DE60220956T2 - Rückverbindungskanalarchitektur in einem drahtlosen Kommunikationssystem - Google Patents

Rückverbindungskanalarchitektur in einem drahtlosen Kommunikationssystem Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND
  • Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf Datenkommunikation, und im Speziellen auf eine neue und verbesserte Rückwärtsverbindungsarchitektur für ein Drahtloskommunikationssystem.
  • Hintergrund
  • Drahtloskommunikationssysteme sind weit verbreitet, um verschiedene Typen von Kommunikation einschließlich Sprache und Paketdatendienste vorzusehen. Diese Systeme können auf dem Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA = code division multiple access), Zeitmultiplex-Vielfachzugriff (TDMA = time division mulitple access) oder auf einigen anderen Modulationstechniken basieren. CDMA-Systeme können gewisse Vorteile über die Vorteile über andere Typen von System, einschließlich erhöhter Systemkapazität vorsehen.
  • In einem Drahtloskommunikationssystem kommuniziert ein Benutzer mit einem entfernten Endgerät (zum Beispiel ein Zellulartelefon) mit einem anderen Benutzer über Sendungen auf den Vorwärts- und Rückwärtsverbindungen über eine oder mehrere Basisstationen. Die Vorwärtsverbindung (d.h., Abwärtsverbindung bzw. Downlink) bezieht sich auf die Sendung von der Basisstation zu dem Benutzerendgerät und die Rückwärtsverbindung (d.h., Aufwärtsverbindung bzw. Uplink) bezieht sich auf die Sendung von dem Benutzerendgerät zu der Basisstation. Die Vorwärts- und Rückwärtsverbindungen sind typischerweise verschiedenen Frequenzen zugeordnet, ein Verfahren, das Frequenzmultiplexaufteilung (FDM = frequency division multiplexing) genannt wird.
  • Die Charakteristiken der Paketdatensendung auf den Vorwärts- und Rückwärtsverbindungen sind typischerweise sehr unterschiedlich. Auf der Vorwärtsverbindung weiss die Basisstation normalerweise, ob es Daten zum Senden hat, die Menge der Daten und die Identität der empfangenden entfernten Endgeräte, oder nicht. Die Basisstation kann weiterhin mit der "Effizienz", die durch jedes empfangendes entferntes Endgerät erreicht wird, versorgt werden, die quantifiziert werden kann als die Menge der Sendeleistung, die pro Bit benötigt wird. Basierend auf der bekannten Information kann die Basisstation in der Lage sein, auf effiziente Weise Datensendungen zu den entfernten Endgeräten zu den Zeiten- und Datenraten, die ausgewählt wurden, um die gewünschte Performance zu erreichen, zu planen.
  • Auf der Rückwärtsverbindung weiss die Basisstation typischerweise nicht a priori, welche entfernte Endgeräte Paketdaten zum Senden haben, oder wie viele. Die Basisstation ist sich typischerweise der Effizienz jedes empfangenden entfernten Endgeräts bewusst, die quantifiziert werden kann, durch das Energie-pro-Bit-zu-Gesamt-Rauschen-plus-Interface bzw. -Interferenz-Verhältnis, Ec/(No + Io), das an der Basisstation benötigt wird, um eine Datensendung korrekt zu empfangen. Die Basisstation kann anschließend den entfernten Endgeräten Ressourcen zuordnen, wann immer diese benötigt werden und wie sie verfügbar sind.
  • Wegen der Unsicherheit in den Benutzerbedürfnissen, kann die Verwendung auf der Rückwärtsverbindung weit fluktuieren. Wenn viele entfernte Endgeräte zur gleichen Zeit senden, wird bei der Basisstation hohe Interferenz erzeugt. Die Sendeleistung von den entfernten Endgeräten müsste erhöht werden, um die Ziel – Ec/(No + Io) aufrechtzuerhalten, was dann in höheren Pegeln von Interferenz resultieren würde. Wenn die Sendeleistung weiter auf diese Weise erhöht wird, kann ein "Black-out" letztendlich resultieren und die Sendungen von allen oder einem großen Prozentsatz der entfernten Endgeräte kann nicht richtig empfangen werden. Dies ist wegen dem entfernten Endgerät, das nicht in der Lage ist, mit genügend Leistung zu senden, um die Verbindung bei der Basisstation zu schließen bzw. vervollständigen (close).
  • In einem CDMA-System ist die Kanallast auf der Rückwärtsverbindung oft gekennzeichnet durch, was als "Rise-over-thermal" bezeichnet wird. Die Rise over-thermal ist das Verhältnis der gesamten empfangenen Leistung bei einem Basisstationsempfänger zur Leistung des Wärmerauschens bzw. thermischen Rauschens. Basierend auf den theoretischen Kapazitätsberechnungen für eine CDMA-Rückwärtsverbindung gibt es eine theoretische Kurve, die den Rise-over-thermal zeigt, wie er mit der Last anwächst bzw. sich erhöht. Die Last, bei der der Rise-over-thermal unendlich ist, wird oft als der "Pol" bzw. "Pole" bezeichnet. Eine Last die einen Rise-over-thermal von 3dB hat, entspricht einer Last von ungefähr 50 % oder ungefähr die Hälfte der Anzahl von Benutzern, die versorgt werden können, wenn man beim Pol ist. Während sich die Anzahl der Benutzer erhöht und während die Datenraten der Benutzer sich erhöhen, wird die Last höher. Entsprechend, während sich die Last erhöht, erhöht sich die Menge der Leistung, die ein entferntes Endgerät senden muss. Der Rise-over-thermal und die Kanallast sind beschrieben im weiteren Detail von A.J. Viterbi in "CDMA: Principles of Spread Spectrum Communication" Addison-Wesley Wireless Communications Series, Mai 1995, ISBN: 0201633744.
  • Die Viterbi-Referenz sieht klassische Gleichungen vor, die die Beziehung zwischen der Rise-over-thermal, die Anzahl der Benutzer und die Datenraten der Benutzer zeigt. Die Gleichungen zeigen ebenso, dass es eine größere Kapazität (in Bits/Sekunde) gibt, wenn einige wenige Benutzer mit einer hohen Rate senden im Vergleich zu einer größeren Anzahl von Benutzern, die mit einer hohen Rate senden. Dies ist wegen der Interferenz zwischen den sendenden Benutzern.
  • In einem typischen CDMA-System ändern sich die Datenraten der vielen Benutzer kontinuierlich. In einem IS-95- oder cdma2000-System sendet zum Beispiel ein Sprachbenutzer typischerweise mit einer von vier Raten, und zwar entsprechend der Sprachaktivität bei dem entfernten Endgerät, wie beschrieben in dem US-Patent Nr. 5,657,420 und 5,778,338 , beide mit dem Titel "VARIABLE RATE VOCODER" und U.S. Patent Nr. 5,742,734 , mit dem Titel "ENCODING RATE SELECTION IN A VARIABLE RATE VOCODER". Auf ähnliche Weise variieren viele Datenbenutzer ihre Datenraten kontinuierlich. All dies schafft eine beträchtliche Menge von Variation in der Menge der Daten, die gleichzeitig gesendet werden, und deswegen eine beträchtliche Variation in der Rise-over-thermal.
  • Wie aus dem Obigen ersichtlich ist, gibt es einen Bedarf auf diesem Gebiet für eine Rückwärtsverbindungskanalstruktur, die dazu in der Lage ist, hohe Performance für Paketdatensendung zu erreichen, und die die Datensendungscharakteristiken der Rückwärtsverbindungen berücksichtigt.
  • US Patent No. 6,021,124 beschreibt ein Verfahren für eine automatische Multikanal-Neuübertragungsanfrage, in dem Datenpakete neu gesendet werden, wenn sie nicht positiv bestätigt werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Aspekte der Erfindung sehen Mechanismen vor, die eine effiziente und verlässliche Datensendung vorsehen. Im Speziellen, wird ein verlässliches Bestätigungs-/Negativ-Bestätigungsschema und ein effizientes Neusendungsschema vorgesehen.
  • Die offenbarten Ausführungsbeispiele sehen weiterhin Verfahren und Vorrichtungen vor, die verschiedene Aspekte, Ausführungsbeispiele und Merkmale der Erfindung, wie im weiteren Detail nachstehend beschrieben, implementieren.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Merkmale, Natur und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ausgehend von der detaillierten Beschreibung, die nachstehend dargelegt ist, noch deutlicher werden, wenn sie in Verbindung mit den Zeichnungen gebracht wird, in denen durchgehend gleiche Bezugszeichen das entsprechende identifizieren und wobei:
  • 1 ein Diagramm eines Drahtloskommunikationssystems ist, das eine Anzahl von Benutzern unterstützt;
  • 2 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Basisstation und eines entfernten Endgeräts ist;
  • 3A und 3B eine Rückwärts- bzw. eine Vorwärtskanalstruktur sind;
  • 4 ein Diagramm ist, das eine Kommunikation zwischen dem entfernten Endgerät und der Basisstation darstellt, um einen Rückwärtsverbindungsunterstützungskanal (R-SCH = reverse link supplemental channel) zuzuweisen;
  • 5A und 5B Diagramme sind, die eine Datensendung auf der Rückwärtsverbindung und eine Ack/Nak-Nachrichten-sendung für zwei unterschiedliche Szenarien darstellen;
  • 6A und 6B Diagramme sind, die eine Bestätigungssequenzierung mit kurzen bzw. langen Bestätigungsverzögerungen darstellen;
  • 7 ein Flussdiagramm ist, das eine Variabelratendatensendung auf dem R-SCH mit schneller Überlastungssteuerung zeigt, und
  • 8 ein Diagramm ist, das Verbesserung darstellt, die mit der schnellen Steuerung des R-SCH möglich sein kann.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • 1 ist ein Diagramm eines Drahtloskommunikationssystems 100, das eine Anzahl von Benutzern unterstützt und dazu fähig ist verschiedene Aspekte der Erfindung zu implementieren. System 100 sieht Kommunikation für eine Anzahl von Zellen vor, wobei jede Zelle von einer entsprechenden Basisstation 104 versorgt wird. Die Basisstationen werden ebenso gemeinsam bezeichnet als Basistransceiversysteme (BTSs). Verschiedene entfernte Endgeräte 106 sind über das ganze System verteilt. Jedes entfernte Endgerät 106 kann mit einer oder mehreren Basisstationen 104 auf den Vorwärts- und Rückwärtsverbindungen zu jedem Zeitpunkt bzw. Moment kommunizieren, und zwar abhängig davon, ob das entfernte Endgerät aktiv ist oder nicht, und ob es im Soft-Handoff ist oder nicht. Die Vorwärtsverbindung bezieht sich auf Sendung von der Basisstation 104 zum entfernten Endgerät 106 und die Rückwärtsverbindung bezieht sich auf die Sendung vom entfernten Endgerät 106 zur Basisstation 104. Wie in 1 gezeigt, kommuniziert die Basisstation 104a mit dem entfernten Endgeräten 106a, 106b, 106c und 106d und Basisstation 104b kommuniziert mit den entfernten Endgeräten 106d, 106e und 106f. Entferntes Endgerät 106d ist im Soft-Handoff und kommuniziert gleichzeitig mit den Basisstationen 104a und 104b.
  • Im System 100 koppelt ein Basisstationscontroller (BSC = base station controller) 102 an die Basisstationen 104 und kann weiterhin an ein öffentliches Telefonvermittlungsnetzwerk (PSTN = public switched telephone network) ankoppeln. Das Ankoppeln des PSTN wird typischerweise erreicht über eine Mobilvermittlungsstelle (MSC = mobile switching center), die nicht in 1 der Einfachheit halber gezeigt ist. Der BSC kann ebenso an ein Paketnetzwerk koppeln, das typischerweise erreicht wird über einen Paketdatenversorgungsknoten (PDSN = packet data serving node), der ebenso nicht in 1 gezeigt ist. BSC 102 sieht Koordination und Steuerung der Basisstationen, an die es gekoppelt ist, vor. BS 102 steuert weiterhin das Lenken der Telefonanrufe unter den entfernten Endgeräten 106, und zwischen den entfernten Endgeräten 106 und Benutzern, die an das PSTN (zum Beispiel, konventionelle Telefone) und an das Paketnetzwerk gekoppelt sind, und zwar über Basisstationen 104.
  • System 100 kann konstruiert sein, um einen oder mehrere CDMA-Standards zu unterstützen, wie zum Beispiel (1) der "TIA/EIA-95-B Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System" (der IS-95-Standard), (2) der "TIA/EIA-98-D Recommended Minimum Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular Mobile Station" (der IS-98-Standard), (3) die Dokumente, die von einem Konsortium mit dem Namen "3rd Generation Partnership Project" (3GPP) angeboten werden und in einem Satz von Dokumenten einschließlich Dokument Nummern 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213 und 3G TS 25.214 (der W-CDMA-Standard) enthalten ist, (4) die Dokumente, die von einem Konsortium mit dem Namen "3rd Generation Partnership Project 2" (3GPP2) angeboten werden und in einem Satz von Dokumenten einschließlich Dokument Nummern C.S0002-A, C.S0005-A, C.S0010-A, C.S0011-A, C.S0024 und C.S0026 (der cdma2000-Standard) enthalten ist, und (5) einige andere Standards. In dem Fall der 3GPP- und 3GPP2-Dokumente, sind diese weltweit durch Standardkörperschaften (zum Beispiel, TIA, ETSI, ARIE, TTA und CWTS) in regionale Standards konvertiert und sind internationale Standards durch die International Telecommunications Union (ITU) konvertiert worden.
  • 2 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Basisstation 104 und des entfernten Endgeräts 106, die dazu fähig sind verschiedene Aspekte der Erfindung zu implementieren. Für eine bestimmte Kommunikation, Sprachdaten, Paketdaten und/oder Nachrichten können Basisstationen 104 und entferntes Endgerät 106 ausgetauscht werden. Verschiedene Typen von Nachrichten können gesendet werden, wie zum Beispiel Nachrichten, die dazu benutzt werden, um eine Kommunikationssitzung zwischen der Basisstation und dem entfernten Endgerät aufzubauen und Nachrichten, die dazu benutzt werden, um eine Datensendung (zum Beispiel Leistungssteuerung, Datenrateninformation, Bestätigung usw.) zu steuern. Einige dieser Nachrichtentypen sind im weiteren Detail nachstehend beschrieben.
  • Für die Rückwärtsverbindung beim entfernten Endgerät 106 werden Sprach- und/oder Paketdaten (zum Beispiel von einer Datenquelle 210) und Nachrichten (zum Beispiel von einem Controller 230) zu einem Sendedatenprozessor 212 (TX = transmit) geliefert, der die Daten und Nachrichten mit einem oder mehreren Codierungsschemata formatiert und codiert, um codierte Daten zu erzeugen. Jedes Codierungsschema kann jede Kombination der zyklischen Redundanzprüfung (CRC = cyclic redundancy check), Faltung, Turbo, Block und andere Codierung oder keine Codierung beinhalten. Typischerweise werden Sprachdaten, Paketdaten und Nachrichten unter Verwendung von verschiedenen Schemata codiert und verschiedene Typen von Nachrichten können ebenso unterschiedlich codiert werden.
  • Die codierten Daten werden anschließend zu einem Modulator (MOD) 214 geliefert und weiter verarbeitet (zum Beispiel, überdeckt, gespreizt mit kurzen PN-Sequenzen, und verwürfelt mit einer langen PN-Sequenz, die dem Benutzerendgerät zugewiesen ist). Die modulierten Daten werden anschließend zu einer Sendeeinheit (TMTR = transmitter unit) 216 geliefert und aufbereitet (zum Beispiel, konvertiert zu einem oder mehreren analogen Signalen, verstärkt, gefiltert und quadraturmoduliert), um ein Rückwärtsverbindungssignal zu erzeugen. Das Rückwärtsverbindungssignal wird über einen Duplexer (D) 218 gelenkt und über eine Antenne 220 zur Basisstation 104 gesendet.
  • Bei der Basisstation 104 wird das Rückwärtsverbindungssignal von einer Antenne 250 empfangen, über einen Duplexer 252 gelenkt und zu einer Empfängereinheit (RCVR = receiver unit) 254 geliefert. Die Empfängereinheit 254 bereitet (zum Beispiel, filtert, verstärkt, runterkonvertiert und digitalisiert) das empfangene Signal und sieht Samples bzw. Abtastungen vor. Ein Demodulator (DEMOD) 256 empfängt und verarbeitet (zum Beispiel entspreizt, deckt auf und demoduliert den Pilot) die Samples bzw. Abtastungen, die wieder hergestellten Symbole vorzusehen. Demodulator 256 kann einen Rake-Empfänger implementieren, der vielfache Versionen des empfangenen Signals verarbeitet und kombinierte Symbole erzeugt. Ein Empfangsdatenprozessor (RX = receive) 258 decodiert anschließend die Symbole, um die Daten und Nachrichten, die auf der Rückwärtsverbindung gesendet wurden, wiederherzustellen. Die wiederhergestellten Sprach-/Paketdaten werden zu einer Datensenke 260 geliefert und die wiederhergestellten Nachrichten können zu einem Controller 270 geliefert werden. Die Verarbeitung durch den Demodulator 256 und RX-Datenprozessor 258 sind komplementär zu der, die bei dem entfernten Endgerät 106 durchgeführt wird. Demodulator 256 und RX-Datenprozessor 258 können weiterhin betrieben werden, um vielfache Sendungen, die über vielfache Kanäle empfangen wurden, zum Beispiel, einem Rückwärtsfundamentalkanal (R-FCH = reverse fundamental channel) und einem Rückwärtsunterstützungskanal (R-SCH = reverse supplemental channel) verarbeiten. Ebenso können Sendungen gleichzeitig von vielfachen entfernten Endgeräten empfangen werden, wobei jede von diesen auf einem Rückwärtsfundamentalkanal, einem Rückwärtsunterstützungskanal, oder auf beiden gesendet werden können.
  • Auf der Vorwärtsverbindung bei der Basisstation 104 werden Sprach- und/oder Paketdaten (zum Beispiel von einer Datenquelle 262) und Nachrichten (zum Beispiel vom Controller 270) von einem Sendedatenprozessor 264 (TX = transmit) verarbeitet (zum Beispiel, formatiert und codiert), weiterhin verarbeitet (zum Beispiel, überdeckt und gespreizt) durch einen Modulator (MOD) 266, und aufbereitet (zum Beispiel konvertiert in analoge Signale, verstärkt, gefiltert und quadraturmoduliert) durch eine Sendeeinheit (TMTR) 268, um ein Vorwärtsverbindungssignal zu erzeugen. Das Vorwärtsverbindungssignal wird über einen Duplexer 252 gelenkt, und zwar über Antenne 250 zum entfernten Endgerät 106 gesendet.
  • Beim entfernten Endgerät 106 wird das Vorwärtsverbindungssignal von der Antenne 220 empfangen, über Duplexer 218 gelenkt und zu einer Empfängereinheit 222 geliefert. Empfängereinheit 222 bereitet (zum Beispiel, runterkonvertiert, filtert, verstärkt, quadraturdemoduliert und digitalisiert) das empfangene Signal auf und sieht Samples bzw. Abtastungen vor. Die Samples werden von einem Demodulator 224 verarbeitet (zum Beispiel entspreizt, aufgedeckt und Pilot-demoduliert), um Symbole vorzusehen und die Symbole wer den weiterhin von einem Empfangsdatenprozessor 226 verarbeitet (zum Beispiel decodiert und geprüft), um die Daten und Nachrichten, die auf der Vorwärtsverbindung gesendet wurden, wiederherzustellen. Die wiederhergestellten Daten werden an eine Datensenke 228 geliefert und die wiederhergestellten Nachrichten können zu einem Controller 230 geliefert werden.
  • Die Rückwärtsverbindung hat einige Charakteristiken, die sehr unterschiedlich zu denen der Vorwärtsverbindung sind. Im Speziellen, sind die Datensendungscharakteristiken, Soft-Handoff-Verhalten, und das Schwundphänomen typischerweise sehr unterschiedlich zwischen den Vorwärts- und Rückwärtsverbindungen.
  • Wie oben angemerkt, weiß auf der Rückwärtsverbindung die Basisstation typischerweise nicht a priori, welche entfernte Endgeräte Paketdaten zum Senden haben, oder wie viele. Somit kann die Basisstation den entfernten Endgeräten Ressourcen zuordnen, wann immer angefordert wird und wie sie verfügbar sind. Wegen der Unsicherheit bei der Benutzernachfrage, kann die Verwendung auf der Rückwärtsverbindung weit fluktuieren.
  • Mechanismen können vorgesehen werden, um effektiv und effizient die Ressourcen der Rückwärtsverbindung zuzuordnen und anzuwenden. Zum Beispiel können Mechanismen vorgesehen werden, um schnell Ressourcen bei Bedarf zuzuweisen und die Ressourcen schnell wieder freizugeben, wenn sie nicht mehr gebraucht werden, oder, um die Systemstabilität aufrechtzuerhalten. Die Rückwärtsverbindungsressourcen können über einen Unterstützungskanal zugewiesen werden, der für Paketdatensendung benutzt wird. Gemäß der Erfindung werden Mechanismen vorgesehen, um effiziente und zuverlässige Datensendung zu ermöglichen. Im Speziellen sind ein zuverlässiges Bestätigungsschema und ein effizientes Schema der erneuten Sendung vorgesehen. Mechanismen können vorgesehen sein, um die Sendeleistung der entfernten Endgeräte zu steuern, um hohe Performance zu erreichen und Instabilität zu vermeiden. Diese und andere Mechanismen werden im weiteren Detail nachstehend beschrieben.
  • 3A ist ein Diagramm einer Rückwärtskanalstruktur. Die Rückwärtskanalstruktur beinhaltet einen Zugriffskanal, einen erweiterten Zugriffskanal, einen Pilotkanal (R-PICH = pilot channel), einen gemeinsamen Steuerungskanal (R-CCCH = common control channel), einen dedizierten Steuerungskanal (R-DCCH = dedicated control channel), einen Fundamentalkanal (R-FCH), Unterstützungskanäle (R-SCH) und einen Rückwärtsratenanzeigekanal (R-RICH = reverse rate indicator channel). Unterschiedliche, weniger und/oder zusätzliche Kanäle können ebenso unterstützt werden und sind innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung. Diese Kanäle können ähnlich zu denen, die vom cdma2000-Standard definiert sind, implementiert werden. Merkmale von einigen dieser Kanäle sind nachstehend beschrieben.
  • Für jede Kommunikation (d.h. für jeden Anruf) sind ein spezifischer Satz von Kanälen, die für die Kommunikation und deren Konfigurationen benutzt werden können, durch eine von einer Anzahl von Funkkonfigurationen (RC = radio configurations) definiert. Jede RC definiert ein spezifisches Sendeformat, das durch die verschiedenen physikalischen Ebenenparameter charakterisiert ist, wie zum Beispiel die Senderaten, Modulationscharakteristiken, Spreizrate und so weiter. Die Funkkonfigurationen können ähnlich zu denen, die für den cdma2000-Standard definiert sind, sein.
  • Der Rückwärtsdedizierte Steuerungskanal (R-DCCH) wird benutzt, um Benutzer- und Signalisierungsinformation (zum Beispiel Steuerungsinformation) zur Basisstation während einer Kommunikation zu senden. Der R-DCCH kann ähnlich zu dem R-DCCH, der in dem cdma2000-Standard definiert ist, implementiert werden.
  • Der Rückwärtsfundamentalkanal (R-FCH) wird benutzt, um Benutzer- und Signalisierungsinformation (zum Beispiel Sprachdaten) zur Basisstation während einer Kommunikation zu senden. Der R-FCH kann ähnlich zu dem R-FCH, der in dem cdma2000-Standard definiert ist, implementiert werden.
  • Der Rückwärtsunterstützungskanal (R-SCH) wird benutzt, um Benutzerinformation (zum Beispiel Paketdaten) zur Basisstation während einer Kommunikation zu senden. Der R-SCH wird von einigen Funkkonfigurationen (RC3 bis RC11) unterstützt, und ist den entfernten Endgeräten nach Bedarf und wenn verfügbar zugewiesen. In einem Ausführungsbeispiel können Null, eins oder zwei Unterstützungskanäle (d.h. R-SCH1 und R-SCH2) dem entfernten Endgerät zu jedem Zeitpunkt zugewiesen werden. Der R-SCH kann erneute Sendung in der physikalischen Ebene oder Layer unterstützen und kann unterschiedliche Codierungsschemata für die erneute Sendung anwenden. Eine erneute Sendung kann zum Beispiel eine Coderate von ½ für die originale Sendung benutzen. Die gleichen Rate-½-Codesymbole können für die erneute Sendung wiederholt werden. Alternativ kann der unterliegende Code eine Rate von 1/4 Code sein. Die originale Sendung kann ½ der Symbole benutzen und die erneute Sendung kann die andere Hälfte der Symbole benutzen. Wenn eine dritte erneute Sendung durchgeführt wird, kann sie eins aus der Gruppe von Symbolen, einen Teil jeder Gruppe, einen Untersatz von jeder Gruppe und andere mögliche Kombinationen der Symbole wiederholen.
  • R-SCH2 kann in Verbindung mit R-SCH1 (zum Beispiel RC11) benutzt werden. Im Speziellen kann R-SCH2 benutzt werden, um eine unterschiedliche Qualität von Dienst (QoS = quality of service) vorzusehen. Ebenso können Typ II und III Hybrid-ARQ-Schemata benutzt werden, und zwar in Verbindung mit dem R-SCH. Hybrid-ARQ-Schemata sind generell beschrieben durch S.B. Wicker in "Error Control System for Digital Communication and Storage" Prentice-Hall, 1995, Chapter 15. Hybrid-ARQ-Schemata sind ebenso im cdma2000-Standard beschrieben.
  • Der Rückwärtsratenanzeigekanal (R-RICH) wird von dem entfernten Endgerät benutzt, um Informationen betreffend der (Paket-)Senderate auf einem oder mehreren Rückwärtsunterstützungskanälen vorzusehen. Tabelle 1 listet die Felder für ein spezifisches Format des R-RICH auf. Das entfernte Endgerät kann für jede Datenrahmensendung auf dem R-SCH ein Rückwärtsratenanzeigesymbol (RRI = reverse rate indicator) senden, das die Datenrate für den Datenrahmen anzeigt. Das entfernte Endgerät sendet ebenso die Sequenznummer des Datenrahmens, der gesendet wird, und ob der Datenrahmen eine erste Sendung oder eine erneute Sendung ist. Unterschiedliche, weniger und/oder zusätzliche Felder können ebenso für den R-RICH benutzt werden. Die Information in Tabelle 1 wird von dem entfernten Endgerät für jeden Datenrahmen, der auf dem Unterstützungskanal gesendet wird (zum Beispiel alle 20 Millisekunden), gesendet. Tabelle 1
    Feld Länge (Bits)
    RRI 3
    SEQUENCE_NUM 2
    RETRAN_NUM 2
  • Wenn es vielfache Rückwärtsunterstützungskanäle gibt (zum Beispiel, R-SCH1 und R-SCH2), dann kann es vielfache R-RICH-Kanäle geben (zum Beispiel, R-RICH1 und R-RICH2), jedes mit den RRI-, SEQUENCE_NUM- und RETRAN_NUM-Feldern. Alternativ können die Felder für vielfache Rückwärtsunterstützungskanäle in einem Einzelnen R-RICH-Kanal kombiniert werden. In bestimmten Anordnungen, wird das RRI-Feld nicht benutzt, und feste Senderaten werden benutzt oder die Basisstation führt eine Blindratenbestimmung durch, in der die Basisstation die Senderate aus den Daten bestimmt. Blindratenbestimmung kann auf eine Art und Weise beschrieben im US-Patent Nr. 6,175,590 mit dem Titel "Method and Apparatus for Determining the Rate of Receive Data in a variable Rate Communication System" erteilt am 16. Januar 2001, US-Patent Nr. 5,751,725 mit dem Titel "Method and Apparatus for Determining the Rate of Receive Data in a variable Rate Communication System", erteilt am 12. Mai 1998, erreicht werden, wobei beide dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung zugeordnet sind.
  • 3B ist ein Diagramm einer Vorwärtskanalstruktur. Die Vorwärtskanalstruktur beinhaltet gemeinsame Kanäle, Pilotkanäle und dedizierte Kanäle. Die gemeinsamen Kanäle beinhalten einen Ausstrahlungskanal (F-BCCH), einen Schnell-Paging-Kanal (F-QPCH), einen gemeinsamen Steuerungskanal (F-CCCH) und einen gemeinsamen Leistungssteuerungskanal (F-CPCCH). Die Pilotkanäle beinhalten einen Grund-Pilotkanal und einen Hilfspilotkanal und die dedizierten Kanäle beinhalten einen Fundamentalkanal (F-FCH), einen Unterstützungskanal (F-SCH), einen dedizierten Hilfskanal (F-APICH), einen dedizierten Steuerungskanal (F-DCCH) und einen dedizierten Paketsteuerungskanal (F-CPDCCH). Nochmals, unterschiedliche, weniger und/oder zusätzliche Kanäle können ebenso unterstützt werden. Diese Kanäle können auf ähnliche Weise zu denen, die in dem cdma2000-Standard definiert sind, implementiert werden. Merkmale von einigen dieser Kanäle sind nachstehend beschrieben.
  • Der gemeinsame Vorwärtsleistungssteuerungskanal (F-CPCCH) wird von der Basisstation benutzt, um Leistungsteuerungsunterkanäle (zum Beispiel ein Bit pro Unterkanal) für die Leistungssteuerung des R-PICH, R-FCH, R-DCCH und R-SCH zu senden. Bei der Kanalzuweisung, kann einem entfernten Endgerät ein Rückwärtsverbindungsleistungs-steuerungsunterkanal von einem der drei Quellen F-DCCH, F-SCH und F-CPCCH zugewiesen werden. Der F-CPCCH kann zugewiesen werden, wenn der Rückwärtsverbindungsleistungssteuerungsunterkanal nicht von entweder dem F-DCCH oder F-SCH vorgesehen wird.
  • Die verfügbaren Bits in dem F-CPCCH können benutzt werden, um einen oder mehrere Leistungssteuerungsunterkanäle zu bilden, die anschließend für unterschiedliche Anwendungen bzw. Verwendungen zugewiesen werden können. Eine Anzahl von Leistungssteuerungsunterkanälen kann zum Beispiel definiert werden und für Leistungssteuerung von einer Anzahl von Rückwärtsverbindungskanälen benutzt werden. Die Leistungssteuerung für vielfache Kanäle basierend auf vielfachen Leistungssteuerungsunterkanälen kann implementiert werden wie beschrieben im US-Patent Nr. 5,991,284 mit dem Titel "SUBCHANNEL POWER CONTROL", erteilt am 23. November 1999 und dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung zugewiesen.
  • In spezifischen Implementierungen steuert ein 800-bps-Leistungssteuerungsunterkanal die Leistung des Rückwärtspilotkanals (R-PICH). Alle Rückwärtsverkehrskanäle (zum Beispiel der R-FCH, R-DCCH und R-SCH) haben ihre Leistungspegel bezogen auf den R-PICH durch ein bekanntes Verhältnis, zum Beispiel wie im C.S0002 beschrieben. Das Verhältnis zwischen zwei Kanälen wird oft bezeichnet als das Verkehrs-zu-Pilot-Verhältnis. Das Verkehrs-zu-Pilot-Verhältnis (d. h., der Leistungspegel des Rückwärtsverkehrskanals bezüglich des R-PICH) kann über Benachrichtigung bzw. Messaging von der Basisstation angepasst werden. Diese Benachrichtigung bzw. Messaging ist jedoch langsam, sodass 100 Bit pro Sekunde (bps = bits per second) Leistungssteuerungsunterkanal definiert werden kann und für Leistungssteuerung des R-SCH benutzt werden kann. Dieser R-SCH-Leistungssteuerungsunterkanal kann den R-SCH bezüglich des R-PICH oder die absolute Sendeleistung des R-SCH steuern.
  • In einem Aspekt der Erfindung kann ein "Überlastungs"-Steuerungsunterkanal ebenso definiert werden, und zwar für die Steuerung des R-SCH und dieser Überlastungssteuerungsunterkanal kann basierend auf dem R-SCH-Leistungssteuerungsunterkanal oder einem anderen Unterkanal implementiert werden.
  • Leistungssteuerung für die Rückwärtsverbindung wird im Detail nachstehend beschrieben.
  • Der dedizierte Vorwärtspaketsteuerungskanal (F-DPCCH) wird benutzt, um Benutzer- und Signalisierungsinformationen zu einem spezifischen entfernten Endgerät während einer Kommunikation zu senden. Der F-DPCCH kann benutzt werden, um eine Rückwärtsverbindungspaketdatensendung zu steuern. Der F-DPCCH kann codiert werden und verschachtelt, um Zuverlässigkeit zu verbessern und kann ähnlich zu dem F-DCCH, der in dem cdma2000-Standard definiert ist, implementiert werden.
  • Tabelle 2 listet die Felder für ein spezifisches Format des F-DPCCH auf. Der F-DPCCH kann eine Rahmengröße haben von 48 Bits, von denen 16 für CRC benutzt werden, 8 Bits für die Codierungsterminierung und 24 Bits sind verfügbar für Daten und Benachrichtigung. Die Standardsenderate kann für den F-DPCCH 9600 bps sein, in diesem Fall kann ein 840 Bitrahmen in 5 Millisekundenzeitintervallen gesendet werden. Jede Sendung (d.h., jeder F-DPCCH-Rahmen) kann mit einem öffentlichen Langcode von dem empfangenden entfernten Endgerät, an den der Rahmen gerichtet ist, abgedeckt sein. Dies vermeidet den Bedarf eine explizite Adresse (demzufolge ist der Kanal als ein "dedizierter" Kanal bezeichnet) zu benutzen. Der F-DPCCH ist jedoch ebenso "gemeinsam", da eine große Anzahl von entfernten Endgeräten im dedizierten Kanalmodus kontinuierlich den Kanal überwachen können. Wenn eine Nachricht an ein bestimmtes entferntes Endgerät gerichtet ist und korrekt empfangen wird, dann wird der CRC stimmen. Tabelle 2
    Feld Anzahl von Bits/Rahmen
    Information 24
    Rahmenqualitätsanzeige 16
    Codiererterminierung 8
  • Der F-DPCCH kann benutzt werden, um Mini-Nachrichten zu senden, wie zum Beispiel die, die vom cdma2000-Standard definiert sind. Der F-DPCCH kann zum Beispiel benutzt werden, um eine Rückwärtsunterstützungskanalzuweisungsmininachricht (RSCAMM = Reverse Supplemental Channel Assignment Mini Message), die benutzt wird, um dem entfernten Endgerät den F-SCH zu gewähren.
  • Der gemeinsame Vorwärtspaket-Ack/Nak-Kanal (F-CPANCH = Ack/Nak channel) wird von der Basisstation benutzt, um (1) Bestätigungen (Ack) und negative Bestätigungen (Nak) für eine Rückwärtsverbindungsdatensendung zu senden und (2) andere Steuerungsinformationen. In einem Ausführungsbeispiel werden Bestätigungen und negative Bestätigungen als N-Bit-Ack/Nak-Nachrichten gesendet, wobei jede Nachricht mit einem entsprechenden Datenrahmen, der auf der Rückwärtsverbindung gesendet wird, assoziiert ist. In einem Ausführungsbeispiel kann jede Ack/Nak-Nachricht 1, 2, 3 oder 4 Bits (oder möglicherweise mehr Bits) beinhalten, wobei die Anzahl der Bits in der Nachricht abhängig von der Anzahl der Rückwärtsverbindungskanäle in der Service- bzw. Dienstkonfiguration ist. Die N-Bit-Ack/Nak-Nachricht kann blockcodiert werden, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen oder "in the clear" bzw. einfach so gesendet werden.
  • Bei einem Aspekt wird die Ack/Nak-Nachricht, um die Zuverlässigkeit zu verbessern, für einen bestimmten Datenrahmen in einem nachfolgenden Rahmen (zum Beispiel 20 Millisekunden später) erneut gesendet werden, um Zeitvielfalt bzw. -Diversity vorzusehen. Die Zeit-Diversity sieht zusätzliche Zuverlässigkeit vor, oder kann die Reduzierung in der Leistung erlauben, dazu benutzt, um die Ack/Nak-Nachricht während dem Aufrechterhalten der gleichen Zuverlässigkeit zu senden. Die Ack/Nak-Nachricht kann Fehlerkorrekturcodierung, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, benutzen. Für die erneute Sendung kann die Ack/Nak-Nachricht exakt das gleiche Codewort wiederholen oder inkrementale Redundanz benutzen. Sendung und erneute Sendung der Ack/Nak ist detaillierter nachstehend beschrieben.
  • Mehrere Typen von Steuerung werden auf der Vorwärtsverbindung benutzt, um die Rückwärtsverbindung zu steuern. Diese beinhalten Steuerungen für die Unterstützungskanalanfrage und -gewährung, Ack/Nak für eine Rückwärtsverbindungsdatensendung, Leistungssteuerung der Datensendung und möglicherweise andere.
  • Die Rückwärtsverbindung kann operiert bzw. betrieben werden, um den Riseover-thermal bei der Basisstation relativ konstant aufrechtzuerhalten, solange bis es Rückwärtsverbindungsdaten gibt, die gesendet werden sollen. Sendung auf dem R-SCH kann auf verschiedene Arten zugeordnet werden, zwei davon sind nachstehend beschrieben:
    • • durch unbegrenzte Zuordnung. Dieses Verfahren wird für Echt-Zeitverkehr benutzt, das nicht viel Verzögerung tolerieren kann. Dem entfernten Endgerät wird erlaubt, sofort bis zu einer gewissen zugeordneten Datenrate zu senden.
    • • durch Planen bzw. Planung. Das entfernte Endgerät sendet eine Schätzung seiner Puffergröße. Die Basisstation bestimmt, wann dem entfernten Endgerät erlaubt wird, zu senden. Dieses Verfahren wird für verfügbaren Bitratenverkehr benutzt. Das Ziel einer Planung ist die Anzahl der gleichzeitigen Sendungen zu begrenzen, sodass die Anzahl der gleichzeitig sendenden entfernten Endgeräte begrenzt wird, wodurch die Interferenz zwischen den entfernten Endgeräten reduziert wird.
  • Da die Kanallast sich relativ dramatisch bzw. schnell verändern kann, kann ein Schnellsteuerungsmechanismus benutzt werden, um die Sendeleistung des R-SCH (zum Beispiel relativ zu dem Rückwärtspilotkanal) zu steuern, wie nachstehend beschrieben.
  • Eine Kommunikation zwischen dem entfernten Endgerät und der Basisstation, um eine Verbindung aufzubauen, kann wie folgendermaßen erreicht werden. Ursprünglich ist das entfernte Endgerät in einem schlafenden Zustand bzw. Modus oder überwacht die gemeinsamen Kanäle mit dem aktiven geschlitzten Timer bzw. Zeitgeber (d.h. das entfernte Endgerät überwacht jeden Slot bzw. Schlitz). Zu einer bestimmten Zeit wünscht das entfernte Endgerät eine Datensendung und sendet eine Kurznachricht zu der Basisstation, um eine erneute Verbindung der Verbindung anzufragen bzw. anzufordern. Ansprechend darauf kann die Basisstation eine Nachricht senden, die die Parameter spezifiziert, die für die Kommunikation und die Konfigurationen der verschiedenen Kanäle benutzt werden. Diese Information kann über eine erweiterte Kanalzuweisungsnachricht (ECAM = Extended Channel Assignment Message), eine speziell definierte Nachricht oder eine andere Nachricht gesendet werden. Diese Nachricht kann das Folgende spezifizieren:
    • • die MAC_ID für jedes Mitglied des aktiven Satzes des entfernten Endgeräts oder eines Untersatzes des aktiven Satzes. Die MAC_ID wird später für die Adressierung der Vorwärtsverbindung benutzt.
    • • ob der R-DCCH oder R-FCH auf der Rückwärtsverbindung benutzt wird.
    • • Für den F-CPANCH, die Spreizcodes (zum Beispiel Walsh) und der aktive Satz, der benutzt werden soll. Dies kann erreicht werden durch (1) Senden der Spreizcodes in der ECAM oder (2) Senden der Spreizcodes in einer Ausstrahlungsnachricht, die von dem entfernten Endgerät empfangen wird. Die Spreizcodes der Nachbarzellen müssen vielleicht beinhaltet werden. Wenn die gleichen Spreizcodes in benachbarten Zellen benutzt werden, muss vielleicht nur ein einzelner Spreizcode gesendet werden.
    • • für den F-CPCCH, der aktive Satz, die Kanalidentität und die Bitpositionen. Die MAC_ID kann auf die F-CPCCH-Bitpositionen gehasht werden, um es überflüssig zu machen, die die aktuellen Bitpositionen oder Unterkanal des entfernten Endgeräts zu senden. Dieses Hashing ist ein pseudozufälliges Verfahren, um eine MAC_ID auf einen Unterkanal auf dem F_CPCCH abzubilden. Da verschiedenen gleichzeitigen entfernten Endgeräten eindeutige MAC_ID's zugewiesen werden, kann das Hashing so sein, dass diese MAC_ID's ebenso auf eindeutige F-CPCCH-Unterkanäle abgebildet werden. Wenn es zum Beispiel K-mögliche Bitpositionen und N-mögliche MAC_ID's gibt, dann ist K = N × ((40503 × KEY) mod 216)/216, wobei KEY die Anzahl ist, die an dieser Stelle festgelegt ist. Es gibt viele andere Hash-Funktionen, die benutzt werden können und Diskussionen davon kann in vielen Textbüchern, die sich mit Computeralgorithmen befassen, gefunden werden.
  • Die Nachricht von der Basisstation (zum Beispiel die ECAM) kann mit einem spezifischen Feld, USE_OLD_SERV_CONFIG vorgesehen werden, das benutzt wird, um anzuzeigen, ob die Parameter, die in der letzten Verbindung aufgebaut wurden, für die erneute Verbindung benutzt werden sollen oder nicht. Dieses Feld kann benutzt werden, um es überflüssig zu machen, die Dienstverbindungsnachricht bzw. Service Connect Message bei der erneuten Verbindung zu senden, was die Verzögerung beim Neuaufbau der Verbindung reduzieren kann.
  • Sobald das entfernte Endgerät den dedizierten Kanal initialisiert hat, fährt es zum Beispiel fort, wie in dem cdma2000-Standard beschrieben.
  • Wie oben angemerkt, kann bessere Verwendung bzw. Anwendung der Rückwärtsverbindungsressourcen erreicht werden, wenn die Ressourcen schnell nach Bedarf und wenn verfügbar zugeordnet werden können. In einer drahtlosen (und speziell mobilen) Umgebung, fluktuieren die Verbindungsbedingungen kontinuierlich und lange Verzögerung beim Zuordnen der Ressourcen kann in ungenauer Zuordnung und/oder Verwendung resultieren. Somit können Mechanismen vorgesehen werden, um schnell Unterstützungskanäle zuzuordnen und freizugeben.
  • 4 ist ein Diagramm, das eine Kommunikation zwischen dem entfernten Endgerät und der Basisstation darstellt, um einen Rückwärtsverbindungsunterstützungskanal (R-SCH) zuzuweisen und wieder freizugeben. Der R-SCH kann schnell zugewiesen und freigegeben werden, je nach Bedarf. Wenn das entfernte Endgerät Paketdaten zum Senden hat, die die Verwendung des R-SCH benötigen, fordert es den R-SCH durch Senden einer Unterstützungskanalanforderungsmininachricht (SCRMM = Supplemental Channel Request Mini Message) (Schritt 412) zu der Basisstation an. Die SCRMM ist eine 5 Millisekundennachricht, die auf dem R-DCCH oder R-FCH gesendet werden kann. Die Basisstation empfängt die Nachricht und leitet sie zu dem BSC (Schritt 414) weiter. Die Anfrage bzw. Anforderung kann oder kann nicht gewährt werden. Wenn die Anfrage gewährt wird, empfängt die Basisstation die Ge währung (Schritt 416) und sendet dem R-SCH Gewährung unter Verwendung einer Rückwärtsunterstützungskanalzuweisungsmini-nachricht (RSCAMM = Reverse Supplemental Channel Assignment Mini Message) (Schritt 418). Die RSCAMM ist ebenso eine 5-Millisekundennachricht, die auf dem F-FCH oder F-DCCH (wenn dem entfernten Endgerät zugeordnet) oder auf dem F-DPCCH (andernfalls) gesendet werden kann. Sobald zugewiesen, kann das entfernte Endgerät danach auf dem R-SCH (Schritt 420) senden.
  • Tabelle 3 listet die Felder für ein spezifisches Format der RSCAMM auf. In dieser Konfiguration enthält die RSCAMM 8 Bits der Ebenen-2-Felder (d.h.
  • MSG_TYPE, ACK_SEQ, MSG_SEQ und ACK_REQUIREMENT-Felder), 14 Bits der Ebene-3-Felder und zwei reservierte Bits, die ebenso für das Auffüllen bzw. Padding wie beschrieben im C.S0004 und C.S0005 benutzt werden.
  • Die Ebene 3 (d.h. Signalisierungsebene) kann wie im cdma2000-Standard definiert sein. Tabelle 3
    Feld Länge (Bits)
    MSG_TYPE 3
    ACK_SEQUENCE 2
    MSG_SEQUENCE 2
    ACK_REQUIREMENT 1
    REV_SCH_ID 1
    REV_SCH_DURATION 4
    REV_SCH_START_TIME 5
    REV_SCH_NUM_BITS_IDX 4
    RESE_RVED 2
  • Wenn das entfernte Endgerät keine Daten mehr auf dem R-SCH zu senden hat, sendet es eine Ressourcenloslassanfragemininachricht (RRRMM = Resource Release Request Mini Message) zur Basisstation. Wenn es keine zusätzliche Signalisierung gibt, die zwischen dem entfernten Endgerät und der Basisstation benötigt wird, antwortet die Basisstation mit einer erweiterten Loslassmininachricht (ERMM = Extended Release Mini Message). Die RRRMM und ERMM sind ebenso 5-Millisekundennachrichten, die auf den gleichen Kanälen gesendet werden können, die für das Senden der Anfrage bzw. Anforderung bzw. Gewährung benutzt werden.
  • Es gibt viele Planungsalgorithmen, die benutzt werden können, um die Rückwärtsverbindungssendungen der entfernten Endgeräte zu planen. Diese Algorithmen können ein Kompromiss sein zwischen Raten, Kapazität, Verzögerung, Fehlerraten und Fairness (was allen Benutzern minimalen Pegel der Dienste gibt), um einige der Hauptkriterien anzuzeigen. Zusätzlich ist die Rückwärtsverbindung unterliegt den Leistungsbegrenzungen des entfernten Endgeräts. In einer Einzelzellumgebung wird größte Kapazität existieren, wenn der kleinsten Anzahl der entfernten Endgeräte erlaubt wird, mit der höchsten Rate, die das entfernte Endgerät unterstützen kann, zu senden – beides hinsichtlich der Fähigkeit und der Leistungsfähigkeit, um genügend Leistung vorzusehen. In einer Vielfachzellenumgebung kann es jedoch für entfernte Endgeräte in der Nähe der Grenze zur anderen Zelle wünschenswert sein mit einer niedrigeren Rate zu senden. Dies ist so, weil deren Sendungen Interferenz in vielfachen Zellen – nicht nur eine einzelne Zelle verursachen. Ein anderer Aspekt, der darauf abzielt, die Rückwärtsverbindungskapazität zu maximieren, ist das Betreiben einer höheren Rise-over-thermal bei der Basisstation, was hohe Last auf der Rückwärtsverbindung anzeigt. Aus diesem Grund wird bevorzugterweise die Planung bzw. das Einteilen verwendet. Die Planung versucht es so einzurichten, dass eine geringe Anzahl von entfernten Endgeräten gleichzeitig sendet – diese, die Senden, ist es erlaubt mit den höchsten Raten, die sie unterstützen können, zu senden.
  • Ein hoher Rise-over-thermal neigt jedoch in weniger Stabilität zu resultieren, da das System sensitiver auf kleine Änderungen in der Last ist. Deswegen ist das schnelle Planen und Steuern wichtig. Schnelles Planen ist wichtig, weil die Kanalbedingungen sich schnell ändern. Schwund und Abschattungsprozesse können zum Beispiel in einem Signal resultieren, das schwach bei einer Basisstation empfangen worden ist, plötzlich bei der Basisstation stark wird.
  • Für Sprache oder gewisse Datenaktivität ändert das entfernte Endgerät autonom die Senderate, während das Planen dazu in der Lage sein kann, einiges von diesem zu berücksichtigen, kann das Planen nicht in der Lage sein, genügend schnell zu reagieren. Aus diesem Grund werden bevorzugterweise Schnellleistungssteuerungstechniken vorgesehen, die detaillierter nachstehend beschrieben werden.
  • Ein Aspekt der Erfindung sieht ein zuverlässiges Bestätigungs-/negative Bestätigungsschema vor, um effiziente und zuverlässige Datensendung zu ermöglichen. Wie oben beschrieben werden Bestätigungen (Ack) und negative Bestätigungen (Nak) von der Basisstation für Datensendung auf dem R-SCH gesendet. Der Ack/Nak kann unter der Verwendung des F-CPANCH gesendet werden.
  • Tabelle 4 zeigt ein spezifisches Format für eine Ack/Nak-Nachricht. In diesem spezifischen Ausführungsbeispiel beinhaltet die Ack/Nak-Nachricht 4 Bits, die vier Rückwärtsverbindungskanälen, den R-FCH, R-DCCH, R-SCH1 und R-SCH2 zugewiesen werden. In einem Ausführungsbeispiel wird eine Bestätigung durch einen Bitwert von Null ("0") dargestellt und eine negative Bestätigung wird durch einen Bitwert von eins ("1") dargestellt. Andere Ack/Nak-Nachrichtenformate können ebenso benutzt werden und sind innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung. Tabelle 4
    Beschreibung Alle Kanäle benutzt Nummer_Typ (binär) R-FCH, R-DCCH und R-SCH1 benutzt Nummer_Typ (binär) R-FCH und R-DCCH benutzt Nummer_Typ (binär)
    ACK_R-FCH xxx0 xxx0 xx00
    NAK_R-FCH xxx1 xxx1 xx11
    ACK_R-DCCH xx0x xx0x –
    NAK_R-DCCH xx1x xx1x –
    ACK_R-SCH1 x0xx 00xx 00xx
    NAK_R-SCH1 x1xx 11xx 11xx
    ACK_R-SCH2 0xxx – –
    NAK_R-SCH2 1xxx – –
  • In einem Ausführungsbeispiel wird die Ack/Nak-Nachricht blockcodiert gesendet, aber ein CRC wird nicht benutzt, um nach Fehlern zu prüfen. Dies hält die Ack/Nak-Nachricht kurz und erlaubt weiterhin der Nachricht mit einer kleinen Menge bzw. Wert von Energie gesendet zu werden. Keine Codierung kann jedoch ebenso für die Ack/Nak-Nachricht benutzt werden oder eine CRC kann an der Nachricht angehängt sein und diese Variationen sind innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung. In einem Ausführungsbeispiel sendet die Basisstation eine Ack/Nak-Nachricht entsprechend jedem Rahmen, in dem dem entfernten Endgerät die Erlaubnis gegeben wurde, auf dem R-SCH zu senden, und sendet keine Ack/Nak-Nachrichten in Rahmen, wo das entfernte Endgerät keine Erlaubnis hat darin zu senden.
  • Während einer Paketdatensendung überwacht das entfernte Endgerät den F-CPANCH nach Ack/Nak-Nachrichten, die die Resultate der Sendung anzeigen. Die Ack/Nak-Nachrichten können von einer beliebigen Anzahl von Basisstationen in dem aktiven Satz des entfernten Endgeräts (zum Beispiel von einer oder allen Basisstationen in dem aktiven Satz) gesendet werden. Das entfernte Endgerät kann verschiedene Aktionen abhängig von den empfangenen Ack/Nak-Nachrichten ausführen. Einige dieser Aktionen sind nachstehend beschrieben.
  • Wenn eine Ack von dem entfernten Endgerät empfangen wird, kann der Datenrahmen entsprechend der Ack von dem Sendepuffer der physikalischen Ebene des entfernten Endgeräts (zum Beispiel Datenquelle 210 in 2) entfernt werden, da der Datenrahmen richtig von der Basisstation empfangen worden ist.
  • Wenn eine Nak von dem entfernten Endgerät empfangen wird, kann der Datenrahmen entsprechend der Nak erneut von dem entfernten Endgerät gesendet werden, wenn er immer noch in dem Sendepuffer der physikalischen Ebene ist. In einem Ausführungsbeispiel gibt es eine Eins-zu-Eins-Entsprechung zwischen einer Vorwärtsverbindungs-Ack/Nak-Nachricht und einem gesendeten Rückwärtsverbindungsdatenrahmen. Das entfernte Endgerät ist somit in der Lage die Sequenznummer des Datenrahmens, der nicht richtig von der Basisstation (d.h., ein gelöschter Rahmen) empfangen wurde, zu identifizieren, und zwar basierend auf dem Rahmen, in dem der Nak empfangen worden ist. Wenn dieser Datenrahmen nicht von dem entfernten Endgerät verworfen worden ist, kann er erneut beim nächsten verfügbaren Zeitintervall gesendet werden, was typischerweise der nächste Rahmen ist.
  • Wenn weder ein Ack noch ein Nak empfangen worden ist, gibt es mehrere nächste mögliche Schritte für das entfernte Endgerät. In einer möglichen Aktion wird der Datenrahmen in dem Sendepuffer der physikalischen Ebene aufrechterhalten und erneut gesendet. Wenn der erneut gesendete Datenrahmen anschließend richtig bei der Basisstation empfangen wird, sendet anschließend die Basisstation eine Ack. Beim korrekten bzw. richtigen Empfang dieser Ack verwirft das entfernte Endgerät den Datenrahmen. Dies würde der beste Ansatz sein, wenn die Basisstation die Rückwärtsverbindungssendung nicht empfangen hat. Eine andere mögliche Aktion für das entfernte Endgerät ist, den Datenrahmen zu verwerfen, wenn weder eine Ack noch eine Nak empfangen wurde. Dies würde die beste Alternative sein, wenn die Basisstation den Rahmen empfangen hat, aber die Ack-Sendung von dem entfernten Endgerät nicht empfangen worden ist. Das entfernte Endgerät weiß jedoch das Szenario, das aufgetreten ist, nicht, und eine Strategie bzw. Taktik muss gewählt werden. Eine Taktik würde sein, die Wahrscheinlichkeit der zwei auftretenden Events zu ermitteln und die Aktion durchzuführen, die den Systemdurchsatz maximiert.
  • In einem Ausführungsbeispiel wird jede Ack/Nak-Nachricht eine bestimmte Zeit später (zum Beispiel beim nächsten Rahmen) erneut gesendet, um die Zuverlässigkeit der Ack/Nak zu verbessern. Somit, wenn weder eine Ack noch eine Nak empfangen wurde, kombiniert das entfernte Endgerät die erneut gesendete Ack/Nak mit der originalen Ack/Nak. Anschließend kann das entfernte Endgerät fortfahren, wie oben beschrieben. Und, wenn die kombinierte Ack/Nak immer noch nicht in einer gültigen Ack oder Nak resultiert, kann das entfernte Endgerät den Datenrahmen verwerfen und weitermachen, den nächsten Datenrahmen in der Sequenz zu senden. Die zweite Sendung der Ack/Nak kann beim gleichen oder niedrigeren Leistungspegel bezüglich zu dem der ersten Sendung sein.
  • Wenn die Basisstation den Datenrahmen nach erneuten Sendungen eigentlich nicht empfangen hat, dann kann eine höhere Signalisierungsebene bei der Basisstation eine Nachricht (zum Beispiel eine RLP NAK) erzeugen, die in der erneuten Sendung der gesamten Sequenz der Datenrahmen, die den gelöschten Rahmen enthält, resultiert.
  • 5A ist ein Diagramm, das eine Datensendung auf der Rückwärtsverbindung (zum Beispiel dem R-SCH) und eine Ack-/Nak-Sendung auf der Vorwärtsverbindung darstellt. Das entfernte Endgerät sendet ursprünglich einen Datenrahmen, im Rahmen k, auf der Rückwärtsverbindung (Schritt 512). Die Basisstation empfängt und verarbeitet den Datenrahmen und liefert den demodulierten Rahmen zum BSC (Schritt 514). Wenn das entfernte Endgerät sich im Soft-Handoff befindet, kann der BSC ebenso demodulierte Rahmen für das entfernte Endgerät von anderen Basisstationen empfangen.
  • Basierend auf dem empfangenen demodulierten Rahmen erzeugt der BSC eine Ack oder eine Nak für den Datenrahmen. Der BSC sendet anschließend die Ack/Nak zu Basisstation(en) (Schritt 516), die anschließend die Ack/Nak zum entfernten Endgerät während dem Rahmen k + 1 (Schritt 518) sendet. Die Ack/Nak kann von einer Basisstation (zum Beispiel die beste Basisstation) gesendet werden oder von einer Anzahl der Basisstationen in dem aktiven Satz des entfernten Endgeräts. Das entfernte Endgerät empfängt die Ack/Nak während dem Rahmen k + 1. Wenn eine Nak empfangen wird, sendet das ent fernte Endgerät den gelöschten Rahmen bei der nächsten verfügbaren Sendezeit erneut, was in diesem Beispiel der Rahmen k + 2 ist (Schritt 520). Andernfalls sendet das entfernte Endgerät den nächsten Datenrahmen in der Sequenz.
  • 5B ist ein Diagramm, das eine Datensendung auf der Rückwärtsverbindung und eine zweite Sendung der Ack/Nak-Nachricht darstellt. Das entfernte Endgerät sendet ursprünglich einen Datenrahmen, im Rahmen k, auf der Rückwärtsverbindung (Schritt 532). Die Basisstation empfängt und verarbeitet den Datenrahmen und liefert den demodulierten Rahmen zum BSC (Schritt 534). Nochmals, für Soft-Handoff kann der BSC andere demodulierte Rahmen für das entfernte Endgerät von anderen Basisstationen empfangen.
  • Basierend auf den. empfangenen demodulierten Rahmen erzeugt der BSC eine Ack oder eine Nak für den Rahmen. Der BSC sendet anschließend die Ack/Nak zu Basisstation(en) (Schritt 536), die anschließend die Ack/Nak zum entfernten Endgerät während dem Rahmen k + 1 senden (Schritt 538). In diesem Beispiel empfängt das entfernte Endgerät die Ack/Nak, die während dem Rahmen k + 1 gesendet wurde, nicht. Die Ack/Nak für den Datenrahmen, der im Rahmen k gesendet wurde, wird ein zweites Mal während dem Rahmen k + 2 gesendet, und wird von dem entfernten Endgerät empfangen (Schritt 540). Wenn eine Nak empfangen wird, sendet das entfernte Endgerät den gelöschten Rahmen bei der nächst verfügbaren Sendezeit neu, was in diesem Beispiel der Rahmen k + 3 ist (Schritt 542). Andernfalls sendet das entfernte Endgerät die nächsten Datenrahmen in der Sequenz. Wie in 5B gezeigt, verbessert die zweite Sendung der Ack/Nak die Zuverlässigkeit des Feedbacks bzw. Rückkopplung, und kann in verbesserter Performance für Rückwärtsverbindung resultieren.
  • In einem alternativen Ausführungsbeispiel werden die Datenrahmen nicht zum BSC von der Basisstation zurückgesendet und die Ack/Nak wird von der Basisstation erzeugt.
  • 6A ist ein Diagramm, das eine Bestätigungssequenzierung mit kurzer Bestätigungsverzögerung darstellt. Das entfernte Endgerät sendet ursprünglich einen Datenrahmen mit einer Sequenznummer von Null, im Rahmen k, auf der Rückwärtsverbindung (Schritt 612). Für dieses Beispiel wird der Datenrahmen fehlerhaft bei der Basisstation empfangen, die anschließend eine Nak während dem Rahmen k + 1 sendet (Schritt 614). Das entfernte Endgerät überwacht ebenso den F-CPANCH für eine Ack/Nak-Nachricht für jeden Datenrahmen, der auf der Rückwärtsverbindung gesendet wird. Das entfernte Endgerät fährt fort, einen Datenrahmen mit einer Sequenznummer von Eins im Rahmen k + 1 zu senden (Schritt 616).
  • Beim Empfangen der Nak im Rahmen k + 1 sendet das entfernte Endgerät den gelöschten Rahmen mit der Sequenznummer von Null erneut, und zwar im Rahmen k + 2 (Schritt 618). Der Datenrahmen, der im Rahmen k + 1 gesendet wurde, ist richtig empfangen worden, wie angezeigt durch eine Ack, die während dem Rahmen k + 2 empfangen wurde, und das entfernte Endgerät sendet einen Datenrahmen mit einer Sequenznummer von Zwei im Rahmen k + 2 (Schritt 620). Auf ähnliche Weise ist der Datenrahmen, der im Rahmen k + 2 gesendet wurde, richtig empfangen worden, wie angezeigt durch eine Ack, die während dem Rahmen k + 3 empfangen wurde, und das entfernte Endgerät sendet einen Datenrahmen mit einer Sequenznummer von Drei, dem Rahmen k + 4 (Schritt 622). Im Rahmen k + 5 sendet das entfernte Endgerät einen Datenrahmen mit einer Sequenznummer von Null für ein neues Paket (Schritt 624).
  • 6B ist ein Diagramm, das eine Bestätigungssequenzierung mit langer Bestätigungsverzögerung darstellt, wie zum Beispiel, wenn das entfernte Endgerät die Ack/Nak-Sendung basierend auf der erneuten Sendung der Ack/Nak wie oben beschrieben, demoduliert. Das entfernte Endgerät sendet ursprünglich einen Datenrahmen mit einer Sequenznummer von Null auf der Rückwärtsverbindung im Rahmen k (Schritt 632). Der Rahmen wird fehlerhaft bei der Basisstation empfangen, die anschließend eine Nak sendet (Schritt 634). Für dieses Beispiel, wegen der längeren Verarbeitungsverzögerung, wird die Nak für den Rahmen k während dem Rahmen k + 2 gesendet. Das entfernte Endgerät fährt fort, einen Datenrahmen mit einer Sequenznummer von Eins im Rahmen k + 1 zu senden (Schritt 636) und einen Datenrahmen mit einer Sequenznummer von Zwei im Rahmen k + 2 (Schritt 638).
  • Für dieses Beispiel empfängt das entfernte Endgerät die Nak in Rahmen k + 2, ist aber nicht in der Lage, den gelöschten Rahmen beim nächsten Sendeintervall erneut zu senden. Stattdessen sendet das entfernte Endgerät einen Datenrahmen mit einer Sequenznummer von Drei im Rahmen k + 3 (Schritt 640). Beim Rahmen k + 4 sendet das entfernte Endgerät den gelöschten Rahmen mit der Sequenznummer von Null erneut (Schritt 642), da dieser Rahmen sich immer noch im Puffer der physikalischen Ebene befindet. Alternativ kann die erneute Sendung im Rahmen k + 3 sein. Und da der Datenrahmen, der im Rahmen k + 1 gesendet wurde, korrekt empfangen worden ist, wie angezeigt durch eine Ack empfangen während dem Rahmen k + 3, und das entfernte Endgerät sendet einen Datenrahmen mit einer Sequenznummer von Null für ein neues Paket (Schritt 644).
  • Wie in 6B gezeigt, kann der gelöschte Rahmen zu jederzeit erneut gesendet werden, solang er noch im Puffer verfügbar ist und es keine Unklarheit gibt zu welchem höheren Ebenenpaket der Datenrahmen gehört. Die längere Verzögerung für die erneute Sendung kann aus vielen Gründen hervorgerufen werden, wie zum Beispiel (1) längere Verzögerung, um die Nak zu verarbeiten und zu senden, (2) Nicht-Detektion der ersten Sendung der Nak, (3) längere Verzögerung, um den gelöschten Rahmen erneut zu senden, und andere.
  • Ein effizientes und zuverlässiges Ack/Nak-Schema kann die Anwendung der Rückwärtsverbindung verbessern. Ein zuverlässiges Ack/Nak-Schema kann ebenso den Datenrahmen erlauben, mit niedriger Sendeleistung gesendet zu werden. Ohne erneute Sendung muss ein Datenrahmen zum Beispiel mit einem höheren Leistungspegel (P1) gesendet werden, benötigt, um 1 % Rahmenfehlerrate (1 % FER) zu erreichen. Wenn die erneute Sendung benutzt wird und zuverlässig ist, kann ein Datenrahmen mit einem niedrigeren Leis tungspegel (P2) gesendet werden, benötigt, um 10 % FER zu erreichen. Die 10 % gelöschten Rahmen können erneut gesendet werden, um eine gesamte 1 % FER für die Sendung zu erreichen. Typischerweise, 1.1 × P2 < P1, und weniger Sendeleistung wird für eine Sendung unter Verwendung des Schemas der erneuten Sendung benutzt. Außerdem sieht die erneute Sendung Zeit-Diversity vor, die die Performance verbessern kann. Der erneut gesendete Rahmen kann ebenso mit der ersten Sendung des Rahmens bei der Basisstation kombiniert werden und die kombinierte Leistung von den zwei Sendungen kann ebenso die Performance verbessern. Diese Rekombinierung kann einem gelöschten Rahmen erlauben mit einem niedrigeren Leistungspegel gesendet zu werden.
  • Verschiedene Leistungssteuerungsschemata können für die Rückwärtsverbindung vorgesehen werden. Zum Beispiel kann die Rückwärtsverbindungsleistungssteuerung für den R-FCH, R-SCH und R-DCCH unterstützt werden. Dies kann über einen (zum Beispiel 800 bps) Leistungssteuerungskanal erreicht werden, der in eine Anzahl von Leistungssteuerungsunterkanälen partitioniert werden kann. Ein 100 bps Leistungssteuerungsunterkanal kann zum Beispiel definiert werden und für den R-SCH benutzt werden. Wenn das entfernte Endgerät noch keinen F-FCH oder F-DCCH zugeordnet wurde, dann kann der F-CPCCH benutzt werden, um die Leistungssteuerungsbits zum entfernten Endgerät zu senden.
  • In einer Implementierung wird der (zum Beispiel 800 bps) Leistungssteuerungskanal benutzt, um die Sendeleistung des Rückwärtsverbindungspiloten anzupassen. Die Sendeleistung der anderen Kanäle (zum Beispiel dem R-FCH) wird relativ zu der vom Pilot (d.h., mit einem bestimmten Delta) gesetzt. Somit kann die Sendeleistung für alle Rückwärtsverbindungskanäle zusammen mit dem Piloten angepasst werden. Das Delta für jeden Nicht-Pilot-Kanal kann durch Signalisierung angepasst werden. Diese Implementierung sieht keine Flexibilität vor, um schnell die Sendeleistung der verschiedenen Kanäle anzupassen.
  • Der gemeinsame Vorwärtsleistungssteuerungskanal (F-CPCCH) kann benutzt werden, um einen oder mehrere Leistungssteuerungsunterkanäle zu bilden, die anschließend für verschiedene Zwecke benutzt werden können. Jeder Leistungssteuerungsunterkanal kann unter Verwendung von einer Anzahl von verfügbaren Bits in dem F-CPCCH (zum Beispiel das mte Bit in jedem Rahmen) definiert werden. Einige der verfügbaren Bits in dem F-CPCCH können zum Beispiel für einen 100 bps Leistungssteuerungsunterkanal für den R-SCH zugeordnet werden. Dieser R-SCH-Leistungssteuerungsunterkanal kann dem entfernten Endgerät während der Kanalzuweisung zugewiesen werden. Der R-SCH-Leistungssteuerungsunterkanal kann anschließend benutzt werden, um (noch schneller) die Sendeleistung des zugeordneten R-SCH anzupassen, zum Beispiel relativ zu der des Pilotkanals. Für ein entferntes Endgerät im Soft-Handoff kann die R-SCH-Leistungssteuerung aus OR-of-the-downs-Regel, das die Sendeleistung vermindert, wenn jegliche Basisstationen in dem aktiven Satz des entfernten Endgeräts eine Verminderung anweist. Da die Leistungssteuerung bei der Basisstation aufrechterhalten wird, erlaubt dies der Basisstation, die gesendete Leistung mit minimalem Betrag der Verzögerung anzupassen und somit die Last auf dem Kanal anzupassen.
  • Der R-SCH-Leistungssteuerungsunterkanal kann auf verschiedene Art und Weisen benutzt werden, um die Sendung auf dem R-SCH zu steuern. Der R-SCH-Leistungssteuerungsunterkanal kann benutzt werden, um das entfernte Endgerät anzuweisen, um die Sendeleistung auf dem R-SCH um einen bestimmten Wert anzupassen (zum Beispiel 1dB, 2dB oder ein anderer Wert). Der Unterkanal kann benutzt werden, um das entfernte Endgerät zu dirigieren bzw. anzuweisen die Sendeleistung mit einem großen Schritt (zum Beispiel 3dB oder möglicherweise mehr) zu reduzieren oder zu erhöhen. In beiden Beispielen kann die Anpassung der Sendeleistung relativ zu der Pilotsendeleistung sein. Der Unterkanal kann angewiesen werden, die Datenrate, die dem entfernten Endgerät zugeordnet ist, anzupassen (zum Beispiel zur nächst höheren oder niedrigeren Rate). Der Unterkanal kann benutzt werden, um das entfernte Endgerät anzuweisen, die Sendung zeitweise zu beenden bzw. zu stoppen. Das entfernte Endgerät kann verschiedene Verarbeitung anwenden (zum Beispiel verschiedene Verschachtelungsintervalle, verschiedenes Codieren usw.), und zwar basierend auf dem Leistungssteuerungsbefehl. Der R-SCH-Leistungssteuerungsunterkanal kann ebenso in eine Anzahl von "Unterunterkanälen" partitioniert bzw. eingeteilt werden, wobei jeder von diesen auf jegliche Art und Weisen, wie oben beschrieben, benutzt werden kann. Die Unterunterkanäle können die gleichen oder verschiedenen Bitraten haben. Das entfernte Endgerät kann die Leistungssteuerung sofort beim Empfang des Befehls anwenden, oder kann den Befehl bei der nächsten Rahmengrenze anwenden.
  • Die Fähigkeit die R-SCH-Sendeleistung um einen großen Wert (oder runter auf Null) ohne beenden der Kommunikationssitzung zu reduzieren, ist speziell vorteilhaft, um bessere Anwendung der Rückwärtsverbindung zu erreichen. Temporäres Reduzieren oder Aufheben einer Paketdatensendung kann typischerweise von dem entfernten Endgerät toleriert werden. Diese Leistungssteuerungsschemata können auf vorteilhafte Art und Weise benutzt werden, um die Interferenz von einem entfernten Endgerät mit hoher Rate zu reduzieren.
  • Leistungssteuerung des R-SCH kann auf verschiedene Art und Weisen erreicht werden. Zum Beispiel, kann eine Basisstation die empfangene Leistung von den entfernten Endgeräten mit einem Leistungsmessgerät überwachen. Die Basisstation kann sogar in der Lage sein, die Menge an Leistung, die von jedem Kanal empfangen wurde, (zum Beispiel R-FCH, R-DCCH, R-SCH, usw.) zu bestimmen. Die Basisstation ist ebenso in der Lage, die Interferenz zu bestimmen, wobei einige von diesen unter den entfernten Endgeräten, die nicht von dieser Basisstation versorgt sind, verteilt werden. Basierend auf der gesammelten Information kann die Basisstation die Sendeleistung von einigen oder allen entfernten Endgeräten basierend auf verschiedenen Faktoren anpassen. Die Leistungssteuerung kann zum Beispiel auf der Dienstkategorie des entfernten Endgeräts, der letzten Performance, des letzten Durchsatzes, usw. basieren. Die Leistungssteuerung wird auf eine Art und Weise implementiert, um die gewünschten Systemziele zu erreichen.
  • Leistungssteuerung kann auf verschiedene Art und Weise implementiert werden. Beispielimplementierungen werden im US-Patent Nr. 5,485,486 beschrieben, mit dem Titel "METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM", erteilt am 16. Januar 1996, US-Patent Nr. 5,822,318 , mit dem Titel "METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING POWER IN A VARIABLE RATE COMMUNICATION SYSTEM", erteilt am 13. Oktober 1998 und US-Patent Nr. 6,137,840 mit dem Titel "METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING FAST POWER CONTROL IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM" am 24. Oktober 2000 erteilt, wobei alle dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung zugeordnet sind.
  • In einem typischen Verfahren von Leistungssteuerung, die benutzt wird, um den Pegel des R-PICH-Kanals zu steuern, misst die Basisstation den Pegel des R-PICH, vergleicht ihn mit einer Schwelle und bestimmt anschließend, ob die Leistung des entfernten Endgeräts zu erhöhen oder zu vermindern ist. Die Basisstation sendet ein Bit zum entfernten Endgerät, das es instruiert, ihre Ausgangsleistung zu erhöhen oder zu vermindern. Wenn das Bit fehlerhaft empfangen wird, wird das entfernte Endgerät mit der unkorrekten Leistung senden. Während der nächsten Messung des R-PICH-Pegels, der von der Basisstation empfangen wird, wird die Basisstation bestimmen, dass der empfangene Pegel nicht dem gewünschten Pegel entspricht und sendet ein Bit zum entfernten Endgerät, um seine Sendeleistung zu ändern. Somit häufen sich Bit-Fehler nicht an und die Schleifensteuerung der Sendeleistung des entfernten Endgeräts wird sich auf den richtigen Wert stabilisieren.
  • Fehler in den Bits, die zum entfernten Endgerät gesendet werden, um das Verkehrs-zu-Pilotverhältnis für die Belastungsleistungssteuerung zu steuern kann verursachen, dass das Verkehrs-zu-Pilotverhältnis anders ist als erwünscht. Die Basisstation überwacht typischerweise jedoch den Pegel des R-PICH für Rückwärtsleistungssteuerung oder für Kanalschätzung. Die Basisstation kann ebenso den Pegel des empfangenen R-SCH überwachen. Durch Bilden des Verhältnisses des R-SCH-Pegels zu dem R-PICH-Pegel, kann die Basisstation das verwendete Verkehrs-zu-Pilotverhältnis von dem entfernten Endgerät schätzen. Wenn das Verkehrs-zu-Pilotverhältnis nicht das ist was gewünscht wird, kann anschließend die Basisstation das Bit setzen, dass das Verkehrs-zu-Pilot-Verhältnis steuert, um die Diskrepanz zu korrigieren. Somit gibt es eine Selbstkorrektur für Bit-Fehler.
  • Sobald ein entferntes Endgerät eine Gewährung für den R-SCH empfangen hat, sendet das entfernte Endgerät typischerweise zu der gewährten Rate (oder darunter im Fall, dass es nicht genug Daten zum Senden hat oder nicht genügend Leistung hat) für die Dauer der Gewährung. Die Kanallast von den anderen entfernten Endgeräten kann sehr schnell als ein Resultat des Schwundes oder dergleichen variieren. Als solches kann es sehr schwierig sein für die Basisstation, die Last präzise im Voraus zu schätzen.
  • Ein "Überlastungs-" bzw. „Congestion"-Leistungssteuerungsunterkanal kann vorgesehen werden, um eine Gruppe von entfernten Endgeräten auf die gleiche Weise zu steuern. In diesem Fall überwacht eine Gruppe von entfernten Endgeräten den Steuerungsunterkanal, statt eines einzelnen entfernten Endgeräts, das den Leistungssteuerungsunterkanal überwacht, um den R-SCH zu steuern. Dieser Leistungssteuerungsunterkanal kann bei 100 bps oder bei jeder anderen Senderate sein. Der Überlastungssteuerungsunterkanal kann implementiert werden mit dem Leistungssteuerungsunterkanal, der für den R-SCH benutzt wird, implementiertoder als ein "Unterunterkanal" des R-SCH-Leistungssteuerungsunterkanals oder als ein Unterkanal unterschiedlich von dem R-SCH-Leistungssteuerungsunterkanal implementiert. Andere Implementierungen des Überlastungssteuerungsunterkanals können ebenso betrachtet werden.
  • Die entfernten Endgeräte in der Gruppe können die gleiche Dienstkategorie (zum Beispiel entfernte Endgeräte mit einer niedrigen Priorität verfügbare Bitratendienste) haben und einem einzelnen Leistungssteuerungsbit pro Basisstation zugeordnet sein. Diese Gruppensteuerung basierend auf einem ein zelnen Leistungssteuerungsstrom verhält sich ähnlich zu dem angewiesen von einem einzelnen entfernten Endgerät, um für Überlastungssteuerung auf der Rückwärtsverbindung vorzusehen. In dem Fall von Kapazitätsüberlastung kann die Basisstation die Gruppe von entfernten Endgeräten anweisen, deren Sendeleistung oder deren Datenraten zu reduzieren, oder temporär das Senden zu stoppen, basierend auf einem einzelnen Steuerungsbefehl. Die Reduzierung in der R-SCH-Sendeleistung ansprechend auf den Überlastungssteuerungsbefehl kann ein großer Abwärtsschritt sein, bezüglich der Sendeleistung des Pilotkanals.
  • Der Vorteil eines Leistungssteuerungsstroms, der zu einer Gruppe von entfernten Endgeräten geht, anstatt zu einem einzelnen Endgerät ist, das weniger Overhead-Leistung auf der Vorwärtsverbindung benötigt wird, um den Leistungssteuerungsstrom zu unterstützen. Es sei angemerkt, dass die Sendeleistung eines Bits in dem Leistungssteuerungsstroms gleich der Leistung des normalen Leistungssteuerungsstroms, der benutzt wird, um den Pilotkanal für das entfernte Endgerät zu steuern, gleich sein, wobei das Endgerät die meiste Leistung benötigt. Das heißt, die Basisstation kann das entfernte Endgerät in der Gruppe bestimmen, dass die größte Leistung in seinen formalen Leistungssteuerungsstrom benötigt und anschließend diese Leistung benutzen, um das Leistungssteuerungsbit, das für die Überlastungssteuerung benutzt wird, zu senden.
  • 7 ist ein Flussdiagramm, das eine variable Ratendatensendung auf dem R-SCH mit schneller Überlastungssteuerung darstellt. Während der Sendung auf dem R-SCH sendet das entfernte Endgerät gemäß der Datenrate, die in der Rückwärtsunterstützungskanalzuweisungsmininachricht (RSAMM) gewährt wurde. Wenn Variabelratenoperation auf dem R-SCH erlaubt wird, kann das entfernte Endgerät zu jeder einer Anzahl von erlaubten Datenraten senden.
  • Wenn der R-SCH des entfernten Endgeräts einem Überlastungssteuerungsunterkanal zugeordnet worden ist, dann kann das entfernte Endgerät das Ver kehrs-zu-Pilotverhältnis basierend auf den Bits, die in dem Überlastungssteuerungsunterkanal empfangen wurden, anpassen. Wenn Variabelratenoperation auf dem R-SCH erlaubt ist, prüft das entfernte Endgerät das aktuelle Verkehrs-zu-Pilotverhältnis. Wenn es unter dem Pegel für eine niedrigere Datenrate ist, dann reduziert das entfernte Endgerät seine Senderate zu der niedrigeren Rate. Wenn es gleich oder über dem Pegel für eine höhere Datenrate ist, dann erhöht das entfernte Endgerät seine Senderate zur höheren Rate, wenn es genügend Daten hat zu senden.
  • Vor dem Start jedes Rahmens bestimmt das entfernte Endgerät die Rate, die für das Senden des nächsten Datenrahmens benutzt werden soll. Anfangs bestimmt das entfernte Endgerät, ob das R-SCH-Verkehrs-zu-Pilotverhältnis unter der für die nächst niedrigere Rate plus eine Spanne Δlow ist, im Schritt 712. Wenn die Antwort ja ist, wird eine Bestimmung durchgeführt, ob die Dienstkonfiguration eine Reduzierung in der Datenrate erlaubt, und zwar im Schritt 714. Und wenn die Antwort ebenso ja ist, dann wird die Datenrate vermindert und das gleiche Verkehrs-zu-Pilotverhältnis wird benutzt, im Schritt 716. Wenn die Dienstkonfiguration eine Ratenreduzierung nicht erlaubt, kann es dem entfernten Endgerät erlaubt werden, temporär das Senden zu stoppen.
  • Zurück zum Schritt 712, wenn das R-SCH-Verkehrs-zu-Pilotverhältnis nicht über der für die nächst niedrigere Datenrate plus der Spanne Δlow liegt, wird eine Bestimmung als nächstes gemacht, ob das R-SCH-Verkehrs-zu-Pilotverhältnis größer als das ist, für die nächst höhere Datenrate minus einer Spanne Δhigh, im Schritt 718. Wenn die Antwort ja ist, wird eine Bestimmung gemacht, ob die Dienstkonfiguration eine Erhöhung in der Datenrate im Schritt 720 erlaubt. Und wenn die Antwort ebenso ja ist, wird die Senderate erhöht und das gleiche Verkehrs-zu-Pilotverhältnis wird im Schritt 722 benutzt. Und wenn die Dienstkonfiguration eine Ratenerhöhung nicht erlaubt, sendet das entfernte Endgeräte mit der aktuellen Rate.
  • 8 ist ein Diagramm, das die Verbesserung darstellt, die mit schneller Steuerung des R-SCH möglich sein kann. Im linken Rahmen, ohne jegliche schnelle Steuerung des R-SCH, variiert der Rise-over-thermal bei der Basisstation breiter, und überschreitet den gewünschten Rise-over-thermal-Pegel um einen großen Wert in einigen Fällen (die in Performancedegradierung für die Datensendungen von den entfernten Endgeräten resultieren kann), und fällt unter den gewünschten Rise-over-Thermal-Pegel um einen großen Wert in einigen Fällen (was in Unteranwendung der Rückwärtsverbindungsressourcen resultiert). Dem gegenüber, auf dem rechten Rahmen, mit schneller Steuerung des R-SCH wird das Rise-over-Thermal bei der Basisstation näher zu dem gewünschten Rise-over-thermal-Pegel aufrechterhalten, was in verbesserter Rückwärtsverbindungsanwendung und Performance resultiert.
  • Eine Basisstation kann planen bzw. einteilen, das mehr als ein entferntes Endgerät (über SCAM oder ESCAM) sendet, und zwar ansprechend auf das Empfangen vielfacher Anfragen (über SCRM oder SCRMM) von den verschiedenen entfernten Endgeräten. Die gewährten entfernten Endgeräte können danach auf dem R-SCH senden. Wenn Überlastung bei der Basisstation detektiert wird, kann ein "schnelles Reduzieren"-Bitstrom benutzt werden, um einen Satz von entfernten Endgeräten abzuschalten (d.h., sperren) (zum Beispiel alle außer einem entfernten Endgerät). Alternativ kann der Schnellreduzierungsbitstrom benutzt werden, um die Datenraten der entfernten Endgeräte (zum Beispiel um die Hälfte) zu reduzieren. Temporäres Sperren oder Reduzieren der Datenraten auf dem R-SCH für eine Anzahl von entfernten Endgeräten kann für Überlastungssteuerung, wie nachstehend detaillierter beschrieben, benutzt werden. Die Schnellreduzierungsfähigkeit kann ebenso auf vorteilhafte Art und Weise benutzt werden, um die Planungsverzögerung abzukürzen.
  • Wenn die entfernten Endgeräte sich nicht im Soft-Handoff mit anderen Basisstationen befinden, kann die Entscheidung welches entferntes Endgerät das vorteilhafteste (effizienteste) ist, um die Rückwärtsverbindungskapazität zu benutzen, bei dem BTS gemacht werden. Dem effizientesten entfernten End gerät kann anschließend erlaubt werden zu senden, während die anderen temporär gesperrt werden. Wenn das entfernte Endgerät das Ende seiner verfügbaren Daten signalisiert, oder möglicherweise, wenn ein anderes entferntes Endgerät effizienter wird, kann das aktive entfernte Endgerät schnell gewechselt werden. Diese Schemata können den Durchsatz der Rückwärtsverbindung erhöhen.
  • Dem gegenüber, für ein gewöhnliches Setup in einem cdma2000-System, kann eine R-SCH-Sendung nur starten oder stoppen über Ebenen-3-Benachrichtigung, das mehrere Rahmen brauchen kann, von der Zusammensetzung zur Decodierung bei dem entfernten Endgerät, für die Übermittlung. Diese längere Verzögerung verursacht bei einem Planer (zum Beispiel bei der Basisstation oder BSC) (1) weniger zuverlässig zu arbeiten, länger mäßige Vorhersagen über die Effizienz der Kanalbedingung des entfernten Endgeräts (zum Beispiel der Rückwärtsverbindungszielpilot-EC/(No + Io) oder Einstellpunkt), oder (2) Löcher in der Rückwärtsverbindungsanwendung, wenn ein entferntes Endgerät die Basisstation über das Ende seiner Daten benachrichtigt (ein gemeinsames Auftreten, da ein entferntes Endgerät oft beansprucht, das es eine große Menge an Daten zum Senden zur Basisstation hat, wenn sie den R-SCH anfordert).
  • Bezug nehmend auf die 2 können die Elemente des entfernten Endgeräts 106 und Basisstation 104 entwickelt werden, um verschiedene Aspekte der Erfindung, wie oben beschrieben, zu implementieren. Die Elemente des entfernten Endgeräts oder Basisstation können mit einem Digitalsignalprozessor (DSP = digital signal processor), eine applikationsspezifische integrierte Schaltung (ASIC = application specific integrated circuit), einem Prozessor, einem Mikroprozessor, einem Controller, einem Mikrocontroller, einem feldprogrammierbaren Gatterarray (FPGA = field programmable gate array), einem programmierbaren Logikgerät, andere elektronische Einheiten oder eine Kombination davon, implementiert werden. Einige andere Funktionen und Verarbeitung hierin beschrieben, können ebenso implementiert werden, und zwar mit Software ausgeführt auf einem Prozessor, wie zum Beispiel Controller 230 oder 270.
  • Überschriften werden benutzt hierin, um als allgemeine Anzeigen für die Materialien, die offenbart sind, zu dienen, und sind nicht gedacht als Schutzumfang ausgelegt zu werden.
  • Die vorangegangene Beschreibung der offenbarten Ausführungsbeispiele ist vorgesehen, um jedem Fachmann zu ermöglichen, die vorliegende Erfindung zu produzieren und zu benutzen. Verschiedene Modifikationen dieser Ausführungsbeispiele werden dem Fachmann leicht ersichtlich sein, und die ursprünglichen Prinzipien, die hierin definiert sind, können auf andere Ausführungsbeispiele ohne Verlassen des Schutzumfangs der Erfindung angewendet werden. Somit ist es nicht gedacht die vorliegende Erfindung auf die Ausführungsbeispiele, die hierin gezeigt sind zu begrenzen, sondern ihr den weitesten Schutzumfang, wie in den Ansprüchen definiert, einzuräumen.

Claims (10)

  1. Ein Verfahren zum Senden von Daten über eine Rückwärtsverbindung eines Drahtloskommunikationssystems (100), wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Senden (532) eines Rahmens von Daten auf der Rückwärtsverbindung über einen Datenkanal; temporäres Halten des Datenrahmens in einem Buffer; Überwachen hinsichtlich einer Nachricht (538) auf einer Vorwärtsverbindung, anzeigend für einen Empfangsstatus des gesendeten Datenrahmens; Überwachen hinsichtlich einer zweiten Übertragung (540) der Nachricht; Verarbeiten (542) des Datenrahmens basierend auf einer oder mehrerer empfangener Nachrichten (538, 540) für den Datenrahmen, gekennzeichnet durch: Kombinieren der empfangenen Nachrichten (538, 540) für den Datenrahmen, um eine zuverlässigere Nachricht vorzusehen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verarbeiten Folgendes beinhaltet: erneutes Senden (520) des Datenrahmens, wenn die Nachricht anzeigt, dass der gesendete Datenrahmen inkorrekt empfangen wurde.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verarbeiten Folgendes beinhaltet: Verwerfen des Datenrahmens aus dem Buffer, wenn die Nachricht anzeigt, dass der gesendete Datenrahmen korrekt empfangen wurde.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verarbeiten Folgendes beinhaltet: Halten des Datenrahmens in dem Buffer, wenn die Nachricht nicht korrekt detektiert wurde.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verarbeiten weiterhin das Identifizieren des gesendeten Datenrahmens mit einer Sequenznummer aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dass das Senden der Sequenznummer des gesendeten Datenrahmens über einen Signalisierungskanal aufweist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren weiterhin das Identifizieren des gesendeten Datenrahmens entweder als eine erste Übertragung oder eine erneute Übertragung aufweist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die eine oder mehrere Nachrichten eine Bestätigung oder eine negative Bestätigung entsprechend zu dem Datenrahmen aufweist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Übertragung der Nachricht mit demselben oder einem niedrigeren Leistungspegel relativ zu dem der ersten Übertragung geschieht.
  10. Eine Vorrichtung (106) zum Senden von Daten über eine Rückwärtsverbindung eines Drahtloskommunikationssystems (100), wobei die Vorrichtung (106) Folgendes aufweist: Mittel (216) zum Senden eines Datenrahmens auf der Rückwärtsverbindung über einen Datenkanal; Mittel zum temporären bzw. zeitweisen Halten des Datenrahmens in einem Buffer; Mittel zum Überwachen hinsichtlich einer Nachricht (538) auf einer Vorwärtsverbindung, anzeigend für den Empfangsstatus des gesendeten Datenrahmens; Mittel zum Überwachen hinsichtlich einer zweiten Übertragung (540) der Nachricht; und Mittel zum Verarbeiten des Datenrahmens basierend auf der einen oder den mehreren empfangenen Nachrichten (538, 540) für den Datenrahmen, gekennzeichnet durch: Mittel zum Kombinieren der empfangenen Nachrichten (538, 540) für den Datenrahmen, um eine zuverlässigere Nachricht, vorzusehen.
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