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VERWEISUNG AUF VERWANDTE
FÄLLE
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die US-Patentanmeldung mit Aktenzeichen 09/991,111
von Arnab DAS et al., mit dem Titel „A METHOD FOR ENCODING AND
DECODING CONTROL INFORMATION IN A WIRELESS COMMUNICATIONS SYSTEM" eingereicht am 16.
November 2001.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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1. Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen drahtlose Kommunikationssysteme
und insbesondere Verfahren zum Codieren und Decodieren von Informationen,
welche in derartigen Systemen in Steuerkanälen übertragen werden.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Bei
drahtlosen Kommunikationssystemen wird eine Funkschnittstelle für den Austausch
von Informationen zwischen einem Teilnehmerendgerät (UE) und
einer Basisstation oder anderem Kommunikationssystemgerät verwendet.
Die Funkschnittstelle umfasst typischerweise mehrere Kommunikationskanäle. Bei
der wohlbekannten Spezifikation des Hochgeschwindigkeitspaketzugriffs
auf der Abwärtsstrecke
(High Speed Downlink Packet Access, HSDPA) in der Norm für das universelle
mobile Telekommunikationssystem (Universal Mobile Telecommunication
System, UMTS) wird beispielsweise ein gemeinsam genutzter Hochgeschwindigkeitskanal
auf der Abwärtsstrecke
(High Speed Downlink Shared Channel, HS-DSCH) für Übertragungen von einer Basisstation
an mehrere UE verwendet. Um eine Datenübertragung über einen HS-DSCH zu erleichtern,
werden Signalisierungsinformationen über gemeinsam genutzte Steuerkanäle bereitgestellt.
Gemeinsam genutzte Hochgeschwindigkeitssteuerkanäle (High Speed Shared Control
Channels, HS-SCCHs) sind den HS-DSCH zugeordnet.
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HS-SCCH
werden zum Übertragen
von Signalisierungsinformationen verwendet, welche vom UE benötigt werden,
um die entsprechende Datenübertragung
zu verarbeiten. Beispielsweise können
Signalisierungsinformationen in den HS-SCCH Übertragungsformatinformationen,
wie beispielsweise Codeinformationen (deren Codes für die Datenübertragung
verwendet werden), Modulationsinformationen, Transportblockgröße (Transport
Block Size, TBS) und so weiter umfassen. Die HS-SCCH werden auf
einer gemeinsam genutzten Grundlage unter allen UE verwendet, so
dass alle UE alle HS-SCCH lesen, welche in einer Zelle eines drahtlosen
Netzwerks konfiguriert sind.
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Bei
den sich entwickelnden drahtlosen Datenkommunikationssystemen, wie
beispielsweise den wohlbekannten 1x-EV-DO- und 1xEV-DV-Normen und
der oben stehenden Spezifikation des Hochgeschwindigkeits-Paketzugriffs auf
der Abwärtsstrecke
(High Speed Downlink Packet Access, HSDPA) in der Norm für das universelle
mobile Telekommunikationssystem (Universal Mobile Telecommunication
System, UMTS) wird beispielsweise eine Einplanungsfunktion von einem
Steuergerät
der Basisstation an die UE bewegt, um eine „schnelle" Einplanung auf der Grundlage der Rückmeldung über die
Kanalqualität
von den UE bereitzustellen. Weiterhin wurden Techniken, wie beispielsweise
eine adaptive Modulation und Codierung (Adaptive Modulation and
Coding, AMC) und eine hybride automatisierte Wiederholungsanforderung
(Hybrid Automated Repeat Request, HARQ), eingeführt, um eine Gesamtsystemkapazität zu verbessern.
Im Allgemeinen wählt
ein Einplaner ein UE zur Übertragung
zu einem gegebenen Zeitpunkt aus, und eine adaptive Modulation und
Codierung lässt
eine Auswahl des entsprechenden Transportformats (Modulation und
Codierung) für
die aktuellen Kanalbedingungen zu, welche vom UE erkannt werden.
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Beim
HSDPA werden beispielsweise die Einplaner-, AMC- und HARQ-Funktionen
durch ein MAC-hs-(Hochgeschwindigkeitsmedium-Zugriffskontrolle,
Medium Access Control – high
speed)-Steuergerät bereitgestellt,
welches in einer Basisstation lokalisiert ist. Das MAC-hs ist verantwortlich
für die
Behandlung der Daten, welche auf der Funkschnittstelle übertragen
werden. Weiterhin weist das MAC-hs eine Verantwortung zum Verwalten
der physikalischen Betriebsmittel der Funkverbindung auf, welche
dem HSDPA zugeordnet sind. Im Allgemeinen umfassen die Funktionen,
welche vom MAC-hs ausgeführt
werden, eine Ablaufsteuerung, eine Einplanungs-/Prioritätsbehandlung,
eine hybride ARQ und ein physikalisches Schichttransportformat,
z. B. Modulation, Codierschema usw.
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Um
die oben stehenden Techniken zu ermöglichen, wird eine Steuersignalisierung
sowohl auf der Aufwärtsverbindung
(UE zur Basisstation) als auch auf der Abwärtsverbindung (Basisstation
zum UE) benötigt. Die
Aufwärtsverbindungssignalisierung
besteht aus einer ACK/NACK-Rückmeldung
für HARQ-Betrieb
und einer Kanalqualitätsindikation
(Channel Quality Indication, CQI). Die Aufwärtsverbindungssignalisierung
beim HSDPA wird über
einen dedizierten physikalischen Hochgeschwindigkeitssteuerkanal
(High Speed Dedicated Physical Control Channel, HS-DPCCH) übertragen.
Bei der Abwärtsverbindungssignalisierung
für HSDPA
wird der HS-SCCH verwendet, um die Einplanungs- und HARQ-Steuerungsinformationen
für die
aktuelle Übertragung
zum UE zu übertragen.
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Steuer-
oder Signalisierungsinformationen in der Signalisierungsnachricht,
welche über
einen HS-SCCH übertragen
wird, werden typischerweise z. B. mit Blockcodes oder Faltungscodes
codiert. Ein UE muss selbst alle Informationen im HS-SCCH decodieren,
um die Signalisierungsnachricht zu decodieren, welche dann zum Ver arbeiten
der entsprechenden Datenübertragung über einen
entsprechenden HS-DSCH verwendet wird.
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1 illustriert
die Beziehung zwischen den HS-SCCH 110 und ihren entsprechenden
gemeinsam genutzten HS-DSCH-Gegenstücken 120. In 1 überträgt jeder
HS-SCCHx (x = 1 bis 4) Signalisierungsnachrichteninformationen,
welche zu einem entsprechenden HS-DSCHx (x = 1 bis 4) passen. Die
Anzahl von HS-DSCH und damit die Anzahl von HS-SCCH, welche verwendet
werden können,
kann für
jedes Übertragungszeitintervall
(Transmission Time Interval, TTI) abhängig von der Anzahl der UE
variieren, welche gleichzeitig in das TTI eingeplant sind. Dementsprechend
ermöglicht
die Konfiguration von HS-SCCH und HS-DSCH in 1, dass
Datenkanaleinteilungs-Signalisierungscodes und Leistungsbetriebsmittel
unter vier simultanen Übertragungen
aufgeteilt werden können.
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Wieder
unter Bezugnahme auf 1 werden Steuerkanaldaten auf
jedem HS-SCCH typischerweise in zwei Teile aufgeteilt. Teil I, wie
weiter erläutert
werden wird, besteht aus Steuer- oder Signalisierungsinformationen,
welche Datenkanaleinteilungs-Signalisierungscodes betreffen, welche
beispielsweise einem bestimmten UE zugeordnet wurden. Teil II, wie
weiter erläutert
werden wird, enthält
auf HARQ bezogene Informationen und andere Transportinformationen.
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Die
oben stehend beschriebene Steuersignalisierung leidet gegenwärtig unter
einigen Nachteilen, nämlich
höheren
Fehlerraten, Wahrscheinlichkeiten verpasster/falscher Alarme und
ineffiziente Verwendung von Betriebsmitteln. Diese Probleme bestehen
wegen des separaten Codierens, welches für jeden der gemeinsam genutzten
Steuerkanäle
erfordert wird. Mit separatem Codieren überträgt jeder gemeinsam genutzte Steuerkanal
beispielsweise separat Datenbits eines zyklischen Redundanzcodes
(Cyclic Redundancy Code, CRC) und End bits für jedes UE in einer Zelle des
Netzwerks, welches beispielsweise eine Datenübertragung von einer Basisstation
empfangen soll.
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2 illustriert
die Inhalte von Teil 1 und von Teil 2 in einer Signalisierungsnachricht,
welche über
jeden HS-SCCH übertragen
werden soll, in weiteren Einzelheiten. Teil 1 und Teil 2 enthalten
mehrere Segmente. Für
jeden HS-SCCH enthält
Teil 1 ein Informationsbitsegment mit einem einzigartigen Satz von
Informationsbits (Info1HS-SCCHx, mit x = 1 bis 4), ein zyklisches
Redundanzprüfcode-(Cyclic
Redundancy Code, CRC)-Segment, welches bekanntermaßen zur
Fehlererfassung verwendet wird, und ein Endebitsegment, welches
Teil 1 des HS-SCCHs terminiert. Beispielsweise können die Informationsbits eine
7-Bit-Kanaleinteilungscode-Signalisierung,
einen 1-Bit-Modulationscode, einen 10-Bit-UE-ID-Code einer einzelnen UE-ID
und andere Steuer- oder
Signalisierungsbitinformationen umfassen. Teil 2 jedes HS-SCCHs
weist ähnlich
einen einzigartigen Satz von Informationsbits (Info2HS-SCCHx, mit
x = 1 bis 4), zyklischen Redundanzprüfcode-(Cyclic Redundancy Code,
CRC)-Bits und Endebits auf. Die Informationsbits in Teil 2 können HARQ-bezogene
Daten, Transportformat- und Betriebsmittel-bezogene Daten, wie beispielsweise
TBS und andere Steuerungsinformationen, sowie UE-ID und CRC-Informationen
für ein
einzelnes UE umfassen.
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Um
die Komplexität
beim UE gering zu halten, lassen HS-SCCH-Entwürfe typischerweise zu, dass
Informationen des Teils I vor dem Beginn (d. h. bevor t = 0) einer
Datenübertragung übertragen
werden, wie in 1 gezeigt. Mit der aktuellen
Konfiguration muss jedes UE jeden Teil I auf jedem HS-SCCH in allen
TTI decodieren, um zu bestimmen (a) ob die Übertragung für dieses
bestimmte UE vorgesehen war oder nicht, und (b), falls die Übertragung
für dieses
bestimmte UE vorgesehen war, muss das UE Teil I decodieren und herausfinden,
auf welchen Kanaleinteilungscodes der entsprechende HS-DSCH ankommen
wird. Mit anderen Worten, ein UE muss jeden Teil 1 und Teil 2 separat
decodieren, um den HS-SCCH vollständig zu decodieren, welcher
dafür vorgesehen
ist, so dass das UE beginnen kann, die vorgesehenen Übertragungsdaten über den HS-DSCH
zu puffern, welcher dem erfolgreich decodierten HS-SCCH entspricht.
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Dementsprechend
muss jedes UE vor dem Beginn der Datenübertragung bis zu vier (4)
HS-SCCH in jedem TTI decodieren. Aus einer Perspektive der UE-Verarbeitungskomplexität gesehen,
ist es deshalb wünschenswert,
die Anzahl an Bits in Teil 1 zu begrenzen, welche eine Verarbeitung
erfordern, und es ist auch wünschenswert,
dass die Verarbeitung so einfach wie möglich ist.
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3 illustriert
ein HSDPA-Übertragungszeitintervall
(Transmission Time Interval, TTI) für einen HS-SCCH. Das TTI 300 umfasst
3 Zeitschlitze 310a bis 310c, jeder jeweils mit
einer Dauer von 0,667 ms. Schlitz 310a enthält Informationen
des Teils 1, und Schlitze 310b bis c enthalten Informationen
des Teils 2. 3 illustriert auch die Anordnung
von Kanaleinteilungscodes zum Übertragen
der Informationen des Teils 1 und des Teils 2 eines HS-SCCHs. Die
Informationen des HS-SCCHs 350 werden über drei Kanaleinteilungscodeschlitze übertragen,
welche in Informationen des Teils 1 (übertragen im Code in Schlitz 360)
und des Teils 2 (übertragen
im Code in den Schlitzen 370a bis b) aufgeteilt werden.
Dementsprechend werden Informationen 310a des Teils 1 innerhalb
des ersten Schlitzes 360 übertragen, und Informationen 310b bis
c des Teils 2 werden in den zweiten und dritten Kanaleinteilungscodeschlitzen 370a und 370b übertragen,
wie durch die gepunkteten Pfeile in 3 gezeigt.
Jeder HS-SCCH verwendet einen Kanaleinteilungscode mit einem Zonenfaktor
(Spreading Factor, SF) von 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 Informationsbits
und CRC-Bits der Teile 1 und 2 werden in Tabelle 1 zusammengefasst.
Es ist zu beachten, dass in den Steuerfeldern von Teil 1 oder Teil
2 explizit keine UE-ID eingeschlossen ist, sondern ein x-Bit-CRC über die
Steuerfelder von Teil 1 und 2 berechnet wird, wobei x = 8, 16, 24
oder 32 CRC-Bits ist. In Tabelle 1 weist der CRC-Code eine Länge von 16
Bit auf.
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Tabelle
1 HS-SCCH-Informationen
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4 illustriert
ein Beispiel einer UE-spezifischen CRC-Berechnung. Ein Weg der Berechnung
eines UE-spezifischen CRCs ist es, der UE-ID 410 die anderen
Steuerfelder 420 anzuhängen
und eine Standard-CRC-Berechnung 430 durchzuführen. Zum
Zeitpunkt der Übertragung
wird die UE-ID 410 aus den Steuerfeldern 240 des
Teils 1 und des Teils 2 entfernt, und die Steuerfelder 420 werden
zusammen mit dem berechneten CRC 430 übertragen (man siehe Linie 435).
Wenn ein UE eine HS-SCCH-Übertragung
empfängt, führt es die
CRC-Prüfung 440 durch,
indem es seine eigene UE-ID an die anderen Steuerfelder in Teil
1 und separat in Teil 2 anhängt.
Falls der CRC mit dem übertragenen
CRC übereinstimmt,
nimmt das UE an, dass die Übertragung
für das
UE vorgesehen ist. Falls der CRC nicht mit dem übertragenen CRC übereinstimmt, ignoriert
das UE die Übertragung
auf dem entsprechenden HS-DSCH.
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Wieder
unter Bezugnahme auf 2 wird die Gesamtzahl an Bits
in Teil 1 für
einen einzelnen HS-SCCH
durch den folgenden Ausdruck gegeben: Ngesamt1 = Ninfo1 + NCRC1
+ Nende1, wobei Ninfo1 die Anzahl von Informationsbits ist, welche
in Teil 1 eines HS-SCCH enthalten sind, NCRC1 die Anzahl von CRC-Bits
für Teil
1 ist und Nende1 die Anzahl von Endebits in Teil 1 ist. Mit 4 HS-SCCH
ist die Gesamtanzahl von Bits, welche innerhalb eines TTI mit separater
Codierung auf jedem Steuerkanal übertragen
werden, M*Ngesamt1. Unter der Annahme beispielsweise, dass Ninfo1
= 20, NCRC1 = 8 und Nende1 = 8 ist, ist die Gesamtanzahl von Bits,
welche an der Basisstation codiert oder durch das UE decodiert werden
müssen,
für 4 HS-SCCH
gleich 144 Bit (4*36). Diese Gesamtzahl von Bits ist eine Verarbeitungsbürde, und
ist wegen einer separaten Codierung, welche für jeden der HS-SCCH erforderlich
ist, eine ineffiziente Verwendung von Betriebsmitteln. Wie oben
stehend diskutiert, überträgt bei separater
Codierung jeder HS-SCCH CRC- und Endebits separat.
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Ebenso
ist die Gesamtanzahl von Bits der Informationen in Teil 2 eines
einzelnen HS-SCCHs gegeben durch Ngesamt2 = Ninfo2 + NCRC2 + Nende2,
wobei Ninfo2 die Anzahl an Informationsbits ist, welche in Teil 1
enthalten sind, NCRC2 die Anzahl von CRC-Bits für Teil 2 ist und Nende2 die
Anzahl von Endebits in Teil 2 der Signalisierungsnachricht ist.
Da Teil 2 an der Basisstation separat codiert und am UE decodiert
wird, ist die Gesamtanzahl von am UE zu verarbeitenden Bits auch
eine Verarbeitungsbürde.
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3GPP
TR 25.858 V5.00 (2002–03),
1–31 richtet
sich auf einen Hochgeschwindigkeitspaketzugriff auf der Abwärtsstrecke
und beschreibt eine zugehörige
Signalisierung für
drahtlose Kommunikationssysteme der 3. Generation. Abschnitt 8 illustriert
eine Struktur eines gemeinsam genutzten Steuerkanals sowohl für die Abwärts- als
auch für
die Aufwärtsstrecke.
Insbesondere illustriert der Bericht, dass die Grundstruktur eines
gemeinsam genutzten Steuerkanals einen Teil 1, einen Teil 2 und
einen angefügten
zyklischen Redundanzprüf-(CRC)-Code
umfasst. Er beschreibt außerdem
Codierungs- und Multiplex-Schemata
für einen
gemeinsam genutzten Hochgeschwindigkeitssteuerkanal sowohl in die
Aufwärts-
als auch in die Abwärtsrichtung.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
Verfahren gemäß der Erfindung
ist das in Anspruch 1 dargelegte. Bevorzugte Ausführungsformen werden
in den abhängigen
Ansprüchen
dargelegt.
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Bei
einem Gesichtspunkt des Verfahrens wird ein zusammengesetzter Signalisierungsnachrichtenteil zur Übertragung über mehr
als einen gemeinsam genutzten Steuerkanal in einem drahtlosen Kommunikationssystem
erzeugt. Bei einer Ausführungsform
wird der zusammengesetzte Signalisierungsnachrichtenteil so ausgebildet,
dass er mindestens zwei Segmente umfasst, wobei jedes Segment Daten
umfasst, welche ein unterschiedliches Teilnehmerendgerät (UE) identifizieren.
Bei dieser Ausführungsform
bildet der Schritt des Ausbildens den Teil aus, um einen Fehlerkorrekturcode
einzuschließen,
welcher durch gemeinsames Codieren der mindestens zwei Segmente
erzeugt wurde. Bei einer anderen Ausführungsform wird der zusammengesetzte
Signalisierungsnachrichtenteil so ausgebildet, dass er mindestens
zwei Segmente umfasst, wobei jedes Segment Daten umfasst, welche
Informationen auf einem Steuerkanal an ein unterschiedliches Teilnehmerendgerät (UE) bereitstellen.
Bei dieser Ausführungsform
bildet der Schritt des Ausbildens den Teil aus, um einen Fehlerkorrekturcode
einzuschließen,
welcher durch gemeinsames Codieren der mindestens zwei Segmente
erzeugt wurde.
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Bei
einem anderen Gesichtspunkt des Verfahrens wird mindestens ein zusammengesetzter
Signalisierungsnachrichtenteil über
mehr als einen gemeinsam genutzten Steuerkanal übertragen. Bei einer Ausführungsform
wird ein unterschiedlicher Abschnitt eines zusammengesetzten Signalisierungsnachrichtenteils über mindestens
einen gleichen Zeitschlitz in jedem der gemeinsamen Steuerkanäle übertragen;
wobei der Teil mindestens zwei Segmente umfasst und jedes Segment
Daten umfasst, welche ein unterschiedliches Teilnehmerendgerät (UE) identifizieren.
Bei dieser Ausführungsform
umfasst der Teil weiterhin einen zyklischen Redundanzcode (CRC),
welcher durch gemeinsames Codieren der mindestens zwei Segmente
erzeugt wurde. Bei einer anderen Ausführungsform wird ein unterschiedlicher
Abschnitt eines zusammengesetzten Signalisierungsnachrichtenteils über mindestens
einen gleichen Zeitschlitz in jedem der gemeinsamen Steuerkanäle übertragen,
wobei der Teil der Signalisierungsnachricht mindestens zwei Segmente
umfasst und jedes Segment Informationen auf einem fest zugeordneten
Steuerkanal bereitstellt, welcher einem unterschiedlichen UE fest
zugeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform
umfasst der Teil weiterhin einen zyklischen Redundanzcode (CRC),
welcher durch gemeinsames Codieren der mindestens zwei Segmente
erzeugt wurde.
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Bei
einem weiteren Gesichtspunkt des Verfahrens sind mehr als ein gemeinsam
genutzter Steuerkanal, welche eine Signalisierungsnachricht gemeinsam übertragen,
leistungsgesteuert. Die Signalisierungsnachricht umfasst Daten für mehr als
ein Teilnehmerendgerät
(UE). Ein Abschnitt der Signalisierungsnachricht ist jedem gemeinsamen
Steuerkanal derartig zugeordnet, dass jeder gemeinsame Steuerkanal
mehr Daten überträgt, welche
einem der UE statt den anderen UE zugeordnet sind. Eine Leistung
jedes gemeinsam genutzten Steuerkanals wird auf der Grundlage des
UEs gesteuert, welchem der übertragene
Abschnitt zugeordnet ist.
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Bei
noch einem weiteren Gesichtspunkt des Verfahrens wird eine Signalisierungsnachricht
zur Übertragung über mehr
als einen gemeinsam genutzten Steuerkanal in einem drahtlosen Kommunikationssystem erzeugt.
Ein erster Teil einer Signalisierungsnachricht wird zur Übertragung
in ersten Teilen der gemeinsam genutzten Steuerkanäle ausgebildet.
Der erste Teil der Signalisierungsnachricht umfasst Startinformationen
für mehr
als ein Teilnehmerendgerät
(UE), und die Startinformationen für jedes UE identifizieren einen
ersten physikalischen Kanal in einer Sequenz physikalischer Kanäle, welche
dem UE fest zugeordnet sind. Ein zweiter Teil der Signalisierungsnachricht
ist auch zur Übertragung
in zweiten Teilen der gemeinsam genutzten Steuerkanäle ausgebildet.
Der zweite Teil der Signalisierungsnachricht umfasst Endeinformationen
für mehr
als ein UE, und die Endeinformationen für jedes UE identifizieren einen
letzten fest zugeordneten physikalischen Kanal in der Sequenz physikalischer
Kanäle,
welche dem UE fest zugeordnet sind.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der ausführlichen Beschreibung, welche
hier nachfolgend gegeben wird, und den begleitenden Zeichnungen,
wobei gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen repräsentiert werden,
umfassender verstanden, welche nur zu Illustrationszwecken gegeben
werden und folglich die vorliegende Erfindung nicht einschränken, und
wobei:
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1 die
Beziehung zwischen gemeinsam genutzten Steuerkanälen und gemeinsam genutzten
Abwärtsver bindungsdatenkanälen gemäß der Erfindung
illustriert;
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2 eine
herkömmliche
Struktur eines HS-SSCHs illustriert;
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3 illustriert,
wie Daten des Teils 1 und 2 innerhalb von Kanaleinteilungscodes über ein Übertragungszeitintervall
hinweg übertragen
werden;
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4 ein
Beispiel einer UE-spezifischen CRC-Berechnung illustriert;
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5(a) eine gemeinsame Codierung des Teils 1 einer
Signalisierungsnachricht gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung illustriert;
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5(b) und 5(c) illustrieren,
wie Daten des Teils 1 und 2 innerhalb von Kanaleinteilungscodes über ein Übertragungszeitintervall
hinweg gemäß der Ausführungsform
der 5(a) übertragen werden;
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6 ein
Decodierungsverfahren der gemeinsam codierten Daten gemäß der Erfindung
illustriert;
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7(a) eine gemeinsame Codierung des Teils 1 und
des Teils 2 eines HS-SCCHs gemäß einer
anderen beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung illustriert;
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7(b) illustriert, wie Daten des Teils 1 und 2
innerhalb von Kanaleinteilungscodes über ein Übertragungszeitintervall hinweg
gemäß der Ausführungsform
der 7(a) übertragen werden;
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8 eine
Ausführungsform
illustriert, wo Kanaleinteilungscodebits gemäß dem Codierungsverfahren der
Erfindung reduziert werden können;
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9 eine
Leistungssteuerung für
die HS-SCCH gemäß der Erfindung
illustriert; 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 illustrieren.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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Obwohl
die Prinzipien der Erfindung insbesondere für drahtlose Kommunikationssysteme
auf der Grundlage der wohlbekannten Spezifikation des Hochgeschwindigkeitspaketzugriffs
auf der Abwärtsstrecke (High
Speed Downlink Packet Access, HSDPA) in der Norm für das universelle
mobile Telekommunikationssystem (Universal Mobile Telecommunication
System, UMTS) gut geeignet sind und in diesem beispielhaften Kontext
beschrieben werden, muss angemerkt werden, dass die hier gezeigten
und beschriebenen Ausführungsformen
nur beispielhaft gemeint und in keiner Weise einschränkend sind.
Durchschnittsfachleuten werden verschiedene Modifikationen zur Anwendung
in anderen Übertragungssystemen
als solche offenkundig und sind durch die Lehren hierin in Betracht
gezogen. Zusätzlich
steht, wo nachfolgend verwendet, Teilnehmerendgerät (UE) synonym
für eine
Mobilstation in einem drahtlosen Netzwerk.
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Ausbilden
zusammengesetzter Nachrichtenabschnitte und HS-SCCH
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Bei
einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird statt dem Erzeugen von Signalisierungsnachrichten
mit einer Eins-zu-Eins-Entsprechung mit den HS-SCCH ein zusammengesetzter
Nachrichtenabschnitt des Teils 1 ausgebildet, wie in 5(a) illustriert. Individuelle Nachrichtenabschnitte
des Teils 2 werden, wie oben stehend bezüglich 2 beschrieben,
ausgebildet. Unter Bezugnahme auf 5(a) umfasst
der zusammengesetzte Nachrichtenabschnitt des Teils 1 den Kanaleinteilungscode,
Modulations- und UE-ID-Informationen für alle UE, welche eine Übertragung
innerhalb eines spezifischen TTIs empfangen. Bei diesem Beispiel
gibt es nur 2 UE, welche eine Übertragung
empfangen sollen, wobei zu verstehen ist, dass Teil 1 der HS-SCCH
einen Kanaleinteilungscode, Modulations- und UE-ID-Informationen
für M UE übertragen kann,
welche eine Übertragung
empfangen.
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Dementsprechend
umfasst der zusammengesetzte Teil 1 in 5(a) ein
UE-ID-Segment 510 für
UEA, ein Kanaleinteilungs- und Modulationscodesegment 520 für UEA, ein
UE-ID-Segment 530 für
UEB und ein Kanaleinteilungs- und Modulationscodesegment 540 für UEB. In 5(a) stehen die UE-ID explizit im zusammengesetzten
Teil 1. Diese Informationen sind eine gemeinsame Fehlerkorrektur,
welche beispielsweise unter Verwendung eines zyklischen Redundanzcodes
(Cyclic Redundancy Code, CRC) codiert wurden. Der einzelne Satz
CRC-Codebits (Segment 550) und ein Satz Endbits (Segment 560)
sind in den zusammengesetzten Teil 1 eingeschlossen. Weil beim Ausbilden
des zusammengesetzten Teils 1 Informationen für mehrere UE gemeinsam codiert
werden, wird die Verarbeitungsmenge, welche ein UE durchführen muss,
um den zusammengesetzten Teil 1 zu decodieren, stark reduziert.
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Insbesondere
wird die Anzahl von Bits Ngesamt1, welche ein UE verarbeiten muss,
definiert als Ngesamt1 = (M*Ninfo1) + NCRC1 + Nende1. Ein Vergleich
der Codierungsgeschwindigkeiten mit dem oben stehenden, bezüglich 2 beschriebenen,
herkömmlichen
Verfahren wird in Tabelle 2 gegeben. Beim Bestimmen der Ergebnisse
der Codierungsgeschwindigkeit der Tabelle 2 wurde angenommen, dass
Ninfo1 = 20, NCRC1 = 8 und Nende1 = 8 sind.
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Tabelle
2 HS-SCCH Teil 1 Vergleiche
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Wie
in Tabelle 2 ersichtlich ist, nimmt die Codierungsgeschwindigkeit
mit dem Anstieg der Anzahl der HS-SCCH ab, welche ein UE verarbeiten
muss.
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5(b) illustriert, wie Daten des Teils 1 und 2
innerhalb von Kanaleinteilungscodes über ein Übertragungszeitintervall hinweg
gemäß der Ausführungsform
der 5(a) übertragen werden. In 3 wurde
beschrieben, dass bei herkömmlichen
Codierungsschemata Teil 1 einer Signalisierungsnachricht über einen
Einzelcode in einem einzelnen Zeitschlitz eines HS-SCCHs übertragen
wurde, und Teil 2 über
einen Einzelcode in zwei Zeitschlitzen eines HS-SCCHs übertragen
wurde. Dementsprechend kann nur ein Code pro Zeitschlitz über einen
HS-SCCH unter Verwendung des herkömmlichen Ansatzes übertragen
werden. Mit anderen Worten, ein UE muss alle vier Teile 1 decodieren,
um herauszufinden, welcher Teil 1 die Signalisierungsinformationen
enthält,
welche für
dieses UE vorgesehen sind, so dass das UE die entsprechenden Übertragungsdaten über einen
HS-DSCH empfangen kann.
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5(b) illustriert die beiden HS-SCCH zum Übertragen
der Nachrichtenabschnitte des zusammengesetzten Teils 1 und des
Teils 2 an UEA und UEB in Übereinstimmung
mit dem Beispiel der 5(a).
Wie gezeigt, wird ein erster Abschnitt des zusammengesetzten Teils
1 im Teil 1 des HS-SCCH1 übertragen,
und ein zweiter Abschnitt des zusammengesetzten Teils 1 wird im
Teil 1 des HS-SCCH2 übertragen.
Teil 2 der 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. Wenn ähnlich
vier UE die HS-SCCH gemeinsam nutzen, wird ein zusammengesetzter
Teil 1 über
die Teile 1 506 von vier HS-SCCH übertragen.
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Um
die gemeinsam codierte Signalisierungsnachricht zu decodieren, empfängt das
UE die Teile 1 der HS-SCCH und decodiert den zusammengesetzten Teil
1. Falls der zusammengesetzte Teil 1 Identifikationsinformationen
für das
UE umfasst, weiß das
UE den Teil 2 des HS-SCCHs auf der Grundlage der Position der Identifikationsinformationen
zu decodieren. Wenn beispielsweise die UE-ID die dritte UE-ID ist,
dann weiß das UE
den Teil 2 des HS-SCCH3 zu decodieren.
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Ersatzweise
decodiert das UE einen Abschnitt der gemeinsam codierten Informationen,
um die Datenübertragung
zu empfangen. Beispielsweise kann die Decodierung eine teilweise
Decodierung sein, wie in einer gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung mit
Aktenzeichen 09/991,111 von Arnab DAS et al., mit dem Titel „A METHOD
FOR ENCODING AND DECODING CONTROL INFORMATION IN A WIRELESS COMMUNICATIONS
SYSTEM", eingereicht
am 16. November 2001, beschreiben ist.
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Als
eine weitere Alternative können,
statt mehreren UE-ID-Informationen die anderen Steuerungsinformationen
in Teil 1 anzuhängen,
auch mehrere UE-ID implizit durch Verschlüsseln der Steuerungsinformationen
mit einem UE-spezifischen Code übertragen
wer den, wie beispielsweise im Fall der 4, wo ein UE-spezifischer CRC
verwendet wird. Der CRC wird nur für das gewünschte UE OK geprüft. Bei
diesen impliziten Verfahren als solchen gibt es kein Feld im HS-SCCH
(entweder in Teil 1 oder in Teil 2), welches explizite UE-ID-Bits überträgt.
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6 illustriert
kurz dieses teilweise Decodierungsprinzip. Beispielsweise wird in 6 ein
UE unter der Annahme einer Übertragung
für ein
UE nach einer Decodierung der Informationen des Teils 1 zuerst versuchen,
eine CRC-Prüfung
durchzuführen.
Falls der CRC fehlschlägt,
versucht das UE, die Steuerungsinformationen unter der Annahme einer Übertragung
für 2 UE
zu decodieren. Das UE hat jedoch bereits Informationen für ein UE
decodiert. Deshalb kann ein sequenzieller Decodierungsansatz verwendet
werden, wo das UE die bereits decodierten Informationen nicht zu
decodieren braucht. Dieser Ansatz reduziert die Verarbeitungslast
beim UE.
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7(a) illustriert eine Ausführungsform der Erfindung, wo
sowohl ein zusammengesetzter Nachrichtenabschnitt des Teils 1 als
auch ein zusammengesetzter Nachrichtenabschnitt des Teils 2 ausgebildet
werden. Man siehe 5(a) und die entsprechende oben
stehende Beschreibung für
die Ausbildung des zusammengesetzten Teils 1. Der zusammengesetzte
Teil 2 wird ungeachtet der Informationen des Teils 2 ähnlich ausgebildet.
Unter Verwendung des gleichen Beispiels mit zwei UE, wie für 5 verwendet, und unter Bezugnahme auf 7(a), umfasst ein zusammengesetzter Teil 2 (700)
ein UE-ID-Segment 710 für
UEA, ein HARQ-Steuer- und -Formatsegment 720 für UEA, ein
UE-ID-Segment 730 für
UEB und ein HARQ-Steuer- und -Formatsegment 720 für UEB. In 7(a) sind die UE-ID explizit in Teil 2. Diese
Informationen werden gemeinsam unter Verwendung beispielsweise eines
zyklischen Redundanzcodes (Cyclic Redundancy Code, CRC) Fehlerkorrektur-codiert.
Der ein zelne Satz CRC-Codebits (Segment 750) und ein Satz
Endebits (Segment 760) werden in den zusammengesetzten
Teil 2 eingeschlossen. Weil Informationen für mehrere UE gemeinsam beim
Ausbilden des zusammengesetzten Teils 2 codiert werden, die Verarbeitungsmenge,
welche ein UE durchführen
muss, um den zusammengesetzten Teil zu decodieren.
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Insbesondere
wird die Anzahl der Bits in Teil 2 Ngesamt2, die von einem UE verarbeitet
werden muss, definiert als Ngesamt2 = (M* Ninfo2) + NCRC2 + Nende2.
Mit M Steuerkanälen
ist die Gesamtanzahl der Bits, welche innerhalb eines TTIs unter
Verwendung einer gemeinsamen Codierung auf jedem HS-SCCH übertragen
werden, M*Ngesamt2. Ein Vergleich der Codierungsgeschwindigkeiten
mit einem oben stehenden, bezüglich 2 beschriebenen,
herkömmlichen
Verfahren wird in Tabelle 3 gegeben. Beim Bestimmen der Ergebnisse
der Codierungsgeschwindigkeit der Tabelle 3 wurde angenommen, dass
Ninfo2 = 20, NCRC2 = 8 und Nende2 = 8 ist.
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Tabelle
3 HS-SCCH Einzelheiten des gemeinsam genutzten Teils 2
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Das
Format für
die Informationen des Teils 2 ist den UE verfügbar, welche die Informationen
des Teils 1 erfolgreich decodieren. Dementsprechend gibt es keinen
Bedarf, das Format des Teils 2 explizit zu signalisieren (d. h.
die Gegenwart einer Anzahl von N UE-ID in Teil 1 kennzeichnet, dass
Teil 2 mit Steuerungsinformationen von N UE codiert wurde). Es gibt
eine Eins-zu-Eins-Abbildung
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 folglich ein UE seine
UE-ID in Teil 1 sieht, kennt es auch seine UE-ID-Position innerhalb
des Teils 2. Wenn beispielsweise die UE-ID B an einer Position 2
erscheint, bedeutet dies, dass die Position 2 in den Informationen
des Teils 2 auch Steuerungsinformationen für UE B überträgt.
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7(b) illustriert, wie Daten des Teils 1 und 2
Daten innerhalb der HS-SCCH über
ein Übertragungszeitintervall
gemäß der Ausführungsform
der 7(a) übertragen werden. Wie gezeigt,
ist der zusammengesetzte Nachrichtenabschnitt des Teils 1 unter
den Teilen 1 der HS-SCCH aufgeteilt, und der zusammengesetzte Nachrichtenabschnitt
des Teils 2 ist unter den Teilen 2 der HS-SCCH aufgeteilt.
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Deshalb
kann eine Signalisierungsnachricht über einen oder mehrere HS-SCCH
durch gemeinsames Codieren von UE-ID-Segmenten sowohl des Teils
1 als auch des Teils 2 erzeugt und übertragen werden. Weiterhin
wird zusätzlich
zur gemeinsamen Codierung von UE-ID sowohl in Teil 1 als auch in
Teil 2 der Signalisierungsnachricht nur ein einzelner Endebitsatz
für eine
Faltungscodierung verwendet, und nur ein einzelner CRC-Bitsatz wird
für die
Fehlerprüfung
verwendet, wobei folglich die Bitmenge, welche ein UE verarbeiten muss,
um zu bestimmen, ob es eine Übertragung
gibt, welche auf einem entsprechenden HS-DSCH für dieses vorgesehen ist.
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Reduktion
der Kanaleinteilungscode-Informationen in den HS-SCCH
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8 illustriert
eine Ausführungsform,
wo Kanaleinteilungscodebits gemäß dem Codierverfahren
der Erfindung reduziert werden können.
Die gemeinsame Codierung der Informationen des Teils 1 kann auch
die Anzahl der Bits reduzieren, welche für die Codeinformationen benötigt werden.
In 8 wird angenommen, dass eine Zelle 15 SF16-Kanaleinteilungscodes
drei unterschiedlichen UE, d. h. UE A, UE B und UE C, zuteilt. Unter
Verwendung des herkömmlichen
Ansatzes werden separat für
jedes UE eine Startcode- und eine Endecodekennung erfordert. Wenn
jedoch eine gemeinsame Codierung verwendet wird, wird nur eine Startcodekennung
für alle
außer
dem letzten UE (UE C) benötigt.
Die Endekennung für
das i-te UE kann aus der Startkennung des (i + 1)-ten UEs erhalten
werden.
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8 illustriert
dieses Prinzip. In 8 bestehen die Codeinformationen
aus Start1-, Start5-, Start14- und Ende15-Bits. Mit einer Summe
von 16 SF16-Codes
können
4-Bit-Kennungen verwendet werden, um einen Start oder ein Ende zu
kennzeichnen. Wenn beispielsweise Informationen des Teils 1 für drei UE übertragen
werden, ist die Gesamtanzahl der Codeinformationsbits nur 16 Bit.
Beim herkömmlichen
Ansatz wird separat für
jedes UE ein Start- und ein Endecode benötigt. Deshalb beträgt die Gesamtanzahl
an Codeinformationsbits bei drei innerhalb eines TTIs gemultiplexten
UE-Codes 6*4 (für
die 4 HS-SCCH) oder 24 Bit.
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Leistungssteuerung
der HS-SCCH
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Eine
Leistungssteuerung ist wichtig, da ein zusammengesetzter Teil 1
und bei einer anderen Ausführungsform
ein zusammengesetzter Teil 1 und ein zusammengesetzter Teil 2 Informationen
für mehrere
UE innerhalb eines TTIs überträgt.
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Bei
einer Ausführungsform
werden die HS-SCCH auf der Grundlage des UEs mit Kanalbedingungen nach
dem Szenarium des schlechtesten Falls innerhalb des TTIs leistungsgesteuert.
Und falls es nur ein einzelnes UE innerhalb des TTIs gibt, werden
die Informationen des Teils 1 nur an das eingeplante UE leistungsgesteuert.
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Es
wird eine andere Ausführungsform
bezüglich 9 beschrieben.
Nach einer gemeinsamen Codierung des zusammengesetzten Teils 1 mit
einem Faltungscodierer mit der Rate 1/2 werden die Bits in vier
gleiche Teile aufgespalten. Jeder dieser vier Teile wird dann über einen
Kanaleinteilungscode (d. h. einen HS-SCCH) übertragen. Es können unterschiedliche
Leistungen auf unterschiedlichen Kanaleinteilungscodes verwendet
werden. Beispielsweise wird die Decodierung der Informationen des
UEs 1 hauptsächlich
durch das Signal-Rausch-Verhältnis (SRV)
auf den Kanaleinteilungscodes 1 und 2 beeinflusst. Dies liegt an
der Verwendung der Faltungscodierung/-Decodierung, wo eine Decodierung
des i-ten Informationsbits durch die Bits (i + 1), (i + 2), ...,
(i + p) und so weiter, abhängig
von der Begrenzungslänge
des Faltungscodes, beeinflusst wird. Die Begrenzungslänge ist
die Anzahl der Schieberegister im Faltungscode, wobei jedes Register
1 Bit an Information speichert. Der Einfluss wird schwächer, wenn
der Abstand P zwischen den Bits größer und größer wird.
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Ein
beispielhaftes Leistungssteuerungsschema weist einen leistungsgesteuerten
Kanaleinteilungscode 1 an ein UE 1, einen Kanaleinteilungscode 2
an UE 2 und so weiter auf. Bei einer Ausführungsform werden die UE derartig
im zusammengesetzten Teil 1 angeordnet, dass in 9 bezüglich der
Kanalqualität
UE 1 das schlechteste und UE 4 das beste UE ist. Dies liegt an der
Tatsache, dass sogar obwohl eine Decodierung der Informationen des
UEs 1 durch ein SRV auf Code 2, Code 3 und Code 4 beeinflusst werden
kann, der Einfluss im Ver gleich zur Leistung auf Code 1 kleiner
ist (z. B. werden die meisten Info-Bits des UEs 1 auf codierten
Bits abgebildet, welche über
Code 1 übertragen
werden). Dementsprechend können
unterschiedliche Leistungen auf den unterschiedlichen Kanaleinteilungscodes
verwendet werden. Die auf Code x verwendete Leistung ist Px (wobei
x = 1, 2, 3, 4). Wenn bezüglich
der Kanalqualität
UE 1 das schlechteste UE und UE 4 das beste UE ist, folgt die Leistung
P1 bis P4, welche auf den Codes 1, 2, 3 bzw. 4 verwendet wird, der
Regel P1 > P2 > P3 > P4. Mit anderen Worten,
es besteht kein Bedarf, die gemeinsam codierten Informationen an das
UE mit der schlechtesten Kanalqualität leistungszusteuern.
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Deshalb
kann eine Leistungssteuerung für
einen oder mehrere HS-SCCH, welche gemeinsam eine Signalisierungsnachricht
für mehrere
UE übertragen,
durch ein Zuordnen eines Teils der Signalisierungsnachricht zu jedem
HS-SCCH bewirkt werden. Dies geschieht so, dass jeder HS-SCCH mehr
Daten überträgt, welche
einem bestimmten UE statt anderen UE zugeordnet sind, so dass eine Übertragungsleistung
dieses HS-SCCHs gemäß dem zugeordneten
Teil der Signalisierungsnachricht für das entsprechende UE gesteuert wird.
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Bei
der Ausführungsform,
wo ein zusammengesetzter Nachrichtenabschnitt des Teils 1, jedoch
kein zusammengesetzter Nachrichtenabschnitt des Teils 2 ausgebildet
wird, wird die Leistung des Teils 2 der HS-SCCH auf der Grundlage der UE gesteuert,
für welche
Daten übertragen
werden. Bei der Ausführungsform,
wo zusammengesetzte Nachrichtenabschnitte des Teils 1 und 2 ausgebildet
werden, wird die Leistung des Teils 2 der HS-SCCH auf die gleiche
Weise gesteuert, wie oben stehend bezüglich 9 diskutiert.
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Aufteilen
der Kanaleinteilungscode-Informationen unter Teil 1 und Teil 2 in
den HS-SCCH
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Herkömmlicherweise
werden die gesamten Kanaleinteilungscode-Signalisierungsbits zum
Identifizieren der HS-DSCH in Teil 1 eines HS-SCCHs übertragen. 10(a) illustriert die gegenwärtige HS-SCCH-Konfiguration.
Die Informationen des Teils 1 werden über 1-Schlitz (wie in 3) des HS-SCCHs übertragen,
während
Informationen des Teils 2 über
die verbleibenden 2 Schlitze des HS-SCCHs übertragen werden. Die Steuerungs-
und Signalisierungsinformationen, welche in Teil 1 der Signalisierungsnachricht übertragen
werden, sind mehr als eine Hälfte
der Informationen, welche in Teil 2 übertragen werden. Wie jedoch
in 3 ersichtlich, beträgt 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-SCCHs
mehr Leistung als Teil 2 für
die gleiche Übertragungsrahmen-Fehlerrate
(Frame Error Rate, FER).
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Das
Leistungsungleichgewicht zwischen Teil 1 und Teil 2 ist unerwünscht und
führt zur
ineffizienten Verwendung der Funkbetriebsmittel. Dies liegt an der
Tatsache, dass die Leistung des schlechtesten Falls verwendet wird
(in diesem Fall die Leistung des Teils 1), um die Übertragungsleistung
während
der Übertragungen des
Teils 1 und des Teils 2 konstant zu halten. Deshalb wird Teil 2
mit mehr Leistung übertragen
als erforderlich ist, um die FER-Zielleistung zu erreichen. Dies
führt zu
einer Verschwendung von Betriebsmitteln.
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Um
das Leistungsungleichgewichtsproblem abzumildern, können manche
der Steuerungsbits in Teil 1 nach Teil 2 verlagert werden. 10(b) illustriert das Konzept des Aufspaltens
von Kanaleinteilungscodebits zum Identifizieren der HS-DSCH zwischen
Teil 1 und Teil 2 gemäß der Erfindung.
Im Allgemeinen benötigt
das UE nur die Steuerungs- oder Signalisierungsstartinformationen
vor dem Start eines HS-DSCHs. Wie in 10(b) ersichtlich,
verbleiben deshalb die Kanaleintei lungscode-Startinformationen in
Teil 1 der Signalisierungsnachricht, während Kanaleinteilungsendecodebits
in Teil 2 übertragen
werden. Nach dem Empfangen von Daten des Teils 1 (UE-ID, Kanaleinteilungscode-Startkennung
usw.) puffert ein UE alle HS-DSCH-Codes im Rahmen seiner Fähigkeiten
beginnend mit der Kanaleinteilungscode-Startkennung. Das UE bestimmt
dann die genaue Anzahl an Codes, welche ihm zugeteilt sind, nach
dem Empfangen der Kanaleinteilungscode-Endekennung in Teil 2.
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Deshalb
illustriert die Ausführungsform
der 10(b) eine Verarbeitung, durch
welche eine Signalisierungsnachricht zur Übertragung über mehrere HS-SCCH erzeugt
wird, indem die Start- und Endecodekennungen für die Kanaleinteilungscodes
zwischen Teil 1 und Teil 2 der Nachricht aufgeteilt oder aufgespalten
werden. Die Startcodekennungen für
mehrere UE werden in Teil 1 der Signalisierungsnachricht ausgebildet,
welche auf jedem HS-SCCH übertragen
wird, und die Endecodekennungen werden in Teil 2 der Signalisierungsnachricht ausgebildet,
welche auf jedem HS-SCCH übertragen
wird.