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VERWEIS AUF
VERWANDTE FÄLLE
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Die
vorliegende Erfindung ist mit der am 16. November 2001 eingereichten
US-Patentanmeldung Serien-Nr. 09/991,111 von Arnab DAS et al. mit
dem Titel „A
METHOD FOR ENCODING AND DECODING CONTROL INFORMATION IN A WIRELESS
COMMUNICATIONS SYSTEM" (ein
Verfahren zum Codieren und Decodieren von Steuerungsinformationen
in einem drahtlosen Kommunikationssystem) verwandt.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft allgemein drahtlose Kommunikationssysteme und
insbesondere Verfahren zum Codieren und Decodieren von Informationen,
die in Organisationskanälen
solcher Systeme übertragen
werden.
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2. Stand der
Technik
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In
drahtlosen Kommunikationssystemen wird zum Austausch von Informationen
zwischen einer Benutzereinrichtung (UE – user equipment) und einer
Basisstation oder sonstigen Kommunikationssystemeinrichtungen eine
Luftschnittstelle benutzt. Die Luftschnittstelle umfaßt typischerweise
eine Mehrzahl von Kommunikationskanälen. In der wohlbekannten HSDPA-Spezifikation
(High Speed Downlink Packet Access – Hochgeschwindigkeits-Paketzugang auf der
Abwärtsstrecke)
im UMTS-Standard (Universal Mobile Telecommunications System) wird
beispielsweise ein HS-DSCH-Kanal (High Speed Downlink Shared Channel – gemeinsamer
Hochgeschwindigkeitskanal auf der Abwärtsstrecke) für Übertragungen
von einer Basisstation zu einer Mehrzahl von UE benutzt. Zum Erleichtern
der Datenübertragung über einen
HS-DSCH werden Zeichengabeinformationen über gemeinsame Organisationskanäle bereitgestellt.
Den HS-DSCH sind HC-SCCH-Kanäle (High
Speed Shared Control Channels – gemeinsame
Hochgeschwindigkeits-Organisationskanäle) zugeordnet.
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HS-SCCH
werden zur Übertragung
von Zeichengabeinformationen benutzt, die von den UE zum Verarbeiten
der entsprechenden Datenübertragung
benötigt
werden. Beispielsweise können
Zeichengabeinformationen auf den HS-SCCH Übertragungsformatinformationen
wie beispielsweise Codeinformationen (welche Codes für die Datenübertragung
benutzt werden), Modulationsinformationen, Transportblockgröße (TBS – Transport
Block Size) und so weiter einschließen. Die HS-SCCH werden gemeinsam
zwischen allen UE benutzt, so daß alle UE alle in einer Zelle
eines drahtlosen Netzes konfigurierten HS-SCCH lesen würden.
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In
den entstehenden drahtlosen Datenkommunikationssystemen wie beispielsweise
den wohlbekannten 1x-EV-DO- und
1xEV-DV-Standards und der oben erwähnten HSDPA-Spezifikation im UMTS-Standard wird
eine Planungsfunktion von einer Basisstationssteuerung zu den UE
verlegt, um „schnelle" Zeitplanung auf Grundlage
von Kanalgüterückmeldung
von den UE bereitzustellen. Darüber
hinaus sind Technologien wie beispielsweise adaptive Modulation
und Codierung (AMC) und Hybrid-ARQ (HARQ – hybrid automated repeat request)
eingeführt
worden, um die Gesamt-Systemkapazität zu verbessern. Im allgemeinen
wird von einer Ablaufsteuerung eine UE zur Übertragung zu einer gegebenen
Zeit ausgewählt
und adaptive Modulation und Codierung ermöglicht die Auswahl des zutreffenden
Transportformats (Modulation und Codierung) für die von der UE gesehenen
aktuellen Kanalzustände.
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Bei
HSDPA beispielsweise werden die Ablaufsteuerungs-, AMC- und HARQ-Funktionen
durch eine in einer Basisstation befindliche MAC-hs-Steuerung (medium
access control – high
speed) bereitgestellt. Die MAC-hs ist für die Bearbeitung der über die
Luftschnittstelle übertragenen
Daten verantwortlich. Weiterhin besitzt die MAC-hs die Verantwortung
für die
Verwaltung der HSDPA zugeordneten physikalischen Ressourcen der
Funkstrecke. Im allgemeinen umfassen die durch MAC-hs ausgeführten Funktionen
Flußsteuerung,
Ablaufsteuerungs-/Prioritätsverarbeitung,
Hybrid-ARQ und ein Transportformat auf der physikalischen Schicht, z.B.
Modulation, Codierungsanordnung usw.
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Um
die oben erwähnten
Techniken zu ermöglichen,
wird Steuerungszeichengabe sowohl auf der Aufwärtsstrecke (UE zu Basisstation)
als auch der Abwärtsstrecke
(Basisstation zu UE) benötigt.
Die Aufwärtszeichengabe
besteht aus ACK/NACK-Rückmeldung
für HARQ-Betrieb
und Kanalgüteanzeige
(CQI – channel quality
indication). Die Aufwärtszeichengabe
bei HSDPA wird über
einen HS-DPCCH-Kanal
(high speed dedicated physical control channel – festgeschalteten physikalischen
Hochgeschwindigkeits-Organisationskanal) geführt. Bei der Abwärtszeichengabe
für HSDPA
wird der HS-SCCH dafür
benutzt, die Ablaufsteuerungs- und HARQ-Steuerungsinformationen
für die
gegenwärtige Übertragung
zur UE zu führen.
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Steuerung-
oder Zeichengabeinformationen in der über einen HS-SCCH übertragenen
Zeichengabenachricht ist typischerweise codiert, z.B. mit Blockcodes
oder Faltungscodes. Dabei muß eine
UE alle Informationen im HS-SCCH decodieren, um die Zeichengabenachricht
zu decodieren, die dann zur Verarbeitung der entsprechenden Datenübertragung über einen
entsprechenden HS-DSCH
benutzt wird.
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1 stellt
das Verhältnis
zwischen HS-SCCH 110 und ihren entsprechenden gemeinsam
benutzten HS-DSCH-Gegenstücken 120 dar.
In der 1 führt
jeder HS- SCCHx (x
= 1 bis 4) für
einen entsprechenden HS-DSCHx (x = 1 bis 4) relevante Zeichengabenachrichteninformationen.
Die Anzahl von HS-DSCH, und daher die Anzahl von HS-SCCH, die benutzt
werden können,
kann sich in Abhängigkeit
von der gleichzeitig in TTI geplanten UE für jedes TTI (transmission time
interval – Übertragungszeitintervall) ändern. Dementsprechend
ermöglicht
die Konfiguration von HS-SCCH und HS-DSCH in der 1 die
Aufteilung von Datenkanaleinteilungs-Zeichengabecodes und Leistungsressourcen
zwischen vier gleichzeitigen Übertragungen.
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Wieder
auf 1 Bezug nehmend werden Organisationskanaldaten
auf jedem HS-SCCH typischerweise in zwei Teile aufgeteilt. Teil
I besteht, wie weiter erläutert
wird, aus Steuerungs- oder Zeichengabeinformationen bezüglich Daten-Kanaleinteilungs-Zeichengabecodes,
die beispielsweise einer bestimmten UE zugewiesen worden sind. Teil
II enthält,
wie weiter erläutert
wird, HARQ-bezogene
Informationen und sonstige Transportinformationen.
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In
der Schrift 3GPP TR 25.858 V5.0.0 sind die Aspekte der physikalischen
Schicht von UTRA High Speed Downlink Packet Access (Hochgeschwindigkeitspaketzugriff
auf der Abwärtsstrecke)
und insbesondere die Struktur des gemeinsamen Organisationskanals
offenbart.
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Die
oben beschriebene Steuerungszeichengabe leidet gegenwärtig an
mehreren Nachteilen, nämlich höheren Fehlerraten,
Wahrscheinlichkeiten eines Fehlalarms und unwirksame Ressourcennutzung.
Diese Probleme beruhen auf der getrennten Codierung, die für jeden
der gemeinsam benutzten Organisationskanäle erforderlich ist. Bei getrennter
Codierung führt
jeder gemeinsam benutzte Organisationskanal beispielsweise Datenbit
und Tailbit des CRC-Codes (cyclic redundancy code) getrennt für jede UE
in einer Zelle des Netzes, die eine Datenübertragung beispielsweise von
einer Basisstation empfangen soll.
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In 2 ist
der Inhalt des Teils 1 und Teils 2 in einer über jeden HS-SCCH zu übertragenden
Zeichengabenachricht ausführlicher
dargestellt. Teil 1 und Teil 2 enthalten mehrere Segmente. Für jeden
HS-SCCH enthält
der Teil 1 ein Informationsbitsegment mit einer einmaligen Menge
von Informationsbit (Info1HS-SCCHx, wobei x = 1 bis 4, ein CRC-Code-Segment
(cyclic redundancy check), das wie bekannt für Fehlererkennung benutzt wird,
und ein Tailbitsegment, das den Teil 1 des HS-SCCH abschließt. Beispielsweise
können
die Informationsbit eine 7-Bit-Kanaleinteilungscodezeichengabe,
einen 1-Bit-Modulationscode, 10-Bit-UE-ID-Code einer einzelnen UE-ID
und sonstige Steuerungs- oder Signalbitinformationen umfassen. Auf ähnliche
Weise weist der Teil 2 jedes HS-SCCH eine einmalige Menge von Informationsbit
auf (Info2HS-SCCHx, wobei x = 1 bis 4, CRC-Code-Bit (cyclic redundancy
check) und Tail-Bit. Die Informationsbit im Teil 2 können HARQ-bezogene
Daten, transportformat- und ressourcenbezogene Daten wie beispielsweise
TBS und andere Steuerungsinformationen wie auch UE-ID- und CRC-Informationen
für eine
einzelne UE enthalten.
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Um
den Aufwand der UE gering zu halten, erlauben HS-SCCH-Auslegungen typischerweise die Übertragung
von Informationen des Teils I vor dem Beginn (d.h. vor t = 0) der
Datenübertragung,
wie in 1 dargestellt. Bei der gegenwärtigen Konfiguration muß jede UE
jeden Teil I auf jedem HS-SCCH in jedem TTI codieren, um zu bestimmen,
ob (a) die Übertragung
für diese
bestimmte UE bestimmt war oder nicht und (b), wenn die Übertragung
für diese
bestimmte UE bestimmt war, muß die
UE den Teil I decodieren und ausarbeiten, auf welchen Kanaleinteilungscodes
der entsprechende HS-DSCH ankommen wird. Anders gesagt muß eine UE
jeden Teil 1 und Teil 2 getrennt decodieren, um den für sie bestimmten
HS-SCCH voll zu decodieren, so daß die UE mit der Pufferung
der für
sie bestimmten Übertragungsdaten über den
dem erfolgreich decodierten HS-SCCH entsprechenden HS-DSCH beginnen
kann.
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Dementsprechend
muß jede
UE bis zu vier (4) HS-SCCH in jedem TTI vor Beginn der Datenübertragung
decodieren. Aus der Perspektive des Verarbeitungsaufwands einer
UE ist es daher wünschenswert,
die Anzahl von Bit im Teil 1 zu begrenzen, die Verarbeitung erfordern,
und auch wünschenswert,
daß die
Verarbeitung so einfach wie möglich
sein sollte.
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3 zeigt
ein HSDPA-Übertragungszeitintervall
(TTI – transmission
time interval) für
einen HS-SCCH. Das TTI 300 umfaßt 3 Zeitschlitze 310a bis 310c mit
einer Dauer von jeweils 0,667 ms. Der Schlitz 310a enthält Informationen
des Teils 1 und Schlitze 310b–c enthalten Informationen
des Teils 2. 3 zeigt auch die Anordnung von
Kanaleinteilungscodes zur Übertragung
der Informationen des Teils 1 und Teils 2 eines HS-SCCH. Die Informationen
von HS-SCCH 350 werden über
drei Kanaleinteilungscodeschlitze übertragen, die in Informationen
des Teils 1 (übertragen
im Code im Schlitz 360) und des Teils 2 (übertragen
im Code in Schlitzen 370a–b) aufgeteilt sind. Dementsprechend
werden Informationen des Teils 1 von 310a im ersten Schlitz 360 und
Informationen 310b–c
des Teils 2 in den zweiten und dritten Kanaleinteilungscodeschlitzen 370a und 370b,
wie durch die gestrichelten Pfeile in der 3 gezeigt, übertragen.
Jeder HS-SCCH benutzt einen Kanaleinteilungscode mit Spreizfaktor
(SF) 128. Mit QPSK-Modulation und einer Chip-Rate von 3,84 Mc/s
bei UMTS werden 40 Bit in einem einzigen Zeitschlitz übertragen.
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Die
Einzelheiten der HS-SCCH-Steuerfelder für HSPDA, d.h. die Informationsbit
und CRC-Bit der Teile 1 und 2 sind in der Tabelle 1 zusammengefaßt. Man
beachte, daß eine
UE-ID nicht ausdrücklich
in den Steuerfeldern des Teils 1 oder Teils 2 enthalten ist, es
wird aber ein x-Bit-CRC über die
Steuerfelder des Teils 1 und 2 berechnet, wobei x = 8, 16, 24 oder
32 CRC Bit. In der Tabelle 1 weist der CRC-Code eine 16-Bit-Länge auf.
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Tabelle
1: HS-SCCH-Informationen
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4 zeigt
ein Beispiel einer UE-spezifischen CRC-Berechnung. Eine Weise zur Berechnung
eines UE-spezifischen CRC besteht darin, die anderen Steuerfelder 420 der
UE-ID 410 anzuhängen
und eine standardmäßige CRC-Berechnung 430 durchzuführen. Zur Übertragungszeit
wird die UE-ID 410 aus den Steuerfeldern 240 des
Teils 1 und Teils 2 entfernt und die Steuerfelder 420 werden
zusammen mit dem berechneten CRC 430 übertragen (siehe Linie 435).
Wenn eine UE eine HS-SCCH-Übertragung
empfängt,
wird sie die CRC-Prüfung 440 durch
Anhängen
der anderen Steuerfelder im Teil 1 und getrennt im Teil 2 an ihre
eigene UE-ID durchführen.
Wenn die CRC mit der übertragenen
CRC übereinstimmt,
nimmt die UE an, daß die Übertragung
für die
UE bestimmt ist. Wenn die CRC nicht mit der übertragenen CRC übereinstimmt,
wird die UE die Übertragung
auf dem entsprechenden HS-DSCH nicht beachten.
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Wiederum
auf 2 Bezug nehmend ist die Gesamtzahl von Bit im
Teil 1 für
einen einzelnen HS-SCCH durch den Ausdruck Ntotal1 = Ninfo1 + NCRC1
+ Ntail1 gegeben, wobei Ninfo1 die Anzahl von im Teil 1 eines HS-SCCH
enthaltenen Informationsbit, NCRC1 die Anzahl von CRC-Bit für Teil 1
und Ntail1 die Anzahl von Tailbit im Teil 1 ist. Bei 4 HS-SCCH ist
die Gesamtzahl von in einem TTI geführten Bit mit getrennter Codierung
auf jedem Organisationskanal M·Ntotal1.
Angenommen beispielsweise daß Ninfo1
= 20, NCRC1 = 8 und Ntail1 = 8, dann ist die Gesamtzahl von Bit,
die für
4 HS-SCCH an der Basisstation codiert oder durch die UE decodiert
werden müssen
gleich 144 Bit (4·36).
Diese Gesamtzahl von Bit ist eine Verarbeitungsbelastung und stellt
aufgrund der getrennten Codierung, die für jeden der HS-SCCH erforderlich
ist, eine unwirksame Verwendung von Ressourcen dar. Wie oben besprochen
führt bei
getrennter Codierung jeder HS-SCCH CRC- und Tailbit getrennt.
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Auf
gleiche Weise ist die Gesamtzahl von Bit in Informationen des Teils
2 eines einzelnen HS-SCCH durch Ntotal2 = Ninfo2 + NCRC2 + Ntail2
gegeben, wobei Ninfo2 die Anzahl von im Teil 1 enthaltenen Informationsbit,
NCRC2 die Anzahl von CRC-Bit für
Teil 2 und Ntail2 die Anzahl von Tailbit im Teil 2 der Zeichengabenachricht
ist. Da Teil 2 getrennt an der Basisstation codiert und an der UE
decodiert wird, ist die Gesamtzahl von an der UE zu verarbeitenden
Bit ebenfalls eine Verarbeitungsbelastung.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Bei
einem Aspekt des Verfahrens wird ein zusammengesetzter Zeichengabenachrichtenteil
zur Übertragung über mehr
als einen gemeinsam genutzten Organisationskanal in einem drahtlosen
Kommunikationssystem erzeugt. Bei einer Ausführungsform wird der zusammengesetzte
Zeichengabenachrichtenteil so gebildet, daß er mindestens zwei Segmente
enthält,
wobei jedes Segment eine unterschiedliche Benutzereinrichtung (UE – user equipment)
identifizierende Daten enthält.
Bei dieser Ausführungsform
bildet der Schritt des Bildens den Teil so, daß er einen durch gemeinsame
Codierung der mindestens zwei Segmente erzeugten Fehlerkorrekturcode
einschließt.
Bei einer weiteren Ausführungsform
wird der zusammengesetzte Zeichengabenachrichtenteil so gebildet,
daß er
mindestens zwei Segmente enthält,
wobei jedes Segment Daten enthält, die
Informationen auf einem Organisationskanal für eine unterschiedliche Benutzereinrichtung
(UE – user equipment)
bereitstellen. Bei dieser Ausführungsform
bildet der Schritt des Bildens den Teil so, daß er einen durch gemeinsame
Codierung der mindestens zwei Segmente erzeugten Fehlerkorrekturcode
einschließt.
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Bei
einem weiteren Aspekt des Verfahrens wird mindestens ein zusammengesetzter
Zeichengabenachrichtenteil über
mehr als einen gemeinsam genutzten Organisationskanal übertragen.
Bei einer Ausführungsform
wird ein unterschiedlicher Teil eines zusammengesetzten Zeichengabenachrichtenteils über mindestens
einen gleichen Zeitschlitz in jedem der gemeinsam genutzten Organisationskanäle übertragen;
wobei der Teil mindestens zwei Segmente enthält und jedes Segment eine unterschiedliche
Benutzereinrichtung (UE – user
equipment) identifizierende Daten einschließt. Bei dieser Ausführungsform
enthält
der Teil weiterhin einen durch gemeinsame Codierung der mindestens
zwei Segmente erzeugten zyklischen Redundanzcode (CRC – cyclic
redundancy code). Bei einer weiteren Ausführungsform wird ein unterschiedlicher
Teil eines zusammengesetzten Zeichengabenachrichtenteils über mindestens
einen gleichen Zeitschlitz in jedem der gemeinsam genutzten Organisationskanäle übertragen,
wobei der Teil der Zeichengabenachricht mindestens zwei Segmente
enthält
und jedes Segment Informationen auf einem festgeschal teten Organisationskanal
bereitstellt, der einer unterschiedlichen UE zugeordnet ist. Bei
dieser Ausführungsform
enthält
der Teil weiterhin einen durch gemeinsame Codierung der mindestens
zwei Segmente erzeugten zyklischen Redundanzcode (CRC – cyclic
redundancy code).
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Bei
einem weitern Aspekt des Verfahrens sind mehr als ein gemeinsam
genutzter Organisationskanal, die gemeinsam eine Zeichengabenachricht
führen,
leistungsgeregelt. Die Zeichengabenachricht enthält Daten für mehr als eine Benutzereinrichtung
(UE – user
equipment). Ein Teil der Zeichengabenachricht wird jedem gemeinsam
genutzten Organisationskanal zugewiesen, so daß jeder gemeinsam genutzte
Organisationskanal mehr Daten führt,
die einer der UE zugeordnet sind, als Daten der anderen UE. Eine
Leistung jedes gemeinsam genutzten Organisationskanals wird auf
Grundlage der dem zugewiesenen Teil zugeordneten UE geregelt.
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In
einem weiteren Aspekt des Verfahrens wird eine Zeichengabenachricht
zur Übertragung über mehr als
einen gemeinsam genutzten Organisationskanal in einem drahtlosen
Kommunikationssystem erzeugt. Ein erster Teil einer Zeichengabenachricht
wird zur Übertragung
in ersten Teilen der gemeinsam genutzten Organisationskanäle gebildet.
Der erste Teil der Zeichengabenachricht enthält Startinformationen für mehr als
eine Benutzereinrichtung (UE – user
equipment) und die Startinformationen für jede UE identifizieren einen
ersten physikalischen Kanal in einer Folge von der UE fest zugeordneten
physikalischen Kanälen.
Ein zweiter Teil der Zeichengabenachricht wird ebenfalls zur Übertragung
in zweiten Teilen der gemeinsam genutzten Organisationskanäle gebildet.
Der zweite Teil der Zeichengabenachricht enthält Endeinformationen für mehr als
eine UE und die Endeinformationen für jede UE identifizieren einen
letzten fest zugeordneten physi kalischen Kanal in der Folge von
der UE fest zugeordneten physikalischen Kanälen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der unten stehenden gebotenen ausführlichen
Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen verständlicher
werden, wobei gleiche Elemente durch gleiche Bezugsziffern dargestellt
sind, die nur als Beispiel angegeben sind und daher nicht für die vorliegende
Erfindung begrenzend wirken. In den Figuren zeigt:
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1 das
Verhältnis
zwischen gemeinsam genutzten Organisationskanälen und gemeinsam genutzten
Abwärts-Datenkanälen gemäß der Erfindung;
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2 eine
herkömmliche
Struktur eines HS-SSCH;
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3,
wie Daten des Teils 1 und 2 in Kanaleinteilungscodes über ein Übertragungszeitintervall übertragen
werden;
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4 ein
Beispiel einer UE-spezifischen CRC-Berechnung;
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5(a) gemeinsame Codierung des Teils 1 einer Zeichengabenachricht
gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung;
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5(b) und 5(c),
wie Daten des Teils 1 und 2 in Kanaleinteilungscodes über ein Übertragungszeitintervall
gemäß der Ausführungsform
der 5(a) übertragen werden;
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6 ein
Verfahren der Decodierung der gemeinsam codierten Daten gemäß der Erfindung;
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7(a) gemeinsame Codierung des Teils 1 und Teils
2 eines HS-SCCH gemäß einer
weiteren beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung;
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7(b), wie Daten des Teils 1 und 2 in Kanaleinteilungscodes über ein Übertragungszeitintervall
gemäß der Ausführungsform
der 7(a) übertragen werden;
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8 eine
Ausführungsform,
wo Kanaleinteilungscodebit gemäß dem Codierungsverfahren
der Erfindung verringert werden können;
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9 Leistungsregelung
für die
HS-SCCH gemäß der Erfindung;
und
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10(a) und 10(b) eine
herkömmliche
HS-SCCH-Konfiguration und eine beispielhafte HS-SCCH-Konfiguration
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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Obwohl
die Grundsätze
der Erfindung besonders gut für
drahtlose Kommunikationssysteme geeignet sind, die auf der wohlbekannten
HSDPA-Spezifikation (High Speed Downlink Packet Access) im UMTS-Standard
(Universal Mobile Telecommunication System) beruhen, und in diesem
beispielhaften Zusammenhang beschrieben werden, ist zu bemerken,
daß die
hier dargestellten beschriebenen Ausführungsformen nur beispielhaft
und nicht auf irgendwelche Weise begrenzend sein sollen. Dabei werden
dem Fachmann verschiedene Abänderungen
zur Anwendung auf andere Übertragungssysteme
offenbar sein und werden durch die vorliegende Lehre in Betracht
gezogen. Darüber
hinaus ist Benutzereinrichtung (UE – user equipment), wo es unten
benutzt wird, mit einer Mobilstation in einem drahtlosen Netz gleichbedeutend.
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Bilden von
zusammengesetzten Nachrichtenteilen und HS-SCCH
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In
einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird, anstatt Zeichengabenachrichten
mit einer Entsprechung von eins zu eins mit den HS-SCCH zu erzeugen,
ein zusammengesetzter Nachrichtenteil Teil 1 wie in 5(a) dargestellt gebildet. Einzelne Nachrichtenteile
des Teils 2 werden wie oben in bezug auf 2 beschrieben
gebildet. Bezug nehmend auf 5(a) enthält der zusammengesetzte
Nachrichtenteil des Teils 1 den Kanaleinteilungscode, Modulations-
und UE-ID-Informationen
für alle
UE, die eine Übertragung
in einem bestimmten TTI empfangen. Im vorliegenden Beispiel gibt
es nur zwei UE, die eine Übertragung
empfangen sollen, wobei es sich versteht, daß Teil 1 der HS-SCCH Kanaleinteilungscode-,
Modulations- und UE-ID-Informationen
für M UE
führen
könnte,
die eine Übertragung
empfangen.
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Dementsprechend
enthält
in der 5(a) der zusammengesetzte Teil
1 ein UE-ID-Segment 510 für UEA, Kanaleinteilungs- und
Modulationscodesegment 520 für UEA, ein UE-ID-Segment 530 für UEB und
Kanaleinteilungs- und Modulationscodesegment 540 für UEB. In
der 5(a) sind die UE-ID explizit
im zusammengesetzten Teil 1. Diese Informationen werden gemeinsam
fehlerkorrekturcodiert unter Verwendung beispielsweise von CRC-Code
(cyclic redundancy code). Der einzelne Satz von CRC-Codebit (Segment 550)
und ein Satz Tail-Bit (Segment 560) sind im zusammengesetzten
Teil 1 eingeschlossen. Da Informationen für mehrere UE gemeinsam beim
Bilden des zusammengesetzten Teils 1 codiert werden, wird die von
einer UE zum Decodieren des zusammengesetzten Teils 1 durchzuführende Verarbeitung
sehr verringert.
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Insbesondere
wird die Anzahl von Bit, die eine UE verarbeiten muß, Ntotal1
als Ntotal1 = (M·Ninfo1) +
NCRC1 + Ntail1 definiert. Ein Vergleich von Codierungsraten mit
dem oben in bezug auf 2 beschriebene herkömmlichen
Verfahren ist in der Tabelle 2 angegeben. Bei der Bestimmung der
Codierungsratenergebnisse der Tabelle 2 wurde angenommen, daß Ninfo1
= 20, NCRC1 = 8 und Ntail1 = 8.
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Tabelle
2: Vergleiche von HS-SCCH Teil 1
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Wie
aus Tabelle 2 ersichtlich, verringert sich die Codierungsrate mit
zunehmender Anzahl von von einer UE zu verarbeitenden HS-SCCH.
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5(b) zeigt, wie Daten des Teils 1 und 2 in Kanaleinteilungscodes über ein Übertragungszeitintervall
gemäß der Ausführungsform
der 5(a) übertragen werden. In der 3 wurde
beschrieben, daß bei herkömmlichen
Codierungsanordnungen Teil 1 einer Zeichengabenachricht über einen
einzigen Code in einem einzigen Zeitschlitz eines HS-SCCH übertragen
wurde und der Teil 2 über
einen einzigen Code in zwei Zeitschlitzen eines HS-SCCH übertragen
wurde. Dementsprechend kann bei Verwendung des herkömmlichen Ansatzes
nur ein Code pro Zeitschlitz über
einen HS-SCCH übertragen
werden. Anders gesagt muß eine
UE alle vier Teile 1 decodieren, um herauszufinden, welcher Teil
1 die für
diese UE bestimmten Zeichengabe informationen enthält, so daß die UE
die entsprechenden Übertragungsdaten über einen
HS-DSCH empfangen kann.
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5(b) zeigt die beiden HS-SCCH zur Übertragung
der zusammengesetzten Nachrichtenteile des Teils 1 und Teils 2 zu
UEA und UEB entsprechend dem Beispiel der 5(a).
Nach der Darstellung wird ein erster Anteil des zusammengesetzten
Teils 1 im Teil 1 von HS-SCCH1 und ein zweiter Anteil des zusammengesetzten
Teils 1 im Teil 1 von HS-SCCH2 übertragen.
Teil 2 von HS-SCCH1 und HS-SCCH2 ist der gleiche wie der in 2 gezeigte.
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5(c) zeigt, daß wenn 3 UE den HS-SCCH gemeinsam
nutzen, der zusammengesetzte Teil 1 über die Teile 1 504 von
drei HS-SCCH übertragen
wird. Auf ähnliche
Weise wird, wenn vier UE die HS-SCCH gemeinsam nutzen, der zusammengesetzte
Teil 1 über
die Teile 1 506 von vier HS-SCCH übertragen.
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Um
die gemeinsam codierte Zeichengabenachricht zu codieren empfängt die
UE die Teile 1 der HS-SCCH und decodiert den zusammengesetzten Teil
1. Wenn der zusammengesetzte Teil 1 Identifikationsinformationen
für die
UE enthält,
weiß die
UE auf Grundlage der Position der Identifikationsinformationen,
von welchem HS-SCCH der Teil 2 zu decodieren ist. Wenn beispielsweise
die UE-ID die dritte UE-ID ist, dann weiß die UE, daß Teil 2
von HS-SCCH3 zu decodieren ist.
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Als
Alternative decodiert die UE einen Anteil der gemeinsam codierten
Informationen, um die Datenübertragung
zu empfangen. Beispielsweise kann die Decodierung eine teilweise
Decodierung wie in der gleichzeitig anhängigen, am 16. November 2001
eingereichten US-Patentanmeldung Serien-Nr. 09/991,111 von Arnab
DAS et al. mit dem Titel „A
METHOD FOR ENCODING AND DECODING CONTROL INFORMATION IN A WIRELESS
COMMUNICATIONS SYSTEM" (Verfahren
zum Codieren und Decodieren von Steuerungsinformationen in einem drahtlosen
Kommunikationssystem) beschrieben sein, deren gesamter Inhalt durch
Bezugnahme hier aufgenommen wird.
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Als
weitere Alternative könnten,
anstatt die anderen Steuerungsinformationen im Teil 1 an die mehrfachen
UE-ID-Informationen
anzuhängen,
mehrfache UE-ID auch implizit durch Verwürfeln der Steuerungsinformationen
mit einem UE-spezifischen Code geführt werden, wie im Fall der 4,
wo eine UE-spezifische CRC benutzt wird. Die CRC stimmt nur für die gewünschte UE überein.
Dabei gibt es bei diesen impliziten Verfahren kein Feld im SCCH
(weder im Teil 1 noch im Teil 2), das explizite UE-ID-Bit führt.
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In
der 6 ist dieser Grundsatz der teilweisen Decodierung
kurz dargestellt. Beispielsweise wird in der 6 eine UE
zuerst versuchen, nach Decodierungen der Informationen des Teils
1 eine CRC-Prüfung durchzuführen, angenommen,
daß die Übertragung
für eine
UE bestimmt ist. Wenn die CRC fehlschlägt, wird die UE versuchen,
die Steuerungsinformationen zu decodieren, indem sie Übertragung
für 2 UE
annimmt. Die UE hat jedoch bereits die Informationen für eine UE
decodiert. Es kann daher ein sequentieller Decodierungsansatz benutzt
werden, wobei die UE nicht die bereits decodierten Informationen
decodieren muß.
Durch diesen Ansatz wird die Verarbeitungsbelastung der UE verringert.
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7(a) zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, wo
sowohl ein zusammengesetzter Nachrichtenteil Teil 1 und ein zusammengesetzter
Nachrichtenteil Teil 2 gebildet werden. Die Bildung des zusammengesetzten
Teils 1 ist aus 5(a) und der entsprechenden
Beschreibung oben ersichtlich. Der zusammengesetzte Teil 2 wird
abgesehen von den Informationen des Teils 2 auf ähnliche Weise gebildet. Bei
Verwendung des gleichen Beispiels von zwei UE wie bei 5 und Bezug nehmend auf 7(a) enthält
der zusammengesetzte Teil 2 (700) ein UE-ID-Segment 710 für UEA, ein
HARQ-Steuerungs- und Formatsegment 720 für UEA, ein UE-ID-Segment 730 für UEB und
ein HARQ-Steuerungs- und Formatsegment 720 für UEB. In
der 7(a) sind die UE-ID explizit
im Teil 2. Diese Informationen werden gemeinsam unter Verwendung
von beispielsweise CRC-Code (cyclic redundancy code) fehlerkorrekturcodiert.
Der einzelne Satz von CRC-Codebit
(Segment 750) und ein Satz von Tailbit (Segment 760)
sind im zusammengesetzten Teil 2 enthalten. Da Informationen für mehrere
UE gemeinsam beim Bilden des zusammengesetzten Teils 2 codiert werden,
verringert sich der von einer UE zur Decodierung des zusammengesetzten
Teils durchzuführende
Verarbeitungsumfang.
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Insbesondere
ist die Anzahl von Bit im Teil 2, die von einer UE verarbeitet werden
müssen,
Ntotal2, als Ntotal2 = (M·Ninfo2)
+ NCRC2 + Ntail2 definiert. Bei M Organisationskanälen beträgt die Gesamtanzahl von
in einem TTI geführten
Bit unter Verwendung gemeinsamer Codierung auf jedem HS-SCCH M·Ntotal2.
Ein Vergleich von Codierungsraten mit dem oben unter Bezugnahme
auf 2 beschriebenen herkömmlichen Verfahren ist in der
Tabelle 3 angegeben. Bei der Bestimmung der Codierungsratenergebnisse
der Tabelle 3 wurde angenommen, daß Ninfo2 = 20, NCRC2 = 8 und
Ntail2 = 8.
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Tabelle
3: Einzelheiten des gemeinsam genutzten Teils 2 von HS-SCCH
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Das
Format für
die Informationen des Teils 2 steht für die UE zur Verfügung, die
Informationen des Teils 1 erfolgreich decodieren. Dementsprechend
besteht kein Erfordernis, das Format des Teils 2 explizit zu signalisieren
(d.h. das Vorhandensein von N Anzahl von UE-ID im Teil 1 zeigt an,
daß Teil
2 mit Steuerungsinformationen von N UE codiert worden ist. Es besteht
eine Umsetzung von eins zu eins zwischen Informationen des Teils
1 und Informationen des Teils 2. Die Informationen des Teils 1 werden
in einer bestimmten Reihenfolge gesendet, z.B. UE-ID A, UE-ID B
usw. Wenn daher eine UE ihre UE-ID im Teil 1 sieht, kennt sie auch
ihre UE-ID-Position im Teil 2. Wenn beispielsweise die UE-ID B an
einer Position 2 erscheint, bedeutet das, daß die Position 2 in den Informationen
des Teils 2 ebenfalls die Steuerungsinformationen für UE B führt.
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7(b) zeigt, wie Daten des Teils 1 und 2 in den
HS-SCCH über ein Übertragungszeitintervall
gemäß der Ausführungsform
der 7(a) übertragen werden. Nach der
Darstellung ist der zusammengesetzte Nachrichtenteil des Teils 1
zwischen den Teilen 1 der HS-SCCH aufgeteilt und der zusammengesetzte
Nachrichtenteil des Teils 2 ist zwischen den Teilen 2 der HS-SCCH
aufgeteilt.
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Es
kann daher eine Zeichengabenachricht durch gemeinsame Codierung
von UE-ID-Segmenten von sowohl Teil 1 als auch Teil 2 erzeugt und über einen
oder mehrere HS-SCCH übertragen
werden. Weiterhin wird zusätzlich
zu der gemeinsamen Codierung von UE-ID in sowohl Teil 1 als auch
Teil 2 der Zeichengabenachricht nur ein einziger Satz von Tailbit
zur Faltungscodierung genutzt und es wird nur ein einziger Satz
von CRC-Bit für
die Fehlerprüfung
benutzt, wodurch die Bitzahl verringert wird, die eine UE verarbeiten
muß, um zu bestimmen,
ob eine für
sie bestimmte Übertragung
auf einem entsprechenden HS-DSCH vorliegt.
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Verringerung
von Kanaleinteilungscodeinformationen in HS-SCCH
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8 zeigt
eine Ausführungsform,
bei der Kanaleinteilungscodebit gemäß dem Codierungsverfahren der
Erfindung verringert werden können.
Durch die gemeinsame Codierung der Informationen des Teils 1 kann auch
die Anzahl von Bit verringert werden, die für die Codeinformationen benötigt werden.
In der 8 sei angenommen, daß eine Zelle 15 SF16-Kanaleinteilungscodes
drei unterschiedlichen UE zuteilt, d.h. UE A, UE B und UE C. Bei
Verwendung des herkömmlichen
Ansatzes ist eine Startcode- und Endecodeanzeige getrennt für jede der
UE erforderlich. Wenn jedoch gemeinsame Codierung benutzt wird,
wird nur eine Startcodeanzeige für
alle außer
der letzten UE (UE C) benötigt.
Die Endeanzeige für
die ite UE kann aus der Startanzeige der (i + 1)ten UE erhalten
werden.
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Dieser
Grundsatz ist in 8 dargestellt. In der 8 bestehen
die Codeinformationen aus Bit Start1, Start5, Start14 und Ende15.
Bei insgesamt 16 SF16-Codes können
4-Bit-Anzeigen zum Anzeigen eines Starts oder Endes benutzt werden.
Wenn beispielsweise Informationen des Teils 1 für drei UE geführt werden,
wird die Gesamtzahl von Codeinformationsbit nur 16 Bit betragen.
Bei dem herkömmlichen
Ansatz ist ein Start- und Endecode getrennt für jede UE erforderlich. Bei
drei UE, die in einem TTI-Code gemultiplext sind, wird daher die
Gesamtzahl von Codeinformationsbit 6·4 (für die 4 HS-SCCH) bzw. 24 Bit
betragen.
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Leistungsregelung
von HS-SCCH
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Leistungsregelung
ist wichtig, da Informationen des zusammengesetzten Teils 1 und
in einer anderen Ausführungsform
des zusammengesetzen Teils 1 und des zusammengesetzten Teils 2 Informationen
für mehrere
UE in einem TTI führen.
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Bei
einer Ausführungsform
werden die HS-SCCH auf Grundlage der UE mit den Kanalzuständen des schlimmsten
Falls im TTI leistungsgeregelt. Wenn es nur eine einzige UE in dem
TTI gibt, werden die Informationen des Teils 1 nur für die geplante
UE leistungsgeregelt.
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Eine
weitere Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
Nach gemeinsamer Codierung des zusammengesetzten Teils 1 mit einem
halbratigen Faltungscodierer werden die Bit in vier gleiche Teile
gespaltet. Jeder dieser vier Teile wird dann über einen Kanaleinteilungscode
(d.h. einen HS-SCCH) übertragen.
An unterschiedlichen Kanaleinteilungscodes können unterschiedliche Leistungen
benutzt werden. Beispielsweise wird die Decodierung von Informationen
für UE
1 am meisten durch das SNR auf Kanaleinteilungscodes 1 und 2 beeinflußt. Dies
beruht auf der Verwendung von Faltungscodierung/-decodierung, wo
die Decodierung des iten Informationsbits durch die Bit (i + 1),
(i + 2), ... (i + P) und so weiter beeinflußt wird in Abhängigkeit
von der Beeinflussungslänge
des Faltungscodes. Die Beeinflussungslänge ist die Anzahl von Schieberegistern
im Faltungscode, wobei jedes Register ein Informationsbit speichert.
Der Einfluß verringert sich
mit größer werdendem
Abstand P zwischen Bit.
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Bei
einem beispielhaften Leistungsregelungsverfahren ist der Kanaleinteilungscode
1 zu einer UE 1 leistungsgeregelt, der Kanaleinteilungscode 2 zur
UE 2 und so fort. Bei einer Ausführungsform
sind die UE im zusammengesetzten Teil 1 so angeordnet, daß in der 9 UE
1 hinsichtlich der Kanalgüte
die schlechteste und UE 4 die beste UE ist. Dies beruht darauf,
daß, selbst
wenn die Decodierung von Informationen UE 1 durch SNR auf Code 2,
Code 3 und Code 4 beeinflußt
sein kann, der Einfluß im
Vergleich zur Leistung auf Code 1 geringer ist (z.B. die meisten
der Informationsbit von UE 1 sind auf über Code 1 geführte codierte
Bit abgebildet). Dementsprechend können auf den verschiedenen
Kanaleinteilungscodes verschiedene Leistungen benutzt werden. Die
am Code x benutzte Leistung beträgt
Px (wobei x = 1, 2, 3, 4). Da UE 1 hinsichtlich der Kanalgüte die schlechteste
UE und UE 4 die beste UE ist, folgt die an Codes 1, 2, 3 bzw. 4
benutzte Leistung P1–P4
der Regel P1 > P2 > P3 > P4. Anders gesagt
besteht keine Notwendigkeit, die Leistung der gemeinsam codierten
Informationen für
die UE mit der schlechtesten Kanalgüte zu regeln.
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Leistungsregelung
kann daher für
einen oder mehrere HS-SCCH,
die gemeinsam eine Zeichengabenachricht für mehrere UE führen, durch
Zuweisen eines Teils der Zeichengabenachricht zu jedem HS-SCCH bewirkt
werden. Dies geschieht dahingehend, daß jeder HS-SCCH mehr einer
bestimmten UE zugeordnete Daten als Daten für andere UE führt, so
daß die
Sendeleistung dieses HS-SCCH
gemäß dem zugewiesenen Teil
der Zeichengabenachricht für
die entsprechende UE geregelt wird.
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Bei
der Ausführungsform,
wo ein zusammengesetzter Nachrichtenteil Teil 1 aber kein zusammengesetzter
Nachrichtenteil Teil 2 gebildet wird, werden die Teile 2 der HS-SCCH
auf Grundlage der UE leistungsgeregelt, für die die Daten geführt werden.
Bei der Ausführungsform,
wo zusammengesetzte Nachrichtenteile Teil 1 und Teil 2 gebildet
werden, werden die Teile 2 der HS-SCCH auf die gleiche Weise wie
oben unter Bezugnahme auf 9 besprochen
leistungsgeregelt.
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Aufteilen der kanalisierten
Codeinformationen zwischen Teil 1 und Teil 2 in HS-SCCH
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Herkömmlicherweise
werden gesamte Kanaleinteilungscode-Zeichengabebit zur Kennzeichnung der HS-DSCH
im Teil 1 eines HS-SCCH geführt. 10(a) zeigt die gegenwärtige HS-SCCH-Konfiguration.
Die Informationen des Teils 1 werden über einen Schlitz (wie bei 3)
des HS-SCCH geführt,
während
Informationen des Teils 2 über
die verbleibenden zwei Schlitze des HS-SCCH geführt werden. Die im Teil 1 der
Zeichengabenachricht geführten
Steuerungs- und Zeichengabeinformationen sind mehr als die Hälfte der
im Teil 2 geführten
Informationen. Nach der Darstellung in 3 beträgt jedoch
die Übertragungsdauer
des Teils 1 (ein 0,667-ms-Zeitschlitz)
die Hälfte
der Übertragungsdauer
für Teil
2 (zwei Schlitze). Dementsprechend erfordert Teil 1 eines HS-SCCH
mehr Leistung als Teil 2 für
die gleiche Rahmenfehlerrate (FER – frame error rate).
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Die
Leistungsunsymmetrie zwischen Teil 1 und Teil 2 ist unerwünscht und
ergibt eine unwirksame Verwendung von Funkressourcen. Der Grund
dafür ist,
daß, um
die Sendeleistung während Übertragungen
von Teil 1 und Teil 2 konstant zu halten, die Leistung des schlimmsten
Falls (im vorliegenden Fall Leistung des Teils 1) benutzt wird.
Der Teil 2 wird daher mit mehr Leistung übertragen, als erforderlich
ist, um die FER-Zielleistung zu
erfüllen.
Daraus ergibt sich eine Verschwendung von Ressourcen.
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Um
das Leistungsunsymmetrieproblem zu lindern, können einige der Steuerungsbit
im Teil 1 zum Teil 2 verlegt werden. 10(b) stellt
das Konzept des Aufteilens von Kanaleinteilungscodebit zur Kennzeichnung der
HS-DSCH zwischen
Teil 1 und Teil 2 gemäß der Erfindung
dar. Im allgemeinen benötigt
die UE nur die Steuerungs- oder
Zeichengabe-Startinformationen vor dem Beginn eines HS-DSCH. Wie
aus 10(b) ersichtlich verbleiben
daher die Kanaleinteilungscode-Startinformationen
im Teil 1 der Zeichengabenachricht, während die Kanaleinteilungs-Endecodebit
im Teil 2 geführt
werden. Nach Empfang der Daten des Teils 1 (UE-ID, Kanaleinteilungscode-Startanzeige
usw.) werden von einer UE alle HS-DSCH-Codes in ihrer Kapazität gepuffert,
beginnend mit der Kanaleinteilungscode-Startanzeige. Die UE bestimmt dann die
ihr zugeteilte genaue Anzahl von Codes nach Empfang der Kanaleinteilungscode-Endeanzeige
im Teil 2.
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Die
Ausführungsform
der 10(b) zeigt daher einen Vorgang,
mit dem eine Zeichengabenachricht zur Übertragung über eine Mehrzahl von HS-SCCH
durch Zuteilen oder Aufteilen der Start- und Endecodeanzeigen für die Kanaleinteilungscodes
zwischen Teil 1 und Teil 2 der Nachricht erzeugt wird. Die Startcodeanzeigen
für mehrere
UE werden im Teil 1 der auf jedem HS-SCCH geführten Zeichengabenachricht
gebildet und die Endecodeanzeigen werden im Teil 2 der auf jedem
HS-SCCH geführten
Zeichengabenachricht gebildet.
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Nachdem
die Erfindung damit beschrieben worden ist, wird klar sein, daß sie auf
viele Weisen variiert werden kann. Die oben beschriebenen Algorithmen
sind als aus mehreren Komponenten, Flußdiagrammen oder Blöcken bestehend
beschrieben worden, und es versteht sich, daß die Codierungs- und Decodierungsverfahren
in anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen, softwaregesteuerten
Prozessorschaltungen oder sonstigen Anordnungen diskreter Komponenten
implementiert werden. Solche Variationen sind nicht als eine Abweichung
aus dem Rahmen der Erfindung anzusehen und alle derartigen Abänderungen,
die einem Fachmann offenbar sein würden, sollen im Rahmen der
nachfolgenden Ansprüche
eingeschlossen sein.