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Hintergrund der Erfindung
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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Senden und Empfangen von Informationen
in einem drahtlosen Kommunikationssystem und insbesondere ein Verfahren
zum Verschachteln von über
ein drahtloses Kommunikationssystem übermittelten Informationen.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Drahtlose
Telekommunikationssysteme verwenden verschiedene Verfahren, um es
mehreren Benutzern zu ermöglichen,
eine bestimmte Bandbreite zu benutzen (d.h. gleichzeitig gemeinsam
zu benutzen). Die Bandbreite ist ein Teil des Frequenzbands, oder
das gesamte Frequenzband, das dem Telekommunikationssystem zum Übermitteln
(d.h. Senden und Empfangen) von Informationen zugeteilt ist. Die
drahtlosen Telekommunikationssysteme verwenden in der Regel als
Mehrfachzugriffsverfahren bekannte Techniken, um es mehreren Benutzern
zu erlauben, gemeinsam eine gegebene Bandbreite zu benutzen. Ein
Mehrfachzugriffsverfahren, das vielfältig in vielen drahtlosen Telekommunikationssystemen
verwendet ist, wird als Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff (TDMA) bezeichnet.
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Ein
drahtloses TDMA-Telekommunikationssystem ermöglicht es mehreren Benutzern,
dieselbe Bandbreite zu benutzen, in dem Zeitrahmen (im folgenden "Rahmen") erzeugt werden,
die Zeitschlitze (im folgenden "Schlitze") umfassen, in denen
jeder Benutzer seine Informationen übermitteln darf. Jeder Schlitz
oder jede Gruppe von Schlitzen werden definiert und einem bestimmten
Benutzer zugewiesen. Somit darf jeder Benutzer Informationen in
dem zugewiesenen Schlitz dieses Benutzers senden und/oder empfangen.
Auf diese Weise können
viele Benutzer dieselbe Bandbreite benutzen und somit wird die Benutzer-
und/oder Informationskapazität des
Systems vergrößert.
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1 zeigt
ein typisches Szenario in einem TDMA-System, wobei Benutzer 1 mit Benutzer
2 eine Konversation führt.
Der Klarheit halber sind nur zwei Benutzer gezeigt. In einem tatsächlichen
System gibt es gewöhnlich
mehr als eine Basisstation und viele weitere Benutzer in dem gesamten
System, von denen einige über
ein verdrahtetes Telefonnetz, wie zum Beispiel das (nicht gezeigte) öffentliche
Fernsprechwählnetz
(PSTN) Zugang zu der Basisstation 106 erhalten. Die Benutzer
besitzen mobile Geräte 100 und 112 (z.B.
Mobiltelefone), mit denen sie miteinander kommunizieren. Die Basisstation 106 repräsentiert
einen Teil der Geräte
des TDMA-Systems, der die Benutzerinformationen gemäß dem von
dem System verwendeten Protokoll weiterleitet. Das Protokoll ist
eine bestimmte Menge von Regeln, nach denen die Systemgeräte und Benutzergeräte Kommunikation
einleiten, Informationen übermitteln
und die Kommunikation abschließen.
In der Regel sind Protokolle festgelegte Kommunikationsstandards,
die wohldefiniert sind und denen viele drahtlose Telekommunikationssysteme
folgen. Die drahtlosen Kommunikationskanäle 102 und 110 werden
gewöhnlich
als die Aufwärtsstrecke
bezeichnet, die der Kanal ist, der von den Benutzern zum Senden
von Informationen zu der Basisstation 106 verwendet wird. Die
drahtlosen Kommunikationskanäle 104 und 108 werden
gewöhnlich
als die Abwärtsstrecke
bezeichnet, die der Kanal ist, der von den Benutzern zum Empfangen
von Informationen zu der Basisstation 106 verwendet wird.
Die Informationen werden über die
Aufwärtsstrecke
und die Abwärtsstrecke
in Form von Hochfrequenz-(HF-)Signalen übermittelt. Die Basisstationsgeräte 106 umfassen
Funkgeräte
(z.B. Sender und Empfänger)
und andere Systemgeräte, die
einem System- oder Netzanbieter gehören.
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2 zeigt
ein bestimmtes Rahmenformat, das von einem als IS-136-Standard bezeichneten Protokoll
verwendet wird. Der IS-136-Standard ist ein von vielen drahtlosen
TDMA-Kommunikationssystemen in Nordamerika und in Südamerika
verwendetes Protokoll. Das Rahmenformat ist die konkrete Anordnung
der Schlitze in dem Rahmen 200. Insbesondere hat Rahmen 200 eine
Zeitdauer von 40 Millisekunden und wird gleichmäßig in sechs Schlitze aufgeteilt.
Somit besitzt jeder Schlitz eine Zeitdauer von 6,67 Millisekunden.
Bei IS-136 ist das Rahmenformat (d.h. sechs Schlitze pro Rahmen)
für die
Aufwärtsstrecke und
die Abwärtsstrecke
dasselbe.
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Bei
IS-136 dürfen
entweder drei (3) Benutzer oder sechs (6) Benutzer Informationen
in dem oben besprochenen Rahmenformat übermitteln. Die Anzahl der
Informationen übermittelnden
Benutzer pro Rahmen hängt
von dem Modus ab, mit dem TDMA-System betrieben wird. Bei IS-136
entsprechenden Systemen gibt es zwei Betriebsarten. Eine Betriebsart
wird als Vollratenmodus bezeichnet, bei dem jedem Benutzer zwei
Schlitze pro Rahmen zugewiesen werden. Die andere Betriebsart wird
als Halbratenmodus bezeichnet, bei dem jedem Benutzer ein Schlitz
pro Rahmen zugewiesen wird. Somit bestehen im Halbratenmodus sechsl
Benutzer pro Rahmen und im Vollratenmodus drei Benutzer pro Rahmen.
Bei einem konkreten Schlitzzuteilungsverfahren im IS-136-Vollratenmodus für die Aufwärtsstrecke
und die Abwärtsstrecke
wird ein erster Benutzer den Schlitzen 1 und 4, ein zweiter Benutzer
den Schlitzen 2 und 5 und ein dritter Benutzer den Schlitzen 3 und
6 zugewiesen.
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TDMA-Signale
und insbesondere Aufwärtsstreckensignale
sind naturgemäß stoßhafte Signale; das
heißt,
die Signale für
einen bestimmten Benutzer werden als kurze in Abständen auftretende
Bursts gesendet und empfangen, die jeweils eine relativ große Menge
an Informationen führen.
Die HF-Signale, die die Benutzerinformationen führen, sind verschiedenen wohlbekannten
Verzerrungseffekten ausgesetzt, wie zum Beispiel Phasen-Jitter,
Frequenzoffset, Amplituden- und Phasen-Fading und Mehrwegeverzerrungen.
Wenn ein gesendeter oder ein empfangener Informationsburst durch
Kanalverzerrungen beeinträchtigt
wird, geht eine beträchtliche
Menge übermittelter
Informationen verloren. Um die Wahrscheinlichkeit des Verlierens
signifikanter Mengen an Informationen zu reduzieren, erfolgt deshalb
eine gewisse Menge an Verarbeitung der Informationen vor der Übertragung.
Die Aufgabe der Verarbeitung ist zweifach: erstens soll sie durch
die Verwendung wohlbekannter Kanalcodierungstechniken Zeitdiversität in die
Informationen einführen
und zweitens den Informationsburst mit der wohlbekannten Technik des
Verschachtelns zeitlich ausspreizen. Die Verarbeitung von zu Mobilstationen
zu sendenden Informationen und von aus Mobilstationen empfangenen Informationen
wird durch Systemgeräte
ausgeführt, die
sich in der Regel in der Basisstation 106 befinden.
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Zeitdiversität fügt Wiederholungen
zu den Benutzerinformationen hinzu, um die Wahrscheinlichkeit des
Verlierens von Informationen aufgrund von Kanalverzerrungen zu reduzieren.
Die Wiederholungen fügen
Redundanz in den Informationen hinzu, wodurch diese Informationen
in bezug auf einen rauschhaften Kommunikationskanal robuster werden (Rauschzuständen besser
widerstehen können).
Die Technik des Verschachtelns spreizt einen Informationsburst über einen
Zeitraum, wodurch weiter Zeitdiversität zu den Informationen hinzugefügt wird.
Somit geht ein gesamter Informationsschlitz für einen Benutzer weniger wahrscheinlich
verloren, da die Informationen über
zwei oder mehr Schlitze verteilt werden. Kanalcodierung führt Zeitdiversität in Informationen
in einem Schlitz ein, indem Informationen (z.B. Bitstopfung – Hinzufügen sich
wiederholender Bitblöcke)
zu den Informationen hinzugefügt
werden. Da die Kanalcodierung tatsächlich Informationen zu den zu übermittelnden
Benutzerinformationen hinzufügt, ist
sie sehr kostspielig, da sie die Gesamtkapazität eines Systems reduziert.
Ferner ist die durch Kanalcodierung eingeführte Zeitdiversität begrenzt,
weil eine solcher Verarbeitung auf innerhalb eines Schlitzes beschränkt ist.
Die Verschachtelung verringert die Wahrscheinlichkeit, daß der gesamte
Informationsschlitz eines Benutzers verloren würde.
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Mit
Bezug auf 3 ist der traditionelle 2-Schlitz-Verschachtelungsprozeß für ein IS-136
entsprechendes TDMA-System im Vollratenmodus gezeigt; dieses Verschachtelungsverfahren
wird als das IS-136-1-4-Verschachtelungsschema
bezeichnet und gerade in IS-136-TDMA-Kommunikationssystemen
verwendet. Es gibt drei Benutzer pro Rahmen, Benutzer A, Benutzer
B, Benutzer C. Von jedem der Benutzer zu übertragende Informationen werden
in ihren jeweiligen Puffern (d.h. temporären Speichereinrichtungen)
gespeichert. Das heißt,
Informationen von Benutzer A werden in dem Puffer 301A, 302A, 303A usw....
gespeichert, Informationen von Benutzer B werden in dem Puffer 301B, 302B, 303B usw. gespeichert
und Informationen von Benutzer C werden in dem Puffer 301C, 302C, 303C usw....
gespeichert. Die Kapazität
jedes der Puffer wird über
Zeit ausgedrückt.
Zum Beispiel sind alle Puffer in 3 20-Millisekunden-Puffer,
das heißt,
daß alle
Puffer Informationen mit einer bestimmten Rate transferieren und
somit die Zeitdauer für
den Transfer von Informationen die Menge an transferierten Informationen
bestimmt. Ähnlich
besitzt jeder Schlitz eine assoziierte Kapazität, die von der Übertragungsrate
von Informationen und der Zeitdauer des Schlitzes abhängt. Man beachte,
daß die
neben den von einem Puffer zu einem Zeitschlitz führenden
Linien gezeigten Bruchteile (d.h. ½) einen spezifischen Teil
der Informationen angeben, die in dem Puffer gespeichert werden,
der während
dieses Zeitschlitzes übertragen
wird.
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Wie
in 3 gezeigt, wird die Verschachtelung somit durch
Senden von ½ jedes
Puffers in zwei verschiedenen Teilschlitzen erreicht. Zum Beispiel wird
für Benutzer
A ½ der
Informationen in dem Puffer 301A in dem Teilschlitz 1 und ½ der Informationen in
dem Zeitschlitz 4 desselben Rahmens (d.h. Rahmen 1) übertragen.
In dem Puffer 302A werden ½ der Informationen darin
mit der Hälfte
der Informationen aus dem Puffer 301A kombiniert/vermischt,
und dieses Informationsaggregat wird in Schlitz 4 des Rahmens 1 übertragen.
Die andere Hälfte
der Informationen wird mit Informationen aus dem Puffer 303A kombiniert/vermischt,
und dieses Informationsaggregat wird in Zeitschlitz 1 des nächsten Rahmens
(d.h. Rahmen 2) übertragen.
Dieser Prozeß wird
fortgesetzt, so daß alle
Informationen von Benutzer A in den Schlitzen 1 und 4 übertragen
werden. Die Informationen von Benutzer B werden auf dieselbe Weise wie
oben beschrieben übertragen,
aber unter Verwendung der Zeitschlitze 2 und 5. Ähnlich werden die Informationen
von Benutzer C auch auf dieselbe Weise übertragen, aber unter Verwendung
der Zeitschlitze 3 und 6. Das Kombinieren/Vermischen von Informationen
bedeutet einen beliebigen Prozeß,
bei dem Teile verschiedener Blöcke
von Informationen gemischt werden und dadurch einen Aggregatblock
Informationen bilden. Unter ungünstigen
Kommunikationskanalbedingungen, wenn die gesamten während eines
Zeitschlitzes übertragenen
Informationen verfälscht
wurden, sind somit nur ½ der
Informationen aus entsprechenden Puffern verfälscht. Wenn nur ½ der Informationen
aus einem Puffer verfälscht
sind (im Gegensatz zu einer Verfälschung
aller Informationen), wird die Fähigkeit
derzeitiger Fehlerkorrekturtechniken, die Informationen erfolgreich
zu dekodieren, verbessert.
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Es
besteht eine gewisse Verzögerung
beim Übertragen
von Informationen, wenn Verschachtelung (wie oben beschrieben) verwendet
wird. Bei dem oben besprochenen Beispiel dauert das Füllen von
Puffer 301A für
Benutzer A 20 Millisekunden. Nur ½ der in dem Puffer 301A gespeicherten
Informationen wird in dem Zeitschlitz 1 gesendet. Das Füllen des
Puffers 302A nimmt weitere 20 Millisekunden in Anspruch
und der Puffer wird dann mit der Hälfte der Informationen aus
Puffer 301A kombiniert. Es dauert zusätzliche 6,67 Millisekunden,
um die kombinierten Informationen aus den Puffern 301A und 302A während des
Zeitschlitzes 4 zu übertragen.
Somit besteht eine Verzögerung
von 46,67 Millisekunden (20 ms + 20 ms + 6,67 ms), bevor alle in
dem Puffer 301A gespeicherten Informationen übertragen
sind.
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Die
Effektivität
des oben besprochenen Verschachtelungsprozesses hängt direkt
davon ab, wie sich die nachteiligen Effekte des Kommunikationskanals
auf die verschiedenen Zeitschlitze auswirken, über die Informationen verschachtelt
werden. Zum Beispiel ist das Verschachteln für Benutzer A, wenn sich der
Kanal nachteilig auf in Zeitschlitz 1 übertragene Informationen auswirkt
und eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, daß während Zeitschlitz 4 übertragene
Informationen auch beeinträchtigt
werden, über
diese beiden Zeitschlitze nicht effektiv. Es ist deshalb wünschenswert,
daß der
Kanal zwischen den Schlitzen, über
die Informationen verschachtelt werden, dekorreliert wird. Ein Kanal,
der zwischen zwei bestimmten Zeitschlitzen dekorreliert ist, ist
dergestalt, daß etwaige
während
eines der Zeitschlitze auftretende nachteilige Effekte statistisch
unabhängig
sind und nicht mit etwaigen in dem anderen Zeitschlitz auftretenden
nachteiligen Effekten in Beziehung steht. Darüber hinaus spricht das Auftreten nachteiliger
Effekte in einem Zeitschlitz nicht unbedingt dafür, daß der andere Zeitschlitz überhaupt
beeinträchtigt
wird. Das Dekorrelationsmerkmal bedingt, daß Verschachtelung umso bessere
Ergebnisse liefert, desto weiter Informationen (zeitlich) aus einem
bestimmten Puffer verschachtelt sind. Die Verschachtelung über weiter auseinanderliegende Schlitze
vergrößert jedoch
die notwendige Verzögerung
zum Senden von Informationen signifikant über die standardmäßigen 46,67
ms hinaus. Zum Beispiel zeigt 4 ein IS-136-1-7-Verschachtelungsschema für Halbratenmodus
(6 Benutzer), bei dem die Hälfte der
Informationen in einem Puffer in einem Schlitz und die andere Hälfte der
Informationen in einem siebenten Schlitz (d.h. Schlitz 1 des nächsten Rahmens) übertragen
wird. Für
Benutzer A wird ½ der
Informationen in dem Puffer 402A in Schlitz 1 von Rahmen
2 übertragen.
Die übrigen ½ der Informationen
aus dem Puffer 402A werden mit ½ der Informationen in dem
Puffer 403A, ½ der
Informationen in dem Puffer 404A, ½ der Informationen in dem
Puffer 405A kombiniert/vermischt und während Schlitz 1 von Rahmen 3 übertragen.
Man beachte, daß alle
vier Puffer (402A-405A)
gefüllt
werden müssen,
bevor die zweite ½ des
Puffers 402A während
Schlitz 1 von Rahmen 3 übertragen
werden kann. Folglich entsteht Verzögerung von 4 × 20 ms
= 80 ms, bevor die zweite ½ des
Puffers 402A während
Schlitz 1 von Rahmen 3 übertragen
werden kann. Zusätzlich
besteht die Zeitdauer von 6,67 ms, die zum Senden der kombinierten
Informationen über
Schlitz 1 von Rahmen 2 notwendig ist. Deshalb beträgt die Gesamtverzögerung für ein 1-7-Verschachtelungsschema
für den Halbratenmodus
4 × 20
+ 6,67 = 86,67 ms, d.h. 40 ms mehr als bei dem traditionellen IS-136-1-4-Verschachtelungsschema
für den
Vollratenmodus.
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Bei
allen oben besprochenen Verschachtelungsverfahren wird ½ der Informationen
in einem Puffer über
zwei Schlitze übertragen.
Obwohl die oben besprochenen Verfahren die traditionellen Mittel
sind, durch die Verschachtelung durchgeführt wurde, ist es nicht notwendig,
daß genau
die Hälfte
jedes Puffers in verschiedenen Schlitzen übertragen wird. Es ist wünschenswert,
daß die
Schlitze, über
die die Verschachtelung erfolgt, so gewählte werden, daß sie korreliert
sind, damit die Verschachtelung effektiv ist. Um die Effektivität der Verschachtelung
zu vergrößern, sollte
die Zeitdifferenz zwischen den gewählten Schlitzen so groß wie möglich sein,
aber nicht zu groß,
um so die Zeit, die es dauert, um einen gesamten Informationspuffer
zu übertragen,
nicht signifikant zu vergrößern.
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Deshalb
ist es notwendig, ein effektives Verfahren zum Verschachteln von
Informationen zu entwickeln, das zu einer angemessenen Verzögerung beim Übertragen
der Informationen führt
und so weit wie möglich
ein etwaiges in dem Kommunikationskanal, durch den die Informationen übertragen
werden, anwesendes Dekorrelationsmerkmal ausnutzt.
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Sowohl
WO 99/22559 als auch
US 5,648,967 lehren Verfahren
zum Verschachteln von Informationen, die in einem TDMA-Kommunikationssystem übermittelt
werden, mit den folgenden Schritten: Speichern eines Blocks Informationen
in einem Puffer, Speichern mindestens eines weiteren Blocks Informationen
in mindestens einem weiteren Puffer und Kombinieren und/oder Vermischen
eines Teils dieser Blöcke
Informationen, um einen ersten und einen zweiten Aggregatblock Informationen
zu bilden, die während
verschiedener Zeiträume übertragen werden.
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Kurzfassung der Erfindung
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Ein
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung wird in dem unabhängigen
Anspruch 1 definiert, auf den der Leser nun verwiesen wird. Bevorzugte Merkmale
werden in den abhängigen
Ansprüchen definiert.
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Kurze Beschreibungen der Zeichnungen
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1 zeigt
einen Teil eines drahtlosen Kommunikationssystems;
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2 zeigt
das Rahmenformat für
ein TDMA-System, das dem Standard IS-136 entspricht;
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3 zeigt
die Technik der 2-Schlitz-Verschachtelung für einen Rahmen im Vollratenbetriebsmodus;
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4 zeigt
die Technik der 2-Schlitz-Verschachtelung für einen Rahmen im Halbratenbetriebsmodus;
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5 zeigt
eine Ausführungsform
des Verschachtelungsschemas der vorliegenden Erfindung;
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6-10 zeigen
verschiedene Versionen von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung mit kogemeinsamer Benutzung.
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Ausführliche Beschreibung
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung stellt die folgenden Schritte
bereit:
Speichern eines Blocks von Informationen eines Benutzers
in einer temporären
Speichereinrichtung (z.B. Puffern); Speichern mindestens eines weiteren Blocks
von Informationen in mindestens einer weiteren temporären Speichereinrichtung.
Kombinieren und/oder Vermischen eines Teils des Blocks von Informationen
mit einem Teil des mindestens einen weiteren Blocks von Informationen,
um einen ersten Aggregatblock von Informationen zu bilden, der während eines
Teils des definierten Zeitraums übertragen wird.
Die übrigen
Teile des Blocks von Informationen und des mindestens weiteren Blocks
von Informationen werden kombiniert und/oder vermischt, um einen zweiten
Aggregatblock von Informationen zu bilden, der während mindestens eines weiteren
Teil des definierten Zeitraums übertragen
wird.
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Mit
Bezug auf 5 sind ein definierter Zeitraum 500 (z.B.
Rahmen) und temporäre
Speichereinrichtungen 501A, 501B, 501C...502A, 502B, 502C usw....
(z.B. Puffer) für
ein Kommunikationssystem gezeigt, wobei bestimmte Teile der gesamten
in den Speichereinrichtungen gespeicherten Informationen übertragen
und kombiniert werden und/oder um Verschachtelung zu erzielen, ohne
die Zeit (im Vergleich zu dem traditionellen Verfahren) die es dauert,
um die gesamten in einer bestimmten Speichereinrichtung gespeicherten
Informationen zu übertragen,
signifikant zu vergrößern. Der
definierte Zeitraum (z.B. ein Rahmen) wird in gleiche Teile 1-6
unterteilt (z.B. Schlitz 1, Schlitz 2, Schlitz 3, Schlitz 4, Schlitz
5 und Schlitz 6), in denen mindestens ein Teil der Informationen
aus mindestens einer Speichereinrichtung übertragen wird. Es wird ohne
weiteres offensichtlich sein, daß der definierte Zeitraum nicht
in gleiche Teile aufgeteilt werden muß, sondern auch in ungleiche Teile
aufgeteilt werden kann. Außerdem
kann die Anzahl der Teile eine beliebige von einem Systemanbieter
oder Protokoll festgelegte Zahl sein. Wielange es dauert, um die
gesamten in einer bestimmten Speichereinrichtung gespeicherten Informationen
zu übertragen,
wird im folgenden als die Übertragungsverzögerung bezeichnet.
Jeder der Teile (z.B. Schlitze) des definierten Zeitraums besitzt
eine Informationskapazität
(z.B. Schlitzkapazität).
Die Menge an von verschiedenen temporären Speichereinrichtungen übertragenen
Informationen ist dergestalt, daß die Informationskapazität eines
verwendeten Zeitteils (z.B. Schlitzes) nicht überschritten wird.
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Das
Rahmenformat von 5 ist mit einem IS-136 entsprechend
drahtlosen TDMA-Kommunikationssystem im Halbratenmodus (d.h. sechs
einem Rahmen zugewiesene Benutzer) vereinbar. Man beachte, daß für diesen
Fall die Informationskapazität des
Schlitzes gleich der Informationsmenge ist, die in zwei temporären Speichereinrichtungen
gespeichert werden kann. Es sollte jedoch beachtet werden, daß das Verfahren
der vorliegenden Erfindung auch auf andere Standards (und andere
Betriebsarten) für drahtlose
TDMA-Kommunikationssysteme
oder andere Arten von Kommunikationssystemen anwendbar ist. 5 zeigt
auch einen generischen Ansatz für
ein Verschachtelungsschema, das gewöhnlich als ein "kurzes 1-7-Verschachtelungsschema" bezeichnet wird.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist auf ein beliebiges
Verschachtelungsschema anwendbar, bei dem Teile der Informationen
eines Benutzers während
eines Teils (z.B. Zeitschlitzes) eines definierten Zeitraums (Rahmens) übertragen
wird.
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Weiterhin
mit Bezug auf 5 zeigt bei dem Rahmen 500 ein
Pfeil auf die Aussage t = 20 ms, wodurch angezeigt wird, daß es 20
Millisekunden gedauert hat, den Puffer 1 zu füllen. Es werden zwei Variablen
(k und n) gewählt,
um die Verschachtelung zu implementieren, wobei k < n ist und sowohl
k als auch n ganze Zahlen größer als
0 sind. Das Verhältnis
k/n gibt den spezifischen Teil der in dem Puffer 501A gespeicherten
Informationen an, der während
Zeitschlitz 1 von Rahmen 1 übertragen
wird. Der übrige Teil
(n-k/n) der Informationen in dem Puffer 501A wird während Schlitz
1 des nächsten
Rahmens (d.h. Rahmen 2) zusammen mit allen Informationen (n/n) in dem
Puffer 502A und einem Teil (k/n) des Puffers 503A gesendet.
Für k =
1 und n = 2 müssen
drei Puffer ((501A, 502A und 503A) gefüllt werden,
bevor der übrige
Teil der in dem Puffer 501A gespeicherten Informationen
während
Schlitz 1 von Rahmen 2 übertragen
wird. Somit dauert es insgesamt 3 × 20 ms + 6,67 ms = 66,67 ms,
um alle Informationen, die in dem Puffer 501A gespeichert
sind, zu übertragen.
Es wird ohne weiteres offensichtlich sein, daß ein Teil der Informationen
(statt aller Informationen) in dem Puffer 502A auch verwendet
werden kann, um die während
Schlitz 1 von Rahmen 2 übertragenen
Aggregatinfor mationen zu bilden. Eine ähnliche Analyse gilt für alle in 5 gezeigten
Puffer; das heißt,
die Übertragungsverzögerung für das kurze
1-7-Schema beträgt
66,67 ms, d.h. nur 20 ms mehr als bei dem traditionellen 1-4-Verschachtelungsverfahren.
Für k =
2 und n = 3 werden 2/3 der Informationen des Puffers 501A während Schlitz
1 von Rahmen 1 übertragen,
und während
Schlitz 1 des nächsten
Rahmens (d.h. Rahmen 2) werden 3/3 der Informationen in dem Puffer 502A,
2/3 der Informationen des Puffer 503A und die übrigen 1/3
der Informationen in dem Puffer 501A übertragen. Obwohl die Übertragungsverzögerung immer
noch 6,67 ms beträgt,
ist die für k
= 2 und n = 3 erzielte Verschachtelung offensichtlich für verschiedene
Werte von k und n verschieden. Simulationen, aus denen (nicht gezeigte)
Leistungsfähigkeitskurven
abgeleitet werden, zeigen, daß keine
große
Verschlechterung der Leistungsfähigkeit auftritt,
wenn das kurze 1-7-Verschachtelungsschema für verschiedene Werte von k
und n benutzt wird.
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Es
versteht sich ohne weiteres, daß andere Werte
für k und
n als die oben besprochenen ausgewählt werden können. Weiterhin
versteht sich, daß das
Verfahren der vorliegenden Erfindung auch auf das IS-136-Vollraten-1-4-Verschachtelungsschema angewandt
werden kann. In einem solchen Fall betrüge die Übertragungsverzögerung für das IS-136-Vollraten-1-4-Verschachtelungsschema
weiterhin 46,67 ms. Die Informationen würden jedoch anders verschachtelt,
weil die Menge an während
jedes zugewiesenen Schlitzes übertragenen
Informationen von den konkreten Werten von k und n abhängen würde.
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Die
Verschachtelung von Informationen kann auch durch Kombinieren/Vermischen
von Informationen von verschiedenen Benutzern in demselben Schlitz
erreicht werden. Diese Technik wird als Schlitzverschachtelung mit
ko-gemeinsamer Benutzung (Slot co-share interleaving) bezeichnet.
Mit Bezug auf 6-10 sind
verschiedene Versionen der Schlitzverschachtelung mit ko-gemeinsamer
Benutzung gezeigt. Mit Bezug auf 6 ist gezeigt,
daß sowohl
Benutzer A als auch Benutzer B einen Aggregatenblock von Informationen übertragen,
der ½ des Informationspuffers 601A und ½ der Informationen
in dem Puffer 601B umfaßt, wobei dieser Aggregatblock
von Informationen während
Schlitz 1 von Rahmen 1 übertragen
wird. Die übrigen ½ der Informationen
in dem Puffer 601A und die übrigen ½ der Informationen in dem
Puffer 601B werden mit ½ eines neuen gespeicherten
Blocks von Informationen (d.h. Puffer 602A) und ½ eines
neuen mindestens weiteren gespeicherten Blocks von Informationen
(d.h. Puffer 602B) kombiniert und/oder vermischt, um einen
zweiten Aggregatenblock von Informationen zu bilden, der während Schlitz
4 des Rahmens 1 übertragen
wird. Das Verschachtelungsschema in 6 wird daher
als 1-4-Schlitzverschachtelung mit ko-gemeinsamer Benutzung durch
Benutzer 1-2 bezeichnet. Das in 6 abgebildete
Schema ermöglicht
es sechs Benutzern mit einer Zunahme der Übertragungsverzögerung relativ
zu dem traditionellen Vollraten-1-4-Verschachtelungsschema von nur 20 ms Informationen
zu übertragen.
Man beachte, daß die verschiedenen
Teile, die kombiniert und/oder vermischt werden, um Aggregatblöcke von
Informationen zu bilden, nicht gleich sein müssen und solche Teile auch
nicht ½ sein
müssen.
Es kann jeder angemessene Bruchteil eines gespeicherten Blocks von Informationen
verwendet werden.
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7-8 zeigen
zwei weitere Schlitzverschachtelungsverfahren mit ko-gemeinsamer
Benutzung, bei denen die Informationen aus den Puffern über drei
Schlitze verschachtelt werden. 7 zeigt ein
1-4-7-Schlitzverschachtelungsschema mit kogemeinsamer Benutzung,
bei dem Benutzer A und B gemeinsam Schlitze 1, 4, 7 benutzen (man
beachte, daß Schlitz
7 Schlitz 1 des nächsten
Rahmens ist). Wie in 7 gezeigt, wird 1/3 der Informationen
in jedem von drei Puffern (von Benutzer A und Benutzer B) während jedes
der Schlitze (d.h. Schlitze 1, 4 und 7) übertragen. Der erste und der
zweite Aggregatblock von Informationen (ähnlich wie bei dem 1-4-Verschachtelungsschema)
werden während Schlitz
1 bzw. Schlitz 4 von Rahmen 1 übertragen. Ein
dritter Aggregatblock von Informationen wird während Schlitz 1 des nächsten Rahmens übertragen,
wobei der dritte Aggregatblock übrige
Teile des Blocks von Informationen (d.h. Puffer 701A) und
des mindestens einen weiteren Blocks von Informationen (d.h. Puffer 701B),
eine übrigen
Teil des neuen Blocks von Informationen (d.h. Puffer 702A),
einen übrigen
Teil des neuen mindestens weiteren Blocks von Informationen (d.h.
Puffer 702B), einen Teil eines zweiten neuen Blocks von
Informationen (d.h. Puffer 703A) und einen Teil eines zweiten
neuen mindestens einen weiteren Blocks von Informationen (d.h. Puffer 703B)
umfaßt.
Obwohl das in 7 abgebildete Schema zusätzliche
20 ms Übertragungsverzögerung im
Vergleich zu dem traditionellen 1-4-Vollraten-Verschachtelungsschema
erfordert, hat es den Vorteil, die übertragenen Informationen aus
einem Puffer über
drei Zeitschlitze zu dispergieren. Man beachte, daß die verschiedenen
Teile, die kombiniert und/oder vermischt werden, um Aggregatblöcke von Informationen
zu bilden, nicht gleich sein müssen und
solche Teile auch nicht 1/3 sein müssen. Es kann jeder angemessene
Bruchteil eines gespeicherten Blocks von Informationen verwendet
werden.
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8 zeigt
ein 1-3-5-Schlitzverschachtelungsschema mit ko-gemeinsamer Benutzung,
wobei die Benutzer A, B und C gemeinsam die Schlitze 1, 3 und 5
benutzen. Bei dem in 8 abgebildeten Schema wird 1/3
der in jedem der Puffer für
jeden der drei Benutzer gespeicherten Informationen in den Schlitzen
1, 3 bzw. 5 übertragen.
Der erste Aggregatblock von Informationen, der einen Teil des Blocks von
Informationen (d.h. Puffer 801A), einen Teil des mindestens
einen weiteren Blocks von Informationen (d.h. Puffer 801B)
und einen Teil eines zweiten Blocks von Informationen (d.h. Puffer 801C)
umfaßt, wird
während
Schlitz 1 von Rahmen 1 übertragen. Der
zweite Aggregatblock von Informationen, der Teile der Puffer 801A, 801B und 801C umfaßt, wird
während
Schlitz 3 von Rahmen 1 übertragen.
Der dritte Aggregatblock von Informationen, der übrige Teile der Puffer 801A, 801B und 801C und
Teile eines neuen Blocks (d.h. Puffer 802A) von Informationen,
einen neuen mindestens einen weiteren Block von Informationen (d.h.
Puffer 802B) und einen neuen zweiten Block (d.h. Puffer 802C)
von Informationen umfaßt,
wird während
Schritts 5 von Rahmen 1 übertragen.
Das 1-3-5-Schlitz-Schema mit ko-gemeinsamer Benutzung weist eine Übertragungsverzögerung auf,
die nur 13,33 ms mehr als bei dem traditionellen Vollraten-1-4-Verschachtelungsschema
beträgt.
Man beachte, daß die
verschiedenen Teile, die kombiniert und/oder vermischt werden, um
Aggregatblöcke
von Informationen zu bilden, nicht gleich sein müssen und solche Teile auch
nicht 1/3 sein müssen.
Es kann jeder angemessene Bruchteil eines gespeicherten Blocks von
Informationen verwendet werden.
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9-10 zeigen
Verschachtelungsverfahren, bei denen der Rahmen gemeinsam von 6
Benutzern benutzt wird. 9 zeigt ein 1-2-3-4-5-6-Schlitzverschachtelungsschema
mit ko-gemeinsamer Benutzung, bei dem alle sechs Benutzer ihre Informationen
untereinander vermischen und ihre Informationen über sechs Schlitze übertragen.
Für die
ersten drei Schlitze (Schlitz 1, Schlitz 2 und Schlitz 3) wird 1/6
der Informationen aus jedem des Blocks von Informationen und dem
mindestens einen weiteren Block von Informationen, die durch die
Puffer 901A, 901B, 901C, 901D, 901E und 901F repräsentiert
werden, kombiniert und/oder vermischt, um einen ersten drei Aggregatblock
von Informationen zu bilden. Für
die Schlitze 4-6 wird 1/6 der Informationen aus den Puffern 901A-901F und
den Puffern 902A-902F kombiniert und/oder vermischt,
um zweite drei Aggregatblöcke
von Informationen zu bilden. Die zweiten drei Aggregatblöcke von
Informationen werden während
Schlitz 4, Schlitz 5 bzw. Schlitz 6 von Rahmen 1 übertragen.
Die Übertragungsverzögerung beträgt 60 ms,
d.h. nur 13,33 ms mehr als die Übertragungsverzögerung bei
dem traditionellen 1-4-Vollraten-Verschachtelungsschema. Man beachte,
daß die
verschiedenen Teile, die kombiniert und/oder vermischt werden, um
Aggregatblöcke
von Informationen zu bilden, nicht gleich sein müssen und solche Teile auch
nicht 1/6 sein müssen.
Es kann jeder angemessene Bruchteil eines gespeicherten Blocks von
Informationen verwendet werden.
-
Bei
dem in 10 abgebildeten Schema kombinieren
und/oder vermischen alle sechs Benutzer Teile ihrer gespeicherten
Blöcke
von Informationen (d.h. Puffer 1001A-1001F), um
drei Aggregat-Blöcke
von Informationen zu bilden, die während Schlitz 1, Schlitz 2
bzw. Schlitz 3 von Rahmen 1 übertragen
werden. Teile von neugespeicherten Blöcken von Informationen (d.h.
Puffer 1002A-1002F) werden kombiniert und/oder
vermischt, um drei neue Aggregatblöcke von Informationen zu bilden,
die während Schlitz
4, Schlitz 5 bzs. Schlitz 6 von Rahmen 1 übertragen werden. Bei dem in 10 abgebildeten Schema
beträgt
die Übertragungsverzögerung tatsächlich 6,67
ms weniger als die Übertragungsverzögerung für das traditionelle
Vollraten-1-4-Verschachtelungsschema.