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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft drahtlose Kommunikationssysteme und insbesondere
Verfahren und Vorrichtung zum Vorsehen von harten Übergaben
(hard handoffs) zwischen Zellen in derartigen Systemen.
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Hintergrund
der Erfindung
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In
einem CDMA-System (code division multiple access system) findet
die große
Mehrzahl von Übergaben
(handoffs) zwischen Zellen auf demselben CDMA-Kanal statt und verwendet
weiche Übergabeverfahren.
In einigen Fällen
müssen
die mobilen Stationen eine Übergabe
zwischen Zellen auf unterschiedlichen CDMA-Kanälen durchführen, wobei derartige Kanäle auf unterschiedlichen
Funkfrequenzen (FR – radio
frequencies) sind, was oft als eine harte Inter-Frequenz-Übergabe
bezeichnet wird. Derartige Situationen sind typischerweise, aber
nicht darauf begrenzt, entweder eine Übergabe zwischen unterschiedlichen
Betreibern, eine Übergabe
zwischen unterschiedlichen RF-Kanälen, die aus Kapazitätsgründen zugewiesen
wurden, oder eine Übergabe
zwischen unterschiedlichen Signalmodulationstechnologien.
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Vor
dem Herbeiführen
einer harten Inter-Frequenz-Übergabe
wird die mobile Station von der Basisstation angewiesen, sich auf
die neue Zielfrequenz einzustellen, die Funkumgebung (z.B. eine
Pilotsignalstärke
der empfangenen Signale, usw.) zu messen und die Messung zurück an die
Basisstation zu melden. Ein derartiges Verfahren wird in TIA/ELA-95-B
spezifiziert und erhöht
die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Inter-Frequenz-Übergabe,
beträchtlich.
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Eine
wichtige Anforderung an die Messung auf der Ziel-Frequenz, oft als „Suchexkursion" bezeichnet, liegt
darin, die Unterbrechung des aktuellen Dienstes auf der ursprünglichen
Frequenz zu minimieren. Übergaben
an eine zweite Frequenz ohne ein adäquates vorheriges Abtasten
können
zu einer schlechten Signalleistung führen. Andererseits kann ein
Abtasten über eine
lange Zeitdauer verursachen, dass das Signal auf der ersten Frequenz
vollständig verloren
geht. Das im Folgenden beschriebene Verfahren ermöglicht der
mobilen Station, die Suchzeit zu minimieren und die Dienstunterbrechung
zu begrenzen.
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Die
PCT-Veröffentlichung
Nr. WO97/40592 „Telefonaktiebolaget
LM Ericsson" offenbart
ein Verfahren und ein System für
eine diskontinuierliche Übertragung
in CDMA-Kommunikationsnetzen, das durch ein selektives Verwenden
zusätzlicher Spreiz-Codes
zum Spreizen eines Datenrahmens erreicht wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine
mobile Station überträgt eine
Vielzahl von Kanälen,
einschließlich
eines Pilotkanals und zumindest eines Informationskanals. In dem
beispielhaften Ausführungsbeispiel
bestimmt die Basisstation die Angemessenheit der Sendeenergie des
Rückwärtsverbindungssignals
gemäß der empfangenen Energie
des Rückwärtsverbindungspilotsignals.
In der vorliegenden Erfindung, wie in den angehängten Ansprüchen dargelegt, wird die Sendeleistung
des Pilotkanals auf dem Pegel behalten, auf dem sie sich vor der
Frequenzsuchexkursion befand, während
die Sendeenergie von zumindest einem anderen von der mobilen Station übertragenen
Kanal erhöht
wird. Zusätzlich
erzeugt, wenn die mobile Station nicht fähig ist, die Sendeenergie aller
Informationskanäle
zu erhöhen,
die mobile Station eine Rangordnung der Wichtigkeit der unterschiedlichen
Informationskanäle und
erhöht
selektiv die Sendeleistung dieser Kanäle.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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In
den Figuren identifizieren gleiche Bezugszeichen ähnliche
Elemente. Zur einfacheren Identifizierung der Diskussion eines bestimmten
Elements bezeichnet die höchstwertige
Ziffer in einer Bezugsnummer die Nummer der Figur, in der das Element zuerst
eingeführt
wurde (z.B. wird das Element 204 als erstes unter Bezugnahme
auf 2 eingeführt und
diskutiert).
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1 stellt
ein typisches drahtloses Kommunikationssystem dar, das die Erfindung
verwenden kann.
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2 ist
ein Blockdiagramm von typischen Komponenten, die in dem drahtlosen
Kommunikationssystem von 1, das die Erfindung verwenden kann,
zu finden sind.
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3 ist
ein Zeitdiagramm einer Inter-Frequenzsuchexkursion.
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4 ist
ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen einer Frequenzsuchexkursion gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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5 ist
eine Darstellung der Leistung gegenüber der Zeit, welche die Folge
von Inter-Frequenzsuchexkursion betreffende Vorwärtsverbindungsleistungspegel
darstellt.
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6 ist
eine Darstellung der Leistung gegenüber der Zeit, welche eine Zunahme
der Rückwärtsverbindungsleistung
während
einer Suchexkursion darstellt.
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7 ist
ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen einer Frequenzsuchexkursion,
während
eine Dienstunterbrechung minimiert wird, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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8 ist
ein Diagramm, das die entfernte Mehrkanalstation der vorliegenden
Erfindung darstellt; und
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9 ist
ein Diagramm, das den Rückwärtsverbindungs-Modulator
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Ein
drahtloses Kommunikationssystem und insbesondere ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Minimieren einer Suchexkursionszeit für eine Zielfrequenz
und einer Unterbrechung des aktuellen Dienstes auf einer ursprünglichen
Frequenz werden hier detailliert beschrieben. In der folgenden Beschreibung
werden zahlreiche spezifische Details vorgesehen, um ein genaues
Verständnis
der Erfindung zu ermöglichen.
Für einen
Fachmann der relevanten Technologie ist jedoch offensichtlich, dass
die Erfindung ohne diese spezifischen Details oder mit alternativen
Elementen oder Schritten ausgeführt werden
kann. In anderen Instanzen werden weithin bekannte Strukturen und
Verfahren nicht im Detail gezeigt, um ein Verständnis der Erfindung nicht zu beeinträchtigen.
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1 stellt
ein zellulares Teilnehmer-Kommunikationssystem 100 dar,
das mehrere Zugangstechniken, wie ein CDMA-Verfahren (code division multiple
access), zur Kommunikation zwischen Benutzern von Nutzerstationen
(z.B. mobile Telefone) und Zellenstandorten oder Basisstationen
verwendet. In 1 kommuniziert eine mobile Nutzerstation 102 mit
einer Basisstation-Steuereinrichtung 104 mittels
einer oder mehrerer Basisstation(en) 106a, 106b,
usw. Ähnlich
kommuniziert eine feste Nutzerstation 108 mit der Basisstation-Steuereinrichtung 104,
aber mittels nur einer oder mehrerer vorgegebenen/r und in der Nähe liegenden/r
Basisstation(en), wie die Basisstationen 106a und 106b.
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Die
Steuereinrichtung 104 der Basisstation ist gekoppelt mit
Schnittstellen- und
Verarbeitungs-Schaltungen und umfasst diese typischerweise, um eine
Systemsteuerung für
die Basisstationen 106a und 106b vorzusehen. Die
Steuereinrichtung 104 der Basisstation kann auch mit anderen
Basisstationen gekoppelt sein und mit diesen kommunizieren und möglicherweise
auch mit anderen Basisstation-Steuereinrichtungen. Die Steuereinrichtung 104 der
Basisstation ist mit einer Mobilvermittlungsstelle 110 gekoppelt,
die wiederum mit einem Heimatregister (home location register) 112 gekoppelt
ist.
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Während der
Registrierung jeder Nutzerstation am Anfang jedes Anrufs vergleichen
die Steuereinrichtung 104 der Basisstation und die Mobilvermittlungsstelle 110 Registrierungssignale,
die sie von den Nutzerstationen empfangen, mit in dem Heimatregister 112 enthaltenen
Daten, wie im Stand der Technik bekannt. Es können Übergaben zwischen der Steuereinrichtung 104 der
Basisstation und anderen Basis-Steuereinrichtungen und sogar zwischen
der Mobilvermittlungsstelle 110 und anderen Mobilvermittlungsstellen
stattfinden, wie Fachleuten bekannt ist.
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Wenn
das System 100 Sprach- oder Datenverkehrsanrufe verarbeitet,
baut die Steuereinrichtung 104 der Basisstation die drahtlose
Verbindung mit der mobilen Station 102 und der festen Station 108 auf,
erhält
sie aufrecht und beendet sie, während die
Mobilvermittlungsstelle 110 eine Kommunikation mit einem öffentlichen
Fernsprechnetz (PSTN – public
switched telephone network) aufbaut, aufrechterhält und beendet. Während sich
die folgende Diskussion auf die Signale konzentriert, die zwischen
der Basisstation 106a und der mobilen Station 102 übertragen
werden, ist für
Fachleute offensichtlich, dass die Diskussion ebenso für andere
Basisstationen und die feste Station 108 gültig ist.
Die Begriffe „Zelle" und „Basisstation" werden hier im Allgemeinen
austauschbar verwendet.
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Unter
Bezugnahme auf 2 umfasst die mobile Station 10 eine
Antenne 202, die Signale an die Basisstation 106a überträgt und Signale
von ihr empfängt.
Ein Duplexer 203 liefert einen Vorwärtsverbindungskanal oder ein
Vorwärtsverbindungssignal
von der Basisstation 106a zu einem mobilen Empfängersystem 204.
Das Empfängersystem 204 wandelt
das empfangene Signal abwärts,
demoduliert und decodiert es. Das Empfängersystem 204 liefert
dann einen vorgegebenen Parameter oder Satz von Parametern an eine
Qualitätsmessschaltung 206.
Beispiele von Parametern können
einen gemessenen Rauschabstand (SNR – signal to noise ratio), eine
gemessene empfangene Leistung oder Decoder-Parameter, wie eine Symbolfehlerrate,
Yamamoto-Metrik oder Paritätsbit-Prüfanzeige,
umfassen. Ein Speicherpuffer 207 kann zur Verwendung mit
der hier beschriebenen Erfindung einge schlossen sein. Zusätzliche
Details hinsichtlich des Betriebs der mobilen Station 102 (und
der Basisstation 106a) sind zum Beispiel zu finden in dem
U.S.-Patent Nr. 5,751,725 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR
DETERMINING THE RATE OF RECEIVED DATA IN A VARIABLE RATE COMMUNICATION
SYSTEM", das der
Anmelderin der vorliegenden Erfindung erteilt wurde.
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Die
Qualitätsmessschaltung 206 empfängt die
Parameter von dem Empfängersystem 204 und bestimmt
ein Qualitätsmesssignal
oder einen Leistungspegel des empfangenen Signals. Die Qualitätsmessschaltung 206 kann
Messungen „Energie
pro Bit (Eb)" oder „Energie pro Symbol (Es)" aus
Abschnitten oder Fenstern jedes Rahmens (frame) erzeugen. Vorzugsweise
werden die Messungen „Energie
pro Bit" oder „Energie
pro Symbol" normalisiert
(z.B. Eb/No) oder
normalisiert und umfassen Störungsfaktoren
(z.B. Eb/Nt), wie
im Stand der Technik bekannt ist. Basierend auf diesen Messungen
erzeugt die Qualitätsmessschaltung 206 ein
Leistungspegelsignal.
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Ein
Leistungssteuerungsprozessor 208 empfängt das Leistungspegelsignal
von der Qualitätsmessschaltung 206,
vergleicht das Signal mit einer Schwelle und erzeugt basierend auf
dem Vergleich eine Leistungssteuerungsmeldung. Jede Leistungssteuerungsmeldung
kann eine Leistungsänderung für das Vorwärtsverbindungssignal
anzeigen. Alternativ erzeugt der Leistungssteuerungsprozessor 208 Leistungssteuerungsmeldungen,
welche die absolute Leistung des empfangenen Vorwärtsverbindungssignals
darstellen, wie in dem Stand der Technik bekannt ist. Der Leistungssteuerungsprozessor 208 erzeugt
vorzugsweise mehrere (z.B. sechzehn) Leistungssteuerungsmeldungen
als Antwort auf mehrere Leistungspegelsignale pro Rahmen. Während die Qualitätsmessschaltung 206 und
der Leistungssteuerungsprozessor 208 hier im Allgemeinen
als getrennte Komponenten beschrieben werden, können derartige Komponenten
monolithisch integriert sein oder die von derartigen Komponenten
durchgeführten
Operationen können
von einem einzelnen Mikroprozessor durchgeführt werden.
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Ein
mobiles Übertragungssystem 210 codiert,
moduliert, verstärkt
und wandelt die Leistungssteuerungsmeldungen aufwärts über den
Duplexer 203 und die Antenne 202. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
sieht das mobile Übertragungssystem 210 die
Leistungssteuerungsmeldung an einem vorgegebenen Ort eines abgehenden
Rückwärtsverbindungsrahmens
vor.
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Das
mobile Übertragungssystem 210 empfängt auch
Rückwärtsverbindungsverkehrsdaten,
wie Sprachdaten oder allgemeine Computerdaten, von dem Benutzer
der mobilen Station. Das mobile Übertragungssystem 210 fordert
einen bestimmten Dienst (einschließlich Leistung/Rate) von der
Basisstation 106a basierend auf den zu übertragenden Verkehrsdaten
an. Insbesondere fordert das mobile Übertragungssystem 210 eine
Bandbreiten-Zuweisung
an, die für
den bestimmten Dienst geeignet ist. Die Basisstation 106a setzt
dann Bandbreiten-(Leistung/Rate)-Ressourcen fest oder weist diese
zu basierend auf Anforderungen von der mobilen Station 102 und anderen
Benutzern, um eine derartige Zuweisung von Ressourcen bei den Leistungsbeschränkungen des
Systems zu optimieren. Somit ermöglicht
eine effektive Verwaltung der Sendeleistung in dem System eine effektivere
Nutzung der Bandbreite.
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Die
Basisstation 106a umfasst eine Empfangsantenne 230,
welche die Rückwärtsverbindungsrahmen
von der mobilen Station 102 empfängt. Ein Empfängersystem 232 der
Basisstation 106a wandelt den Rückwärtsverbindungsverkehr abwärts, verstärkt, demoduliert
und decodiert ihn. Ein Backhaul-Transceiver 233 empfängt den
Rückwärtsverbindungsverkehr
und leitet ihn an die Steuereinrichtung 104 der Basisstation
weiter. Das Empfängersystem 232 trennt
auch die Leistungssteuerungsmeldungen von jedem Rückwärtsverbindungsverkehrsrahmen
und liefert die Leistungssteuerungsmeldungen an einen Leistungssteuerungsprozessor 234.
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Der
Leistungssteuerungsprozessor 234 überwacht die Leistungssteuerungsmeldungen
und erzeugt ein Vorwärtsverbindungs-Sendeleistungssignal
an ein Vorwärtsverbindungs-Sendersystem 236. Das
Vorwärtsverbindungs- Sendersystem 236 erhöht als Antwort
darauf entweder die Leistung des Vorwärtsverbindungssignals, behält sie bei
oder verringert sie. Das Vorwärtsverbindungssignal
wird dann über
eine Sendeantenne 238 übertragen.
Zusätzlich analysiert
der Leistungssteuerungsprozessor 234 die Qualität des Rückwärtsverbindungssignals
von der mobilen Station 102 und liefert geeignete Feedbacksteuerungsmeldungen
an das Vorwärtsverbindungs-Sendersystem 236.
Das Vorwärtsverbindungs-Sendersystem 236 überträgt als Antwort
darauf die Feedbacksteuerungsmeldungen über die Sendeantenne 238 über den
Vorwärtsverbindungskanal
an die mobile Station 102. Das Sendersystem 236 empfängt auch
Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten
von der Steuereinrichtung 104 der Basisstation über den
Backhaul-Transceiver 233.
Das Vorwärtsverbindungs-Sendersystem 236 codiert,
moduliert und überträgt die Vorwärtsverbindungsverkehrsdaten über die
Antenne 238.
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Sofern
es hier nicht anders beschrieben wird, handelt es sich bei der Konstruktion
und dem Betrieb der verschiedenen Blöcke und Elemente, die in den 1 und 2 und
den anderen Figuren gezeigt werden, um eine herkömmliche Gestaltung und einen
herkömmlichen
Betrieb. Somit müssen
derartige Blöcke
und Elemente nicht detaillierter beschrieben werden, da sie für Fachleute
offensichtlich sind. Jede zusätzliche
Beschreibung wird der Kürze
wegen weggelassen und um eine Unverständlichkeit der detaillierten
Beschreibung der Erfindung zu vermeiden. Jegliche erforderlichen
Modifizierungen der Blöcke des
Kommunikationssystems 100 von 1 und 2 oder
der anderen hier gezeigten Systeme können von Fachleuten auf Grundlage
der hier vorgesehenen detaillierten Beschreibung durchgeführt werden.
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Das
Leistungsregelungssystem (closed-loop power control system) für Nutzerstationen,
einschließlich
der mobilen Station 102 und der Basisstation 106a,
reguliert dynamisch die Sendeleistung für jeden Benutzer basierend
auf den Ausbreitungsbedingungen für den Benutzer, um dieselbe
Rahmenfehlerrate (FER – frame
error rate) für
jeden Benutzer für
Sprachdienste zu liefern (z.B. 1% FER). Wie oben erwähnt, können jedoch
viele Benutzer eine Übertragung
von Datendiensten anstelle von Sprachdiensten anfordern, wie Fax,
E-Mail und allgemeine Computerdaten, die alle unempfindlich gegenüber einer Verzögerung sind,
aber eine niedrigere FER (oder eine niedrigere Bitfehlerrate (BER – bit error
rate)) erfordern. Ein Benutzer kann auch Videodienste anfordern,
die nicht nur eine niedrigere FER erfordern, sondern auch empfindlich
gegenüber
einer Verzögerung
sind. Die Basisstation 106a weist basierend auf Anforderungen
von jedem Benutzer unter bekannten Techniken dynamisch Übertragungsraten
zu.
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Gemäß einem
CDMA-Standard, der in „TIA/EIA-95-A
Mobile Stations – Base
Station Compatibility Standard For Dual-Mode Wideband Spread Spectrum
Cellular System" der
Telecommunications Industry Association beschrieben wird, überträgt jede Basisstation
Pilot-, Sync-, Paging- und Vorwärtsverkehrs-Kanäle an ihre
Benutzer. Der Pilotkanal ist ein unmoduliertes direkt-Sequenz-Spreizspektrumsignal
(direct sequence spread spectrum signal), das von jeder Basisstation
kontinuierlich übertragen
wird. Der Pilotkanal ermöglicht
jedem Benutzer, das Timing der von der Basisstation übertragenen
Kanäle zu
erlangen, und er liefert eine Phasenreferenz für eine kohärente Demodulation. Der Pilotkanal
liefert auch ein Mittel für
Signalstärkevergleiche
zwischen Basisstationen, um festzustellen, wann eine Übergabe
zwischen Basisstationen stattfinden soll (wie bei einer Bewegung
zwischen Zellen). Neuere CDMA-Modulationstechniken wurden vorgeschlagen unter
Verwendung von Pilotsymbolen, die einem dezidiert-zeitlichen Multiplexverfahren
(DTMP – dedicated
time multiplexed) unterzogen werden. Gemäß dem DTMP-Ansatz werden getrennte
Pilotsymbole auf dem Verkehrskanal jedes Benutzers einem Zeitmultiplexverfahren
unterzogen. Jeder Benutzer entspreizt (de-spreads) sequentiell die
Pilotsymbole (und Informationssymbole). Ebenso gibt es einen alternativen
Ansatz des einem Multiplexverfahren mit gemeinsamen Code unterzogenen
Pilots (CCMP – common
code multiplexed pilot), wobei ein Co-Kanal zur Übertragung (broadcasting) eines
Pilotsignals bestimmt wird. Es werden keine Pilotsignale einem Multiplexverfahren
mit bestimmten Kanälen
unterzogen und alle Benutzer entspreizen sowohl die Pilotsymbole
als auch die modulierten Informationssignale parallel. Der artige
Systeme werden detaillierter in der U.S.-Patentanmeldung der Anmelderin
dieser Erfindung Nr. 09/144,402, angemeldet 31. August 1998, mit
dem Titel „METHOD
AND APPARATUS FOR REDUCING AMPLITUDE VARIATIONS AND INTERFERENCE
IN COMMUNICATION SIGNALS, SUCH AS WIRELESS COMMUNICATION SIGNALS EMPLOYING
INSERTED PILOT SYMBOLS" beschrieben.
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Inter-Frequenz-Suche
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Unter
Bezugnahme im Folgenden auf 3 wird ein
Diagramm des unterschiedlichen Timings gezeigt, das mit einer Durchführung einer
Suchexkursion verbunden ist. Während 3 für Fachleute ohne
Erläuterung
verständlich
wäre, wird
eine kurze Erläuterung
gegeben. Die Referenz tsearch entspricht der
erforderlichen Zeit, um die N Abtastungen auf der Frequenz f2 zu
sammeln. Die Gesamtzeit beträgt tsearch plus die erforderliche Zeit, um die
Abtastwerte nach einer Rückkehr
zu der ursprünglichen
Frequenz f1 zu verarbeiten. Die Zeiten tsynth und
tsettle entsprechen der erforderlichen Zeit,
um jeweils auf eine neue Frequenz zu schalten und sich dort einzurichten.
Die Zeitdauer Ns × Tc stellt
die Abtastzeit für
Nsamples dar und tprocess stellt
die zum Verarbeiten der Abtastwerte erforderliche Zeit dar.
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Ein
Verfahren zum Minimieren der Suchzeit für eine andere Frequenz kann
wie folgt beschrieben werden:
Zuerst demoduliert die mobile
Station im Moment eine ursprüngliche
oder erste Frequenz f1. Eine harte Inter-Frequenz-Übergabe
auf eine Zielfrequenz f2 kann erforderlich sein, wenn beispielsweise
bestimmte Signalqualitätsmessungen
(z.B. die oben angeführten)
unter vorgegebene Schwellen fallen. Bei einem Bericht über eine
derartige fallende Qualität
an die Basisstation 106a, wird die mobile Station 102 von
der Basisstation angewiesen (z.B. über eine Kandidatenfrequenz-Such-Anforderungs/Steuerungs-Meldung
(CFSCM – candidate
frequency search request/control message)), eine Suchexkursion für eine Zielfrequenz
f2 durchzuführen.
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Die
mobile Station stellt die Frequenz f2 ein und sammelt N Chip-Abtastwerte (wobei
ein Chip ein Bit von Pseudorauschen bei zum Beispiel 1024 bps für orthogonal
codierte Symbole ist). Diese Abtastwerte werden in einem Speicherpuffer
gespeichert; die mobile Station führt keine Pilotsuchen und Pilotstärkemessungen
durch, während
sie sich auf der Frequenz f2 befindet. Die mobile Station schaltet
zurück
auf die ursprüngliche
Frequenz f1, nimmt den Empfang einer Vorwärtsverbindung und die Übertragung
einer Rückwärtsverbindung
wieder auf und verarbeitet gleichzeitig die auf der Frequenz f2
gesammelten N Abtastwerte.
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Die
mobile Station verarbeitet die auf der Frequenz f2 gesammelten Abtastwerte
unter Verwendung eines Suchers (searcher), der die gespeicherten
Abtastwerte verarbeitet, während
er gleichzeitig das auf der ursprünglichen Frequenz f1 empfangene
Signal verarbeitet. Die mobile Station berichtet die entsprechenden
Pilotstärkemessungen von
der Frequenz f2 an die Basisstation. Ein Fachmann wird den oben
erwähnten
Sucher kennen und das entsprechende Fachwissen aufweisen, diesen bereitzustellen
oder zu erlangen.
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Das
oben erwähnte
Verfahren wird in 4 als eine Routine 400 dargestellt,
die in Schritt 410 beginnt, in welchem die Basisstation 106a einen
Frequenzänderungsbefehl
an die mobile Station 102 mittels einer Kandidatenfrequenz-Such-Anforderungs-Steuerungs-Meldung überträgt, wie
von dem durch Bezugnahme hier aufgenommenen TIA/EIA-95-B-Standard
definiert. Als Antwort auf diesen Befehl schaltet die mobile Station 102 in
Schritt 420 auf die Zielfrequenz f2 bzw. stellt sich hierauf
ein.
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In
Schritt 430 sammelt die mobile Station 102 Signalabtastwerte
auf der Zielfrequenz f2 und speichert die Abtastwerte lokal in dem
Speicherpuffer 207. In Schritt 440 schaltet die
mobile Station 102 zurück
zu der ersten Frequenz f1 und verarbeitet in Schritt 450 die
in dem Speicherpuffer 207 bespeicherten Abtastwerte. Es
ist zu beachten, dass die Schritte 440 und 450 gleichzeitig
durchgeführt
werden können.
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Nachdem
die Signalabtastwerte wie oben beschrieben verarbeitet sind, überträgt die mobile Station 102 in
Schritt 460 die Ergebnisse der Verarbeitung der Signalabtastwerte
an die Basisstation 106a.
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Minimieren der Auswirkung
einer Suchexkursion auf den aktuellen Rahmen
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Wenn
die mobile Station auf eine andere Frequenz f2 schaltet, um eine
Inter-Frequenzsuche durchzuführen,
können
Vorwärtsverbindungssymbole,
die von der Basisstation währen
der Zeitdauer tsearch übertragen werden, nicht von
der mobilen Station empfangen werden. Ähnlich überträgt die mobile Station während tsearch nicht und die Basisstation verliert
Rückwärtsverbindungssymbole
währen
der Zeitdauer tsearch. Um die Auswirkung
dieses Verlustes sowohl auf den aktuellen Vorwärts- als auch dem Rückwärtsverbindungs-Rahmen
zu minimieren, erhöhen die
mobile Station und die Basisstation die Menge an Leistung, die den
anderen Symbolen des Vorwärts-Fehlerkorrekturcodierten
und verschachtelten (interleaved) Rahmens von Symbolen zugewiesen wird,
die von der Suchexkursion betroffen sind. Damit der Rahmen korrekt
demoduliert wird, ist die zusätzliche
Menge an Leistung, die für
nicht von der Suchexkursion betroffene Symbole erforderlich ist,
eine Funktion der Suchexkursionszeit tsearch,
wie hier ausgeführt.
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Vorwärtsverbindungsleistungssteuerung
während
eines Suchbesuchs
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Um
den Verlust von Vorwärtsverbindungssymbolen
während
der Zeitdauer tsearch zu überwinden,
erhöht
die mobile Station die Soll-Eb/No der schnellen Leistungsregelung für die Vorwärtsverbindung
um Δtarget dB.
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Diese
neue Soll-Eb/No wird
K Leistungssteuerungsgruppen (PCG – power control groups) vor
der Suchexkursion gesetzt. Die erforderliche Anzahl K von früheren PCGs,
die vor der Suchexkursion betroffen sind, und die erforderliche
Zunahme der Soll-Eb/No (Δtarget)
ist abhängig
von der Dauer tsearch der Suchexkursion;
je länger
tsearch ist, umso größer ist K. Als ein Ergebnis
der Zunahme der Soll-Eb/No steigt die
Vorwärtsverbindungsleistung
vor der Inter-Frequenzsuche.
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5 stellt
die Aufeinanderfolge von Vorwartsverbindungsleistungspegeln dar,
welche eine Inter-Frequenzsuchexkursion betreffen. Obwohl 5 für Fachleute
ohne Erläuterung
verständlich ist,
wird eine kurze Erläuterung
gegeben. Nach der Suchexkursion nimmt die mobile Station 102 eine Demodulation
der Vorwärtsverbindungssymbole
des aktuellen Rahmens wieder auf. Auf dieser Stufe kennt die mobile
Station 102 die gesamte in dem aktuellen Rahmen empfangene
Symbolenergie und kann diese mit der erforderlichen Energie pro
Rahmen vergleichen, um die Ziel-Rahmenfehlerrate zu erzielen. Die
mobile Station 102 kann diese Metrik verwenden, um die
Soll-Eb/No für die verbleibenden Leistungssteuerungsgruppen
des Rahmens zu erhöhen
oder zu verringern. Wenn die Suchexkursion über eine Rahmengrenze hinausgeht,
kann die mobile Station 102 ihre Soll-Eb/No während
des nächsten Rahmens
erhöhen,
um für
die verlorenen Symbole in dem ersten Teil des Rahmens einen Ausgleich
zu schaffen. Details hinsichtlich einer Leistungsregelung sind zum
Beispiel jeweils zu finden in den U.S.-Patentanmeldungen der Anmelderin
dieser Erfindung Nr. 08/752,860 und 08/879,274 mit den Titeln „METHOD
AND APPARATUS FOR ADJUSTING THRESHOLDS AND MEASUREMENTS OF RECEIVED
SIGNALS BY ANTICIPATING POWER CONTROL COMMANDS YET TO BE EXECUTED" und „METHOD
AND APPARATUS FOR POWER ADAPTATION CONTROL AND CLOSED-LOOP COMMUNICATIONS", angemeldet 20.
November 1996 und 20. Juni 1997.
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Rückwärtsverbindungsleistungssteuerung
während eines
Suchbesuchs
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Während einer
Suche auf der Zielfrequenz f2 verliert die Basisstation 106a eine
Kommunikation mit der mobilen Station 102 und empfängt während der
Zeitdauer tsearch keine Symbole. Um den
Verlust dieser Symbole zu überwin den,
kann die mobile Station 102 die gesamte Sendeleistung auf
der Rückwärtsverbindung
um eine Quantität Δsearch dB
erhöhen.
Die Quantität Δsearch hängt von
der Dauer der Suche tsearch ab und entspricht
der zusätzlich
erforderlichen Symbolenergie während
des verbleibenden Rahmens, um den Verlust von Symbolen während tsearch zu überwinden und trotzdem der
Basisstation 106a zu ermöglichen, den Rahmen korrekt
zu demodulieren. Die Basisstation 106a kann die mobile
Station 102 über
die maximal zulässige
Zunahme Δsearch dB in der Meldung informieren, welche
die mobile Station anweist, eine Inter-Frequenzsuche durchzuführen (z.B.
in dem FCSM). Dieser Wert kann abhängen von der maximal zulässigen Störung, die
aktuell von der Basisstation 106a bestimmt wird.
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6 stellt
die Aufeinanderfolge von Rückwärtsverbindungsleistungszunahmen
während einer
Suchexkursion dar. Obwohl 6 für Fachleute
ohne Erläuterung
verständlich
ist, wird eine kurze Erläuterung
gegeben. Während
des Inter-Frequenzsuchrahmens, der mit einer Leistungszunahme übertragen
wird, sendet die Basisstation 106a Abwärtsbefehle und weist die mobile
Station 102 an, ihre Leistung zu reduzieren. Die mobile
Station 102 ignoriert einfach diese Abwärtsbefehle bis zum Ende des
Inter-Frequenzsuchrahmens, wie in 6 gezeigt. Diese
Aufwärts-
und Abwärtsbefehle
werden jeweils von den fetten schwarzen Pfeilen 602, 604 in 6 dargestellt.
Wenn die Suchexkursion über
eine Rahmengrenze hinausgeht, kann die mobile Station 102 ihre
Gesamtsendeleistung während
dem nächsten Rahmen
auf ähnliche
wie die oben erwähnte
Weise erhöhen,
um den Verlust der anfänglichen
Symbole des nächsten
Rahmens zu überwinden.
Eine reguläre
Leistungssteuerung wird nach der Rahmengrenze wieder aufgenommen,
wie in 6 gezeigt wird.
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Somit
kann das oben unter Bezugnahme auf 4 beschriebene
Verfahren modifiziert werden, um eine ununterbrochene Kommunikation
während einer
Suchexkursion sicherzustellen. 7 zeigt
die Schritte des modifizierten Verfahrens, beginnend mit Schritt 710,
wo die Basisstation 106a den Frequenz änderungsbefehl (FCSM – frequency
change command) an die mobile Station 102 überträgt.
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Bevor
die mobile Station 102 die Zielfrequenz einstellt bzw.
abstimmt, wird die Soll-Eb/No der schnellen
Vorwärtsverbindungsleistungsregelung von
einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel erhöht, wie oben beschrieben. Die
mobile Station 102 erhöht
die Gesamtsendeleistung auf der Rückwärtsverbindung um eine Quantität Δsearch dB,
wie ebenfalls oben beschrieben und in Schritt 720 dargestellt
wird.
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Die
mobile Station stellt dann die Zielfrequenz ein bzw. stimmt sie
ab und sammelt Zielfrequenzsignal-Abtastwerte, wie Chip-Abtastdaten,
und speichert die Signalabtastwerte in dem Speicher 207 in
den Schritten 730–740.
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In
Schritt 750 schaltet die mobile Station 102 zurück auf die
erste Frequenz, wenn die Erhebung von Signalabtastwerten vollständig ist.
Die mobile Station 102 verarbeitet die Signalabtastwerte
in dem Speicherpuffer und nimmt eine Kommunikation mit der Basisstation 106a auf
der ersten Frequenz f1 wieder auf. Bei der Wiederaufnahme der Kommunikation passt
die mobile Station 102 die Soll-Eb/No der verbleibenden Leistungssteuerungsgruppen
in dem Rahmen an und reduziert dann die Soll-Eb/No um Δtarget und die gesamte Rückwärtsverbindungssendeleistung
nimmt wieder eine gewöhnliche
Steuerung auf, wie in Schritt 760 dargestellt wird.
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Schließlich werden
in Schritt 780 die Verarbeitungsergebnisse der Signalabtastwerte,
wie die Pilotstärkemessungen,
an die Basisstation übertragen.
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Offline-Suchverfahren
mit einer Mehrkanal-Rückwärtsverbindung
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Ein
Problem, das bei der Anwendung des oben genannten auftreten kann,
ist ein Ergebnis der Leistungsregelung (closed loop power control).
Während
der Zeitdauer, in der die mobile Station ihre Sendeenergie erhöht, um die
Zeitdauer zu kompensieren, in der sie offline ist, erfasst die empfangende Basisstation,
dass die Energie des empfangenen Signals zu hoch ist. Als Reaktion
sendet die Basisstation eine Reihe von Abwärts-Befehlen an die mobile
Station, die verursachen können,
dass die Energie der Rückwärtsverbindungsübertragungsverstärkung (boost)
zu früh
herabgesetzt wird, um die Zeitdauer vollständig zu kompensieren, in der
die mobile Station eine Offline-Suche durchführt.
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In
dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel überträgt die mobile
Station 850 eine Vielzahl von Kanälen, einschließlich einen
Pilotkanal und zumindest einen Informationskanal. In dem beispielhaften
Ausführungsbeispiel
bestimmt die Basisstation 106 die Angemessenheit der Sendeenergie des
Rückwärtsverbindungssignals
gemäß der empfangenen
Energie des Rückwärtsverbindungspilotsignals.
Der Grund, warum in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel die Energie
des Pilotkanals verwendet wird, um die Leistungsregelungsbefehle
zu bestimmen, liegt darin, dass die Energie des Pilotkanals nicht
Raten-abhängig
ist. Somit wird in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung die Sendeleistung des Pilotkanals auf dem Pegel beibehalten,
auf dem sie vor der Frequenzsuchexkursion war, während die Sendeenergie von
zumindest einem anderen von der mobilen Station übertragenen Kanal erhöht wird.
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8 stellt
ein funktionales Blockdiagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels
der mobilen Station 850 dar. Es ist auch offensichtlich,
dass verschiedene der in 8 gezeigten funktionalen Blöcke in anderen
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung nicht vorhanden sein können. Das funktionale
Blockdiagramm von 8 entspricht einem Ausführungsbeispiel,
das für
einen Betrieb gemäß dem TIA/EIA-Standard
IS-95C, auch als IS-2000 bezeichnet, nutzbar ist. Andere Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind für andere Standards nutzbar,
einschließlich
Breitband-CDMA-
(WCDMA – wideband
CDMA) Standards, wie von den Standard-Gremien ETSI und ARIB vorgeschlagen.
Es ist für
Fachleute offensichtlich, dass aufgrund der ausgedehnten Ähnlichkeit zwischen
der Rückwärtsverbindungsmodulation
in den WCDMA-Standards und der Rückwärtsverbin dungsmodulation
in dem IS-95C-Standard eine Ausweitung der vorliegenden Erfindung
auf die WCDMA-Standards einfach erreicht werden kann.
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In
dem beispielhaften Ausführungsbeispiel von 8 überträgt die drahtlose
Kommunikationsvorrichtung eine Vielzahl von unterschiedlichen Informationskanälen, die
durch kurze orthogonale Spreiz-Sequenzen voneinander unterschieden
werden, wie in der oben erwähnten
U.S.-Patentanmeldung Nr. 08/886,604 beschrieben wird. Fünf getrennte
Code-Kanäle
werden von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung übertragen:
1) ein erster zusätzlicher
Datenkanal 838, 2) ein einem Zeitmultiplexverfahren unterzogenen
Kanal von Pilot- und Leistungssteuerungssymbolen 840, 3)
ein dezidierter Steuerungskanal 842, 4) ein zweiter zusätzlicher
Datenkanal 844 und 5) ein Grundkanal 846. Der
erste zusätzliche
Datenkanal 838 und der zweite zusätzliche Datenkanal 844 übertragen
digitale Daten, welche die Kapazität des Grundkanals 846 überschreiten,
wie Fax, Multimedia-Anwendungen, Video, E-Mail-Meldungen oder andere
Formen digitaler Daten. Der Multiplex-Kanal von Pilot- und Leistungssteuerungssymbolen 840 überträgt Pilotsymbole,
um eine kohärente
Demodulation der Datenkanäle
durch die Basisstation zu ermöglichen,
und Leistungssteuerungs-Bits, um die Sendeenergie der Basisstation oder
der Basisstationen bei der Kommunikation mit der mobilen Station 850 zu
steuern. Der Steuerungskanal 842 überträgt eine Steuerungsinformation
an die Basisstation, wie Betriebsmodi der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 850,
Leistungsfähigkeiten
der mobilen Station 850 und andere notwendige Signalisierungsinformation.
Der Grundkanal 846 ist der Kanal, der zum Übertragen
primärer
Information von der mobilen Station an die Basisstation verwendet
wird. In dem Fall von Sprachübertragungen überträgt der Grundkanal 846 die
Sprachdaten.
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Die
zusätzlichen
Datenkanäle 838 und 844 werden
zur Übertragung
codiert und verarbeitet durch nicht gezeigte Mittel und an einen
Modulator 826 geliefert. Leistungssteuerungs-Bits werden
an einen Wiederholungs-Generator 822 geliefert, der eine
Wiederholung (repetition) der Leistungssteuerungs-Bits vorsieht, bevor
er die Bits an einen Multiplexer (MUX) 824 liefert. In
dem Multiplexer 824 werden die redundanten Leistungssteuerungs-Bits
mit Pilotsymbolen einem Zeitmultiplexverfahren unterzogen und auf
der Verbindung 840 an den Modulator 826 geliefert.
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Ein
Meldungs- bzw. Nachrichten-Generator 812 erzeugt erforderliche
Steuerunginformationsmeldungen und liefert die Steuerungsmeldung
an einen CRC- und Schluss-Bit-Generator 814. Der CRC- und Schluss-Bit-Generator 814 hängt einen
Satz von zyklischen Redundanz-Prüfbits
(cyclic redundancy check bits) an, wobei es sich um Paritätsbits handelt, die
zum Prüfen
der Genauigkeit der Decodierung in der Basisstation verwendet werden,
und hängt
einen vorgegebenen Satz von Schluss-Bits an die Steuerungsmeldung
an, um den Speicher des Decodierers in dem Empfänger-Teilsystem der Basisstation
zu leeren. Die Meldung wird dann an einen Codierer 816 geliefert,
der eine Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung
für die
Steuerungsmeldung vorsieht. Die codierten Symbole werden an einen
Wiederholungs-Generator 820 geliefert,
der die codierten Symbole wiederholt, um eine zusätzliche
Zeitdiversity in der Übertragung
zu liefern. Nach dem Wiederholungs-Generator 820 werden
bestimmte Symbole gemäß einem
vorgegebenen Punktuierungsmuster von dem Punktuierungselement (PUNC) 819 punktuiert
(punctured), um eine vorgegebene Anzahl von Symbolen in dem Rahmen
zu liefern. Die Symbole werden dann an einen Interleaver 818 geliefert,
der die Symbole gemäß einem
vorgegebenen Verschachtelungs(interleave)-Format neu ordnet. Die
verschachtelten Symbole werden auf der Verbindung 842 an
den Modulator 826 geliefert.
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Eine „variable
Rate"-Datenquelle 801 erzeugt
variable Ratendaten. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die „variable
Rate"-Datenquelle 801 ein „variable
Rate"-Sprachcodierer,
wie in dem oben erwähnten
U.S.-Patent Nr. 5,414,796 beschrieben wird. „Variable Rate"-Sprachcodierer sind in
der drahtlosen Kommunikation weit verbreitet, da ihre Verwendung
die Batterielebensdauer von drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen
verlängert
und die Systemleistung erhöht,
bei einer minimalen Auswirkung auf die empfundene Sprachqualität. Die „Telecommunications
Industry Association" hat
die am meisten verbreiteten „variable
Rate"-Sprachcodierer in
solchen Standards wie dem Interims-Standard IS-96 und dem Interims-Standard
IS-733 kodifiziert. Diese „variable
Rate"-Sprachcodierer
codieren das Sprachsignal mit vier möglichen Raten gemäß dem Grad
einer Sprachaktivität,
als volle Rate, halbe Rate, viertel Rate oder achtel Rate bezeichnet.
Die Rate zeigt die Anzahl von Bits an, die zum Codieren eines Sprachrahmens
verwendet werden, und variiert auf einer Rahmen-zu-Rahmen-Basis.
Die volle Rate verwendet eine vorgegebene maximale Anzahl von Bits, um
den Rahmen zu codieren, die halbe Rate verwendet die Hälfte der
vorgegebenen maximalen Anzahl von Bits, um den Rahmen zu codieren,
die viertel Rate verwendet ein Viertel der vorgegebenen maximalen
Anzahl von Bits, um den Rahmen zu codieren, und die achtel Rate
verwendet ein Achtel der vorgegebenen maximalen Anzahl von Bits,
um den Rahmen zu codieren.
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Die „variable
Rate"-Datenquelle 801 liefert den
codierten Sprachrahmen an einen CRC- und Schluss-Bit-Generator 802.
Der CRC- und Schluss-Bit-Generator 802 hängt einen
Satz von zyklischen Redundanz-Prüfbits
(cyclic redundancy check bits) an, wobei es sich um Paritätsbits handelt, die
zum Prüfen
der Genauigkeit der Decodierung in der Basisstation verwendet werden,
und hängt
einen vorgegebenen Satz von Schluss-Bits an die Steuerungsmeldung
an, um den Speicher des Decodierers der Basisstation zu leeren.
Der Rahmen wird dann an einen Codierer 804 geliefert, der
eine Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung
für den
Sprachrahmen vorsieht. Die codierten Symbole werden an einen Wiederholungs-Generator 808 geliefert,
der eine Wiederholung des codierten Symbols vorsieht. Nach dem Wiederholungs-Generator 808 werden
bestimmte Symbole gemäß einem
vorgegebenen Punktuierungsmuster von einem Punktuierungselement 809 punktuiert,
um eine vorgegebene Anzahl von Symbolen in dem Rahmen zu liefern.
Die Symbole werden dann an einen Interleaver 806 geliefert,
der die Symbole gemäß einem
vorgegebenen Verschachtelungs-Format neu ordnet. Die verschachtelten
Symbole werden auf der Verbindung 846 an den Modulator 826 geliefert.
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In
dem beispielhaften Ausführungsbeispiel moduliert
der Modulator 826 die Datenkanäle gemäß einem CDMA-Modulationsformat
(code division multiple access modulation format) und liefert die
modulierte Information an einen Transmitter/Sender (TMTR) 828,
der das Signal verstärkt
und filtert und das Signal durch einen Duplexer 830 zur Übertragung über eine
Antenne 832 liefert.
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In
IS-95- und CDMA2000-Systemen wird ein „20 ms"-Rahmen in sechzehn Sätze gleicher
Anzahl von Symbolen geteilt, als Leistungssteuerungsgruppen bezeichnet.
Die Bezugnahme auf die Leistungssteuerung basiert auf der Tatsache,
dass für
jede Leistungssteuerungsgruppe die den Rahmen empfangende Basisstation
einen Leistungssteuerungsbefehl ausgibt als Antwort auf eine Bestimmung
der Angemessenheit des empfangenen Rückwärtsverbindungssignals an der
Basisstation.
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9 stellt
ein funktionales Blockdiagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels
des Modulators 826 von 8 dar. Die
Daten des ersten zusätzlichen
Datenkanals werden auf der Verbindung 838 an ein Spreiz-Element 952 geliefert,
das die Daten des zusätzlichen
Kanals gemäß einer
vorgegebenen Spreiz-Sequenz abdeckt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel
spreizt das Spreiz-Element 952 die Daten des zusätzlichen
Kanals mit einer kurzen Walsh-Sequenz (++––). Die gespreizten Daten werden
an ein Element zur relativen Verstärkung 954 geliefert,
das die Verstärkung
der gespreizten Daten des zusätzlichen
Kanals relativ zu der Energie der Pilot- und Leistungssteuerungssymbole anpasst.
Die Verstärkungs-angepassten
Daten des zusätzlichen Kanals
werden an einen ersten Summierungseingang eines Summierers 956 geliefert.
Die Pilot- und Leistungssteuerungsmultiplexsymbole werden auf der
Verbindung 840 an einen zweiten Summierungseingang des
Summierungselements 956 geliefert.
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Daten
des Steuerungskanals werden auf der Verbindung 842 an ein
Spreiz-Element 958 geliefert, das
die Daten des zusätzlichen
Kanals gemäß einer vorgegebenen
Spreiz-Sequenz abdeckt. In dem beispielhaften Ausführungs beispiel
spreizt das Spreiz-Element 958 die Daten des zusätzlichen
Kanals mit einer kurzen Walsh-Sequenz (++++++++––––––––). Die gespreizten Daten werden an
ein Element zur relativen Verstärkung 960 geliefert,
das die Verstärkung
der gespreizten Daten des Steuerungskanals relativ zu der Energie
der Pilot- und Leistungssteuerungssymbole anpasst. Die Verstärkungsangepassten
Steuerungsdaten werden an einen dritten Summierungseingang des Summierers 956 geliefert.
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Das
Summierungselement 956 summiert die Verstärkungs-angepassten
Steuerungsdatensymbole, die Verstärkungs-angepassten Symbole
des zusätzlichen
Kanals und die einem Zeitmultiplexverfahren unterzogenen Pilot- und Leistungssteuerungssymbole
und liefert die Summe an einen ersten Eingang eines Multiplizierers 972 und
einen ersten Eingang eines Multiplizierers 978.
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Der
zweite zusätzliche
Kanal wird auf der Verbindung 844 an ein Spreiz-Element 962 geliefert, das
die Daten des zusätzlichen
Kanals gemäß einer vorgegebenen
Spreiz-Sequenz abdeckt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel
spreizt das Spreiz-Element 962 die Daten des zusätzlichen
Kanals mit einer kurzen Walsh-Sequenz (++––). Die gespreizten Daten werden
an ein Element zur relativen Verstärkung 964 geliefert,
das die Verstärkung
der gespreizten Daten des zusätzlichen
Kanals anpasst. Die Verstärkungsangepassten
Daten des zusätzlichen
Kanals werden an einen ersten Summierungseingang eines Summierers 966 geliefert.
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Die
Daten des Grundkanals werden auf der Verbindung 846 an
ein Spreiz-Element 968 geliefert, das
die Daten des Grundkanals gemäß einer
vorgegebenen Spreiz-Sequenz abdeckt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel
spreizt das Spreiz-Element 968 die Daten des Grundkanals
mit einer kurzen Walsh-Sequenz (++++––––++++––––). Die gespreizten Daten werden
an ein Element zur relativen Verstärkung 970 geliefert,
das die Verstärkung
der gespreizten Daten des Grundkanals anpasst. Die Verstärkungs-angepassten Daten
des Grundkanals werden an einen zweiten Summierungseingang des Summierers 966 geliefert.
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Das
Summierungselement 966 summiert die Verstärkungs-angepassten
Datensymbole des zweiten zusätzlichen
Kanals und die Datensymbole des Grundkanals und liefert die Summe
an einen ersten Eingang eines Multiplizierers 974 und einen
ersten Eingang eines Multiplizierers 976.
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In
dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird
eine Pseudorausch-Spreizung
unter Verwendung von zwei unterschiedlichen kurzen PN-Sequenzen (PNI und PNQ) verwendet,
um die Daten zu spreizen. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel
werden die kurzen PN-Sequenzen, PNI und
PNQ, mit einem langen PN-Code multipliziert,
um eine zusätzliche
Vertraulichkeit zu schaffen. Die Erzeugung von Pseudorausch-Sequenzen
ist in der Technik weithin bekannt und wird in dem oben erwähnten U.S.-Patent
Nr. 5,103,459 detailliert beschrieben. Eine lange PN-Sequenz wird
an einen ersten Eingang der Multiplizierer 980 und 982 geliefert.
Die kurze PN-Sequenz PNI wird an einen zweiten
Eingang des Multiplizierers 980 geliefert und die kurze
PN-Sequenz PNQ wird an einen zweiten Eingang
des Multiplizierers 982 geliefert.
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Die
aus dem Multiplizierer 980 resultierende PN-Sequenz wird
an jeweilige zweite Eingänge
der Multiplizierer 972 und 974 geliefert. Die
aus dem Multiplizierer 982 resultierende PN-Sequenz wird
an jeweilige zweite Eingänge
der Multiplizierer 976 und 978 geliefert. Die
Produkt-Sequenz von Multiplizierer 972 wird an den Summierungseingang
eines Subtrahierers 984 geliefert. Die Produkt-Sequenz
von Multiplizierer 974 wird an einen ersten Summierungseingang
eines Summierers 986 geliefert. Die Produkt-Sequenz von
Multiplizierer 976 wird an den Subtrahiereingang des Subtrahierers 984 geliefert.
Die Produkt-Sequenz von Multiplizierer 978 wird an einen
zweiten Summierungseingang des Summierers 986 geliefert.
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Die
Differenzsequenz von dem Subtrahierer 984 wird an einen
Basisbandfilter 988 geliefert. Der Basisbandfilter 988 führt ein
erforderliches Filtern der Differenzsequenz durch und liefert die
gefilterte Sequenz an ein Verstärkungselement 992.
Das Verstärkungselement 992 passt
die Verstärkung
des Signals an und liefert das Verstärkungs-angepasste Signal an
einen Aufwärtswandler 996.
Der Aufwärtswandler 996 wandelt
das Verstärkungs-angepasste Signal gemäß einem
QPSK-Modulationsformat aufwärts und
liefert das aufwärtsgewandelte
Signal an einen ersten Eingang eines Summierers 1000.
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Die
Summensequenz von dem Summierer 986 wird an einen Basisbandfilter 990 geliefert.
Der Basisbandfilter 990 führt ein erforderliches Filtern
der Differenzsequenz durch und liefert die gefilterte Sequenz an
ein Verstärkungselement 994.
Das Verstärkungselement 994 passt
die Verstärkung
des Signals an und liefert das Verstärkungs-angepasste Signal an
einen Aufwärtswandler 998.
Der Aufwärtswandler 998 wandelt
das Verstärkungs-angepasste Signal gemäß einem
QPSK-Modulationsformat aufwärts und
liefert das aufwärtsgewandelte
Signal an einen zweiten Eingang des Summierers 1000. Der
Summierer 1000 summiert die beiden QPSK-modulierten Signale
und liefert das Ergebnis an den Transmitter 828.
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Wie
oben beschrieben, wenn die mobile Station 850 zur Durchführung einer
Inter-Frequenzsuche auf eine andere Frequenz f2 schaltet, können Vorwärtsverbindungssymbole,
die von der Basisstation während
der Zeitdauer tsearch übertragen werden, von der mobilen
Station nicht empfangen werden. Ähnlich überträgt die mobile
Station 850 während
tsearch nicht und die Basisstation verliert
Rückwärtsverbindungssymbole
während
der Zeitdauer tsearch.
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Während der
Suche auf der Zielfrequenz f2 verliert die Basisstation 106a die
Kommunikation mit der mobilen Station 850 und empfängt während der Zeitdauer
tsearch keine Symbole. Um den Verlust dieser
Symbole zu überwinden,
erhöht
die mobile Station 850 die Sendeleistung der Informationskanäle, einschließlich des
ersten zusätzlichen
Kanals 838, des zweiten zusätzlichen Kanals 844,
des Steuerungskanals 842 und des Grundkanals 846,
während sie
die Sendeleistung des einem Zeitmultiplexverfahren unterzogenen
Leistungssteuerungsbefehls- und Pilotsymbolkanals 840 auf
Pegeln vor der Offline-Suche hält.
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Die
Quantität Δsearch hängt von
der Dauer der Suche tsearch ab und entspricht
der zusätzlich
erforderlichen Symbolenergie während
des verbleibenden Rahmens, um den Verlust von Symbolen während tsearch zu überwinden und der Basisstation 106a noch immer
zu ermöglichen,
den Rahmen korrekt zu demodulieren. Die Basisstation 106a kann
die mobile Station 850 über
die maximal zulässige
Zunahme Δsearch dB in der Meldung informieren, welche
die mobile Station anweist, eine Inter-Frequenzsuche durchzuführen (z.B.
in dem („FCSM")). Dieser Wert kann
abhängen
von der maximal zulässigen
Störung, die
aktuell von der Basisstation 106a bestimmt wird.
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Nach
der Rückkehr
von dem Offline-Such-Algorithmus werden die Verstärkungselemente 954, 960, 964 und 970 mit
Steuerungssignalen versehen, welche die Verstärkungen dieser Kanäle um Δsearch dB
erhöhen.
Die Sendeenergie des Pilotkanals ist jedoch nicht betroffen. Da
die Rückwärtsverbindungsleistungssteuerungsbefehle
gemäß der empfangenen
Energie des Rückwärtsverbindungspilotsignals erzeugt
werden, sprechen die Leistungsregelungsbefehle auf die Zunahme Δsearch dB,
die zur Kompensierung der Offline-Suche vorgesehen ist, nicht an.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann
die mobile Station 850 auf den Zustand reagieren, in dem
sie die Sendeleistung aller ihrer übertragenen Informationskanäle nicht
um Δsearch dB erhöhen kann. Der mobilen Station 850 kann
es aufgrund von Einschränkungen
ihrer Energieversorgung nicht möglich
sein, die Sendeenergie der Informationskanäle zu erhöhen. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ordnet die mobile Station 850 die Kanäle, die sie überträgt, in einer
Rangordnung gemäß der Wichtigkeit,
dass ihre Rückwärtsverbindungsübertragung nicht
unterbrochen wird. Faktoren, die zu der Rangordnung beitragen können, können die
Art von übertragenen
Da ten, die Verfügbarkeit
von Wiederübertragungs(retransmission)protokollen,
der Typ einer vorgesehenen Vorwärtsfehlerkorrektur,
usw. umfassen. Die mobile Station 850 erhöht dann
die Sendeleistung dieser Kanäle
gemäß dieser
Rangordnung.
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Die
Basisstation 106a und die mobilen Stationen 102 und 850 können konfiguriert
werden, um den vorhergehenden Prozess zu erreichen. Quellcode zum
Erreichen des Vorhergehenden kann von Fachleuten basierend auf der
hier gelieferten detaillierten Beschreibung einfach erzeugt werden.
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Die
mobilen Stationen 102 und 850 können jeweils
den Zustand ihrer langen Codemaske verwenden, um eine Startposition
für die
Durchführung der
Inter-Frequenzsuche in einem Rahmen zu wählen. Die mobilen Stationen 102 und 850 können eine Randomisierungszeitdauer
derart wählen,
dass die Inter-Frequenzsuche typischerweise nicht über einen Rahmen
hinausgeht. Ein Randomisieren der Position der Suchexkursion zwischen
unterschiedlichen mobilen Stationen reduziert die Rückwärtsverbindungsstörung und
verringert den gesamten Leistungsbedarf auf der Vorwärtsverbindung.
Folglich wird die Erfindung nur von dem Umfang der folgenden Ansprüche begrenzt.
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Obwohl
spezifische Ausführungsbeispiele der
Erfindung und Beispiele für
die Erfindung hier zum Zweck der Veranschaulichung beschrieben werden,
können
verschiedene äquivalente
Modifikationen gemacht werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen,
wie für
Fachleute offensichtlich ist. Zum Beispiel werden Ausführungsbeispiele
im Allgemeinen als in Software implementiert und von einem Prozessor
ausgeführt
gezeigt und beschrieben. Eine derartige Software kann auf jedem
geeigneten Computer-lesbaren Medium gespeichert werden, wie Makrocode,
der in einem Halbleiterchip, einer Computer-lesbaren Platte gespeichert
oder von einem Server heruntergeladen und gespeichert werden kann.
Die Erfindung kann gleichermaßen
in Hardware implementiert werden, wie durch einen DSP oder ASIC.
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Die
hier vorgesehenen Lehren der Erfindung können auf andere Kommunikationssysteme
angewendet werden, nicht notwendigerweise auf das oben beschriebene
dargestellte Kommunikationssystem. Während zum Beispiel die Erfindung
oben im Allgemeinen als in einem CDMA-Kommunikationssystem 100 eingesetzt
beschrieben wurde, ist die Erfindung gleichermaßen anwendbar auf andere digitale
oder analoge zelluläre
Kommunikationssysteme. Die Erfindung kann modifiziert werden, um
Aspekte der Systeme, Schaltungen und Konzepte der oben beschriebenen
verschiedenen Patente und Standards anzuwenden.
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Diese
und andere Veränderungen
können
im Lichte der obigen detaillierten Beschreibung mit der Erfindung
durchgeführt
werden. Im Allgemeinen sollen in den folgenden Ansprüchen die
Begriffe nicht so aufgefasst werden, dass die Erfindung auf die
in der Beschreibung und den Ansprüchen offenbarten bestimmten
Ausführungsbeispiele
begrenzt ist. Demgemäß ist die
Erfindung nicht von der Offenbarung begrenzt, sondern ihr Umfang
soll ausschließlich
von den folgenden Ansprüchen
bestimmt werden.