DE60030171T3 - Vorrichtung und Verfahren zur Kanalkodierung und Multiplexen in einem CDMA-Kommunikationssystem - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Kanalkodierung und Multiplexen in einem CDMA-Kommunikationssystem Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Kanalkommunikationsvorrichtung und -verfahren in einem mobilen Kommunikationssystem, und im besonderen auf eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Kanalkodieren und -multiplexen, in dem Mehrfach-Transport-Kanalrahmen in Mehrfach-physikalische Kanalrahmen umgewandelt werden.
  • Ein konventionelles CDMA (Code Division Multiple Access) mobiles Kommunikationssystem bietet hauptsächlich einen Sprachservice an. Jedoch wenden die zukünftigen mobilen CDMA-Kommunikationssysteme den IMT-2000-Standard unterstützen, der sowohl einen Hochgeschwindigkeits-Datendienst als auch einen Sprachdienst anbieten kann. Im spezielleren kann der IMT-2000-Standard einen hochqualitativen Sprachdienst, einen Dienst für bewegliche Bilder, einen Internet-Browser-Dienst, usw. zur Verfügung stellen. Dieses künftige CDMA-Kommunikationssystem wird umfasst von einem Downlink zum Übertragen von Daten von einer Basisstation zu einer mobilen Station und einem Uplink zum Übertragen von Daten von der Mobilstation zu der Basisstation.
  • Es wird daher für das zukünftige CDMA-Kommunikationssystem wünschenswert sein, verschiedene Kommunikationsdienste wie z. B. simultane Sprach- und Datenkommunikation, zur Verfügung zu stellen. Jedoch müssen Details für die simultane Implementierung von Sprach- und Datenkommunikation schon jetzt spezifiziert werden.
  • Die 3GPP Technische Spezifikation für Multiplexen und Kanalkodierung, TS 25.212, Version 1.0.0, veröffentlicht am 05. Mai 1999, beschreibt die Charakteristika des Schicht-1-Multiplexen und -kanalkodieren in dem FDD-Mode von einer UTRAN. Im Detail wird der Datenstrom von oder zu der MAC oder höheren Schichten (Transportblock/Transportblocksätze) beschrieben, die kodiert oder dekodiert ist, um Transportdienste mit einem Funkübertragungsverbindung anzubieten. Ein Kanalkodierungsschema ist eine Kombination von Fehlerdetektion, Fehlerkorrektur, Ratenanpassung, Verschachtelung und Transportkanal-Abbildung auf oder Aufspaltung von physikalischen Kanälen.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kanalkodieren und -multiplexen in einer Übertragungsvorrichtung eines CDMA-Kommunikationssystem bereitzustellen, mit denen Transportkanal-Rahmendaten in eine Vielzahl von Funkrahmen segmentiert werden.
  • Diese Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung und insbesondere mit den unabhängigen Ansprüchen erfüllt. Bevorzugte Ausführungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Es ist ebenso ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kanalkodieren und -multiplexen bereitzustellen, mit denen jeder der Datenrahmen einer Vielzahl von Transportkanälen in Funkrahmen segmentiert wird und die segmentierten Funkrahmen gemultiplext werden, um einen seriellen Datenrahmen bei jedem Funkrahmen-Übertragungszeitintervall (TTI) in einer Übertragungsvorrichtung eines CDMA-Kommunikationssystems zu formen.
  • Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kanalkodieren und -multiplexen bereitzustellen, mit denen jeder der Datenrahmen einer Vielzahl von Transportkanälen in Funkrahmen segmentiert wird, die segmentierten Funkrahmen gemultiplext werden, um einen seriellen Datenrahmen bei jedem Funkrahmen-TTI zu formen, und der serielle Datenrahmen in eine Vielzahl von physikalischen Kanalrahmen segmentiert wird, um die physikalischen Kanalrahmen über eine Vielzahl von physikalischen Kanälen in einer Übertragungsvorrichtung von einem CDMA-Kommunikationssystem zu übertragen.
  • Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kanalkodieren und -multiplexen bereitzustellen, mit denen Transportkanal-Rahmendaten in einer Kanalübertragungsvorrichtung eines CDMA-Kommunikationssystem mit Füllerbits ergänzt und in Funkrahmen segmentiert werden.
  • Es ist noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kanalkodieren und -multiplexen bereitzustellen, mit denen empfangene physikalische Funkrahmen demultiplext werden, um eine Vielzahl von Funkrahmen zu bilden und die Funkrahmen desegmentiert werden, um einen Transportkanalrahmen in einer Kanalempfangsvorrichtung eines CDMA-Kommunikationssystems zu formen.
  • Es ist noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kanalkodieren und -multiplexen anzugeben, mit denen Datenrahmen, die über physikalische Mehrfach-Code-Kanäle empfangen werden, desegmentiert werden, um einen seriellen Datenrahmen zu formen, und demultiplext werden, um Funkrahmen eines jeden Transportkanals in einer Empfangsvorrichtung eines CDMA-Kommunikationssystems zu bilden.
  • Um die obigen Aspekte zu erfüllen, haben eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kanalkodieren und -multiplexen in einem CDMA-Kommunikationssystems so viele Funkrahmenangleicher wie Transportkanäle und einen Multiplexer. Jeder Funkrahmenangleicher hat einen Funkrahmensegmentierer und segmentiert einen Transportkanalrahmen, der ein von dem Übertragungszeitintervall von anderen Transportkanalrahmen in anderen Transportkanälen unterschiedliches Transportzeitintervall haben kann, um Funkrahmen zu formen, und der Multiplexer multiplext die Funkrahmen zu einem seriellen Datenrahmen.
  • Die obigen und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher von der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in denen:
  • 1 ein Blockdiagramm von einer Ausführungsform einer Uplink-Kanalübertragungsvorrichtung ist;
  • 2 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Downlink-Kanalübertragungsvorrichtung ist;
  • 3 eine Ansicht ist, die den Betrieb der in 1 und 2 gezeigten Kanalübertragungsvorrichtungen darstellt;
  • 4 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Kanalempfangsvorrichtung ist;
  • 5 ein Flussdiagramm ist, das einen Funkrahmen-Erzeugungsablauf unter Benutzung von Füllerbits darstellt;
  • 6 ein Flussdiagramm ist, das einen Funkrahmen-Erzeugungsablauf ohne Benutzung von Füllerbits darstellt;
  • 7 ein Flussdiagramm ist, das eine Ausführungsform eines Funkrahmen-Multiplexablaufs darstellt; und
  • 8 ein Flussdiagramm ist, das eine Ausführungsform eines physikalischen Kanalrahmen-Erzeugungsablaufs darstellt.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden allseits bekannte Funktionen und Konstruktionen nicht im Detail beschrieben, da sie die Erfindung mit unnötigen Details verdecken würden.
  • Die vorliegende Erfindung definiert im Detail Funkrahmensegmentieren, Multiplexen und physikalisches Kanalsegmentieren für eine Kanalkodierung- und Multiplexen in einer Kanalkommunikationsvorrichtung eines CDMA-Kommunikationssystems. Das heißt, Funkrahmensegmentieren, Multiplexen von Funkrahmen und Segmentieren der gemultiplexten Funkrahmen in physikalische Kanalrahmen, das nicht in der 3GPP Technischen Spezifikation für Multiplexen und Kanalkodieren, TS 25.212, Version 1.0.0, 5. März 1999, vorgesehen ist, wird vollauf ausreichend definiert, um Bit-basierte Operationen zu behandeln. Wie bereits oben erwähnt, kann die 3 GPP Technische Spezifikation für Multiplexen, Kanalkodieren, TS 25.212, Version 1.0.0 1999.05.05, veröffentlicht von 3GPP Organizational Partners als eine weitere Quelle für Multiplexen und Kanalkodieren angesehen werden.
  • Vor der Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden die Terme definiert, wie sie hierin benutzt werden. "Transportkanalrahmen oder Eingangsdatenrahmen": ein Datenrahmen, der an den Eingang eines Funkrahmenangleichers von einem Kanalkodierer angelegt wird; "Funkrahmen": ein Datenrahmen, der durch Segmentieren des Eingangs-Transportkanalrahmens gebildet wird, und die Größe des Funkrahmens eine Funktion des TTI des eingegebenen Transportkanalrahmens und des Funkrahmen-TTI ist, wie unten erläutert. Ein Transportkanalrahmen kann mit einer unterschiedlichen Datenrate für ein unterschiedliches Übertragungszeitintervall (TTI) übertragen werden.
  • Die folgende Beschreibung wird mit dem Verständnis durchgeführt, dass spezielle Details wie ein Funkrahmen-TTI und die Einfügeposition von einem Füllerbit mittels Beispiel für umfassendes Verständnis der vorliegenden Erfindung gegeben werden. Daher ist es für den Fachmann klar, dass die vorliegende Erfindung leicht implementiert werden kann, ohne die Details oder durch ihre Modifikation.
  • Eine Beschreibung der Strukturen und der Abläufe von 3GPP-Uplink- und Downlink-Kanalkodierungs- und -multiplexvorrichtungen wird nun gegeben, die erste Interleaver bis zweite Interleaver entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließt.
  • 1 und 2 sind Blockdiagramme von Uplink- bzw. Downlink-Kanalübertragungs-Vorrichtungen entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Empfangsvorrichtungen für einen Empfang von Informationen von den Kanalübertragungs-Vorrichtungen haben die umgekehrte Konfiguration ihrer Gegenstücke. 3 ist eine Ansicht, die sich auf das Beschreiben der Abläufe der Kanalübertragungs-Vorrichtungen bezieht, die in 1 und 2 gezeigt werden.
  • Entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können Datenrahmen, die mittels mindestens zweier Transportkanäle empfangen werden, unterschiedliche TTIs und unterschiedliche Datenrahmen haben. Funkrahmenangleicher 101, 102, ... 10N (d. h., "101 bis 10N") empfangen die Datenrahmen der korrespondierenden Transportkanäle, segmentieren die empfangenen Datenrahmen in Daten von einer Größe, die eine Funktion der Transportkanalrahmen-TTI und der Funkrahmen-TTIs (d. h. der Funkrahmen) ist, und geben die segmentierten Funkrahmen sequentiell aus ("N" wird durchgängig in der Bezugszeichen-Notation verwendet, um eine unendliche Anzahl von entsprechenden Komponenten anzudeuten). Jeder der Funkrahmenangleicher 101 bis 10N schließt einen Interleaver für die Kompensierung eines Fadings, einen Funkrahmensegmentierer zur Segmentierung eines verschachtelten Transportkanalrahmens in Funkrahmen, und einen Ratenangleicher zum Steuern der Datenrate der Funkrahmen mittels Punktieren/Wiederholen bestimmter Teile des Funkrahmens. Für den Fall, dass die Bitanzahl eines Transportkanalrahmens nicht ein Vielfaches von einer Funkrahmenlänge ist, fügt ein korrespondierender Funkrahmenangleicher ein Füllerbit in den Transportkanalrahmen, was beispielsweise in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Funkrahmensegmentierer durchgeführt wird.
  • Ein Multiplexer 200 multiplext sequentiell Funkrahmen zu einem seriellen Datenstrom, die sequentiell von den Funkrahmenangleichern 101 bis 10N empfangen werden.
  • Im Falle der Mehrfach-Codeübertragung segmentiert ein physikalischer Kanalsegmentierer 300 den seriellen Datenstrom, der von dem Multiplexer 200 empfangen wird, in so viele Datenrahmen, wie die Anzahl der physikalischen Kanäle ist, wobei mindestens zwei Codes verwendet werden, und übermittelt die Datenrahmen an die entsprechenden physikalischen Kanäle, so dass der serielle Datenrahmen auf den physikalischen Kanälen übertragen werden kann.
  • Im Falle einer Einfach-Codeübertragung braucht der physikalische Kanalsegmentierer 300 nicht den seriellen Datenstrom segmentieren, sondern überträgt den seriellen Datenstrom auf einen physikalischen Kanal.
  • Bezugnehmend auf die 1 und 3 bezeichnet das Bezugszeichen 100 den gesamten Block für die Kanalkodierung- und -multiplexketten, der die Funkrahmenangleicher 101 bis 10N zum Empfangen von N-kodierten Daten hat, die unterschiedliche Qualities of Service (QoS) parallel haben können. In anderen Worten, Datenströme, die den Funkrahmenangleicher 101 bis 10N von MAC oder höheren Schichten zugeführt werden, können unterschiedliche QoS haben. Besonders Transportkanalrahmen können unterschiedliche Datenraten und unterschiedliche TTIs haben und jeder Funkrahmenangleicher empfängt Funkrahmen von einem entsprechenden Kanalkodierer. Der gleiche Kodierer gibt Rahmendaten mit dem gleichen QoS während eines jeden Dienstes aus. Jedoch kann während eines anderen Dienstes der QoS des gleichen Kodierer zu einem anderen QoS sich ändern. Daher können Daten mit unterschiedlichen QoS an die Funkrahmenangleicher 101 bis 10N angelegt werden, aber jeder Funkrahmenangleicher empfängt Funkrahmen mit dem gleichen QoS während eines jedes individuellen Dienstes.
  • Jeder Funkrahmenangleicher empfängt kodierte Rahmendaten von einem korrespondierenden Kanalkodierer, die eine unterschiedliche Datenrahmengröße und eine Rahmenübertragungsperiode entsprechend ihrem QoS haben. QoS wird über Sprache, Daten und Bilder bestimmt. Entsprechend hängt die Datenrate und TTI der Rahmendaten von ihrem QoS ab. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird angenommen, dass Datenrahmen TTIs von 10, 20, 40 oder 80 msec haben. Entsprechend ihrem Diensttyp können kodierte Eingangsdaten unterschiedliche Datenraten und unterschiedliche TTI haben. Mit anderen Worten haben Rahmen eines jeden Kanals eine einzigartige TTI und Datenrate. Für den Fall, dass Daten eines Kanals übertragen werden sollen, werden kodierte Daten, die von einem Kanalkodierer erzeugt werden, verarbeitet und für den Fall, dass Daten von zwei Kanälen übertragen werden sollen, werden kodierte Daten verarbeitet, die von zwei entsprechenden Kanalkodierern erzeugt werden.
  • Jeder der ersten Interleaver 111 bis 11N verschachtelt erstmalig einen Transportkanalrahmen, der von einem korrespondierenden Kanalkodierer empfangen wird. Hier kann ein Kanalrahmen, der von jedem Kanalkodierer empfangen wird, unterschiedliche TTI und eine unterschiedliche Datenrate haben.
  • Wie in 1 gezeigt wird, werden Datenrahmen als RF bezeichnet und sind wie folgt indiziert RFi,j, wobei i = Transportkanalindex und j = Funkrahmenindex für einen gegebenen Transportkanal ist und RFi sich auf all die Funkrahmen in dem iten Transportkanal bezieht (z. B. bedeutet RF1,2 einen zweiten Funkrahmen in einem ersten Transportkanal und RF1 bezieht sich auf all die Funkrahmen in dem ersten Transportkanal). Funkrahmensegmentierer 121 bis 12N segmentieren Datenrahmen LF1 bis LFN, die jeweils von den ersten Interleaver 111 bzw. 11N empfangen werden, jeweils in die Funkrahmen RF1 bzw. RFN, wie durch das Bezugszeichen 301 in 3 und in 1 angedeutet, und geben die Funkrahmen RF1 bis RFN sequentiell in der Reihenfolge der Segmentierung aus. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich Ti auf die Anzahl der Funkrahmen in einem Transportkanal i, wobei i = Transportkanalindex (z. B. T1 = die Anzahl der Funkrahmen in dem ersten Transportkanal). Hier können die Transportkanalrahmen LF1 bis LFN verschiedene TTIs und verschiedene Datenraten entsprechend ihrer Kanäle haben. Die Funkrahmen-TTI werden mit 10 ms in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angenommen. Daher enthält jeder der Funkrahmen RF1 bis RFN so viele Daten wie ein Rahmen mit 10 ms Dauer von einem Eingangs-Transportkanalrahmen. In diesem Fall segmentiert ein Funkrahmensegmentierer, falls er einen Transportkanalrahmen von 80-ms TTI empfängt, sequentiell den 80-ms Datenrahmen in 8 Funkrahmen und gibt die Funkrahmen sequentiell aus. Ein Funkrahmenangleicher, der einen Transportkanalrahmen von 40-ms TTI empfangt, segmentiert sequentiell den 40-ms Datenrahmen in vier Funkrahmen. In der selben Art segmentiert ein Funkrahmenangleicher, der einen Transportkanalrahmen von 20-ms TTI empfängt, sequentiell den 20-ms-Datenrahmen in zwei Funkrahmen. Ein 10-ms-Datenrahmen ist gleich der Dauer des Funkrahmen-TTI und wird daher ohne Segmentierung ausgegeben.
  • Eine Transportkanalrahmenlänge in Bits muss nicht ein ganzzahliges Vielfaches von der Funkrahmenlänge in Bits sein. In diesem Fall ist es vorzuziehen, ein Füllbit in den Transportkanalrahmen einzufügen, um die Transportkanalrahmenlänge in Bits so lang zu machen wie ein Vielfaches der Funkrahmenlänge in Bits. Das heißt, wenn Li/Ti nicht ganzzahlig ist (Li: die Länge eines angegebenen Transportkanalrahmens in dem iten Transportkanal und in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, Ti = TTI für den iten Transportkanal/10 ms), wird ein Füllerbit eingesetzt. Das Füllerbit wird vor der Funkrahmensegmentierer vorverarbeitet, um eine Funkrahmenlänge beizubehalten, die für eine Übertragungsperiode konstant ist. Eine Übertragung der gesamten Transportkanalrahmen wird einfach gesteuert durch Beibehalten einer konstanten Funkrahmenlänge innerhalb des TTI der Transportkanalrahmen. Wenn ein Transportkanalrahmen das maximale TTI von 80 ms hat, können maximal 7 Füllbits verwendet werden. Die Abnahme der Übertragungseffizienz, die von einem Anstieg in der gesamten Datenrahmenrate herrührt, verursacht durch das Addieren dieser Füllbits, ist vernachlässigbar klein. Die Funkrahmensegmentierer 121 bis 12N segmentieren sequentiell Eingangs-Transportkanalrahmen in 10-ms Funkrahmen RF1 bis RFN wie durch das Bezugszeichen 320 in 3 angedeutet. Die Ratenangleicher 131 bis 13N passen die Datenraten der Funkrahmen RF1 bis RFN, die jeweils von den Funkrahmensegmentierer 121 bis 12N empfangen werden, und geben jeweils die Datenrahmen KF1 bis KFN aus. K bezieht sich auf die Länge der jeweiligen KFi-Rahmen.
  • Die obigen Funkrahmenangleicher 101 bis 12N empfangen entsprechende Transportkanalrahmen parallel, überprüfen die Größe der Transportkanalrahmen, segmentieren die Transportkanalrahmen in Funkrahmen und geben die Funkrahmen parallel aus. Der Multiplexer 200 multiplext die Datenrahmen KFi bis KFN, die von den Ratenangleichern 131 bis 13N empfangen werden, zu einem seriellen Datenstrom der Größe P, wie durch Referenzzeichen 303 in 3 angedeutet wird. Hier kann der Multiplexer 200 die Datenrahmen KF1 bis KFN sequentiell multiplexen. In diesem Fall ist die Größe gemultiplexten Rahmens P = K1 + K2 + ... + KN. Daher bestimmt der Multiplexer 200 erst die Nummer N der Transportkanäle, empfängt die Funkrahmen parallel von den Funkrahmenangleichern 101 bis 10N und multiplext sequentiell die Funkrahmen zu einem seriellen Datenrahmen. Das heißt, der Multiplexer 200 gibt einen seriellen Datenrahmen aus, der mit 303 in 3 angedeutet ist.
  • Ein physikalischer Kanalsegmentierer 300 segmentiert den gemultiplexten Rahmen der Größe P, der von dem Multiplexer 200 empfangen wird, in M physikalische Kanalrahmen, wie durch 304 in 3 angedeutet (M ist die Anzahl der verfügbaren physikalischen Kanäle) und führt die physikalischen Kanalrahmen den zweiten Interleavern 401 bis 40N zu. Hier ist jeder physikalische Kanalrahmen so lange wie P/M. Die physikalischen Kanäle können Mehrfachcodes verwenden. Daher setzt der physikalische Kanalsegmentierer 300 die Anzahl M der verfügbaren physikalischen Kanäle, segmentiert den gemultiplexten seriellen Datenrahmen in M physikalische Kanalrahmen und weist sie den entsprechenden physikalischen Kanälen zu. Der gemultiplexte serielle Datenrahmen kann in einen oder mehr physikalische Kanalfunkrahmen der selben Datenrate segmentiert werden. Alternativ kann der gemultiplexte serielle Datenrahmen in eine oder mehrere physikalische Kanalrahmen von unterschiedlichen Datenraten segmentiert werden.
  • Eine Uplink-Kanal-Empfangsvorrichtung zum Empfangen von Funkrahmen von einer Uplink-Kanal-Übertragungsvorrichtung, gezeigt in 1, führt den Arbeitsvorgang von einer Uplink-Kanal-Übertragungsvorrichtung in umgekehrter Reihenfolge durch. Die Uplink-Kanal-Empfangsvorrichtung wird später in Bezug auf 4 beschrieben.
  • Der Arbeitsablauf einer jeden in 1 gezeigten Komponente wird in 3 im Detail gezeigt.
  • Bezugnehmend auf 3 zeigt Bezugszeichen 301 eine Segmentierung von Transportkanalrahmen, die parallel von den ersten Interleavern 111 bis 11N empfangen werden, in Funkrahmen, die von den Funkrahmensegmentierern 121 bis 12N übertragen werden. Falls Li/Ti nicht ganzzahlig ist, fügt ein entsprechender Funkrahmensegmentierer ein Füllerbit ein, um Li zu einem Vielfachen von Ti zu machen. Wie in 3 gezeigt, werden Füllerbits sequentiell in Funkrahmen eingefügt, wobei bevorzugterweise mit dem letzten Funkrahmen begonnen wird.
  • Das Bezugszeichen 301 in 3 stellt den Arbeitsschritt für das Hinzufügen von Füllerbits zu den Funkrahmen dar. Der Arbeitsschritt wird im Detail in den folgenden Abschnitten erklärt. Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Zusammenhang mit dem Fall beschrieben, dass ein Füllbit 0 oder 1 in einen Funkrahmen eingefügt wird. Bezugszeichen 302 bezeichnet das Ratenanpassen der Funkrahmen entsprechend ihrer Datenrate. Bezugszeichen 303 bezeichnet das Multiplexen der N Funkrahmen der Größe Ki (i 0 1, 2, ..., N) nach dem Ratenanpassen zu einem gemultiplexten Rahmen der Größe P und Übertragen des gemultiplexten Rahmens zu dem physikalischen Kanalsegmentierer 300. Bezugszeichen 304 bezeichnet Segmentieren des gemultiplexten Rahmens in M physikalische Kanalrahmen und parallele Zuordnung der M physikalischen Kanalrahmen zu den physikalischen Kanälen.
  • 2 ist ein Blockdiagramm einer Downlink-Kanal-Übertragungsvorrichtung für Downlink-Kanalkodierung und -Multiplexen, das Funkrahmenangleicher 151 bis 15N bis zu zweiten Interleavern 800 darstellt.
  • Die Downlink-Kanal-Übertragungsvorrichtung arbeitet in der gleichen Art wie die Uplink-Kanal-Übertragungsvorrichtung, gezeigt in 1 und 3 mit der Ausnahme, dass die Ausgänge der Funkrahmensegmentierer 171 bis 17N den Eingängen des Multiplexer 600 zugeführt werden. Ratenangleicher sind nicht in der Zeichnung gezeigt, da sie vor den ersten Interleavern in der Downlink-Kanal-Übertragungsvorrichtung von 2 angeordnet sind.
  • Eine Downlink-Kanal-Empfangsvorrichtung ist im Betrieb die gleiche wie eine Uplink-Kanal-Empfangsvorrichtung mit der Ausnahme, dass sie kein Raten-Dematching durchführt.
  • Eine Beschreibung wird anfänglich von den Funkrahmensegmentierern, den Multiplexern, und physikalischen Kanalsegmentierern in den Kanalübertragungs-Vorrichtungen gegeben, zusammengestellt wie in 1 und 2 gezeigt. Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird die Beschreibung auf die Uplink-Kanal-Obertragungsvorrichtung beschränkt. Daher werden die Funkrahmensegmentierer mit 121 bis 12N, der Multiplexer mit 200 und der physikalische Kanalsegmentierer mit 300 bezeichnet.
  • Funkrahmensegmentierung unter Verwendung von einem Füllerbit
  • Uplink- und Downlink-Funkrahmensegmentierer arbeiten in der gleichen Weise. Die Funkrahmensegmentierer 121 bis 12N segmentieren Eingangs-Transportkanalrahmen in 10-ms-Funkrahmenblöcke und geben die Funkrahmen sequentiell aus. Während dieses Arbeitsschrittes können oder können nicht Füllerbits in einen Transportkanalrahmen entsprechen der Bitanzahl des Transportkanalrahmens eingefügt werden. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Einfügen der Füllerbits in den Funkrahmensegmentierer 121 bis 12N implementiert, falls Füllerbits eingefügt werden. Ein Füllerbit wird in einen Funkrahmen eingefügt und eine Füllerbiteinfügung beginnt mit dem letzten Funkrahmen. Eine Beschreibung der Einfügung von Füllerbits in einen Transportkanalrahmen und die anschließende Segmentierung des Transportkanalrahmen in Funkrahmen in den Funkrahmensegmentierern 121 bis 12N bezüglich der 5 wird der der Segmentierung eines Transportkanalrahmens in Funkrahmen ohne Einfüllen von Füllerbits in den Funkrahmensegmentierer 121 bis 12N bezüglich 6 vorangestellt.
  • Für den Fall, dass das Verhältnis (Li/Ti) der Größe eines Transportkanalrahmens, der dem Eingang eines Funkrahmensegmentierers zugeführt wird, zu dem Funkrahmen-TTI nicht ganzzahlig ist, wird die Anzahl ri von Füllbits in der folgenden Weise berechnet, um Li/Ti ganzzahlig zu machen. Da Ti von 0 bis 8 schwankt, schwankt ri von 0 bis 7. (Li + ri)/Ti, erreicht durch die Verwendung von Füllbits, ist definiert als KDi bzw. Ri für Downlink und Uplink.

    ri = Ti – (Li mod Ti), hier ri = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
    Downlink: KDi = (LDi + rDi)/TDi; LDi, rDi bzw. TDi sind Li, ri und Ti für das Downlink
    Uplink: Ri = (Li + ri)/Ti
  • Falls die Anzahl ri der Füllbits nicht 0 ist, wird ein Füllbit zu der letzten Bitposition eines jeden entsprechenden Funkrahmens von einem (Ti – ri + 1)ten Funkrahmen zugefügt, um eine konstante Rahmenlänge aufrechtzuerhalten, d. h. KDi oder Ri. 0 oder 1 werden willkürlich als Füllbit ausgewählt. Das Füllbit hat wenig mit der Leistung zu tun und dient als ein reserviertes Bit, das von einem Systembenutzer ausgewählt werden kann. Es kann in Erwägung gezogen werden, dass das Füllbit als ein Discontinuous Transmission (DTX) Bit bezeichnet wird, so dass ein Transmitter das Füllbit nach einem Kanalkodieren und -Multiplexen nicht sendet. Die Funkrahmenblöcke, die in der obigen Art modifiziert sind, um eine konstante Funkrahmenlänge zu haben, werden dem Multiplexer 200 zugeführt. Dann wird der Arbeitsschritt der Funkrahmensegmentierer auf einer Bitbasis im Detail beschrieben werden.
  • Für Bits vor der Funkrahmensegmentierung in einem iten Funkrahmenangleicher 10i wird angenommen, dass die Anzahl ri der Füllbits bereits berechnet worden ist und 1 ≤ t ≤ Ti (t gibt einen Funkrahmenindex an). t = 1 für den ersten Funkrahmen, t 0 2 für den zweiten Funkrahmen und t = Ti für den letzten Funkrahmen. Jeder Funkrahmen hat die gleiche Größe (Li + ri)/Ti. Dann werden die Ausgabebits eines ersten Interleaver 11l eines iten Funkrahmenangleichers 10i genommen als bi,1, bi,2, ..., bLI und die Ausgabebits des Funkrahmensegmentierers 12i werden genommen als ci,1, ci,2, ..., ci[(Li+ri)/Ti] in 10-ms-Rahmeneinheiten für Ti = TTI (ms) eines iten Transportkanals/10 (ms) ∊ {1, 2, 4, 8}.
  • Dann

    Ausgabebits des Funkrahmensegmentierers für die ersten 10 ms: t = 1
    ci,j = bij, j = 1, 2, ..., (Li + ri)/Ti
    Ausgabebits des Funkrahmensegmentierers für die zweiten 10 ms: t = 2
    ci,j = bi(j+(Li+ri)/Ti)), j = 1, 2, ..., (Li + ri)/Ti
    Ausgabebits des Funkrahmensegmentierers für die (Ti – ri)ten 10 ms: t = (Ti – ri)
    ci,j = bi,(j+(Ti-ri-1)(Li+ri)/Ti)), j = 1, 2, ..., (Li + ri)/Ti
    Ausgabebits des Funkrahmensegmentierers für die (Ti – ri + 1)ten 10 ms: t = (Ti – ri + 1)
    ci,j = bi,(j+(Ti-ri)(Li+ri)/Ti)), j = 1, 2, ..., (Li + ri – 1)/Ti
    ci,j = Füll_bit(0/1), j = (Li + ri)/Ti
    :
    :
    Ausgabebits des Funkrahmensegmentierers für die Ti ten 10 ms: t = Ti
    ci,j= bi,(j+(Ti-ri)(Li+ri)/Ti)), j = 1, 2, ..., (Li + ri – 1)/Ti
    ci,j = Füll_bit(0/1), j = (Li + ri)/Ti.
  • Der Funkrahmensegmentierer 12i ist in einer Übertragungsvorrichtung beinhaltet und sein Gegenstück ist ein Funkrahmendesegmentierer in einer Empfangsvorrichtung. Funkrahmendesegmentierung ist äquivalent zu dem umgekehrten Arbeitsablauf einer Funkrahmensegmentierung, insofern, dass 10 ms-Blöcke, empfangen für eine Übertragungsperiode, sequentiell angeordnet und in einem Rahmen zusammengesetzt werden.
  • 5 stellt einen Arbeitsablauf zur Funkrahmenerzeugung dar, bei dem Füllbits in der oben beschriebenen Art verwendet werden. Variable, wie sie im folgenden benutzt werden, werden zuerst definiert.
    • t:
    Rahmenzeitindex (1, 2, ..., Ti);
    RFi,t:
    ein tten 10 ms Funkrahmen in einem iten Funkrahmenangleicher; und
    Li:
    Eingangsrahmengröße von dem iten Funkrahmenangleicher.
  • Bezüglich 5 führt der Funkrahmensegmentierer einen Initialisierungsvorgang in Schritt 511 durch:

    t := 1/* Funkrahmenindex-Initialisierung */
    ri := Ti – Li mod Ti/* Anzahl der Füllbits*/
    Ri := (Li + ri)/Ti für UL(Uplink)/* Verhältnis Rahmen für Uplink */
    KDi := (LDi + rDi)/TDi für DL (Downlink)/* Verhältnis Rahmen für Downlink*/.
  • In Schritt 513 überprüft der Funkrahmensegmentierer, ob die Anzahl ri der Füllbits 0 ist. Falls die Anzahl ri der Füllbits 0 ist, liest der Funkrahmensegmentierer Daten einer Funkrahmengröße von einem Eingangsrahmen und speichert sie in Schritt 517. Andererseits, falls die Anzahl ri der Füllbits nicht 0 ist, überprüft der Funkrahmensegmentierer, ob ein Rahmenindex t = (Ti – r1 + 1) ist in Schritt 515, d. h. dass dem aktuellen Funkrahmen ein Füllbit addiert wird. In dem Fall eines Funkrahmens, zu dem kein Füllbit addiert wird, liest der Funkrahmensegmentierer Daten von einer Funkrahmengröße von dem Eingangsrahmen und speichert sie in Schritt 519 und fährt mit Schritt 525 fort. In dem Fall eines Funkrahmens, bei dem ein Füllbit addiert wird, liest der Funkrahmensegmentierer Daten mit einem Bit weniger als eine Funkrahmengröße von dem Eingangsrahmen und speichert sie in Schritt 521. Der Funkrahmensegmentierer fügt die letzte Bitposition des gespeicherten Funkrahmens in Schritt 523 ein, erhöht den Rahmenindex t um 1 in Schritt 525, und überprüft, ob der aktualisierte Rahmenindex t größer ist als die Segmentanzahl Ti in Schritt 527, die dem Funkrahmen-TTI entspricht. Falls der Rahmenindex t kleiner ist als die Segmentanzahl Ti, die dem Funkrahmen-TTI entspricht, kehrt der Funkrahmensegmentierer zu Schritt 513 zurück. Falls der Rahmenindex t größer ist als die Segmentanzahl Ti, die dem Funkrahmen-TTI entspricht, endet der Arbeitsablauf der Funkrahmenerzeugung. Funkrahmen, die in dieser Art erzeugt werden, werden sequentiell dem zweiten Multiplexer 200 zugeführt.
  • Funkrahmensegmentierung ohne Einfügen von Füllbits
  • Ein Funkrahmensegmentierer, der keine Füllbits verwendet, kann anstatt des oben beschriebenen Funkrahmensegmentierers verwendet werden. Da Ti sich zwischen 0 und 8 bewegt, reicht ri von 0 bis 7. (Li + ri)/Ti für Downlink und Uplink sind definiert als KDi bzw. Ri.

    ri = Ti – (Li mod Ti), hier ri = {(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
    Downlink: KDi = (LDi + rDi)/TDi
    Uplink: Ri = (Li + ri)Ti
  • Die Bit-basierten Arbeitsschritte des Funkrahmensegmentierers, der keine Füllbits verwendet, werden im Detail beschrieben.
  • Für Bits vor der Funkrahmensegmentierung in dem iten Funkrahmenangleicher 10i wird angenommen, dass die Anzahl ri der Füllerbits bereits berechnet worden ist und 1 ≤ t ≤ Ti (t gibt den Funkrahmenindex an). t = 1 für den ersten Funkrahmen, t = 2 für den zweiten Funkrahmen und t = Ti für den letzten Funkrahmen.
  • Dann seien die Ausgabebits des ersten Interleavers 11i in dem iten Funkrahmenangleicher 10i bi,1, bi,2, ..., bi,Li und die Ausgabebits des Funkrahmensegmentierers 12i ci,1, ci,2, ..., ci,(Li+ri)/Ti in einer 10-ms-Rahmeneinheit für Ti = TTI (ms) des iten Transportkanal/10 (ms) ∊ {1, 2, 4, 8}. Dann

    Ausgabebits des Funkrahmensegmentierers für die ersten 10 ms: t = 1
    ci,j = bij j = 1, 2, ..., (Li + ri)Ti
    Ausgabebits des Funkrahmensegmentierers für die zweiten 10 ms: t = 2
    ci,j = bi(j+(Li+ri)/Ti)), j = 1, 2, ..., (ILi + ri)Ti
    Ausgabebits des Funkrahmensegmentierers für die (Ti – Ti)ten 10 ms: t = (Ti – ri)
    ci,j = bi,(j+(Ti-ri-1)(Li+ri)/Ti)), j = 1, 2, ..., (Li + ri)/Ti
    Ausgabebits des Funkrahmensegmentierers für die (Ti – ri + 1)ten 10 ms: t = (Ti – ri + 1)
    ci,j = bi,(j+(Ti-ri)(Li+ri)/Ti)), j = 1, 2, ..., (Li + ri – 1)/Ti
    :
    :
    Ausgabebits des Funkrahmensegmentierers für die Ti ten 10 ms: t = Ti
    ci,j = bi,(j+(Ti-ri)(Li+ri)/Ti)), j = 1, 2, ..., (Li + ri – 1)/Ti
  • Wenn ri nicht 0 ist, ist die Größe der ersten bis (Ti – ri)ten Funkrahmen gleich Ri und die Größe der (Ti – ri + 1)ten bis zum letzten Funkrahmen ist (Ri – 1). Für Downlink, falls rDi nicht 0 ist, ist die Größe des ersten bis zum (TDi – rDi)ten Funkrahmen gleich KDi und die Größe der (TDi – rDi + 1)ten bis zum letzten Funkrahmen gleich (KDi – 1). Funkrahmenblöcke mit Größen, die mit der Zeit variieren, werden dem Multiplexer zugeführt. Wegen der variablen Funkrahmengröße kann eine Framegröße in dem Multiplexer bei allen 10-ms-Intervallen variieren und der physikalische Kanalsegmentierer kann auch alle 10-ms-Intervalle unterschiedliche arbeiten, was die Steuerung der Rahmengröße verkompliziert. Entsprechend ist es vorzuziehen, einen Funkrahmensegmentierer zu verwenden, der Füllbits einsetzt.
  • Der Funkrahmensegmentierer 12i ist in einer Übertragungsvorrichtung beinhaltet und sein Gegenstück ist ein Funkrahmendesegmentierer in einer Empfangsvorrichtung. Funkrahmendesegmentierung ist äquivalent zu dem umgekehrten Arbeitsablauf einer Funkrahmensegmentierung insofern, dass 10-ms-Blöcke, die für eine Übertragungspe riode empfangen werden, sequentiell angeordnet und in einem Rahmen zusammengesetzt werden.
  • 6 stellt einen Arbeitsablauf für eine Funkrahmenerzeugung ohne Einfügen von Füllbits in der oben beschriebenen Weise dar. Die im Folgenden benutzten Variablen werden zuerst definiert.
    • t:
    Rahmenzeitindex (1, 2, ..., Ti);
    RFi,t:
    ein tten 10-ms-Funkrahmen in einer iten Kanalkodierungs- und Multiplexkette; und
    Li:
    Eingangsrahmengröße von der iten Kanalkodierungs- und Multiplexkette.
  • Bezüglich 6 führt der Funkrahmensegmentierer einen Initialisierungsvorgang in Schritt 611 durch:

    t := 1/* Funkrahmenindex-Initialisierung */
    ri := Ti – Li mod Ti/* Anzahl der Füllbits*/
    Ri := (Li + ri)Ti für UL(Uplink)/* Verhältnis Rahmen für Uplink*/
    KDi := (LDi + rDi)/TDi für DL (Downlink)/* Verhältnis Rahmen für Downlink*/.
  • In Schritt 613 überprüft der Funkrahmensegmentierer, ob die Anzahl ri der Füllbits 0 ist. Falls die Anzahl ri der Füllbits 0 ist, liest der Funkrahmensegmentierer Daten einer Funkrahmengröße von einem Eingangsrahmen und speichert sie in Schritt 617. Andererseits, falls die Anzahl ri der Füllbits nicht 0 ist, überprüft der Funkrahmensegmentierer, ob ein Funkrahmenindex gleich (Ti – ri + 1) ist in Schritt 615. Falls der Rahmenindex t kleiner als (Ti – ri + 1) ist, liest der Funkrahmensegmentierer Daten einer Funkrahmengröße von einem Eingangsrahmen und speichert sie in den Schritt 619 und fahrt mit Schnitt 623 fort. Falls der Rahmenindex t gleich oder größer als (Ti – rt + 1) ist, liest der Funkrahmensegmentierer Daten ein Bit weniger als eine Funkrahmengröße von dem Eingangsrahmen und speichert sie in dem Schritt 621. Der Funkrahmensegmentierer erhöht den Rahmenindex t um 1 in Schritt 623 und überprüft, ob der aktualisierte Rahmenindex t größer als die Segmentanzahl Ti ist in Schnitt 625, wobei Ti dem Funkrahmen TTI entspricht. Falls der Rahmenindex t kleiner ist als die Segmentanzahl Ti, die dem Funkrahmen-TTI entspricht, kehrt der Funkrahmensegmentierer zu Schritt 613 zurück. Falls der Rahmenindex t größer ist als die Segmentanzahl Ti, die dem Funkrahmen-TTI entspricht, endet der Arbeitsablauf für die Funkrahmenerzeugung. Funkrahmen, die in dieser Art erzeugt worden sind, werden sequentiell dem Multiplexer 200 zugeführt.
  • Multiplexen
  • Der Multiplexer für das Uplink wird beschrieben. Bits, wie im Folgenden beschrieben, werden dem Eingang des Multiplexers 200 zugeführt.

    Ausgabebits des Ratenangleichers #1: c1,1, c1,2, ..., c1,K1
    Ausgabebits des Ratenangleichers #2: c2,1, c2,2, ..., c2,K2
    ...
    Ausgabebits des Ratenangleichers #3: c3,1, c3,2, ..., c3,K3
    Ausgabebits des Ratenangleichers #N: CN,1, cN,2, ..., cN,KN
  • Die Ausgabebits d1, d2, ..., dp des Multiplexers 200 sind,
    wenn j = 1, 2, 3, ..., P (P = K1 + K2 + ... + KN),
    dj = ci,j j = 1, 2, ..., K1
    dj = c2,(j-K1) j = K1 + 1, K1 + 2, ..., K1 + K2
    dj = c3,(j-(K1+K2)) j = (K1 + K2) + 1, (K1 + K2) + 2, ..., (K1 + K2)+ K3
    ...
    dj = CN,(j-(K1+K2+...+KN-1)) j = (K1 + K2 + ... + KN-1) + 1, (K1 + K2 + ... + KN-1) + 2, ..., (K1 + K2 + ... + KN-1) + KN
  • Nun wird im Folgenden der Arbeitsablauf des Multiplexers 200 für Downlink beschrieben.
  • Bits, wie im Folgenden beschrieben, werden dem Eingang-Multiplexers 200 zugeführt.

    Ausgabebits des Ratenangleichers #1: c1,1, c1,2, ..., c1,K1
    Ausgabebits des Ratenangleichers #2: c2,1, c2,2, ..., c2,K2
    Ausgabebits des Ratenangleichers #3: c3,1, c3,2, ..., c3,K3
    ...
    Ausgabebits des Ratenangleichers #N: CN,1, cN,2, ..., cN,KN
  • Die Ausgabebits d1, d2, ..., dp des Multiplexers 200 sind,
    wenn j = 1, 2, 3, ..., P (P = K1 + K2 + ... + KN),
    dj = ci,j j = 1, 2, ..., K1
    dj = c2,(j-K1) j = K1 + 1, K1 + 2, ..., K1 + K2
    dj = c3,(j-(K1+K2)) j = (K1 + K2) + 1, (K1 + K2) + 2, ..., (K1 + K2)+ K3
    ...
    dj = CN,(j-(K1+K2+...+KN-1)) j = (K1 + K2 + ... + KN-1) + 1, (K1 + K2 + ... + KN-1) + 2, ..., (K1 + K2 + ... + KN-1) + KN
  • Der Multiplexer 200 ist in einer Sendevorrichtung beinhaltet und sein Gegenstück ist ein Demultiplexer in einer Empfangsvorrichtung. Der Demultiplexer vollführt den umgekehrten Arbeitsablauf des Muitiplexers 200, d. h. er segmentiert einen Eingangsrahmen in N-Blöcke und führt die N-Blöcke den entsprechenden Funkrahmen-Dematcher zu.
  • 7 ist ein Flussdiagramm, das eine Funkrahmen-Multiplex-Vorgang in dem Multiplexer 200 darstellt. Vor der Beschreibung der in 7 dargestellten Prozedur werden Tenne, wie sie im Folgenden benutzt werden, definiert.
    • N:
    Gesamtanzahl der Funkrahmenangleicher;
    i:
    Funkrahmenangleicher-Index (1, 2, ..., N); und
    RFi:
    ein 10 ms-Funkrahmen in einem iten Funkrahmenangleicher.
  • Der Multiplexer 200 setzt den Funkrahmenangleicher-Index i auf einen anfänglichen Wert 1 in Schritt 711 und speichert einen Funkrahmen, der von dem iten Funkrahmenangleicher empfangen wurde, in einem Multiplex-Zwischenspeicher in Schritt 713. In Schritt 715 erhöht der Multiplexer 200 den Funkrahmenangleicher-Index i um 1. Dann überprüft der Multiplexer 200 in Schritt 717, ob der erhöhte Index i größer als die Gesamtanzahl N der Funkrahmenangleicher ist. Falls i gleich oder kleiner als N ist, kehrt der Multiplexer 200 zu Schritt 713 zurück. Falls i größer als N ist, beendet der Multiplexer 200 den Multiplexvorgang. Wie oben beschrieben, speichert der Multiplexer sequentiell Funkrahmen, die von den Funkrahmenangleichern empfangen werden, in dem Multiplex-Zwischenspeicher und erzeugt einen gemultiplexten Rahmen der Größe P, der ein serieller Datenrahmen ist.
  • Physikalische Kanalsegmentierung
  • Die physikalischen Kanalrahmensegmentierer 300 arbeiten in der gleichen Weise für Uplink wie Downlink.
  • Seien die Bits einer seriellen Datenrahmenausgabe von einem Multiplexer d1, d2, ...dp, und die Anzahl der physikalischen Kanäle M. Dann,

    sind Ausgabebits des physikalischen Kanalrahmensegmentierers für physikalischen Kanal #1:
    e1,j = dj j = 1, 2, ..., P/M
    sind Ausgabebits des physikalischen Kanalrahmensegmentierers für physikalischen Kanal #2:
    e2,j = d(j+P/M) j = 1, 2, ..., P/M
    sind Ausgabebits des physikalischen Kanalrahmensegmentierers für physikalischen Kanal #M:
    eM,j = d(j+M-1)P/M) j = 1, 2, ..., P/M
  • Das obige physikalische Kanalsegmentierungsschema in dem physikalischen Kanalsegmentierer ist insofern vorteilhaft, dass der beste Nutzen aus den Effekten des zweiten Interleavers gezogen werden kann. Daher kann die Wahrscheinlichkeit von Bitfehlern nach der Dekodierung bei einem Empfänger, die von einem Burst-Fehler auf einem Fading-Kanal, minimiert werden können. Für eine Datenrate von 1/3 für einen allgemeinen Kanalkodierer stellen drei Symbole ein Informationsbit dar. Ein anderes physikalisches Kanalsegmentierungsschema mit M = 3 und P = 30 kann des weiteren in Betracht gezogen werden, wie im Folgenden gezeigt:

    Bits vor einer physikalischen Kanalsegmentierung:
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10...29
    Bits nach der physikalischen Kanalsegmentierung:
    physikalischer Kanal #1: 0 3 6 9 12...27
    physikalischer Kanal #2: 1 4 7 10 13...28
    physikalischer Kanal #3: 2 5 8 11 14...29
  • Da der gleiche zweite Interleaver für die Segmentierung dieser drei Kanäle verwendet wird, sind immer drei Eingangssymbole aufeinanderfolgend nach dem zweiten Verschachteln. Entsprechend sind die drei aufeinanderfolgenden Symbole höchstwahrscheinlich fehleranfällig für ein Fading zu einem spezifischen Zeitpunkt.
  • Derweil ist ein Segment, das aufeinanderfolgende Bits von der gleichen Anzahl hat, in der vorliegenden Erfindung einem physikalischen Kanal zugeordnet und so

    Bits vor der physikalischen Kanalsegmentierung:
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10....29
    Bits nach der physikalischen Kanalsegmentierung:
    physikalischer Kanal #1: 0 1 2 3...9
    physikalischer Kanal #2: 10 11 12 13...29
    physikalischer Kanal #3: 20 21 22 23...29
  • Nach einem zweiten Verschachteln haben drei physikalische Kanäle eine unterschiedliche Zeit in der selben Bitposition, wodurch die Wahrscheinlichkeit von übereinstimmenden Fehlern wegen Fading in drei Symbolen reduziert wird, die ein Informationsbit darstellen. Daher kann ein Receiver in der vorliegenden Erfindung eine geringere Bit-Fehlerrate (BER) haben als die oben beschriebene physikalische Kanalsegmentierung.
  • Der physikalische Kanalrahmensegmentierer ist in einer Sendevorrichtung beinhaltet und sein Gegenstück ist ein physikalischer Kanaldesegmentierer in einer Empfangsvorrichtung. Der physikalische Kanaldesegmentierer führt den umgekehrten Arbeitsablauf des physikalischen Kanalsegmentierers durch, d. h. er ordnet sequentiell M physikalische Kanalrahmen an und fügt sie in einem Rahmen zusammen.
  • 8 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf einer physikalischen Kanalrahmen-Erzeugung in dem physikalischen Kanalsegmentierer darstellt. Begriffe, wie sie im Folgenden verwendet werden, werden zuerst definiert.
    • m:
    Physikalischer Kanalindex (1, 2, ..., M);
    M:
    Gesamtanzahl der physikalischen Kanäle; und
    P:
    Index Datenblockgröße in Bits.
  • Bezugnehmend auf 8 setzt der physikalische Kanalsegmentierer 300 den physikalischen Kanalindex M in Schritt 811 auf einen anfänglichen Wert 1 und liest einen Datenblock der Größe P/M von den Eingangsdaten der Größe P und speichert sie in einem mten physikalischen Kanal-Zwischenspeicher in Schritt 813. Dann erhöht der physikalische Kanalsegmentierer 300 den physikalischen Kanalindex m um 1 in Schritt 815 und überprüft in Schritt 817, ob der erhöhte Kanalindex m größer als die Gesamtanzahl M der physikalischen Kanäle ist. Falls m gleich oder kleiner als M ist, kehrt der physikalische Kanalsegmentierer 300 zu Schritt 813 zurück. Im anderen Fall, falls m größer als M ist, endet die physikalische Kanalsegmentierung.
  • Implementierung einer Sendevorrichtung
  • 4 ist ein Blockdiagramm einer Kanalempfangsvorrichtung, die die Gegenstücke des Funkrahmensegmentierers, des Multiplexers und des physikalischen Kanalsegmentierers wie oben beschrieben aufweist.
  • Bezugnehmend auf 4 speichert ein physikalischer Kanalspeicher 411 zweite verschachtelte Symbole. Ein erster Adressgenerator 412 generiert eine Schreibadresse für alle M-Bits der zweiten verschachtelten Symbole, unter der die M-Bits in dem physikalischen Kanalspeicher 411 gespeichert werden. Ein zweiter Adressgenerator 413 erzeugt eine Leseadresse für sequentielles Lesen der Symbole von dem physikalischen Kanalspeicher 411, wenn die Symbole vollständig in dem physikalischen Kanalspeicher 411 gespeichert sind. Ein Demultiplexer 414 verteilt Symbole, die von dem physikalischen Kanalspeicher 411 empfangen werden, auf N Zwischenspeicher 415 bis 4N5. Die Zwischenspeicher 415 bis 4N5 führen die gespeicherten Symbole zu den entsprechenden Funkdesegmentierern 417 bis 4N7 ohne Raten-Dematching, falls die Symbole für das Downlink sind und zu Raten-Dematchern 416 bis 4N6, falls die Symbole für das Uplink sind. Die Raten-Dematcher 416 bis 4N6 führen 0-Symboleinfügung und Symbolkombination in der umgekehrten Reihenfolge der Ratenanpassung durch. Die Funkrahmen-Desegmenter 417 bis 4N7 fügen die Symbole, die von den Raten-Dematchern 416 bis 4N6 empfangen werden, zu Daten entsprechender Transportkanal TTI zusammen und übertragen die desegmentierten Daten zu einem Kanaldekodierer zum Kanaldekodieren.
  • Für einen Schreibvorgang bewirkt der erste Adressgenerator 412 das Schreiben jeder M Bits, die nach dem zweiten Entschachteln erhalten werden, in den physikalischen Kanalspeicher 411, der ein Bufferspeicher ist zum Speichern von Symbolen. Daher empfängt der physikalische Kanalspeicher 411 eine Gesamtheit von P Symbolen von dem zweiten Interleaver durch P/M-maliges Tätigsein. Wenn keine Daten auf dem Kanalkodierungs- und Multiplexkanal sind, ist die Gesamtanzahl der empfangenen Symbole kleiner als P. Daher ist die maximale Puffergröße P. Nach Komplettierung des Schreibvorgangs erzeugt der zweite Adressgenerator 413 Leseadressen und Symbole werden von dem physikalischen Kanalspeicher 411 in der Adress-Generierungs-Reihenfolge gelesen. Der Lesevorgang wird in (Li + ri)/Ti (=Ri)-Einheiten durchgeführt. Durch Lesen von N-Rahmen der Größe Ri wird eine Gesamtanzahl von P-Symbolen zu den N-Zwischenspeichern 415 bis 4N5 durch den Demultiplexer 414 übertragen. Jeder Zwischenspeicher hat die Größe von Ti × Ri (i = 1, 2, 3, ..., N). In diesem Fall dient der Multiplexer 414 die N-Symbole zu unterscheiden. Die klassifizierten Symbole werden direkt zu den Funkrahmen-Desegmentern 417 bis 4N7 ohne Raten-Dematching übertragen, falls sie für Downlink sind, wobei die Symbole einem Ratendematching unterzogen werden, falls sie für Uplinks sind. Das heißt, die Raten-Dematcher 416 bis 4N6 implementieren 0-Symboleinfügung und Symbolkombination, die der umgekehrte Arbeitsablauf der Ratenanpassung ist. Dann übertragen die Funkrahmen des Segmentierers 417 bis 4N7 desegmentierte Symbole zu den entsprechenden Kanaldekodern zur Kanaldekodierung. Wie in der obigen Beschreibung erwähnt, ist der Arbeitsablauf der Empfangsvorrichtung im Grunde der Umgekehrte der Sendevorrichtung.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung und wie oben beschrieben sind Funkrahmensegmentierung, Multiplexen, und physikalische Kanalsegmentierung für Multiplexen und Kanalkodierung im Detail definiert. Rahmen verschiedener Arten, erzeugt von Kanalkodierern, werden zu Funkrahmen umgewandelt, gemultiplext und in physikalische Rahmen umgeformt. Die physikalischen Rahmen werden dann physikalischen Kanälen zugeordnet. Daher können Uplink- und Downlink-Sendevorrichtungen in einem CDMA-Kommunikationssystem verschiedene Kommunikationsdienste wie die Übertragung von Sprache, Daten und Bildern implementieren.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Kanalcodieren und -multiplexen für ein CDMA-Kommunikationssystem, in dem Datenrahmen, die ein oder mehrere Transmission-Time-Intervalle (TTIs) haben, parallel mittels einer Vielzahl von Transportkanälen empfangen und gemultiplext werden, um einen seriellen Datenrahmen zu bilden, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Anzahl von Funkrahmenangleichern (101 bis 10N, 151 bis 15N), wobei jeder der Funkrahmenangleicher zum Empfangen der Datenrahmen mit unterschiedlichen Rahmengrößen und Übertragungsperioden, zum Bestimmen der Anzahl von Füllerbits, die in jeden der Datenrahmen einzufügen sind, und zum Einfügen der bestimmten Anzahl von Füllerbits in die Datenrahmen ausgelegt ist und jeder der Funkrahmenangleicher einen Funkrahmensegmentierer (121 bis 12N, 171 bis 17N) umfasst, der zum Empfangen der Datenrahmen und zum Segmentieren der Datenrahmen einschließlich der Füllerbits in Funkrahmen ausgelegt ist; und einen Multiplexer (200, 600), der zum Multiplexen der Funkrahmen zu dem seriellen Datenrahmen ausgelegt ist; und einen physikalischen Kanalsegmentierer (300, 700), angepasst zum Segmentieren des seriellen Datenrahmens entsprechend der Anzahl der physikalischen Kanäle und zum Ausgeben der segmentierten physikalischen Kanalrahmen zu entsprechenden physikalischen Kanälen, wobei die segmentierten physikalischen Kanalrahmen für den physikalischen Kanal #1 als e1,j = dj, die segmentierten physikalischen Kanalrahmen für den physikalischen Kanal #2 als e2,j = d(j+P/M), und die segmentierten physikalischen Kanalrahmen für den physikalischen Kanal #M als eM,j = d(j+(M-1)p/M) ausgegeben werden, und wobei die Bits der seriellen Datenrahmenausgabe von dem Multiplexer d1, d2, ...dp sind, die Anzahl physikalischer Kanäle M ist, die Größe des von dem Multiplex-Schritt ausgegebenen seriellen Datenrahmens P ist, und j = 1, 2, ..., P/M ist.
  2. Vorrichtung zum Kanalcodieren und -multiplexen nach Anspruch 1, wobei jeder Funkrahmensegmentierer zum Bestimmen der Bitanzahl der Funkrahmen gemäß der Größe des entsprechenden Datenrahmens, eines Funkrahmen-Transmission-Time-Intervalls und der Anzahl von Füllerbits sowie zum Teilen des entsprechenden Datenrahmens durch die Bitanzahl der Funkrahmen ausgelegt ist.
  3. Vorrichtung zum Kanalcodieren und -multiplexen nach Anspruch 2, wobei jeder Funkrahmenangleicher des Weiteren einen Interleaver zum Verschachteln eines der Datenrahmen und zum Zuführen des verschachtelten Rahmens zu einem entsprechenden Funkrahmensegmentierer enthält.
  4. Vorrichtung zum Kanalcodieren und -multiplexen nach Anspruch 2, wobei jeder Funkrahmenangleicher des Weiteren einen Ratenangleicher (131 bis 13N) enthält, der zum Abgleichen der Datenrate eines von einem Funkrahmensegmentierers erhaltenen Funkrahmens mittels Punktierens und Wiederholens von Teilen des Funkrahmens ausgelegt ist, um die Datenrate des Funkrahmens an die eines physikalischen Kanalrahmens anzugleichen.
  5. Vorrichtung zum Kanalcodieren und -multiplexen nach Anspruch 1, wobei jeder Funkrahmensegmentierer zum Bestimmen einer Bitanzahl eines Funkrahmens gemäß der Größe eines Eingangstransportkanalrahmens, wobei der Eingangstransportkanalrahmen ein Datenrahmen ist, der einem Eingang eines Funkrahmenangleichers zugeführt wird, und des Transmission-Time-Intervalls eines Funkrahmens sowie zum Teilen des Datenrahmens durch die Bitanzahl des Funkrahmens ausgelegt ist.
  6. Vorrichtung zum Kanalcodieren und -multiplexen nach Anspruch 5, wobei jeder Funkrahmenangleicherdes Weiteren einen Interleaver (LF1 bis LFN, LDF1 bis LDFN) enthält, der zum Verschachteln eines Eingangstransportkanalrahmens und zum Zufuhren des verschachtelten Eingangstransportkanalrahmens zu einem entsprechenden Funkrahmensegmentierer ausgelegt ist.
  7. Vorrichtung zum Kanalcodieren und -multiplexen nach Anspruch 5, wobei jeder Funkrahmenangleicherdes Weiteren einen Ratenangleicher (131 bis 13N) enthält, der zum Abgleichen der Datenrate eines von einem Funkrahmensegmentierer empfangenen Funkrahmens mittels Punktierens und Wiederholens des Funkrahmens ausgelegt ist, um die Datenrate des Funkrahmens an die eines physikalischen Kanalrahmens anzugleichen.
  8. Vorrichtung zum Kanalcodieren und -multiplexen nach Anspruch 1, wobei die Funkrahmenangleicherin einer Uplink-Kanalübertragungseinrichtung zwischen Kanalcodierern und dem Multiplexer angeschlossen sind und jeder der Funkrahmenangleicher der Uplink-Kanalübertragungseinrichtung umfasst: einen Interleaver (LF1 bis LFN), der zum Verschachteln eines Eingangstransportkanalrahmens ausgelegt ist; einen Funkrahmensegmentierer (121 bis 12N), der zum Bestimmen der Bitanzahl eines Funkrahmens gemäß der Größe des Eingangstransportkanalrahmens und eines Funkrahmen-Transmission-Time-Intervalls sowie zum Teilen des Datenrahmens durch eine Variable ausgelegt ist, wobei die Variable eine Funktion des Funkrahmen-Transmission-Time-Intervalls ist; und einen Ratenangleicher (131 bis 13N), der zum Abgleichen der Datenrate eines von dem Funkratensegmentierer empfangenen Funkrahmens mittels Punktierens und Wiederholens der Teile des Funkrahmens ausgelegt ist, um die Datenrate des Funkrahmens an die eines physikalischen Kanalrahmens anzugleichen.
  9. Vorrichtung zum Kanalcodieren und -multiplexen nach Anspruch 1, wobei die Funkrahmenangleicher in einer Downlink-Kanalübertragungseinrichtung zwischen Kanalcodierem und einem Multiplexer angeschlossen sind und jeder der Funkrahmenangleicher der Downlink-Kanalübertragungseinrichtung umfasst: einen Interleaver (LDF1 bis LDFN), der zum Verschachteln eines Eingangstransportkanalrahmens ausgelegt ist; einen Funkrahmensegmentierer zum Bestimmen der Bitanzahl eines Funkrahmens gemäß der Größe des Eingangstransportkanalrahmens und eines Funkrahmen-Transmission-Time-Intervalls sowie zum Teilen des Datenrahmens durch eine Variable, wobei die Variable eine Funktion des Funkrahmen-Transmission-Time Intervalls ist.
  10. Verfahren zum Kanalcodieren und -multiplexen für ein CDMA-Kommunikationssystem, in dem Datenrahmen, die ein oder mehrere Transmission-Time-Intervalle (TTIs) haben, parallel mittels einer Vielzahl von Transportkanälen empfangen und zu einem seriellen Datenrahmen gemultiplext werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen der Datenrahmen mit unterschiedlichen Rahmengrößen und Übertragungsperioden, Bestimmen der Anzahl von Füllerbits und Einfügen der Füllerbits in die Datenrahmen sowie Segmentieren der Datenrahmen einschließlich der Füllerbits in Funkrahmen in einer Anzahl von Funkrahmenangleichern, wobei die Anzahl von Funkrahmenangleichern wenigstens der Anzahl von Transportkanälen gleich ist; und Multiplexen (713) der Funkrahmen, um den seriellen Datenrahmen zu bilden; und Segmentieren des seriellen Datenrahmens entsprechend der Anzahl der physikalischen Kanäle und Ausgeben der segmentierten physikalischen Kanalrahmen zu entsprechenden physikalischen Kanälen, wobei die segmentierten physikalischen Kanalrahmen für den physikalischen Kanal #1 als e1,j = dj, die segmentierten physikalischen Kanalrahmen für den physikalischen Kanal #2 als e2,j = d( j+P/M), und die segmentierten physikalischen Kanalrahmen für den physikalischen Kanal #M als eM,j = d(j+(M-1)p/M) ausgegeben werden, und wobei die Bits der seriellen Datenrahmenausgabe von dem Multiplexer d1, d2, ...dp sind, die Anzahl physikalischer Kanäle M ist, die Größe des von dem Multiplex-Schritt ausgegebenen seriellen Datenrahmens P ist, und j = 1, 2, ..., P/M ist.
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