DE69835147T2

DE69835147T2 - Wahlfreier zugriff in einem mobilen telekommunikationssystem

Info

Publication number: DE69835147T2
Application number: DE69835147T
Authority: DE
Inventors: Riaz Esmailzadeh; Maria Gustafsson
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1998-04-24
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2018-04-25
Also published as: CN1112078C; TW405312B; EP0979585A1; CA2288004A1; JP3393144B2; CN1254487A; KR20010020279A; BR9809335B1; US6163533A; KR100524523B1; CA2288004C; AR012620A1; AU7458798A; BR9809335A; EP1345464A3; WO1998049857A1; RU2204220C2; EP1345464A2; DE69835147D1; ES2270514T3

Description

Verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung betrifft den Gegenstand der gemeinsam zugewiesenen US Patentanmeldung mit der Nummer 08/733501, die am 18. Oktober 1996 eingereicht wurde.
Hintergrund der Erfindung
Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Mobiltelekommunikation und im Besonderen ein Verfahren zum Verarbeiten mehrfacher mobil-entstammender Direktzugriffsanrufe.
Beschreibung des Standes der Technik
Von der nächsten Generation von Mobilkommunikationssystemen wird erfordert, eine breite Auswahl von Telekommunikationsdiensten mit digitaler Sprache, Video und Daten in Paket- und Kanalleitungsvermittelten Modi bereitzustellen. Als ein Ergebnis kann erwartet werden, dass sich die Anzahl von Anrufen signifikant erhöht, was in einer viel höheren Verkehrsdichte auf Direktzugriffskanälen (RACHs, Random Access Channels) resultieren wird. Unglücklicherweise wird diese höhere Verkehrsdichte auch in zunehmenden Kollisionen und Zugriffsstörungen resultieren. Folglich wird die neue Generation von Mobilkommunikationssystemen viel schnellere und flexiblere Direktzugriffsprozeduren verwenden müssen, um ihre Zugriffserfolgsraten zu erhöhen und deren Zugriffsanforderungsverarbeitungszeiten zu reduzieren.
In den meisten Mobilkommunikationssystemen, so wie beispielsweise der als das "Code Division Testbed" (CODIT) bezeichneten europäischen Verbundentwicklung und gemäß dem IS-95 Standard (ANSI J-STD-008) betriebenen Systemen, kann eine Mobilstation einen Zugriff auf eine Basisstation erlangen durch zuerst Bestimmen, dass der RACH zur Verwendung verfügbar ist. Dann übermittelt die Mobilstation eine Serie von Zugriffsanforderungspräambeln (z.B. einzelnen 1023 Chipsymbolen) mit zunehmenden Leistungspegeln, bis die Basisstation die Zugriffsanforderung erfasst. In Ansprechen darauf startet die Basisstation den Prozess eines Steuerns der übermittelten Leistung der Mobilstation über einen Downlink-Kanal. Sobald das anfängliche "Handshaking" bzw. Quittungsaustauschen zwischen der Mobilstation und der Basisstation vollendet worden ist, übermittelt der mobile Benutzer eine Direktzugriffsnachricht.
Die Dokumente US 5 621 752 und WO 94/26074 offenbaren den allgemeinen Hintergrund auf dem Gebiet von Spread Spectrum-Systemen.
In einem Spread Spectrum Slot Reservation Multiple Access (SS-SRMA) System wird ein geschlitztes ALOHA (S-ALOHA)-Direktzugriffsschema verwendet. Bei dem Beginn eines Schlitzes wird eine Mobilstation ein Direktzugriffspaket an die Basisstation senden und dann auf eine Bestätigung von der Basisstation warten, dass das Paket empfangen wurde. Dieses S-ALOHA-Schema kann auf eine Anzahl von Schritten verzichten, die die CODIT und IS-95-Direktzugriffsschemas charakterisieren (nämlich Leistungshochfahren und Leistungssteuerung).
Genauer genommen wird in einem CODIT-basierten Codetrennungsvielfachzugriffs- (CDMA, Code Division Multiple Access) System eine Mobilstation versuchen, auf den Basisstationsempfänger durch Verwenden eines Prozesses zum "Leistungshochfahren" zuzugreifen, der den Leistungspegel jedes folgenden übermittelten Präambelsymbols erhöht. Sobald eine Zugriffsanforderungspräambel erfasst wird, aktiviert die Basisstation einen Schaltkreis zum Steuern der Leistung in einer geschlossenen Regelschleife, der wirkt, um den übermittelten Leistungspegel der Mobilstation zu steuern, um die empfangene Signalleistung von der Mobilstation bei einem gewünschten Pegel zu halten. Die Mobilstation übermittelt dann ihre spezifischen Zugriffsanforderungsdaten. Der Empfänger der Basisstation "entspreizt" die empfangenen (Spread Spectrum) Signale mit Verwenden eines angepassten Filters, und diversitätskombiniert die entspreizten Signale, um einen Vorteil aus der Antennendiversität zu ziehen.
In einem IS-95-CDMA-System wird eine ähnliche Direktzugriffstechnik verwendet. Jedoch besteht der primäre Unterschied zwischen dem CODIT- und dem IS-95-Prozess darin, dass die IS-95-Mobilstation ein vollständiges Direktzugriffspaket anstelle lediglich der Präambel übermittelt. Wenn die Basisstation nicht die Zugriffsanforderung bestätigt, übermittelt die IS-95-Mobilstation erneut das Zugriffsanforderungspaket auf einem höheren Leistungspegel. Dieser Prozess wird so lange fortgesetzt, bis die Basisstation die Zugriffsanforderung bestätigt.
In einem ein S-ALOHA-Direktzugriffsschema verwendenden Mobilkommunikationssystem, so wie dem Verfahren, das in der oben beschriebenen US Patentanmeldung mit der Nummer 08/733501 offenbart ist (hier im Nachfolgenden die "'501-Anmeldung"), erteilt unter der Patentnummer US 6259724 , erzeugt und übermittelt eine Mobilstation ein Direktzugriffspaket. Ein Diagramm, das eine Rahmenstruktur für solch ein Direktzugriffspaket veranschaulicht, ist in 1 gezeigt. Das Direktzugriffspaket ("Zugriffsanforderungs-Datenrahmen") umfasst eine Präambel und ein Datenfeldteilstück. Die Präambel enthält ein eindeutiges Signatur-(Bit) Muster, welches "L" Symbole lang ist. Das Signaturmuster wird zufällig aus einer Menge von Mustern ausgewählt, die, nicht notwendigerweise, orthogonal zueinander sind. An sich stellt die Verwendung dieses eindeutigen Signaturmustermerkmals, wie beschrieben und beansprucht in der '501-Anmeldung, eine signifikant höhere Durchsatzeffizienz bereit als frühere Direktzugriffsschemas.
Wie in der '501-Anmeldung beschrieben, enthält das Datenfeld des Direktzugriffspakets eine gewisse Direktzugriffsinformation, mit einer Mobil-(Benutzer)-Identitätsinformation, einer erforderlichen Dienstnummer (Anzahl von bereitzustellenden Diensten), erforderlicher Luftzeit (zum Vollenden einer Nachricht benötigte Zeit), einer Kurzpaketdatennachricht (zum Erhöhen der Übertragungseffizienz), und einem Fehlererfassungsredundanzfeld (zyklischer Redundanzcode). Aus in der '501-Anmeldung ausgearbeiteten Gründen wird das Spreizungsverhältnis (Spread Spectrum Modulation) der Präambel so ausgewählt, dass es länger als das Spreizungsverhältnis des Datenfeldteilstücks ist. Jedoch kann man sich Situationen vorstellen, in welchen dieses nicht notwendigerweise so ist.
Das Direktzugriffspaket (wie beispielsweise das in 1 gezeigte Paket) wird durch die Mobilstation beim Beginnen des nächsten verfügbaren Schlitzes übermittelt. Ein Blockdiagramm einer Vorrichtung, die in einer Mobilstation verwendet werden kann zum Erzeugen und Übermitteln des in 1 veranschaulichten Direktzugriffspaketes, ist in 2 gezeigt. Im Wesentlichen werden, wie in 2 veranschaulicht, die Präambel und das Datenfeld des Direktzugriffspakets erzeugt und separat gespreizt (mit jeweiligen Spreizungscodes) und dann gemultiplext und durch die Mobilstation übermittelt.
Als nächstes wird das durch die Mobilstation übermittelte Direktzugriffspaket empfangen und demoduliert bei der Zielbasisstation mit einem auf einem angepassten Filter basierenden Empfänger. 3 ist ein Blockdiagramm eines Erfassungsabschnitts (für eine Antenne) eines Direktzugriffsempfängers einer Basisstation, welcher primär zum Schätzen des Timings bzw. Zeitverhältnisses der empfangenen Signalstrahlen wirkt. Das angepasste Filter, welches nur während der Präambelperiode verwendet wird, wird auf die Spreizungscodes der Präambel abgestimmt. Das angepasste Filter wird verwendet zum Erfassen des Vorliegens der Direktzugriffsanforderung und zum Entspreizen des Präambelteils des Direktzugriffspaketes und zum Speisen davon an die Akkumulatoreinheit. Der Akkumulator (Signaturen 1–l) ist ein eindeutiges Merkmal, das für das Direktzugriffsverfahren der '501-Anmeldung verwendet wird, zum Summieren der Signale am Ausgang des angepassten Filters während der (M) Symbolperioden der Präambel, um das Verhältnis der empfangenen Signalleistung zu der Interferenzleistung (S/I) zu erhöhen. Da jede empfangene Präambel ein eindeutiges Signaturmuster umfasst, wird die Akkumulationsoperation mit einer Vielzahl von Akkumulatoren (1–l) durchgeführt, wobei jeder Akkumulator auf eines der zu empfangenen möglichen Signaturmuster abgestimmt ist.
4 ist ein einfaches Blockdiagramm eines Akkumulators, der für den I-Kanal (Quadraturerfassung) in dem in 3 gezeigten Direktzugriffserfassungsabschnitt verwendet werden kann. Ein ähnlicher Akkumulator kann für den Q-Kanal verwendet werden. Mit Verweis auf 3 und 4 wird der Ausgang jedes Akkumulators (Signatur 1–l) an eine Spitzenerfassungseinheit gekoppelt. Beim Ende der Präambelperiode sucht jede Spitzenerfassungseinheit die Ausgabe ihres jeweiligen angepassten Filters nach jeder Signalspitze ab, die eine im Voraus festgelegte bzw. vorgeschriebene Erfassungsschwelle überschreitet. Jede Spitzenerfassungseinheit registriert (erfasst und speichert) dann die Größe und relative Phase jedes dieser Spitzensignale, und bestimmt dadurch die Anzahl signifikanter Signalstrahlen, die zur Demodulation in dem Empfänger verfügbar sind. An sich wird das Timing jeder Spitze bzw. jedes Peaks geschätzt und verwendet zum Festlegen der "Rake"-Parameter des Empfängers (Rake-Empfängerabschnitte 1–l). 5 ist ein Blockdiagramm eines Direktzugriffsdemodulators, der zum Demodulieren des Datenfeldteilstückes des Direktzugriffspaketes verwendet werden kann. Im Wesentlichen decodiert der Direktzugriffsdemodulator die Dateninformation in dem empfangenen Datenfeld und prüft auf Übertragungsfehler.
Obwohl die Direktzugriffsvorrichtung und das Verfahren, oben mit Verweis auf 1 bis 5 beschrieben, zahlreiche Vorteile gegenüber den Direktzugriffsschemas nach dem Stand der Technik haben, existiert insbesondere eine Anzahl von Problemen, die noch zu lösen sind. Zum Beispiel kann eine große Anzahl von Paketkollisionen auftreten, wenn Mobilstationen in sämtlichen Zellen dieselben Spreizungscodes während der Präambel- oder Datenfeldverarbeitungsstufe verwenden. Als eine Folge muss eine übermäßige Anzahl der Direktzugriffsanforderungen erneut übermittelt werden, was zu einer Systeminstabilität führen kann. Darüber hinaus wird bei Verwenden der oben beschriebenen Direktzugriffsvorrichtung und des Verfahrens, da die Direktzugriffsanforderungen beim Beginnen des nächsten Zeitschlitzes übermittelt werden, der Empfänger für einen signalangepassten Filter der Basisstation nicht so effizient wie möglich genutzt, weil der Empfänger für ein angepasstes Filter für die vollständige Periode, die der Präambelempfangsstufe folgt, im Leerlauf ist. Da die Länge des mit dem oben beschriebenen Schemas verwendeten Direktzugriffspaketes unveränderlich ist, wird die Größe der Kurzdatenpakete durch das Verwendungsausmaß des Restes des Paketes beschränkt. Aus sämtlichen dieser Gründe wird eine flexiblere Direktzugriffsanforderungsprozedur zum Lösen dieser Probleme benötigt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Direktzugriffskanäle effizienter zu nutzen.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, fähig zu sein zum Empfangen einer signifikant höheren Anzahl von Direktzugriffsanforderungen pro angepasstem Filter als durch konventionelle Einrichtungen empfangen werden.
Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen zwischen Direktzugriffsanforderungen zu reduzieren und auch deren Verlust zu minimieren.
Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, fähig zu sein zum Auswählen der Länge eines Datenfeldes in einem Direktzugriffsanforderungspaket, um eine erhöhte Flexibilität beim Auswählen der Länge eines kurzen Paketfeldes zu ermöglichen.
Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Direktzugriffspaket bereitzustellen, das verwendet werden kann zum schnellen Errichten von Anrufen für lange Daten oder Sprache.
Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen niedrigen Pegel einer Kreuzkorrelation zwischen von benachbarten Sektoren/Zellen getätigten Direktzugriffsversuchen aufrecht zu erhalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die vorhergehenden und andere Aufgaben erreicht durch ein Verfahren, das jedem Sektor in einer Zelle einen eindeutigen Präambelspreizungscode und einen eindeutigen Langcode zuweist, der mit einem kurzen Spreizungscode verkettet ist, der mit einer zufällig ausgewählten Signatur verknüpft ist, und verwendet wird zum Spreizen des Datenteils des Direktzugriffspakets. Die für den Langcode ausgewählte Periode kann eine relativ lange Dauer haben (zum Beispiel Stunden oder Tage). Ebenso sind die Breiten der Übertragungszeitschlitze gleich zu der Länge der Präambeln festgelegt. Folglich können die Direktzugriffsanforderungen der Mobilstation zeitlich beim Beginnen der Schlitze festgelegt sein, und während der Präambelperioden durch das angepasste Filter in dem Direktzugriffsempfänger der Basisstation erfasst werden. Das Datenfeld der Direktzugriffsanforderung der Mobilstation wird in den der Präambel folgenden Schlitzen übermittelt und durch den Rake-Empfänger bei der Basisstation empfangen. Jedoch ist, nachfolgend auf die Präambelperiode, das angepasste Filter immer noch fähig zum Empfangen der Präambeln anderer Direktzugriffsanforderungen. Deshalb kann das angepasste Filter fortwährend und effizienter genutzt werden, und eine signifikant größere Anzahl von Direktzugriffsanforderungen kann im Vergleich mit den Direktzugriffsanforderungen nach dem Stand der Technik verarbeitet werden. An sich sind der Kommunikationsdurchsatz und die Effizienz eines das vorliegende Verfahren verwendenden Direktzugriffssystems im Wesentlichen höher als der Durchsatz und die Effizienz von Direktzugriffssystemen nach dem Stand der Technik. Zusätzlich ist die Länge des Datenfeldes nicht beschränkt. Das Verfahren zum verketteten Spreizen des Datenfeldteilstücks des Direktzugriffspaketes ermöglicht einem Benutzer ein Erzeugen eines Paketes, das so lang wie gewünscht ist. Darüber hinaus entfernt das verkettete Spreizen die Gefahr, dass das resultierende Paket mit anderen Direktzugriffsanforderungspaketen kollidieren wird, da das Spreizungsmuster und/oder seine Phase eindeutig sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein vollständigeres Verständnis des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann durch Verweis auf die folgende detaillierte Beschreibung in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen erreicht werden:
1 ist ein Diagramm, das eine Rahmenstruktur für ein Direktzugriffspaket veranschaulicht;
2 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung, die in einer Mobilstation verwendet werden kann zum Erzeugen und Übermitteln des in 1 veranschaulichten Direktzugriffspaketes;
3 ist ein Blockdiagramm eines Erfassungsabschnitts (für eine Antenne) eines Direktzugriffsempfängers einer Basisstation, welcher primär zum Schätzen des Timings der empfangenen Signalstrahlen wirkt;
4 ist ein einfaches Blockdiagramm eines Akkumulators, der für den I-Kanal (Quadraturerfassung) in dem in 3 gezeigten Direktzugriffs-Detektorabschnitt verwendet werden kann;
5 ist ein Blockdiagramm eines Direktzugriffsdemodulators, der zum Demodulieren des Datenfeldteilstücks eines Direktzugriffspaketes verwendet werden kann;
6 ist ein Blockdiagramm eines relevanten Abschnitts eines zellularen Kommunikationssystems, welcher zum Implementieren des Verfahrens der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
7 ist ein Diagramm, das die Struktur und das Timing bzw. Zeitverhältnis einer Vielzahl von Direktzugriffsanforderungspaketen veranschaulicht, die durch unterschiedliche Mobilstationen übermittelt werden können, gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein einfaches Blockdiagramm einer Vorrichtung, die zum Implementieren des Verfahrens zur Verwendung in einer Mobilstation verwendet werden kann, zum Erzeugen und Übermitteln eines Direktzugriffspakets, so wie den in 7 gezeigten Direktzugriffspaketen gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und Vorteile werden am besten durch Verweisen auf 1 bis 8 der Zeichnungen verstanden werden, wobei ähnliche Bezugszeichen für ähnliche und entsprechende Teile der verschiedenen Zeichnungen verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren im Wesentlichen jedem Sektor in einer Zelle einen eindeutigen Präambelspreizungscode zu, und auch einen eindeutigen Langcode, welcher mit dem kurzen Spreizungscode des Datenfeldes (signaturverknüpft) verkettet wird. Die für den Langcode ausgewählte Periode kann eine relativ lange Dauer haben (zum Beispiel Stunden oder Tage). Folglich kann gesagt werden, dass das Datenfeld des Direktzugriffspaketes auf einem dedizierten Kanal übermittelt wird, weil keine zwei Nachrichten dieselbe Spreizungssequenz und Phase haben können, außer wenn sie dieselbe Signatur gewählt haben und ihre Präambeln zur selben Zeit übermittelt haben. Dieses resultiert in einer Kollision der Pakete, und erweist diese Direktzugriffsversuche als nicht erfolgreich. Jedoch ist die Wahrscheinlichkeit dieser Geschehnisse sehr gering. Insbesondere stellt dieses Verfahren eines Zuweisens Sektor/Zellen-eindeutiger Spreizungscodes und Langcodes eine signifikant geringe Wahrscheinlichkeit einer Kollision zwischen mehrfachen Direktzugriffsversuchen in benachbarten Sektoren oder Zellen bereit.
Gemäß der vorliegenden Erfindung setzt das Verfahren auch die Breite der Übertragungszeitschlitze (minus, aus praktischen Zwecken, einer vorbestimmten Schutzspanne) gleich der Länge, der Präambel. Folglich kann die Direktzugriffsanforderung der Mobilstation zeitlich so festgelegt werden, dass sie beim Beginnen des Schlitzes startet, und während der Präambelperiode durch das angepasste Filter in dem Direktzugriffsempfänger der Basisstation erfasst werden kann. Das Datenfeld der Direktzugriffsanforderung der Mobilstation wird in denen der Präambel folgenden Schlitzen übermittelt und durch den Rake-Empfänger bei der Basisstation empfangen. Jedoch ist mit der vorliegenden Erfindung, folgend auf die Präambelperiode, das angepasste Filter fähig zum Empfangen der Präambeln anderer, durch andere Mobilstationen getätigte Direktzugriffsanforderungen. Deshalb kann gemäß der vorliegenden Erfindung das angepasste Filter fortwährend und effizient genutzt werden, und eine signifikant größere Anzahl von Direktzugriffsanforderungen kann im Vergleich zu früheren Direktzugriffsschemas verarbeitet werden. An sich sind der Kommunikationsdurchsatz und die Effizienz eines das vorliegende Verfahren verwendenden Direktzugriffssystems signifikant höher als der Durchsatz und die Effizienz von früheren Direktzugriffssystemen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus die Länge des Datenfeldes nicht beschränkt. Mit anderen Worten ermöglicht das Verfahren eines verketteten Spreizens des Datenfeldteilstücks des Direktzugriffspakets einem Benutzer, ein Paket zu erzeugen, das so lang wie gewünscht ist. Darüber hinaus gibt es beim Verwenden dieses verketteten Spreizungsansatzes eine sehr kleine Gefahr, dass das resultierende Paket mit anderen Direktzugriffsanforderungspaketen kollidieren wird.
Im Speziellen ist in 6 ein relevanter Abschnitt eines zellularen Kommunikationssystems 10 gezeigt, welcher zum Implementieren des Verfahrens der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. System 10 enthält eine Basisstations-Sende/Empfangsantenne 12 und einen Sender/Empfängerabschnitt 14 und eine Vielzahl von Mobilstationen 16 und 18. Obwohl nur zwei Mobilstationen gezeigt sind, ist 6 nur für Veranschaulichungszwecke gezeigt, und es kann angenommen werden, dass die vorliegende Erfindung mehr als zwei Mobilstationen enthält. Vor dem Erzeugen und Übermitteln eines Zugriffsanforderungsrahmens erlangt eine Mobilstation (z.B. 16) eine Synchronisation, oder synchronisiert sich, mit einem Zielbasisstationsempfänger (14). Die Mobilstation bestimmt dann die Startzeit für jeden Zeitschlitz aus der Broadcast/Pilotkanalinformation der Basisstation. Die Mobilstation gewinnt auch die Nummer des Schlitzes, der verarbeitet wird, aus der Broadcast/Pilotkanalinformation, die durch die Basisstation zum Markieren ihrer Bestätigungs-(ACK) Nachrichtenantwort mit der Schlitznummer verwendet werden soll, zum Sicherstellen, dass die korrekte Mobileinheit die Bestätigung empfängt. Weitere Details zum Synchronisieren einer Mobilstation auf eine Basisstation in einer Direktzugriffsumgebung können in der '501-Anmeldung gefunden werden.
Die Zielbasisstation transferiert auch an die anfordernde(n) Mobilstation(en) (z.B. über den Downlink-Broadcast-Kanal) jeden eindeutigen Direktzugriffsspreizungscode und Langcode, der mit jedem der Sektoren und/oder Zellen verknüpft ist, die durch diesen Basisstations-Transceiver definiert ist. Diese eindeutigen Spreizungscodes und Langcodes können zum Beispiel Gold-Codes oder Kasami-Codes sein. Die Mobilstation speichert die Spreizungscode- und Langcode-Information in einem Speicher-Speicherungsbereich (nicht explizit gezeigt), welche durch die Mobilstation zum Spreizen der Präambel und des Datenfeldes der erzeugten Direktzugriffsanforderungspakete wiedergewonnen und verwendet werden soll. Schließlich übermittelt die Basisstation an die anfordernde(n) Mobilstation(en) (z.B. in einer angemessenen Broadcast-Nachricht) die mit den Präambeln verknüpften Signaturmuster, die verwendet werden können, um beim Unterscheiden zwischen unterschiedlichen Sektoren und/oder Zellen zu helfen.
Zum Beispiel wird, wie in der '501-Anmeldung beschrieben, ein Präambelbit- oder ein Symbolmuster verwendet, um den Basisstationsempfänger zu befähigen, effektiver zwischen mehrfachen Direktzugriffsanforderungen zu unterscheiden. Jede anfordernde Mobilstation kann ein oder L unterschiedliche Präambelbit- oder Symbolmuster ("Signaturen") übermitteln. Die verwendeten unterschiedlichen Signaturmuster sind, nicht notwendigerweise, orthogonal zueinander. Bei dem Basisstationsempfänger wird jeder der L Akkumulatoren abgestimmt zum Erfassen einer spezifischen, von dem Ausgang des angepassten Filters des Empfängers gekoppelten Signatur. Diese Signaturpräambel in einem empfangenen Signal wird durch den Basisstationsempfänger verwendet zum effektiven Unterscheiden zwischen gleichzeitigen, unterschiedlichen, durch die Mobilstationen getätigten, mehrfachen Zugriffen.
7 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur und das Timing bzw. Zeitverhältnis einer Vielzahl von Direktzugriffsanforderungspaketen veranschaulicht, die durch unterschiedliche Mobilstationen übermittelt werden können, gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Obwohl zu Veranschaulichungszwecken nur drei Direktzugriffsanforderungspakete gezeigt sind, ist die vorliegende Erfindung nicht derart eingeschränkt, und kann die Übermittlung und den Empfang von mehr als drei solcher Pakete enthalten. Für jedes der gezeigten Direktzugriffsanforderungspakete (20, 22 und 24) wird die mit dem vorliegenden Verfahren verwendete S-ALOHA-Prozedur nur auf das Präambelteilstück des Direktzugriffsanforderungsprozesses angewendet. Die Länge jeder Präambel (20, 22 und 24) wird gleich der Breite der Zeitschlitze (n, n + 1, ... n + i) gesetzt, minus (für Entwurfszwecke) einer vordefinierten Schutzspanne zum Minimieren möglicher Interferenzen zwischen Schlitzen. Zum Beispiel kann in der Praxis eine Ein-Symbol-Schutzspanne verwendet werden. Auch können die Längen der Datenfeldteilstücke der Direktzugriffsanforderungspakete (20, 22 und 24) gemäß der gewünschten Anwendung, wie gezeigt, variiert werden, was Mobileinheiten eine Flexibilität beim Übermitteln unterschiedlicher Längendatenfelder bereitstellt.
Um Kollisionen zwischen irgendwelchen zwei Direktzugriffsversuchen zu vermeiden, die durch Mobilstationen in zwei unterschiedlichen Sektoren einer Zelle getätigt werden, oder zwischen zwei Direktzugriffsversuchen, die durch Mobilstationen in benachbarten Zellen getätigt werden, kann das folgende Spreizungsverfahren verwendet werden. Wie früher beschrieben, erzeugt jede der die Direktzugriffsanforderungen tätigenden Mobilstationen eindeutige Präambeln mit Verwenden eines Zellen-Sektorspezifischen Spreizungscodes (beispielsweise erhalten aus einem jeweiligen internen Speicherbereich). In der Praxis können diese Codes dann für andere Zellen wiederverwendet werden, die durch eine ausreichende Entfernung getrennt sind.
8 ist ein einfaches Blockdiagramm einer Vorrichtung, die zum Implementieren des Verfahrens verwendet werden kann, zur Verwendung mit einer Mobilstation zum Erzeugen und Übermitteln eines Direktzugriffspaketes, so wie den in 7 gezeigten Direktzugriffspaketen, gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einer Ausführungsform kann das vorliegende Verfahren unter der Steuerung eines sich in der Mobilstation befindenden Mikroprozessors (nicht explizit gezeigt) implementiert werden. Die direktzugriffspaketerzeugende Vorrichtung 100 enthält einen Signalmischer 104, der eine "Signatur i" 102 (z.B. von einem internen Speicherbereich in der Mobilstation 18 erhalten) mit einem spezifischen Präambelspreizungscode für den involvierten Zellen-Sektor spreizt (z.B. erhalten von dem internen Speicherbereich) zum Bilden der Zellen-Sektorspezifischen Präambel des zu übermittelnden Direktzugriffspakets. Das Datenfeld des zu übermittelnden Direktzugriffspakets wird mit einem Datenfeldgenerator 110 erzeugt. Ein Mischer 114 spreizt das erzeugte Datenfeld mit einem eindeutigen kurzen Spreizungscode (112), der mit der "Signatur i" verknüpft ist. Das resultierende Datenfeld des Direktzugriffspakets wird dann mit einem verketteten Code gespreizt, welcher beispielsweise durch eine Modulo-2-Addition (durch Mischer 118) des Signaturverknüpften kurzen Codes (112) mit einem Sektorspezifischen langen Spreizungscode (116) (beispielsweise erhalten von einem internen Speicherbereich) konstruiert werden kann. Die Länge des resultierenden Datenfeldes (120) des zu übermittelnden Direktzugriffspaketes kann flexibel bei der Mobilstation gewählt werden (zum Beispiel stunden- oder tagelang). Die Länge des resultierenden Datenfeldes (120) kann bei der Mobilstation variiert werden, was einen effektiven und schnellen Weg zum Errichten von Anrufen für lange Daten oder Sprache bereitstellt.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in den begleitenden Zeichnungen und der vorhergehenden detaillierten Beschreibung veranschaulicht worden ist, wird verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt ist, sondern auch zahlreiche Umordnungen, Modifizierungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von der durch die folgenden Ansprüche bekannt gemachten und definierten Erfindung abzuweichen.

Claims

Signalformat (20, 22, 24) zur Verwendung bei der Übertragung einer Direktzugriffsanforderung in einem Mobilkommunikationssystem, gekennzeichnet durch: eine Präambel (108), wobei diese Präambel einen Signaturcode (102) enthält, der mit einem Spreizcode (106) gespreizt ist, wobei der Spreizcode einer zuvor festgelegten Zelle oder einem zuvor festgelegten Sektor zugeordnet ist; ein Datenfeld (120), wobei dieses Datenfeld Informationsdaten (110) enthält, die mit einem ersten Spreizcode (112) und mit einem zweiten Spreizcode (116) gespreizt sind, wobei der erste Spreizcode dem Signaturcode zugeordnet ist und der zweite Spreizcode der zuvor festgelegten Zelle oder dem zuvor festgelegten Sektor zugeordnet ist.
Signalformat nach Anspruch 1, wobei – zur Verwendung bei der Übertragung der Direktzugriffsanforderung, die zeitlich so gesteuert wird, dass sie am Anfang eines Übertragungszeitschlitzes beginnt – eine Länge der Präambel im Wesentlichen gleich einer Breite des Übertragungsschlitzes eingestellt wird.
Signalformat nach Anspruch 2, wobei die Breite des Übertragungsschlitzes die Länge der Präambel um eine Sicherheitszeitspanne übersteigt.
Signalformat nach Anspruch 1, wobei eine Länge des Datenfeldes selektiv variiert wird.
Signalformat nach Anspruch 1, wobei eine Dauer des Datenfeldes gleich wenigstens einer Stunde ist.
Signalformat nach Anspruch 1, wobei der Signaturcode eine von mehreren Signaturstrukturen umfasst.
Signalformat nach Anspruch 1, wobei die Präambel und das Datenfeld ein Direktzugriffspaket umfassen.
Präambelformat (108) zur Verwendung bei der Übertragung einer Direktzugriffsanforderung in einem Mobilkommunikationssystem, umfassend: einen Signaturcode (102); und einen Spreizcode (106), wobei der Spreizcode einem zuvor festgelegten Sektor zugeordnet ist.
Datenfeldformat (120) zur Verwendung bei der Übertragung einer Direktzugriffsanforderung in einem Mobilkommunikationssystem, umfassend: Informationsdaten (110); und einen ersten Spreizcode (112) und einen zweiten Spreizcode, wobei der erste Spreizcode dem Signaturcode zugeordnet ist und der zweite Spreizcode einer Zelle oder einem Sektor zugeordnet ist, wobei die Informationsdaten durch den ersten und den zweiten Spreizcode (116) gespreizt sind.
Verfahren zur Verwendung beim Erstellen eines Direktzugriffspaketes in einem Mobilkommunikationssystem, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch: das Erzeugen einer Präambel (108) durch Kombinieren eines Signaturcodes (102) mit einem Spreizcode (106), wobei der Spreizcode einem zuvor festgelegten Sektor zugeordnet ist; und das Spreizen eines Datenfeldes mit einem ersten Spreizcode (112) und mit einem zweiten Spreizcode (116), wobei der erste Spreizcode dem Signaturcode zugeordnet ist und der zweite Spreizcode dem zuvor festgelegten Sektor zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 10, das des Weiteren den Schritt des Übertragens des Direktzugriffspaketes von einer Mobilstation umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei – zur Verwendung in einem Kommunikationssystem, das Direktzugriffsanforderungen überträgt, die zeitlich so gesteuert werden, dass sie am Anfang von Übertragungszeitschlitzen beginnen – der Schritt des Erzeugens einer Präambel des Weiteren das Einstellen einer Länge der Präambel dergestalt umfasst, dass sie im Wesentlichen mit einer Dauer des Übertragungsschlitzes übereinstimmt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Dauer des Übertragungsschlitzes die Länge der Präambel um eine Sicherheitszeitspanne übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der weitere Spreizschritt den Schritt des Auswählens einer Länge des Datenfeldes umfasst.
Vorrichtung zur Verwendung beim Erstellen eines Direktzugriffspaketes in einem Mobilkommunikationssystem, gekennzeichnet durch: ein erstes Erzeugungsmittel (104) zum Erzeugen einer Präambel; ein erstes Spreizmittel (104) zum Spreizen eines Signaturcodes (102) mit einem Spreizcode, der einer zuvor festgelegten Zelle oder einem zuvor festgelegten Sektor zugeordnet ist; ein zweites Erzeugungsmittel (114) zum Erzeugen eines Datenfeldes (110); ein zweites und ein drittes Spreizmittel (114) zum Spreizen des Datenfeldes mit einem ersten (112) bzw. einem zweiten Code (116), wobei der erste Code dem Signaturcode zugeordnet ist und der zweite Spreizcode der zuvor festgelegten Zelle oder dem zuvor festgelegten Sektor zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, die des Weiteren einen Mikroprozessor umfasst, der sich in einer Mobilstation befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei – zur Verwendung in einem Kommunikationssystem, das Direktzugriffsanforderungen überträgt, die zeitlich so gesteuert werden, dass sie am Anfang von Übertragungszeitschlitzen beginnen – eine Länge der Präambel im Wesentlichen der Dauer des Übertragungsschlitzes entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Dauer des Übertragungsschlitzes die Länge der Präambel um eine Sicherheitszeitspanne übersteigt.