DE69619999T2

DE69619999T2 - Unterscheidung zwischen kanälen in einem funkübertragungssystem

Info

Publication number: DE69619999T2
Application number: DE69619999T
Authority: DE
Inventors: Krister Raith
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1995-10-18
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 2002-09-26
Anticipated expiration: 2016-10-19
Also published as: CA2234710A1; BR9611123A; DE69619999D1; WO1997015166A2; WO1997015166A3; US5903552A; CA2234710C; CN1203726A; EP0856237B1; AU7596296A; EP0856237A2; CN1110981C

Description

Die Erfindung des Anmelders betrifft eine elektrische Telekommunikation, und insbesondere ein drahtloses Kommunikationssystem wie zellulare und Satellitenfunktsysteme für zahlreiche Betriebsmodi (analog, digital, Doppelmodus, usw.), sowie Zugangstechniken wie Vielfachzugriff im Frequenzmultiplex (FDMA), Vielfachzugriff im Zeitmultiplex (TDMA), Vielfachzugriff im Codemultiplex (CDMA), und Hybrid FDMA/TDMA/CDMA. Die Erfindung richtet sich auf die Verbesserung von Synchronisier-, Decodier- und Codieraspekten elektrischer Kommunikation in drahtlosen Kommunikationssystemen.
Eine nachfolgende Beschreibung richtet sich auf Umfelder, in denen diese Erfindung angewandt werden kann. Diese allgemeine Beschreibung dient zum Erzielen eines allgemeinen Überblicks über bekannte Systeme und die zugeordnete Technologie, so dass sich ein besseres Verständnis der Erfindung erzielen lässt.
In Nordamerika werden momentan digitale Kommunikations- und Mehrfachzugangstechniken wie TDMA durch ein digitales zellulares Funktelefonsystem bereitgestellt, das als digitaler fortgeschrittener Mobilfunkdienst (D-AMPS) bezeichnet wird, und einige der Charakteristiken hiervon sind in dem Zwischenstandard TIA/EIA/IS-54-B beschrieben, "Doppelmodus-Mobilstation-Basisstation- Kompatibilitätsstandard", veröffentlicht durch den Verband der Telekommunikationsindustrie und den Verband der Elektronikindustrie (TIA/EIA). Da eine große existierende Kundenbasis für Ausrüstungsgegenstände lediglich im analogen Bereich mit einem Vielfachzugriff im Frequenzmultiplex (FDMA) arbeitet, ist TIA/EIA/IS-54-B ein Doppelmodus (analog und digital) Standard, zum Erzielen einer analogen Kompatibilität zusammen mit einer digitalen Kommunikationsfähigkeit. Beispielsweise bildet der TIA/EIA/IS-54-B Standard sowohl FDMA Analogsprachkanäle (AVC) und TDMA Digital-Verkehrskanäle (DTC). Die AVCs und DTCs sind durch Frequenzmodulieren von Funkträgersignalen implementiert, die Frequenz in der Nähe von 800 Megahertz (MHz) aufweisen, so dass jeder Funkkanal eine Spektralbreite von 30 Kilohertz (KHz) aufweist.
In einem TDMA Zellular-Funktelefonsystem ist jeder Funkkanal in eine Reihe von Zeitschlitzen unterteilt, von denen jeder ein Bündel von Information von einer Datenquelle enthält, z. B., einen digital codierten Abschnitt einer Sprachkonversation. Die Zeitschlitze werden in sukzessive TDMA Rahmen gruppiert, mit einer vorgegebenen Dauer. Die Zahl der Zeitschlitze in jedem TDMA Rahmen steht im Zusammenhang mit der Zahl unterschiedlicher Anwender, die gleichzeitig den Funkkanal teilen können. Ist ein Schlitz in einem TDMA Rahmen einem unterschiedlichen Anwendung zugeordnet, so ist die Dauer eines TDMA Rahmens der minimale Umfang von Zeit zwischen sukzessiven Zeitschlitzen, die demselben Anwender zugewiesen sind.
Die demselben Anwender zugewiesenen sukzessiven Zeitschlitze, die üblicherweise nicht aufeinanderfolgende Zeitschlitze bei dem Funkträger sind, bilden den digitalen Verkehrskanal des Anwenders, der als dem Anwender zugewiesener logischer Kanal betrachtet werden kann. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben, werden auch digitale Steuerkanäle (DCC) zum Kommunizieren von Steuersignalen bereitgestellt, und ein DCC ist ein Logikkanal, der durch eine Folge von üblicherweise nicht aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen auf dem Funkträger gebildet wird.
Gemäß lediglich einer von vielen möglichen Ausführungsformen eines TDMA Systems, wie oben beschrieben, erzielt der TIA/EIA/IS-54-B Standard, dass jeder TDMA Rahmen aus sechs aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen besteht und eine Dauer von 40 Millisekunden (msec) aufweist. Demnach kann jeder Funkkanal von drei bis zu sechs DTC führen (z. B., drei bis sechs Telefonkonversationen), abhängig von den Quellraten der Sprachcodierer/Decodierer (Codecs), die zum digitalen Codieren der Konversationen verwendet werden. Derartige Sprachcodecs können entweder bei einer Vollrate oder einer Halbrate arbeiten. Ein Vollraten DTC erfordert zweimal so viele Zeitschlitze innerhalb einer vorgegebenen Zeitperiode wie ein Halbraten DTC, und gemäß TIA/EIA/IS-54-B nützt jeder Vollraten DTC zwei Schlitze jedes TDMA Rahmens, beispielsweise den ersten und vierten, den zweiten und fünften, oder den dritten und sechsten der sechs Zeitschlitze eines TDMA Rahmens. Jeder Halbraten DTC verwendet einen Zeitschlitz jedes TDMA Rahmens. Während jedem DTC Zeitschlitz werden 324 Bit übertragen, von denen der Hauptteil, 260 Bit, durch die Sprachausgabe des Codecs bestimmt ist, einschließlich der Bits aufgrund der Fehlerkorrekturcodierung der Sprachausgabe, und die verbleibenden Bits werden für die Überwachungszeiten und die Overhead-Signalgebung für Zwecke wie einer Synchronisierung verwendet.
Es lässt sich erkennen, dass das TDMA Zellularsystem in einem Puffer und Bündel oder einem nicht stetigen Übertragungsmodus arbeitet: jede Mobilstation überträgt (und empfängt) lediglich während ihrer zugewiesenen Zeitschlitze. Bei Vollrate kann beispielsweise eine Mobilstation während einem Schlitz 1 übertragen, während einem Schlitz 2 empfangen, während einem Schlitz 3 leer laufen, während einem Schlitz 4 übertragen, während einem Schlitz 5 empfangen und während einem Schlitz 6 leer laufen, und dann den Zyklus während der nachfolgenden TDMA Rahmen wiederholen. Demnach lässt sich die Mobilstation, die eine batterieversorgte sein kann, abschalten oder in einen Schlafmodus versetzen, zum Einsparen von Energie während der Zeitschlitze, während der sie weder überträgt noch empfängt.
Zusätzlich zu Sprach- oder Verkehrskanälen stellen zellularen Funkkommunikationssysteme auch Ruf/Zugangs- oder Steuerkanäle bereit, zum Führen von Anrufaufnahmemeldungen zwischen Basisstationen und Mobilstationen. Gemäß TIA/EIA/IS-54-B gibt es beispielsweise einundzwanzig zugewiesene analoge Steuerkanäle (ACC), die vorgegebene feste Frequenzen aufweisen, zum Übertragen und Empfangen, angeordnet nahe bei 800 MHz. Da diese ACCs immer bei denselben Frequenzen gefunden werden, lassen sie sich einfach lokalisieren und durch die Mobilstationen überwachen.
Beispielsweise in einem Leerlaufzustand (d. h., angeschaltet, jedoch ohne Ausführungsform oder Empfang eines Anrufs), bewirkt eine Mobilstation bei einem TIA/EIA/IS-54-B System ein Abstimmen, und sie überwacht dann regulär den stärksten Steuerkanal (allgemein den Steuerkanal der Zelle, in dem die Mobilstation zu diesem Zeitpunkt angeordnet ist), und sie kann einen Anruf empfangen oder initiieren, über die zugeordnete Basisstation. Bei einer Bewegung zwischen Zellen während einem Leerlaufzustand "verliert" die Mobilstation gegebenenfalls die Funkverbindung auf den Steuerkanal der "alten" Zelle, und sie bewirkt ein Abstimmen auf den Steuerkanal der "neuen" Zelle. Das anfängliche Abstimmen und das nachfolgende erneute Abstimmen auf Steuerkanäle wird jeweils automatisch erzielt, durch Abtasten sämtlicher verfügbarer Steuerkanäle bei deren bekannten Frequenzen zum Finden des "besten" Steuerkanals. Wird ein Steuerkanal mit guter Empfangsqualität gefunden, so bleibt die Mobilstation auf diesen Kanal abgestimmt, bis sich die Qualität erneut verschlechtert. Auf diese Weise verbleibt die Mobilstation "in Berührung" mit dem System.
Während dem Leerlaufzustand muss eine Mobilstation den Steuerkanal für hierzu adressierte Rufmeldungen überwachen. Beispielsweise dann, wenn ein üblicher Telefon- (Landleitungs)-Teilnehmer einen Mobilteilnehmer anruft, wird der Anruf von dem öffentlichen Fernsprechwählnetz (PSTN) zu einer Funkvermittlungsstelle (MSC) vermittelt, die die gewählte Nummer analysiert. Wird die gewählte Nummer validiert, so fordert die MSC einige oder die Gesamtzahl der Funkbasisstationen zum Rufen der angerufenen Mobilstation, indem über deren jeweilige Steuerkanäle Rufmeldungen übertragen werden, die die Mobilidentifikationsnummer (MIN) der angerufenen Mobilstation enthalten. Jede Mobilstation, die eine Rufmeldung empfängt, vergleicht die empfangene MIN mit ihrer eigenen gespeicherten MIN. Die Mobilstation mit der passenden gespeicherten MIN überträgt eine Rufantwort über den bestimmten Steuerkanal zu der Basisstation, die die Rufantwort zu der MSC weiterleitet.
Bei Empfang der Rufantwort bewirkt die MSC eine Auswahl eines AVD oder DTC, der zu der Basisstation verfügbar ist, die die Rufantwort empfangen hat, und sie bewirkt ein Schalten auf einen entsprechenden Funktransceiver in dieser Basisstation, und sie bewirkt, dass die Basisstation eine Meldung über den Steuerkanal zu der angerufenen Mobilstation sendet, die die angerufene Mobilstation so anweist, dass sie sich auf den ausgewählten Sprach- oder Verkehrskanal abstimmt. Eine Durchgangsverbindung für den Anruf ist eingerichtet, sobald die Mobilstation sich auf den ausgewählten AVC oder DTC abgestimmt hat.
Der Leistungsumfang des Systems mit ACC, wie spezifiziert durch TIA/EIA/IS-54-B, wurde in einem System mit digitalen Steuerkanälen (DCCH) verbessert, das in TIA/EIA/IS-136-B spezifiziert ist. Unter Verwendung derartiger DCCHs kann jeder TIA/EIA/IS-54-B Funkkanal lediglich DTCs, lediglich DCCH oder eine Mischung sowohl von DTCs und DCCHs führen. Im Rahmen von TIA/EIA/IS-136-B kann jede Funkträgerfrequenz bis zu drei Vollraten DTC/DCCH aufweisen, oder sechs Halbraten DTC/DCCH, oder eine hierzwischen liegende Kombination, beispielsweise einen Vollraten- und vier Halbraten DTC/DCCH.
Allgemein muss jedoch die Übertragungsrate für DCCH nicht mit der Halbrate oder Vollrate übereinstimmen, die in TIA/EIA/IS- 54-B spezifiziert ist, und die Länge der DCH Schlitze muss nicht einheitlich sein, und sie kann nicht mit der Länge von DTC Schlitzen übereinstimmen. Der DCCH kann auf einem TIA/EIA/IS-54-B Funkkanal definiert sein, oder er kann beispielsweise aus jedem n-ten Schlitz in dem Strom aufeinanderfolgender TDMA Schlitze bestehen. In diesem Fall kann die Länge jedes DCCH Schlitzes gleich oder nicht gleich 6.67 msec sein, was die Länge eines DTC Schlitzes gemäß TIA/EIA/IS-54-B ist. Alternativ (und ohne Einschränkung für andere mögliche Alternativen) können diese DCCH Schlitze in anderer Weise definiert sein, die dem Fachmann bekannt sind.
In Zellulartelefonsystemen ist ein Luftverbindungsprotokoll erforderlich, damit eine Mobilstation mit den Basisstationen und einer MSC kommunizieren kann. Das Kommunikationsverbindungsprotokoll wird zum Initiieren und Empfangen von zellularen Telefonanrufen verwendet. Das Kommunikationsverbindungsprotokoll wird allgemein in der Kommunikationsindustrie als ein Schicht 2 Protokoll bezeichnet, und dessen Funktionalität umfasst das Abgrenzen oder Rahmenbilden von Schicht 3 Meldungen. Diese Schicht 3 Meldungen können zwischen Kommunikationsschicht 3 Peer Einheiten gesendet werden, die Mobilstationen und zellular vermittelten Systemen vorliegen. Die physikalische Schicht (Schicht 1) definiert die Parameter des physikalischen Kommunikationskanals, z. B., Funkfrequenzbeabstandung, Modulationscharakteristiken, usw.. Die Schicht 2 definiert die für die akurate Übertragung von Information innerhalb der Einschränkung des physikalischen Kanals erforderlichen Techniken, beispielsweise Fehlerkorrektur und Detektion, usw.. Die Schicht 3 definiert die Prozeduren für den Empfang und die Verarbeitung von über den physikalischen Kanal übertragene Information.
Die Kommunikationsvorgänge zwischen Mobilstationen und dem Zellularvermittlungssystem (den Basisstationen und der MSC), lassen sich allgemein unter Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschreiben. Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Vielzahl von Schicht 3 Meldungen 11, Schicht 2 Rahmen 13, und Schicht 1 Kanalbündel oder Zeitschlitze 15. Nach Fig. 1 kann jede Gruppe der Kanalbündel gemäß jeder Schicht 3 Meldung einen Logikkanal bilden, und wie oben beschrieben, würden die Kanalbündel für eine vorgegebene Schicht 3 Meldung üblicherweise nicht aufeinanderfolgende Schlitze auf einem TIA/EIA/IS-136 Träger bilden. Andererseits könnten die Kanalbündel aufeinanderfolgend sein; sobald ein Zeitschlitz endet, könnte der nächste Zeitschlitz beginnen.
Jedes Schicht 1 Kanalbündel 15 enthält einen vollständigen Schicht 2 Rahmen sowie andere Information wie beispielsweise Fehlerkorrekturinformation und andere Overhead-Information, die für den Schicht 1 Betrieb verwendet wird. Jeder Schicht 2 Rahmen enthält zumindest einen Abschnitt einer Schicht 3 Meldung sowie Overhead-Information, die für den Schicht 2 Betrieb verwendet wird. Obgleich in Fig. 1 nicht angezeigt, würde jede Schicht 3 Meldung zahlreiche Informationselemente enthalten, die als die Nutzlast der Meldung betrachtet werden können, sowie als Kopfteilabschnitt zum Identifizieren des jeweiligen Meldungstyps, und möglicherweise ein Füllvorgang.
Jedes Schicht 1 Bündel und jeder Schicht 2 Rahmen ist in einer Vielzahl von unterschiedlichen Feldern unterteilt. Insbesondere enthält ein DATA Feld begrenzter Länge in jedem Schicht 2 Rahmen die Schicht 3 Meldung 11. Da die Schicht 3 Meldungen variable Längen abhängig von dem Umfang der in der Schicht 3 Meldung enthaltene Information aufweisen, kann eine Vielzahl von Schicht 2 Rahmen zum Übertragen einer einzigen Schicht 3 Meldung erforderlich sein. Im Ergebnis kann auch eine Vielzahl von Schicht 1 Kanalbündeln erforderlich sein, um die gesamte Schicht 3 Meldung zu übertragen, da es keine 1 : 1 Korrespondenz zwischen Kanalbündeln und Schicht 2 Rahmen gibt.
Wie oben angegeben, sind dann, wenn mehr als ein Kanalbündel zum Senden einer Schicht 3 Meldung erforderlich ist, mehrere Bündel nicht üblicherweise aufeinanderfolgende Bündel auf dem Funkkanal. Weiterhin sind die mehreren Bündel üblicherweise sogar nicht einmal aufeinanderfolgende Bündel, die dem bestimmten Logikkanal zugewiesen sind, der zum Führen der Schicht 3 Meldung verwendet wird. Da Zeit für das Empfangen, Verarbeiten und Reagieren auf jedes empfangene Bündel erforderlich ist, werden die zum Übertragen einer Schicht 3 Meldung erforderlichen Bündel üblicher Weise in einem gestaffelten Format gesendet, wie schematisch in Fig. 2(a) dargestellt, und wie oben im Zusammenhang mit dem TIA/EIA/IS- 136 Standard beschrieben.
Die Fig. 2(a) zeigt ein allgemeines Beispiel eines Vorwärts- (oder Abwärtsstrecken) DCCH, der als eine Folge von Zeitschlitzen 1, 2, ..., N, ... konfiguriert ist, enthalten in den aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen 1, 2, ..., die auf einer Trägerfrequenz gesendet werden. Diese DCCH Schlitze können auf einem Funkkanal definiert sein, beispielsweise demjenigen, der durch TIA/EIA/IS-136 spezifiziert ist, und er kann, wie in Fig. 2(a) als Beispiel zu erkennen ist, aus jedem n-ten Schlitz in Serie aufeinanderfolgender Schlitze bestehen. Jeder DCH Schlitz hat eine Dauer, die gleich 6.67 msec sein kann oder nicht, was der Länge eines DTC Schlitzes gemäß dem TIA/EIA/IS-136 Standard entspricht.
Wie in Fig. 2(a) gezeigt, können die DCCH Schlitze in Superrahmen (SF) organisiert sein, und jeder Superrahmen enthält eine Zahl von Logikkanälen, die unterschiedliche Arten von Information tragen. Einer oder mehrere der DCCH Schlitze können jedem Logikkanal in dem Superrahmen zugewiesen sein. Der beispielhafte Abwärtsstrecken- Superrahmen nach Fig. 2(a) umfasst drei Logikkanäle: einen Sendesteuerkanal (BCCH) mit drei aufeinanderfolgenden Schlitzen für Overhead-Meldungen; einen Rufkanal (PCH) mit einem Schlitz für Rufmeldungen; und einen Zugriffsantwortkanal (ARCH) mit einem Schlitz für die Kanalzuweisung und andere Meldungen. Die verbleibenden Zeitschlitze in dem beispielhaften Superrahmen nach Fig. 2(a) können anderen Logikkanälen zugewiesen sein, beispielsweise zusätzlichen Rufkanälen PCH oder anderen Kanälen. Da die Zahl der Mobilstationen üblicherweise viel größer als die Zahl der Schlitze in dem Superrahmen ist, wird jeder Rufschlitz zum rufen mehrerer Mobilstationen verwendet, die eine eindeutige Charakteristik teilen, z. B. die letzte Ziffer in der MIN.
Die Fig. 2(b) zeigt ein bevorzugtes Informationsformat für die Schlitze eines Vorwärts DCCH. Die in jedem Schlitz übertragene Information enthält eine Vielzahl von Feldern, und die Fig. 2(b) stellt die Zahl der Bits jedes Felds über diesem Feld dar. Die in dem SYNC Feld gesendeten Bits werden in üblicher Weise zum Unterstützen einer Gewährleistung eines akuraten Empfangs der CSFP und DATA Felder verwendet. Das SYNC Feld führt ein vorgegebenes Bitmuster, das durch die Basisstationen zum Finden des Starts des Schlitzes verwendet wird. Das SCF Feld wird zum Steuern eines wahlfreien Zugriffskanals (RACH) verwendet, der durch die Mobilstation zum Anfordern des Zugriffs auf das System verwendet wird. Die CSFP Information übermittelt einen codierten Superrahmenphasenwert, der den Mobilstationen das Auffinden des Starts jedes Superrahmens ermöglicht. Dies ist lediglich ein Beispiel für das Informationsformat in den Schlitzen des Vorwärts DCCH. Die Fig. 2(c) stellt die 12 Bit Zuweisung für das CSFP Feld dar, das die Bits d&sub7;-d&sub0; und die Prüfbits b&sub3;-b&sub0; enthält.
Für die Zwecke eines wirksamen Schlafmodusbetriebs und einer schnellen Zellauswahl kann BCCH in eine Zahl von Teilkanälen unterteilt sein. Es ist eine BCCH Struktur bekannt, die der Mobilstation das Lesen eines minimalen Umfangs von Information dann ermöglicht, wenn sie angeschaltet wird (wenn sie sich auf einen DCCH verriegelt) bevor sie in der Lage ist, auf das System zuzugreifen (einen Anruf zu platzieren oder zu empfangen). Nach dem Anschalten muss eine leer laufende Mobilstation regulär lediglich ihre zugewiesenen PCH Schlitze überwachen (üblicherweise einen in jedem Superrahmen); die Mobileinheit kann während anderer Schlitze schlafen. Das Verhältnis der Zeit der Mobilstation, verwendet für das Lesen von Rufmeldungen, und ihrer zum Schlafen verbrachten Zeit, ist steuerbar, und es repräsentiert ein Abwägen zwischen einer Anrufaufbauverzögerung und einem Energieverbrauch.
Da jeder TDMA Zeitschlitz eine bestimmte feste Informationsführungskapazität aufweist, muss jede 3 Bündel typischerweise lediglich einen Abschnitt einer Schicht 3 Meldung führen, wie oben angegeben. Entlang der Aufwärtsstreckenrichtungen versuchen mehrere Mobilstationen eine Kommunikation mit dem System auf einer Inhaltsbasis, wohingehend mehrere Mobilstationen auf Schicht 3 Meldungen hören, die von dem System entlang der Abwärtsstreckenrichtung gesendet werden. In bekannten Systemen ist jede vorgegebene Schicht 3 Meldung unter Verwendung vieler TDMA Kanalbündel zu führen, soviel wie erforderlich, zum Senden der gesamten Schicht 3 Meldung.
Digitale Steuer- und Verkehrskanäle sind aus Gründen wie dem Unterstützen längerer Schlafperioden für Mobileinheiten wünschenswert, was zu einer längeren Batterielebensdauer führt. Digitale Verkehrskanäle und digitale Steuerkanäle haben eine erweiterte Funktionalität zum Optimieren der Systemkapazität und zum Unterstützen hierarchischer Zellstrukturen, d. h. Strukturen mit Makrozellen, Mikrozellen, Picozellen, usw.. Der Begriff "Makrozelle" betrifft allgemein eine Zelle mit einer Größe vergleichbar den Größen der Zellen in einem üblichen zellularen Telefonsystem (z. B., ein Radius von mindestens ungefähr 1 Kilometer), und die Begriffe "Mikrozelle" und "Picozelle" betreffen allgemein fortschreitend kleinere Zellen. Beispielsweise kann eine Mikrozelle einen öffentlichen innen liegenden oder außen liegenden Bereich abdecken, beispielsweise ein Tagungszentrum oder eine belebte Straße, und eine Picozelle kann einen Bürokorridor oder ein Stockwerk in einem Hochhausgebäude abdecken. Aus der Perspektive einer Funkabdeckung können sich Makrozellen, Mikrozellen und Picozellen voneinander unterscheiden, oder sie können einander überlappen, zum Handhaben unterschiedlicher Verkehrsmuster oder Funkumfelder.
Die Fig. 3 zeigt ein hierarchisches mehrfach geschichtetes Zellularsystem. Eine "Regenschirm"-Makrozelle 10, dargestellt mit sechseckiger Form, bildet eine überlagernde Zellularstruktur. Jede Regenschirmzelle kann eine darunter liegende Mikrozellenstruktur enthalten. Die Regenschirmzelle 10 enthält eine Mikrozelle 20, dargestellt durch den Bereich, der mit der punktierten Linie umfasst ist, und eine Mikrozelle 30, dargestellt durch den Bereich, der innerhalb der strichlierten Linie umfasst ist, gemäß den Bereichen entlang von Stadtstraßen, und ferner Picozellen 40, 50 und 60, die individuelle Stockwerke eines Gebäudes abdecken. Der Schnittbereich der zwei Stadtstraßen, abgedeckt durch die Mikrozellen 20 und 30, kann ein Bereich einer dichten Verkehrskonzentration sein, und kann demnach einen heißen Fleck darstellen.
Die Fig. 4 repräsentiert ein Blockdiagramm eines beispielhaften zellularen Mobilfunktelefonsystems einschließlich einer beispielhaften Basisstation 110 und einer Mobilstation 120. Die Basisstation enthält eine Steuer- und Verarbeitungseinheit 130, die mit der MSC 140 verbunden ist, die wiederum mit dem (nicht gezeigten) PSTN verbunden ist. Allgemeine Aspekte derartiger zellularer Funktelefonsysteme sind im Stand der Technik bekannt, wie beschrieben in dem US-Patent Nr. 5,175,867 für Wejke et al. mit dem Titel "Nachbarunterstützte Übergabe in einem Zelllularkommunikationssystem".
Die Basisstation 110 handhabt eine Vielzahl von Sprachkanälen über einen Sprachkanaltransceiver 150, der durch die Steuer- und Verarbeitungseinheit 130 gesteuert ist. Weiterhin enthält jede Basisstation einen Steuerkanaltransceiver 160, der die Fähigkeit zum Handhaben von mehr als einem Steuerkanal haben kann. Der Steuerkanaltransceiver 160 wird durch die Steuer- und Verarbeitungseinheit 130 gesteuert. Der Steuerkanaltransceiver 160 sendet Steuerinformation über den Steuerkanal der Basisstation oder Zelle an Mobileinheiten, die mit diesem Steuerkanal verriegelt sind. Es ist zu erkennen, dass sich die Transceiver 150 und 160 als einzige Einrichtung implementieren lassen, wie dem sprach- und Steuertransceiver 170, für die Anwendung mit DCCH und DTC Kanälen, die diselbe Funkträgerfrequenz teilen.
Die Mobilstation 120 empfängt die auf dem Steuerkanal gesendete Information bei ihrem Sprach- und Steuerkanaltransceiver 170. Dann bewertet die Verarbeitungseinheit 180 die empfangene Steuerkanalinformation, die die Charakteristiken der Zellen enthält, die Kandidaten für das Einregeln der Mobilstation sind und sie bestimmt, mit welcher Zelle die Mobileinheit sich verriegeln sollte. Vorteilhafter Weise enthält die empfangene Steuerkanalinformation nicht nur die Absolutinformation im Hinblick auf die ihr zugewiesene Zelle, sonder sie enthält auch Relativinformation im Hinblick auf andere Zellen in der Nähe der Zelle, der der Steuerkanal zugewiesen ist, wie in dem US-Patent Nr. 5,353,332 für Raith et al beschrieben, mit dem Titel "Verfahren und Gerät für eine Kommunikationssteuerung in einem Funktelefonsystem".
Zum Erhöhen der "Sprechzeit" des Anwenders, d. h. der Batterielebensdauer der Mobilstation, kann ein digitaler Vorwärtssteuerkanal (Basisstation zur Mobilstation) vorgesehen sein, der die Typen der Meldungen führt die für die momentanen Analogvorwärtssteuerkanäle (FOCC) spezifiziert sind, jedoch in einem Format, das einer leerlaufenden Mobilstation das Lesen von Overhead Meldungen dann ermöglicht, wenn ein Verriegeln auf den FOCC erfolgt, und hiernach lediglich dann, wenn sich die Information ändert; die Mobileinheit schläft zu allen anderen Zeitpunkten. In einem derartigen System werden einige Typen von Meldungen durch die Basisstationen öfters als andere Typen gesendet, und Mobilstationen müssen nicht jede gesendete Meldung lesen.
Die durch die TIA/EIA/IS-54-B und TIA/EIA/IS-136 Standards spezifizierten Systeme betreffen durchgeschaltete Technologie, als ein Typ einer "verbindungsorientierten" Kommunikation, die eine physikalische Anrufsverbindung einrichtet und diese Verbindung solange beibehält, als die Kommunikationsendsysteme Daten auszutauschen haben. Die direkte Verbindung einer Schaltungsvermittlung dient als eine offene Pipeline, was den Endsystemen ermöglicht, die Schaltung für all das zu verwenden, was sie als geeignet erachten. EP-0 652 680 beschreibt ein System zum Unterscheiden zwischen einem DCCH und einem DTC im Hinblick auf ein durchschaltvermitteltes Netzwerk. Während eine durchschaltvermittelte Datenkommunikation sich gut für Anwendungen mit konstanter Bandbreite eignet, ist es für "bündelartige" Anwendungen geringer Bandbreite relativ uneffizient.
Paketvermittelte Technologie, die verbindungsorientiert (z. B., X.25) oder "verbindungslos" (z. B., da Internet Protokoll, "IP") sein kann, erfordert nicht die Aufbau und den Abbau einer physikalischen Verbindung, was in erheblichem Gegensatz zu der durchschaltvermittelten Technologie steht. Dies reduziert die Datenlatenz und erhöht den Wirkungsgrad eines Kanals bei Handhabung relativ kurzer, bündelartiger oder interaktiver Transaktionen. Ein verbindungsloses paketvermitteltes Netzwerk verteilt die Vermittlungsfunktionen auf mehrere Vermittlungsorte, wodurch mögliche Verkehrsengpässe vermieden werden, die dann auftreten könnten, wenn ein zentraler Vermittlungsknoten verwendet würde. Daten werden "in Pakete verpackt", mit einer geeigneten Endsystemadressierung, und sie werden dann in unabhängigen Einheiten entlang dem Datenpfad übertragen. Zwischensysteme, manchmal als "Router" bezeichnet, und stationiert zwischen den Kommunikationsendsystemen, führen Entscheidungen über die geeigneteste Route zum Ausführen auf einer pro Paketbasis aus. Wegfindungsentscheidungen basieren auf einer Zahl von Charakteristiken, enthaltend: kostengünstigste Route oder Kostenmetrik; Kapazität der Verbindung; Zahl der Pakete, die auf eine Übertragung warten; Sicherheitsanforderungen für die Verbindung; und Zwischensystem-(Knoten)-Betriebsstatus.
Die Paketübertragung entlang einer Route unter Berücksichtigung von Pfadmetriken - im Gegensatz zu einem einzigen Schaltungsaufbau - ermöglicht Anwendungs- und Kommunikationsflexibilität. Dies betrifft auch die Tatsache, wie sich die meisten Standardlokalbereichsnetzwerke (LAN) und Weitbereichsnetzwerke (WAN) in den Firmenumfeldern entwickelt haben. Paketvermittlung eignet sich für Daten über Kommunikationsvorgänge, da viele der Anwendungen und Einrichtungen, die verwendet werden, beispielsweise Tastaturendgeräte, interaktiv sind und Daten in Bündeln übertragen. Anstelle eines Kanals, der dann leer läuft, während ein Anwender weitere Daten in das Endgerät eingibt und eine Pause zum Nachdenken über ein Problem einlegt, bewirkt eine Paketvermittlung ein Verschachteln mehrerer Übertragungsvorgänge ausgehend von mehreren Endgeräten auf dem Kanal.
Paketdaten führen zu einer höheren Netzwerkrobustheit aufgrund der Pfadunabhängigkeit und der Fähigkeit des Routers zum Auswählen alternativer Pfade im Fall eines Netzwerkknotenfehlers. Demnach ermöglicht die Paketvermittlung eine wirksamere Anwendung der Netzwerkleitungen. Die Pakettechnologie eröffnet die Option zum Abrechnen des Endverbrauchers auf der Grundlage des übertragenen Datenumfangs anstelle der Verbindungszeit. Ist die Anwendung des Endverbrauchers so entworfen, dass sie die Luftverbindung wirksam nutzt, so ist dann die Zahl der übertragenen Pakete minimal. Wird der Verkehr jedes individuellen Anwenders auf einem Minimum gehalten, so hat der Dienstanbieter wirksam eine erhöhte Netzwerkkapazität.
Paketnetzwerke basieren üblicherweise auf industrieweiten Datenstandards und sind hiernach entworfen, beispielsweise dem Modell der offenen Systemschnittstelle (OSI) oder dem TCP/IP Protokollstapel. Diese Standards haben sich, ob formal oder de facto, über viele Jahre entwickelt, und die Anwendungen, die diese Protokolle verwenden, sind leicht verfügbar. Das Hauptziel der standardbasierten Netzwerke besteht im Erzielen einer wechselseitigen Verbindungsfähigkeit mit anderen Netzwerken. Das Internet ist heute das offensichtlichste Beispiel für ein derart standardbasiertes Netzwerk, das dieses Ziel verfolgt.
Paketnetzwerke, wie das Internet oder ein Firmen-LAN, sind integrierte Bestandteile heutiger Geschäfts- und Kommunikationsumfelder. Da Mobile Computing in diesen Umfeldern spürbar wird, sind Drahtlosdienstanbieter, beispielsweise die TIA/EIA/IS-136 verwendenden, am besten positioniert, um Zugang zu diesen Netzwerken bereitzustellen. Nichts desto Trotz, basieren Datendienste, die für Zellularsysteme vorgesehen oder vorgeschlagen sind, allgemein auf dem durchschaltvermittelten Modus des Betriebs unter Verwendung eines dedizierten Funkkanals für jeden aktiven Mobilanwender.
Einige wenige Ausnahmen der Datendienste für Zellularsysteme auf der Grundlage des durchschaltvermittelten Modus des Betriebs sind in den folgenden Dokumenten beschrieben, die die Paketdatenkonzepte umfassen.
US-Patent Nr. 4,887,265 und "Paketvermittlung in digitalen Zellularsystemen", Proc. der 38. IEEE Vehicular Technology Conf., Seiten 414-418 (Juni 1988) beschreiben ein Zellularsystem unter Bereitstellung geteilter Paketdaten- Funkkanäle, jeweils mit der Fähigkeit zum Aufnehmen mehrerer Datenanrufe. Eine Mobilstation, die einen Paketdatendienst anfordert, wird ein bestimmter Paketdatenkanal unter Verwendung einer im wesentlichen regulären zellularen Signalgebung zugewiesen. Das System kann Paketzugangspunkte (PAPS) für eine Schnittstellenbildung mit Paketdatennetzwerken enthalten. Jeder Paketdaten-Funkkanal ist mit einem bestimmten PAP verbunden, und hat demnach die Fähigkeit zum Multiplexen von Datenanrufen in Zuordnung mit diesem PAP. Übergaben werden durch das System in einer Weise initiiert, die in großem Maße ähnlich der Übergabe ist, die in demselben System für Sprachanrufe verwendet werden. Ein neuer Typ von Übergabe wird für diejenigen Situationen hinzugefügt, wenn die Kapazität eines Paketkanals unzureichend ist.
Diese Dokumente sind Datenanruf-orientiert und basieren auf einer Anwendungssystem-initiierten Übergabe in ähnlicher Weise wie für reguläre Sprachanrufe. Das Anwenden dieser Prinzipien zum Erzielen von Allgemeinzweck-Paketdatendiensten in einem TDMA Zellularsystem würde zu Nachteilen bei der Spektrumswirksamkeit und den Leistungsumfang führen.
Das US-Patent Nr. 4,916,691 beschreibt eine neue Paketmodus- Zellularfunksystem-Architektur und eine neue Prozedur zum Vermitteln bzw. Routen von "Sprach- und/oder Daten" Paketen zu einer Mobilstation. Basisstationen, öffentliche Vermittlungen über Ferneleitungsschnittstelleneinheiten, und eine zellulare Steuereinheit, sind über ein WAN miteinander verbunden. Die Routenprozedur basiert auf Mobilstationsinitiierten Übergaben und einer Ergänzung einer Identifizierung der Basisstation, über die das Paket geführt wird, bei dem Kopfteil jedwedgen Pakets, das von einer Mobilstation (während einem Anruf) übertragen wird. Im Fall einer erweiterten Zeitperiode zwischen aufeinanderfolgenden Anwenderinformationspaketen von einer Mobilstation kann die Mobilstation extra Steuerpakete für den Zweck zum Übermitteln einer Zellortsinformation übertragen.
Die zellulare Steuereinheit ist primär bei dem Anrufeinrichten involviert, wenn sie dem Anruf eine Anrufsteuernummer zuweist. Sie teilt dann der Mobilstation die Anrufsteuernummer und die Fernleitungs- Schnittstelleneinheit für die Anrufsteuernummer und den Identifizierer der Anfangsbasisstation mit. Während einem Anruf werden dann Pakete direkt zwischen der Fernleitungs- Schnittstelleneinheit und der momentan dienstanbietenden Basisstation geroutet.
Das in dem US-Patent Nr. 4,916,691 beschriebene System steht nicht in direktem Zusammenhang mit den spezifischen Problemen zum Bereitstellen von Paketdatendiensten in TDMA Zellularsystemen.
"Paketfunk in GSM", Europäisches Telekommunikations- Standardisierungs-Institut (ETSI) T Doc SMG 4 58/93 (12. Febr. 1993) und "Allgemeiner Paketfunkdienst, vorgeschlagen für GSM", vorgestellt während einem Seminar mit dem Titel "GSM in einem künftigen wettbewerbsorientierten Umfeld", Helsinki, Finnland (13. Okt. 1993) stellen ein mögliches Paketzugangsprotokoll für Sprache und Daten in GSM heraus. Diese Dokumente betreffen direkt TDMA Zellularsysteme, d. h. GSM, und obgleich sie eine mögliche Organisation eines optimierten geteilten Paketdatenkanals herausstellen, handhaben sie nicht die Aspekte der Integration von Paketdatenkanälen in eine Gesamtsystemlösung.
"Paketdaten über GSM Netzwerk", T Doc SMG 1 238/93, ETSI (28. Sept. 1993) beschreibt ein Konzept zum Bereitstellen von Paketdatendiensten in GSM auf der Grundlage erstens einer Anwendung regulärer GSM Signalgebung und einer Berechtigung zum Einrichten eines virtuellen Kanals zwischen einer Paketmobilstation und einem "Agenten" zum Handhaben des Zugangs zu Paketdatendiensten. Mit regulärer Signalgebung, modifiziert für einen schnellen Kanalaufbau und -abbau, werden dann reguläre Verkehrskanäle für Pakettransfer verwendet. Dieses Dokument betrifft direkt TDMA Zellularsysteme, da jedoch das Konzept auf der Anwendung einer "schnellen Vermittlungs-"Version existierender GSM Verkehrskanäle basiert, ist es nachteilhaft im Hinblick auf den Spektrumswirkungsgrad und Pakettransferverzögerungen (insbesondere für kurze Meldungen), im Vergleich zu einem Konzept, das auf optimierten geteilten Paketdatenkanälen basiert.
Die Zellular-Digital-Paketdaten (CDPD) Systemspezifikation, Version 1.0 (Juli 1993) beschreibt ein Konzept zum Bereitstellen von Paketdatendiensten, die verfügbare Funkkanäle bei momentanen fortgeschrittenen Mobiltelefondienst (AMPS) Systemen nützen, d. h. dem Nordamerikanischen Analogen Zellularen System. CDPD ist eine umfassende, offene Spezifikation, verfolgt von einer Gruppe von US Zellularbetreibern. Abgedeckte Punkte betreffen externe Schnittstellen, Luftverbindungs-Schnittstellen, Dienste, Netzwerkarchitektur, Netzwerkmanagement und Verwaltung.
Das spezifizierte CDPD System basiert in einem großen Umfang auf einer Infrastruktur, die unabhängig von der existierenden AMPS Infrastruktur ist. Gemeinsamkeiten mit AMPS Systemen sind auf die Anwendung desselben Typs von Funkfrequenzkanälen begrenzt, sowie derselben Basisstationsorte (die durch CDPD verwendete Basisstation kann neu sein, sowie CDPD-spezifisch) sowie dem Einsatz einer Signalgebungs-Schnittstelle zum Koordinieren von Kanalzuweisungen zwischen zwei Systemen.
Das Routen eines Pakets zu einer Mobilstation basiert zunächst auf dem Routen eines Pakets zu einem Heimatnetzwerkknoten (Heimat-Mobildaten-Zwischensystem, MD- IS), ausgerüstet mit einem Heimatsverzeichnis (HLR), auf der Grundlage der Mobilstationsadresse; dann, sofern erforderlich, erfolgt das Vermitteln des Pakets zu einem besuchten, Dienst anbietenden MD-IS auf der Grundlage von HLR Information; und schließlich erfolgt das Übertragen des Pakets von dem Dienst anbietenden MD-IS über die momentane Basisstation auf der Grundlage des Berichts der Mobilstation über ihre Zelllokalisierung an ihr Dienst anbietendes MD-IS.
Obgleich die CDPD Systemspezifikation sich nicht direkt auf die spezifische Probleme zum Erzielen von Paketdatendiensten in TDMA Zellularsystemen richtet, die durch diese Anwendung adressiert werden, lassen sich die Netzwerkaspekte und Konzepte, die in der CDPD Systemspezifikation beschrieben sind, verwenden, als Grundlage für die Netzwerkaspekte, die für ein Luftverbindungsprotokoll in Übereinstimmung mit dieser Erfindung erforderlich sind. Die CDPD Systemspezifikation ist in dieser Anmeldung durch Bezugnahme mit aufgenommen.
Das CDPD Netzwerk ist als eine Erweiterung existierender Datenkommunikations-Netzwerke und des AMPS Zellularnetzwerks entworfen. Existierende verbindungslose Netzwerkprotokolle können für den Zugang zu dem CDPD Netzwerk verwendet werden. Da das Netzwerk immer als sich entwickelnd angesehen wird, nützt es einen offenen Netzwerkentwurf, der das Ergänzen neuer Netzwerkschichtprotokolle - wenn geeignet - erlaubt. Die CDPD Netzwerkdienste und Protokolle sind auf die Netzwerkschicht des OSI Modells und darunter liegend begrenzt. Diese Vorgehensweise ermöglicht die Entwicklung der Protokolle einer höheren Schicht sowie von Anwendungen ohne Änderung des darunter liegenden CDPD Netzwerks.
Aus der Perspektive des Mobilteilnehmers ist das CDPD Netzwerk eine drahtlose Mobilerweiterung von Übergangsnetzwerken, sowohl für Daten als auch Sprache. Durch Anwendung eines Dienstes eines CDPD Dienstanbieter-Netzwerks ist der Teilnehmer in der Lage, "grenzenlos" auf Datenanwendungen zuzugreifen, von denen viele in traditionellen Datennetzwerken angesiedelt sind. Das CDPD System kann als zwei Dienstgruppen mit Zwischenbeziehung angesehen werden: CDPD Netzwerk-Unterstützungsdienste und CDPD Netzwerkdienste.
Die CDPD Netzwerk-Unterstützungsdienste erfüllen Pflichten, die zum Unterhalten und Verwalten des CDPD Netzwerkes erforderlich sind. Diese Dienste sind: Abrechnungsserver; Netzwerkmanagementsystem; Meldungstransferserver; und Berechtigungsserver. Diese Dienste sind zum Ermöglichen einer Zwischenbetriebsfähigkeit zwischen Dienstanbietern definiert.
Da sich das CDPD Netzwerk technisch über seine ursprüngliche AMPS Infrastruktur entwickelt, wird vorhergesehen, dass die Unterstützungsdienste unverändert bleiben. Die Funktionen der Netzwerkunterstützungsdienste sind für jedes Mobilnetzwerk erforderlich, und unabhängig von der Funkfrequenz (HF) Technologie.
CDPD Netzwerkdienste sind Datenübertragungsdienste, die Teilnehmern das Kommunizieren mit Datenanwendungen ermöglichen. Zusätzlich können ein oder beide Enden der Datenkommunikationsvorgänge mobil sein.
Zusammenfassend besteht eine Anforderung für ein System zum Erzielen von Vielzweckpaketdatendiensten in D-AMPS Zellularsystemen auf der Grundlage der Bereitstellung geteilter Paketdatenkanäle, die für Paketdaten optimiert sind. Diese Anmeldung richtet sich auf Systeme und Verfahren zum Erzielen der kombinierten Vorteile eines verbindungsorientierten Netzwerks, wie dasjenige, das gemäß dem TIA/EIA/IS-136 Standard spezifiziert ist, und eines verbindungslosen, Paketdatennetzwerkes. Ferner richtet sich die Erfindung auf das Verbessern von Zeitablauf- bzw. Synchronisier-, Decodier- und Codier-Aspekten einer elektrischen Kommunikation in drahtlosen Kommunikationssystemen.

ZUSAMMENFASSUNG

In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, zum Codieren einer Superrahmenphase (SFP), und einer Paketkanal-Rückkopplungs-(PCF)-Information in ein codiertes Superrahmenphasen-Paketkanal-Rückkopplungs- (CSFP/PCF)-Feld, das auf dem Vorwärtspaketdatenkanal (PDCH) gesendet wird. Insbesondere erfolgt zum Unterscheiden zwischen einem digitalen Steuerkanal (DCCH), einem digitalen Verkehrskanal (DTC) und einem PDCH das Ausführen eines Logikbetriebs im Hinblick auf einen Logikwert der SFP Information bei dem PDCH vor der Übertragung. Als Ergebnis dieses Betriebs unterscheiden sich übertragene SFP Werte eines PDCH allgemein um einen vorgegebenen Verminderungswert, während die übertragenen SFP Werte eines DCCH allgemein um einen vorgegebenen Inkrementierwert erhöht sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Ein Verständnis der Merkmale und Vorteile der Erfindung des Anmelders ergibt sich anhand der Lektüre der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung; es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Vielzahl von Schicht 3 Meldungen, Schicht 2 Rahmen und Schicht 1 Kanalbündeln oder Zeitschlitzen;
Fig. 2(a) einen Vorwärts-DCCH, konfiguriert als Folge von Zeitschlitzen, enthaltend in aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen, die auf einer Trägerfrequenz gesendet werden;
Fig. 2(b) ein Beispiel eines IS-136 DCCH Feldschlitzformats;
Fig. 2(c) ein Beispiel einer CSFP Bitzuweisung;
Fig. 3 ein beispielhaftes hierarchisches oder Mehrfachschicht-Zellularsystem;
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines beispielhaften zellularen Mobilfunktelefonsystems, enthaltend eine beispielhafte Basisstation und Mobilstation;
Fig. 5 ein Beispiel einer möglichen Meldungsabbildungssequenz über Schichten;
Fig. 6 ein Beispiel eines Schlitzformats für eine BMI → MS Meldungsgebung auf PDCH; und
Fig. 7 ein Beispiel eines CSFP/PCF Felds mit acht Informationsbits.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Zum Unterstützen eines Verständnisses ist eine mögliche Folge zum Abbilden von Meldungen einer höheren Schicht in Meldungen einer niedrigeren Schicht in Fig. 5 dargestellt. Insbesondere zeigt die Fig. 5, unter Verwendung eines zugewiesenen PDCH als ein Beispiel, wie eine Schicht 3 Meldung (die von höheren Schichten abgeleitet sein kann, beispielsweise einem Rahmen gemäß den CDPD Mobildaten-Verbindungsprotokoll, in mehrere Schicht 2 Rahmen abgebildet wird, ein Beispiel einer Schicht 2 Rahmenabbildung auf einen Zeitschlitz, und ein Beispiel einer Zeitschlitzabbildung auf einen PDCH Kanal (siehe auch Fig. 2(a), 2(b), 2(c). Die Länge der Vorwärtspaketdatenkanal FPDCH Zeitschlitze und der Rückwärtsbitdatenkanal RPDCH Bündel ist fixiert, obgleich es drei Formen der RPDCH Bündel geben kann, die unterschiedliche fixierte Längen haben. Für den FPDCH Schlitz und den Vollraten PDCH wird davon ausgegangen, dass sie auf der physikalischen Schicht nach Fig. 5 vorliegen. Für die Zwecke der Erläuterung wird für die TDMA Rahmenstruktur angenommen, dass sie dieselbe ist, wie bei den IS-136 DCH und DTC. Zum Maximieren des Durchsatzes bei Verwendung eines Mehrfachratenkanals (z. B., Doppelraten PDCH oder Dreifachraten PDCH), ist ein unterschiedliches FPDCH Schlitzformat spezifiziert, wie in Fig. 5 gezeigt.
Die Fig. 6 zeigt ein Schlitzformat, das sich für die Vorwärtsmeldungsgebung verwenden lässt (d. h., von der Basisstation-Funkvermittlungsstelle-Netzanpassung (BMI) zu der Mobilstation (MS)), auf einem PDCH Kanal, wie in Fig. 5 gezeigt. Es ist zu erkennen, dass sich das in Fig. 6 dargestellte Schlitzformat von dem IS136 DCCH BMI → MS Schlitzformat dahingehend unterscheidet, dass die Paketkanalrückkopplungs-(PCF)-Felder die gemeinsamen Kanalrückkopplungs-(SCF)-Felder ersetzen. Ein anderer Unterschied besteht darin, dass ein CSFP/PCF Feld das CSFP Feld in dem IS-136 DCCH Format ersetzt. Das CSFP/PCF Feld übermittelt Information im Hinblick auf die Superrahmenphase SFP, so dass die Mobilstationen den Start eines Superrahmens bestimmen können.
Das PCF Feld steuert den Zugang auf RPDCH, und es umfasst Belegt/Reserviert/Leerlauf (BRI), Empfangen/Nicht empfangen (R/N), Teilecho (PE) und Teilechoqualifizier-(PEQ)- Information. Die BRl, CPE und R/N Daten sind so, wie in IS- 136 spezifiziert. Die zusätzliche PEQ Information lässt sich zum Steuern der Zuweisung von den PE zu der BRI oder R/N oder sowohl der BRl als auch der R/N verwenden.
In IS-136 kann das CSFP Feld zum Unterscheiden zwischen einem DCCH und einem DTC verwendet werden, unter Ausnützung eines Vorteils der Tatsache, dass das CSFP Feld eines DCCH und der codierte Datenverifikationsfarbcode (CDVCC) eines DTC keine gemeinsamen Codeworte haben. Das Unterscheiden zwischen einem DTC und einem DOCH in einem IS-136 System erfolgt durch Invertieren der Prüfbits b&sub3;-b&sub0; des CSFP Felds eines empfangenen Signals. Da Bitfehler dazu führen können, dass empfangene Codewerte als gültige Codeworte von einer unterschiedlichen Kanalcodiergruppe erscheinen (z. B., DTC Codeworte können als DCCH Codeworte erscheinen, und umgekehrt), lässt sich ein zusätzlicher Test zum Unterscheiden zwischen den Kanälen ausführen. Die Mobilstation kann einen Hochtest ausführen, zum Bestimmen, ob die Steuerwerte einem Aufwärtszähler entsprechen oder nicht, d. h., ob die Steuerwerte in einem Codeworte in aufeinanderfolgenden Schlitzen den Trend zum allgemeinen Hochlaufen gemäß inkrementierter Werte von 1 zeigen, von 0,1,2, ...,31 (siehe Fig. 5). Zeigen die SFP Werte allgemein einen Aufwärtstrend (beispielsweise kann aufgrund von Bitfehlern der Trend nicht ein perfekter Hochwärtszählvorgang sein), so bestimmt die Mobilstation, dass das empfangene Signal ein DCCH ist; zeigen die Steuerwerte nicht einen allgemeinen Aufwärtstrend (d. h. bei allgemeinem Konstanthalten), so wird für das empfangene Signal bestimmt, dass es ein DTC ist.
Für das Paketdatensystem in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird SFP und PCF Information in das CSFP/PCF Feld codiert, unter Verwendung desselben grundlegenden Kanalcodierverfahrens ((12,8) Codierung), das in IS-136 verwendet wird. Das CSFP/PCF Feld lässt sich zum Unterscheiden zwischen einem PDCH, einem DCCH und einem DTC verwenden.
Das CSFP/PCF Feld wird ausgehend von dem CSFP Feld nach IS- 136 expandiert, und es lässt sich gemäß einer neuen Technik analysieren, die der Mobilstation das Unterscheiden zwischen einem DCCH, einem DTC und einem PDCH ermöglicht. Zum Unterscheiden des zusätzlichen Kanals lässt sich ein Exklusiv-ODER oder ein anderer Logikbetrieb bei dem Logikwert des SFP ausführen (z. B., mit 1,1,1,1,1), und das Ergebnis wird codiert und auf dem PDCH in den CSFP/PCF Feld übertragen. Vorteilhafter Weise wird dieselbe (12,8) Kanalcodierung wie in IS-136 für das CSFP/PCF Feld verwendet. Es ist zu erkennen, dass für das Codieren und Decodieren dieser Information andere Techniken und Verbesserungen einsetztbar sind, beispielsweise diejenigen, die in der US- Patentanmeldung des Anmelders mit der Nr. 08/544,840 beschrieben sind, eingereicht am 18. Okober 1995, für "Die Vereinfachung der Decodierung von Codewörtern in einem Drahtlosen Kommunikationssystem".
Als ein Ergebnis der im Rahmen des Logikbetriebs übertragenen Steuerung (SFP) zeigen Werte eines PDCH allgemein einen Abwärtstrend, mit einer Verringerung allgemein um einen vorgegebenen Dekrementierwert. Wie zuvor beschrieben, können Bitfehler dazu führen, dass die tatsächlichen Dekrementierwerte der decodierten Steuerwerte geringfügig gegenüber dem vorgegebenen Dekrementierwert variieren. Demnach untersucht bei Empfang der PDCH Bündel ein geeigneter Unterscheider bzw. Diskriminator in der Mobilstation den Logikwert des SFP zum Bestimmen, ob es sich um einen Aufwärtszähler oder einen Abwärtszähler handelt. Neben der Kanalcodierung für den SFP, wofür die Exklusiv-ODER-Funktion ausgeführt wird, sind die Kanalcodierung von PEQ in CSFP/PCF und die Übertragungsfolge für CSFP/PCF Feld identisch zu der Weise, wie SFP in CSFP gemäß IS-136 codiert wird. Im Ergebnis sind die Prüfbits für CSFP/PCF invertiert. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann das signifikanteste Bit des CSFP/PCF Felds, beispielsweise das Bit d&sub7;, reserviert und zu Null gesetzt sein, und die PEQ Information kann den nächsten beiden MSB Bits, beispielsweise den Bits d&sub6; und d&sub5;, zugewiesen sein. Dies ist in Fig. 7 dargestellt.
Bei der Unterscheidung zwischen DCCH, DTC und PDCH sind die folgenden Bedingungen zu erwähnen. Sucht eine Mobilstation einen PDCH und prüft sie das CSFP/PCF Feld eines empfangenen Signals, so zeigen die SFP Bits eines DCCH nicht einen erwarteten Trend, und das CDVCC Feld eines DTC wird nicht ein gültiges (12,8) Codewort (bei Annahm, dass keine Bitfehle vorliegen) erzeugen, da die Prüfbits nicht bei einer Decodierung von CDVCC invertiert sind. Sucht eine Mobilstation einen DCCH und prüft sie das CSFP Feld, so zeigen die SFP Bits eines PDCH nicht den erwarteten Trend, und das CDVCC Feld eines DTC wird nicht ein gültiges (12,8) Codewort erzeugen (unter der Annahme, dass keine Bitfehler vorliegen). Sucht eine Mobilstation einen DTC durch Versuch der Prüfung des CDVCC Felds, so führt das Lesen des CSFP/PCF Felds bei einem PDCH nicht zur Erzeugung eines gültigen (12,8) Codeworts (unter der Annahme, dass keine Bitfehler vorliegen), und das CSFP Feld bei einem DCCH wird nicht ein gültiges (12,8) Codewort erzeugen (unter der Annahme, dass keine Bitfehler vorliegen). Demnach wird für den Zweck zum Beibehalten unter Verwendung der (12,8) Codeworte (oder welchen Typ von Kanalcodierung auch immer, der sich eignet) sowie zum Erzielen der Fähigkeit zum Unterscheiden zwischen PDCH, DCCH und DTC, die SFP Daten so invertiert, dass die SFP Werte eines PDCH einen spezifischen (z. B., allgemein Abwärts) Trend zeigen. (Da die Prüfbits einmal invertiert sind, zum Unterscheiden zwischen den DCCH und DTC Kanälen, können die Prüfbits nicht erneut invertiert werden, da dies zu einer Invertierung unter Bildung der Originaldaten führen würde).
Zusammenfassend lassen sich gemäß der vorliegenden Erfindung drei oder mehr Signaltypen (z. B., DTC, DCCH oder PDCH) unterscheiden, durch Ausführen eines Logikbetriebs bei Steuerinformation, die einem Typ zugeordnet ist, beispielsweise so, dass die Steuerinformation einen gewünschten Trend aufweist (d. h., sich erhöht oder verringert, gemäß einem Inkrementier- oder Dekrementierwert in Zuordnung zu dem Signaltyp). Zum Unterscheiden zwischen den Signaltypen wird die Steuerinformation decodiert und geprüft (z. B., durch einen geeigneten Decodierer/Diskriminator). Es erfolgt eine erste Entscheidung auf der Grundlage der Codierung der Steuerinformation (z. B., unter Bestimmung der Codierung der Steuerinformation anhand eines Tests jedes Kanals unter Anwendung eines angenommenen Decodierverfahrens bis zu der Bestimmung einer geeigneten Abstimmung oder durch Test jedes Kanals unter Verwendung eines angenommenen Decodierverfahrens und anschließendes Auswählen des Kanaltyps auf der Grundlage des besten Ergebnisses), und ferner werden weitergehende Entscheidungen auf der Grundlage allgemeiner Trends der decodierten Steuerinformation ausgeführt. Zeigen unter Anwendung des Kanaldecodierverfahrens in Zuordnung mit dem ersten Typ des Kanals mehrere Lesevorgänge der Steuerinformation keinen unterscheidbaren Trend, so kann bestimmt werden, dass das Signal ein erster Typ ist (z. B., ein DTC Kanal). Weisen mehrere Lesevorgänge der Steuerinformation unter Verwendung der Kanaldecodierung in Zuweisung zu dem zweiten Typ des Kanals einen ersten Trend (z. B., allgemein zunehmend) auf, so lässt sich das Signal als ein zweiter Typ (z. B., ein DCCH) kategorisieren. Weisen mehrere Lesevorgänge der Steuerinformation unter Verwendung des Kanaldecodierverfahrens in Zuordnung mit dem dritten Typ eines Kanals einen zweiten Trend (z. B., allgemein abnehmend) auf, so lässt sich das Signal als ein dritter Typ kategorisieren (z. B., ein PDCH).
Nach einer derartigen Beschreibung der Erfindung ist es offensichtlich, dass sich dieselbe auf vielfältige Weise variieren lässt. Derartige Variationen werden nicht als Abweichung von dem Schutzbereich der Erfindung angesehen, und sämtliche derartige Modifikationen - wie sie für den Fachmann offensichtlich sind - werden als von dem Schutzbereich der folgenden Patentansprüche umfasst angesehen.

Claims

1. Verfahren zum Unterscheiden zwischen drei oder mehr Kanaltypen in einem drahtlosen Kommunikationssystem, enthaltend die Schritte gemäß:

Decodieren von Steuerwerten in Zuordnung mit einem Empfangssignal;

Bestimmen, ob die decodierten Steuerwerte einen einer Vielzahl von allgemeinen Trends aufweisen, wobei jeder allgemeine Trend einem Kanaltyp zugewiesen ist; und

Identifizieren des Empfangssignals als eines gemäß den drei oder mehr Kanaltypen auf der Grundlage des allgemeinen Trends der decodierten Steuerwerte.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die drei oder mehr Kanaltypen einen digitalen Verkehrskanal, einen digitalen Steuerkanal und einen Paketdatenkanal umfassen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der allgemeine Trend in Zuordnung mit einem digitalen Verkehrskanal ein allgemein konstanter Trend ist, der allgemeine Trend in Zuordnung mit einem digitalen Steuerkanal ein allgemein zunehmender Trend ist, und der allgemeine Trend in Zuordnung zu einem Paketdatenkanal ein allgemein abnehmender Trend ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Steuerwerte in Zuordnung zu dem Empfangskanal durch Ausführen eines Logikbetriebs bei Steuerwerten in Zuordnung zu einem übertragenen Signal abgeleitet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Logikbetrieb ein Exklusiv-ODER Betrieb für die Steuerwerte und einem vorgegebenen Wert ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der vorgegebene Wert 1,1,1,1,1 ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Exklusiv-ODER Betrieb bei Steuerwerten in Zuordnung zu einem Paketdatenkanal ausgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Steuerwerte Superrahmenphasenwerte sind, die in codierten Superrahmenphasen/Paketkanalrückkopplungs-(CSFP/PCF)- Feldern enthalten sind.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl der allgemeinen Trends umfasst: allgemein konstant, allgemein zunehmend gemäß einem vorgegebenen Dekrementierwert und allgemein abnehmend gemäß einem vorgegebenen Dekrementierwert, und wobei jeder Kanaltyp einem allgemeinen Trend zugewiesen ist, sowie einem vorgegebenen Inkrementier- oder Dekrementierwert.

10. Einrichtung zum Unterscheiden zwischen drei oder mehr Kanaltypen in einem drahtlosen Kommunikationssystem, enthaltend:

einen Decoder zum Decodieren von Steuerwerten in Zuordnung zu einem Empfangssignal; und

einen Diskriminator zum Entscheiden, ob die decodierten Steuerwerte einen von einer Vielzahl von allgemeinen Trends aufweisen, derart, dass jeder allgemeine Trend einem Kanaltyp zugewiesen ist, sowie zum Identifizieren des Empfangssignals als eines gemäß der drei oder mehr Kanaltypen, auf der Grundlage des allgemeinen Trends der decodierten Steuerwerte.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, wobei die zwei oder mehr Kanaltypen einen digitalen Verkehrskanal, einen digitalen Steuerkanal und einen Paketdatenkanal umfassen.

12. Einrichtung nach Anspruch 10, wobei der allgemeine Trend in Zuordnung zu einem digitalen Verkehrskanal ein allgemeiner konstanter Trend ist, der allgemeine Trend in Zuordnung zu einem digitalen Steuerkanal ein allgemein zunehmender Trend ist und der allgemeine Trend in Zuordnung zu einem Paketdatenkanal ein allgemein abnehmender Trend ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 10, wobei die Steuerwerte in Zuordnung zu dem Empfangssignal abgeleitet werden, ausgehend von dem Ausführen eines Logikbetriebs bei Steuerwerten in Zuordnung zu einem übertragenen Signal.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, wobei der Logikbetrieb ein Exklusiv-ODER Betrieb für die Steuerwerte und einen vorgegebenen Wert ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, wobei der vorgegebene Wert 1,1,1,1,1 ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, wobei der Exklusiv-ODER Betrieb bei Steuerwerten in Zuordnung mit einem Paketdatenkanal ausgeführt wird.

17. Einrichtung nach Anspruch 10, wobei die Steuerwerte Superrahmenphasenwerte sind, enthalten in codierten Superrahmenphasen/Paketkanalrückkopplungs-(CSFP/PCF)- Feldern.

18. Einrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl der allgemeinen Trends umfasst: allgemein konstant, allgemein zunehmend mit einem vorgegebenen Inkrementierwert und allgemein abnehmend mit einem vorgegebenen Dekrementierwert, und wobei jeder Kanaltyp einem allgemeinen Trend und einem vorgegebenen Inkrementier- oder Dekrementierwert zugewiesen ist.

19. Verfahren zum Identifizieren eines Empfangssignals als eines von N Kanaltypen, mit N zumindest gleich drei, in einem Kommunikationssystem, derart, dass jeder Kanaltyp mit einer von bis zu N Kanalcodiergruppen codiert ist, enthaltend die Schritte:

Unterscheiden zwischen einem ersten Kanaltyp und den verbleibenden Kanaltypen auf der Grundlage der Kanalcodiergruppe des Empfangssignals; und

Identifizieren des Empfangssignals als eines der verbleibenden Kanaltypen auf der Grundlage der Tatsache, ob die decodierten Steuerwerte in den Empfangssignalen einen einer Vielzahl allgemeiner Trends aufweisen.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt zum Unterscheiden ausgeführt wird durch Analysieren von bis zu M Instanzen des Empfangssignals, bis eine geeignete Kanalgruppenabstimmung bestimmt ist.

21. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Vielzahl der allgemeinen Trends umfasst: allgemein konstant, allgemein abnehmend um einen einer Vielzahl vorgegebener Dekrementierwerte oder allgemein zunehmend um einen einer Vielzahl vorgegebener Inkrementierwerte.

22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt zum Unterscheiden ausgeführt wird durch Decodieren des Empfangssignals unter Verwendung jeder der bis zu N Kanalcodiergruppen, bis eine geeignete Abstimmung bestimmt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt zum Unterscheiden ausgeführt wird durch Decodieren des Empfangssignals unter Verwendung jeder der bis zu N Kanalcodiergruppen, und durch Auswählen des besten Ergebnisses.

24. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die N Kanaltypen einen digitalen Verkehrskanal, einen digitalen Steuerkanal und einen Paketdatenkanal umfassen.

25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei der allgemeine Trend in Zuordnung zu einem digitalen Verkehrskanal ein allgemein konstanter Trend ist, der allgemeine Trend in Zuordnung mit einem digitalen Steuerkanal ein allgemein zunehmender Trend mit einem Inkrementierwert von 1 ist, und der allgemeine Wert in Zuordnung mit einem Paketdatenkanal ein allgemein abnehmender Trend mit einem Dekrementierwert von 1 ist.

26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Steuerwerte in Zuordnung zu dem Paketdatenkanal abgeleitet werden, indem ein Logikbetrieb bei Steuerwerten in Zuordnung mit dem Übertragungssignal ausgeführt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei der Logikbetrieb ein Exklusiv-ODER Betrieb der Steuerwerte und eines vorgegebenen Werts ist.

28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei der vorgegebene Wert 1,1,1,1,1 ist.

29. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Steuerwerte Superrahmenphasen sind, enthaltend in codierten Superrahmenphasen/Paketkanalrückkopplungs-(CSFP/PCF)- Feldern.

30. Verfahren zum Identifizieren eines Empfangskanals als eines von bis zu N Kanaltypen in einem Kommunikationssystem, mit N zumindest gleich drei, derart, dass jeder Kanaltyp eine von bis zu N zugeordneten Kanalcodiergruppen aufweist und Steuerinformation in dem Empfangssignal einen von bis zu N zugeordneten Trends aufweist, enthaltend die Schritte gemäß:

Ausführen einer Anfangsunterscheidung des Kanaltyps auf der Grundlage der Kanalcodiergruppe in Zuordnung zu der Steuerinformation;

Decodieren der Steuerinformation unter Verwendung der bestimmten Kanalcodiergruppe; und

Verfeinern der Anfangsunterscheidung, sofern erforderlich, auf der Grundlage der Tatsache, ob die decodierte Steuerinformation einen von bis zu N zugeordneten Trends aufweist.

31. Verfahren nach Anspruch 30, wobei die bis zu N zugeordneten Trends allgemein konstant, allgemein zunehmend um einen einer Vielzahl von Inkrementierwerten oder allgemein abnehmend um einen einer Vielzahl von Dekrementierwerten umfassen.

32. Verfahren nach Anspruch 30, wobei der Schritt zum Ausführen einer Anfangsunterscheidung ausgeführt wird durch Decodieren des Empfangssignals unter Verwendung jeder der bis zu N Kanalcodiergruppen, bis eine geeignete Abstimmung bestimmt wird.

33. Verfahren nach Anspruch 30, wobei der Schritt zum Ausführen einer Anfangsunterscheidung ausgeführt wird durch Decodieren des Empfangssignals unter Verwendung jeder der bis zu N Kanalcodiergruppen, sowie durch Auswählen des besten Ergebnisses.

34. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die N Kanaltypen einen digitalen Verkehrskanal, einen digitalen Steuerkanal, und einen Paketdatenkanal umfassen.

35. Verfahren nach Anspruch 34, wobei der allgemeine Trend in Zuordnung mit einem digitalen Verkehrskanal ein allgemein konstanter Trend ist, der allgemeine Trend in Zuordnung zu einem digitalen Steuerkanal ein allgemein zunehmender Trend mit einem Inkrementierwert von 1 ist, und der allgemeine Trend in Zuordnung zu einem Paketdatenkanal ein allgemein abnehmender Trend mit einem Dekrementiertwert von Eins ist.

36. Verfahren nach Anspruch 34, wobei die Steuerwerte in Zuordnung zu dem Paketdatensignal abgeleitet werden durch Ausführen eines Logikbetriebs bei Steuerwerten in Zuordnung mit dem übertragenen Signal.

37. Verfahren nach Anspruch 36, wobei der Logikbetrieb ein Exklusiv-ODER Betrieb der Steuerwerte und eines vorgegebenen Werts ist.

38. Verfahren nach Anspruch 37, wobei der vorgegebene Wert 1,1,1,1,1 ist.

39. Verfahren nach Anspruch 30, wobei die Steuerwerte Superrahmenphasenwerte sind, enthalten in den codierten Superrahmenphasen/Paketkanalrückkopplungs-(CSFP/PCF)- Feldern.