DE69737974T2

DE69737974T2 - Zusätzliche hochratige Übertragungskanäle für CDMA Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE69737974T2
Application number: DE69737974T
Authority: DE
Inventors: Joseph P. Del Mar ODENWALDER; Franklin P. San Diego ANTONIO; Edward G. San Diego TIEDEMANN; Yu-Cheun San Diego JOU
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1997-01-15
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2017-12-20
Also published as: IL156736A0; ES2290972T3; ES2431796T3; TR199901657T2; ES2391654T3; KR20000070197A; EP0956672A2; JP2001508626A; BR9714288A; CN1244983A; PL334633A1; DK2106033T3; HK1023667A1; ATE368974T1; EP2288062A1; TW387179B; US6298051B1; HK1135245A1; ES2433592T3; EP2106033A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft drahtlose Telekommunikationen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein neues und verbessertes Verfahren zum Implementieren einer über-die-Luft Schnittstelle mit hoher Übertragungsrate.
II. Beschreibung des relevanten Hintergrunds
Der IS-95 Standard von der Telecommunications Industry Association (TIA) und seine Derivate wie IS-95 A und ANSI J-STD-008 (hierin allgemein als IS-95 bezeichnet) definieren eine über-die-Luft Schnittstelle, welche zum Implementieren eines Bandbreiten effizienten digitalen zellularen Telefonsystems in der Lage ist. Somit liefert IS-95 ein Verfahren zum Aufbauen von mehreren Hochfrequenz (HF bzw RF = radio frequency) Verkehrskanälen, welche jeweils eine Datenübertragungsrate von bis zu 14,4 Kilobits pro Sekunde haben. Die Verkehrskanäle können zum Leiten von Sprachtelefonie oder zum Leiten von digitalen Datenkommunikationen einschließlich kleinem Dateitransfer, elektronischer Post, und Faximile verwendet werden.
Während 14,4 Kilobits pro Sekunde für diese Typen von Anwendungen mit niedriger Datenrate geeignet ist, hat die erhöhte Popularität von Daten intensiveren Anwendungen wie World Wide Web oder Videokonferenzen eine Nachfrage für wesentlich höhere Übertragungsraten erzeugt. Um diese neue Nachfrage zu befriedigen ist die vorliegende Erfindung auf das Vorsehen einer über-die-Luft Schnittstelle gerichtet, welche zu höheren Übertragungsraten in der Lage ist.
1 zeigt ein stark vereinfachtes digitales zellulares Telefonsystem, welches in einer Art und Weise konfiguriert ist, welche mit der Verwendung von IS-95 konsistent ist. Während des Betriebs werden Telefonanrufe und andere Kommunikationen durch Austauschen von Daten zwischen Teilnehmereinheiten 10 und Basisstationen 12 unter Verwendung von HF Signalen geleitet. Die Kommunikationen werden ferner von den Basisstationen 12 durch Basisstationssteuerelemente (BSC = base station controller) 14 und Mobilvermittlungsstellen (MSC = mobile switching center) 16 zu entweder einem öffentlichen vermittelten Telefonnetzwerk (PSTN = public switched telephone network) 18 oder zu einer anderen Teilnehmereinheit 10 geleitet. BSCs 14 und MSCs 16 liefern typischerweise mobile Steuerung, Anrufverarbeitung und Anrufweiterleitungsfunktionalität.
In einem IS-95 kompatiblen System werden die zwischen den Teilnehmereinheiten 10 und den Basisstationen 12 ausgetauschten Signale gemäß Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA = code division multiple access) Signalverarbeitungstechniken verarbeitet. Die Verwendung von CDMA Signalverarbeitungstechniken erlaubt, dass benachbarte Basisstationen 12 die gleiche HF Bandbreite verwenden, was, wenn es mit der Verwendung von Übertragungsleistungssteuerung kombiniert wird, IS-95 Bandbreiten effizienter macht als andere zellulare Telefonsysteme.
Die CDMA Verarbeitung wird als eine „Spreizspektrum" Technologie betrachtet, weil das CDMA Signal über einen weiteren Betrag von HF Bandbreite gespreizt wird, als normalerweise für Nicht-Spreizspektrumssysteme verwendet wird. Die Spreizbandbreite für ein IS-95 System ist 1,2288 MHz. Ein CDMA-basiertes digitales drahtloses Telekommunikationssystem, welches im Wesentlichen gemäß der Verwendung von IS-95 konfiguriert ist, ist in dem U.S. Patent 5,103,450 , benannt „SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", welches dem Bevollmächtigten der vorliegenden Erfindung zugeordnet ist, beschrieben.
Es wird vorweg genommen, dass der Bedarf für höhere Übertragungsraten für die Vorwärtsverbindung größer sein wird als für die Rückverbindung, weil es erwartet wird, dass ein typischer Benutzer mehr Daten empfängt als er oder sie generiert. Das Vorwärtsverbindungssignal ist das HF Signal, welches von einer Basisstation 12 zu einer oder mehreren Teilnehmereinheiten 10 übertragen wird. Dieses Rückverbindungssignal ist das HF Signal, welches von der Teilnehmereinheit 10 zu einer Basisstation 12 übertragen wird.
2 zeigt die Signalverarbeitung, welche mit einem IS-95 Vorwärtsverbindungsverkehrskanal verbunden ist, welcher ein Teil des IS-95 Vorwärtsverbindungssignals ist. Der Vorwärtsverbindungsverkehrskanal wird für die Übertragung von Benutzerdaten von einer Basisstation 12 zu einer bestimmten Teilnehmereinheit 10 verwendet. Während normalen Betriebs generiert die Basisstation 12 mehrere Vorwärtsverbindungsverkehrskanäle, welche jeweils zur Kommunikation mit einer bestimmten Teilnehmereinheit 10 verwendet werden. Zusätzlich generiert die Basisstation 12 verschiedene Steuerungskanäle einschließlich eines Pilotkanals, eines Synchronisationskanals und eines Pagingkanals. Das Vorwärtsverbindungssignal ist die Summe der Verkehrskanäle und der Steuerungskanäle.
Wie in 2 gezeigt ist werden Benutzerdaten bei Knoten 30 eingegeben und in Blöcken von 20 Millisekunden (ms), welche Rahmen genannt werden, verarbeitet. Der Betrag von Daten in jedem Rahmen kann einer von vier Werten sein, wobei jeder niedrigere Wert ungefähr die Hälfte des nächst höheren Werts ist. Auch können zwei mögliche Sätze von Rahmengrößen verwendet werden, welche als Ratensatz eins und Ratensatz zwei bezeichnet werden.
Für Ratensatz zwei korrespondiert der Betrag von Daten, welcher in dem größten oder „Vollraten" Rahmen enthalten ist, zu einer Übertragungsrate von 13,35 Kilobits pro Sekunde. Für den Ratensatz eins korrespondiert der Betrag von Daten, welche in dem Vollratenrahmen enthalten sind, zu einer Übertragungsrate von 8,6 Kilobits pro Sekunde. Die kleiner bemessenen Rahmen werden als Halbraten, Viertelraten und Achtelraten-Rahmen bezeichnet. Die verschiedenen Rahmenraten werden verwendet, um sich den Veränderungen in der Sprachaktivität anzupassen, welche während einer normalen Unterhaltung erfahren werden.
Der CRC Generator 36 addiert CRC Daten, wobei die generierte CRC Datenmenge von der Rahmengröße und dem Ratensatz abhängt. Ein Abschlussbytegenerator 40 addiert acht Abschlussbits (Tailbits) von bekanntem logischen Zustand zu jedem Rahmen, um bei dem Decodierprozess zu helfen. Für Vollratenrahmen bringt die Anzahl von Abschlussbits und CRC Bits die Übertragungsrate bis zu 9,6 und 14,4 Kilobits pro Sekunde für Ratensatz eins und Ratensatz zwei.
Die Daten von dem Abschlussbytegenerator 40 werden verschachtelungsmäßig durch den Codierer 42 codiert, um Codesymbole 44 zu generieren. Rate 1/2, Einflusslänge (K) 9, Codierung wird durchgeführt.
Die Punktuierung 48 entfernt 2 von allen 6 Codesymbolen für Rahmen des Ratensatzes zwei, was die Codierung effektiv auf Rate 2/3 verringert. Somit werden bei dem Ausgang des Punktuierers 48 Codesymbole mit 19,2 Kilosymbolen pro Sekunde (ksps) für sowohl Ratensatz eins wie auch Ratensatz zwei Vollratenrahmen generiert.
Der Blockverschachtler 50 führt Blockverschachtelung an jedem Rahmen aus, und die verschachtelten Codesymbole werden mit einem Walshkanalcode von dem Walshcodegenerator 54 generiert, welcher vierundsechzig Walshsymbole für jedes Codesymbol generiert. Ein bestimmter Walshkanalcode W_i wird von einem Satz von vierundsechzig Walshkanalcodes ausgewählt und typischerweise für die Dauer einer Schnittstelle zwischen einer bestimmten Teilnehmereinheit 10 und einer Basisstation 12 verwendet.
Die Walshsymbole werden dann dupliziert, und eine Kopie wird mit einem In-Phasen PN Spreizcode (PN_I) von dem Spreizcodegenerator 52 moduliert, und die andere Kopie wird mit einem Quadratur-Phasen PN Spreizcode (PN_Q) von dem Spreizcodegenerator 53 moduliert. Die In-Phasen Daten werden dann durch LPF 58 Tiefpass gefiltert und mit einem In-Phasen sinusförmigen Trägersignal moduliert. Ebenso werden die Quadratur-Phasen Daten durch LPF 60 Tiefpass gefiltert und mit einem Quadratur-Phasen sinusförmigen Träger moduliert. Die zwei modulierten Trägersignale werden dann summiert, um das Signal s(t) zu bilden und als das Vorwärtsverbindungssignal übertragen.
Weitere Aufmerksamkeit wird auf das Dokument WO 95/03652 gelenkt, welches ein Verfahren und ein System zum Zuweisen eines Satzes von orthogonalen PN Codesequenzen von unterschiedlicher Länge unter Benutzerkanälen offenbart, welche bei unterschiedlichen Datenraten in einem Spreizspektrumkommunikationssystem, welches hierin offenbart ist, betrieben werden können. PN Codesequenzen werden konstruiert, welche Orthogonalität zwischen Benutzern derart vorsehen, dass gegenseitige Interferenz verringert wird, wodurch höhere Kapazität und bessere Verbindungsperformance erlaubt wird. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel werden Signale zwischen einem Zellstandort und mobilen Einheiten unter Verwendung von Direktsequenzspreizspektrumskommunikationssignalen kommuniziert. Informationssignale, welche auf den Zelle-zu-mobil Verbindungskanälen kommuniziert werden, werden codiert, verschachtelt und mit orthogonaler Abdeckung von jedem Informationssymbol moduliert. Orthogonale Walshfunktionscodes von variierender Länge werden verwendet, um die Informationssignale zu modulieren. Codezuweisungen werden auf der Basis von Kanaldatenraten in einer Art und Weise durchgeführt, welche zur verbesserten Verwendung des verfügbaren Frequenzspektrums führt. Ein im Wesentlichen gleiches Modulationsschema kann auf der Mobil-zu-Zelle Verbindung verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Verbindung werden ein Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Übertragen einer Hochratenkommunikation gemäß Anspruch 16 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist ein neues und verbessertes Verfahren zum Implementieren einer über-die-Luft Schnittstelle mit hoher Übertragungsrate. Ein Sendesystem liefert einen In-Phasen Kanalsatz und einen Quadratur-Phasen Kanalsatz. Der In-Phasen Kanalsatz wird verwendet, um einen vollständigen Satz von orthogonaler Mittelratensteuerung und Verkehrskanälen vorzusehen. Der Quadratur-Phasen Kanalsatz wird verwendet, um einen Zusatzkanal mit hoher Rate und einen erweiterten Satz von Mittelratenkanälen vorzusehen, welche zueinander orthogonal sind, und zu den ursprünglichen Mittelratenkanälen. Der Hochratenzusatzkanal wird über einen Satz von Mittelratenkanälen generiert, welche einen kurzen Kanalcode verwenden. Der Mittelratenkanal wird unter Verwendung eines Satzes von Langkanalcodes generiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNGEN
Die Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher werden von der detaillierten Beschreibung, welche unten stehend gegeben wird, wenn sie zusammen genommen wird mit den Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen Korrespondierendes durchgängig identifizieren, und wobei folgendes gilt:
1 ist ein Blockdiagramm eines zellularen Telefonsystems;
2 ist ein Blockdiagramm der Vorwärtsverbindungssignalverarbeitung, welche dem IS-95 Standard zugeordnet ist;
3 ist ein Blockdiagramm eines Sendesystems, welches gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung konfiguriert ist;
4 ist eine Liste des Satzes von Vierundsechzig-Symbol Walshcodes und zugeordneten Indizes, welche in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden;
5 ist ein Blockdiagramm der Kanalcodierung, welche gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung durchgeführt wird;
6 ist ein Blockdiagramm eines Empfangssystems, welches gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung konfiguriert ist; und
7 ist ein Blockdiagramm eines Decodiersystems, welches gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung konfiguriert ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
3 ist ein Blockdiagramm eines Sendesystems, welches in einer Art und Weise konfiguriert ist, welches mit der Verwendung der Erfindung konsistent ist. Typischerweise wird das Sendesystem verwendet werden, um das Vorwärtsverbindungssignal in einem zellularen Telefonsystem zu generieren, und würde deshalb in einer Basisstation 12 beinhaltet sein. In der gezeigten exemplarischen Konfiguration generiert das Sendesystem ein Vorwärtsverbindungssignal, welches einen vollständigen Satz von IS-95 oder Mittelratenkanälen, wie auch einem Hochgeschwindigkeitszusatzkanal (High Speed Supplemental Channel) beinhaltet. Zusätzlich wird in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ein erweiterter Satz von IS-95 Kanälen vorgesehen. Alternative Ausführungsbeispiele der Erfindung könnten mehr als einen Hochgeschwindigkeitszusatzkanal vorsehen, oder nicht die Verwendung eines zusätzlichen Satzes von IS-95 Kanälen vorsehen, oder Beides. Ebenso können, während das Vorsehen von IS-95 Kanälen bevorzugt ist, andere Ausführungsbeispiele der Erfindung andere Kanaltypen und Verarbeitungsprotokolle beinhalten.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel, welches vorgesehen ist, liefert das Sendesystem einen In-Phasen-Kanalsatz 90 und einen Quadratur-Phasen-Kanalsatz 92. Der In-Phasen-Kanalsatz 90 wird verwendet, um den vollständigen Satz von orthogonalen IS-95 Steuerungs- und Verkehrskanälen vorzusehen. Orthogonale Kanäle interferieren nicht miteinander, wenn sie über den gleichen Pfad übertragen werden. Der Quadratur-Phasen-Kanalsatz 92 wird verwendet, um einen Zusatzkanal mit hoher Rate und ei nen erweiterten Satz von IS-95 Kanälen vorzusehen, welche zueinander und zu den ursprünglichen IS-95 Kanälen orthogonal sind. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Signale und Daten, welche in 3 gezeigt sind, durch positive und negative Ganzzahlen gebildet, welche durch binäre digitale Daten oder Spannungen repräsentiert werden, welche jeweils zu einem logischen Tief und einem logischen Hoch entsprechen.
Für den In-Phasen-Kanalsatz 90 führt das IS-95 Steuerungskanalsystem 100 verschiedene Funktionen aus, welche einem der standardmäßigen IS-95 Steuerungskanäle zugeordnet sind, einschließlich Codierung und Verschachtelung, deren Verarbeitung in IS-95 beschrieben ist. In diesem Fall wird, weil der Walsch₁ Kanalcode verwendet wird, die Verarbeitung gemäß der Verwendung eines Pagingkanals sein. Die resultierenden Codesymbole von dem IS-95 Steuerungskanalsystem 100 werden mit einem Walshcode von dem Walsch₁ Generator 102 durch den Multiplizierer 104 moduliert. Die Walschgeneratoren 102 werden verwendet, um die orthogonalen In-Phasen Kanäle zu generieren.
Der Walshgenerator 102 generiert wiederholt einen Walshcode von Index 1 (Walsch₁) von einem Satz von Walshcodes der Indizes 0-63 (Walsch_0-63). 4 ist eine Liste des Satzes von als Zahlen 64-symboligen Walshcodes und zugeordneten Indizes, welche in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden. Ein Walshchip korrespondiert zu einem Walshsymbol und ein Walshchipwert von 0 korrespondiert zu einer positiven (+) Ganzzahl, während ein Walshchipwert von 1 zu einer negativen (–) Ganzzahl korrespondiert. Unter IS-95 korrespondiert der Walsch₁ Code zu dem Pagingkanal. Die Walshsymbole, welche durch Modulation mit dem Walsch₁ Code generiert werden, werden durch die Kanalverstärkung 108(2) verstärkungsangepasst.
Der Pilotkanal wird durch Verstärkungseinstellung eines positiven 1 Werts unter Verwendung der Kanalverstärkung 108(1) generiert. Keine Codierung wird für den Pilotkanal gemäß IS-95 durchgeführt, da der Walsch₀ Code, welcher für den Pilotkanal verwendet wird, aus plus 1 Werten besteht, und deshalb äquivalent zu überhaupt keiner Modulation ist.
Zusätzliche Steuerungskanäle werden auf eine ähnliche Art und Weise unter Verwendung von zusätzlichen IS-95 Steuerungskanalsystemen, zusätzlichen Walshgeneratoren, und zusätzlichen Kanalverstärkungen (alle nicht gezeigt) generiert. Solche Steuerungskanäle beinhalten einen Synchronisationskanal, welcher mit dem Walsch₃₂ Code moduliert ist. Die Verarbeitung, welche mit jedem Typ von IS-95 Steuerungskanal verbunden ist, ist in IS-95 beschrieben.
Die Verarbeitung, welche mit einem der IS-95 Verkehrskanäle in dem In-Phasen Kanalsatz zugeordnet ist, ist mit dem IS-95 Verkehrskanalsystem 110 illustriert, welches verschiedene Funktionen ausführt, welche mit einem IS-95 Verkehrskanal verbunden sind, einschließlich Faltungscodierung und Verschachtelung wie oben beschrieben, um eine Sequenz von Symbolen mit 19,2 Kilosymbolen pro Sekunde zu generieren. Die Codesymbole von dem IS-95 Verkehrskanalsystem 110 werden mit dem 64-symoligen Walsch₆₃ Code von dem Walsch₆₃ Generator 112 durch den Multiplizierer 114 moduliert, um eine Sequenz von Symbolen mit 1,2288 Megasymbolen pro Sekunde zu generieren. Die Walshsymbole von dem Multiplizierer 114 werden verstärkungsangepasst durch die Verstärkungsanpassung 108(64).
Die Ausgänge von allen Verstärkungsanpassungen einschließlich der Verstärkungseinstellungen 108(1)-(64) werden durch den Summierer 120 summiert, wodurch In-Phasen Daten D_I generiert werden. Jede Verstärkungsanpassung 108 erhöht oder verringert die Verstärkung des bestimmten Kanals, welchem sie zugeordnet ist. Die Verstärkungsanpassung kann ansprechend auf eine Vielzahl von Faktoren einschließlich von Leistungssteuerungsbefehle von der Teilnehmereinheit 10, welche den zugeordneten Kanal verarbeitet, oder auf Unterschieden in dem Typ von Daten, welche über den Kanal übertragen werden, durchgeführt werden. Durch Aufrecht erhalten der Sendeleistung von jedem Kanal bei dem Minimum, welches für korrekte Kommunikati an notwendig ist, wird die Interferenz verringert und die gesamte Übertragungskapazität wird erhöht. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Verstärkungsanpassungen 108 durch ein Steuerungssystem (nicht gezeigt) konfiguriert, welches die Form eines Mikroprozessors annehmen kann.
Innerhalb eines Quadratur-Phasen Kanalsatzes 92 wird ein erweiterter Satz von 64-2^N IS-95 Verkehrskanälen unter Verwendung von IS-95 Kanalsystemen 124 vorgesehen. N ist eine Ganzzahl basierend auf der Anzahl von Walshkanälen, welche dem Zusatzkanal zugeordnet sind, und ist in größerer Detailliertheit unten stehend beschrieben. Alle Codesymbole von den IS-95 Kanalsystemen 124(2)-(24-2^N) wird mit einem Walshcode von Walshgeneratoren 126 durch Multiplizierer 128 moduliert, außer bei dem IS-95 Verkehrskanalsystem 124(1), welches auf den Walsh₀ Kanal platziert ist, und deshalb keine Modulation benötigt.
Um den Zusatzkanal mit hoher Rate vorzusehen generiert das Zusatzkanalsystem 132 Codesymbole mit einer Rate R_S, welche 2^N Mal derjenige des Voll-Rate IS-95 Verkehrskanals ist. Jedes Codesymbol wird mit einem Zusatz-Walsh-Code (Walsh_S) von dem Zusatz-Walsh-Codegenerator 134 unter Verwendung des Multiplizierers 140 generiert. Die Ausgabe des Multiplizierers 140 wird verstärkungsangepasst durch die Verstärkungsanpassung 130. Die Ausgaben der Sätze von Verstärkungsanpassung 130 werden durch den Summierer 150 summiert, was Quadratur-Phasen Daten D_Q ergibt. Es sei verstanden, dass der erweiterte Satz von IS-95 Verkehrskanal vollständig oder teilweise durch einen oder mehrere zusätzliche Zusatzkanäle ersetzt werden kann.

Die Verarbeitung, welche durch das Zusatzkanalsystem 132 durchgeführt wird, ist in größerer Detailliertheit unten stehend beschrieben. Der Walsh_S Code, welcher durch den Zusatz-Walsh-Codegenerator 134 generiert wird, hängt von der Anzahl von Walshcodes ab, welche dem Zusatzkanal mit hoher Rate in dem Quadratur-Phasen Kanalsatz 92 zugeordnet sind. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Anzahl von Walsh kanälen, welche dem Zusatzkanal mit hoher Rate zugeordnet ist, jeder Wert 2^N sein, wobei N = {2, 3, 4, 5, 6}. Die Walsh_S Codes sind 64/2^N Symbole lang, anstatt der 64 Symbole, welche mit den IS-95 Walshcodes verwendet werden. Damit der Zusatzkanal mit hoher Rate orthogonal zu den anderen Quadratur-Phasen Kanälen mit 64-symboligen Walshcodes ist, können nicht 2^N der möglichen 64 Quadratur-Phasen Kanäle mit 64 symbolischen Walshcodes für die anderen Quadratur-Phasen Kanäle verwendet werden. Tabelle I liefert eine Liste der möglichen Walsh_S Codes für jeden Wert von N und den korrespondierenden Sätzen von zugeordneten 64-symboligen Walshcodes.

N	Walsh_i	Zugeordnete 64-symbolige Walshcodes
₂	+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+	0, 16, 32, 48
	+,–,+,–,+,–,+,–,+,–,+,–,+,–,+,–	1, 17, 33, 49
	+,+,–,–,+,+,–,–,+,+,–,–,+,+,–,–	2, 18, 34, 50
	+,–,–,+,+,–,–,+,+,–,–,+,+,–,–,+	3, 19, 35, 51
	+,+,+,+,–,–,–,–,+,+,+,+,–,–,–,–	4, 20, 36, 52
	+,–,+,–,–,+,–,+,+,–,+,–,–,+,–,+	5, 21, 37, 53
	+,+,–,–,–,–,+,+,+,+,–,–,–,–,+,+	6, 22, 38,54
	+,–,–,+,–,+,+,–,+,–,–,+,–,+,+,–	7, 23, 39, 55
	+,+,+,+,+,+,+,+,–,–,–,–,–,–,–,–	8, 24, 40, 56
	+,–,+,–,+,–,+,–,–,+,–,+,–,+,–,+	9, 25, 41, 57
	+,+,–,–,+,+,–,–,–,–,+,+,–,–,+,+	10,26, 42, 58
	+,–,–,+,+,–,–,+,–,+,+,–,–,+,+,–	11, 27, 43, 59
	+,+,+,+,–,–,–,–,–,–,–,–,+,+,+,+	12, 28, 44, 60
	+,–,+,–,–,+,–,+,–,+,–,+,+,–,+,–	13, 29, 45, 61
	+,+,–,–,–,–,+,+,–,–,+,+,+,+,–,–	14, 30, 46, 62
	+,–,–,+,–,+,+,–,–,+,+,–,+,–,–,+	15, 31, 47, 63
3	+,+,+,+,+,+,+,+	0, 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56
	+,–,+,–,+,–,+,–	1, 9, 17, 25, 33, 41, 49, 57
	+,+,–,–,+,+,–,–	2, 10, 18, 26, 34, 42, 50, 58
	+,–,–,+,+,–,–,+	3, 11, 19, 27, 35, 43, 51, 59
	+,+,+,+,–,–,–,–	4, 12, 20, 28, 36, 44, 52, 60
	+,–,+,–,–,+,–,+	5, 13, 21, 29, 37, 45, 53, 61
	+,+,–,–,–,–,+,+	6, 14, 22, 30, 38, 46, 54, 62
	+,–,–,+,–,+,+,–	7, 15, 23, 31, 39, 47, 55, 63
4	+,+,+,+	0, 4, 8, ..., 60
	+,–,+,–	1, 5, 9, ..., 61
	+,+,–,–	2, 6, 10, ..., 62
	+,–,–,+	3, 7, 11 ..., 63
5	+,+	0, 2, 4, ..., 62
	+,–	1, 3, 5, ..., 63
6	+	0, 1, 2, ..., 63

Tabelle I
Die + und – zeigen einen positiven oder negativen ganzzahligen Wert an, wobei die bevorzugte Ganzzahl 1 ist. Wie offensichtlich ist, variiert die Anzahl von Walshsymbolen in jedem Walsh_S Code, wenn N variiert, und ist in allen Fällen kleiner als die Anzahl von Symbolen in den IS-95 Walshkanalcodes. Somit wird der Zusatzkanal unter Verwendung eines kurzen Walshkanalcodes ausgebildet und die IS-95 Kanäle werden unter Verwendung von langen Walshkanalcodes ausgebildet. Unabhängig von der Länge des Walsh_S Codes werden in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Symbole mit einer Rate von 1,2288 Megachips pro Sekunde (mcps) angewandt. Somit werden Walsh_S Codes kürzerer Länge häufiger wiederholt. Datenkanäle D_I und D_Q werden komplex multipliziert, jeweils als die ersten Real- und Imaginärteile, mit Spreizcodes PN_I und PN_Q, jeweils als der zweite Real- und Imaginärteil, was den In-Phasen (oder realen) Teil X_I und den Quadratur-Phasen (oder imaginären) Teil X_Q ergibt. Spreizcodes PN_I und PN_Q werden durch Spreizcodegeneratoren 152 und 154 generiert. Die Spreizcodes PN, und PN_Q werden mit 1,2288 Mcps angewandt. Die Gleichung (1) zeigt die durchgeführte komplexe Multiplikation. (X_I + jX_Q) = (D_I + jD_Q)(PN_I + jPN_Q) (1)
Der In-Phasen Teil X_I wird dann auf eine 1,2288 MHz Bandbreite tiefpassgefiltert (nicht gezeigt) und heraufkonvertiert durch Multiplikation mit einem In-Phasen Träger COS(ω_ct). Ähnlich wird der Quadratur-Phasen Teil X_Q auf eine 1,2288 MHz Bandbreite (nicht gezeigt) tiefpassgefiltert und heraufkonvertiert durch Multiplikation mit dem Quadratur-Phasen Träger SIN(ω_ct). Die heraufkonvertierten X_I und X_Q Teile werden summiert, wodurch das Vorwärtsverbindungssignal s(t) erhalten wird.
Die komplexe Multiplikation erlaubt, dass der Quadratur-Phasen Kanalsatz 92 orthogonal zu dem In-Phasen Kanalsatz 90 bliebt und deshalb ohne die Hinzufügung von zusätzlicher Interferenz zu anderen Kanälen vorgesehen werden kann, welche über den gleichen Pfad übertragen werden, mit perfekter Empfängerphasenwiederherstellung. Somit wird ein vollständiger Satz von vierundsechzig Walsh_i Kanälen in einer orthogonalen Art und Weise zu dem ursprünglichen IS-95 Kanalsatz addiert, und der Kanalsatz kann für den Zusatzkanal verwendet werden. Zusätzlich wird durch Implementierung des Zusatzkanals in dem orthogonalen Quadratur-Phasen Kanalsatz 92 eine Teilnehmereinheit 10, welche zum Verarbeiten des normalen IS-95 Vorwärtsverbindungssignals konfiguriert ist, immer noch dazu in der Lage sein, die IS-95 Kanäle innerhalb des In-Phasen Kanalsatzes 90 zu verarbeiten, wodurch ein Kanal mit hoher Übertragungsrate vorgesehen wird, während Rückwärtskompatibilität mit vorhergehenden existierenden Systemen aufrecht erhalten wird.
Während das Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in 3 gezeigt ist, einen einzigen Satz von In-Phasen und Quadratur-Phasen Trägern verwendet, um den In-Phasen und Quadratur-Phasen Kanalsatz zu generieren, könnten separate Sätze von Sinusoiden verwendet werden, um unabhängig voneinander die In-Phasen und Quadratur-Phasen Kanalsätze zu generieren, wobei der zweite Satz von Trägern von dem ersten Satz um 90° versetzt ist. Zum Beispiel könnten die D_Q Daten auf den zweiten Satz von Träger Sinusoiden angewandt werden, wobei die D_Q In-Phasen (PNI) Spreizdaten auf COS(ω_ct-90°) angewandt wird, und die D_Q Quadratur-Phasen (PNQ) Spreizdaten werden auf SIN(ω_ct-90°) angewandt. Die resultierenden Signale werden dann summiert, um den Quadratur-Phasen Kanalsatz 92 zu erzeugen, welcher wiederum mit dem In-Phasen Kanalsatz 90 summiert wird.
Die Verwendung der Walsh_S Kanäle gemäß Tabelle I erlaubt auch vereinfachte Implementierung des Zusatzkanals innerhalb des Quadratur-Phasen Kanalsatzes 92. Insbesondere erlaubt die Verwendung der Walsh_S Codes, welche in Tabelle I gezeigt sind, dass der Zusatzkanal die gesamten Untersätze von 64 symboligen Walsh_i Codes ohne den Bedarf zum Generieren von jedem und allen dieser Walshcodes verwendet.
Wenn zum Beispiel N = 5 ist, weisen die Walsh_S Codes, welche durch Tabelle I spezifiziert sind, einen Satz von 32 64-symboligen Walsh_i Codes für den Zusatzkanal zu. Das bedeutet, dass alle der gerade indizierten 64-symboligen Walshcodes oder alle der ungerade indizierten 64-symboligen Walshcodes für den Zusatzkanal zugeordnet sind. Dies Isst jeweils die ungerade-indizierten oder gerade-indizierten Kanäle zum Implementieren des erweiterten IS-95 Verkehrskanalsatzes. In 3 verwendet der Zusatzkanal die ungeraden 64-symboligen Walshcodekanäle, wenn Walsh_S = {+, –} ist, und die geraden Kanäle sind für den erweiterten IS-95 Verkehrskanalsatz verfügbar.
In einem weiteren Beispiel, wenn N = 4 ist, weisen die zugeordneten Walsh_S Codes einen Satz von sechzehn 64-symboligen Walsh_i Codes zu. Dies lässt einen Satz von achtundvierzig verbleibenden Walsh_i Codes für die Implementierung der erweiterten IS-95 Verkehrskanäle oder zum Implementieren von zusätzlichen Zusatzkanälen. Im Allgemeinen weist die Verwendung der Walsh_S Codes, welche zu einem bestimmten Wert N korrespondiert, 2^N 64-symbolige Walsh_i Codes für den Zusatzkanal unter Verwendung von nur einem einzigen oder kürzeren Walsh_S Code zu.
Die Zuordnung von ganzen Untersätzen von Walsh_i Codes unter Verwendung eines einzigen Walsh_S Codes wird durch gerade Verteilung der 64-symobiligen Walsh_i Codes innerhalb des Untersatzes erleichtert. Wenn zum Beispiel N = 5 ist, werden die Walsh_i Codes durch 2 separiert, und wenn N = 4 ist, werden die Walsh_i Codes durch 4 separiert. Nur durch Vorsehen eines vollständigen Satzes von Quadratur-Phasen Kanälen 92 zum Implementieren des Zusatzkanals, kann die Zuordnung eines großen Satzes von gerade beabstandeten Walsh_i Kanälen durchgeführt werden, und wird deshalb unter Verwendung eines einzigen Walsh_S Codes implementiert.
Auch verringert das Zuordnen eines Untersatzes von 64-symboligen Walsh_i Codes unter Verwendung eines einzigen kürzeren Walsh_S Codes die Komplexität, welche mit dem Vorsehen eines Zusatzkanals mit hoher Rate verbunden ist. Zum Beispiel würde das Durchführen von tatsächlicher Modulation unter Verwendung des Satzes von 64-symboligen Walsh_i Codes und das Summieren der resultierenden modulierten Daten eine erhebliche Erhöhung der Signalverarbeitungsressourcen benötigen, verglichen mit der Verwendung des einzigen Walsh_S Generators, welcher in der Implementierung der hierin beschriebenen Erfindung verwendet wird.
Sätze von gerade beabstandeten Walsh_i Kanälen können nicht so einfach zugeordnet sein, wenn der Zusatzkanal in den In-Phasen Kanalsatz 90 der vorhergehend existierenden IS-95 Verbindung platziert werden würde, oder in die In-Phasen und Quadratur-Phasen Kanäle mit der QPSK Modulation. Dies ist so, weil bestimmte vierundsechzig-symbolige Walsh_i Kanäle bereits für Steuerungsfunktionen wie das Paging, Pilot, und Sync-Kanäle auf dem In-Phasen Kanal zugeordnet sind. Somit erlaubt die Verwendung eines neuen Quadratur-Phasen Walshcoderaums vereinfachte Implementierung des Zusatzkanals.
Auch verbessert die Verwendung eines einzigen Walsh_S Codes die Performance des Zusatzkanals mit hoher Rate, weil die Varianz der Amplitude des Zusatzkanals minimiert wird. In dem hierin beschriebenen Ausführungsbeispiel basiert die Amplitude einfach auf der positiven oder negativen Ganzzahl, welche dem Walsh_S Code zugeordnet ist. Dies steht im Kontrast zum Durchführen der Modulation mit einem Satz 2^N 64-symboligen Walsh_i Codes, welcher in dem Satz von Amplituden 0, +2, –2, +4, –4, ..., 2^N und –2^N resultieren würde.
Neben anderen Verbesserungen verringert das Verringern der Varianz der Amplitude das Spitze-zu-Durchschnittsleistungsverhältnis, welches den Bereich erhöht, bei welchem das Vorwärtsverbindungssignal für eine gegebene maximale Sendeleistung der Basisstation 12, oder anderes Vorwärtsverbindungssendesystem empfangen werden kann.
5 ist ein Blockdiagramm des Zusatzkanalsystems 132 von 1, wenn es gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung konfiguriert wird. Benutzerdaten werden durch den CRC Prüfsummengenerator 200 empfangen, welcher Prüfsummeninformation zu den empfangenen Daten hinzuaddiert. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Daten in 20 ms Rahmen verarbeitet, wie es für IS-95 durchgeführt wird, und 16 Bits von Prüfsummendaten werden hinzugefügt. Abschlussbits 202 addiert acht Abschlussbits zu jedem Rahmen. Die Ausgabe der Abschlussbits 202 wird mit einer Datenrate D durch den Faltungscodierer 204 empfangen, welcher Faltungscodierung mit Rate R_C an jedem Rahmen durchführt. R_C unterscheidet sich für unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung wie unten stehend in größerer Detailliertheit beschrieben.
Der Blockverschachtler 206 verschachtelt die Codesymbole von dem Faltungscodierer 204 und der Wiederholer 208 wiederholt die Codesymbolsequenz von dem Verschachtler 206 um einen Wiederholungsbetrag M. Der Wiederholungsbetrag M variiert in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung, und wird typischerweise von der Codierrate R_C und der Zusatzkanalrate R_S (siehe 3) abhängen. Der Wiederholungsbetrag wird unten stehend weiter diskutiert. Der Abbilder 210 empfängt die Codesymbole von dem Wiederholer 208 und konvertiert die logischen Nullen und logischen Einsen in positive und negative ganzzahlige Werte, welche mit der Zusatzkanalrate R_S ausgegeben werden.

Tabelle II liefert eine Liste von Dateneingaberaten D, Codierraten R_C, Wiederholungsbeträgen M und Zusatzkanalraten R_S, welche in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden können. In einigen Ausführungsbeispielen werden mehrere Raten verwendet.

Faltungscodierereingangsrate (D) kbps	(N)	Walshkanäle für Zusatzkanal (2^N)	Faltungscoderate (R_C)	Wiederholungsbetrag (M)	Walshsymbole/ Codesymbole (W/S)	Faltungscodierereingangsbits	Anzahl von Kanalbits pro Rahmen
38,4	2	4	–1/2	1	16/1	768	1,536
38,4	3	8	–1/4	1	8/1	768	3,072
38,4	4	16	–1/4	2	4/1	768	6,144
38,4	5	32	–1/4	4	2/1	768	12,288
38,4	6	64	–1/4	8	1/1	768	24,576
76,8	3	8	–1/2	1	8/1	1,536	3,072
76,8	4	16	–1/4	1	4/1	1,536	6,144
76,8	5	32	–1/4	2	2/1	1,536	12,288
76,8	6	64	–1/4	4	1/1	1,536	24,576
153,6	4	16	–1/2	1	4/1	3,072	6,144
153,6	5	32	1/4	1	2/1	3,072	12,288
153,6	6	64	–1/4	2	1/1	3,072	24,576

Tabelle II
Drei Codierereingangsraten D für den Zusatzkanal sind gezeigt: 38,4, 76,8 und 153,6 Kilobits pro Sekunde. Für jede dieser Codierereingangsraten D wird ein Satz von Codiererraten R_C N Werten, und Wiederholungsbeträgen M vorgesehen, welche die gewünschte Codierereingangsrate D erreichen. Zusätzlich wird das Verhältnis von Walsh_S Symbolen zum Codieren von Symbolen vorgesehen, was zu der Länge des Walsh_S Codes korrespondiert. Auch wird die Anzahl von Codierereingangsbits pro 20 Rahmen vorgesehen, wie die Anzahl von Codesymbolen, welche pro 20 ms Rahmen übertragen werden. Die tatsächliche Datenübertragungsrate wird gleich zu der Codierereingangsrate D sein, abzüglich des Overheads, welcher für die CRC Bits und Abschlussbits und jegliche andere gelieferte Steuerungsinformation notwendig ist. Die Verwendung von Reed-Soloman Codierung zusätzlich zu oder anstatt von CRC Prüfsummencodierung wird auch vorgeschlagen.
Im Allgemeinen ist es wünschenswert, den größten Wert von N, welcher möglich ist, für den Zusatzkanal zu verwenden, um den Zusatzkanal über die größte Anzahl von Walsh_i Kanälen zu spreizen. Das Ausspreizen des Zusatzkanals über einen großen Satz von Walsh_i Kanälen minimiert den Effekt von Zwischenkanalinterferenz zwischen den zwei korrespondierenden Walsh_i Kanälen auf dem In-Phasen Kanalsatz 90 und dem Quadratur-Phasen Kanalsatz 92. Diese Zwischenkanalinterferenz wird durch nicht perfekte Phasenausrichtung erzeugt, welche während der Empfangsverarbeitung erfahren wird. Durch Ausspreizen des Zusatzkanals über einen größeren Satz von Walsh_i Kanälen wird der Betrag von Zwischenkanalinterferenz, welcher für jeden bestimmten Walsh_i Kanal in dem In-Phasen Kanalsatz 90 erfahren wird, minimiert, weil der Teil des Zusatzkanals in dem Walsh_i Kanal klein ist. Auch erlaubt das Spreizen des Zusatzkanals über einen größeren Satz von Walsh_i Kanälen mit einer größeren Gesamtkanalsymbolrate eine höhere Symboldiversität, welche die Performance in Schwundkanalzuständen verbessert.
Wenn die Anzahl von Walshkanälen, welche für die gewünschte Codierereingangsrate D unter Verwendung von Rate 1/2 Codierung benötigt wird, niedriger ist als die Anzahl von verfügbaren Walshkanälen, und zwar um mindestens einen Faktor von zwei, wird die Performance durch Ausspreizen des Signals über mehr Walshkanäle verbessert. Die höhere Kanalsymbolrate für die größere Anzahl von Walshkanälen wird durch Verwendung einer Rate 1/4 anstatt eines Rate 1/2 Codes, oder durch Sequenzwiederholung oder beides, erhalten. Der Rate 1/4 Code liefert einen zusätzliche Codierungsgewinn gegenüber eines Rate 1/2 Codes in freundlichen und Schwundkanalzuständen und die Sequenzwiederholung liefert verbesserte Performance in Schwundkanalzuständen aufgrund der erhöhten Diversität.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Zusatzkanal, welcher eine Codierereingangsrate von 76,8 Kilobits pro Sekunde hat, vorgesehen, und zwar unter Verwendung von N = 5, einer Codiererrate von R_C von 1/4, und einem Wiederholungsbetrag von M = 2. Eine solche Implementierung sieht Datenübertragungsraten von der Größenordnung eines ISDN Kanals einschließlich ausreichender Bandbreite zur Signalisierung vor. Auch erhält die Verwendung von N = 5 32 zusätzliche Walsh_i Kanäle zum Vorsehen von erweiterten IS-95 Kanälen.
Die tatsächlich aufrecht erhaltbare Übertragungsrate des Zusatzkanals wird sich abhängig von einer Vielzahl von Umgebungszuständen einschließlich des Betrags von Mehrpfad, welcher durch die Vorwärtsverbindungsübertragung erfahren wird, verändern. Die Zusatzübertragungsrate hängt von dem Betrag von Mehrpfad ab, weil die Vorwärtsverbindungssignale, welche über unterschiedliche Pfade ankommen, nicht länger orthogonal sind und deshalb miteinander interferieren. Diese Interferenz erhöht sich mit den erhöhten Übertragungsraten aufgrund der zusätzlich benötigten Sendeleistung. Somit ist die aufrecht erhaltbare Übertragungsrate des Zusatzkanals umso geringer, je mehr Multipfadinterferenz erfahren wird. Deshalb wird eine niedrigere Übertragungsrate für den Zusatzkanal für hochgradige Multipfadumgebungen bevorzugt.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Steuerungssystem, welches die verschiedenen Umgebungsfaktoren misst und welches die optimalen Zusatzkanalverarbeitungscharakteristika auswählt vorgeschlagen. Ebenso wird die Verwendung einer Signallöschung zum Entfernen von Rauschen aufgrund von Multipfadübertragungen vorgeschlagen. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen von solcher Rauschlöschung ist in der ebenfalls anhängigen U.S. Patentanmeldung mit Seriennummer 08/518,217 , benannt „METHOD AND SYSTEM FOR PROCESSING A PLURALITY OF MULTIPLE ACCESS TRANSMISSIONS"; welche dem Bevollmächtigten der vorliegenden Erfindung zugeordnet ist, beschrieben.
6 ist ein Blockdiagramm eines Empfangsverarbeitungssystems zum Verarbeiten des Zusatzkanals mit hoher Rate gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Typischerweise wird das Empfangsverarbeitungssystem in einer Teilnehmereinheit 10 eines zellularen Telefonsystems implementiert sein.
Während des Betriebs werden HF Signale, welche durch das Antennensystem 300 empfangen werden, mit dem In-Phasen Träger 302 und dem Quadratur-Phasen Träger 304 herunterkonvertiert, wodurch digitalisierte In-Phasen Empfangssamples R_I und Quadratur-Phasen Empfangssamples R_Q generiert werden. Diese Empfangssamples werden zu dem Fingerprozessormodul geliefert, welches gezeigt ist, und zu anderen Fingerprozessoren (nicht gezeigt) gemäß der Verwendung eines Rakeempfängers. Jeder Fingerprozessor verarbeitet eine Instanz des empfangenen Zusatzvorwärtsverbindungssignals, wobei jede Instanz durch Multipfadphänomene generiert wurde.
Die In-Phasen und Quadratur-Phasen Empfangssamples R_I und R_Q werden mit dem Komplex konjugierten der PN Spreizcodes multipliziert, welche durch den In-Phasen Spreizcodegenerator 306 und den Quadratur-Phasen Spreizcodegenerator 308 generiert werden, wodurch Empfangsausdrücke J_I und J_Q erhalten werden. Die Empfangsausdrücke J_I und J_Q werden mit dem Walsh_S Code moduliert, welcher durch den Walshgenerator 310 generiert wurde, und die resultierenden modulierten Daten werden über die Anzahl von Walshsymbolen in dem Walsh_S Code durch Summierer 312 summiert. Zusätzlich werden die Empfangsausdrücke J_I und J_Q summiert und gefiltert (gemittelt), und zwar durch Pilotfilter 316.
Die Ausgaben der Summierer 312 werden dann mit dem komplex konjugierten der Filterpilotdaten multipliziert, und der resultierende Quadratur-Phasen Ausdruck wird bei den Zusatzkanal-Weichentscheidungsdaten 320 verwendet. Zusatzweichentscheidungsdaten 320 können mit Weichentscheidungsdaten von anderen Fingerprozessoren (nicht gezeigt) und den decodierten kombinierten Weichentscheidungsdaten kombiniert werden.
7 ist ein Blockdiagramm eines Decodersystems, welches verwendet wird zum Decodieren der Zusatzweichentscheidungsdaten 320 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Weichentscheidungsdaten werden durch den Akkumulator 400 empfangen, welcher Samples der Weichentscheidungsdaten durch den Wiederholungsbetrag M empfängt. Die akkumulierten Daten werden dann durch den Blockentschachtler 402 entschachtelt und durch den Trellis-Decodierer 404 decodiert. Verschiedene Typen von Decodierern sind gut bekannt, einschließlich Viterbi-Decodierern.
Diese Benutzerdaten in den Hartentscheidungsdaten von dem Trellis-Decodierer 404 werden dann mit den CRC Prüfsummendaten durch das CRC Prüfsystem 406 überprüft, und die resultierenden Benutzerdaten werden zusammen mit Prüfergebnissen ausgegeben, welche anzeigen, ob die Benutzerdaten mit den Prüfsummendaten konsistent waren. Das Empfangsverarbeitungssystem oder der Benutzer können dann bestimmen, ob sie die Benutzerdaten verwenden wollen, und zwar basierend auf den CRC Prüfsummenergebnissen.
Somit wurde ein Übertragungssystem mit hoher Datenrate, welches insbesondere zur Verwendung zusammen mit der IS-95 Vorwärtsverbindung geeignet ist, beschrieben. Die Erfindung kann sowohl in terrestrischen wie auch sattelitenbasierten drahtlosen Kommunikationssystemen eingebaut werden, wie auch drahtbasierten Kommunikationssystemen, über welche sinusförmige Signale übertragen werden, wie koaxial Kabelsysteme. Auch, während die Erfindung in dem Kontext eines Signals einer Bandbreite von 1,2288 MHz beschrieben wurde, ist die Verwendung von anderen Bandbreiten konsistent mit dem Betrieb der Erfindung einschließlich von 2,5 MHz und 5,0 MHz Systemen.
Ähnlich, während die Erfindung unter Verwendung von Übertragungsraten der Größenordnung von 10 kbps und 70 kbps beschrieben ist, kann die Verwendung von anderen Kanalraten durchgeführt werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die verschiedenen hierin beschriebenen Systeme unter Verwendung von integrierten Halbleiterschaltkreisen implementiert, welche über Leitung, induktive und kapazitive Verbindungen gekoppelt sind, deren Verwendung im Stand der Technik gut bekannt ist.
Die vorhergehende Beschreibung wird gegeben, um jedem Fachmann zu ermöglichen, die vorliegende Erfindung auszuführen oder zu benutzen. Die verschiedenen Modifikationen zu diesen Ausführungsbeispielen werden dem Fachmann offensichtlich sein, und die hierin definierten allgemeinen Prinzipien können auf andere Ausführungsbeispiele ohne die Verwendung der erfinderischen Fähigkeit angewandt werden. Somit ist es nicht beabsichtigt, die vorliegende Erfindung auf die hierin gezeigten Ausführungsbeispiele einzuschränken, sondern ihr soll der weiteste Umfang, welcher mit den hierin offenbarten Prinzipien und neuen Merkmalen konsistent ist, zugestanden werden.

Claims

Ein Telekommunikationssystem zum Senden von Hochraten-Kommunikation zusammen mit einem Satz von Mittel- bzw. Mediumraten-Kommunikationen unter Verwendung von Code-Multiplex-Vielfach-Zugriffs-Funk-Frequenz-Signal-Verarbeitung, wobei das System Folgendes aufweist: erste Signalverarbeitungsmittel zum Senden des Satzes von Mediumraten-Kommunikationen über einen In-Phasen-Satz von Mediumraten-Kanälen (90) in einer Funkfrequenzbandbreite; und zweite Signalverarbeitungsmittel zum Senden der Hochraten-Kommunikation über einen Hochraten-Kanal, der einem Untersatz eines Quadratur-Phasen-Satzes von Mediumraten-Kanälen (92) in der Funkfrequenzbandbreite entspricht, wobei der Quadratur-Phasensatz von Mediumraten-Kanälen (92) orthogonal ist zum dem In-Phasen-Satz von Mediumraten-Kanälen (90).
Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 1, wobei der In-Phasen-Satz von Mediumraten-Kanälen (90) definiert ist, durch einen Satz von Kanal-Codes und der Quadratur-Phasen-Satz von Mediumraten-Kanälen (92) definiert ist durch den selben Satz von Kanal-Codes, und der Hochraten-Kanal einem gleichförmig verteilten Untersatz des Satzes von Kanal-Codes entspricht.
Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 1, wobei: die ersten Signalverarbeitungsmittel weiterhin angepasst sind zum Generieren des In-Phasen-Satzes von Mediumraten-Kanälen (90) unter Verwendung eines Satzes von Langkanal-Codes (102, 112); und die zweiten Signalverarbeitungsmittel weiterhin angepasst sind zum Generieren des Hochraten-Kanals unter Verwendung eines Kurzkanal-Codes (134), der sich auf einen Untersatz des Quadratur-Phasen-Satzes von Mediumraten-Kanälen bezieht.
Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 3, wobei die Hochraten-Kommunikation aus einem Satz von Hochraten-Code-Symbolen besteht und die zweiten Signalverarbeitungsmittel angepasst sind zum Modulieren eines jeden Hochraten-Code-Symbols mit dem Kurzkanal-Code (134).
Telekommunikationssystems gemäß Anspruch 2, wobei der Satz von Kanal-Codes (102, 112, 126) 64-symbolige Walsh-Codes sind.
Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 2, das weiterhin Folgendes aufweist: drittes Signalverarbeitungsmittel zum Senden eines zweiten Satzes von Mediumratenkommunikationen unter Verwendung eines weiteren Untersatzes des Quadratur-Phasen-Satzes von Mediumraten-Kanälen.
Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 3, wobei die ersten Signalverarbeitungsmittel weiterhin Folgendes aufweisen: einen Summierer (120) zum Generieren von summierten Daten ansprechend auf den In-Phasen-Satz von Mediumraten-Kanälen (90).
Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 7, das weiterhin Folgendes aufweist: erste In-Phasen-Spreizer-Mittel zum Generieren von ersten In-Phasen-Spreizdaten ansprechend auf die summierten Daten; erste Quadratur-Phasen-Spreizer-Mittel zum Generieren von ersten Quadratur-Phasen-Spreizdaten ansprechend auf die summierten Daten; zweite In-Phasen-Spreizer-Mittel zum Generieren von zweiten In-Phasen-Spreizdaten ansprechend auf den Hochraten-Kanal; zweite Quadratur-Phasen-Spreizer-Mittel zum Generieren von zweiten Quadratur-Phasen-Spreizdaten ansprechend auf den Hochraten-Kanal; und erste Summierungsmittel zum Generieren eines In-Phasen-Terms (X_I) ansprechend auf die ersten In-Phasen-Spreizdaten und eine negative Version der zweiten Quadratur-Phasen-Spreizdaten; und zweite Summierungsmittel zum Generieren eines Quadratur-Phasen-Ausdrucks bzw. -Terms (X_Q) ansprechend auf die ersten Quadratur-Phasen-Spreizdaten und die zweiten In-Phasen-Spreizdaten.
Telekommunikationssystem nach Anspruch 8, das weiterhin Folgendes aufweist: In-Phasen-Träger-Generatormittel zum Modulieren des In-Phasen-Terms (X_I); und ein Quadratur-Phasen-Träger-Generatorelement zum Modulieren des Quadratur-Phasen-Ausdrucks (X_Q).
Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 1, wobei die ersten Signalverarbeitungsmittel Folgendes aufweisen: einen ersten Langkanal-Code-Modulator (102, 104) zum Generieren von ersten Kanaldaten ansprechend auf die ersten Benutzerdaten; und wobei die zweiten Signalverarbeitungsmittel einen ersten Kurzkanal-Code-Modulator (134, 140) aufweisen zum Generieren von zweiten Kanaldaten ansprechend auf die zweiten Benutzerdaten; wobei das Telekommunikationssystem weiterhin Folgendes aufweist: einen ersten In-Phasen-Spreizer zum Generieren von In-Phasen-Daten ansprechend auf die ersten Kanaldaten; einen zweiten In-Phasen-Spreizer zum Generieren von zweiten In-Phasen-Daten ansprechend auf die zweiten Kanaldaten; einen ersten Quadratur-Phasen-Spreizer zum Generieren von ersten Quadratur-Phasen-Daten ansprechend auf die ersten Kanaldaten; einen zweiten Quadratur-Phasen-Spreizer zum Generieren von zweiten Quadratur-Phasen-Daten ansprechend auf die zweiten Kanaldaten; erste Summierungsmittel zum Generieren eines In-Phasen-Terms (X_I) ansprechend auf die ersten In-Phasen-Daten und eine invertierte Version der zweiten Quadratur-Phasen-Daten; zweite Summierungsmittel zum Generieren eines Quadratur-Phasen-Terms (X_Q) ansprechend auf die ersten Quadratur-Phasen-Daten und die zweiten In-Phasen-Daten; ein In-Phasen-Träger-Generatorelement zum Modulieren eines In-Phasen-Signals ansprechend auf den In-Phasen-Term; Quadratur-Phasen-Träger-Generatorelement zum Modulieren eines Quadratur-Phasen-Signals ansprechend auf den Quadratur-Phasen-Term; und dritte Summierungsmittel zum Summieren des modulierten In-Phasen-Signals und des modulierten Quadratur-Phasen-Signals.
Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 10, wobei die ersten Kanaldaten eine niedrigere Datenrate besitzen als die zweiten Kanaldaten.
Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 1, wobei die ersten Signalverarbeitungsmittel ein erstes Kanalgenerierungssystem zum Generieren des In-Phasen-Satzes von Mediumraten-Kanälen aufweist; und wobei die zweiten Signalverarbeitungsmittel ein zweites Kanalgenerierungssystem zum Generieren des Hochraten-Kanals, der orthogonal zu dem In-Phasen-Satz von Mediumraten-Kanälen ist, aufweist.
Telekommunikationssystem nach Anspruch 12, wobei das erste Kanalgenerierungs-System aus einem Satz von Langkanal-Code-Modulatoren besteht.
Telekommunikationssystem nach Anspruch 13, wobei das zweite Kanalgenerierungssystem aus einem Kurzkanal-Code-Modulator besteht.
Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 12, wobei das zweite Kanalgenerierungssystem Mittel aufweist zum Senden von Daten über den Hochraten-Kanal, der einem gleichmäßig verteilten Untersatz eines Satzes von Lang-Code-Kanälen entspricht.
Ein Verfahren zum Senden von Hochratenkommunikation in Zusammenhang mit einem Satz von Mittel- bzw. Mediumraten-Kommunikationen unter Verwendung von Code-Multiplex-Vielfach-Zugriffs-Verarbeitung, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Generieren eines In-Phasen-Satzes von Mediumraten-Kanälen (90); b) Generieren eines Hochraten-Kanals von einem Untersatz eines Quadratur-Phasen-Satzes von Mediumraten-Kanälen; c) Senden der Mediumraten-Kommunikationen über den In-Phasen-Satz von Mediumraten-Kanälen (90); und d) Senden der Hochraten-Kommunikation über den Hochraten-Kanal.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei der Hochraten-Kanal sich auf einen gleichmäßig verteilten Untersatz der Walsh-Kanäle bezieht.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Schritte a) und c) aus folgenden Schritten bestehen: Generieren des In-Phasen-Satzes von Mediumraten-Kanälen durch das Modulieren des Satzes von Mediumraten-Kommunikationen mit einem Satz von Langkanal-Codes (102, 112); Summieren des In-Phasen-Satzes von Mediumraten-Kanälen, was summierte Daten (D_I) ergibt; Generieren von In-Phasen-Spreizdaten ansprechend auf die summierten Daten und einen In-Phasen-Spreiz-Code; Generieren von Quadratur-Phasen-Spreizdaten, ansprechend auf die summierten Daten und einem Quadratur-Phasen-Speiz-Code; Modulieren der In-Phasen-Spreizdaten mit einem In-Phasen-Träger, was ein In-Phasen-Signal ergibt; Modulieren der Quadratur-Phasen-Spreizdaten mit einem Quadratur-Phasen-Träger, was ein Quadratur-Phasen-Signal ergibt; und Summieren des In-Phasen-Signals und des Quadratur-Phasen-Signals.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Schritte b) und d) aus folgenden Schritten bestehen: Generieren des Hochraten-Kanals durch Modulieren der Hochraten-Kommunikation mit einem Kurzkanal-Code (134), was Hochraten-Daten erzeugt, wobei der Kurzkanal-Code sich auf einen Untersatz des Quadratur-Phasen-Satzes der Mediumraten-Kanäle bezieht; und Generieren von Hochraten-In-Phasen-Spreizdaten ansprechend auf die Hochraten-Daten und einen In-Phasen-Spreiz-Code; Generieren von Hochraten-Quadratur-Phasen-Spreizdaten, ansprechend auf die Hochraten-Daten und einem Quadratur-Phasen-Spreiz-Code; Modulieren der Hochraten-In-Phasen-Spreizdaten mit einem QuadraturPhasen-Träger, was ein Hochraten-Quadratur-Phasen-Signal ergibt; Modulieren einer invertierten Version der Hochraten-Quadratur-Spreizdaten mit einem In-Phasen-Träger, was ein Hochraten-In-Phasen-Signal erzeugt; und Summieren des Hochraten-In-Phasen-Signals und des Hochraten-Quadratur-Phasen-Signals.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Schritte a) und b) aus den folgenden Schritten bestehen: a.1) Modulieren des Satzes von Mediumraten-Kommunikationen unter Verwendung eines Satzes von Langkanal-Codes; a.2) Summieren des Satzes von modulierten Mediumraten-Kommunikationen, was summierte Daten (D_I) ergibt; b.1) Modulieren der Hochraten-Kommunikation mit einem Kurzkanal-Code, was den Hochraten-Kanal ergibt, wobei sich der Kurzkanal-Code auf einen Untersatz der Sätze von Langkanal-Codes bezieht.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Kurzkanal-Code aus zwei Walsh-Symbolen besteht und die Langkanal-Codes jeweils aus vierundsechzig Walsh-Symbolen bestehen.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei der Schritt des Generierens eines In-Phasen-Satzes von Mediumraten-Kanälen (90) die Verwendung eines Satzes von Lang-Walsh-Codes aufweist; wobei der Schritt des Generierens eines Hochraten-Kanals des Generierens des Hochraten-Kanals unter Verwendung eines Kurz-Walsh-Codes aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 22, das weiterhin den Schritt des Sendens von Pilotdaten auf einem Kanal des In-Phasen-Satzes von Mediumraten-Kanälen (90) aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei der In-Phasen-Satz von Mediumraten-Kanälen (90) einen Pilotkanal, einen Synchronisationskanal und einen Verkehrskanal beinhaltet.
Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei der Kurz-Code einen gleichmäßig verteilten Untersatz eines Satzes von Lang-Walsh-Codes belegt.
Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei die Lang-Walsh-Codes vierundsechzig Walsh-Symbole aufweisen.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei das Verfahren weiterhin folgende Schritte aufweist: Generieren einer Komplex-Daten-Quelle, die einen Multikanal-Term (D_I), der dem In-Phasen-Satz von Mediumraten-Kanälen entspricht, und einem Hochraten-Term (D_Q), der dem Hochraten-Kanal entspricht; Generieren eines Komplex-Spreiz-Codes mit einem In-Phasen-Term und einem Quadratur-Phasen-Term; Komplex-Multiplizieren der Komplex-Datenquelle und des Komplex-Spreiz-Codes, was einen reellen Term (X_I) und einen imaginären Term (X_Q) ergibt; Modulieren des reellen Terms (X_I) mit einem In-Phasen-Träger; und Modulieren des imaginären Terms (X_Q) mit einem Quadratur-Phasen-Träger.
Verfahren gemäß Anspruch 27, wobei der Schritt des Generierens einer Komplex-Datenquelle aus folgenden Schritten besteht: 1) Generieren des In-Phasen-Satzes von Mediumraten-Kanälen (90) ansprechend auf einen Satz von Mediumdaten-Kommunikationen (100, 110) und einem Satz von Langkanal-Codes (102, 112); 2) Generieren des Multikanal-Terms (D_I) durch Summieren des In-Phasen-Satzes von Mediumraten-Kanälen (90); und 3) Generieren des Hochraten-Kanals ansprechend auf die Hochraten-Kommunikation (132) und einen Kurzkanal-Code (134), der einem Untersatz der Sätze von Langkanal-Codes entspricht, was den Hochraten-Ausdruck ergibt.
Verfahren gemäß Anspruch 28, wobei der Schritt 1) aus dem Schritt des Modulierens des Satzes von Mediumraten-Kommunikation (100, 110) mit dem Satz von Langkanal-Codes (102, 112) aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 28, das weiterhin den Schritt des Anpassens der Amplitude des In-Phasen-Satzes von Mediumraten-Kanälen (90) und des Hochraten-Kanals aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 28, wobei der Schritt 3) aus dem Schritt des Sendens der Hochraten-Daten über einen Quadratur-Phasen-Satz von Mediumraten-Kanälen (92) aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 28, wobei der Hochraten-Term weiterhin Daten des Quadratur-Phasen-Satzes von Mediumraten-Kanälen (92) aufweist, der generiert wird ansprechend auf einen zweiten Satz von Mediumraten-Kommunikationen (124) und einem zweiten Untersatz des Satzes von Langkanal-Codes (126).