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Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Kommunikationen, und
insbesondere ein neues und verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung
zur Bereichs- bzw. Begrenzungs-Steuerung (margin control) in einem
Datenkommunikationssystem.
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Hintergrund
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Drahtlose
Kommunikationssysteme werden weithin angewandt, um verschiedene
Typen von Kommunikation wie Sprache und Daten vorzusehen. Diese
Systeme können
auf Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA = code division multiple
access), Zeitmultiplex-Vielfachzugriff (TDMA = time division multiple
access) oder einigen anderen Modulationstechniken basieren. Ein
CDMA System bietet bestimmte Vorteile gegenüber anderen Typen von Systemen, einschließlich erhöhter Systemkapazität.
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Ein
CDMA System kann ausgebildet sein, um einen oder mehrere CDMA Standards
wie (1) den „TIA/EIA-95-B
Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode
Wideband Spread Spectrum Cellular System" (der IS-95 Standard), (2) den Standard,
welcher von einem Konsortium angeboten wird, welches sich „3rd Generation
Partnership Project" (3GPP)
nennt und in einem Satz von Dokumenten einschließlich Dokumentennummer 3G TS 25.211,
3G TS 25.212, 3G TS 25.213, und 3G TS 25.214 (der W-CDMA Standard) ausgeführt ist,
(3) der Standard, welcher von einem Konsortium angeboten wird, welches
sich „3rd
Generation Partnership Project 2" (3GPP2)
nennt und in „TR-45.5
Physical Layer Standard for the cdma2000 Spread Spectrum Systems" (der IS-2000 Standard)
ausgeführt
ist, und (4) irgendwelche andere Standards zu unterstützen.
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In
den oben genannten Standards wird das verfügbare Spektrum gleichzeitig
von einer Vielzahl von Benutzern verwendet, und Techniken wie Leistungssteuerung
und weiche Übergabe
(soff handoff) werden verwendet, um aus reichende Qualität aufrecht
zu erhalten, um verzögerungssensitive
Dienste, wie Sprache, zu unterstützen.
Datendienste sind ebenfalls verfügbar.
In jüngster
Zeit wurden Systeme vorgeschlagen, welche die Kapazität für Datendienste
durch Verwendung von Modulation höherer Ordnung, sehr schneller
Rückkopplung
des Träger-zu-Interferenz-Verhältnisses
(C/I) von der Mobilstation, sehr schnelles Einteilen, und Einteilen
für Dienste, welche
weniger strikte Verzögerungsanforderungen haben,
zu verbessern. Ein Beispiel eines solchen Nur-Datenkommunikationssystems
unter Verwendung dieser Techniken ist das System mit hoher Datenrate
(HDR = high data rate), welches dem TIA/EIA/IS-856 Standard (der
IS-856 Standard) entspricht.
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Im
Gegensatz zu den anderen oben genannten Standards verwendet ein
IS-856 System das
gesamte Spektrum, welches in jeder Zelle verfügbar ist, um Daten zu einem
einzigen Benutzer zu einer Zeit zu senden, und zwar ausgewählt basierend
auf der Verbindungsqualität.
In dem dies getan wird verbringt das System eine größere Prozentzahl
der Zeit mit dem Senden von Daten mit höheren Raten, wenn der Kanal
gut ist, und vermeidet dabei das Bereitstellen von Ressourcen zum
Unterstützen
von Übertragung bei
ineffizienten Raten. Der Nettoeffekt ist höhere Datenkapazität, höhere Spitzendatenraten,
und höherer durchschnittlicher
Durchsatz.
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Systeme
können
Unterstützung
für verzögerungssensitive
Daten beinhalten, wie Sprachkanäle oder
Datenkanäle,
welche in dem IS-2000 Standard unterstützt werden, und zwar zusammen
mit der Unterstützung
für Paketdatendienste
wie diejenigen, welche in dem IS-856 Standard beschrieben sind. Ein
solches System ist in einem Vorschlag beschrieben, welcher von LG
Electronics, LSI Logic, Lucent Technologies, Nortel Networks, QUALCOMM
Incorporated, und Samsung zu dem 3rd Generation Partnership Project
2 (3GPP2) eingereicht wurde. Der Vorschlag ist detailliert in Dokumenten
aufgeführt, welche „Updated
Joint Physical Layer Proposal for 1×EV-DV" benannt sind, eingereicht zu 3GPPS2
als Dokumentennummer C50-20010611-009, 11. Juni 2001; „Results of L3NQS Simulation
Study", eingereicht
zu 3GPP2 als Dokumentennummer C50-20010820-011, 20. August 2001;
und „System Simulation
Results for the L3NQS Framework Proposal for cdma2000 1×EV-DV" eingereicht zu 3GPP2 als
Dokumentennummer C50-20010820-012,
20. August 2001. Diese und ähnliche
Dokumente, welche nachfolgend generiert wurden, werden hierin nachfolgend
als der 1×EV-DV
Vorschlag bezeichnet.
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Ein
System wie dasjenige, welches in dem 1×EV-DV Vorschlag beschrieben
wurde, beinhaltet im Allgemeinen Kanäle von vier Klassen: Overhead-Kanäle, dynamisch
variierende IS-95 und IS-2000 Kanäle, einen Vorwärtspaketdatenkanal (F-PDCH),
und einige Extrakanäle.
Die Overhead Kanalzuweisungen variieren langsam, es kann sein, dass
sie sich über
Monate nicht verändern.
Sie werden typischerweise verändert,
wenn es wesentliche Netzwerkkonfigurationsveränderungen gibt. Die dynamisch
variierenden IS-95 und IS-2000 Kanäle werden auf einer Pro-Anrufbasis
zugewiesen und werden für
IS-95 oder IS-2000 Release 0 bis B Paketdienst verwendet. Typischerweise
wird die verfügbare
Basisstationsleistung, welche verbleibt, nachdem die Overheadkanäle und die
dynamisch variierenden Kanäle
zugewiesen wurden, dem F-PDCH für
verbleibende Datendienste zugeordnet. Der F-PDCH kann für Datendienste
verwendet werden, welche weniger anfällig gegenüber Verzögerung sind, während die
IS-2000 Kanäle
für Dienst
verwendet werden, welche verzögerungssensitiver
sind.
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Der
F-PDCH wird ähnlich
zu dem Verkehrskanal in dem IS-856 Standard verwendet, um Daten mit
der höchsten
unterstützbaren
Rate zu einem Benutzer in jeder Zelle zu einer Zeit zu senden. In IS-856
sind die gesamte Leistung der Basisstation und der gesamte Raum
von Walshfunktionen verfügbar,
wenn Daten zu einer Mobilstation übertragen werden. Jedoch werden
in dem vorgeschlagenen 1×EV-DV
System eine gewisse Basisstationsleistung und einige der Walshfunktionen
Overheadkanälen und
existierenden IS-95
und cdma2000 Diensten zugewiesen. Die Datenrate, welche unterstützbar ist, hängt hauptsächlich von
der verfügbaren
Leistung und Walshcodes ab, und zwar nachdem die Leistung und Walshcodes
für die
Overhead, IS-95 und IS-2000 Kanäle
zugewiesen wurden. Die Daten, welche auf dem F- PDCH übertragen werden, werden unter
Verwendung von einem oder mehreren Walsh-Codes gespreizt.
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In
dem 1×EV-DV
Vorschlag sendet die Basisstation im Allgemeinen zu einer Mobilstation
auf dem F-PDCH zu einer Zeit, obwohl viele Benutzer Paketdienste
in einer Zelle benutzen können
(es ist auch möglich,
zu zwei oder mehr Benutzern zu senden, und zwar durch Einteilen
von Übertragungen
für die
zwei oder mehr Benutzer und Zuweisen von Leistung und/oder Walshkanälen zu jedem
Benutzer wie geeignet.) Mobilstationen werden für Vorwärtsverbindungsübertragung
basierend auf einem Einteilungsalgorithmus ausgewählt werden.
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In
einem System, das ähnlich
zu IS-856 oder 1×EV-DV
ist, basiert das Einteilen teilweise auf Kanalqualitätsrückkopplung
von den Mobilstationen, welche bedient werden. Beispielsweise schätzen in IS-856
Mobilstationen die Qualität
der Vorwärtsverbindung
ab und berechnen eine Übertragungsrate, von
welcher angenommen wird, dass sie für die derzeitigen Bedingungen
aufrechterhalten werden kann. Die gewünschte Rate von jeder Mobilstation
wird zu der Basisstation übertragen.
Der Einteilalgorithmus kann zum Beispiel eine Mobilstation zur Übertragung auswählen, welche
eine relativ höhere Übertragungsrate
unterstützt,
um effizientere Verwendung des gemeinsam verwendeten Kommunikationskanals
zu erreichen. Als ein anderes Beispiel in einem 1×EV-DV System
sendet jede Mobilstation eine Träger-zu-Interferenz (C/E)
Abschätzung
als die Kanalqualitätsabschätzung. Der
Einteilalgorithmus wird verwendet, um die Mobilstation zu bestimmen,
welche zur Übertragung
ausgewählt
wird, wie auch die geeignete Rate und das Übertragungsformat gemäß der Kanalqualität.
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Die
Kanalqualitätabschätzungsgenauigkeit ist
wichtig zum optimalen Einteilen und Übertragung, um zu einer effizienten
Verwendung des gemeinsam verwendeten Kanals zu führen. Die Kanalqualitätsabschätzungsgenauigkeit
kann durch eine Anzahl von Faktoren beeinflusst werden, wovon mehrere
Beispiele folgen werden. Weil derzeitige Abschätzungen verwendet werden, um
zukünftige Übertragungen
zu bestimmen, können
dazwischen kommende Veränderungen
in dem Kanal die Nützlichkeit
der Abschätzung
beeinflussen. In schnell schwindenden Kanalbedingungen kann dieser
Effekt ausgeprägter
sein. Einschränkungen
in dem Messvorgang können
auch die Genauigkeit beeinflussen. Die Kanalabschätzungsgenauigkeit
kann auch verschlechtert werden, wenn Fehler eingefügt werden,
wenn die Abschätzungen
auf der Rückverbindung übertragen
werden.
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Eine
Technik zum Beikommen dieser Themen ist das Einfügen eines Bereichs bzw. einer
Begrenzung (margin) zum Ausgleichen von Unsicherheit in der Kanalabschätzung. Der
Bereich wird verwendet, um die Wahl der Übertragungsrate und des Formats
konservativer zu machen, um die Unsicherheit zu kompensieren, und
kann dynamisch angepasst werden, um sich den veränderten Kanalbedingungen anzupassen.
Ein Beispiel einer äußeren Steuerungsschleife
unter Verwendung eines Bereichs ist in der ebenfalls anhängigen
U.S. Patentanmeldung mit Seriennummer
10/136,906 , benannt „IMPROVED
OUTER-LOOP SCHEDULING DESIGN FOR COMMUNICATION SYSTEMS WITH CHANNEL
QUALITY FEEDBACK MECHANISMS", angemeldet
am 30. April 2002, dem Bevollmächtigten
der vorliegenden Erfindung zugeordnet (nachfolgend als die '906 Anmeldung bezeichnet),
Veröffentlichungsnummer
US 2003/0204615 , beschrieben. Diese
Technik verwendet eine Steuerungsschleife basierend auf identifizierten
Paketfehlern zum Einstellen des Bereichs derart, dass eine gewünschte Paketfehlerrate
erreicht wird. Eine andere Technik ist in der
U.S. Patentanmeldung 2002/028691
A1 offenbart. Wenn jedoch die Paketfehlerrate sehr niedrig
ist kann es sein, dass sich die Schleife nicht schnell einstellt.
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Die
Effizienz des gemeinsam verwendeten Kommunikationskanals kann verbessert
werden, wenn Kanalqualitätsrückkopplung
zuverlässig
ist und der Bereich effektiv den sich veränderten Kanalbedingungen angepasst
wird. Es gibt deshalb einen Bedarf im Stand der Technik für verbesserte
Bereichssteuerung in einem Datenkommunikationssystem.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ausführungsbeispiele,
welche hierin offenbart sind, kommen dem Bedarf für verbesserte
Bereichssteuerung in einem Datenkommunikationssystem bei. In einem
Aspekt wird der Bereich ansprechend auf eine erste Unterpaketfehlerrate
eingestellt. In einem anderen Aspekt wird der Bereich ferner ansprechend
auf eine Gesamtpaketfehlerrate eingestellt. In noch einem anderen
Aspekt wird die erste Unterpaketfehlerrate ansprechend auf eine
Gesamtpaketfehlerrate eingestellt. Verschiedene andere Aspekte werden
auch präsentiert.
Diese Aspekte haben die Vorteile der ansprechenden Bereichssteuerung, wenn
die Gesamtpaketfehlerrate relativ niedrig ist, was zu einem verbesserten
Datendurchsatz und erhöhter
Systemkapazität
führt.
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Die
Erfindung sieht Verfahren und Systemelemente vor, welche verschiedene
Aspekte, Ausführungsbeispiele
und Merkmale der Erfindung implementieren, wie weiter detailliert
unten stehend beschrieben ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Merkmale, Natur und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher
werden von der detaillierten Beschreibung, welche unten stehend
gegeben wird, wenn sie zusammen genommen wird mit den Zeichnungen,
in welchen gleiche Bezugszeichen Korrespondierendes durchgängig identifizieren,
und wobei folgendes gilt:
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1 ist
ein allgemeines Blockdiagramm eines drahtlosen Kommunikationssystems,
welches zum Unterstützen
einer Anzahl von Benutzern in der Lage ist;
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2 zeigt
eine exemplarische Mobilstation und Basisstation, welche in einem
System konfiguriert sind, welches zur Datenkommunikation angepasst
ist;
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3 ist
ein Blockdiagramm für
eine drahtlose Kommunikationseinrichtung, wie eine Mobilstation oder
Basisstation;
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4 zeigt
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels eines C/I Filterverfahrens;
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5 zeigt
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels zum Erhöhen der Zuverlässigkeit
von ACK/NAK Nachrichten;
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6 zeigt
die Aufteilung in empfangener Energie für zwei beispielhafte ACK/NAK
Energiewerte;
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7 zweigt
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels einer äußeren Steuerungsschleife;
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8 zeigt
ein Flussdiagramm einer äußeren Steuerungsschleife
für den
Steuerungskanal; und
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9 zeigt
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels einer äußeren äußeren Steuerungsschleife.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1 ist
ein Diagramm eines drahtlosen Kommunikationssystems 100,
welches ausgebildet sein kann zum Unterstützen von einem oder mehreren
CDMA Standards und/oder Designs (zum Beispiel der W-CDMA Standard,
der IS-95 Standard, der cdma2000 Standard, die HDR Spezifikation,
der 1×EV-DV
Vorschlag). In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann das System 100 auch
jeglichen drahtlosen Standard oder Design unterschiedlich von einem
CDMA System, wie ein GSM System, verwenden.
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Zur
Einfachheit ist das System 100 derart gezeigt, dass es
drei Basisstationen 104 in Kommunikation mit zwei Mobilstationen 106 beinhaltet.
Die Basisstation und ihr Abdeckgebiet werden oft kollektiv als eine „Zelle" bezeichnet. In IS-95
Systemen kann eine Zelle eine oder mehrere Sektoren beinhalten.
In der W-CDMA Spezifikation wird jeder Sektor einer Basisstation
und das Abdeckgebiet des Sektors als eine Zelle bezeichnet. Wie
hierin verwendet kann der Ausdruck Basisstation austauschbar mit
dem Ausdruck Zugriffspunkt oder Knoten B verwendet werden. Der Ausdruck
Mobilstation kann austauschbar mit den Ausdrücken Benutzerausrüstung (UE
= user equip ment), Teilnehmereinheit, Teilnehmerstation, Zugriffsterminal,
entferntes Terminal oder anderen korrespondierenden Ausdrücken, welche
im Stand der Technik bekannt sind, verwendet werden. Der Ausdruck
Mobilstation beinhaltet feste drahtlose Applikationen.
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Abhängig von
dem CDMA System, welches implementiert wird, kann jede Mobilstation 106 mit
einer (oder möglicherweise
mehreren) Basisstationen 104 auf der Vorwärtsverbindung
zu jedem gegebenen Zeitpunkt kommunizieren, und kann mit einer oder
mehreren Basisstationen auf der Rückverbindung kommunizieren,
und zwar abhängig
davon, ob die Mobilstation in weicher Übergabe ist oder nicht. Die
Vorwärtsverbindung
(das heißt
Abwärtsverbindung)
bezeichnet eine Übertragung
von der Basisstation zu der Mobilstation, und die Rückverbindung (das
heißt
Aufwärtsverbindung)
bezeichnet Übertragung
von der Mobilstation zu der Basisstation.
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Zur
Klarheit können
die in der Beschreibung dieser Erfindung verwendeten Beispiele Basisstationen
als den Ausgangspunkt von Signalen und Mobilstationen als Empfänger und
Akquirierer dieser Signale, das heißt Signale auf der Vorwärtsverbindung, annehmen.
Der Fachmann wird verstehen, dass sowohl Mobilstationen wie auch
Basisstationen derart ausgerüstet
sein können,
dass sie Daten wie hierin beschrieben übertragen können, und die Aspekte der vorliegenden
Erfindung treffen auch auf solche Situationen zu. Das Wort „exemplarisch" wird hierin verwendet,
um „als
ein Beispiel, Instanz oder Illustration dienend" zu bedeuten. Jedes Ausführungsbeispiel, welches
hierin als „exemplarisch" beschrieben wird, soll
nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen
Ausführungsbeispielen verstanden
werden. Wie oben stehend beschrieben kann ein drahtloses Kommunikationssystem 100 mehrere
Benutzer unterstützen,
welche sich die Kommunikationsressource gleichzeitig teilen, wie
ein IS-95 System, kann die gesamte Kommunikationsressource einem
Benutzer zu einem Zeitpunkt zuordnen, wie ein IS-856 System, oder
kann die Kommunikationsressource derart aufteilen, dass beide Zugriffstypen
erlaubt werden. Ein 1×EV-DV
System ist ein Beispiel eines Systems, welches die Kommunikationsressource
zwischen beiden Typen von Zugriff aufteilt, und dynamisch die Aufteilungen
gemäß der Benutzeranforderung
zuweist. Nachfolgend ist ein kurzer Hintergrund darüber, wie
die Kommunikationsressource zum Aufnehmen von verschiedenen Benutzern
in beiden Typen von Zugriffssystemen zugewiesen werden kann. Die
Leistungssteuerung ist zum gleichzeitigen Zugriffs durch mehrere
Benutzer, wie Kanäle
des IS-95 Typs, beschrieben. Die Ratenbestimmung und die Einteilung
ist zum zeitlich gemeinsam verwendeten Zugriff durch mehrere Benutzer
diskutiert, wie ein IS-856 System oder der Nur-Datenteil eines Systems
des 1×EV-DV
Typs.
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Man
beachte, dass „äußere Schleife" ein Ausdruck ist,
welcher im Stand der Technik betreffend beider Zugriffstypen verwendet
wird, aber seine Bedeutung kann in den beiden Kontexten unterschiedlich
sein.
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Die
Kapazität
in einem System, wie einem IS-95 CDMA System, wird teilweise durch
Interferenz bestimmt, welche im Übertragen
von Signalen zu und von verschiedenen Benutzern innerhalb des Systems
generiert wird. Ein Merkmal eines typischen CDMA Systems ist es,
Signale zur Übertragung
zu oder von einer Mobilstation derart zu codieren und zu modulieren,
dass die Signale als Interferenz durch andere Mobilstationen gesehen
werden. Zum Beispiel wird auf der Vorwärtsverbindung die Qualität des Kanals
zwischen einer Basisstation und einer Mobilstation teilweise durch
die Benutzerinterferenz von anderen Benutzern bestimmt. Um einen
gewünschten
Performancepegel zur Kommunikation mit der Mobilstation aufrecht
zu erhalten muß die Sendeleistung,
welche der Mobilstation zugeordnet ist, ausreichend sein, um die
Leistung zu überwinden,
welche zu den anderen Mobilstationen, welche durch die Basisstation
bedient werden, übertragen wird,
wie auch andere Interferenz, welche in dem Kanal erfahren wird.
Somit ist es zum Erhöhen
der Kapazität
wünschenswert,
die minimale Leistung zu senden, welche für jede bediente Mobilstation
benötigt
wird.
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Die
Vorwärtsverbindungsleistungssteuerung ist
nur zum Zweck der Diskussion beschrieben. Der Fachmann wird unmittelbar
Leistungssteuerungstechniken auch für die Rückverbindung anpassen. In einem
typischen CDMA Sys tem ist es, wenn mehrere Mobilstationen zu einer
Basisstation übertragen, wünschenswert,
eine Vielzahl von Mobilstationssignalen bei einer Basisstation mit
einem normalisierten Leistungspegel zu empfangen. Somit kann beispielsweise
ein Rückverbindungsleistungssteuerungssystem
die Sendeleistung von jeder Mobilstation derart regulieren, dass
Signale von benachbarten Mobilstationen keine Signale von weiter
entfernten Mobilstationen übertönen. Wie
bei der Vorwärtsverbindung
erlaubt das Aufrechterhalten der Sendeleistung von jeder Mobilstation
bei dem minimalen Leistungspegel, welcher zum Aufrechterhalten des
erwünschten
Performancepegels benötigt
wird, dass die Kapazität
optimiert wird, zusätzlich
zu anderen Vorteilen des Leistungssparens wie erhöhte Sprech-
und Standby-Zeiten, verringerte Batterieanforderungen, und ähnliches.
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Die
Kapazität
in einem typischen CDMA System, wie IS-95, wird durch die Interferenz
von anderen Benutzern eingeschränkt.
Interferenz von anderen Benutzern kann durch die Verwendung von
Leistungssteuerung abgemildert werden. Die Gesamtperformance des
Systems, einschließlich
der Kapazität,
Sprachqualität,
Datenübertragungsraten
und Durchsatz, hängt
von Stationen ab, welche bei dem niedrigsten Leistungspegel übertragen,
um den gewünschten
Pegel der Performance wann immer möglich zu erhalten. Um dies
zu erreichen, sind verschiedene Leistungssteuerungstechniken im
Stand der Technik bekannt.
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Eine
Klasse von Techniken beinhaltet Leistungssteuerung in geschlossener
Schleife. Zum Beispiel kann Leistungssteuerung in geschlossener Schleife
auf der Vorwärtsverbindung
verwendet werden. Solche Systeme können eine innere und äußere Leistungssteuerungsschleife
in der Mobilstation verwenden. Eine äußere Schleife bestimmt einen
Zielpegel für
empfangene Leistung gemäß einer
empfangenen Fehlerrate. Zum Beispiel kann eine Zielrahmenfehlerrate
von 1% als die gewünschte
Fehlerrate vorbestimmt sein. Die äußere Schleife kann den Zielwert
für empfangene
Leistung mit einer relativ langsamen Rate aktualisieren, wie einmal
pro Rahmen oder Block. Ansprechend darauf sendet dann die innere
Schleife Leistungssteuerungsnachrich ten nach oben oder nach unten
zu der Basisstation, bis die empfangene Leistung das Ziel trifft.
Diese Innerschleifenleistungssteuerungskommandos treten relativ
häufig
auf, um schnell die Sendeleistung auf den Pegel anzupassen, welcher
zur effizienten Kommunikation nötig
ist. Wie oben stehend beschrieben verringert das Halten der Sendeleistung
für jede Mobilstation
bei dem niedrigsten Pegel die Interferenz von anderen Benutzern,
welche bei der Mobilstation gesehen werden, und erlaubt, dass verfügbare Sendeleistung
verbleibt, welche für
andere Zwecke reserviert werden kann. In einem System wie IS-95
kann die verbleibende verfügbare
Sendeleistung verwendet werden, um Kommunikation mit zusätzlichen
Benutzern zu unterstützen.
In einem System wie 1×EV-DV
kann die verbleibende verfügbare Sendeleistung
verwendet werden, um zusätzliche Benutzer
zu unterstützen,
oder um den Durchsatz des Nur-Daten-Teils des Systems zu erhöhen. Die andere
Schleife oder innere Schleife zur Leistungssteuerung, welche eben
beschrieben wurde, kann unterschiedlich im Vergleich zu gleich bezeichneten Steuerungsschleifen
sein, welche zur Verwendung mit Nur-Daten-Kanälen, wie unten stehend beschrieben,
definiert werden.
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In
einem „Nur-Daten" System, wie IS-856, oder
in dem „Nur-Daten" Teil eines Systems,
wie 1×EV-DV,
kann eine Steuerungsschleife angewandt werden, um die Übertragung
von der Basisstation zu einer Mobilstation in einer zeitlich gemeinsam
verwendeten Art und Weise zu bestimmen. Zur Klarheit ist in der
folgenden Diskussion die Übertragung
zu einer Mobilstation zu einem Zeitpunkt beschrieben. Dies ist abzugrenzen
von gleichzeitigen Zugriffssystemen, wovon ein Beispiel IS-95 ist,
oder verschiedene Kanäle
in einem cdma2000 oder 1×EV-DV
System. Zwei Anmerkungen sind an diesem Punkt angebracht.
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Zunächst kann
der Ausdruck „Nur-Daten" oder „Datenkanal" verwendet werden,
um einen Kanal von Sprach- oder Datenkanälen des IS-95 Typs (das heißt gleichzeitige
Zugriffskanäle
unter Verwendung von Leistungsteuerung wie oben stehend beschrieben)
abzugrenzen, dies geschieht allerdings nur zur Klarheit der Diskussion.
Es wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass Nur-Daten oder Datenkanäle, wie
hierin beschrieben, verwendet werden können, um Daten von jeglichem
Typ zu übertragen, und
zwar einschließlich
Sprache (das heißt
Sprache über
Internetprotokoll, oder VOIP). Die Nützlichkeit von jedem bestimmten
Ausführungsbeispiel
eines bestimmten Typs von Daten kann teilweise durch die Durchsatzanforderungen,
Latenzanforderungen, oder ähnliches
bestimmt werden. Der Fachmann wird unmittelbar verschiedene Ausführungsbeispiele anpassen,
welche jeglichen Zugriffstyp mit Parametern kombinieren, welche
ausgewählt
sind zum Liefern des gewünschten
Pegels der Latenz, Durchsatz, Qualität des Dienstes, oder ähnliches.
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Zweitens
kann ein Nur-Datenteil eines Systems, wie derjenige, welcher für 1×EV-DV beschrieben
wird, welcher als zeitlich gemeinsam verwendet für die Kommunikationsressource
beschrieben ist, angepasst werden zum Liefern von Zugriff zu mehr als
einem Benutzer gleichzeitig. Beispiele dessen sind unten detailliert
ausgeführt.
In Beispielen darin, in welchen die Kommunikationsressource als
zeitlich gemeinsam verwendet zum Liefern von Kommunikation mit einer
Mobilstation oder einem Benutzer während einer bestimmten Periode
beschrieben ist, wird der Fachmann unmittelbar diese Beispiele anpassen, um
zeitlich gemeinsam verwendete Übertragung
zu oder von mehr als einer Mobilstation oder Benutzer innerhalb
der Zeitperiode zu erlauben.
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Ein
typisches Datenkommunikationssystem kann einen oder mehrere Kommunikationskanäle von verschiedenen
Typen beinhalten. Spezifischer werden einer oder mehrere Datenkanäle normalerweise
angewandt. Es ist auch üblich,
dass einer oder mehrere Steuerungskanäle angewandt werden, obwohl
Im-Band-Steuerungssignalisierung auf einem Datenkanal beinhaltet
sein kann. Zum Beispiel sind in einem 1×EV-DV System ein Paketdatensteuerungskanal
(PDCCH = packet data control channel) und ein Paketdatenkanal (PDCH
= packet data channel) zur Übertragung
von Steuerung und Daten jeweils auf der Vorwärtsverbindung definiert.
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2 zeigt
eine beispielhafte Mobilstation 106 und eine Basisstation 104,
welche in einem System 100 konfiguriert sind, welches zur
Datenkommunikation angepasst ist. Die Basisstation 104 und
die Mobilstation 106 sind auf einer Vorwärts- und
einer Rückverbindung
kommunizierend gezeigt. Die Mobilstation 106 empfängt Vorwärtsverbindungssignale
in dem empfangenden Untersystem 220. Eine Basisstation 104,
welche die Vorwärts-Daten-
und Steuerungskanäle
kommuniziert, wie unten stehend detailliert ausgeführt, kann
hierin als die dienende Station bezeichnet werden. Ein beispielhaftes
empfangendes Untersystem ist ferner unten stehend mit Bezug auf 3 detailliert
ausgeführt.
Eine Träger-zu-Interferenz
(C/I) Abschätzung
wird für
das Vorwärtsverbindungssignal
durchgeführt,
welches von der dienenden Basisstation empfangen wird. Eine C/I
Messung ist ein Beispiel einer Kanalqualitätsmetrik, welche als eine Kanalabschätzung verwendet
wird, und alternative Kanalqualitätsmetriken können in
alternativen Ausführungsbeispielen
verwendet werden. Die C/I Messung wird zu dem Übertragungsuntersystem 210 geliefert,
wovon ein Beispiel unten stehend mit Bezug auf 3 weiter
detailliert ausgeführt
ist.
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Das Übertragungs-
bzw. Sendeuntersystem 210 liefert die C/I Abschätzung über die
Rückverbindung,
wo sie zu der dienenden Basisstation geliefert wird. Man beachte,
dass in der Situation einer weichen Übergabe, wie im Stand der Technik
gut bekannt ist, die Rückverbindungssignale,
welche von einer Mobilstation übertragen
werden, von einer Basisstation empfangen werden, welche unterschiedlich
ist von der dienenden Basisstation. In diesem Fall kann die C/I
Messung zu der dienenden Basisstation auf einem alternativen Netzwerk
geliefert werden, beispielsweise auf demjenigen, welches zum Koordinieren
von weicher Übergabe
von Mobilstationen verwendet wird. Zur Klarheit ist in dieser Diskussion die
Basisstation 104 die dienende Basisstation und wird auch
ausgewählt,
um das Rückverbindungssignal
von der Mobilstation 106 zu empfangen. Das Empfangsuntersystem 230 in
der Basisstation 104 empfängt die C/I Information von
der Mobilstation 106.
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Der
Einteiler
240 in der Basisstation
104 wird verwendet,
um zu bestimmen, ob und wie Daten zu einer oder mehreren Mobilstationen
innerhalb des Abdeckgebiets der dienenden Zelle gesendet werden
sollen. Jeglicher Typ von Einteilalgorithmus kann innerhalb des
Umfangs der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Ein Beispiel
ist in der
U.S. Patentanmeldung
Nummer 08/798,951 , benannt „METHOD AND APPARATUS FOR
FORWARD LINK RATE SCHEDULING",
angemeldet am 11. Februar 1997, Veröffentlichungsnummer
US 2002/0012332 , dem
Bevollmächtigten
der vorliegenden Erfindung zugeordnet, offenbart.
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In
einem beispielhaften 1×EV-DV
Ausführungsbeispiel
wird eine Mobilstation zur Vorwärtsverbindungsübertragung
ausgewählt,
wenn die C/I Messung, welche von dieser Mobilstation empfangen wird,
anzeigt, dass Daten mit einer bestimmten Rate gesendet werden können. Es
ist für
die Systemkapazität
vorteilhaft, eine Zielmobilstation auszuwählen, und zwar derart, dass
die gemeinsam verwendete Kommunikationsressource immer mit ihrer
maximal unterstützbaren
Rate verwendet wird. Somit kann die typische Zielmobilstation, welche
ausgewählt
wird, diejenige sein mit dem größten berichteten
C/I. Andere Faktoren können
auch in einer Einteilungsentscheidung beinhaltet sein. Zum Beispiel
können
Garantien für
minimale Dienstqualität
gegenüber
verschiedenen Benutzern gemacht worden sein. Es kann sein, dass
eine Mobilstation mit einem relativ niedrigen berichteten C/I zur Übertragung
ausgewählt
wird, um eine minimale Datentransferrate zu diesem Benutzer aufrecht
zu erhalten.
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In
dem beispielhaften 1×EV-DV
System bestimmt der Einteiler 240, zu welcher Mobilstation
gesendet werden soll, und auch die Datenrate, das Modulationsformat,
den Leistungspegel für
diese Übertragung.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel wie
ein IS-856 System kann zum Beispiel die Entscheidung bezüglich einer
unterstützen
Rate/eines Modulationsformats bei der Mobilstation durchgeführt werden,
und zwar basierend auf der Kanalqualität, welche bei der Mobilstation
gemessen wird, und das Übertragungsformat
kann zu der dienenden Basisstation anstatt der C/I Messung übertragen werden.
Der Fachmann wird vielfältige
Kombinationen von unterstützbaren
Raten, Modulationsformaten, Leistungspegeln und ähnlichem erkennen, welche innerhalb
des Umfangs der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Ferner
können,
obwohl in den verschiedenen Ausführungsbeispielen,
welche hierin beschrieben werden, die Einteilungsaufgaben in der
Basisstation durchgeführt
werden, in alternativen Ausführungsbeispielen
einige oder alle der Einteilprozesse in der Mobilstation stattfinden.
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Der
Einteiler 240 weist das Übertragungsuntersystem 250 an,
zu der ausgewählten
Mobilstation auf der Vorwärtsverbindung
unter Verwendung der ausgewählten
Rate, des Modulationsformats, des Leistungspegels und ähnlichem
zu senden.
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In
dem beispielhaften Ausführungsbeispiel werden
Nachrichten auf dem Steuerungskanal, oder PDCCH, zusammen mit Daten
auf dem Datenkanal, oder PDCH, gesendet. Der Steuerungskanal kann verwendet
werden, um die empfangende Mobilstation der Daten auf dem PDCH zu
identifizieren, wie auch die Identifizierung von anderen Kommunikationsparametern,
welche während
der Kommunikationssitzung nützlich
sind. Eine Mobilstation soll Daten von dem PDCH empfangen und demodulieren,
wenn der PDCCH anzeigt, dass die Mobilstation das Ziel der Übertragung
ist. Die Mobilstation antwortet auf der Rückverbindung folgend auf den
Empfang von solchen Daten mit einer Nachricht, welche anzeigend für den Erfolg
oder den Fehlschlag der Übertragung ist.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel
wird eine Bestätigungs
(ACK = acknowledged) Nachricht gesendet, wenn ein Paket von Daten
korrekt empfangen wurde, und eine Nicht-Bestätigung (NAK = not acknowledged)
Nachricht wird gesendet, wenn ein Fehler detektiert wurde.
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Techniken
zur erneuten Übertragung
werden gemeinhin in Datenkommunikationssystemen verwendet. In solch
einem System kann ein Teil der Daten erneut übertragen werden, wenn eine
NAK Nachricht angezeigt hat, dass ein Teil nicht erfolgreich empfangen
wurde. Schemata zur erneuten Übertragung
können
bei verschiedenen Signalisierungsebenen verwendet werden. In dem beispielhaften
Ausführungsbeispiel
wird ein Prozess der erneuten Übertragung
innerhalb der physikalischen Schicht verwendet.
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Ein
beispielhafter Prozess der erneuten Übertragung auf der physikalischen
Schicht wird in dem 1×EV-DV
Standard gegeben. Daten werden in Pakete eingeteilt. In dem beispielhaften
Ausführungsbeispiel
kann ein Paket bis zu vier Mal übertragen
werden. Jede versuchte Übertragung
eines Pakets wird hierin als ein Unterpaket bezeichnet. Ein Unterpaket
wird zu einer Zielmobilstation auf dem PDCH übertragen, deren Identität auf dem
PDCCH angezeigt wird. Wenn das Unterpaket korrekt empfangen wurde
(wie durch eine oder mehrere verschiedene Kodier- und Dekodiertechniken
bestimmt, wovon Beispiele im Stand der Technik gut bekannt sind), wird
eine ACK Nachricht zu der Basisstation ansprechend darauf gesendet.
Wenn das Unterpaket nicht korrekt empfangen wurde wird eine NAK
Nachricht ansprechend darauf gesendet. Die Basisstation kann das
Paket erneut übertragen,
das heißt
ein neues Unterpaket, bis eine vorbestimmte Grenze von erneuten Übertragungen
erreicht wurde (in diesem Fall drei). Wenn irgendeines der Unterpakete
korrekt empfangen wurde war die Paketübertragung erfolgreich. Wenn
alle Unterpakete ohne Empfang eines ACK gesendet wurden, ist ein
Paketfehler aufgetreten.
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Jede
Unterpaketübertragung
sendet die Information, welche in dem Paket enthalten ist. Die Energie,
welche von der Mobilstation für
ein Unterpaket empfangen wurde, kann mit der Energie kombiniert werden,
welche für
eines oder mehrere der vorhergehend übertragenen Unterpakete empfangen
wurde. Wenn zum Beispiel ein erstes Unterpaket fehlerhaft empfangen
wurde, kann die Energie, welche in dem zweiten Unterpaket (eine
erneute Übertragung)
empfangen wurde, mit der Energie in dem ersten Unterpaket kombiniert
werden, um die Wahrscheinlichkeit der erfolgreichen Dekodierung
zu erhöhen.
Somit wird sich sogar ohne Veränderung
von irgendeinem der Übertragungsparameter
die Wahrscheinlichkeit des korrekten Empfangs eines Unterpakets
mit Bezug auf die Wahrscheinlichkeit des Empfangs des vorhergehenden
Unterpakets erhöhen.
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Zusätzlich kann
Redundanz in einer Unterpaketübertragung
eingebaut werden. Die Redundanz, welche in jeder der Unterpaketübertragungen eingebaut
ist, muß nicht
identisch sein von einer Unterpaketübertragung zu der nächsten.
Man betrachte zum Beispiel ein Ausführungsbeispiel, in welchem insgesamt
vier Unterpaketübertragungen
für ein
Signalpaket erlaubt sind. Das Paket kann in vier Segmente eingeteilt
werden, welche A, B, C, und D benannt werden. Jedes Unterpaket kann
die Inhalte des Pakets beinhalten, zuzüglich einer redundanten Übertragung
von einem der Segmente. Das erste Unterpaket kann diese Sequenz
A, B, C, D, D enthalten. Das zweite Unterpaket, sofern benötigt, kann
die Sequenz A, B, C, C, D enthalten. Das dritte Unterpaket, sofern
benötigt,
kann die Sequenz A, B, B, C, D enthalten. Das vierte Unterpaket,
sofern benötigt,
kann die Sequenz A, A, B, C, D enthalten. Wenn in diesem Beispiel
alle vier Unterpaktübertragungen
benötigt werden
wird jedes Unterpaketsegment fünf
Mal übertragen
worden sein, und die Energie kann für alle diese akkumuliert werden.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel
kann eine Kodiertechnik redundante Information basierend auf allen
Informationen in dem Paket beinhalten, zum Beispiel das Anhängen von Paritätsbits,
welche unter Verwendung eines Blockcodes generiert wurden. Der Fachmann
wird erkennen, dass die redundante Information, zum Beispiel die
Paritätsinformation,
identisch unter Unterpaketen sein kann, oder einzigartig unter einem
oder mehreren Unterpaketen sein kann. Jede denkbare Paketkodier-
und Übertragungstechnik
kann innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung verwendet
werden.
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Die Übertragung
von Paketen kann unter Verwendung von Parametern ausgeführt werden, welche
ausgewählt
wurden, um die gewünschten Performancecharakteristika
zu liefern. Zum Beispiel kann eine Gasamtpaketfehlerrate gewünscht werden.
Oder es kann, wie unten stehend weiter beschrieben wird, gewünscht sein,
die erste Unterpaketfehlerrate abzustimmen. Eine äußere Steuerungsschleife,
wie oben stehend für
ein Datensystem beschrieben wurde, kann verwendet werden, um eine oder
mehrere Performancemessungen zu ihren gewünschten Zielen anzutreiben
bzw. zu lenken. Der Fach mann wird erkennen, dass verschiedene Performancemessungen,
wie Fehlerraten, welche unter Verwendung von solchen Systemen generiert
werden können,
alle in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen. Verschiedene
beispielhafte Ausführungsbeispiele
von Steuerungsschleifen, welche auf unterschiedliche Paket- und/oder
Unterpaketfehlerraten abzielen, sind unten stehend weiter detailliert ausgeführt.
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3 ist
ein Blockdiagramm einer drahtlosen Kommunikationseinrichtung, wie
eine Mobilstation 106 oder einer Basisstation 104.
Die Blöcke,
welche in diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt sind,
werden im Allgemeinen ein Untersatz der Komponenten sein, welche
in entweder einer Basisstation 104 oder einer Mobilstation 106 beinhaltet sind.
Der Fachmann wird unmittelbar das in 3 gezeigte
Ausführungsbeispiel
zur Verwendung in irgendeiner Anzahl von Basisstations- oder Mobilstationskonfigurationen
anpassen.
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Signale
werden bei der Antenne 310 empfangen und zu einem Empfänger 320 geliefert.
Der Empfänger 320 führt Verarbeitung
gemäß von einem oder
mehreren Drahtlossystemstandards durch, wie die oben aufgelisteten
Standards. Der Empfänger 320 führt verschiedene
Verarbeitung wie Hochfrequenz (HF bzw. RF = radio frequency)-zu-Basisband-Konvertierung,
Verstärkung,
Analog-zu-digital Konvertierung, Filterung und ähnliches aus. Verschiedene
Techniken zum Empfang sind im Stand der Technik bekannt. Der Empfänger 320 kann
verwendet werden, um die Kanalqualität der Vorwärts- oder Rückverbindung zu messen, wenn
die Einrichtung eine Mobilstation oder Basisstation jeweils ist, obwohl
ein separater Kanalqualitätsabschätzer 335 zur
Klarheit der Diskussion gezeigt ist, wie unten stehend detailliert
ausgeführt
ist.
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Signale
von dem Empfänger 320 werden
in dem Demodulator 325 gemäß von einem oder mehreren Kommunikationsstandards
demoduliert. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird ein Demodulator,
welcher zum Demodulieren von 1×EV-DV Signalen
in der Lage ist, verwendet. In alternativen Ausführungsbeispielen können alternative
Standards unterstützt
werden, und Ausführungsbeispiele
können
mehrere Kommunikationsformate unterstützen. Der Demodulator 330 kann
RAKE Empfang, Gleichmachung, Kombinieren, Entschachteln, Dekodieren, und
verschiedene andere Funktionen wie durch das Format der empfangenen
Signale benötigt,
durchführen.
Verschiedene Demodulationstechniken sind im Stand der Technik bekannt.
In einer Basisstation 104 wird der Demodulator 325 gemäß der Rückverbindung
demodulieren. In einer Mobilstation 106 wird der Demodulator 325 gemäß der Vorwärtsverbindung
demodulieren. Sowohl die Daten, wie auch die Steuerungskanäle, welche
hierin beschrieben wurden, sind Beispiele von Kanälen, welche
in dem Empfänger 320 und
dem Demodulator 325 empfangen und demoduliert werden können. Die
Demodulation des Vorwärtsdatenkanals
wird gemäß der Signalisierung
auf dem Steuerungskanal wie oben stehend beschrieben auftreten.
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Der
Nachrichtendekodierer 330 empfängt demodulierte Daten und
extrahiert Signale und Nachrichten, welche zu der Mobilstation 106 oder
der Basisstation 104 auf den Vorwärts- oder Rückverbindungen jeweils gerichtet
sind. Der Nachrichtendekodierer 330 dekodiert verschiedene
Nachrichten, welche im Aufbauen, Aufrechterhalten und Abbauen eines
Anrufs (einschließlich
Sprach- oder Datensitzungen) auf einem System verwendet werden.
Nachrichten können
Kanalqualitätsindikationen,
wie C/I Messungen, ACK/NAK Nachrichten, oder Steuerungskanalnachrichten,
welche zum Demodulieren des Vorwärtsdatenkanals
verwendet werden, beinhalten. Verschiedene andere Nachrichtentypen
sind im Stand der Technik bekannt und können in den verschiedenen Kommunikationsstandards,
welche unterstützt
werden, spezifiziert sein. Die Nachrichten werden zu dem Prozessor 350 zur
Verwendung in nachfolgender Prozessierung geliefert. Einige oder alle
der Funktionen des Nachrichtendekodierers 330 können in
dem Prozessor 350 ausgeführt werden, obwohl ein diskreter
Block zur Klarheit der Diskussion gezeigt ist. Alternativ kann ein
Demodulator 325 bestimmte Informationen dekodieren und
sie direkt zu dem Prozessor 350 (eine 1-Bit Nachricht wie
ein ACK/NAK oder ein Leistungssteuerungs-Auf/Ab Kommando sind Beispiele)
senden.
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Der
Kanalqualitätsabschätzer 335 ist
mit dem Empfänger 320 verbunden,
und wird verwendet, um verschiedene Leistungspegelabschätzungen
zur Verwendung in Prozeduren durchzuführen, welche hierin beschrieben
sind, wie auch zur Verwendung in verschiedenen anderen Verarbeitungen,
welche in Kommunikation verwendet werden, wie Demodulation. In einer
Mobilstation 106 können
C/I Messungen durchgeführt
werden. In einer Basisstation 104, oder Mobilstation 106,
können
Signalstärkeabschätzungen,
wie empfangene Pilotleistung, durchgeführt werden. Der Kanalqualitätsabschätzer 335 ist
als ein diskreter Block nur zur Klarheit der Diskussion gezeigt.
Es ist üblich
für einen
solchen Block, innerhalb eines anderen Blocks beinhaltet zu sein,
wie der Empfänger 320 oder
der Demodulator 325. Verschiedene Typen von Signalstärkeabschätzungen
können durchgeführt werden,
und zwar abhängig
davon, welches Signal oder welcher Systemtyp abgeschätzt wird.
Im Allgemeinen kann jeder Typ von Kanalqualitätsmetrikabschätzungsblock
anstelle des Kanalqualitätsabschätzers 335 innerhalb
des Umfangs der vorliegenden Erfindung verwendet werden. In einer Basisstation 104 werden
die Kanalqualitätsabschätzungen
zu dem Prozessor 350 zur Verwendung in der Einteilung,
Bestimmung der Zuverlässigkeit
von ACK/NAK Nachrichten, oder die Bestimmung der Zuverlässigkeit
von C/I Nachrichten geliefert, wie weiter unten stehend ausgeführt ist.
Ein Beispiel einer Signalstärkeabschätzung ist
eine Energie pro Chip gegenüber
gesamter Rauschdichte (Ec/Nt) Messung, deren Verwendung in verschiedenen
Beispielen unten stehend beschrieben ist.
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Signale
werden über
die Antenne 310 gesendet. Gesendete Signale werden in dem
Sender 340 gemäß einem
oder mehreren Drahtlossystemstandards, wie diejenigen, welche oben
aufgelistet sind, formatiert. Beispiele von Komponenten, welche
in dem Sender 370 beinhaltet sein können, sind Verstärker, Filter,
Digital-zu-Analog (D/A) Konvertierer, Hochfrequenz (HF, RF) Konvertierer,
und ähnliches. Daten
zur Übertragung
werden zu dem Sender 370 durch den Modulator 365 geliefert.
Daten- und Steuerungskanäle
können
zur Sendung gemäß einer
Vielzahl von Formaten formatiert werden. Daten zur Sendung auf dem
Vorwärtsverbindungsdatenkanal
können
in dem Modulator 365 gemäß einer Rate und einem Modulationsformat
formatiert werden, welches durch einen Einteilalgorithmus angezeigt
ist, und zwar gemäß einer
C/I oder anderen Kanalqualitätsmessung.
Ein Einteiler, wie der Einteiler 240, wie oben stehend
beschrieben, kann in dem Prozessor 350 beinhaltet sein. Ähnlich kann
der Sender 370 angewiesen werden, mit einem Leistungspegel
gemäß dem Einteilalgorithmus
zu senden. Beispiele von Komponenten, welche in dem Modulator 365 angeordnet
sein können,
beinhalten Kodierer, Verschachtler, Spreizer, und Modulatoren von
verschiedenen Typen.
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Der
Nachrichtengenerator 360 kann verwendet werden, um Nachrichten
von verschiedenen Typen wie hierin beschrieben vorzubereiten. Zum
Beispiel können
C/I Nachrichten in einer Mobilstation zur Übertragung auf der Rückverbindung
generiert werden. Verschiedene Typen von Steuerungsnachrichten können entweder
in einer Basisstation 104 oder einer Mobilstation 106 generiert
werden, und zwar jeweils zur Übertragung
auf den Vorwärts-
oder Rückverbindungen.
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Daten,
welche in dem Demodulator 325 empfangen und demoduliert
wurden, können
zu dem Prozessor 350 zur Verwendung in den Sprach- oder Datenkommunikationen
geliefert werden, wie auch zu verschiedenen anderen Komponenten.
Ebenso können
Daten zur Übertragung
zu dem Modulator 365 und dem Sender 370 von dem
Prozessor 350 gerichtet werden. Zum Beispiel können verschiedene Datenanwendungen
auf dem Prozessor 350 anwesend sein, oder auf einem anderen
Prozessor, welcher in der drahtlosen Kommunikationseinrichtung 104 oder 106 (nicht
gezeigt) beinhaltet ist. Eine Basisstation 104 kann über andere
nicht gezeigte Ausrüstung
mit einem oder mehreren externen Netzwerken, wie dem Internet (nicht
gezeigt), verbunden sein. Eine Mobilstation 106 kann eine
Verbindung zu einer externen Einrichtung, wie einem Laptopcomputer
(nicht gezeigt) beinhalten.
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Der
Prozessor 350 kann ein Mehrzweckprozessor, ein digitaler
Signalprozessor (DSP = digital signal prozessor), oder ein Prozessor
für einen
speziel len Zweck sein. Der Prozessor 350 kann einige oder
alle der Funktionen des Empfängers 320,
des Demodulators 325, des Nachrichtendekodierers 330, des
Kanalqualitätsabschätzers 335,
des Nachrichtengenerators 360, des Modulator 365 oder
des Senders 370, wie auch jegliche andere Verarbeitung, welche
durch die drahtlose Kommunikationseinrichtung benötigt wird,
durchführen.
Der Prozessor 350 kann mit einer speziellen Hardware verbunden
sein, um diese Aufgaben zu unterstützen (Details sind nicht gezeigt).
Daten- oder Sprachanwendungen können
extern sein, wie ein extern verbundener Laptopcomputer oder die
Verbindung zu einem Netzwerk, können
auf einem zusätzlichen
Prozessor innerhalb der drahtlosen Kommunikationseinrichtung 104 oder 106 (nicht
gezeigt) laufen, oder können
auf dem Prozessor 350 selbst laufen. Der Prozessor 350 ist
mit einem Speicher 355 verbunden, welcher zum Speichern
von Daten wie auch von Anweisungen zum Durchführen der verschiedenen Prozeduren
und Verfahren, welche hierin beschrieben sind, verwendet werden
kann. Der Fachmann wir erkennen, dass der Speicher 355 aus
einer oder mehreren Speicherkomponenten von unterschiedlichen Typen
bestehen kann, welche ganz oder teilweise in dem Prozessor 350 beinhaltet
sein können.
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Die
verschiedenen beispielhaften Ausführungsbeispiele von Steuerungsschleifen,
welche hierin beschrieben wurden, basieren auf Rückkopplung von der Mobilstation
zu der Basisstation. Zum Beispiel werden Kanalqualitätsindikatoren
(wie C/I Messungen oder Ratenanforderungen in einem System des HDR
Typs), ACK Nachrichten und NAK Nachrichten bei der Basisstation
ansprechend auf die Übertragung
von Steuerungs- und Datenkanälen auf
der Vorwärtsverbindung
empfangen. Aufgrund der variierenden Kanalbedingungen kann eine
Vielzahl von Problemen auftreten, welche die Zuverlässigkeit
dieser Rückkopplung
beeinflussen. Vier dieser Probleme werden unten stehend behandelt,
mit beispielhaften Lösungen
zum Abschwächen
ihrer Effekte.
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Das
erste Problem ist, dass C/I Messungen, welche auf der Rückverbindung übertragen
wurden, unkorrekt bei der Basisstation dekodiert worden sein können. In
einer relativ schlechten Kanalumgebung kann ein Indikator von niedrigem
C/I unkorrekt dekodiert worden sein als ein hoher C/I Wert. In diesem Fall
kann die Basisstation die Vorwärtsverbindungsdatenübertragungen
mit einer unvernünftig
hohen Rate für
den tatsächlichen
Kanalzustand einteilen. Als ein Ergebnis wird die Mobilstation wahrscheinlich die
Vorwärtsverbindungsübertragungen
nicht empfangen, einschließlich
erneuten Übertragungen,
und somit wird die Systemperformance verringert werden. In einem
beispielhaften Ausführungsbeispiel wird
eine volle C/I Messung (das heißt
ein Mehrfach-Bitwert) nur periodisch gesendet, und zwar mit inkrementellen
Anpassungen, welche dazwischen gemacht werden, und zwar unter Verwendung
von effizienten Auf- und Ab-Kommandos (das heißt Einzelbitübertragungen).
In diesem Beispiel wird das Problem verschlimmert, weil es sein
kann, dass die Auf- oder Ab-Kommandos einen Dekodierfehler nicht schnell
einstellen.
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Eine
Lösung
für das
erste Problem ist es, einen Filter zum Herausglätten von unüblichen C/I Sprüngen zu
verwenden, welche durch die Mobilstation berichtet wurden. Zum Beispiel
kann ein Sprunglimit auferlegt werden zwischen der vorhergehenden
C/I Abschätzung
und einer neuen C/I Abschätzung.
In einem Ausführungsbeispiel
unter Verwendung von Auf-/Ab-Kommandos zwischen periodischen vollen
C/I Aktualisierungen, kann die Sprunggrenze zwischen dem Wert auferlegt
werden, welcher bei dem letzten Auf-/Ab-Befehl berechnet wurde, und einem neu
empfangenen vollen C/I-Wert. Eine beispielhafte Sprunggrenze kann
auf 3 dB eingestellt sein. Eine andere beispielhafte Sprunggrenze
kann eine Funktion der Standardabweichung von C/I Abschätzungen
sein.
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Zusätzlich dazu,
oder anstelle davon, dass eine Sprunggrenze in der Aktualisierung
von C/I Messungen verwendet wird, kann eine zusätzliche Filterung angewandt
werden, und zwar abhängig
von den Charakteristika des Kanals. Weil die eingeteilten Vorwärtsverbindungsübertragungen
durchgeführt
werden basierend auf den letzten Messungen des Kanals, können die
Messungen etwas veraltet sein. In einer langsam schwindenden Umgebung
kann es für die
Mobilstation wünschenswert
sein, die C/I Messungen zu verfolgen, wenn sie ankommen, aufgrund der
relativ niedrigeren Rate der Veränderung
in der Kanalqualität,
und somit kann das sich Verlassen auf die letzten Abschätzungen
geeigneter sein. In einem schnell schwindenden Kanal können schnelle
und vielleicht stark variable Veränderungen in den C/I Messungen
berichtet werden. Das sich Verlassen auf eine vorhergehende Messung
kann nicht für
den derzeitigen Zustand des Kanals genau sein. In dieser Umgebung
kann es wünschenswert
sein, die C/I Messungen zu filtern. Dies kann verwendet werden, um
die gemeinsam verwendete Ressource effizienter zu verwenden, und
zwar durch Vermeidung von nicht zu erhaltenden hohen Transferraten
ansprechend auf transiente hohe C/I Werte. Verschiedene Techniken
zum Bestimmen der Rate des Schwunds in einem Kommunikationssystem
sind im Stand der Technik bekannt, und jegliche Technik kann innerhalb
des Umfangs der vorliegenden Erfindung verwendet werden. 4 zeigt
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels eines C/I Filterverfahrens.
Der Prozess beginnt in Schritt 410, bei welchem eine C/I
Messung empfangen wird. Das Verfahren kann mit kontinuierlich aktualisierten
vollen C/I Messungen durchgeführt
werden, oder mit periodisch berichteten vollen Messungen mit inkrementellen
Aktualisierungen. Man fahre zu Entscheidungsblock 420 fort.
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In
dem Entscheidungsblock 420 fahre man, wenn der Kanal ein
Langsam-Schwund-Kanal
ist, mit Schritt 450 fort. In Schritt 450 kann
ein Einteilprozess bestimmen, ob zu einer bestimmten Mobilstation übertragen
wird, die Rate, und das Modulationsformat ansprechend auf die C/I
Messung. Die C/I Messung kann ein Sprung sein, welcher vor dieser
Bestimmung begrenzt wurde, wie oben stehend beschrieben. Der Prozess
stoppt dann.
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In
dem Entscheidungsblock 420 fährt man, wenn der Kanal ein
Schnell-Schwund-Kanal
ist, mit Schritt 430 fort und aktualisiert einen Filter
mit dem neuen C/I Wert. Verschiedene Filtertechniken sind im Stand
der Technik gut bekannt. Ferner kann eine Filterbank einschließlich einer
Anzahl von Filtern verwendet werden. Die Kurvenanpassung kann mit
der Vielzahl von Filtern verwendet werden, um den geeigneten C/I
Wert zu bestimmen. Man fahre mit Schritt 440 fort, und
bestimme die Rate und das Modulationsformat ansprechend auf den
gefilterten C/I Wert. Dies kann in einem Einteiler wie oben stehend beschrieben
auftreten. Sprunggrenzen können
auch auf den gefilterten C/I Wert angewandt werden (eine andere
Form des Filterns). Dann stoppt der Prozess.
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Das
zweite Problem rührt
von der Möglichkeit
her, dass der ACK/NAK Kanal nicht zuverlässig sein kann. Eine Ursache
für Nichtzuverlässigkeit kann
eine Leistungsbeschränkung
sein, welche in der Mobilstation implementiert ist. Im Allgemeinen kann
ein gezieltes Ec/Nt die ACK/NAK Detektionsfehlerrate bei einem gewünschten
Pegel halten (zum Beispiel 1%). Wenn die Rückverbindungsleistung begrenzt
ist kann die Fehlerrate schnell ansteigen, wenn das Ziel größer ist
als durch die Leistungsbeschränkung
erlaubt. Die verlorene Rahmenfehlerrate wird proportional mit der
ACK Fehlerrate ansteigen, weil die Basisstation nicht einen Rahmen
erneut senden wird, welcher nicht korrekt bei der Mobilstation empfangen
wurde, wenn die korrespondierende NAK, welche auf der Rückverbindung
gesendet wurde, fehlerhaft als ein ACK dekodiert wurde. Andererseits
wird die Kommunikationsressource nicht effizient verwendet, wenn
ein fehlerhaft dekodiertes NAK verursacht, dass die Basisstation
ein bereits korrekt empfangenes Paket erneut sendet.
-
5 zeigt
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels zum Erhöhen der Zuverlässigkeit
von ACK/NAK Nachrichten. Der Prozess beginnt in Schritt 510,
wobei eine ACK oder NAK Nachricht empfangen wird. Man fahre mit
dem Entscheidungsblock 520 fort. Wenn ein NAK empfangen
wird fahre man zu Schritt 540 fort und verarbeite den NAK.
Obwohl es sein kann, dass der NAK nicht korrekt empfangen wurde,
kann das Ergebnis dieses Fehlers eine unnötige erneute Übertragung
sein, aber die Rahmenfehlerrate bei der Mobilstation wird nicht
negativ beeinflusst. Dann stoppt der Prozess.
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In
dem Entscheidungsblock 520 fahre man, wenn ein ACK empfangen
wurde, zu dem Entscheidungsblock 530 fort. In dem Entscheidungsblock 530 wird
der gemessene Pilot von der Mobilstation mit einem Schwellenwert
verglichen. Die Messung kann in einem Kanalqualitätsabschätzer 335 durchgeführt werden,
welcher beispielsweise in der Basisstation eingebaut ist. Wenn der
Pilot den Schwellenwert übersteigt
wird der ACK als zuverlässig
beurteilt, und der Prozess fährt
mit Schritt 550 fort, wo ein ACK verarbeitet wird. Dann
stoppt der Prozess. Wenn der Schwellenwert nicht durch die gemessene
Pilotleistung erreicht wird, wird der ACK als nicht zuverlässig beurteilt.
Man fahre mit Schritt 540 fort, um ein NAK zu prozessieren,
wie oben stehend beschrieben. Dann stoppt der Prozess. Somit wird
die Qualität
des Rückverbindungskanals
verwendet, um die Zuverlässigkeit
von ACK Nachrichten zu bestimmen. Erhöhte ACK Fehlerraten, beispielsweise
in einer Leistungsbegrenzten Rückverbindung,
werden sich nicht in eine proportionale Erhöhung der Rahmenfehlerrate bei
der Mobilstation übersetzen.
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Das
dritte Problem steht auch mit der Rückverbindungsqualität in Beziehung.
C/I Rückkopplungen
(oder Ratenanforderungen in einem System des HDR Typs), können nicht
zuverlässig
sein, wenn die Rückverbindungsleistung
beschränkt
ist. Ein Verfahren wie dasjenige, welches in 5 gezeigt
ist, kann angepasst werden, um C/I Messungen abzulehnen, wenn die
Rückverbindungspilotleistung
nicht einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Somit werden
Mobilstationen ohne die erforderliche Rückleistung (das heißt wie in
empfangener Pilotleistung gemessen) nicht zur Vorwärtsverbindungsübertragung
eingeteilt. Details sind in 5 nicht
gezeigt. Der Fachmann wird einfach ein solches Schema in Angesicht
der hierin enthaltenen Lehren implementieren. Das vierte Problem
entsteht von der Erkenntnis, dass es tatsächlich drei Zustände des
ACK/NAK Kanals gibt, wobei der dritte Zustand eine NULL Antwort
ist. Der Vorwärtsverbindungssteuerungskanal wird
verwendet, um die Mobilstation zu identifizieren, auf welche durch
den Vorwärtsverbindungsdatenkanal
abgezielt wurde. Wenn die Mobilstation den Steuerungskanal nicht
korrekt dekodiert wird sie nicht versuchen, den Datenkanal zu dekodieren,
welcher seine direkten Datenübertragungen
beinhaltet.
-
Sie
wird deshalb nicht mit entweder einer ACK oder eine NAK Nachricht
antworten. Es kann erforderlich sein, dass die Basisstation zuverlässig bestimmt,
ob der Steuerungskanal korrekt empfangen wurde, zum Beispiel wenn
eine Steuerungsschleife auf dem Steuerungskanal angewandt wurde.
Eine beispielhafte äußere Schleife
zum Steuern von PDCCH Übertragung
ist unten stehend beschrieben, und zwar mit Bezug auf 8.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
wird ein einziges Bit für
die ACK/NAK Nachricht gesendet, mit einem positiven Wert, welcher
für ein
NAK übertragen
wurde, und einem negativen Wert, welcher für ein ACK übertragen wurde. 6 zeigt
die Trennung in empfangene Energie für zwei beispielhafte Situationen.
In dem ersten Beispiel wird Energie A verwendet, um ein NAK zu senden,
und -A zeigt ein ACK an. In diesem Beispiel ist die Trennung zwischen
A und -A nicht ausreichend, um eine NULL Übertragung zu identifizieren, wobei
kein Wert übertragen
wurde. Das zweite Beispiel zeigt die Energie B, welche für ein NAK übertragen
wurde, und -B, welche für
ein ACK übertragen wurde.
Es kann erkannt werden, dass die Trennung groß genug ist, um ein NULL mit
ausreichender Zuverlässigkeit
zu identifizieren.
-
Eine
Lösung
für das
Problem vier ist es, dass ACK/NAK Bit mit ausreichender Leistung
zu senden, um den NULL Zustand zu identifizieren, wie auch die ACK
und NAK Zustände.
Wenn es eine Grenze für die
Leistung gibt, welche der ACK/NAK Nachricht zugewiesen wird, kann
die Nachricht wiederholt werden. Die Basisstation kann die wiederholten Übertragungen
kombinieren, um eine ACK/NAK/NULL Bestimmung durchzuführen. Wenn
zum Beispiel in einem 1×EV-DV
System das benötigte
Ec/Nt zum Detektieren von ACK, NAK und NULL 10 dB höher ist, als
dasjenige, welches benötigt
wird, um nur ACK und NAK zu detektieren, kann das Verkehrsleistungs-zu-Pilot
Leistung (TIP) Verhältnis
von -3 dB auf 0 dB erhöht
werden, und das ACK/NAK Bit kann bis zu 4 Mal wiederholt werden.
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Wie
oben stehend beschrieben können
die Übertragungsrate
und das Format ansprechend auf eine empfangene Kanalqualitätsmessung
bestimmt werden, wie ein C/I. Die verfügbare Sendeleistung wird einer
oder mehreren Mobilstationen während
eines Zeitschlitzes zugeteilt. In einem Ausführungsbeispiel wird der PDCH
einem Benutzer zu einer Zeit zugeteilt. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann
die Sendeleistung zwischen mehr als einer Mobilstation aufgeteilt
werden. Wenn ein Leistungsbereich verwendet wird können die
Rate und das Modulationsformat ansprechend auf die verfügbare Sendeleistung
und eine angepasste Qualitätsmetrik
(das heißt
der empfangene C/I-Bereich) bestimmt werden. Der Bereich kann dynamisch
aktualisiert werden, um einen gewünschten Performancepegel zu
erzeugen, und unterschiedliche Bereichscharakteristika können in
unterschiedlichen Kommunikationsumgebungen geeignet sein. Zum Beispiel
kann in einer Langsamschwundumgebung ein dichterer Bereich verwendet
werden, weil die Kanalabschätzung
mit höherer
Wahrscheinlichkeit von Rahmen zu Rahmen gültig bleibt. In einer Schnellschwundumgebung
kann ein größerer Bereich
notwendig sein, um die Effekte eines sich schneller verändernden
Kanals auszugleichen.
-
7 zeigt
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels einer äußeren Steuerungsschleife.
Die Steuerungsschleife wird verwendet, um einen Bereichswert m dynamisch
zu aktualisieren, und zwar ansprechend auf die Rückkopplung von einer Mobilstation.
Der Prozess kann durch die Verwendung von mehreren Variablen parametrisiert
werden. Die Variable s1 ist die beabsichtigte
erste Unterpaketfehlerrate. Die Variable s2 ist
die beabsichtigte Paketfehlerrate. Die Variablen a und b sind jeweils
untere und obere Grenzen, welche verwendet werden, um ein Fenster
zum Begrenzen der instantanen Veränderung des Bereichs m zu liefern,
zusammen mit ersten Unterpaketen. Die Variable x ist ein Faktor
zum Skalieren der Menge der Erhöhung
oder der Verringerung von m basierend auf erster Unterpaketrückkopplung.
Die Variable y ist ein Faktor zum Skalieren der Menge der Erhöhung oder
Verringerung m basierend auf einer nachfolgenden Unterpaketrückkopplung.
Die Variablen c und d sind jeweils untere und obere Grenzen, welche
verwendet werden, um ein Fenster zum Begrenzen der instantanen Veränderung
des Bereichs m für
nachfolgende Unterpakete vorzusehen.
-
Die
Verwendung von zwei Zielfehlerraten kann verwendet werden, um die
Sensitivität
einer Steuerungsschleife verglichen mit einer einzigen Fehlerrate
zu erhöhen.
Zum Beispiel kann eine Steuerungsschleife wie diejenige, welche
in der '906 Anmeldung
beschrieben ist, ansprechend auf Gesamtpaketfehler aktualisiert
werden. Ein typisches Datenkommunikationssystem kann ausgebildet
sein, um eine sehr niedrige Pakeffehlerrate zu haben, vielleicht
durch Neuübertragungsprotokolle
unter Verwendung von mehreren Unterpaketen erreicht, wie oben stehend
beschrieben. Weil das Auftreten eines Paketfehlers relativ selten
ist, kann die Schleife den Bereich sehr langsam erhöhen. Unter
bestimmten Umständen
kann es sein, dass während
die gewünschte
gesamte Pakeffehlerrate erreicht wird, die Anzahl von erneuten Übertragungen
größer ist
als notwendig und deshalb der Kanal nicht optimal verwendet wird.
Eine sich langsam anpassende Schleife kann ermöglichen, dass diese Situation
länger
existiert als gewünscht.
-
Das
Steuern der ersten Unterpaketfehlerrate zusätzlich zu der Gesamtpaketfehlerrate
ermöglicht der
Schleife, sich schnell an sich verändernde Kanalumgebungen anzupassen.
Das Verringern von erneuten Übertragungen
erlaubt, dass der Durchsatz maximiert wird. Zum Beispiel kann in
einer Langsam- bis zu Mittelschwundumgebung eine endgültige Pakeffehlerrate
von 10-4 eingestellt werden, welche zu einem
relativ unregelmäßigen Auftreten
eines Paketfehlers führt.
In einer solchen Umgebung können
erneute Übertragungen
durch Verwendung eines Bereichswerts verringert werden, welcher
auch eine sehr niedrige erste Unterpaketfehlerrate liefert, wodurch
der Durchsatz erhöht
wird. In einer Schnellschwundumgebung kann der Versuch, die erste
Unterpaketfehlerrate sehr niedrig zu halten, einen übermäßig konservativen
Bereichswert erfordern, welcher die Datenrate verringert. Das Erlauben
von zusätzlichen
erneuten Übertragungen
von Unterpaketen mit einer höheren
Datenrate durch Abschwächen der
ersten Unterpaketfehlerrate kann tatsächlich den Durchsatz in einer
Schnellschwundumgebung erhöhen.
-
In
dem Beispiel von 7 wird eine einzige Schleife
verwendet, um einen einzigen Bereichswert aufrecht zu erhalten.
Dieser Bereichswert kann in der Bestimmung der Leistung zur Sendung
auf dem Steuerungskanal (das heißt der PDCCH) verwendet werden,
wie auch der Leistung, Rate und des Modulationsformats zur Übertragung
auf dem Datenkanal (das heißt
der PDCH). Ein Versatz kann eingefügt werden, um zwischen der
Verwendung von n für
den Steuerungskanal und für
den Datenkanal zu unterscheiden. Zum Beispiel kann ein Versatz zu
m zur Verwendung in der Bestimmung von Steuerungskanalleistungsübertragungspegeln
hinzugefügt
werden, während
m unmodifiziert in dem Einteilen des Datenkanals verwendet werden
kann. Der Versatz kann fixiert oder dynamisch aktualisiert werden,
und zwar ansprechend auf sich verändernde Kanalzustände. Der
Fachmann wird erkennen, dass jede Anzahl von Steuerungsschleifen
verwendet werden kann, um mehrere Bereichswerte aufrecht zu erhalten.
Mehrere Bereichswerte können
verwendet werden, um einen oder mehrere Kanäle zu steuern, wie auch für unabhängige Steuerung
von verschiedenen Formaten auf einem einzigen Kanal. Beispiele von
einigen dieser verschiedenen alternativen Ausführungsbeispiele sind unten
stehend detailliert ausgeführt.
-
Der
Prozess beginnt in Schritt 705, wo m initialisiert wird.
Jegliche Initialisierungsprozedur kann verwendet werden, um den
Anfangswert von m innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung
zu bestimmen. Zum Beispiel können
die Initialisierungswerte auf einen vorbestimmten Wert eingestellt
werden, oder berechnet werden ansprechend auf die derzeitigen Kanalbedingungen,
wie sie durch den aktuellsten C/I Wert gegeben sind, oder Messungen
der Rückverbindungsleistung.
Man fahre mit Schritt 710 fort.
-
In
Schritt 710 wird das erste Unterpaket auf dem Datenkanal übertragen,
und die geeignete korrespondierende Steuerungsinformation wird auf
dem Steuerungskanal übertragen.
Die Rate, Leistung und das Format des Datenkanals werden bestimmt,
in einem Einteiler, beispielsweise ansprechend auf den derzeitigen
Wert von m, unter anderen Faktoren. Andere Faktoren können C/I
Messung, Dienst-Pegelanforderungen von verschiedenen Mobilstationen,
welche durch die Basisstation bedient werden, und andere Faktoren,
welche im Stand der Technik bekannt sind, beinhalten. Man fahre
mit dem Entscheidungsblock 715 fort.
-
In
dem Entscheidungsblock 715 wird eine Antwort von der Mobilstation
korrespondierend zu dem übertragenen
ersten Unterpaket empfangen. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel
ist die Antwort ein ACK oder ein NAK. Wie oben stehend diskutiert
wurde tritt ein NULL Zustand auf, wenn aufgrund des nicht korrekten
Empfangs des Steuerungskanals bei der Mobilstation weder ein ACK
noch ein NAK tatsächlich übertragen
wird. Wenn die Rückkopplung von
der Mobilstation einen Fehler in der Übertragung anzeigt (in diesem
Beispiel aufgrund eines Fehlers auf entweder dem Steuerungs- oder
dem Datenkanal), ist ein erster Unterpaketfehler aufgetreten. Man fahre
mit Schritt 730 fort. Wenn kein Fehler aufgetreten ist
wird die Paketübertragung
als erfolgreich beurteilt. Man fahre mit Schritt 720 fort.
-
In
Schritt 720, wenn das erste Unterpaket erfolgreich war,
wird somit der Bereich m verringert. Um die erste Unterpaketfehlerrate
in Richtung der abgezielten ersten Unterpaketfehlerrate s, zu treiben,
wird m um das Verhältnis
s1/(1 – s1) multipliziert mit einem Faktor x verringert.
Man fahre mit Schritt 725 fort. In Schritt 730 ist
ein erster Unterpaketfehler aufgetreten. Die Steuerungsschleife
wird m um den Faktor x erhöhen.
Somit treibt die Steuerungsschleife die erste Unterpaketfehlerrate
durch Erhöhung
um den Faktor x, wenn ein Fehler auftritt, wobei der Faktor typischerweise
ausgebildet sein kann, so dass die nächste erste Unterpaketübertragung
erfolgreich sein wird, dann wird der Bereich verringert für erfolgreiche
nachfolgende erste Unterpaketübertragungen um
den Faktor, welcher die abgezielte Fehlerrate beinhaltet. Man fahre
mit Schritt 735 fort.
-
In
entweder dem Schritt 725 oder dem Schritt 735 kann
eine Veränderung
in m auf ein Fenster eingeschränkt
sein, welches den derzeitigen Wert, begrenzt durch a und b, umgibt.
Diese Fensterungsschritte sind optional. Von Schritt 725,
folgend auf eine erfolgreiche Paketübertragung, fahre man zu dem
Entscheidungsblock 770 fort, um zu bestimmen, ob zusätzliche
Pakete zu der Mobilstation gesendet werden sollen. Von Schritt 735,
folgend auf einen nicht erfolgreichen ersten Unterpaketübertragungsversuch,
fahre man mit Schritt 740 fort.
-
In
Schritt 740 sende man das nächste Unterpaket, auf eine ähnliche
Art und Weise wie diejenige, welche in Schritt 710 beschrieben
wurde. Dann fahre man mit dem Entscheidungsblock 745 fort,
wenn die Rückkopplung
von der Mobilstation anzeigt, ob die Unterpaketübertragung erfolgreich war
oder nicht, eben so wie in dem Entscheidungsblock 715.
Wenn ein Fehler aufgetreten ist, fahre man mit dem Entscheidungsblock 750 fort,
um zu bestimmen, ob zusätzliche
erneute Übertragungen,
das heißt
mehrere Unterpakete, gesendet werden können. Wie oben stehend beschrieben
wurde kann jegliche Anzahl von erneuten Übertragungen erlaubt sein.
Wenn die Grenze von erneuten Übertragungen
nicht erreicht wurde kehre man zu Schritt 740 zurück, um das nächste Unterpaket
zu senden. Wenn die Grenze erreicht wurde, fahre man zu Schritt 755 fort.
-
Wenn
in dem Entscheidungsblock 745 kein Fehler berichtet wurde,
dann wurde das Paket erfolgreich übertragen. Auf eine gleiche
Art und Weise zu der Steuerung der ersten Unterpaketfehlerrate,
beschrieben mit Bezug auf die Schritte 715-735 oben, können die
Schritte 755-765 verwendet werden, um die Pakeffehlerrate
zu der abgezielten Fehlerrate s2 zu treiben.
In Schritt 760 verringere man m um das Verhältnis s2/(1 – s2) multipliziert mit einem Faktor y. In Schritt 755 ist
die Anzahl von erneuten Übertragungsversuchen
abgelaufen ohne eine erfolgreiche Übertragung, somit ist ein Paketfehler
aufgetreten. Man erhöhe
m um den Faktor y. Von entweder dem Schritt 755 oder dem
Schritt 760 fahre man zu Schritt 765 fort.
-
In
Schritt 765 kann die Anpassung von m eingeschränkt sein
auf das Fenster, welches den derzeitigen Wert von m, begrenzt durch
c und d, umgibt. Diese Fensterung ist optional. Man fahre mit dem Entscheidungsblock 770 fort.
-
In
dem Entscheidungsblock 770 wurde das vorhergehende Paket übertragen,
und zwar unter Verwendung von einem oder mehreren Unterpaketen,
und es kann sein, dass dies erfolgreich geschah oder zu einem Fehler
geführt
hat. Wenn es zusätzliche
Pakete zum Senden gibt, fahre man mit Schritt 710 fort,
um die Schritte wie gerade beschrieben zu wiederholen. Wenn nicht
kann der Prozess stoppen. Der Prozess kann unendlich schleifen,
solange wie die Basisstation eine Bereichsschleife aufrechterhalten
muß, welche
der Mobilstation zugeordnet ist.
-
In
einem System, in welchem ein Steuerungskanal zusammen mit dem Datenkanal übertragen
wird, das heißt
der PDCCH, kann es für
den Steuerungskanal wichtig sein, zuverlässig empfangen zu werden, wie
auch für
den Datenkanal. Eine Lösung
ist es, den Steuerungskanal mit einem konstanten Leistungspegel
zu senden, welcher berechnet wird, um die erwartete schlechtest
mögliche
Situation zu treffen. Die Lösung
ist nicht optimal, weil ein Teil der verfügbaren Sendeleistung nicht
vollständig ausgenützt sein
wird in schlechtest möglichen
Umgebungen. Die Steuerungsschleife wie oben stehend mit Bezug auf 7 beschrieben,
kann verwendet werden, um einen Bereichswert zur Verwendung auf sowohl
den Steuerungs- wie auch den Datenkanälen zu generieren. Ein Versatzwert
kann zu dem Bereich hinzugefügt
oder davon abgezogen werden, um den gewünschten Sendeleistungspegel
des Steuerungskanals zu erzeugen, welcher die Aktualisierung des Bereichs
ansprechend auf die Paketdatenübertragung
verfolgen wird. Jedoch kann es wünschenswert sein,
die zwei Schleifen zu verwenden, um zwei Bereichswerte zu steuern,
einer für
jeden Kanal. In diesem Beispiel kann der Bereich m, gesteuert durch
einen Prozess wie derjenige, welcher in 7 gezeigt ist,
verwendet werden, um Einteilung auf dem Datenkanal durchzuführen. Eine
separate Steuerungsschleife kann parallel zu der Aktualisierung
eines zweiten Bereichs m2 laufen.
-
8 zeigt
ein Flussdiagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels einer äußeren Steuerungsschleife
für einen
Steuerungskanal. Die Steuerungsschleife wird verwendet, um dynamisch einen
Bereichswert m2 zu aktu alisieren, und zwar
ansprechend auf die Rückkopplung
von einer Mobilstation. Der Prozess kann durch die Verwendung von mehreren
Variablen parametrisiert werden. Die Variable s3 ist
die abgezielte Steuerungskanalfehlerrate. Die Variablen e und f
sind jeweils untere und obere Begrenzungen, welche verwendet werden,
um ein Fenster zum Begrenzen der instantanen Veränderung des Bereichs m2 vorzusehen. Die Variable v ist ein Faktor
zum Skalieren des Betrags der Erhöhung oder Verringerung von
m2 basierend auf der Mobilstation zur Rückkopplung.
Der Bereich m2 kann verwendet werden, um
den geeigneten Leistungspegel zum Senden des Steuerungskanals zu
bestimmen.
-
Der
Prozess beginnt in Schritt 810, wenn der Bereich m2 initialisiert wird. Jegliche Initialisierungsprozedur
kann verwendet werden, um den Anfangswert von m2 innerhalb
des Umfangs der vorliegenden Erfindung zu bestimmen. Zum Beispiel
kann der Initialisierungswert auf einen vorbestimmten Wert eingestellt
werden, oder ansprechend auf die derzeitigen Kanalzustände berechnet
werden, wie durch den aktuellsten C/I Wert, oder Messungen der Rückverbindungsleistung
gegeben. Man fahre mit Schritt 820 fort.
-
In
Schritt 820 wird der Steuerungskanal, der PDCCH in diesem
Beispiel, gesendet. Man fahre mit dem Entscheidungsblock 830 fort,
um zu bestimmen, ob ein Fehler auf dem Steuerungskanal aufgetreten ist,
und zwar unter Verwendung der Rückkopplung von
der Mobilstation. Wie oben stehend diskutiert wurde, wenn eine Mobilstation
den Steuerungskanal nicht korrekt empfängt, kann es sein, dass sie
den Datenkanal nicht korrekt demoduliert, wenn Daten zu der Mobilstation
gerichtet sind. In einem solchen Fall wird weder ein ACK noch ein
NAK ansprechend darauf generiert werden. Die Identifikation des
NULL Zustands kann verwendet werden, um einen Fahler auf dem Steuerungskanal
zu signalisieren. Wenn ein Fehler bestimmt wurde, fahre man mit
Schritt 850 fort. Wenn kein Fehler angezeigt wird, fahre
man mit Schritt 840 fort.
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Die
Schritte 840 und 850 können verwendet werden, um die
Steuerungskanalfehlerrate auf das gewünschte Ziel s3 zu
treiben. In Schritt 840 verringere man, wenn kein Fehler
aufgetreten ist, m2 um das Verhältnis s3/(1 – s3), multipliziert mit einem Faktor v. In
Schritt 850, wenn ein Fehler aufgetreten ist, erhöhe man m2 um den Faktor v. Von entweder dem Schritt 840 oder 850 fahre
man zu Schritt 860 fort. In Schritt 860 kann die
Anpassung von m2 auf das Fenster eingeschränkt werden,
welches den derzeitigen Wert von m2 umgibt,
begrenzt durch e und f. Die Fensterung ist optional. Man fahre mit
dem Entscheidungsblock 870 fort.
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In
Schritt 870, wenn zusätzliche
Steuerungskanalinformation gesendet werden soll, in diesem Beispiel
auf dem PDCCH, fahre man mit Schritt 820 fort, um die Steuerungsschleife
fortzuführen.
Wenn nicht kann der Prozess stoppen.
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Wie
oben stehend beschrieben wurde ist die Anzahl von äußeren Steuerungsschleifen,
welche verwendet wird, nicht auf eins, wie in 7,
oder zwei wie oben stehend mit Bezug auf eine Kombination von Schleifen,
welche in den Figuren sieben bis acht gezeigt sind, eingeschränkt. Jegliche
Anzahl von Steuerungsschleifen kann verwendet werden, um jegliche
Anzahl von Bereichswerten zu steuern. Zum Beispiel können mehrere
Datenübertragungsformate
zur Übertragung
auf dem Vorwärtskanal
unterstützt
werden. Unterschiedliche Übertragungsformate
können
unterschiedliche Bereichsanforderungen für die gleiche Kanalqualität benötigen. Ein
oder mehrere Bereiche können
verwendet werden zur Verwendung mit verschiedenen Formaten oder Gruppen
von Formaten. Der Fachmann wird unmittelbar die hierin offenbarten
Prinzipien anpassen, um Steuerung von Bereichen für jegliche
Anzahl von Kanälen,
Kanaltypen, und unterstützen
Formaten innerhalb eines Kanals vorzusehen.
-
Abhängig von
der Konfiguration von Parametern, welche für eine Steuerungsschleife ausgewählt wurden,
wie in diesem Beispiel die in 7 gezeigte äußere Steuerungsschleife,
kann die Paketfehlerrate im einge schwungenen Zustand auf einen Wert
getrieben werden, welcher unter der Zielfehlerrate ist, beispielsweise
s2. Wenn die Fehlerrate zu hoch ist wird
sie die Schleife herunter treiben. Wenn jedoch die Fehlerrate zu
niedrig ist, kann es sein, dass es eine relativ lange Zeitperiode
braucht, um sie zu erhöhen,
weil das Auftreten von endgültigen
Paktfehlern unregelmäßig ist.
Dies kann gewünscht
sein, wenn der Durchsatz des Systems durch die Verringerung von
erneuten Übertragungen,
welche in einem solchen Szenario benötigt werden, erhöht wird.
Die Paketfehlerrate kann sich der gewünschten Gesamtpaketrate, gegeben
durch s2, annähern, obwohl mit einer sehr
niedrigen Pakeffehlerrate, solche Konvergenz einige Zeit benötigen kann,
wie oben stehend diskutiert wurde. In anderen Umständen kann
es wünschenswert
sein, eine äußere Steuerungsschleife
anzuwenden, welche spezifisch eine gewünschte Gesamtpaketfehlerrate
verfolgt, während
immer noch das Ansprechen auf Veränderungen in Kanalzuständen aufrecht
erhalten wird, wie mit Bezug auf die obigen Ausführungsbeispiele beschrieben
wurde.
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Ein
beispielhaftes Ausführungsbeispiel
von einer solchen Steuerungsschleife wird hierin als eine äußere äußere Steuerungsschleife
bezeichnet. 9 zeigt ein Flussdiagramm eines
beispielhaften Ausführungsbeispiels
einer äußeren äußeren Steuerungsschleife.
In diesem Ausführungsbeispiel
wird eine äußere Schleife
verwendet, um die erste Unterpaketfehlerrate auf eine Rate s1 zu treiben. Diese Schleife ist ähnlich zu
dem ersten Teil des in 7 gezeigten Ausführungsbeispiels.
Jedoch ist, anstatt s1 direkt gesteuert
zu haben, das Ausführungsbeispiel
von 7 modifiziert, um eine äußere äußere Steuerungsschleife zu
beinhalten, welche s1 aktualisiert, um bei
der gewünschten
Paketfehlerrate anzukommen, wie in 9 gezeigt
ist. In diesem Beispiel werden die Parameter k und j eingestellt,
um die gewünschte
Gesamtpaketfehlerrate zu erzeugen, und die äußeren äußeren Schleifensteuerungen
der ersten Unterpaketfehlerrate dementsprechend. Weil deshalb die
erste Unterpaketfehlerrate den Bereichssteuerungsteil der Schleife
antreibt, ist die äußere äußere Schleife
immer noch ansprechend auf Veränderungen
in dem Kanalzustand, wie dies mit dem in 7 gezeig ten
Ausführungsbeispiel
der Fall war. In diesem Ausführungsbeispiel
wird jedoch die gesamte Fehlerrate auf die gewünschte Fehlerrate getrieben sein.
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Schritte,
welche von 7 nicht verändert sind, sind durch gleiche
Bezugszeichen bezeichnet. Die Schritte 910 und 920 sind
wie gezeigt beinhaltet, um die äußere Steuerung
der äußeren Schleife
vorzusehen, das heißt
die äußere äußere Steuerung. Ein
Bereich m wird durch diese Steuerungsschleife gesteuert. Wie oben
stehend beschrieben wurde kann m verwendet werden, um mehr als einen
Kanal zu steuern, wie einen Steuerungs- und Datenkanal. Alternativ
können
zusätzliche
Steuerungsschleifen parallel vorgesehen werden, wie mit Bezug auf 8 beschrieben
wurde. Jegliche Anzahl von Schleifen kann parallel angewandt werden,
einschließlich äußeren Steuerungsschleifen
wie in 7 oder 8 beschrieben wurde, wie auch äußere äußere Steuerungsschleifen
wie mit Bezug auf 9 beschrieben wurden.
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In 9 beginnt
der Prozess in Schritt 705, wo der Bereich m initialisiert
wird. Zusätzlich
wird ein Anfangswert für
s1 initialisiert. Die Schritte 705-750 funktionieren
im Wesentlichen wie oben mit Bezug auf 7 beschrieben
wurde. Die erste Unterpaketfehlerrate wird gemäß der Rate s1 gesteuert,
und zwar unter Verwendung des gleichen Verhältnisses, Faktor x und Fenstergrenzen
a und b (wenn optional beinhaltet) wie oben beschrieben wurde. Jedoch
wird der Bereich m nicht ansprechend auf Unterpakete nachfolgend
auf das erste Unterpaket aktualisiert. Stattdessen wird die Rate
s1 erhöht
oder verringert abhängig
jeweils von dem Erfolg oder Fehler, eines nachfolgenden Unterpakets.
Wenn ein nachfolgendes Unterpaket korrekt angekommen ist, wird Schritt 910 von
dem Entscheidungsblock 745 erreicht werden. In Schritt 910 wird
s1 um den Faktor j erhöht, welcher eine vorbestimmte
Variable sein kann. Somit wird die erste Unterpaketfehlerrate für nachfolgende Pakete
erhöht
werden. Wenn ein Unterpaket nachfolgend auf das erste Unterpaket
nicht erfolgreich empfangen wurde, wird Schritt 920 von
dem Entscheidungsblock 750 erreicht werden. In Schritt 920 wird s1 um den Faktor k·j verringert werden, wobei
k eine vorbestimmte Variable sein kann. Somit wird die erste Unterpaketfehlerrate
für nachfolgende
Pakete verringert werden. Die Parameter j und k bestimmen die Auf-
und Ab-Schrittgröße der ersten
Unterpaketfehlerrate s1 und bestimmen auch
die sich ergebende Gesamtpaketfehlerrate. Zum Beispiel können j und
k ausgewählt
werden, um eine Gesamtpaketfehlerrate von 1% zu erzeugen. Die erste
Unterpaketfehlerrate s1 wird dementsprechend
variieren.
-
Es
sei erwähnt,
dass in allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen Verfahrensschritte ohne
Abweichung von dem Umfang der vorliegenden Erfindung ausgetauscht
werden können.
Die hierin offenbarten Beschreibungen bezeichnen in vielen Fällen Signale,
Parameter und Prozeduren, welche mit dem 1×EV-DV Standard verbunden sind,
aber der Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht derart eingeschränkt. Der
Fachmann wird unmittelbar die Prinzipien hierin auf verschiedene
andere Kommunikationssysteme anwenden. Diese und andere Modifikationen
werden dem Durchschnittsfachmann offensichtlich sein.
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Der
Fachmann wird verstehen, dass Information und Signale unter Verwendung
von irgendeiner einer Vielzahl von unterschiedlichen Technologien
und Techniken repräsentiert
sein können.
Zum Beispiel können
Daten, Anweisungen, Befehle, Informationen, Signale, Bits, Symbole
und Chips, auf welche durchgängig
in der obigen Beschreibung Bezug genommen wurde, durch Spannungen,
Ströme,
elektromagnetische Wellen, Magnetfelder, oder Teilchen, optische
Felder oder Teilchen, oder jegliche Kombination davon repräsentiert
werden.
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Der
Fachmann wird ferner erkennen, dass die verschiedenen illustrativen
logischen Blöcke,
Module, Schaltkreise und Algorithmusschritte, welche in Verbindung
mit den hierin offenbarten Ausführungsbeispielen
beschrieben wurden, durch elektronische Hardware, Computersoftware
oder Kombinationen von Beidem implementiert sein können. Um
diese Austauschbarkeit von Hardware und Software klar zu zeigen
wurden verschiedene illustrative Komponenten, Blöcke, Module, Schaltkreise und
Schritte oben stehend im Allgemeinen im Ausdruck ihrer Funktionalität beschrieben.
Ob solche Funkti onalität
als Hardware oder Software implementiert wird, hängt von der bestimmten Anwendung
und Designeinschränkungen
ab, welche dem Gesamtsystem auferlegt sind. Der Fachmann kann die
beschriebene Funktionalität
auf verschiedenen Wegen für
jede bestimmte Anwendung implementieren, aber solche Implementierungsentscheidungen
sollen nicht als eine Abweichung von dem Umfang der vorliegenden Erfindung
verursachend interpretiert werden.
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Die
verschiedenen illustrativen logischen Blöcke, Module und Schaltkreise,
welche in Verbindung mit den hierin offenbarten Ausführungsbeispielen
beschrieben wurden, können
mit einem Mehrzweckprozessor, einem digitalen Signalprozessor (DSP
= digital signal processor), einem anwendungsspezifischen integrierten
Schaltkreis (ASIC = application specific integrated circuit), einem
field programmable gate array (FPGA) oder anderer programmierbarer
logischer Einrichtung, diskreter Gatter- oder Transistor Logik,
diskreten Hardwarekomponenten, oder jeglicher Kombination davon
ausgeführt
sein, welche ausgebildet ist, um die hierin beschriebenen Funktionen
durchzuführen.
Ein Mehrzweckprozessor kann ein Mikroprozessor sein, aber in der
Alternative kann der Prozessor jeglicher konventionelle Prozessor,
Controller, Mikrocontroller, oder Zustandsmaschine sein. Ein Prozessor
kann auch als eine Kombination von Berechnungseinrichtungen implementiert
sein, zum Beispiel eine Kombination eines DSP mit einem Mikroprozessor,
eine Vielzahl von Mikroprozessoren, einem oder mehreren Mikroprozessoren
zusammen mit einem DSP Kern, oder irgendeiner anderen solchen Konfiguration.
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Die
Schritte eines Verfahrens oder eines Algorithmus, welcher in Verbindung
mit den hierin offenbarten Ausführungsbeispielen
beschrieben wurde, können
direkt in Hardware, in einem Softwaremodul, welches durch einen
Prozessor ausgeführt
wird, oder in einer Kombination der Beiden ausgeführt sein.
Ein Softwaremodul kann in einem RAM Speicher, Flash-Speicher, ROM
Speicher, EPROM Speicher, EEPROM Speicher, Registern, Festplatte,
einer entfernbaren Scheibe, einer CD-ROM oder irgendeiner anderen
Form von Speichermedium, welches im Stand der Technik bekannt ist,
vorliegen. Ein exemplarisches Speichermedium ist mit dem Prozessor
derart verbunden, dass der Prozessor Information von dem Speichermedium
auslesen kann und Information in dieses schreiben kann. In der Alternative
kann das Speichermedium in dem Prozessor integriert sein. Der Prozessor
und das Speichermedium können
in einem ASIC beinhaltet sein. Der ASIC kann in einem Benutzerterminal
beinhaltet sein. In der Alternative können der Prozessor und das
Speichermedium als diskrete Komponenten in einem Benutzerterminal
beinhaltet sein.
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Die
vorhergehende Beschreibung der offenbarten Ausführungsbeispiele wird gegeben,
um jedem Fachmann zu ermöglichen,
die vorliegende Erfindung auszuführen
oder zu benutzen. Verschiedene Modifikationen zu diesen Ausführungsbeispielen werden
dem Fachmann unmittelbar offensichtlich sein, und die allgemeinen
Prinzipien, welche hierin definiert wurden, können auf andere Ausführungsbeispiele
ohne Abweichung von dem Umfang der Erfindung angewandt werden. Somit
ist es nicht beabsichtigt, die vorliegende Erfindung auf die hierin
gezeigten Ausführungsbeispiele
einzuschränken,
sondern ihr soll der weiteste Umfang, welcher mit den angefügten Ansprüchen konsistent
ist, zugestanden werden.