigen an, dass das Rückwärtsverbindungskapazitäts-Limit von der Basisstation erreicht worden ist. Die Leistungssteuerbefehle werden mit einmaligen bzw. einzigartigen Walsh-Abdeckungen abgedeckt und fordern an, dass eine bestimmte entfernte Station ihre Sendeenergie erhöht oder verringert. Die Vorwärtsverbindungsdaten werden in dem Rest des Rahmens in Abschnitten bzw. Sektionen 202, 210 und 218 gesendet.
3 ist ein Flussdiagramm das die Empfangssignalkombinationsoperationen beschreibt, die durch die entfernte Station 122 durchgeführt werden, wenn sie sich im soft handoff mit einer Vielzahl von Basisstationen befindet. Im Block 250 werden die Mehrpfad-Komponenten des Vorwärtsverbindungssignals, das Verkehrsdaten an die entfernte Station 122 befördert, kombiniert. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel sendet nur die Basisstation mit dem besten Ausbreitungspfad zwischen ihr und der entfernten Station 122 Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten zu der entfernten Station 122. Falls, zum Beispiel, die Basisstation 102 den besten Ausbreitungspfad zu der entfernten Station 122 besitzt, dann sendet die Basisstation 102 die Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten zu der entfernten Station 122. In diesem Beispiel soft-kombiniert, die entfernte Station 122 die Mehrpfad-Signale 108 und 110, um eine verbesserte Schätzung von den Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten vorzusehen. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird die Soft-Kombination durchgeführt als eine gewichtete Summe, wobei das Gewicht der demodulierten Symbole bestimmt wird, im Verhältnis zu der Empfangssignalstärke von dem Signal, das die Symbole befördert bzw. trägt. Der Vorgang des Soft-Kombinierens von Mehrpfadsignalen ist im Detail in dem vorgenannten U.S. Patent Nr. 5,109,390 beschrieben.
Im Block 252 soft-kombiniert die entfernte Station 122 Mehrpfad-Komponenten von den Rückwärtsverbindungs-(RL = reverse link)-besetzt-Bits, die durch jede Basisstation in dem Aktiven Satz der entfernten Station 122 gesendet werden, um eine Schätzung von dem durch jede Basisstation gesendeten Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bit vorzusehen. Es sollte bemerkt werden, dass die Leistungssteuerbefehle von verschiedenen Basisstationen verschiedene Werte haben können, und somit nicht sinnvoll kombiniert werden können, d.h. die Basisstation 102 könnte ihre Rückwärtsverbindungskapazität ausgeschöpft haben, während die Basisstation 104 noch restliche Rückwärtsverbindungskapazität besitzen könnte und somit Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bits gesendet würden, die unterschiedliche Werte besitzen.
Im Block 254 werden die Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bits von jeder von den Basisstationen 102, 104 und 106 kombiniert um eine maximale Datenrate für die nächste Rückwärtsverbindungsübertragung durch die entfernte Station 122 zu bestimmen. In einem ersten alternativen Ausführungsbeispiel sendet die entfernte Station ein Rückwärtsverbindungssignal nur dann, wenn alle der Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bits anzeigen, dass die Basisstationen in dem Aktiven Satz zusätzliche Rückwärtsverbindungskapazität besitzen. In einem ersten alternativen Ausführungsbeispiel gewichtet die entfernte Station 122 die Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bits entsprechend mit der Signalstärke von der Basisstation, die das Bestzt-Bit sendet und bestimmt, ob ihre Rückwärtsverbindungsübertragungen zu unterdrücken sind, und zwar basierend auf der gewichteten Summe von den Besetzt-Bits. In einem zweiten alternativen Ausführungsbeispiel gewichtet die entfernte Station die Rückwärtsverbindungsbesetzt-Bits entsprechend mit der Signalstärke von der Basisstation, die das Besetzt-Bit sendet und bestimmt eine maximale Rückwärtsverbindungsdatenrate mit der zu senden ist, und zwar basierend auf der gewichteten Summe der Besetzt-Bits.
Im Block 256 soft-kombiniert die entfernte Station 122 die Mehrpfad-Komponenten von den Rückwärtsleistungsteuer-Bits, die von jeder Basisstation gesendet werden, um eine Schätzung der durch jede Basisstation gesendeten Rückwärtsleistungssteuer-Bits vorzusehen. Es sollte bemerkt werden, dass die Leistungssteuerbefehle von unterschiedlichen Basisstationen nicht den gleichen Wert haben könnten, und somit nicht sinnvoll kombiniert werden können. Zum Beispiel kann das Rückwärtsverbindungssignal 114 die Energie überschreiten, die notwendig ist, für eine zuverlässige Übertragung von Signalen an die Basisstation 104, während gleichzeitig die Energie des Rückwärtsverbindungssignals 112 für einen zuverlässigen Empfang durch die Basisstation 102 unzureichend sein kann. In diesem Fall würde die Basisstation 102 einen „Hinauf-" bzw. „Up-" Befehl senden, während die Basisstation 104 einen „Herab-" bzw. „Down-" Befehl senden würde.
Somit sollte eine Soft-Kombination von Leistungssteuerbefehlen von unterschiedlichen Basisstationen nicht durchgeführt werden. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird für jede Basisstation eine harte Entscheidung bezüglich des Werts von ihrem Leistungssteuerbefehl bestimmt. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel zum Block 258 weiterschreitend, erhöht die entfernte Station 122 ihre Sendeenergie nur wenn alle von den Leistungssteuerbefehlen, die durch die Basisstationen in ihrem Aktiven Satz gesendet werden die entfernte Station 122 auffordern ihre Sendeenergie zu erhöhen.
Im Block 260 werden die Vorwärtsverbindungsaktivitäts-Bits (FAC), die auf mehreren Pfaden von gemeinsamen Basisstationen empfangen werden, softkombiniert. Im Block 262 wird dann jedes der kombinierten Vorwärtsverbindungsaktivitäts-Bits zu einem entsprechendem SNR-Kalkulator geleitet, der die Information bei seiner Berechnung der Signal-zu-Rausch-Verhältnisenergie für ein entsprechende Basisstation in dem Aktiven Satz der entfernten Station 122 nutzt. Zurück auf 2 Bezug nehmend, falls der Schlitz keine Daten enthält, muss dann die geschätzte Signal-zu-Rausch-Verhältnisberechnung für den Schlitz angepasst werden zum Berücksichtigen dieses gesperrten bzw. ausgeblendeten (gated) Teils von dem Rahmen während dem keine Signalenergie vorhanden ist.
4 ist ein Blockdiagramm, das die Elemente der Basisstationen 102, 104 und 106 darstellt. Die Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten sind vorgesehen für ein Walsh-Spreizelement 300 und werden dann entsprechend mit einem Walshcode (W_T) abgedeckt. Die abgedeckten Verkehrsdaten sind dann für einen Multiplexer 312 vorgesehen. Es ist für einen Fachmann klar, dass die Verarbeitung des Signals vor seiner Bereitstellung für das Walsh-Spreizelement 300 innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegt. Im speziellen ist es vorhergesehen, dass die Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten Vorwärtsfehlerkorrektur codiert werden unter Verwendung eines Faltungscodierers, Turbocodierers oder eines anderen Vorwärtsfehlerkorrekturcodierers, der in der Technik bekannt ist. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel werden zweiunddreißig Walsh-Sequenzen mit der Länge zweiunddreißig genutzt zum Abdecken bzw. Spreizen (cover) der Vorwärtsverbindungsübertragungen. Die Erzeugung von Walsh-Codes und die Spreizung entsprechend mit den Walsh-Codes ist offenbart im vorgenannten U.S. Patent Nr. 5,103,459 .
Ein vorherbestimmter Satz mit Pilotsymbolen typischerweise alle Einsen bzw. nur Einsen, ist vorgesehen für ein Walsh-Spreizelement 302 und, in dem exemplarischen Ausführungsbeispiel, abgedeckt bzw. gespreizt entsprechend mit dem Walsh-Code Null (Wo). Die Abdeckung mit Walsh Null ist keine Operation (no op) und kann betriebsmäßig weggelassen werden, ist jedoch für Zwecke der Darstellung vorgesehen. Die abgedeckten Pilotsymbole sind dann für den Multiplexer 312 vorgesehen.
Das Vorwärtsverbindungsaktivitäts-(FAC)-Bit ist vorgesehen für ein Spreizelement 304 und entsprechend mit dem Walsh-Code Eins W₁ abgedeckt. Das Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bit ist vorgesehen für ein Walsh-Spreizelement 306 und abgedeckt unter Verwendung des Walsh-Codes siebzehn (W₁₇). Zusätzlich werden bis zu achtundzwanzig Leistungssteuerbefehle (power control commands, PC₁ bis PC₂₉) für Walsh-Spreizelemente 308a bis 308n vorgesehen und werden abgedeckt unter Verwendung der Walsh-Sequenzen (W₂ bis W₁₅ und W₁₅ bis W₃₁). Die Walsh-Spreiz-Overhead-Bits, die das FAC-, das Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bit und die Leistungssteuerbefehle aufweisen, werden in einem Summierer 310 summiert und sind für den Multiplexer 312 vorgesehen.
Der Multiplexer 312 fügt in den Schlitz die Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten und zwei Pilot-Bursts ein, wobei der zweite Pilot-Burst auf jeder seiner Seiten die Overhead-Bits besitzt. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die Overhead-Information auf beiden Seiten des zweiten Pilot-Bursts Repliken bzw. Kopien voneinander und besitzen jeweils eine Dauer von 64 Walsh-Chips, die unter Verwendung von Walsh-Codes mit zweiunddreißig Bits gespreizt sind, um vier redundante Versionen von jedem Stück der Overhead-Information vorzusehen.
Der Schlitz, der den Vorwärtsverbindungsverkehr, die Pilot-Bursts und Overhead-Bits aufweist, wie in 2 dargestellt, ist für einen PN-Spreizer 314 vorgesehen. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel spreizt jede Basisstation die Daten zur Übertragung unter Verwendung einer unterschiedlichen PN-Sequenz. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erzeugt jede Basisstation ihre PN-Sequenz unter Verwendung von verschiedenen Phasenversätzen unter Verwendung eines gemeinsamen PN-Generatorpolynoms, wie es in dem vorgenannte U.S. Patent Nr. 5,103,459 beschrieben ist. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Daten entsprechend einer QPSK-Modulation gesendet, wobei die in-phasigen und quadratur-phasigen Komponenten unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Pseudorausch-(pseudo noise)-Sequenzen (PN₁ und PN_Q) gespreizt. Das PN-gespreizte Signal ist vorgesehen für einen Übertrager bzw. Sender (Transmitter, TMTR) 316, der das Signal zur Übertragung durch eine Antenne 318 hinaufkonvertiert, verstärkt und filtert.
5 stellt die entfernte Station 122 der vorliegenden Erfindung dar. Das Vorwärtsverbindungssignal wird an einer Antenne 500 empfangen und durch einen Duplexer 502 an einen Empfänger (receiver, RCVR) 504 geliefert. Das empfangene Signal ist vorgesehen für einen Verkehrsdemodulator 506, der das empfangene Signal demoduliert, um die Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten für den Nutzer der entfernten Station vorzusehen.
Das empfangene Signal ist vorgesehen für einen Rückwärtsverbindungsbesetzt-Demodulator 508, der das Signal demoduliert zum Vorsehen einer Schätzung der Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bits, die von jeder von den Basisstationen, die sich in Kommunikation mit der entfernten Station 122 befindet, gesendet wird. Die Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bits sind vorgesehen für ein Ratenbestimmungselement 510. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel unterdrückt das Ratenbestimmungselement 510 die Übertragung des Rückwärtsverbindungssignals, wenn irgendeines der Besetzt-Bits von einer Basisstation in dem Aktiven Satz anzeigt, dass das Rückwärtsverbindungskapazitäts-Limit für jene Basisstation erreicht worden ist. In einem alternativen Ausführungsbeispiel unterdrückt das Ratenbestimmungselement 510 selektiv die Rückwärtsverbindungsübertragungen basierend auf einer gewichteten Summe von den empfangenen Besetzt-Bits von den Basisstationen in dem Aktiven Satz der entfernten Station 122. In dem ersten alternativen Ausführungsbeispiel werden die empfangenen Besetzt-Bits entsprechend der Energie von den empfangenen Signalen gewichtet. In einem zweiten alternativen Ausführungsbeispiel selektiert das Ratenbestimmungselement 510 eine ma ximale Rückwärtsverbindungsdatenrate basierend auf den empfangenen Besetzt-Bits. Zum Beispiel, falls das Signal von einer Basisstation das anzeigt, dass es die Rückwärtsverbindungskapazität erreicht hat, sehr schwach ist, kann das Ratenbestimmungselement 510 eine Nicht-Null bzw. von Null verschiedene Rückwärtsverbindungsdatenrate auswählen, von der es schätzt, dass sie nicht eine unzulässige Interferenz bzw. Störung für die Basisstation verursachen wird, und zwar aufgrund ihres schlechten Ausbreitungspfades zu jener Basisstation. Ein Signal, das entweder die maximale Datenrate oder eine Unterdrückung des Rückwärtsverbindungssignals anzeigt, ist für einen Sendesteuerungsprozessor 520 vorgesehen, der einen Satz mit Parametern zum Übertragen des Rückwärtsverbindungssignals bestimmt.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt die mobile Station Kenntnis von einem Übertragungsratenprofil für die Basisstationen in ihrem Aktiven Satz, bei dem jede von ihren potentiellen Rückwärtsverbindungsübertragungsraten eine bekannte Wahrscheinlichkeit mit erfolgreicher Übertragung besitzt, und zwar unter der Bedingung, dass die Basisstationen in dem Aktiven Satz sich nicht in einem Kapazitätslimitzustand befinden. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel berechnet die entfernte Station 122 eine Metrik, die hier als Ratenherabsetzungsmetrik bzw. Drosselmetrik (derating metric, DM) bezeichnet wird und zwar entsprechend der folgenden Gleichung:
wobei SNR_i das geschätzte Signal-zu-Rausch-Verhältnis der i-ten Basisstation ist, MaxSNR_i das maximale Signal-zu-Rausch-Verhältnis der Basisstationen in dem Aktiven Satz der entfernten Station i ist, RLB_i der Wert des Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bit für die i-te Basisstation in dem Aktiven Satz ist, welches einen Wert von 0 oder 1 annimmt. Unter Verwendung von Gleichung 1 wird, je stärker das Vorwärtsverbindungssignal von einer Basisstation ist, die ein Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bit überträgt, das einen Rückwärtsverbindungskapazitätslimitzustand anzeigt, um so größer die Drosselung bzw.
Ratenherabsetzung sein. Diese Drosselungsmetrik nimmt einen Wert zwischen 0 und 1 an, der genutzt wird zum Skalieren des Übertragungsratenprofils derart, dass Raten für eine bestimmte Wahrscheinlichkeit an erfolgreicher Übertragung reduziert werden.
Das Rückwärtsverbindungssignal ist auch für einen Rückwärtsverbindungsleistungssteuerdemodulator 512 vorgesehen. Der Rückwärtsverbindungsleistungssteuerdemodulator 512 demoduliert das empfangene Signal und kombiniert die Mehrpfadkomponenten von den gemeinsamen Basisstationen zum Erzeugen verbesserter Schätzungen des Rückwärtsverbindungsleistungssteuerbefehls, der von jeder der Basisstationen in dem Aktiven Satz der entfernten Station 122 gesendet wird. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel demoduliert jede entfernte Station, die sich in Kommunikation mit einer bestimmten Basisstation befindet ihre Rückwärtsverbindungsleistungssteuerbefehle entsprechend mit einem einzigartigen bzw. eindeutigen Walsh-Code, der jener Mobilstation zugewiesen ist. Es sollte bemerkt werden, dass die Rückwärtsverbindungsleistungssteuer-Walsh-Codes, die der entfernten Station zugewiesen sind, unterschiedlich für unterschiedliche Basisstationen sein können, die sich in Kommunikation mit der entfernten Station 122 befinden.
Die verbesserten Schätzungen der Leistungssteuerbefehle von jeder Basisstation sind für einen Leistungssteuerkombinierer 514 vorgesehen. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel erhöht die entfernte Station 122 ihre Sendeenergie nur wenn alle Basisstationen in dem Aktiven Satz der entfernten Station 122 Leistungssteuerbefehle senden, die die entfernte Station 122 auffordern, ihre Sendeenergie zu erhöhen. Andernfalls verringert die entfernte Station 122 ihre Sendeenergie. Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung in gleicher Weise anwendbar auf Multi- bzw. Mehrfach-Bit-Leistungssteuersysteme bei denen die Basisstation den Betrag der angeforderten Sendeenergieeinstellung spezifiziert. Bei der einfachsten Implementierung des Leistungssteuerkombinierers 514 zur Nutzung in einem Mehrfach-Bit-Leistungssteuersystem selektiert der Leistungssteuerkombinierer 514 die kleinste angeforderte Erhöhung oder die größte angeforderte Verringerung der Übertragungsenergie.
Ein FAC-Kombinierer 518 kombiniert die FAC-Bits aus Mehrpfadkomponenten von dem Vorwärtsverbindungssignal von einer gemeinsamen Basisstation zum Vorsehen einer verbesserten Schätzung von dem FAC-Bit, das von jeder der Basisstationen gesendet wird. Ein Sendesteuerprozessor 520 empfängt jede der FAC-Bit-Schätzungen und stellt die Berechnung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses für jede Basisstation ein, basierend auf der Schätzung des von jener Basisstation gesendeten FAC-Bits. Der Sendesteuerprozessor 520 nutzt das berechnete Signal-zu-Rausch-Verhältnis von jeder der Basisstationen, um die Basisstation mit dem besten Ausbreitungspfad auszuwählen und um die maximale Datenrate der Übertragung zu bestimmen.
Basierend auf den Schätzungen der Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bits, der Rückwärtsverbindungsleistungssteuerbefehle und der Vorwärtsaktivitäts-Bits bestimmt der Leistungssteuerprozessor 520 die Rate seiner nächsten Rückwärtsverbindungsübertragung, eine Einstellung für seine Rückwärtsverbindungssendeenergie und wählt die Basisstation aus, mit dem besten Ausbreitungspfad und der maximalen Vorwärtsverbindungsdatenrate, die zuverlässig über jenen Ausbreitungspfad gesendet werden kann. Diese Parameter sind vorgesehen für ein Sende-Sub-System bzw. Sende-Unter-System 522, welches das Rückwärtsverbindungssignal entsprechend damit erzeugt. Das Rückwärtsverbindungssignal, von dem Sende-Sub-System 522 wird über den Duplexer 502 zur Übertragung bzw. Ausstrahlung durch die Antenne 500 vorgesehen.
6 stellt die Elemente des Verkehrsdemodulators 506 dar. Ein Sucher 600 sucht potentielle PH-Versätze nach starken Vorwärtsverbindungssignalen ab. Der Sucher 600 weist PN-Entspreizern 602 PH-Versätze zum Demodulieren zu. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel entspreizt jeder der PN-Entspreizer 602A–602I das empfangene Signal entsprechend mit einem unterschiedlichen PH-Versatz und sieht das Ergebnis vor für einen entsprechenden Demultiplexer 604. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel entspreizt der PN-Entspreizer 602 das empfangene Signal entsprechend mit einer einzelnen, zum Spreizen eines BPSK Signals genutzten, PN-Sequenz. Die vorliegende Erfindung ist jedoch in gleicher Weise auf komplexe PN-Entspreizer anwendbar, die zwei eindeutige bzw. verschiedene PN-Code-Sequenzen (PN_I und PN_Q) zum komplexen Entspreizen eines QPSK Signals nutzen. Die Implementierung des PN-Entspreizers 602 ist in der Technik wohl bekannt sowohl für das PN-Entspreizen eines BPSK Signals als auch das komplexe PN-Entspreizen eines QPSK Signals.
Der Demultiplexer 604 separiert bzw. trennt den Pilot-Burst-Anteil des empfangenen Signals und sieht die demodulierten Pilotsymbole für ein Synchronisations-(SYNC)-Element 606 vor. Das Synchronisationselement 606 bestimmt Einstellungen für die Frequenz und Phase eines korrespondierenden Walsh-Demodulators 608. Ein Signal, das die Einstellungen für die Phase und Frequenz anzeigt ist entsprechend für die Walsh-Demodulatoren 608A–608I vorgesehen.
Der Demultiplexer 604 separiert bzw. sortiert die Teile des Schlitzes aus, die Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten befördern und sieht diese Teile für den Walsh-Demodulator 608 vor. Der Walsh-Demodulator 608 demoduliert das empfangene Signal entsprechend mit der Walsh-Sequenz W_T. Die Implementierung des Walsh-Demodulators 608 ist in der Technik wohl bekannt und im Detail beschrieben im U.S. Patent Nr. 5,103,459 .
Die demodulierten Vorwärtsverbindungssymbole werden für einen Soft-Kombinierer 610 vorgesehen, der die Mehrpfadkomponenten von der Basisstation akkumuliert, die die Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten an die entfernte Station 122 sendet. Die akkumulierten demodulierten Symbolenergien sind dann für einen Decodierer 612 vorgesehen, der die Vorwärtsverkehrsdaten decodiert und die decodierten Symbole für den Nutzer der entfernten Station 122 vorsieht. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist der Decodierer 612 entweder ein Treilis-Decodierer wie zum Beispiel ein Viterbi-Decodierer oder ein Turbo-Decodierer.
7 stellt die Elemente des Rückwärtsverbindungs-besetzt-Bit-Demodulators 508 dar. Wie in Bezug auf 6 beschrieben worden ist, sucht der Sucher 600 potenzielle PN-Versätze nach starken Vorwärtsverbindungssignalen ab. Der Sucher 600 weist PN-Versätze an jeden PN-Entspreizer 602A–602R zu. Wie oben beschrieben, entspreizt jeder PN-Entspreizer 602A–602R das empfangene Signal entsprechend mit einem anderen PN-Versatz und sieht das Ergebnis für einen korrespondierenden Demultiplexer 704 vor.
Der Demultiplexer 704 separiert den Pilot-Burst-Teil des Schlitzes und sieht die Pilotsymbole für ein Synchronisations-(SYNC)-Element 706 vor. Das Synchronisationselement 706 bestimmt Einstellungen für die Frequenz und Phase von einem korrespondierenden Walsh-Demodulator 708. Ein Signal, das die Einstellungen für die Phase und Frequenz anzeigt ist für die Walsh-Demodulatoren 708 vorgesehen. Es ist für einen Fachmann klar, dass die Synchronisationselemente 706 und die Synchronisationselemente 606 identische Operationen durchführen und nur zum Zwecke der Darstellung als verschiedene Elemente gezeigt sind.
Der Demultiplexer 704 separiert bzw. sortiert die Teile mit Overhead-Daten von dem empfangenen Schlitz aus und sieht diese Teile für den Walsh-Demodulator 708 vor. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel demoduliert der Walsh-Demodulator 708 das empfangene Signal entsprechend mit dem Walsh-Code W₁₇.
Die demodulierten Vorwärtsverbindungssymbole sind für einen Soft-Kombinierer 710 vorgesehen, der die Mehrpfadsymbole von jeder von den Basisstationen akkumuliert. Die akkumulierten Symbolenergien sind dann vorgesehen für eine Ratenbestimmungslogik 510, die wie vorher beschrieben arbeitet.
8 stellt die Elemente eines Rückwärtsverbindungsleistungssteuerdemodulators 512 dar. Wie mit Bezug auf 6 beschrieben wurde, sucht der Sucher 600 potentielle PN-Versätze nach starken Vorwärtsverbindungssignalen ab. Der Sucher 600 weist PN-Versätze an jeden PN-Entspreizer 602A–602I zu. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel, wie oben beschrieben, entspreizt jeder PN-Entspreizer 602A–602I das empfangene Signal entsprechend mit einem anderen PN-Versatz und zieht das Ergebnis für einen korrespondierenden Demultiplexer 804 vor.
Der Demultiplexer 804 separiert den Pilot-Burst-Teil von dem Schlitz und sieht die Pilotsymbole für ein Synchronisations-(SYNC)-Element 806 vor. Das Synchronisationselement 806 bestimmt Einstellungen für die Frequenz und Phase von einem korrespondierenden Walsh-Demodulator 808. Ein Signal, das die Einstellungen für die Zeitsteuerungs- bzw. Timingphase und Frequenz anzeigt ist für Walsh-Demodulatoren 808A–808R vorgesehen. Es ist für einen Fachmann klar, dass die Synchronisationselemente 806A–806R und die Synchronisationselemente 606A–606I identische Operationen durchführen und nur für Zwecke der Darstellung als verschiedene Elemente gezeigt sind.
Der Demultiplexer 804 separiert die Teile mit Overhead-Daten von dem empfangenen Schlitz und sieht diese Teile für den Walsh-Demodulator 808 vor. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel demoduliert der Walsh-Demodulator 808 das empfangene Signal entsprechend mit einem Walsh-Code der für die Übertragung von den Leistungssteuersignalen für eine korrespondierende Basisstation spezifisch ist. Zum Beispiel kann die Basisstation 102 ihre Leistungssteuerbefehle für die entfernte Station 122 unter Verwendung des Walsh-Codes Fünf abdecken bzw. spreizen während die Basisstation 104 ihre Leistungssteuerbefehle an die entfernte Station 122 unter Verwendung des Walsh-Codes Dreizehn abdecken bzw. spreizen kann. Somit werden die Mehrpfadkomponenten von der Vorwärtsverbindung, die von einer gemeinsamen Basisstation gesendet werden, unter Verwendung eines gemeinsamen Walsh-Codes demoduliert zum Extrahieren der Leistungssteuerbefehle von jener Basisstation. Wohingegen Leistungssteuerbefehle von un terschiedlichen Basisstationen unter Verwendung von unterschiedlichen Walsh-Codes demoduliert werden.
Die demodulierten Leistungssteuerbefehle von jeder Basisstation werden an Soft-Kombinierer 810A–810J vorgesehen, die die Mehrpfad-Symbole für eine entsprechende Basisstation von den Basisstationen in ihrem Aktiven Satz akkumulieren. Die akkumulierten Symbolenergien sind dann vorgesehen für den Leistungssteuerkombinierer 514, der wie vorher beschrieben arbeitet.
9 stellt die Elemente des FAC-Demodulators 516 dar. Wie mit Bezug auf 6 beschrieben worden ist, sucht der Sucher 600 potentielle PN-Versätze nach starken Vorwärtsverbindungssignalen ab. Der Sucher 600 weist PN-Versätze an jeden PN-Entspreizer 602A–602R zu. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel, wie oben beschrieben, entspreizt jeder PN-Entspreizer 602A–602R das empfangene Signal entsprechend mit einem unterschiedlichen PN-Versatz und sieht das Ergebnis für einen korrespondierenden Demultiplexer 904 vor.
Der Demultiplexer 904 separiert den Pilot-Burst-Teil von dem Schlitz und sieht jenen für ein Synchronisations-(SYNC)-Element 906 vor. Das Synchronisationselement 906 bestimmt Einstellungen für die Frequenz und Phase von einem korrespondierenden Walsh-Demodulator 908. Ein Signal, das die Einstellungen für die Phase und Frequenz anzeigt, ist vorgesehen für die Walsh-Demodulatoren 908A–908R. Es ist für einen Fachmann klar, dass die Synchronisationselemente 906A–908R und die Synchronisationselemente 606A–606I identische Operationen durchführen und nur zum Zwecke der Darstellung als verschiedene Elemente gezeigt sind.
Der Demultiplexer 904 separiert die Teile mit Overhead-Daten von dem empfangenen Schlitz und sieht jene Teile für den Walsh-Demodulator 908 vor. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel demoduliert der Walsh-Demodulator 908 das empfangene Signal entsprechend mit einem Walsh-Code Eins (W₁). Die demodulierten FAC-Symbole von den gemeinsamen Ba sisstationen sind für einen Kombinierer 910 vorgesehen. Die Kombinierer 910 kombinieren die Energien von den FAC-Symbolen zum Vorsehen einer verbesserten Schätzung von den FAC-Bits für jede Basisstation in dem aktiven Satz von der entfernten Station 122. Die maximale Datenrate von dem Ratenbestimmungselement 510, der kombinierte Leistungssteuerbefehl von dem Leistungssteuerkombinierer 514 und die geschätzten Vorwärtsaktivitäts-Bits für jede von den Basisstationen von dem Aktiven Satz von der entfernten Station 122 sind für den Sendesteuerprozessor 520 vorgesehen. In Übereinstimmung damit bestimmt der Sendesteuerprozessor 520, die Datenrate von der nächsten Rückwärtsverbindungsübertragung von der entfernten Station 122, erzeugt ein Signal zum Einstellen der Sendeenergie von dem Rückwärtsverbindungssignal, wählt die Basisstation aus zum Senden von Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten an die entfernte Station 122 und bestimmt dann die maximale Rate mit der die Vorwärtsverbindungsdaten zuverlässig gesendet werden können.
10 stellt die Elemente von dem Sendesteuerprozessor 520 und dem Sende-Sub-System 522 dar. In dem Sendesteuerprozessor 520 ist der kombinierte Leistungssteuerbefehl (PC) für ein Verstärkungseinstellelement 1000 vorgesehen. Der Leistungssteuerbefehl in dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Einzel-Bit Hinauf-/Herunter-(up/down)-Befehl ansprechend auf den das Verstärkungseinstellungselement 1000 ein Steuersignal erzeugt zum Erhöhen oder Verringern der Sendeenergie des Rückwärtsverbindungssignals durch Einstellen der Verstärkung eines Verstärkers mit variabler Verstärkung (nicht gezeigt) innerhalb eines Senders (TMTR) 1010.
Die FAC-Schätzungen für jede Basisstation werden vorgesehen für einen korrespondierenden Signal-zu-Rausch-Rechner 1002A–1002I. Ansprechend auf die FAC-Bits berechnet der Signal-zu-Rausch-Rechner 1002A–1002I das Signal-zu-Rausch-Verhältnis von den Vorwärtsverbindungssignalen von einer Basisstation in dem Aktiven Satz von der entfernten Station 122. Schlitze, die ohne Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten empfangen werden, werden anders in die Signal-zu-Rausch-Verhältnis-Berechnung einbezogen, als jene Rah men, die Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten enthalten. Falls das Auftreten von Rahmen ohne Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten ausreichend selten ist, können diese Rahmen vollständig von der Berechnung ausgeschlossen werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Signal-zu-Rausch-Energie von Rahmen ohne Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten skaliert bevor sie in die Signal-zu-Rausch-Verhältnis-Berechnung akkumuliert werden.
Die Schätzungen von dem Signal-zu-Rausch-Verhältnis für das Vorwärtsverbindungssignal von jeder Basisstation sind von den Signal-zu-Rausch-Rechnern 1002A–1002I an einen DRC Steuerprozessor 1004 vorgesehen. Der DRC Steuerprozessor 1004 wählt die Basisstation aus die das höchste Signal-zu-Rausch-Verhältnis besitzt und bestimmt eine maximale Übertragungsbzw. Senderate entsprechend mit dem Signal-zu-Rausch-Verhältnis von der ausgewählten Basisstation. Ein Signal, das die Identität von der ausgewählten Basisstation und die maximale Datenrate anzeigt wird durch den DRC Steuerprozessor 1004 erzeugt und für einen Multiplexer (MUX) 1016 vorgesehen.
Die Rückwärtsverbindungsdatenrate, die durch das mit Bezug auf Gleichung (1) beschriebene Verfahren gedrosselt bzw. herabgesetzt (derated) wird, wird durch das Ratenbestimmungselement 510 bestimmt und ist für einen Rückwärtsverbindungscontroller 1006 vorgesehen. Der Rückwärtsverbindungscontroller 1006 bestimmt die Rate mit der sein Rückwärtsverbindungssignal entsprechend mit dieser maximalen Datenrate zu senden ist. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel bestimmt der Rückwärtsverbindungscontroller 1006 die Rückwärtsverbindungsdatenrate entsprechend mit der maximalen Datenrate, dem Betrag bzw. der Menge an Daten, die Schlange stehen, um durch die entfernte Station 122 gesendet zu werden und den Betrag an Batterieleistung, der in der entfernten Station 122 verbleibt bzw. vorhanden ist.
Ein Signal, das die ausgewählte Rückwärtsverbindungsdatenrate anzeigt, ist für einen Nachrichtengenerator 1008 vorgesehen. Ansprechend darauf erzeugt der Nachrichtengenerator 1008 ein Signal, das die ausgewählte Rückwärtsverbindungsdatenrate anzeigt und sieht die Rückwärtsratenindikator (RRI)-Nachricht für einen Multiplexer 1016 vor. Zusätzlich sieht der Rückwärtsverbindungscontroller 1006 ein Signal das die ausgewählte Rückwärtsverbindungsdatenrate anzeigt, an ein Rückwärtsverbindungsverkehrsverarbeitungslement 1018 vor.
Ansprechend auf das Rückwärtsverbindungsdatenratensignal sieht ein Speicherelement 1020 in dem Rückwärtsverbindungsverkehrsverarbeitungselement 1018 eine Menge an Daten zur Übertragung vor. Die Daten werden durch einen Codierer 1022 codiert. Die durch den Codierer 1022 genutzte Codierungsrate und der Codierungsalgorithmus können auch ansprechend auf die gewählte Rückwärtsverbindungsdatenrate ausgewählt werden. Die codierten Symbole werden an einen Verschachtler bzw. Interleaver (INT) 1024 vorgesehen, der die Symbole gemäß einem vorherbestimmten Verschachteltungs- bzw. Interleaving-Format neu anordnet. Die verschachtelten Symbole sind für einen Walsh-Modulator 1026 vorgesehen.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird die Walsh-Modulation unter Verwendung von Walsh-Sequenzen mit variabler Länge durchgeführt, bei denen die Länge der Walsh-Sequenz (und entsprechend der Spreizgewinn) invers zu der Rate der Rückwärtsverbindungsübertragung variiert wird. Die Nutzung von Walsh-Sequenzen mit variabler Länge ist im Detail beschrieben in dem U.S. Patent Nr. 5,571,761 mit dem Titel "SYSTEM AND METHOD FOR ORTHOGONAL SPREAD SPECTRUM SEQUENCE GENERATION IN VARIABLE DATA RATE SYSTEMS", das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
Die Walsh-gespreizten Rückwärtsverbindungsverkehrsdaten sind vorgesehen für einen komplexen PN-Spreizer 1012. Der Multiplexer 1016 multiplext die Datenratensteuernachricht und die Rückwärtsratenindikatornachricht mit Pilotsymbolen und sieht die gemultiplexten Daten für einen Walsh-Modulator 1014 vor. Der Walsh-Modulator 1014 spreizt die gemultiplexten Daten entsprechend mit dem Walsh-Code Null und sieht die gespreizten Daten für einen komplexen PN-Spreizer 1012 vor.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird das PN-Spreizen des Rückwärtsverbindungssignals entsprechend mit zwei eindeutigen bzw. verschiedenen PN-Sequenzen (PN_I und PN_Q) durchgeführt um die Last von den inphasigen und quadratur-phasigen Komponenten von dem gesendeten QPSK-Signal gleichmäßig zu verteilen. Die Implementierung des komplexen PN-Spreizers 1012 ist in dem vorgenannten U.S. Patent Nr. 6,396,804 offenbart.
Die komplexen PN-gespreizten Daten sind für einen Sender 1010 vorgesehen, der das komplexe PN-gespreizte Signal zur Übertragung verstärkt, filtert und hinaufkonvertiert.
Die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele ist vorgesehen, um es irgendeinem Fachmann zu ermöglichen die vorliegende Erfindung nachzuvollziehen oder anzuwenden. Die verschiedenen Modifikationen an diesen Ausführungsbeispielen werden einem Fachmann unmittelbar klar werden und die hierin definierten grundlegenden Prinzipien können auf andere Ausführungsbeispiele ohne die Nutzung von erfinderischer Fähigkeit angewendet werden. Somit soll die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern soll den weitesten Umfang besitzen, wie er durch die Ansprüche definiert ist.

Claims

Ein Verfahren zur Verwendung in einem weichen Übergabezustand (bzw. Soft-handoff-Zustand) in einem Kommunikationssystem, in dem jede Basisstation (102, 104, 106) in Kommunikation mit einer Fernstation (122) ein Rückwärtsverbindungsbesetztbit überträgt, welches anzeigt, ob die Rückwärtsverbindungskapazität erreicht worden ist, wobei das Verfahren Folgendes vorsieht: Kombinieren (252) der Rückwärtsverbindungsbesetztbits übertragen durch jede der erwähnten Basisstationen (102, 104, 106); Bestimmen (254) einer Rückwärtsverbindungssendegeschwindigkeit bzw. -übertragungsrate der Fernstation (122) entsprechend einer Kombination (252), der durch jede der Basisstationen (102, 104, 106) übertragenen Rückwärtsverbindungsbesetztbits; und Übertragung der Rückwärtsverbindungsdaten entsprechend der erwähnten Rückwärtsverbindungsübertragungsrate.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ferner der folgende Schritt vorgesehen ist: weiches (soft) Kombinieren der Mehrfachpfadkomponenten der Rückwärtsverbindungsbesetztbits von jeder der erwähnten Basisstation (102, 104, 106) zum Vorsehen einer Schätzung des Rückwärtsverbindungsbesitzbits übertragen durch jede der Basisstationen (102, 104, 106).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestimmens (254) der Rückwärtsverbindungsübertragungsrate das Sperren der Übertragung der erwähnten Rückwärtsverbindungsdaten dann vorsieht, wenn irgendeines der erwähnten Rückwärtsverbindungsbesetztbits anzeigt, dass eine Basisstation (102, 104, 106) ihre Rückwärtsverbindungskapazität erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestimmens (254) der erwähnten Rückwärtsverbindungsübertragungsrate entsprechend Werten der Rückwärtsverbindungsbesetztbits ausgeführt wird, und zwar übertragen durch jede Basisstation (102, 104, 106) und entsprechend der Stärke der Vorwärtsverbindungssignale von jeder Basisstation (102, 104, 106) wie sie durch die erwähnte Fernstation (122) empfangen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestimmens (254) der Rückwärtsverbindungsübertragungsrate folgende Schritte aufweist: Berechnen einer Ratenherabsetzungsmetrik (derating metric) entsprechend den Werten der durch jede Basisstation (102, 104, 106) übertragenen Rückwärtsverbindungsbesetztbits und der Stärke der, Vorwärtsverbindungssignale von jeder Basisstation (102, 104, 106), wie sie durch die Fernstation (122) empfangen werden; Einstellen (258) eines Ratenübertragungsprofils wie es eine Anzeige bildet für die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Übertragung für jede potenzielle Rückwärtsverbindungsübertragungsrate entsprechend der Ratenherabsetzungsmetrik; und Auswählen der erwähnten Rückwärtsverbindungsübertragungsrate entsprechend dem eingestellten Ratenübertragungsprofil.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des Berechnens der Ratenherabsetzungsmetrik, DM, entsprechend der folgenden Gleichung ausgeführt wird:
wobei SNR_i das geschätzte Signal zur Rauschverhältnis der i-ten Basisstation (102, 104, 106) ist, Max SNR_i das maximale Signal zur Rauschverhältnis der Basisstationen (102, 104, 106) in dem Aktiven Satz der Fernstation (122) i ist, RLB_i der Wert des Rückwärtsverbindungsbesetztbits für die i-te Basisstation (102, 104, 106) in dem Aktiven Satz ist, wodurch RLB_i einen Wert von 0 oder 1 besitzt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ferner Folgendes vorgesehen ist: Erhöhen der Fernstation-(122)-Übertragungsenergie nur dann, wenn sämtliche Leistungssteuerbefehle übertragen durch die Basisstation (102, 104, 106) in ihrem Aktiven Satz eine Erhöhung der Fernstationsübertragungsenergie anfordern.
Eine Fernstation (122) geeignet zur Verwendung in einem Soft-Handoff-Zustand bzw. weichen Übergabezustand in einem Kommunikationssystem, in dem jede Basisstation (102, 104, 106) in Kommunikation mit der Fernstation (122) ein Rückwärtsverbindungsbesetztbit überträgt, welches anzeigt, ob ihre Rückwärtsverbindungskapazität erreicht ist, wobei die Fernstation Folgendes aufweist: Mittel zum Kombinieren (510) der von einer Vielzahl von Basisstationen (102, 104, 106) empfangenen Rückwärtsverbindungsbesetztbits; Mittel zum Bestimmen (510) einer Rückwärtsverbindungsübertragungsrate der Fernstation (122) entsprechend einer Kombination der Rückwärtsverbindungsbesetztbits empfangen von den Basisstationen (102, 104, 106); und Mittel zum Übertragen (522) von Rückwärtsverbindungsdaten entsprechend der Rückwärtsverbindungsübertragungsrate.
Fernstation (122) nach Anspruch 8, wobei Folgendes vorgesehen ist: die Mittel zum Kombinieren (252, 510) weisen ferner Mittel auf zum Gewichten der erwähnten Rückwärtsverbindungsbesetztbits entsprechend der Signalstärke der Basisstation (102, 104, 106), die dieses entsprechende Besetztbit überträgt; und die Mittel zur Bestimmung (254, 510) weisen ferner Mittel zur Bestimmung auf, ob auf der Rückwärtsverbindung zu übertragen ist.
Fernstation (122) nach Anspruch 9, wobei die Fernstation (122) geeignet ist, die Rückwärtsverbindungsbesetztbits entsprechend der Signalstärke der das Besetztbit übertragenden Basisstation (102, 104, 106) zu gewichten, und eine maximale Rückwärtsverbindungsdatenrate basierend auf der gewichteten Summe des Gesetzbits zu bestimmen.
Fernstation (122) nach Anspruch 8, wobei die Mittel zur Bestimmung geeignet sind, die Übertragung von Rückwärtsverbindungsdaten zu sperren, wenn irgendeines der erwähnten Rückwärtsverbindungsbesetztbits anzeigt, dass die Rückwärtsverbindung einer Basisstation ihre Rückwärtsverbindungskapazität erreicht hat.
Fernstation (122) nach Anspruch 8, wobei die Mittel zum Übertragen einen Übertrager oder Sender (1010) aufweisen, und wobei die Fernstation ferner Folgendes aufweist: eine Antenne (500), die ein Vorwärtsverbindungssignal empfängt; einen Empfänger (504) mit einem Demodulator (506, 508, 512, 516) geeignet zum Demodulieren des empfangenen Signal; und einen Duplexer (502) gekoppelt mit der Antenne (500) und dem Sender, wobei der Duplexer (502) das Vorwärtsverbindungssignal an den Empfänger (504) liefert.
Fernstation nach Anspruch 12, wobei der Demodulator ein Rückwärtsverbindungsbesetztdemodulator (508) ist, und zwar geeignet zum Liefern von Schätzungen der Rückwärtsverbindungsbesetztbits übertragen durch jede der Basisstationen (102, 104, 106) in Kommunikationsverbindung mit der Fernstation (122).
Fernstation nach Anspruch 12, wobei ein Verkehrsdemodulator (506) mit dem Empfänger (504) gekoppelt ist, wobei der Verkehrsdemodulator (506) geeignet ist, das Empfangssignal zu demodulieren, um Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten an den Benutzer der Fernstation (122) zu liefern.
Fernstation nach Anspruch 12, wobei der Demodulator Folgendes aufweist: einen Sucher oder Searcher (600) geeignet zum Suchen von potenziellen PN-Versetzungen für starke Vorwärtsverbindungssignale und zum Zuweisen einer Vielzahl von PN-Entspreizern (602A–I–N–R) eine Vielzahl von PN-Versetzungen zur Demodulation, wobei jeder der PN-Entspreizer (602A–I–N–R) geeignet ist, das empfangene Signal zu entspreizen, und zwar entsprechend einer unterschiedlichen PN-Versetzung und zum Liefern des Ergebnisses an einen entsprechenden Demultiplexer aus einer Vielzahl von Demultiplexern (604A–I, 704A–R, 804A–R, 904A–R); wobei die Vielzahl von den Demultiplexern geeignet ist, einen Pilotbündelteil bzw. Pilotburstteil und Vorwärtsverbindungsdaten des entspreizten empfangenen Signals zu trennen und die demodulierten Pilotsymbole an eine Vielzahl von Synchronisationselementen bzw. SYNC-Elementen (606A–I, 706A–R, 806A–R, 906A–R) und die Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten an eine Vielzahl von Walsh-Demodulatoren (608A–I, 708A–R, 808A–R, 908A–R) zu liefern; wobei die Vielzahl der SYNC-Elemente geeignet ist, um Einstellungen der Frequenz und Phase entsprechender Demodulatoren, der erwähnten Walsh-Demodulatoren, vorzusehen; und wobei die Vielzahl der Walsh-Demodulatoren geeignet ist, die entspreizten empfangenen Signale entsprechend einer Walsh-Sequenz (W_T) zu demodulieren und demodulierte Vorwärtsverbindungssymbole zu liefern; und einen weichen Kombinierer (610, 710A–710J, 810A–810J) geeignet zur weichen Kombination der demodulierten Vorwärtsverbindungssymbole, wodurch die Mehrfachpfadkomponenten der Basisstation (102, 104, 106) kumuliert werden zur Übertragung des Vorwärtsverbindungssignals zu der Fernstation (122).
Fernstation (122) nach Anspruch 12, wobei ein Rückwärtsverbindungsleistungssteuerdemodulator (512) mit dem Empfänger (504) gekoppelt ist, und der Rückwärtsverbindungsleistungssteuerdemodulator (512) geeignet ist, das empfangene Signal zu demodulieren, um Vorwärtsver bindungsverkehrsdaten an den Benutzer der Fernstation (122) zu liefern; und mit einem Leistungssteuerkombinierer (514) geeignet zum Kombinieren der Leistungssteuerbefehle von jeder Basisstation (102, 104, 106).
Fernstation (122) nach Anspruch 16, wobei der Leistungssteuerbefehl ein Einzelbit-Auf/Abwärtsbefehl ist.
Fernstation (122) nach Anspruch 16, wobei der Leistungssteuerkombinierer (514) geeignet ist, die Fernstation (122) zu veranlassen, die Fernstationssendeenergie nur dann zu erhöhen, wenn alle Basisstationen (102, 104, 106) in einem Aktiven Satz der Fernstation (122) Leistungssteuerbefehle übertragen, die die Fernstation (122) auffordern ihre Sendeenergie zu erhöhen.
Fernstation (122) nach Anspruch 16, wobei der Leistungssteuerkombinierer (514) geeignet ist, die kleinste angeforderte Erhöhung oder die größte angeforderte Verringerung der Sende- oder Übertragungsenergie der Leistungssteuerbefehle auszuwählen.
Kommunikationssystem zur Durchführung einer weichen Übergabe, wobei das System gekennzeichnet ist durch: eine Fernstation (122) entsprechend Anspruch 8; und eine Vielzahl von Basisstationen (102, 104, 106), wobei jede Basisstation (102, 104, 106) geeignet ist, Vorwärtsverbindungsdaten zu der Fernstation (122) zu übertragen, wobei die Vorwärtsverbindungsdaten ein Rückwärtsverbindungsbesetztbit der erwähnten Rückwärtsverbindungsbesetzbits umfassen und wobei das Rückwärtsverbindungsbesetztbit anzeigt, wann die Basisstation (102, 104, 106) seine Rückwärtsverbindungskapazität erreicht hat.