DE69835423T2

DE69835423T2 - Verfahren zur ablauffolgeplanung von datenübertragungen in einem kommunikationsnetzwerk

Info

Publication number: DE69835423T2
Application number: DE69835423T
Authority: DE
Inventors: G. Edward San Diego TIEDEMANN; Tao San Diego CHEN; Yu-Cheun San Diego JOU; Yu-Chuan Vancouver LIN
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1997-04-08
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2018-04-08
Also published as: EP1713288A2; KR20010006192A; CN1141850C; EP1713288A3; DE69835423D1; WO1998045966A2; CN1263675A; ZA982973B; KR100728999B1; EP0974237B1; HK1025707A1; JP2001519123A; AR012394A1; EP0974237A2; US5914950A; ATE335366T1; EP1713288B1; JP4201845B2; AU7246698A; WO1998045966A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verfahren und eine Vorrichtung zum Einteilen bzw. Planen von Datenübertragungen in einem Kommunikations- bzw. Nachrichtenübertragungsnetzwerk. Spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einteilen von Datenübertragungen auf einer Rückwärtsverbindung in einem Kommunikationsnetzwerk.
II. Beschreibung der verwandten Technik
Von einem zeitgemäßen Kommunikationssystem wird gefordert, dass es eine Vielzahl von Anwendungen unterstützt. Ein derartiges Kommunikationssystem ist ein Codemultiplex-Vielfachzugriffs-(Code Division Multiple Access, CDMA)-System, das sich richtet nach dem "TIA/EIA/IS-95A Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System", der im Folgenden als der IS-95A-Standard bezeichnet wird. Das CDMA-System erlaubt Sprach- und Datenkommunikationen zwischen Nutzern und zwar über eine terrestrische Verbindung. Die Nutzung von CDMA-Techniken in einem Vielfachzugriffskommunikationssystem ist offenbart in dem US-Patent mit der Nr. 4,901,307 mit dem Titel "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS" und dem US-Patent Nr. 5,103,459 mit dem Titel "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", die beide an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden sind.
Der IS-95A-Standard ist entworfen worden zum Optimieren von Sprachkommunikation und viele wichtige Systementwurfsparameter wurden ausgewählt, um dieses Ziel zu erreichen. Da zum Beispiel eine Zeitverzögerung zwischen Sprechern nicht toleriert werden kann, wird danach gestrebt, Verarbeitungs verzögerungen zu minimieren. Jedem Nutzer wird eine Übertragungsrate bzw. -geschwindigkeit zugewiesen, die geeignet ist, Sprachdaten für die Dauer des Rufs bzw. Anrufs zu befördern. Nach dem Beendigen des Anrufs kann die zugewiesene Übertragungsrate einem anderen Nutzer wieder zugewiesen werden.
In dem CDMA-System kommunizieren Nutzer miteinander über entfernte Stationen, die wiederum miteinander durch eine oder mehrere Basisstationen kommunizieren. In dieser Beschreibung bezeichnet Basisstation die Hardware, mit der die entfernten Stationen kommunizieren. Zelle bezeichnet die Hardware oder das geographische Versorgungs- bzw. Abdeckungsgebiet, und zwar abhängig von dem Zusammenhang, in dem der Ausdruck verwendet wird.
In dem CDMA-System werden Kommunikationen zwischen Nutzern mittels einer oder mehreren Zellen durchgeführt, die durch Basisstationen bedient bzw. versorgt werden. Ein erster Nutzer auf einer entfernten Station kommuniziert mit einem zweiten Nutzer auf einer zweiten entfernten Station oder einem standardgemäßen Telefon durch Übertragen von Sprachdaten auf der Rückwärtsverbindung zu einer Zelle. Die Zelle empfängt die Sprachdaten und kann die Daten an eine andere Zelle oder ein öffentliches Telefonvermittlungsnetzwerk (public switched telephone network, PSTN) leiten. Falls der zweite Nutzer sich auf einer entfernten Station befindet, werden die Daten auf der Vorwärtsverbindung der gleichen Zelle oder einer zweiten Zelle an die zweite entfernte Station übertragen. Anderenfalls werden die Daten durch das PSTN an den zweiten Nutzer an dem standardmäßigen bzw. gewöhnlichen Telefonsystem geleitet. Bei IS-95A-Systemen sind der Vorwärtsverbindung und der Rückwärtsverbindung separate Frequenzen zugewiesen und diese sind voneinander unabhängig.
Die entfernte Station kommuniziert mit mindestens einer Zelle während einer Kommunikation. Entfernte CDMA-Stationen sind geeignet, um während eines Soft-Handoffs mit mehreren Zellen gleichzeitig zu kommunizieren. Soft- Handoff bzw. Soft-Übergabe ist der Prozess des Herstellens einer Verbindung mit einer neuen Zelle, bevor die Verbindung mit der vorhergehenden Zelle unterbrochen wird. Soft-Handoff minimiert die Wahrscheinlichkeit von fallengelassenen bzw. abgebrochenen Anrufen. Das Verfahren und System zum Vorsehen einer Kommunikation mit einer entfernten Station über mehr als eine Zelle während des Soft-Handoff-Prozesses sind offenbart in dem US-Patent Nr. 5,267,261 mit dem Titel "MOBILE ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist. Soft-Handoff beeinflusst verschiedene Aspekte des CDMA-Systementwurfs, weil Überlegungen notwendig sind bezüglich des Status und der Kapazität von jeder der mehreren Zellen, die in dem Soft-Handoff involviert sind, wenn eine neue Zuordnung von Ressourcen durchgeführt wird.
In Übereinstimmung mit dem IS-95A-Standard wird jeder entfernten Station eine Übertragungsrate von 28,8 Ksps auf der Rückwärtsverbindung zugewiesen und zwar für die Dauer der Kommunikation mit einer Zelle. Unter Verwendung eines Faltungscodierers mit Rate 1/3 nähert sich die Datenrate jeder entfernten Station 9,6 Kbps. Obwohl in dem IS-95A-Standard nicht spezifiziert, können höhere Datenraten durch die Nutzung anderer Coderaten unterstützt werden. Zum Beispiel wird eine Datenrate von 14,4 Kbps erreicht durch Nutzung eines Faltungscodierers mit Rate 1/2.
Das CDMA-System ist ein Spreizspektrumkommunikationssystem. Die Vorteile von Spreizspektrumkommunikation sind in der Technik wohl bekannt und können durch Bezug auf die oben zitierten Quellenangaben verstanden werden. Das CDMA-System muss innerhalb der bereits existierenden nicht zusammenhängenden Frequenzzuordnung in dem zellularen Band arbeiten. Aufgrund des Entwurfs wird einem CDMA-System gemäß dem IS-95A-Standard eine Bandbreite mit 1,2288 MHz zugewiesen, um das zellulare Band vollständig zu verwenden. Die Rückwärtsverbindung bezieht sich auf Übertragung von der entfernten Station zu einer Zelle. Auf der Rückwärtsverbindung wird die Übertragungsrate von 28,8 Ksps über die gesamte Systembandbreite von 1,2288 MHz gespreizt.
Auf der Rückwärtsverbindung agiert jede übertragende bzw. sendende entfernte Station als eine Störung bzw. Interferenz gegenüber anderen entfernten Stationen in dem Netzwerk. Deshalb ist die Rückwärtsverbindungskapazität beschränkt durch die gesamte Interferenz, die eine entfernte Station von anderen entfernten Stationen erfährt. Das IS-95A-CDMA-System erhöht die Rückwärtsverbindungskapazität durch Übertragen von weniger Bits, dadurch weniger Leistung verwendend und Interferenz reduzierend, und zwar wenn der Nutzer nicht spricht.
Um die Interferenz zu minimieren und die Rückwärtsverbindungskapazität zu maximieren, wird die Sendeleistung jeder entfernten Station durch zwei Leistungssteuerschleifen gesteuert. Die erste Leistungssteuerschleife stellt die Sendeleistung der entfernten Station derart ein, dass die Signalqualität, wie sie durch das Energie-pro-Bit-zu-Rausch-plus-Interferenz-Verhältnis, E_b/(N_o + I_o) des an der Zelle empfangenen Signals gemessen wird, auf einem konstanten Pegel gehalten wird. Dieser Pegel bzw. dieses Niveau wird als der E_b/(N_o + I_o)-Einstellpunkt bzw. -Sollwert bezeichnet. Die zweite Leistungssteuerschleife stellt den Sollwert derart ein, dass das gewünschte Niveau der Leistungsfähigkeit beibehalten wird, und zwar wie es durch die Rahmenfehlerrate (frame error rate, FER) gemessen wird. Der Leistungssteuermechanismus für die Rückwärtsverbindung ist im Detail offenbart in dem US-Patent Nr. 5,056,109 mit dem Titel "METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM", das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
Der Nutzer an jeder entfernten Station überträgt mit einer unterschiedlichen Bitrate und zwar abhängig von dem Niveau der Sprachaktivität in der Konversation jenes Nutzers. Ein Sprachvocoder mit variabler Rate sieht Sprachdaten mit voller Rate vor, wenn der Nutzer aktiv spricht, und mit einer niedrigen Ra te während Perioden von Stille, zum Beispiel Pausen. Der Vocoder mit variabler Rate ist im Detail beschrieben in dem US-Patent Nr. 5,414,796 mit dem Titel "VARIABLE RATE VOCODER", das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist und durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.
Für das CDMA-System kann die Rückwärtsverbindungskapazität für Sprachkommunikation zwischen den entfernten Stationen und der Zelle, wie zum Beispiel durch die Anzahl von durch die Zelle unterstützbaren bzw. versorgbaren Nutzern gemessen, bestimmt werden durch die Übertragungsrate von dem Nutzer an jeder entfernten Station. Und zwar weil andere Parameter die für die Rückwärtsverbindungskapazität bestimmend sind, durch den Systementwurf festgelegt sind oder vorgegeben sind. Zum Beispiel ist die für jede entfernte Station verfügbare maximale Sendeleistung durch FCC-Regulierungen und auch durch Randbedingungen bei dem Systementwurf beschränkt. Das zum Beibehalten des gewünschten Leistungsfähigkeitsniveaus erforderliche E_b/(N_o + I_o) ist abhängig von dem Kanalzustand der nicht gesteuert werden kann. Schlussendlich ist die CDMA-Systembandbreite von 1,2288 MHz durch den Entwurf ausgewählt.
Die Größe der Sprachaktivität zu irgendeinem bestimmten Zeitpunkt ist nicht deterministisch. Auch gibt es typischerweise zwischen den Nutzern keine Korrelation in dem Pegel der Sprachaktivitäten. Die gesamte Leistung, die an der Zelle von allen sendenden entfernten Stationen empfangen wird, variiert deshalb über die Zeit und kann als eine Gauß-förmige Verteilung angenähert werden. Während Perioden mit aktiver Sprache sendet die entfernte Station mit höherer Leistung und verursacht mehr Interferenz für andere entfernte Stationen. Mehr Interferenz verringert das empfangene E_b/(N_o + I_o) von anderen entfernten Stationen, was die Wahrscheinlichkeit für Rahmenfehler in den durch die Zelle empfangenen Sprachdaten erhöht, falls die Leistungssteuerung bzw. Leistungsregelung nicht fähig ist, die Dynamik nachzuführen. Deshalb ist die Anzahl von Nutzern, die Zugang zu dem Kommunikationssystem haben, beschränkt, so dass nur ein kleiner Teil der übertragenen Rahmen aufgrund exzessiver Interferenz verloren wird.
Beschränken der Rückwärtsverbindungskapazität zum Beibehalten der gewünschten Rahmenfehlerrate (frame error rate, FER) hat den Effekt, dass die Zelle gezwungen wird, im Durchschnitt mit weniger als der vollen Kapazität betrieben zu werden und dadurch die Rückwärtsverbindungskapazität nicht ausnutzend. In dem schlimmsten Fall wird bis zu der Hälfte der Rückwärtsverbindungskapazität verschwendet, um einen Kopfraum bzw. Puffer von bis zu 3 dB beizubehalten. Der Puffer ist die Differenz zwischen der maximalen Leistung, die die Zelle empfangen kann und der durchschnittlichen Leistung, die die Zelle aktuell empfängt. Der Puffer wird nur während der Periode verwendet, wenn die Sprachaktivitäten der Nutzer an den entfernten Stationen hoch sind.
Datenkommunikation innerhalb des CDMA-Systems besitzt andere Charakteristika als Sprachkommunikation. Zum Beispiel ist Datenkommunikation typischer Weise charakterisiert durch lange Perioden von Inaktivität oder niedriger Aktivität, die durch hohe Bursts bzw. Bündel mit Datenverkehr punktiert bzw. unterbrochen werden. Eine wichtige Systemanforderung für Datenkommunikation ist die Übertragungsverzögerung, die erforderlich ist, um den Datenburst bzw. das Datenbündel zu übertragen. Die Übertragungsverzögerung besitzt nicht die gleichen Auswirkungen bei Datenkommunikation, wie sie es für Sprachkommunikationen besitzt, aber sie ist eine wichtige Metrik zum Messen der Qualität des Datenkommunikationssystems.
Ein Verfahren zum Übertragen von Datenverkehr in Codekanalrahmen mit fester Größe, wobei die Datenquelle Daten mit einer variablen Rate liefert, ist im Detail beschrieben in dem US-Patent Nr. 5,504,773 mit dem Titel "METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR TRANSMISSION", das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist. Daten werden in Datenrahmen partitioniert bzw. aufgeteilt und jeder Datenrahmen kann weiter in Datenteile partitioniert werden. Die Datenteile werden dann in Codekanalrahmen codiert, die 20 ms breit sein können. Bei der Symbolrate mit 28,8 Ksps enthält jeder 20 ms breite Codekanalrahmen 576 Symbole. Ein Faltungscodierer mit Rate 1/2 oder Rate 1/3 wird zum Codieren der Daten verwendet, und zwar abhängig von der Anwendung. Bei der Verwendung eines Codierers mit Rate 1/3 ist die Datenrate ungefähr 9,6 Kbps. Bei der Datenrate mit 9,6 Kbps gibt es 172 Datenbits, 12 zyklische Redundanzprüfbits (cyclic redundancy check, CRC) und 8 Codetailbits bzw. Codeterminierungsbits pro Codekanalrahmen.
Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung auf der Rückwärtsverbindung kann erreicht werden durch gleichzeitiges Übertragen des Datenverkehrs über mehrere Codekanäle. Die Nutzung von mehreren Codekanälen zur Datenübertragung ist offenbart in der US-Patentanmeldung Nr. 08/656,649 mit dem Titel "METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING RATE SCHEDULED DATA IN A SPREAD SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEM", eingereicht am 31. Mai 1996 und in der US-Patentanmeldung Nr. 08/654,443 mit dem Titel "HIGH DATA RATE CDMA WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM", eingereicht am 28. Mai 1996, die beide an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden sind.
Die Nachfrage für die Rückwärtsverbindung ändert sich kontinuierlich über die Zeit und zwar aufgrund von Variationen in dem Pegel bzw. Niveau der Sprachaktivitäten. Die ineffiziente Nutzung der Rückwärtsverbindung kann verbessert werden durch Übertragen von Datenverkehr während der Periode bzw. Zeitdauer mit niedriger Sprachaktivität. Um eine Degradation der Qualität der Sprachkommunikation zu vermeiden, sollte die Datenübertragung dynamisch eingestellt werden, um sie der verfügbaren Rückwärtsverbindungskapazität der Zelle anzupassen.
Zum Behandeln von großen sporadischen Bursts mit Datenverkehr sollte ein System entworfen sein mit der Fähigkeit, mit hohen Datenraten zu übertragen und der Eignung, die Rückwärtsverbindungskapazität den Nutzern zuzuweisen, so oft dies angefragt wird, und zwar basierend auf der Verfügbarkeit der Kapazität. In einem CDMA-System sollte das Design andere existierende Systembetrachtungen angehen. Erstens sollte, da Sprachkommunikation extensive Verzögerung nicht tolerieren kann, Priorität der Übertragung von Sprachdaten gegenüber der Übertragung von irgendeinem Datenverkehr eingeräumt werden. Zweitens sollte, da die Menge an Sprachaktivität für irgendeinen bestimmten Zeitpunkt nicht vorhersagbar ist, die Rückwärtsverbindung kontinuierlich überwacht werden und die Datenübertragung sollte dynamisch eingestellt werden, so dass die Rückwärtsverbindungskapazität nicht überschritten wird. Drittens sollte, da die entfernte Station sich im Soft-Handoff zwischen mehreren Zellen befinden kann, die Datenübertragungsrate zugewiesen werden, basierend auf der Rückwärtsverbindungskapazität von den Basisstationen, die in dem Soft-Handoff partizipieren. Diese und andere Überlegungen werden durch die vorliegende Erfindung angesprochen.
Die PCT-Veröffentlichung mit der Nummer WO 96/37081 "Roke Manor Research Limited" offenbart einen Kreditbandbreitenzuweiser für ein Funksystem. Die Zuweisung von Codes an Mobilstationen innerhalb eines CDMA-Mobilfunknetzwerkes bestimmt die effektive Bandbreite, die diesen Mobilstationen zugewiesen wird und somit die Menge an Information, die die Mobilstationen zu irgendeiner Zeit liefern können. Dieses System wird nur betrieben durch Zuweisen von Codes, wenn die Mobilstationen innerhalb des Netzwerks aktiv sind. Die PCT-Publikation mit der Nummer WO 95/07578 "Qualcomm Incorporated" offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Übertragungsdatenrate in einem Mehrnutzerkommunikationssystem.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Verwendung der Rückwärtsverbindung zu verbessern und die Übertragungsverzögerung der Datenkommunikation in einem CDMA-System zu verringern, und zwar durch Vorsehen eines Mittels zum Übertragen von Datenverkehr mit einer Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsrate. Während einer Kommunikation mit einer Zelle kann jede entfernte Station nicht eingeteilte bzw. nicht geplante Übertragungen mit Ra ten bis zu einer maximalen nicht eingeteilten Übertragungsrate über die Rückwärtsverbindung übertragen. In Übereinstimmung mit IS-95A beträgt die maximale nicht eingeteilte Übertragungsrate 28,8 Ksps. Die nicht eingeteilten Übertragungen können genutzt werden zum Senden von kleinen Datenmengen und Steuernachrichten ohne die zusätzliche Verzögerung, die durch die Einteilung verursacht wird. Zusätzlich kann jeder entfernten Station eine maximale eingeteilte Übertragungsrate zugewiesen werden, die höher sein kann als die maximale nicht eingeteilte Übertragungsrate. Bei der vorliegenden Erfindung bestimmt ein Kanaleinteiler bzw. ein -ablauffolgenplaner die maximale eingeteilte Übertragungsrate für Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung. Die maximale eingeteilte Übertragungsrate wird bei jeder Einteilungsperiode zugewiesen und zwar gemäß der Verfügbarkeit der Rückwärtsverbindungskapazität.
Die vorliegende Erfindung zielt auch darauf ab, die Verwendung der Rückwärtsverbindungskapazität in einem CDMA-System zu verbessern. Wenn die entfernte Station eine große Datenmenge an die Zelle zu senden hat, sammelt der Kanaleinteiler Information darüber, wie viel Daten zu übertragen sind, über die verfügbare Rückwärtsverbindungskapazität für jede Zelle in dem Netzwerk und über andere Parameter, die unten erörtert werden. Basierend auf der gesammelten Information gemäß einer Liste von Systemzielen und einer Liste von Systemrandbedingungen weist der Kanaleinteiler die maximale eingeteilte Übertragungsrate zu. Die maximale eingeteilte Übertragungsrate wird an die entfernte Station gesendet. Die entfernte Station teilt die Daten in Datenrahmen ein und überträgt die Datenrahmen über die Rückwärtsverbindung mit oder unterhalb der maximalen eingeteilten Übertragungsrate.
Die vorliegende Erfindung zielt auch darauf ab, die Übertragungsverzögerung des Datenverkehrs über die Rückwärtsverbindung zu minimieren. Die maximal eingeteilte Übertragungsrate wird durch den Kanaleinteiler zugewiesen und zwar basierend auf der zu übertragenden Datenmenge. Kleine Datenmengen werden unmittelbar über die Rückwärtsverbindung übertragen, und zwar mit oder mit weniger als der maximalen nicht eingeteilten bzw. uneingeteilten Ü bertragungsrate. Für größere Datenmengen weist der Kanaleinteiler eine maximal eingeteilte Übertragungsrate zu.
Die vorliegende Erfindung zielt ferner darauf ab, die Verwendung der Rückwärtsverbindung zu optimieren, und zwar durch Zuweisen der verfügbaren Rückwärtsverbindungskapazität an Nutzer basierend auf einem Satz mit Prioritäten. Den Nutzern innerhalb des Systems wird basierend auf einem Satz an Faktoren eine Priorität zugewiesen. Diese Faktoren umfassen das für den Nutzer erforderliche Energie-pro-Bit für den erforderlichen Leistungsfähigkeitspegel, die Liste mit Zellen, die den Nutzer versorgen, die Menge an zu übertragenden Daten, die Art der zu übertragenden Daten, die Art des für den Nutzer vorgesehenen Datendienstes, die Größe der Verzögerung, die der Nutzer bereits erfährt und andere Faktoren. Die verfügbare Kapazität wird zuerst dem Nutzer mit der höchsten Priorität und zuletzt dem Nutzer mit der niedrigsten Priorität zugewiesen.
In einem Aspekt der Erfindung sieht diese ein Verfahren zum Planen bzw. Einteilen von Datenübertragungen auf einer Rückwärtsverbindung in einem Kommunikationsnetzwerk vor, das wenigstens eine Zelle und wenigstens einen eingeteilten Nutzer bzw. Benutzer aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bestimmen einer Rückwärtsverbindungskapazität, die für jede der wenigstens einen Zelle verfügbar ist; Zuweisen einer zugewiesenen Übertragungsrate an jeden der wenigstens einen eingeteilten Benutzer; und Senden der zugewiesenen Übertragungsraten an den wenigstens einen eingeteilten Nutzer; wobei die zugewiesene Übertragungsrate auf der Rückwärtsverbindungskapazität, die für jede der wenigstens einen Zelle verfügbar ist, basiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer werden, wenn man die unten angegebene detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zusammen mit den Zeichnungen betrach tet, bei denen gleiche Bezugszeichnungen durchgehend Entsprechendes bezeichnen und wobei Folgendes gilt:
1 zeigt ein Diagramm eines zellularen Netzwerks, das eine Vielzahl von Zellen, eine Vielzahl von Basisstationen und eine Vielzahl von entfernten Stationen aufweist.
2 zeigt ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Implementierung der vorliegenden Erfindung in einem CDMA-Kommunikationssystem darstellt;
3 zeigt ein Blockdiagramm des Kanal-Controllers;
4 zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Codierers innerhalb der entfernten Station;
5 zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Modulators bei der entfernten Station;
6 zeigt ein Blockdiagramm einer alternativen Codierer- und Modulatorstruktur bei der entfernten Station;
7 zeigt ein Flussdiagramm der Rückwärtsverbindungsrateneinteilung, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
8 zeigt ein Flussdiagramm der Ratenzuweisung der Datenübertragung, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
9 zeigt ein Flussdiagramm der erneuten Ratenzuweisung der Datenübertragung, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
10 zeigt ein Zeitsteuerungsdiagramm, das die Übertragungsratenzuweisung und die Datenübertragung mit der zugewiesenen Übertragungsrate darstellt; und
11 zeigt ein Diagramm, das eine beispielhafte Verwendung der Rückwärtsverbindungsrateneinteilung, die die vorliegende Erfindung verkörpert, darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Bezug nehmend auf die Figuren stellt 1 ein beispielhaftes zellulares Kommunikationsnetzwerk dar, das aus mehreren Zellen 2a–2g zusammengesetzt ist. Jede Zelle 2 wird von einer entsprechenden Basisstation 4 versorgt bzw. bedient. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist das zellulare Netzwerk ein CDMA-Kommunikationsnetzwerk, obwohl die vorliegende Erfindung auf alle drahtlosen Kommunikationsformate anwendbar ist. Innerhalb des CDMA-Netzwerks sind verschiedene entfernte Stationen 6 überall verstreut. Jede der entfernten Stationen 6 kommuniziert mit einer oder mehreren Basisstationen 4, abhängig davon, ob sich die entfernte Station im Soft-Handoff befindet. Zum Beispiel kommunizieren die entfernten Stationen 6a und 6b ausschließlich mit der Basisstation 4c, die entfernten Stationen 6d und 6e kommunizieren ausschließlich mit der Basisstation 4d, aber die entfernte Station 6c, die in der Nähe einer Zellgrenze angeordnet ist, befindet sich im Soft-Handoff und kommuniziert gleichzeitig mit den Basisstationen 4c und 4d. Die Nutzung von Soft-Handoff in einem CDMA-System ist im Detail beschrieben in dem vorher genannten US-Patent Nr. 5,267,261.
Ein Blockdiagramm, das die grundlegende Architektur eines CDMA-Netzwerks darstellt, das die vorliegende Erfindung verkörpert, ist in 2 gezeigt. Ein Basisstationscontroller 10 ist gekoppelt mit einem Paketnetzwerkinterface 24, PSTN 30 und allen Basisstationen 4 in dem CDMA-Netzwerk (nur eine Basisstation 4 ist in 2 der einfacheren Darstellung wegen gezeigt). Der Basisstationscontroller 10 koordiniert die Kommunikation zwischen den entfernten Stationen 6 in dem CDMA-Netzwerk und anderen Nutzern, die mit dem Paketnetzwerkinterface 24 und dem PSTN 30 verbunden sind. Der Basisstationscontroller 10 enthält viele Auswählelemente 14, obwohl der einfacheren Darstellung wegen nur eines in 2 gezeigt ist. Ein Auswählelement bzw. Selektorelement 14 ist zugewiesen zum Steuern der Kommunikation zwischen einer oder mehreren Basisstationen 4 und der entfernten Station 6.
Auf der Rückwärtsverbindung initiiert die entfernte Station 6 einen Ruf- bzw. Anruf durch Übertragen einer Anfragenachricht bzw. Anforderungsnachricht an die Basisstation 4. Die Basisstation 4 empfängt die Nachricht und leitet die Nachricht weiter an den Anrufsteuerprozessor 16. Der Anrufsteuerprozessor 16 sendet einen Befehl an das Auswählelement 14, um die Basisstation 4 anzuweisen, einen Vorwärtsverbindungsverkehrskanal zuzuweisen. Die Basisstation 4 nutzt ein Kanalelement 40, um den Anruf mit der entfernten Station 6 zu steuern. Nach dem Zuweisen des Verkehrskanals wird der Anrufsteuerprozessor 40 informiert. Der Anrufsteuerprozessor 40 weist dann die Basisstation 4 an, eine Kanalzuweisungsnachricht an die entfernte Station 6 auf der Vorwärtsverbindung zu senden.
Die entfernte Station 6 initiiert eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung über die Rückwärtsverbindung durch Anfragen nach einer Erlaubnis von einem Kanaleinteiler bzw. -planer 12. Ein Controller 68 innerhalb der entfernten Station 6 verarbeitet die Anfrage durch Leiten des Anfragebefehls an einen Codierer 72. Der Controller 68 kann implementiert werden in einem Mikrocontroller, einem Mikroprozessor, einem digitalen Signalverarbeitungs-(DSP)-Chip oder einem ASIC, und zwar jeweils programmiert, um die hierin beschriebene Funktion durchzuführen. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel codiert der Codierer 72 den Anfragebefehl in Übereinstimmung mit dem "Blank-and-Burst"-Signalisierungsdatenformat, wie es in dem vorher genannten US-Patent Nr. 5,504,773 beschrieben ist. Der Codierer 72 erzeugt und hängt einen Satz mit zyklischen Redundanzprüf-(cyclic redundancy check, CRC)-Bits an, hängt einen Satz mit Codeabschlussbits bzw. Codetailbits an, faltungscodiert die Daten und hängt Bits an und ordnet die codierten Datensymbole wieder an. Die verschachtelten bzw. interleavten Bits werden an einen Modulator (MOD) 74 geliefert. Der Modulator 74 bildet die verschachtelten Bits unter Verwendung einer Walsh-Code-Abbildung in einen anderen Signalraum ab. Spezieller werden die verschachtelten Bits in Gruppen von sechs Bits gruppiert. Die sechs Bits werden dann auf eine entsprechende Walsh-Sequenz mit 64 Chips abgebildet. Der Modulator 74 spreizt dann die Walsh-Code-Chips mit einem langen Pseudorausch-(pseudo noise, PN)-Code und kurzen PN-Codes. Das modulierte Signal wird an ein Frontend 62 geliefert. Das Frontend 62 filtert, verstärkt und überträgt das Signal über die Luft, und zwar durch die Antenne 60, auf der Rückwärtsverbindung 52.
Die entfernte Station 6 moduliert die Rückwärtsverbindungsdaten gemäß einer langen PN-Sequenz. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist jeder Rückwärtsverbindungskanal definiert gemäß dem zeitlichen Versatz eines gemeinsamen langen PN-Sequenzgenerators. Mit zwei unterschiedlichen Versätzen sind die sich ergebenden Modulationssequenzen unkorreliert. Der Versatz der entfernten Station 6 ist gemäß einer einmaligen numerischen Identifizierung der entfernten Station 6 bestimmt, die in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der IS-95-gemäßen entfernten Stationen 6 die elektronische Seriennummer (ESN) ist. Somit überträgt bzw. sendet jede entfernte Station 6 auf einem unkorrelierten Rückwärtsverbindungskanal, der gemäß ihrer einmaligen elektronischen Seriennummer bestimmt ist.
An der Basisstation 4 wird das Rückwärtsverbindungssignal über eine Antenne 44 empfangen und an die HF-Einheit 42 geliefert. Die HF-Einheit 42 filtert, verstärkt, konvertiert herab und quantisiert das Rückwärtsverbindungssignal und liefert das digitalisierte Basisbandsignal an ein Kanalelement 40. Das Kanalelement 40 demoduliert und decodiert das Basisbandsignal, das Inverse der Signalverarbeitungsfunktionen, die an der entfernten Station 6 durchgeführt worden sind. Das Kanalelement 40 entspreizt das digitalisierte Basisbandsignal mit den kurzen PN-Codes und dem langen PN-Code. Das Kanalelement 40 bildet dann die Signale der entspreizten Daten ab. Speziell werden die entspreizten Daten in Blöcke mit 64 Chips gruppiert und es wird ein Walsh-Code zugewiesen, der eine Walsh-Sequenz besitzt, die dem Block mit entspreizten Daten am nächsten ist. Der Walsh-Code weist die demodulierten Daten auf. Das Kanalelement 40 ordnet die demodulierten Daten wieder an, faltungsdecodiert die deinterleavten bzw. entschachtelten Daten und führt die CRC-Prüffunktion durch. Die decodierten Daten, zum Beispiel der Anfragebefehl, werden an das Auswählelement 14 geliefert. Das Auswählelement 14 leitet den Anfragebefehl an den Kanaleinteiler 12.
Der Kanaleinteiler 12 verbindet alle Auswählelemente 14 innerhalb des Basisstationscontrollers 10. Der Kanaleinteiler 12 weist die maximale eingeteilte Übertragungsrate zu, die von jeder entfernten Station 6 für Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung auf der Rückwärtsverbindung genutzt werden kann. Die maximalen eingeteilten Übertragungsraten für die entfernten Stationen 6 werden an das Auswählelement 14 geliefert. Das Auswählelement 14 leitet die Einteilungsinformation an das Kanalelement 40, welches die Einteilungsinformation codiert und moduliert. Das modulierte Signal wird an eine HF-Einheit 42 geliefert, die das Signal hochkonvertiert und konditioniert. Das Signal wird über die Antenne 44 über eine Vorwärtsverbindung 50 übertragen.
An der entfernten Station 6 wird das Vorwärtsverbindungssignal durch die Antenne 60 empfangen und an das Frontend 62 geleitet. Das Frontend 62 filtert, verstärkt, konvertiert herunter und quantisiert das empfangene Signal und liefert das digitalisierte Basisbandsignal an einen Demodulator (DEMOD) 64. Das digitalisierte Basisbandsignal wird durch den Demodulator 64 demoduliert und durch einen Decodierer 66 decodiert, dem Inversen der durch das Kanalelement 40 durchgeführten Signalverarbeitung. Die decodierten Daten, die die maximale eingeteilte Übertragungsrate enthalten, werden an den Controller 68 geleitet. Der Controller 68 empfängt die Einteilungsinformation und konfiguriert die Hardware zum Beginnen der Datenübertragung mit oder unterhalb der maximalen eingeteilten Übertragungsrate.
Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung findet im Wesentlichen auf die gleiche Art und Weise statt, wie sie oben für die Übertragung des Anfragebefehls beschrieben ist, mit der Ausnahme, dass die Datenübertragung mit Raten bzw. Geschwindigkeiten bis zu der maximalen eingeteilten Übertragungsrate stattfinden kann. An der entfernten Station 6 werden die Daten in Datenrahmen aufgeteilt bzw. partitioniert. In dieser Beschreibung bezeichnet ein Datenrahmen die Menge von Daten, die von der entfernten Station 6 an die Basisstation 4 innerhalb einer Rahmenzeitperiode übertragen wird. Der Datenrahmen kann weiter in kleinere Einheiten partitioniert werden, die als Datenteile bzw. Datenportionen bezeichnet werden. Die Datenrahmen werden von einer Datenquelle 70 an den Codierer 72 gesendet. Der Codierer 72 formatiert die Datenrahmen, fügt den Satz mit erzeugten CRC-Bits und einen Satz mit Co detailbits bzw. Codeabschlussbits ein und faltungscodiert die Daten und ordnet die codierten Daten neu an. Ein Verfahren zum Codieren und Interleaven bzw. Verschachteln der Daten ist im Detail beschrieben in dem vorgenannten US-Patent Nr. 5,504,773. Die codierten Datenrahmen werden an den Modulator 74 geliefert, der die Signalabbildung unter Verwendung von Walsh-Code durchführt. Der Modulator 74 spreizt dann die abgebildeten Daten mit einem langen Pseudorauschcode und kurzen PN-Codes und liefert die gespreizten Daten an das Frontend 62. Das Frontend 62 filtert, verstärkt, konvertiert hoch und überträgt das Signal über die Luft mittels der Antenne 44 auf der Rückwärtsverbindung 52.
Die Basisstation 4 empfängt das Rückwärtsverbindungssignal und demoduliert und decodiert das Rückwärtsverbindungssignal auf die oben beschriebene Art und Weise. Die decodierten Daten werden durch das Kanalelement 40 an das Auswählelement 14 geliefert. Das Auswählelement 14 liefert die Daten an ein Paketnetzwerkinterface 24, welches die Daten an eine Datensenke 22 leitet. Die Hardware, wie oben beschrieben, unterstützt die Übertragung sowohl von Daten- als auch Sprachkommunikation über das CDMA-Netzwerk.
Die oben beschriebenen Funktionen können auch durch andere Implementierungen erreicht werden. Die Anordnung des Kanaleinteilers 12 und des Auswählelements 14 ist abhängig davon, ob eine zentralisierte oder verteilte Einteilungsverarbeitung gewünscht wird. Zum Beispiel können der Kanaleinteiler 12 und das Auswählelement 14 innerhalb der Basisstationen 4 enthalten sein. Diese verteilte Verarbeitung erlaubt es jeder Basisstation 4, ihre eigene Einteilung bzw. Planung durchzuführen, um dadurch möglicherweise die Verarbeitungsverzögerung zu minimieren. Im Gegensatz dazu kann der Kanaleinteiler 12 entworfen sein zum Steuern von Kommunikation mit allen Basisstationen 4 in dem Netzwerk. Diese zentralisierte Verarbeitung kann zu der optimalen Ausnutzung von Systemressourcen führen. Diese Beispiele illustrieren, dass der Kanaleinteiler 12 nicht in den Basisstationscontroller 10 aufgenommen werden muss, wie in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt.
Andere Implementierungen der oben beschriebenen Funktionen sind vorstellbar und liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
Die Rückwärtsverbindungsübertragungen können in zwei Klassen eingeteilt bzw. klassifiziert werden. Die erste Klasse enthält uneingeteilte Aufgaben bzw. Tasks, die, in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, nicht eingeteilt sind, und zwar aufgrund ihrer Intoleranz gegenüber zusätzlicher Verarbeitungsverzögerung. Diese Klasse umfasst Sprachkommunikationen und bestimmte Arten von Datenkommunikation (zum Beispiel Bestätigungsnachrichten für höhere Schichten). Die zweite Klasse umfasst eingeteilte Aufgaben, die zusätzliche Verarbeitungs- und Warteschlangenverzögerung tolerieren können. Diese Klasse umfasst die meisten Datenkommunikationen zwischen den entfernten Stationen 6 und den Basisstationen 4.
Wie in 1 gezeigt, sind die entfernten Stationen 6 über das gesamte CDMA-Netzwerk verteilt und können gleichzeitig in Kommunikation mit einer oder mehreren Basisstationen 4 sein. Deshalb koordiniert der Kanaleinteiler 12 Übertragungen von den eingeteilten und uneingeteilten Aufgaben über das gesamte CDMA-Netzwerk. Die Übertragung der eingeteilten Aufgaben auf der Rückwärtsverbindung wird durch den Kanaleinteiler 12 eingeteilt und zwar basierend auf der Verfügbarkeit der Rückwärtsverbindungskapazität, um eine Degradation bezüglich der Übertragung der eingeteilten und uneingeteilten Aufgaben zu vermeiden. Der Kanaleinteiler 12 ist beauftragt mit der Funktion des Zuweisens der Datenübertragungsrate an jeden eingeteilten Nutzer auf einer entfernten Station 6 innerhalb des CDMA-Netzwerks und zwar derart, dass ein Satz mit Zielen optimiert wird. Diese Ziele umfassen (1) verbesserte Ausnutzung der Rückwärtsverbindungskapazität durch Übertragen von so viel eingeteilten und uneingeteilten Aufgaben, wie innerhalb der Systemkapazitätsrandbedingungen unterstützt werden können, (2) verbesserte Qualität bei der Kommunikation und minimierte Übertragungsverzögerung, (3) faire Zuweisung der Rückwärtsverbindungskapazität an alle eingeteilten Nutzer basierend auf einem Satz mit Prioritäten, und (4) minimierte Sendeleistung der entfernten Station 6, um die Batterielebensdauer zu erhöhen und um Interferenz zu reduzieren. Die Ziele werden optimiert durch Ausbalancieren bzw. Abwägen einer Liste mit Faktoren, die im Detail unten erörtert werden.
Ein Blockdiagramm des Kanaleinteilers 12 ist in 3 gezeigt. Der Controller 92 sammelt die sachdienliche Information von allen Basisstationen 4 in dem CDMA-Netzwerk und weist die Datenübertragungsraten zu. Der Controller 92 kann implementiert werden in einem Mikrocontroller, einem Mikroprozessor, einem digitalen Signalverarbeitungs-(digital signal processing, DSP)-Chip oder einem ASIC, und zwar programmiert zum Durchführen der Funktion, wie sie hierin beschrieben ist. Der Controller 92 ist mit allen Auswählelementen 14 innerhalb des Basisstationscontrollers 10 verbunden. Der Controller 92 sammelt Information bezüglich der Nachfrage und der Kapazität für die Rückwärtsverbindung. Die gesammelte Information wird in einem Speicherelement 94 gespeichert und von dem Controller 92 je nach Bedarf abgefragt. Das Speicherelement 94 kann implementiert werden unter Verwendung eines Speicherelements oder eines von irgendeiner Anzahl von Speichereinrichtungen, wie beispielsweise RAM-Speichereinrichtungen, Riegeln bzw. Latches oder anderen Arten von Speichereinrichtungen, die in der Technik bekannt sind. Der Controller 92 ist auch mit einen Zeitsteuerelement bzw. Timingelement 96 verbunden. Das Zeitsteuerelement 96 kann implementiert werden mit einem Zähler, der mit einem Systemtakt bzw. einer Systemuhr betrieben wird, einem On-Board-Oszillator, der mit einem externen Signal verrastet ist oder mit einem Speicherelement zum Empfangen von Systemzeitsteuerung von einer externen Quelle. Das Zeitsteuerelement 96 beliefert den Controller 92 mit den Zeitsteuersignalen, die notwendig sind zum Durchführen der Rückwärtsverbindungsrateneinteilung. Die Zeitsteuersignale erlauben es dem Controller 92 auch, die maximal eingeteilten Übertragungsraten an das Auswählelement 14 zu den angemessenen Intervallen zu senden.
I. Rückwärtsverbindungsrateneinteilung
Das Flussdiagramm der Methode zur Rückwärtsverbindungsrateneinteilung, die die vorliegende Erfindung verkörpert ist in 7 gezeigt. Der erste Schritt in dem Einteilungsprozess, Schritt 200, involviert die Sammlung aller sachdienlichen Information, die für die optimale Zuweisung der Datenübertragungsraten für jeden eingeteilten Nutzer an der entfernten Station 6 notwendig ist. Die sachdienliche Information kann Folgendes umfassen: die Anzahl von eingeteilten und uneingeteilten bzw. nicht eingeteilten Aufgaben, die für jede entfernte Station 6 verfügbare Sendeleistung, die Warteschlangengröße, die die durch jede entfernte Station 6 zu übertragende Datenmenge anzeigt, den E_b/(N_o + I_o)-Einstellpunkt bzw. -Sollwert und das gemessene E_b/(N_o + I_o) für jeden entfernte Station 6 an der Basisstation 4, die Übertragungsrate für die uneingeteilte Aufgabe für jede entfernte Station 6 während der vorhergehenden Einteilungsperioden, den Aktivmitgliedersatz für jede entfernte Station 6, der die Zellen auflistet, mit denen die entfernte Station 6 sich in Kommunikation befindet, die Priorität der entfernten Stationen 6 und die Gesamtleistung, die bei jeder Zelle für die vorhergehende Einteilungsperiode empfangen worden ist. Jeder dieser Parameter wird unten im Detail erörtert. Nach dem Sammeln der Information von jeder Zelle weist der Kanaleinteiler 12 eine maximale eingeteilte Übertragungsrate für jeden eingeteilten Nutzer zu, und zwar basierend auf der gesammelten Information, dem Satz mit vorher genannten Zielen und der unten beim Schritt 202 beschriebenen Liste mit Systemrandbedingungen. Der Kanaleinteiler 12 sendet die Einteilungsinformation, die die maximale eingeteilte Übertragungsrate enthält an jede entfernte Station, und zwar im Schritt 204. Die Daten werden durch die entfernte Station 6 übertragen, und zwar mit oder unterhalb der maximalen eingeteilten Übertragungsrate, die der entfernten Station 6 eine vorher bestimmte Anzahl von Rahmen später zugewiesen worden ist. Der Kanaleinteiler 12 wartet dann, im Schritt 206, bis zur nächsten Einteilungsperiode, um den Einteilungszyklus erneut zu starten.
Die Zuweisung der maximalen eingeteilten Übertragungsrate kann durch mindestens zwei Ausführungsbeispiele erreicht werden. In dem ersten Ausführungsbeispiel weist der Kanaleinteiler 12 die maximale eingeteilte Übertragungsrate jedem eingeteilten Nutzer zu. Und in dem zweiten Ausführungsbei spiel fragt der eingeteilte Nutzer eine maximale eingeteilte Übertragungsrate an.
In den ersten Ausführungsbeispielen ist die Zuweisung der maximalen eingeteilten Übertragungsrate für die eingeteilten Nutzer im Schritt 202 des Flussdiagramms in 7, weiter dargestellt durch das in 8 gezeigte Flussdiagramm. Der Kanaleinteiler 12 weist die maximale eingeteilte Übertragungsrate für die eingeteilte Aufgabe von jeder entfernten Station 6 derart zu, dass die vorgenannten Ziele erreicht werden. Beim Zuweisen der Übertragungsraten erfüllt der Kanaleinteiler 12 die folgenden Systemrandbedingungen: (1) die entfernte Station 6 überträgt Leistung – die Leistung die erforderlich ist zum Übertragen mit der maximalen eingeteilten Übertragungsrate muss für die entfernte Station 6 verfügbar sein; (2) die Zelle empfängt Leistung – die von jeder Zelle empfangene gesamte Leistung darf eine vorherbestimmte Schwelle nicht übersteigen, so dass die Interferenz bezüglich entfernter Stationen 6 nicht exzessiv ist; (3) Soft-Handoff – die maximale eingeteilte Übertragungsrate ist die gleiche für alle Zellen, die die entfernte Station 6 im Soft-Handoff unterstützen (4) die Warteschlangengröße der entfernten Station 6 – eine hohe Übertragungsrate wird nur der entfernten Station 6 zugewiesen, die eine ausreichende Datenmenge zu übertragen hat. Jede dieser Randbedingungen wird im Detail unten erörtert.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird die für jede entfernte Station 6 verfügbare Übertragungsleistung an den Kanaleinteiler 12 gesendet, und zwar einige Zeit vor dem Start jeder Einteilungsperiode, zusammen mit der Warteschlangengröße und kann bei der Zuweisung der maximalen eingeteilten Übertragungsrate berücksichtigt werden. Falls diese Information für den Kanaleinteiler 12 nicht verfügbar ist, wird die Ratenzuweisung ohne Berücksichtigung der Sendeleistung der entfernten Station 6 durchgeführt.
Der Kanaleinteiler 12 tritt in das Flussdiagramm der 8 ein, nachdem er die sachdienliche Information gesammelt hat, die notwendig ist für die optimale Zuweisung der Datenübertragungsraten zu den eingeteilten Nutzern. Der Ka naleinteiler 12 startet im Zustand 210. In dem ersten Schritt berechnet der Kanaleinteiler 12 die Gesamtkapazität, die für jede Zelle in dem CDMA-Netzwerk verfügbar ist, und zwar im Schritt 212. Die für eingeteilte Übertragung für jede Zelle verfügbare Gesamtkapazität wird wie folgt berechnet:
wobei Q_avail die für die eingeteilte Übertragung verfügbare Rückwärtsverbindungskapazität ist, P_r die empfangene Leistung an der Zelle ist, die nicht von den eingeteilten Aufgaben der gleichen Zelle ist, und P_max die maximal zulässige gesamte empfangene Leistung an der Zelle ist. Die an der Zelle empfangene Leistung, die nicht von eingeteilten Aufgaben für die gleiche Zelle ist, umfasst die thermische Hintergrundrauschleistung N₀W, die Leistung P_adj von entfernten Stationen 6 in den benachbarten Zellen und die Leistung P_unscheduled von der entfernten Station 6 innerhalb der gleichen Zelle für uneingeteilte Aufgaben.
Die Gleichung, die der Kanaleinteiler 12 erfüllen muss, wenn er eine Datenübertragungsrate zuweist, lautet:
wobei
der vorhergesagte E_b/(N_o + I_o)-Einstellpunkt der i-ten entfernten Station für die kommende Einteilungsperiode ist, R_i die Datenübertragungsrate ist, die der i-ten entfernten Station zugewiesen ist, W die Systemspreizbandbreite ist und
die vorhergesagte empfangene Leistung an der Zelle ist, die nicht von eingeteilten Aufgaben für die gleiche Zelle ist, und zwar für die kommende Einteilungsperiode. Für ein IS-95A-System beträgt W 1,2288 MHz.
Die Ableitung der Gleichung (2) und die Bedeutung von jedem der Ausdrücke in Gleichung (2) wird im Detail unten beschrieben. Jeder der Ausdrücke in der Größe auf der rechten Seite der Gleichung (2) kann berechnet werden oder ist bekannt. Die Größe auf der rechten Seite der Gleichung (2) wird einmal für jede Zelle in dem Netzwerk berechnet und zwar am Beginn jeder Einteilungsperiode.
Die für eingeteilte Übertragung verfügbare Kapazität Q_avail kann definiert oder berechnet werden durch andere Verfahren als die in Gleichung (1) gezeigten. Ferner kann Q_avail beeinflusst werden durch Steuern der Übertragungen der uneingeteilten Aufgaben. Zum Beispiel kann der Kanaleinteiler 12 Q_avail erhöhen durch Beschränken der Übertragungsraten von einer oder mehreren entfernten Stationen 6, um P_r zu vermindern. Andere Verfahren zum Definieren und Manipulieren von Q_avail können angedacht werden und liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
Man beachte, dass die in allen Gleichungen überall in dieser Beschreibung verwendeten Ausdrücke in einem linearen Maßstab (nicht in dB) angegeben sind, außer es ist anders angegeben. Man beachte auch, dass Symbole ohne extra Markierung (z.B. E_bi) den aktuellen Wert bzw. momentanen Wert für die kommende Einteilungsperiode repräsentieren, Symbole die mit einem Unterstrich (z.B. E _bi) markiert sind repräsentieren den bekannten oder gemessenen Wert für die vorhergehende Einteilungsperiode und Symbole die mit einem Dach (z.B. Ê_bi) markiert sind repräsentieren den vorhergesagten Wert für die kommende Periode).
Auf der linken Seite der Gleichung (2) wird von dem vorhergesagten Einstellpunkt γ ^_i des eingeteilten Nutzers für die kommende Einteilungsperiode angenommen, dass er der gleiche ist wie der Einstellpunkt γ _i für die vorhergehende Einteilungsperiode. Da er eine Vorhersage der für die Zellen verfügbaren Kapazität und den Einstellpunkt einer bestimmten entfernten Station 6 besitzt, ist der Kanaleinteiler 12 deshalb fähig, die maximale Übertragungsrate zu bestimmen, die durch die Zellen für diese bestimmte entfernte Station 6 unterstützt werden kann.
Der Kanaleinteiler 12 erzeugt dann eine Prioritätsliste mit allen eingeteilten Nutzern und zwar im Schritt 214. Die Prioritätsliste ist eine Funktion zahlreicher Faktoren, von denen jeder unten detailliert erörtert wird. Die eingeteilten Nutzer werden gemäß ihrer relativen Priorität angeordnet, wobei der eingeteilte Nutzer, der die höchste Priorität besitzt, am oberen Ende der Liste platziert wird und der eingeteilte Nutzer, der die niedrigste Priorität besitzt, wird am unteren Ende der Liste platziert wird. Der Kanaleinteiler 12 tritt dann in eine Schleife ein und weist die verfügbare Rückwärtsverbindungskapazität den eingeteilten Nutzern gemäß der Prioritätsliste zu.
In dem ersten Schritt innerhalb der Übertragungsratenzuweisungsschleife wählt der Kanaleinteiler 12 den eingeteilten Nutzer auf der Prioritätsliste aus, der die höchste Priorität besitzt, und zwar im Schritt 216. Der Kanaleinteiler 12 identifiziert dann die Zellen, die diesen eingeteilten Nutzer unterstützen. Diese Zellen sind in dem Aktivmitgliedersatz des eingeteilten Nutzers aufgeführt. Falls der eingeteilte Nutzer sich im Soft-Handoff befindet, empfängt jede der Zellen, die den Nutzer unterstützen, gleichzeitig die durch den Nutzer übertragenen Daten. Somit berechnet der Kanaleinteiler 12 für jede Zelle in dem Aktivmitgliedersatz die maximal unterstützbare Übertragungsrate für den eingeteilten Nutzer, und zwar im Schritt 218. Die maximal unterstützbare Übertragungsrate für jede Zelle kann berechnet werden durch multiplizieren der Größe auf der rechten Seite der Gleichung (2) mit W/γ _i.
Die entfernte Station 6 kann auch eine angefragte Übertragungsrate an die Zelle senden. Die angefragte Übertragungsrate kann basiert sein auf der Warteschlangengröße, die die zu übertragende Datenmenge anzeigt, der gesamten für die entfernte Station 6 verfügbare Sendeleistung, der für die kommende Einteilungsperiode vorhergesagten erforderlichen Sendeenergie-pro-Bit und der Backoff-Leistung der entfernten Station 6. Die angefragte Übertragungsrate repräsentiert die maximale Übertragungsrate, die die entfernte Station 6 unterstützen kann. Dieser Wert ist im Detail unten abgeleitet.
Basierend auf der Datenmenge, wie durch die Warteschlangengröße gemessen, kann der Kanaleinteiler 12 auch eine bevorzugte Übertragungsrate empfehlen, mit der durch den eingeteilten Nutzer zu übertragen ist, und zwar im Schritt 222. Die bevorzugte Übertragungsrate kann auch eine Funktion der für die entfernte Station 6 verfügbaren Sendeleistung sein, falls diese Information für den Kanaleinteiler 12 verfügbar ist. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel werden die Warteschlangengröße und die für die entfernte Station 6 verfügbare Sendeleistung von der entfernten Station 6 an den Kanaleinteiler 12 gesendet, und zwar am Beginn jeder Einteilungsperiode. Die bevorzugte Übertragungsrate wird so ausgewählt, dass sie bei oder unterhalb der Übertragungsrate ist, die erforderlich ist zum Übertragen der Daten in der Warteschlange innerhalb des Einteilungsintervalls.
Um sicherzustellen, dass die Rückwärtsverbindungskapazität, die der eingeteilten Aufgabe für diese entfernte Station 6 zugewiesen ist, durch jede Zelle unterstützt werden kann, die die entfernte Station 6 im Soft-Handoff versorgt, wählt der Kanaleinteiler 12 die minimale Übertragungsrate aus der Liste mit maximal unterstützbaren Übertragungsraten, der angefragten Übertragungsrate und der bevorzugten Übertragungsrate aus, und zwar im Schritt 220. Die ausgewählte minimale Übertragungsrate ist definiert als die maximale eingeteilte Übertragungsrate für diesen eingeteilten Nutzer. Nachdem er eine Übertragungsrate diesem eingeteilten Nutzer zugewiesen hat, entfernt der Kanaleinteiler 12 den eingeteilten Nutzer von der Prioritätsliste und zwar im Schritt 226. Die für jede Zelle verfügbare Kapazität wird dann im Schritt 228 aktualisiert, um die Kapazität Q_i zu reflektieren, die dem eingeteilten Nutzer zugewiesen worden ist, der gerade von der Prioritätsliste entfernt worden ist. Die Kapazität wird aktualisiert durch Abziehen der gerade zugewiesenen Kapazität, berechnet als Q_i = γ _i·R_i/W und zwar von der Größe auf der rechten Seite der Gleichung (2) für jede Zelle in dem Aktivmitgliedersatz. Die aktualisierte Kapazität wird in der nachfolgenden Übertragungsratenzuweisung benutzt. Der Kanaleinteiler 12 bestimmt dann, ob allen eingeteilten Nutzern auf der Prioritätsliste eine Übertragungsrate zugewiesen worden ist, und zwar im Schritt 230. Falls die Prioritätsliste nicht leer ist, kehrt der Kanaleinteiler 12 zurück zum Schritt 216 und weist eine Datenübertragungsrate dem eingeteilten Nutzer mit der nächst höchsten Priorität zu. Die Zuweisungsschleife wird wiederholt, bis die Prioritätsliste keinen eingeteilten Nutzer mehr enthält. Falls die Prioritätsliste leer ist, endet der Zuweisungsprozess im Schritt 232.
In dem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Zuweisung der Rückwärtsverbindungskapazität auch erreicht werden durch Zuweisung von Kapazität an die eingeteilten Nutzer anstelle einer Zuweisung einer maximal eingeteilten Übertragungsrate. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Kanaleinteiler 12 eine Rückwärtsverbindungskapazität den eingeteilten Nutzern zu. Die zugewiesene Kapazität, Q_i, wird an das Auswählelement 14 geleitet, welches die maximale eingeteilte Übertragungsrate, basierend auf der zugewiesenen Kapazität und dem Einstellpunkt des eingeteilten Nutzers (zum Beispiel R_i = Q_i·W/γ _i) berechnet. In diesem Ausführungsbeispiel kann das Auswählelement 14 neue maximale eingeteilte Übertragungsraten für die eingeteilten Nutzer zuweisen, und zwar für jeden Rahmen in der Einteilungsperiode basierend auf den Änderungen des Einstellpunkts der eingeteilten Nutzer. Dies erlaubt es dem Auswählelement 14, eine Qualitätskommunikation für die eingeteilten und uneingeteilten Aufgaben auf der Rückwärtsverbindung beizubehalten, und zwar durch Halten der Interferenz auf einem akzeptablen Niveau. Andere Ausführungsbeispiele zum Zuweisen der Rückwärtsverbindungskapazität sind vorstellbar und liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
Die für jede Zelle verfügbare Kapazität kann auch den eingeteilten Nutzern ohne die Verwendung einer Schleife zugewiesen werden. Zum Beispiel kann die verfügbare Rückwärtsverbindungskapazität gemäß einer Gewichtungsfunktion zugewiesen werden. Die Gewichtungsfunktion kann auf der Priorität der eingeteilten Nutzer und/oder einiger anderer Faktoren basiert sein.
Die Prioritätsliste bestimmt die Zuweisung der Rückwärtsverbindungskapazität an die eingeteilten Nutzer. Einem eingeteilten Nutzer, der eine höhere Priorität besitzt, wird mehr Kapazität zugewiesen als einem, der eine niedrigere Priorität besitzt. Obwohl es vorzuziehen ist, die Kapazität in einer Reihefolge basierend auf der Priorität des eingeteilten Nutzers zuzuweisen, ist dies nicht eine notwendige Einschränkung. Die verfügbare Ressource kann in irgendeiner Reihenfolge zugewiesen werden und alle liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
Die Rückwärtsverbindungsrateneinteilung der vorliegenden Erfindung kann kontinuierlich, periodisch oder in einer gestaffelten Art und Weise durchgeführt werden. Falls die Einteilung kontinuierlich oder periodisch durchgeführt wird, wird das Einteilungsintervall derart ausgewählt, dass die Rückwärtsverbindungskapazität der Zellen für die Dauer der Einteilungsperiode vollständig genutzt wird. Dieses Ziel kann durch die folgenden Ausführungsbeispiele erreicht werden. Andere Ausführungsbeispiele, die Variationen oder Kombinationen der folgenden Ausführungsbeispiele sind, können in Erwägung gezogen werden und liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Einteilung (oder Kapazitätszuweisung) für jeden Rahmen durchgeführt. Dieses Ausführungsbeispiel erlaubt es dem Kanaleinteiler 12, die maximale eingeteilte Übertragungsrate des eingeteilten Nutzers für jeden Rahmen dynamisch einzustellen, um die für jede Zelle in dem Netzwerk verfügbare Kapazität vollständig zu nutzen. Mehr Verarbeitung ist notwendig, um die maximale eingeteilte Übertragungsrate für jeden Rahmen zuzuweisen. Auch ist mehr Überhang erforderlich, um die notwendige Einteilungsinformation an jeden eingeteilten Nutzer für jeden Rahmen zu übertragen. Zusätzlich kann es für die entfernten Stationen 6 erforderlich sein, Information für den Kanaleinteiler 12 häufiger vorzusehen, und zwar bezüglich ihrer aktuellen Sendeleistung, ihrer maximalen Sendeleistung und ihrer Fähigkeiten.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird das Einteilen alle K Rahmen durchgeführt, wobei K eine ganze Zahl größer als 1 ist. Für jedes Einteilungsintervall weist der Kanaleinteiler 12 die maximal eingeteilte Übertragungsrate für jeden eingeteilten Nutzer zu. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann die maximale eingeteilte Übertragungsrate berechnet werden unter Verwen dung eines hohen Werts für P_max in der Gleichung (2). Ferner kann die maximal eingeteilte Übertragungsrate berechnet werden unter Verwendung eines niedrigeren Wertes für den Einstellpunkt als für den Einstellpunkt γ _i für die vorhergehende Einteilungsperiode. Die Nutzer, die eingeteilt sind, werden benachrichtigt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird die Einteilung der maximalen eingeteilten Übertragungsraten an die eingeteilten Nutzer einmal pro Einteilungsperiode übertragen. Datenübertragungen mit den Hochgeschwindigkeitsübertragungsraten finden eine vorher bestimmte Anzahl von Rahmen später statt, wie unten erörtert. Die maximal eingeteilte Übertragungsrate für die eingeteilten Aufgaben wird durch den Kanaleinteiler 12 für die Dauer der Einteilungsperiode zugewiesen. Falls die Kapazität der Zellen während einer Einteilungsperiode die Datenübertragung mit den maximal eingeteilten Übertragungsraten nicht unterstützt, kann der Kanaleinteiler 12 Datenübertragung mit niedrigeren Übertragungsraten anweisen.
Während einer Einteilungsperiode besitzt jede entfernte Station 6 die Erlaubnis, mit einer Rate bis zu ihrer maximalen eingeteilten Übertragungsrate zu übertragen. Falls die entfernte Station 6 nicht fähig ist, mit der maximalen eingeteilten Übertragungsrate zu übertragen, kann die entfernte Station 6 die Zelle über die Datenübertragung mit einer niedrigeren Übertragungsrate benachrichtigen. Die entfernte Station 6 überträgt dann gleichzeitig oder bald danach Daten mit der niedrigeren Übertragungsrate. Falls die Rückwärtsverbindungskapazität für die Zellen Datenübertragung mit den maximalen eingeteilten Übertragungsraten nicht unterstützt, weist der Kanaleinteiler 12 in ähnlicher Weise Datenübertragungen mit einer niedrigeren Übertragungsrate an.
Das zweite Ausführungsbeispiel ist gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel aus mehreren Gründen vorzuziehen. Auf der Rückwärtsverbindung existiert eine Einteilungsverzögerung, und zwar von der Zeit, zu der die Daten der entfernten Station 6 verfügbar gemacht werden, bis zu der Zeit der Datenübertragung mit der Hochgeschwindigkeitsübertragungsrate. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann die Einteilungsverzögerung bis zu sieben Rahmen lang sein. Die Einteilungsverzögerung beeinflusst die Ansprechbar keit des Kanaleinteilers 12 gegenüber Änderungen in der Rückwärtsverbindungskapazität und Nachfrage. Es der entfernten Station 6 zu erlauben, mit irgendeiner Rate bis zu der maximal eingeteilten Übertragungsrate, zu übertragen, wenn die Rückwärtsverbindung wenig belastet bzw. ausgelastet ist, reduziert die Einteilungsverzögerung. Wenn die entfernte Station 6 keine Daten mehr zu übertragen hat, kann die entfernte Station 6 unmittelbar die Übertragungsrate reduzieren und somit die Rückwärtsverbindungsinterferenz gegenüber anderen entfernten Stationen 6 reduzieren. Zusätzlich sind die Signalverarbeitung und die Sendeleistungsressourcen an der Zelle nicht so beschränkt, wie bei der entfernten Station 6. Somit kann die Zelle bei den maximalen eingeteilten Übertragungsraten ohne einen großen Leistungsfähigkeitsnachteil demodulieren.
Das zweite Ausführungsbeispiel besitzt auch den Vorteil, dass es weniger Überhang erfordert, um die Einteilung der maximalen eingeteilten Übertragungsraten an die eingeteilten Nutzer zu übertragen. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Einteilungsinformation bei jedem Rahmen an die eingeteilten Nutzer übertragen. Ein Teil der Vorwärtsverbindungsressource wird somit diesem Überhang zugeteilt. In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Einteilungsinformation einmal pro Einteilungsperiode an die eingeteilten Nutzer übertragen. Zum Beispiel, falls das Einteilungsintervall zehn Rahmen ist, erfordert das zweite Ausführungsbeispiel etwas mehr als 1/10 des Überhangs des ersten Ausführungsbeispiels, während immer noch eine effiziente Nutzung der Rückwärtsverbindung beibehalten wird. Die erneute Zuweisung bzw. Wiederzuweisung der Übertragungsrate, die unten zu erörtern ist, kann für jeden Rahmen in der Einteilungsperiode durchgeführt werden, um es dem Kanaleinteiler 12 zu erlauben, die Übertragungsraten für jeden Rahmen dynamisch wieder zuzuweisen. Der zusätzliche Überhang der zum Übertragen der Einteilung der temporären Übertragungsraten notwendig ist, ist minimal, da die Übertragungsrate von nur einem Teil der eingeteilten Nutzer für jeden Rahmen erneut zugewiesen wird. Tatsächlich werden nur so viel eingeteilte Nutzer erneut zugewiesen, so dass alle Zellen in dem Netzwerk mit weniger als der gesamten Rückwärtsverbindungskapazität, die für die Zellen verfügbar ist, betrieben werden.
Alternativ kann in dem dritten Ausführungsbeispiel die Rückwärtsverbindungsrateneinteilung gestaffelt sein. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Einteilung durch bestimmte Ereignisse ausgelöst werden. Zum Beispiel kann der Kanaleinteiler 12 die Rückwärtsverbindungsrateneinteilung immer dann durchführen, wenn eine Anfrage nach Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung empfangen wird oder immer dann, wenn eine eingeteilte Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung der entfernten Station 6 abgeschlossen ist. Der Kanaleinteiler 12 besitzt die Kenntnis der durch jede entfernte Station 6 zu übertragenden Datenmenge und die maximal eingeteilte Übertragungsrate. Typischerweise überträgt die entfernte Station 6 mit der maximalen eingeteilten Übertragungsrate, außer bei abschwächenden bzw. dämpfenden Umständen wie zum Beispiel dem Mangel an verfügbarer Sendeleistung. Somit ist der Kanaleinteiler 12 fähig, zu bestimmen, wenn die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung abgeschlossen ist. Nach der Beendigung einer eingeteilten Übertragung durch die entfernte Station 6, kann der Kanaleinteiler 12 die Einteilung und Zuweisung der Rückwärtsverbindungskapazität an andere entfernte Stationen 6 durchführen. Die Einteilung der maximalen eingeteilten Übertragungsrate wird nur an entfernte Stationen 6 übertragen, denen eine Übertragungsrate zugewiesen oder erneut zugewiesen worden ist.
Die Rückwärtsverbindungsrateneinteilung kann durch den Kanaleinteiler 12 für alle Zellen in dem CDMA-Netzwerk durchgeführt werden. Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht es dem Kanaleinteiler 12, Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung für entfernte Stationen 6, die sich im Soft-Handoff befinden und die sich in Kommunikation mit mehreren Zellen befinden, effektiv einzuteilen. Einteilung für das gesamte Netzwerk ist komplexer wegen der vielen Interaktionen zwischen den Zellen und entfernten Stationen 6. In dem alternativen Ausführungsbeispiel können, um die Einteilung zu vereinfachen, die eingeteilten Aufgaben in zwei Kategorien unterteilt werden, und zwar speziell in eingeteilte Aufgaben von entfernten Stationen 6, die sich im Soft-Handoff be finden, und eingeteilte Aufgaben von entfernten Stationen 6, die sich nicht im Soft-Handoff befinden. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Rückwärtsverbindungsrateneinteilung für entfernte Stationen 6, die sich in Kommunikation mit nur einer Zelle befinden, auf der Zellebene durchgeführt werden. Entfernte Stationen 6, die sich in Kommunikation mit mehreren Zellen befinden, können durch den Kanaleinteiler 12 eingeteilt werden. Die vorliegende Erfindung ist auf alle Ausführungsbeispiele der Vorwärtsverbindungsrateneinteilung anwendbar, und zwar einschließlich zentralisierter Einteilung, verteilter Einteilung und irgendwelcher Kombinationen davon.
II. Erneute Zuweisung der Übertragungsrate
In dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel, in dem die Rückwärtsverbindungsrateneinteilung für jeden Rahmen durchgeführt wird, kann die Rückwärtsverbindungskapazität erneut zugewiesen werden, und zwar während der Einteilungsperiode, um die Rückwärtsverbindungsnachfrage mit der verfügbaren Kapazität abzugleichen. Obwohl die Kapazität für jeden Rahmen zugewiesen wird, kann die Einteilungsverzögerung zu einer suboptimalen Kapazitätszuweisung geführt haben. Während der Einteilungsverzögerung kann sich der Status des Systems geändert haben. Auch können die anfänglichen Vorhersagen nicht genau gewesen sein und können eine Modifikation erfordern.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei die Einteilung alle K Rahmen durchgeführt wird, kann die Übertragungsrate während der Einteilungsperiode erneut zugewiesen werden, um die Rückwärtsverbindungsnachfrage mit der verfügbaren Rückwärtsverbindungskapazität abzustimmen. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel findet die Datenübertragung bei oder unterhalb der maximalen eingeteilten Übertragungsrate für die Dauer der Einteilungsperiode statt, und zwar ohne die Nutzung der Routine für die erneute Zuweisung der Übertragungsrate. Dies vereinfacht die Einteilungsroutine, kann jedoch zu einem niedrigeren E_b/(N_o + I_o) führen, was die Qualität der Kommunikation verschlechtern kann. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel können die maxi malen eingeteilten Übertragungsraten für jeden Rahmen erneut zugewiesen werden, um eine Qualitätskommunikation beizubehalten.
Während der Einteilungsperiode, falls die Rückwärtsverbindungskapazität für die Zellen Datenübertragungen mit den maximal eingeteilten Übertragungsraten nicht unterstützt, weist der Kanaleinteiler 12 Datenübertragungen mit niedrigeren Übertragungsraten an. Für jeden Rahmen, in dem die Rückwärtsverbindungskapazität für die Zellen inadäquat ist, um die Nachfrage durch die eingeteilten und uneingeteilten Aufgaben zu bedienen, bestimmt der Kanaleinteiler 12 die Größe der Erhöhung der Rückwärtsverbindungsnachfrage und die verfügbare Rückwärtsverbindungskapazität. Der Kanaleinteiler 12 weist dann niedrigere Übertragungsraten für einige oder alle eingeteilten Benutzer zu, so dass die durch die Nutzer angefragte Kapazität die gesamte für die Zellen verfügbare Kapazität nicht übersteigt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel werden die niedrigeren Übertragungsraten als die temporären Übertragungsraten bezeichnet, und nur für einen Rahmen genutzt. Für nachfolgende Rahmen in der Einteilungsperiode werden die maximal eingeteilten Übertragungsraten genutzt, außer diese werden wiederum durch den Kanaleinteiler 12 modifiziert.
Der Kanaleinteiler 12 kann auch versuchen, die erneute Zuweisung der Übertragungsrate zu minimieren, und zwar durch Erhöhen der für die Zellen verfügbaren gesamten Kapazität. Das Erhöhen der gesamten Kapazität kann erreicht werden durch Verringern der Übertragungsraten für die uneingeteilten Nutzer (z.B. Limitieren der Übertragungsraten der Sprachnutzer auf niedrigere Raten).
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird die erneute Zuweisung der Übertragungsrate für jeden Rahmen durchgeführt, um sicherzustellen, dass die für die eingeteilten und uneingeteilten Aufgaben für jede Zelle erforderliche Kapazität weniger als die für die Zellen verfügbare, gesamte Rückwärtsverbindungskapazität ist. Die Einteilung der temporären Übertragungsraten wird an die eingeteilten Nutzer übertragen, denen temporäre Übertragungsra ten erneut zugewiesen worden sind. Für jeden Rahmen verifiziert der eingeteilte Nutzer, dass die Übertragungsrate nicht erneut zugewiesen worden ist. Bei jedem Rahmen innerhalb der Einteilungsperiode überträgt jeder eingeteilte Nutzer Daten mit oder mit weniger als der maximal eingeteilten Übertragungsrate oder der temporären Übertragungsrate.
Die erneute Zuweisung der Übertragungsrate ist in dem in 9 gezeigten Flussdiagramm dargestellt. Der Kanaleinteiler 12 startet im Zustand 240. In dem ersten Schritt, im Schritt 242, erzeugt der Kanaleinteiler 12 eine Zellenliste mit Zellen in dem Netzwerk, für die die Rückwärtsverbindungskapazität, die für die eingeteilten und uneingeteilten Aufgaben, die für die Zelle verfügbare gesamte Kapazität übersteigt. Der Kanaleinteiler 12 berechnet die gesamte Rückwärtsverbindungskapazität, die für jede Zelle in dem CDMA-Netzwerk verfügbar ist, unter Verwendung der Gleichung (2), und zwar im Schritt 244. Als nächstes erzeugt der Kanaleinteiler 12 die Prioritätsliste mit allen eingeteilten Nutzern, die sich in Kommunikation mit mindestens einer Zelle in der Zellenliste befinden, und denen eine Übertragungsrate für die aktuelle Einteilungsperiode zugewiesen worden ist, und zwar im Schritt 246. Die eingeteilten Nutzer in der Prioritätsliste werden als die betroffenen eingeteilten Nutzer bezeichnet. Der Kanaleinteiler 12 tritt dann in eine Schleife ein und weist die Übertragungsrate von einigen oder allen betroffenen eingeteilten Nutzern erneut zu, und zwar gemäß der Prioritätsliste und der Zellenliste.
In dem ersten Schritt innerhalb der Schleife zur erneuten Zuweisung der Übertragungsrate wählt der Kanaleinteiler 12 den betroffenen eingeteilten Nutzer aus, der die höchste Priorität besitzt, und zwar im Schritt 248. Der Kanaleinteiler 12 identifiziert dann die Zellen, die den betroffenen eingeteilten Nutzer für Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung unterstützen. Diese Zellen werden als die ausgewählten Zellen bezeichnet. Als nächstes berechnet der Kanaleinteiler 12 die maximal unterstützbare Übertragungsrate für den betroffenen eingeteilten Nutzer für jede ausgewählte Zelle, und zwar im Schritt 250. Um sicherzustellen, dass die diesem eingeteilten Nutzer zugewiesene Rückwärtsverbindungskapazität durch jede ausgewählte Zelle geliefert werden kann, wählt der Kanaleinteiler 12 die minimale Übertragungsrate von der Liste mit maximal unterstützbaren Übertragungsraten, und die maximal eingeteilte Übertragungsrate und zwar im Schritt 252. Die ausgewählte minimale Übertragungsrate ist definiert als die temporäre Übertragungsrate. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die temporäre Übertragungsrate niedriger als die maximale eingeteilte Übertragungsrate und wird nur dem eingeteilten Nutzer für den kommenden Rahmen zugewiesen, und zwar im Schritt 254. Der betroffene eingeteilte Nutzer wird von der Prioritätsliste im Schritt 256 entfernt. Die gesamte Rückwärtsverbindungskapazität, die für jede ausgewählte Zelle verfügbar ist, wird dann im Schritt 258 aktualisiert, um die Kapazität wiederzuspiegeln, die dem betroffenen eingeteilten Nutzer zugewiesen worden ist, der gerade von der Prioritätsliste entfernt worden ist. Der Kanaleinteiler 12 aktualisiert dann die Zellenliste und entfernt die Zellen für die die gesamte Rückwärtsverbindungskapazität Null ist, und zwar im Schritt 260. Als Nächstes bestimmt der Kanaleinteiler 12, ob die Zellenliste leer ist, und zwar im Schritt 262. Falls die Zellenliste nicht leer ist, bestimmt der Kanaleinteiler 12, ob die Prioritätsliste leer ist, und zwar im Schritt 264. Falls die Prioritätsliste nicht leer ist, kehrt der Kanaleinteiler 12 zurück zum Schritt 248 und weist eine Datenübertragungsrate dem betroffenen eingeteilten Nutzer mit der nächst höchsten Priorität erneut zu. Die Schleife der erneuten Zuweisung der Übertragungsrate geht weiter, bis die Zellenliste oder die Prioritätsliste leer ist. Falls die Zellenliste oder die Prioritätsliste leer ist, endet der Prozess der erneuten Zuweisung der Übertragungsrate im Schritt 266.
Der Kanaleinteiler 12, das Auswählelement 14 oder die Zelle können auch entfernten Stationen 6 niedrigere Übertragungsraten temporär zuweisen, falls die FER an der Zelle hoch ist, oder falls die gemessene gesamte empfangene Leistung P_total über einer vorherbestimmten Schwelle ist. Die temporären Übertragungsraten können an die entfernten Stationen 6 unmittelbar gesendet werden, ohne dass sie auf die nächste Einteilungsperiode warten müssen und Datenübertragungen mit den temporären Übertragungsraten können unmittelbar oder bald danach stattfinden. Dies reduziert die Verarbeitungsverzögerung und erlaubt es dem Kanaleinteiler 12 oder der Zelle, schnell zu handeln, um die Qualität der Kommunikation auf der Rückwärtsverbindung zu verbessern.
Die maximale eingeteilte Übertragungsrate stellt eine Erlaubnis dar, die von dem Kanaleinteiler 12 der entfernten Station 6 gegeben wird, um bis zu der maximalen eingeteilten Übertragungsrate zu übertragen. Die entfernte Station 6 kann mit niedrigeren Übertragungsraten übertragen. Falls die entfernte Station 6 bestimmt bzw. feststellt, dass ihre verfügbare Sendeleistung Datenübertragung mit der maximalen eingeteilten Übertragungsrate nicht unterstützt, kann die entfernte Station 6 eine Ratenreduzierungsnachricht an alle Zellen senden, die sich in Kommunikation mit der entfernten Station 6 befinden. Die Ratenreduzierungsnachricht zeigt die niedrigere Übertragungsrate an, die die entfernte Station 6 zu nutzen beabsichtigt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel überträgt die entfernte Station 6 mit der niedrigeren Übertragungsrate bei dem gleichen Rahmen, zu dem die Ratenreduzierungsnachricht übertragen wird oder eine vorherbestimmte Anzahl von Rahmen später. Es der entfernten Station 6 zu erlauben, die Übertragungsrate einseitig zu verringern, d.h. ohne, dass sie durch den Kanaleinteiler 12 erneut zugewiesen werden muss, reduziert die Verarbeitungsverzögerung und verbessert die Qualität der Kommunikationen auf der Rückwärtsverbindung. Vorzugsweise überträgt die entfernte Station 6 mit der maximalen eingeteilten Übertragungsrate, da die Rückwärtsverbindungskapazität bereits zugewiesen worden ist. Datenübertragung mit der niedrigeren Übertragungsrate kann zu einer nicht vollständigen Ausnutzung der Rückwärtsverbindungskapazität führen.
Falls die entfernte Station 6 bestimmt, dass ihre verfügbare Sendeleistung Datenübertragung mit einer höheren Übertragungsrate unterstützt, und die Warteschlangengröße groß ist, kann die entfernte Station 6 alternativ eine Ratenerhöhung während der Einteilungsperiode anfragen. Die Anfrage nach höherer Übertragungsrate kann an alle Zellen übertragen werden, die die entfernte Station 6 im Soft-Handoff unterstützen. Falls irgendeine der Zellen bestimmt, dass die Rückwärtsverbindungskapazität für diese Zelle voll ist, wird die Anfrage nach der höheren Übertragungsrate abgewiesen. Anderenfalls wird die Anfrage an den Kanaleinteiler 12 geleitet, der die Anfrage während der Einteilungsperiode berücksichtigen kann.
III. Betrachtung der Sendeleistung der entfernten Station
Jede entfernte Station 6 ist durch die maximale Sendeleistung, die für sie verfügbar ist, eingeschränkt. Die maximale Sendeleistung wird durch FCC-Regulierungen, Batteriekapazität und die Interferenz gegenüber anderen entfernten Stationen 6 in dem CDMA-Netzwerk bestimmt. Die entfernte Station 6 erfordert E_bi Energie-pro-Bit zum Übertragen von Daten an die Zelle für das erforderliche Leistungsfähigkeitsniveau. Für Sprachkommunikation ist 1% FER ein akzeptables Leistungsfähigkeitsniveau, aber die Anforderung für Datenkommunikation kann höher sein. Die Leistungsbeschränkung, die von jeder entfernten Station 6 erfüllt werden sollte, lautet:
wobei

E_bi: = erforderliche Sendeenergie-pro-Bit der i-ten entfernten Station
R_i: = Übertragungsrate der i-ten entfernten Station, und
P_max,i: = maximale Sendeleistung, die für die i-te entfernte Station verfügbar ist.

Auf der Rückwärtsverbindung wird das Energie-pro-Bit-zu-Rausch-plus-Interferenz-Verhältnis E_b/(N_o + I_o), wie es an der Zelle gemessen wird, für jede entfernte Station 6 derart gesteuert, dass das erforderliche Leistungsfähigkeitsniveau beibehalten wird, während die Sendeleistung der entfernten Station 6 minimiert wird. Diese Leistungssteuerung ist auf der Rückwärtsverbindung kritisch, weil die Sendeleistung jeder entfernten Station 6 eine Interferenz gegenüber anderen entfernten Stationen 6 in dem CDMA-Netzwerk ist. Minimieren der Sendeleistung reduziert die Interferenz und erhöht die Rückwärtsverbindungskapazität.
Während sich die entfernte Station 6 durch das Netzwerk bewegt, ändert der Effekt des Mehrfachpfads und Fadings bzw. Schwundes drastisch das E_b/(N_o + I_o) des an der Zelle empfangenen Signals. Tatsächlich kann die dynamische Variation des empfangenen E_b/(N_o + I_o) während einer Kommunikation mehr als 60 dB sein. Um diese große Variation zu bekämpfen, unterhält jede entfernte Station 6 einen Leistungssteuermechanismus, der die Sendeleistung dynamisch einstellt, um Änderungen bei dem Kanalzustand zu bekämpfen. Für das CDMA-System gemäß dem IS-95A-Standard ist für jede entfernte Station 6 ein Bereich von 60 dB für die Rückwärtsverbindungsleistungssteuerung zugelassen und die Sendeleistung kann um 1 dB pro 1,25 ms erhöht oder vermindert werden.
Die Sendeleistung der entfernten Station 6 hält von der maximalen Sendeleistung einen Abstand ein, um den Kopfraum bzw. Puffer beizubehalten. Der Puffer erlaubt es dem Leistungssteuermechanismus der entfernten Station 6, die Sendeleistung einzustellen, um Änderungen bei dem Kanalzustand zu bekämpfen und um Variationen der Übertragungsrate der uneingeteilten Aufgaben zu berücksichtigen. Deshalb kann die Gleichung (3) wie folgt ausgedrückt werden:
wobei α der Bruchteil der Sendeleistung ist, der für den Backoff bzw. zum Abstandhalten reserviert ist. Zum Beispiel falls die Hälfte der maximalen Sendeleistung für Backoff reserviert ist, dann ist α = 0,5 (3 dB Leistung für Backoff). Die erforderliche Energie-pro-Bit E_bi kann von der Sendeleistung P _i und der Übertragungsrate R _i für die vorhergehende Einteilungsperiode vorhergesagt werden, und zwar wie folgt:
wobei
die für die kommende Einteilungsperiode erforderliche vorhergesagte Energie-pro-Bit ist, δ(R _i, R_i) der zu verwendende Korrekturfaktor ist, falls die vorhergehende Übertragungsrate R _i und die eingeteilte Übertragungsrate R_i unterschiedliche erforderliche Energie-pro-Bit besitzen. Die Rahmenfehlerrate (FER) kann auch berücksichtigt werden zum Vorhersagen der erforderlichen Energie-pro-Bit. Speziell kann die vorhergesagte Energie-pro-Bit erhöht werden, falls die FER hoch ist, oder verringert werden, falls die FER niedrig ist. Somit wird Gleichung (5) zu:
wobei Pe die FER ist und
eine Funktion von Pe ist.
kann als eine Gleichung oder als Look-Up- bzw. Nachschlagtabelle implementiert werden. Im Allgemeinen ist
ein positiver Wert und nimmt zu, wenn Pe abnimmt. Kombiniert man Gleichung (4) und (6), wird die maximale Übertragungsrate, die der entfernten Station 6 basierend auf der verfügbaren Sendeleistung, der Backoff-Leistung und der für die entfernte Station 6 erforderlichen vorhergesagten Energie-pro-Bit zugewiesen werden kann, wie folgt:
Gleichung (7) kann an der entfernten Station 6 berechnet werden und die maximale Übertragungsrate R_max kann von der entfernten Station 6 verwendet werden, und zwar zusammen mit der Warteschlangegröße zum Bestimmen der angefragten Übertragungsrate. Alternativ kann die entfernte Station 6 die maximale Sendeleistung P_max,i, die vorhergesagte erforderliche Energie-pro- Bit
und die Warteschlangengröße dem Kanaleinteiler 12 mitteilen zur Berücksichtigung beim Zuweisen einer Übertragungsrate an die entfernte Station 6.
IV. Rückwärtsverbindungskapazität
Die Kapazität der Rückwärtsverbindung in einem CDMA-System wird hauptsächlich bestimmt durch die Interferenz, die jede entfernte Station 6 gegenüber anderen entfernten Stationen 6 verursacht. Und zwar weil jede entfernte Station 6 die Daten über die Systembandbreite spreizt und das Signal über das gleiche Frequenzband überträgt. Die Zelle empfängt die von allen entfernten Stationen 6 übertragene Leistung und demoduliert das Signal jeder entfernten Station 6. Die von der Zelle empfangene gesamte Leistung von M entfernten Stationen 6 und zwar für die eingeteilten und uneingeteilten Aufgaben, kann wie folgt ausgedrückt werden
wobei

P_total: = totale bzw. gesamte durch die Zelle empfangene Leistung,
P_r: = durch die Zelle empfangene Leistung, die nicht von eingeteilten Aufgaben der gleichen Zelle ist,
P_i: = von der eingeteilten Aufgabe der i-ten entfernten Station empfangene Leistung, und
M: = Anzahl von übertragenden bzw. sendenden eingeteilten entfernten Stationen.

Das E_b/(N_o + I_o) für eine bestimmte entfernte Station 6 ist gegeben durch:
wobei

E_bi: = Energie-pro-Bit für die i-te entfernte Station,
N_o: = Hintergrundrauschdichte des Systems, und
I_o: = Interferenz zu dem Signal, das von der i-ten Station durch andere Quellen in dem System empfangen wird.

Jede entfernte Station 6 erfordert unterschiedliche E_b/(N_o + I_o) für das erforderliche Leistungsfähigkeitsniveau. Tatsächlich kann eine bestimmte entfernte Station 6 unterschiedliches E_b/(N_o + I_o) zu unterschiedlichen Zeiten während einer Kommunikation mit der Zelle erfordern. Der Hauptfaktor, der das erforderliche E_b/(N_o + I_o) beeinflusst ist der Kanalzustand. Zum Beispiel beeinflusst die Geschwindigkeit, mit der sich die entfernte Station 6 durch das CDMA-Netzwerk bewegt, die Größe des Fadings, und deshalb den Kanalzustand. Bei niedriger Geschwindigkeit ist der Leistungssteuermechanismus effektiv beim Entgegenwirken zu den langsamen Fades bzw. Schwunden und das erforderliche E_b/(N_o + I_o) ist niedrig. Bei hoher Geschwindigkeit ist die Leistungssteuerung nicht effektiv beim Entgegenwirken gegen das schnelle Fading und der Effekt des Interleavings wird zunehmend nützlich. Bei einer mittleren Geschwindigkeit ist das erforderliche E_b/(N_o + I_o) das höchste, weil weder die Leistungsregelung noch das Interleaving so effektiv ist. Andere Faktoren können auch den Kanalzustand beeinflussen und somit das erforderliche E_b/(N_o + I_o).
Kombiniert man die Gleichung (8) und (9) und nähert den Summationsausdruck in dem Nenner der Gleichung (9) mit dem Summationsausdruck in Gleichung (8) an, führt das zu:
Die gesamte empfangene Leistung P_total hängt stark mit der Rückwärtsverbin dungskapazität zusammen. Der Ausdruck
in dem Nenner der Gleichung (10) bezieht sich auf die Auslastung des Systems. Wenn
sich 1,0 in Gleichung (10) nähert, nähert sich P_total unendlich, einem Betriebspunkt der durch das System nicht erreicht werden kann. Höhere Auslastung auf der Rückwärtsverbindung führt zu einem höheren Niveau an Interferenz. Das höhere Niveau an Interferenz zwingt die entfernte Station 6, mit höherer Leistung zu senden, um das erforderliche Leistungsfähigkeitsniveau beizubehalten. Da die Sendeleistung jeder entfernten Station 6 eine obere Grenze besitzt, ist die obere Grenze von P_total beschränkt, um die Abdeckung für die uneingeteilten Aufgaben zu garantieren. Der Betriebspunkt P_max hängt von dem Systementwurf ab und hängt zusammen mit dem erreichbaren E_bi/(N_o + I_o) der entfernten Station 6, die an der Zellgrenze angeordnet ist. E_bi/(N_o + I_o) hängt direkt mit der FER-Leistungsfähigkeit zusammen. Ein Betrieb mit höherer Auslastung führt zu einem schlechteren E_bi/(N_o + I_o) für die uneingeteilten Nutzer an der Grenze des Abdeckungs- bzw. Versorgungsgebiets und entsprechend zu einer höheren FER.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel weist die Zelle zwei Leistungssteuerschleifen für jede entfernte Station 6 auf, um das erforderliche Niveau der FER-Leistungsfähigkeit beizubehalten, während die Interferenz gegenüber anderen entfernten Stationen 6 minimiert wird. Die erste Leistungssteuerschleife, als die innere Schleife bezeichnet, stellt die Sendeleistung der entfernten Station 6 derart ein, dass die Signalqualität, gemessen durch E_b/(N_o + I_o), wie es an der Zelle empfangen wird, als ein Einstellpunkt bzw. Sollwert beibehalten wird. Die Zelle misst das E_bi/(N_o + I_o) des empfangenen Signals und überträgt ein Steuersignal an die entfernte Station 6, um die ent fernte Station 6 anzuweisen, zum Erhöhen der Sendeleistung, um ein Inkrement bzw. eine Erhöhung um einen 1 dB-Schritt, falls die gemessene E_b/(N_o + I_o) unterhalb des Einstellpunktes ist. Alternativ weist die Zelle die entfernte Station 6 an, zum Verringern der Sendeleistung falls das gemessene E_b/(N_o + I_o) oberhalb des Einstellpunkts ist. Die innere Schleife stellt die Sendeleistung der entfernten Station 6 derart ein, dass die Sendeleistung minimiert wird, während das gemessene E_b/(N_o + I_o) gleich dem Einstellpunkt ist. Die zweite Leistungssteuerschleife, als die äußere Schleife bezeichnet, stellt den Einstellpunkt derart ein, dass das gewünschte Leistungsfähigkeitsniveau, wie durch die Rahmenfehlerrate (FER) gemessen, beibehalten wird. Die Zelle erhöht den Einstellpunkt, falls die gemessene FER höher als ein vorher bestimmtes Niveau ist. Im Gegensatz dazu vermindert die Zelle den Einstellpunkt falls die FER niedriger als das vorherbestimmte Niveau ist. Um eine Stabilität zwischen den zwei Schleifen beizubehalten, wird die Zeitkonstante der äußeren Schleife langsamer bzw. kleiner gemacht als jene der inneren Schleife. Zusätzlich kann die entfernte Station 6 ein Leistungssteuersystem mit offener Schleife (open loop) verwenden, in dem sie ihre Sendeleistung gemäß den Änderungen der Leistung der empfangenen Vorwärtsverbindungssignale einstellt.
Der Kanaleinteiler 12 weist die Datenübertragungsrate für die eingeteilten Aufgaben für jede entfernte Station 6 zu, während P_total unterhalb von P_max gehalten wird. Das erforderliche E_bi/(N_o + I_o), oder X_i, für die entfernte Station 6 kann vorhergesagt werden durch Nutzen des Einstellpunkts γ _i der entfernten Station 6 für die vorhergehende Einteilungsperiode (X_i ≅ γ _i). Der Einstellpunkt ist eine gute Vorhersage für das erforderliche E_bi/(N_o + I_o), weil die äußere Schleife den Einstellpunkt bei der Einstellung beibehält, die das gewünschte Leistungsfähigkeitsniveau erzeugt.
Bei bestimmten extremen Umständen ist der Einstellpunkt nicht eine gute Schätzung für das erforderliche E_bi/(N_o + I_o). In der ersten Situation überträgt die entfernte Station 6 mit der maximalen Sendeleistung, die FER ist jedoch noch hoch. in diesem Fall wird die Leistungssteuerschleife fortfahren, den Einstellpunkt zu erhöhen. In der zweiten Situation befindet sich die entfernte Station 6 im Soft-Handoff mit mehreren Zellen, und jede Zelle misst ein anderes E_b/(N_o + I_o). Zum Minimieren von Interferenz gegenüber anderen entfernten Stationen 6 in dem System verringert die entfernte Station 6 die Sendeleistung, falls irgendeine Zelle die entfernte Station 6 anweist, die Leistung zu verringern. Deshalb ist für die Zellen mit schwächeren Rückwärtsverbindungen das gemessene E_b/(N_o + I_o) niedriger als der Einstellpunkt. Und in der dritten Situation besitzen die aktuelle Übertragungsrate und die eingeteilte Übertragungsrate unterschiedliche erforderliche E_b/(N_o + I_o).
Wenn das gemessene E_b/(N_o + I_o) niedriger als der Einstellpunkt ist, ist es wahrscheinlich, dass die FER an der Zelle zu hoch ist. In dieser Situation versucht die innere Leistungssteuerschleife die Sendeleistung zu erhöhen, um das gemessene E_b/(N_o + I_o) an dem Einstellpunkt zu halten. Falls dies schief geht und eine exzessive FER auftritt, erkennt der Kanaleinteiler 12, dass der Kanalzustand sich verschlechtert hat und kann die entfernte Station 6 in den Warte- bzw. Halte-Zustand versetzen, bis sich der Kanalzustand verbessert.
Die durch die Zelle empfangene Leistung P_r, die nicht von eingeteilten Aufgaben der gleichen Zelle ist, kann vorhergesagt werden durch Messungen von einer oder mehreren Einteilungsperioden durch Subtrahieren der für die eingeteilten Aufgaben empfangenen Leistung von der durch die Zelle empfangenen Gesamtleistung, und zwar wie folgt:
wobei
die vorhergesagte empfangene Leistung an der Zelle ist, die nicht von den eingeteilten Aufgaben der gleichen Zelle für die kommende Einteilungsperiode stammt, und P _total ist die durch die Zelle empfangene Gesamtleistung für die vorhergehende Einteilungsperiode.
kann auch aus anderen Systemmessungen vorhergesagt werden. Ersetzt man P_r in Gleichung (10) mit
von Gleichung (11) und ordnet die Ausdrücke erneut an, so kann die Kapazität für die Rückwärtsverbindung wie folgt ausgedrückt werden:
Gleichung (12) zeigt an, dass die verfügbare Rückwärtsverbindungskapazität, zum Beispiel die Datenübertragungsrate, die für die kommende Einteilungsperiode zugewiesen werden kann, aus der Information von vorhergehenden Einteilungsperioden bestimmt werden kann. Der Ausdruck auf der rechten Seite der Gleichung (12) zeigt die Rückwärtsverbindungskapazität an, die für die kommende Einteilungsperiode verfügbar ist und basiert auf Information von der vorhergehenden Einteilungsperiode.
Beim Zuweisen der Datenübertragungsrate für die eingeteilten Aufgaben kann der Wert von P_max genutzt werden zum Einstellen der gesamten Rückwärtsverbindungskapazität, die für die entfernten Stationen 6 einzuteilen ist. P_max kann gemäß den Statistiken von P_total oder den Statistiken der FER eingestellt werden. Zum Beispiel, falls die gemittelte FER zunimmt oder der Durchschnitt von P_total zu hoch ist, kann der Kanaleinteiler 12 P_max für die kommende Einteilungsperiode reduzieren, um dadurch die Rückwärtsverbindung mit einer niedrigeren Auslastung zum Verbessern der FER zu betreiben.
V. Soft Handoff
Zu jedem bestimmten Zeitpunkt ist es möglich, dass sich alle entfernten Stationen 6 in einem CDMA-Netzwerk in Soft-Handoff zwischen den Zellen befinden. Jede entfernte Station 6 im Soft-Handoff kommuniziert gleichzeitig mit zwei oder mehreren Zellen. Die Nutzung von Soft-Handoff in dem CDMA- System ist im Detail erörtert in dem vorher genannten US-Patent Nr. 5,267,261.
Beim Zuweisen einer maximalen eingeteilten Übertragungsrate an die entfernte Station 6 im Soft-Handoff, stellt der Kanaleinteiler 12 sicher, dass jede Zelle, die in dem Soft-Handoff teilnimmt, die Randbedingung der Gleichung (2) erfüllt. An dem Beginn jedes Einteilungsintervalls sendet das Auswählelement 14 den aktiven Mitgliedersatz jeder entfernten Station 6 in dem CDMA-Netzwerk an den Kanaleinteiler 12. Der Aktivmitgliedersatz enthält die Liste der Zellen, die sich in Kommunikation mit der entfernten Station 6 befinden. Für jede Zelle in dem Aktivmitgliedersatz berechnet der Kanaleinteiler 12 die maximale Übertragungsrate, die durch die Zelle unterstützt werden kann. Die maximal unterstützbaren Übertragungsraten von allen Zellen in dem Aktivmitgliedersatz bilden eine Liste mit möglichen Datenübertragungsraten. Da die Gleichung (2) für alle Zellen erfüllt werden muss, erfüllt die minimale Datenübertragungsrate von der Liste mit maximal unterstützbaren Übertragungsraten die Randbedingung der Gleichung (2) für alle Zellen. Somit ist die maximale Übertragungsrate, die einer bestimmten entfernten Station 6 zugewiesen werden kann, das Minimum der Liste mit maximal unterstützbaren Übertragungsraten.
VI. Datenwarteschlangengröße
Die Warteschlangengröße der entfernten Station 6 wird berücksichtigt beim Zuweisen der maximalen eingeteilten Übertragungsrate. Die Warteschlangengröße zeigt die durch die entfernte Station 6 zu übertragende Datenmenge zu der Zeit an, zu der die entfernte Station 6 die Daten empfängt. An dem Beginn von jeder Einteilungsperiode wird die Warteschlangengröße von allen eingeteilten Aufgaben an den Kanaleinteiler 12 gesendet. Der Kanaleinteiler 12 weist eine Hochgeschwindigkeitsübertragungsrate gemäß der Warteschlangengröße zu. Zum Beispiel kann der Kanaleinteiler 12 eine Hochgeschwindigkeitsübertragungsrate nur zuweisen, wenn die Warteschlangengröße oberhalb einer vorherbestimmten Schwelle ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Ka naleinteiler 12 eine Hochgeschwindigkeitsübertragungsrate zuweisen, falls die Rate bzw. Geschwindigkeit der Änderung der Warteschlangengröße oberhalb einer anderen vorherbestimmten Schwelle ist. Ferner kann der Kanaleinteiler 12 eine Hochgeschwindigkeitsübertragungsrate zuweisen, falls die Warteschlangengröße der entfernten Station 6 sich der maximalen Warteschlangengröße nähert. In dieser Hinsicht kann der Kanaleinteiler 12 entfernte Stationen 6 unterstützen, die sich ihrer Speicherkapazitätsgrenze nähern.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel weist der Kanaleinteiler 12 die minimale Übertragungsrate derart zu, dass die Daten in der Warteschlange während der K Rahmeneinteilungsperiode übertragen werden können. Falls die Warteschlangengröße klein ist, ignoriert der Kanaleinteiler 12 die Aufgabe, da die kleine Datenmenge innerhalb der maximalen uneingeteilten Übertragungsrate übertragen werden kann, die jeder entfernten Station 6 zugewiesen ist, die sich in Kommunikation mit einer Zelle befindet.
Eine Einteilungsverzögerung existiert von der Zeit an, zu der die Daten der entfernten Station 6 verfügbar gemacht werden, bis zu der Zeit der tatsächlichen Datenübertragung mit der Hochgeschwindigkeitsübertragungsrate. Die Einteilungsverzögerung kommt aufgrund der Verarbeitungsverzögerungen, die in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel, sieben Rahmen lang sein können. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird die Warteschlangengröße an den Kanaleinteiler 12 am Beginn jeder Einteilungsperiode übertragen. Der Kanaleinteiler 12 stellt die Warteschlangengröße ein, um jedwelche vorhersagbare Änderungen der Warteschlangengröße während der Einteilungsverzögerung zu berücksichtigen. Speziell werden die Daten, die an die Zelle während der Einteilungsverzögerung zu übertragen sind und neue Daten, von denen bekannt ist, dass sie während der Einteilungsverzögerung ankommen, beim Einstellen der Warteschlangengröße berücksichtigt. Ferner werden auch Daten, die erneut zu übertragen sind, bei der Vorhersage der Warteschlangengröße berücksichtigt.
Die während der Einteilungsverzögerung übertragene Datenmenge kann vorhergesagt werden durch Summieren der maximalen eingeteilten Übertragungsrate, die der entfernten Station 6 für jeden Rahmen in der Einteilungsverzögerung zugewiesen ist. Dies ist eine mäßig genaue Einstellung bezüglich der Warteschlangengröße, da, in den meisten Fällen, die entfernte Station 6 mit der maximalen eingeteilten Übertragungsrate sendet. Falls die entfernte Station 6 mit einer niedrigeren Übertragungsrate sendet, zum Beispiel aufgrund von inadäquater Sendeleistung, ist die tatsächliche Warteschlangengröße größer als die eingestellte Warteschlangengröße. Die Übertragung der zusätzlichen Daten in der Warteschlange kann in der nachfolgenden Einteilungsperiode eingeteilt werden.
Bezug nehmend auf 10 misst die entfernte Station 6 bei dem Rahmen k die Warteschlangegröße der zu übertragenden Daten. Bei dem Rahmen k + 1 sendet die entfernte Station 6 die Warteschlangengröße an den Kanaleinteiler 12. Aufgrund der Einteilungsverzögerung weiß der Kanaleinteiler 12, dass die Datenübertragung mit der Hochgeschwindigkeitsübertragungsrate nicht bis zum Rahmen k + 7 stattfindet. Der Kanaleinteiler 12 weiß auch, dass einige der Daten in der Warteschlange während der Einteilungsverzögerung übertragen werden, und zwar während der Zeit zwischen Rahmen k + 1 und Rahmen k + 6. Die Datenübertragung während der Einteilungsverzögerung findet statt mit oder mit weniger als der maximalen eingeteilten Übertragungsrate, die den Rahmen k + 1 bis k + 6 zugewiesen ist. Deshalb stellt der Kanaleinteiler 12 die Warteschlangengröße ein, wie sie beim Rahmen k + 7 erscheint, und zwar durch Subtrahieren der Datenmenge, die während der Rahmen k + 1 bis einschließlich Rahmen k + 6 zu übertragen ist. Daten, von denen der Kanaleinteiler 12 weiß, dass sie zwischen Rahmen k + 1 und Rahmen k + 6 an der entfernten Station ankommen werden, werden zu der berechneten Warteschlangengröße addiert.
VII. Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung
Das Rückwärtsverbindungsrateneinteilungsverfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung können auf irgendein Kommunikationssystem angewendet werden, das geeignet ist zur Datenübertragung mit variabler Rate bzw. Geschwindigkeit. Zum Beispiel ist die vorliegende Erfindung anwendbar bei einem CDMA-System, einem GLOBALSTAR-System, einem Zeitmultiplex-Vielfachzugriffs-(time division multiple access, TDMA)-System oder einem Frequenzmultiplex-Vielfachzugriffs-(frequency division multiple access, FDMA)-System. Die Anwendungen der vorliegenden Erfindung auf ein CDMA-System oder andere Kommunikationssysteme mit variabler Rate, unter Verwendung des Konzeptes eines einzelnen Kanals mit variabler Rate oder mehreren Kanälen, die eine feste Rate besitzen oder eine Kombination von Kanälen mit variabler und fester Rate, liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
In dem ersten Ausführungsbeispiel findet eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung über einen einzelnen Kanal mit variabler Rate statt. Während der Initiierung eines Anrufs mit der Zelle, wird der entfernten Station 6 die maximale uneingeteilte Übertragungsrate von 1 (oder 9,6 Kbps) auf dem Kanal mit variabler Rate zugewiesen. Deshalb kann die entfernte Station 6 uneingeteilte Übertragungen mit irgendeiner Rate bis zu 1 übertragen, und zwar einschließlich Rate 1/8, 1/4, 1/2 und 1. Der entfernten Station 6 ist es nicht erlaubt, mit höheren Übertragungsraten zu senden, außer es wird ihr von dem Kanaleinteiler 12 erlaubt. Der Kanal mit variabler Rate, wie er auf diese Art und Weise benutzt wird, wird auch als ein Verkehrskanal in dieser Beschreibung bezeichnet. Für Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung kann der entfernten Station 6 eine maximale eingeteilte Übertragungsrate die größer als 1 ist zugewiesen werden. Die entfernte Station 6 kann dann mit höheren Raten, bis zu der maximalen eingeteilten Übertragungsrate, übertragen, und zwar für Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel findet eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung über mehrere Kanäle statt, die hierin im Folgenden als Verkehrskanal und sekundärer Codekanal bezeichnet werden. Der Verkehrskanal wird jeder entfernten Station 6 während dem Rufaufbau mit einer Zelle zugewiesen und erlaubt uneingeteilte Übertragung bis zu einer maximalen uneingeteilten Übertragungsrate von 1. Die sekundären Codekanäle können Kanäle mit fester oder variabler Rate sein. Das Konzept und die Implementierung von sekundären Codekanälen zur Nutzung bei Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung sind im Detail beschrieben in der US-Patentanmeldung Nr. 08/798,951 mit dem Titel "METHOD AND APPARATUS FOR FORWARD LINK RATE SCHEDULING", eingereicht am 11. Februar 1997, übertragen an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel gleicht der Kanaleinteiler 12 die maximal eingeteilte Übertragungsrate mit einem Satz an sekundären Codekanälen aus. Die entfernte Station 6 wird angewiesen, Daten über die zugewiesenen sekundären Codekanäle zu übertragen. Die Identität der zugewiesenen sekundären Codekanäle wird an die entfernte Station 6 in einem von drei Ausführungsbeispielen übertragen. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Identität von jedem sekundären Codekanal an die entfernte Station 6 zu jeder Einteilungsperiode übertragen. Dies erfordert mehr Überhang, erlaubt jedoch die größte Flexibilität.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel werden die sekundären Codekanäle in Kanalsätze gruppiert, wobei jeder Kanalsatz durch eine einmalige Gruppierung von sekundären Codekanälen definiert ist. Die Definition der Kanalsätze wird an die entfernte Station 6 während der Rufaufbaustufe einer Kombination mit einer Zelle oder mit der Rufaufbaustufe eines Soft-Handoffs übertragen. Der Kanaleinteiler 12 weist die maximale eingeteilte Übertragungsrate zu und wählt einen Kanalsatz aus, und zwar entsprechend der maximalen eingeteilten Übertragungsrate. Die Identität des Kanalsatzes wird an die entfernte Station 6 übertragen. Dieses Ausführungsbeispiel erfordert weniger Überhang, als das erste Ausführungsbeispiel, da nur die Identität des Kanalsatzes, und nicht die Identität jedes sekundären Codekanals, an die entfernte Station 6 übertragen wird.
Das dritte Ausführungsbeispiel ist ein Untersatz bzw. Teilsatz des zweiten Ausführungsbeispiels. Jeder Kanalsatz wird durch einen Walsh-Code definiert und das Mitglied des Kanalsatzes N ist aus den sekundären Codekanälen 1 bis N zusammengesetzt. Die zugewiesene Übertragungsrate wird einem Walsh-Code gleichgesetzt und der Walsh-Code wird an die entfernte Station 6 übertragen. Die höhere Übertragungsrate wird mit mehr sekundären Codekanälen und einem höheren Walsh-Code gleichgesetzt. Die entfernte Station 6 überträgt Daten über alle sekundären Codekanäle, die mit dem Walsh-Code assoziiert sind. Zum Beispiel wird der Walsh-Code 5 mit den sekundären Codekanälen 1 bis 5 gleichgesetzt. Eine Zuweisung des Walsh-Codes 5 zeigt an, dass die entfernte Station 6 Daten über die sekundären Codekanäle 1 bis 5 übertragen kann. Falls die entfernte Station 6 sich entscheidet, mit einer niedrigeren Übertragungsrate zu übertragen, zum Beispiel unter Verwendung von drei sekundären Codekanälen, überträgt die entfernte Station 6 den Walsh-Code 3, um der Zelle die Intention anzuzeigen, über die sekundären Codekanäle 1 bis 3 zu übertragen.
VIII. Codierung und Modulation der sekundären Codekanäle
Für das oben beschriebene zweite Ausführungsbeispiel, wobei Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung über sekundäre Codekanäle stattfindet, kann die Codierung und Modulation sekundärer Codekanäle für die Rückwärtsverbindung durch die unten beschriebenen Ausführungsbeispiele erreicht werden. Andere Ausführungsbeispiele können auch genutzt werden zum Übertragen von Daten über sekundäre Codekanäle auf der Rückwärtsverbindung. Das erste Ausführungsbeispiel ist im Detail beschrieben in der zuvor genannten US-Patentanmeldung Nr. 08/654,443. Der Codierer und Modulator ist unten beschrieben zum Vereinfachen des Verständnisses der vorliegenden Erfindung.
Das beispielhafte Blockdiagramm des Codierers 72 des ersten Ausführungsbeispiels ist in 4 gezeigt. Die Datenquelle 70 enthält die große Menge an Information, die an die Zelle zu übertragen ist. Die Daten werden an eine Bank mit BPSK- und QPSK-Kanalcodierern 104 und 106 über den DEMUX 102 geliefert. Der DEMUX 102 demultiplext die Daten von der Datenquelle 70 für die ausgewählten BSPK- oder QPSK-Kanalcodierer 104 und 106. Die BPSK- und QPSK-Kanalcodierer 104 und 106 codieren und ordnen die Daten erneut an und liefern die codierten Daten an den Modulator 74. Die Art des auszuwählenden Kanalcodierers, BSPK oder QPSK, ist abhängig von dem Systementwurf. Der Codierer 72 kann mit einer Bank von BSK-Kanalcodierern 104, einer Bank mit QPSK-Kanalcodierern 106 oder einer Kombination von BPSK- und QPSK-Kanalcodierern 104 und 106 konfiguriert sein.
Innerhalb des BSPK-Kanalcodierers 104 werden die Daten von der Datenquelle 70 in Datenrahmen partitioniert und an den CRC-Generator 110 geliefert. Der CRC-Generator 110 erzeugt die CRC-Bits für die Datenrahmen, fügt die Codeabschlussbits bzw. Codetailbits ein und liefert die CRC-codierten Daten an den Faltungscodierer 112. Der Faltungscodierer 112 faltungscodiert die CRC-codierten Daten. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel besitzt der Faltungscodierer 112 eine Einflusslänge (constraint length) K = 9 und eine Rate 1/4, obwohl andere Einflusslängen und Raten genutzt werden können. Ein Codierer mit K = 9, Rate 1/4 liefert einen zusätzlichen Codierungsgewinn gegenüber Codierern mit Rate 1/2 und Rate 1/3, die bei den Rückwärtsverbindungsübertragungen von Sprachdaten genutzt werden. Der Blockinterleaver 114 empfängt die codierten Bits und ordnet die Bits erneut an, um Zeitdiversität vorzusehen. Die Zeitdiversität spreizt die durch die Zelle empfangenen Burstfehler bzw. Bündelfehler und verbessert die Leistungsfähigkeit der Viterbi-Decodierung an der Zelle.
Der Repeater 116 mit variablem Start empfängt die interleavten bzw. verschachtelten Daten und wiederholt jedes Bit N_B mal, um eine konstante Ausgabesymbolrate von 307,2 Ksps vorzusehen. Gemäß dem IS-95A-Standard ist jeder Codekanalrahmen 20 ms lang und entspricht 6144 Symbolen mit der 307,2 Ksps-Symbolrate. Falls der Wert von N_B nicht eine ganze Zahl ist, wird die endgültige Wiederholung nur für einen Teil der codierten Daten durchgeführt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel nutzt der Repeater 116 mit variablem Startpunkt einen anderen Startpunkt, um die Wiederholung für jeden Datenrahmen zu beginnen. Die sich ergebenden wiederholten Symbole werden an den BPSK-Mapper bzw. BPSK-Abbilder 118 geliefert, der einen +1 oder –1 Wert für jedes wiederholte Symbol erzeugt.
Der QPSK-Kanalcodierer 106 arbeitet fast auf die gleiche Art und Weise wie der BSPK-Kanalcodierer 104. Die Daten von der Datenquelle 70 werden in Datenrahmen partitioniert, durch den DEMUX 102 geleitet und an den CRC-Generator 130 geliefert. Der CRC-Generator 130 blockcodiert die Datenrahmen und liefert die CRC-codierten Daten an den Faltungscodierer 132. Der Faltungscodierer 132 faltungscodiert die CRC-codierten Daten mit einem Codierer mit Rate 1/4, K = 9, obwohl andere Raten und Einflusslängen auch genutzt werden können. Ein Blockinterleaver 134 empfängt die codierten Bits, ordnet die Bits erneut an und liefert die interleavten bzw. verschachtelten Daten an einen Repeater 136 mit variablem Startpunkt. Der Repeater 136 mit variablem Startpunkt wiederholt jedes Bit N_Q mal, um eine feste Ausgabesymbolrate von 614,4 Ksps zu erreichen. Die wiederholten Symbole werden an einen QPSK-Mapper geliefert, der die wiederholten Symbole in Gruppen von zwei gruppiert und einen von vier möglichen Zuständen für die In-Phase-(QPSK_I)- und Quadratur-Phase-(QPSK_Q)-Ausgaben erzeugt. Zum Beispiel kann eine Gruppierung von (0,0) wiederholten Symbolen QPSK_I = –1 und QPSK_Q = –1 entsprechen, eine Gruppierung von (0,1) wiederholten Symbolen kann QPSK_I = –1 und QPSK_Q = +1 entsprechen und so weiter. Die Symbolrate der QPSK_I- und QPSK_Q-Ausgaben ist 307,2 Ksps.
Bei einer alternativen Implementierung des ersten Ausführungsbeispiels werden Daten von der Datenquelle 70 direkt an einen CRC-Generator 110 geliefert, der die CRC-Bits für die zu übertragenden Datenrahmen erzeugt. Die CRC-codierten Daten werden an einen Faltungscodierer 112 geliefert, der die CRC-codierten Daten faltungscodiert. Die codierten Bits werden an einen Blockinterleaver 114 geliefert, der die Codebits erneut anordnet, um Zeitdiversität vorzusehen. Die interleavten Daten werden durch den DEMUX 102 an eine Bank mit Repeatern 116 und 136 mit variablem Startpunkt geliefert, und zwar einen für jeden BPSK- und QPSK-Kanalcodierer 104 und 106. Die Kombination der CRC-Blockcodierung, der Faltungscodierung und des Blockinterleaving für alle BPSK- und QPSK-Kanalcodierer mit einem Satz aus einem CRC-Generator, einem Faltungsscodierer und einem Blockinterleaver minimiert die Hardwareanforderung.
Das beispielhafte Blockdiagramm des Modulators 74 innerhalb der entfernten Station 6 für das erste Ausführungsbeispiel ist in 5 gezeigt. Die BPSK-, QPSK_I- und QPSK_Q-Ausgaben von dem Codierer 72 werden an den Modulator 74 geliefert. Jede BPSK-Ausgabe wird an einen einmaligen BPSK-Walsh-Modulator 146 geliefert. Innerhalb des BPSK-Walsh-Modulators 146 werden die BPSK-codierten Daten mit einem einmaligen Walsh-Code durch einen Multiplizierer 150 moduliert und um eine einmalige Verstärkung durch eine Verstärkungseinstellung 160 verstärkt. Zum Beispiel wird die BPSK₁-Ausgabe mit dem Walsh-Code W₁ moduliert und mit der Verstärkung B₁ verstärkt. Auf ähnliche Art und Weise wird jedes QPSK_I- und QPSK_Q-Ausgabepaar an einen einmaligen QPSK-Walsh-Modulator 148 geliefert. Innerhalb des QPSK-Walsh-Modulators 148 werden die QPSK-codierten Daten durch einen einmaligen Walsh-Code mit Multiplizierern 152 bis 156 moduliert und mit einer einmaligen Verstärkung durch die Verstärkungseinstellung 162 bis 166 verstärkt. Zum Beispiel wird das QPSK_I1- und QPSK_Q1-Ausgabepaar mit dem Walsh-Code W_M+1 moduliert und mit der Verstärkung Q₁ verstärkt. Eine Verstärkungseinstellung 158 empfängt das Pilotsignal, das in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel aus dem logischen Pegel der mit einer positiven logischen Spannung assoziiert ist, besteht und stellt die Amplitude gemäß einer Verstärkung P ein. Das Pilotsignal enthält keine Daten, liefert jedoch ein Referenzträgersignal, das die HF-Einheit 42 innerhalb der Basisstation 4 zum kohärenten Demodulieren der Daten auf den verbleibenden BPSK- und QPSK-Kanälen nutzen kann.
Die Walsh-Code-modulierten und verstärkungseingestellten QPSK_I-Signale werden mit einem Summierer 168a zusammensummiert. In ähnlicher Weise werden die Walsh-Code-modulierten und verstärkungseingestellten QPSK_Q- Signale durch einen Summierer 168b zusammensummiert, um das Signal X_Q zu bilden. Die Walsh-Code-modulierten und verstärkungseingestellten BPSK-Signale, das verstärkungseingestellte Pilotsignal und die Ausgabe des Summiers 168a werden durch einen Summierer 170 zusammensummiert, um das Signal X_I zu bilden.
Die nachfolgende Signalverarbeitung wird betrieben zum weiteren Spreizen der Signale X_I und X_Q mit dem langen PN-Code und den kurzen PN_I- und PN_Q-Codes und verteilt die PN-modulierten Signale gleichmäßig sowohl über In-Phase-(I)- als auch Quadratur-(Q)-Komponenten des QPSK-modulierten Signals. Zuerst wird der lange PN-Code mit dem kurzen PN_I-Code mit einem Multiplizierer 172a moduliert zum Erzeugen des Signals LPN_I. Der lange PN-Code wird auch mit dem kurzen PN_Q-Code mit einem Multiplizierer 172b moduliert, um das Signal LPN_Q zu erzeugen.
Multiplizierer 174 und Summierer 176 führen eine komplexe Multiplikation der Signale X_I und X_Q und der LPN_I- und LPN_Q-Codes durch. Nutzt man j zum Repräsentieren des Imaginärteils einer komplexen Zahl und multipliziert die obigen zwei komplexen Ausdrücke, kann die folgende Gleichung erhalten werden: (XI + jXQ)·(LPNI + jLPQQ) = (XI·LPNI – XQ·LPNQ) + j(XI·LPNQ + XQ·LPNI) (13)
Um das obige Ergebnis zu erlangen, wird das Signal X_I zuerst mit LPN_I mit dem Multiplizierer 174a moduliert zum Erzeugen des Produktausdrucks X_I·LPN_I und mit LPN_Q mit dem Multiplizierer 174d zum Produzieren des Produktausdrucks X_I·LPN_Q. Als nächstes wird das Signal X_Q mit LPN_I mit dem Multiplizierer 174b moduliert zum Erzeugen des Produktterms X_Q·LPN_I und mit LPN_Q mit dem Multiplizierer 174c zum Erzeugen des Produktterms X_Q·LPN_Q. Die vier Zwischenproduktausdrücke werden mit Addierern 176a und 176b derart kombiniert, dass sich die Signale Y_I = X_I·LPN_I – X_Q·LPN_Q und Y_Q = X_I· LPN_Q + X_Q·LPN_I ergeben. Die Signale Y_I und Y_Q werden gefiltert (in 5 nicht gezeigt) und werden moduliert mit einem In-Phase-Sinus COS(Wct) und einen Quadratur-Sinus SIN(Wct) mit Mischern 178a bzw. 178b. Die I-Komponente von dem Mischer 178a und die Q-Komponente von dem Mischer 178b werden durch einen Summierer 180 kombiniert und die sich ergebende QPSK-Modulatorausgabe wird an das Frontend 62 geliefert. Der Modulator 74 verteilt die Daten von den BPSK- und QPSK-Kanalcodierern 104 und 106 gleichmäßig sowohl über die I- als auch Q-Komponenten der QPSK-Modulatorausgabe. In dem ersten Beispiel wird angenommen, dass nur die BPSK-Kanalcodierer 104 vorhanden sind, und dass die QPSK-Kanalcodierer 106 nicht existieren. In diesem Fall enthält X_I die BPSK-Daten und X_Q = 0. Substituiert man diese Größen in der obigen Gleichung (13) ergibt sich Y_I = X_I·LPN_I und Y_Q = X_I·LPN_Q. Somit werden BPSK-Daten von dem BSPK-Kanalcodierer 104 mit unterschiedlichen kurzen PN-Codes gespreizt und gleichmäßig zwischen den I- und Q-Komponenten verteilt.
In dem nächsten Beispiel wird angenommen, dass nur QPSK-Kanalcodierer 106 vorhanden sind und dass die BSPK-Kanalcodierer 104 nicht existieren. In diesem Fall enthält X_I die QPSK_I-Daten und X_Q enthält die QPSK_Q-Daten. Die sich ergebenden Signale werden Y_I = X_I·LPN_I – X_Q·LPN_Q und Y_Q = X_I·LPN_Q + X_Q·LPN_I. Somit werden die QPSK_I-Daten mit unterschiedlichen kurzen PN-Codes gespreizt und gleichmäßig zwischen den I- und Q-Komponenten verteilt. In ähnlicher Weise werden die QPSK_Q-Daten mit unterschiedlichen kurzen PN-Codes gespreizt und gleichmäßig zwischen den I- und Q-Komponenten verteilt. Das Minuszeichen in der Gleichung für Y_I ergibt sich aus der komplexen Multiplikationsoperation.
Wie oben angegeben, wird die Anzahl des BPSK- oder QPSK-Kanalcodierers durch den Systementwurf ausgewählt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird ein BPSK-Walsh-Modulator 146 jedem BPSK-Kanalcodierer 104 zugewiesen und ein QPSK-Walsh-Modulator 148 wird jedem QPSK-Kanalcodierer 106 zugewiesen. Jedes Paar aus BPSK-Kanalcodierer 104 und BSPK-Walsh-Modulator 146 wird gemeinsam als ein sekundärer Codekanal überall in der Beschreibung bezeichnet. In ähnlicher Weise wird jedes Paar aus dem QPSK-Kanalcodierer 106 und dem QPSK-Walsh-Modulator 148 gemeinsam als ein sekundärer Codekanal bezeichnet.
In dem ersten Ausführungsbeispiel kann die Datenübertragungsrate über die BPSK- und QPSK-Kanäle variabel gemacht werden, und zwar durch Ändern des Wiederholungswerts N_I und N_Q. Die Einbeziehung eines Pilottons erlaubt der Zelle, teilweise kohärente Demodulation zu verwenden, um die FER-Performance zu verbessern. Der Pilotton erlaubt es, dass die Rückwärtsverbindung mit einem niedrigeren E_bi/(N_o + I_o) für die gleiche FER-Performance betrieben wird. Auch, wenn die Datenübertragungsrate hoch ist, ist der Prozentsatz, der für den Pilotton genutzten Sendeleistung klein. Der Nachteil des ersten Ausführungsbeispiels ist es, dass die QPSK-Modulatorausgabe nicht konform zu dem IS-95A-Standard für das modulierte Signal auf der Rückwärtsverbindung ist. Deshalb ist das gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erzeugte modulierte Signal nicht rückwärtskompatibel mit den CDMA-Systemen, die konform zu dem IS-95A-Standard sind.
Das beispielhafte Blockdiagramm des Codierers 72 und des Modulators 74 des zweiten Ausführungsbeispiels ist in 6 gezeigt. Die sekundären Codekanäle werden durch die Nutzung von Walsh-Code-Spreizung erzeugt, und zwar zum Vorsehen von Orthogonalität zwischen den sekundären Codekanälen. Die Orthogonalität verbessert die Signaldetektion an der Zelle durch Vorsehen eines korrelierten Signals auf dem sekundären Codekanal, der demoduliert wird, und Spreizen der Signale der anderen sekundären Codekanäle. Das Walsh-Code-gespreizte Signal wird dann signalabgebildet und zwar gemäß dem IS-95A-Standard, um die Signaldetektion zu verbessern. Schlussendlich wird das abgebildete Signal mit kurzen PN-Codes gespreizt, um die Quadraturspreizung vorzusehen, und zwar wiederum um die Signaldetektion an der Zelle zu verbessern.
Bezug nehmend auf 6 werden Daten von der Datenquelle 70 an den CRC-Generator 140 geliefert, der die CRC-Bits für die zu übertragenden Da tenrahmen erzeugt, und die Codetailbits bzw. Codeabschlussbits einfügt. Die CRC-codierten Daten werden an den Faltungscodierer 142 geliefert, der die CRC-codierten Daten faltungscodiert. Die codierten Bits werden an den Blockinterleaver 144 geliefert, der die codierten Bits erneut anordnet bzw. umordnet, um Zeitdiversität vorzusehen. Die interleavten bzw. verschachtelten Daten werden an den Modulator 74 geliefert.
Innerhalb des Modulators 74 werden die codierten Daten durch den DEMUX 146 geleitet und an eine Bank mit Walsh-Code-Modulatoren 182 geliefert. Die Walsh-Code-Modulatoren 182 spreizen die codierten Daten mit einmaligen Walsh-Codes zum Vorsehen von Orthogonalität zwischen den Codekanälen. Die Walsh-Code-modulierten Daten werden an einen Orthomodulator 184 geliefert. Der Orthomodulator 184 bildet das Eingangssignal in einen anderen Signalraum ab und zwar unter Verwendung von Walsh-Code-Abbildung. Die Eingabebitsequenz wird in Gruppen von 6 Bits gruppiert. Jede 6-Bit-Gruppierung wählt eine einmalige 64-Bit-Walsh-Sequenz aus. Das abgebildete Signal von dem Orthomodulator 184a wird an einen Datenburstrandomizer bzw. Datenbündelrandomisierer 186 geliefert. Der Datenburstrandomizer 186 schaltet den Sender innerhalb des Frontends 62 ab, wenn die entfernte Station 6 mit weniger als der vollen Rate überträgt, und zwar um die Sendeleistung zu reduzieren.
Da der Walsh-Code W₀ als die Immer-Null-Sequenz (0, 0, ... 0) definiert ist, führt der Walsh-Code-Modulator 182a keinerlei Funktion durch. Deshalb ist der erste Walsh-Code-Kanal W₀, der den Walsh-Code-Modulator 182a, den Orthomodulator 184a und den Datenburstrandomizer 186 aufweist, konform zu der Signalverarbeitung, die durch den IS-95A-Standard für die Rückwärtsverbindung definiert ist. Die sekundären Walsh-Code-Kanäle W₁–W_N, die den Walsh-Code-Modulator 182 und den Orthomodulator 184 aufweisen, werden je nach Bedarf verwendet, ohne die Performance des ersten Walsh-Code-Kanals W₀ zu beeinflussen. Die Ausgaben von dem ersten Walsh-Code-Kanal und den sekundären Walsh-Code-Kanälen werden durch einen Summierer 188 kombiniert und das sich ergebende Signal wird mit dem langen PN-Code durch einen Multiplizierer 190 moduliert. Das mit dem langen PN-Code modulierte Signal wird weiter durch die kurzen PN_I- und PN_Q-Codes mit Multiplizierern 192a bzw. 192b gespreizt. Das PN_I-modulierte Signal wird mit dem In-Phase-Sinus COS(Wct) mit einem Mischer 196a gemischt. Das PN_I-modulierte Signal wird um einen halben Chip verzögert, und zwar durch eine Verzögerung 194 und mit dem Quadratur-Sinus SIN(Wct) durch einen Mischer 196b gemischt. Die I-Komponente von dem Mischer 196a und die Q-Komponente von dem Mischer 196b werden durch einen Summierer 198 kombiniert und die sich ergebende OQPSK-Modulatorausgabe wird an das Frontend 62 geliefert. Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass ein moduliertes Signal vorgesehen ist, das rückwärtskompatibel mit dem modulierten Signal für die Rückwärtsverbindung gemäß dem IS-95A-Standard ist. Jeder sekundäre Walsh-Code-Kanal W₁–W_N wird in dieser Beschreibung als ein sekundärer Codekanal bezeichnet.
IX. CRC-Bits
In Übereinstimmung mit IS-95A werden die CRC-Bits an jeden Datenrahmen angehängt, um die Detektion eines Rahmenfehlers durch die Zelle zu erlauben. Die CRC-Bits werden gemäß dem durch IS-95A spezifizierten CRC-Polynom erzeugt. Im Speziellen ist das spezifizierte Polynom für eine Datenübertragungsrate von 9,6 Kbps wie folgt: g(x) = x¹² + x¹⁰ + x⁹ + x⁸ + x⁴ + x + 1. Für jeden Datenrahmen werden 12 CRC-Bits angehängt. In der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl von CRC-Bits erhöht oder vermindert werden, und zwar abhängig von der erforderlichen Detektionssicherheit. Mehr CRC-Bits erlauben die Detektion eines Rahmenfehlers mit einer größeren Sicherheit, erfordern jedoch mehr Overhead. Im Gegensatz dazu vermindern weniger CRC-Bits die Sicherheit der Rahmenfehlerdetektion, erfordern aber weniger Overhead.
Wie oben angegeben, abhängig von der Hardwareimplementierung, kann die Hochgeschwindigkeitsübertragungsrate über einen Kanal mit variabler Rate oder mehrere sekundäre Codekanäle stattfinden. Für die Implementierung, bei der die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung über sekundäre Codekanäle stattfindet, kann der Datenrahmen weiter in Datenteile bzw. Datenportionen partitioniert werden, wobei jeder Datenteil in einen Codekanalrahmen codiert wird und über einen sekundären Codekanal übertragen wird. Die folgende Diskussion bezüglich der CRC-Biterzeugung wird auf das Ausführungsbeispiel unter Verwendung sekundärer Codekanäle angewendet, obwohl das Konzept auf andere Hardware-Ausführungsbeispiele erweitert werden kann. Der einfachen Darstellung wegen wird für die folgende Diskussion angenommen, dass jeder sekundäre Codekanal mit der maximalen uneingeteilten Übertragungsrate überträgt. Ferner werden der sekundäre Codekanal und der Verkehrskanal jeweils als ein Codekanal bezeichnet.
In dem Ausführungsbeispiel bei dem Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung über mehrere Codekanäle stattfindet, können die CRC-Bits für mehrere Codekanäle durch mindestens zwei Ausführungsbeispiele erzeugt werden. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird jeder Datenteil mit seinem eigenen Satz an CRC-Bits angehängt, und zwar ähnlich zu dem IS-95A-Standard. Dieses Ausführungsbeispiel erfordert mehr Overhead, erlaubt jedoch die Detektion eines Rahmenfehlers bei jedem Codekanalrahmen. Nur der Codekanalrahmen, der fehlerhaft empfangen worden ist, wird erneut übertragen.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Datenrahmen, der über die der entfernten Station 6 innerhalb eines Rahmens zugewiesenen Codekanäle zu übertragen ist, mit einem CRC-Generator codiert. Die erzeugten CRC-Bits können in einem von mehreren Modi übertragen werden. In dem ersten Modus wird der Datenrahmen in Datenteile partitioniert, und zwar wie oben beschrieben. Die CRC-Bits werden auch partitioniert und an jeden Datenteil angehängt. Somit enthält jeder Codekanalrahmen einen Datenteil und einige CRC-Bits. In dem zweiten Modus werden die CRC-Bits über einen Codekanalrahmen übertragen. Alle Codekanalrahmen, außer dem letzten Codekanalrahmen, enthalten nur den Datenteil. Der letzte Codekanalrahmen enthält die CRC-Bits und möglicherweise einige Daten. Der zweite Modus sieht eine Zeitdiversität der CRC-Bits vor und verbessert die Rahmenfehlerdetektion durch die Zelle. An der Zelle werden die Codekanalrahmen wieder zu dem Datenrahmen zusammengesetzt. In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist es der Zelle nur möglich zu bestimmen, ob alle Codekanalrahmen korrekt empfangen worden sind oder ob ein oder mehrere Codekanalrahmenfehler aufgetreten sind. Der Zelle ist es nicht möglich zu bestimmen, welche der Codekanalrahmen fehlerhaft empfangen worden sind. Deshalb erfordert ein Datenrahmenfehler, dass alle Codekanalrahmen für diesen Datenrahmen durch die Zelle erneut übertragen werden müssen. Das zweite Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, eine kleinere Anzahl von CRC-Bits für den Datenrahmen zu verwenden.
Als ein Beispiel wird angenommen, dass Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung über zwölf Codekanäle stattfindet. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird an jede der zwölf Datenteile ihr eigener Satz von zwölf CRC-Bits angehängt. Eine Gesamtzahl von 144 CRC-Bits ist für die zwölf Codekanalrahmen erforderlich. Diese 144 CRC-Bits erlauben die Detektion eines Rahmenfehlers auf jedem individuellen Codekanalrahmen. Falls der Codekanalrahmen auf einem bestimmten Codekanal fehlerhaft empfangen worden ist, muss deshalb nur der fehlerhafte Rahmen erneut übertragen werden.
Für das zweite Ausführungsbeispiel wird der gesamte Datenrahmen mit einem Satz von CRC-Bits codiert. Vorzugsweise ist die Anzahl von verwendeten CRC-Bits weniger als die gesamte Zahl der in dem ersten Ausführungsbeispiel genutzten CRC-Bits. In dem oben gezeigten Beispiel, für zwölf Codekanalrahmen, ist die Anzahl der genutzten CRC-Bits mindestens zwölf, aber weniger als 144. Da es etwa zwölfmal mehr Datenbits gibt, sind mehr CRC-Bits erforderlich, um die Detektion des Rahmenfehlers mit größerer Sicherheit zu erlauben. Angenommen, dass 24 CRC-Bits die Detektion des Rahmenfehlers mit dem erforderlichen Niveau an Sicherheit erlauben, können die 24 CRC-Bits in zwölf CRC-Blöcke partitioniert werden, wobei jeder CRC-Block zwei CRC-Bits enthält. Ein CRC-Block wird an jeden der zwölf Datenteile angehängt. Alternativ können die 24 CRC-Bits über einen Codekanalrahmen übertragen werden. An der Zelle werden die Datenteile und die 24 CRC-Bits wie der zusammengesetzt. Der Zelle ist es nur möglich zu bestimmen, ob alle zwölf Codekanalrahmen korrekt empfangen worden sind. Falls ein Rahmenfehler angezeigt wird, ist es der Zelle nicht möglich zu bestimmen, welcher der Codekanalrahmen fehlerhaft empfangen worden ist. Deshalb müssen alle zwölf Codekanalrahmen durch die entfernte Station 6 erneut übertragen werden. Für eine Einsparung von 120 CRC-Bits in dem Overhead ist es der Zelle noch möglich, den Rahmenfehler zu detektieren, aber ohne die Genauigkeit des ersten Ausführungsbeispiels. Das zweite Ausführungsbeispiel erfordert eine Abwägung zwischen weniger Overhead und redundanter erneuter Übertragung von Codekanalrahmen.
X. Zeitsteuerung der Rückwärtsverbindungsrateneinteilung
Die Genauigkeit der Vorhersage der verfügbaren Rückwärtsverbindungskapazität für die uneingeteilten Aufgaben wird verbessert durch Durchführen der Prädiktion zu einem Zeitpunkt so nah wie möglich zu der Zeit, zu der die Schätzung verwendet wird. Während der Verzögerungsperiode, von der Zeit der Prädiktion zu der Zeit der aktuellen Nutzung kann sich der Status des Netzwerks geändert haben. Zum Beispiel können andere entfernte Stationen 6 angefangen haben oder aufgehört haben zu übertragen, entfernte Stationen 6 können zu dem Netzwerk hinzugefügt worden sein oder fallen gelassen worden sein oder die Kanalzustände können sich geändert haben. Durch Beschränken der Verarbeitungsverzögerung auf eine kleine Zahl von Rahmen, ist die Vorhersage der verfügbaren Rückwärtsverbindungskapazität für die eingeteilten Aufgaben ausreichend genau. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel beträgt die Verarbeitungsverzögerung sieben Rahmen oder weniger.
Der Kanaleinteiler 12 kann Vorhersagen in kurzen Zeitintervallen machen, zum Beispiel durch Beibehalten eines kurzen Einteilungsintervalls, zum Verbessern der Genauigkeit der Vorhersagen und zum Zulassen, dass der Kanaleinteiler 12 schnell auf Änderungen bei der Nachfrage auf der Rückwärtsverbindung anspricht. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden Vorhersagen alle K Rahmen durchgeführt, die maximalen eingeteilten Übertragungsraten werden alle K Rahmen zugewiesen oder für jeden Rahmen erneut zugewiesen, und die Einteilung der maximalen eingeteilten Übertragungsraten wird an die entfernten Stationen 6 alle K Rahmen übertragen.
Eine beispielhafte Darstellung des Zeitsteuerdiagramms der Rückwärtsverbindungsrateneinteilung ist in 10 gezeigt. Beim Rahmen k hat die entfernte Station 6 eine große Datenmenge an die Zelle zu senden. Die entfernte Station 6 misst die Warteschlangengröße der Daten und die der entfernten Station 6 verfügbare gesamte Sendeleistung und zwar im Block 300. Beim Rahmen k + 1 überträgt die entfernte Station 6 die Information an die Zelle, und zwar im Block 302. Beim Rahmen k + 2 empfängt die Basisstation 4, die die Zelle versorgt, die Information und leitet die Information an das Auswählelement 14 weiter und zwar im Block 304. Beim Rahmen k + 3 wird der Status des gesamten CDMA-Netzwerkes durch Auswählelemente 14 gemessen und an den Kanaleinteiler 12 gesendet, und zwar im Block 306. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel umfasst der Status des CDMA-Netzwerks die Rückwärtsverbindungskapazität, die für eingeteilte Aufgaben an jeder Zelle verfügbar ist, die durch jeden eingeteilten Nutzer zu übertragende Datenmenge, die für jede entfernte Station 6 verfügbare gesamte Sendeleistung, den Aktivmitgliedersatz jeder entfernten Station 6 und die Priorität der entfernten Stationen 6. Beim Rahmen k + 4 weist der Kanaleinteiler 12 die maximalen eingeteilten Übertragungsraten zu und sendet die Einteilungsinformation an das Auswählelement 14 und zwar im Block 308. Die maximalen eingeteilten Übertragungsraten sind beim Rahmen k + 7 zu verwenden.
Innerhalb des Rahmens k + 4 sendet das Auswählelement 14 die Datenrahmen, die beim Rahmen k + 5 zu übertragen sind auf der Vorwärtsverbindung an das Kanalelement 40, und zwar in Block 310. Das Kanalelement 40 empfängt die Datenrahmen von dem Auswahlelement 14 innerhalb des Rahmens k + 4 und zwar im Block 312. Beim Rahmen k + 5 sendet das Kanalelement 40 die Einteilungsinformation, die die maximale eingeteilte Übertragungsrate für den Rahmen k + 7 enthält an die entfernte Station 6 auf der Vorwärtsverbindung und zwar im Block 314. Während des Rahmens k + 6 verarbeitet die entfernte Station 6 das Vorwärtsverbindungssignal, bestimmt die maximale eingeteilte Übertragungsrate und falls nötig, konfiguriert sie die Hardware erneut zur Datenübertragung mit der Hochgeschwindigkeitsübertragungsrate, und zwar im Block 316. Beim Rahmen k + 7 werden die Daten mit der oder unterhalb der maximalen eingeteilten Übertragungsrate über die Rückwärtsverbindung an die Basisstation 4 übertragen, und zwar im Block 318.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Verarbeitungsverzögerung zwischen der Zeit, zu der die entfernte Station 6 bestimmt, dass sie eine große Datenmenge an die Basisstation 4 zu übertragen hat, bis zu der Zeit der Datenübertragung mit der Hochgeschwindigkeitsübertragungsrate sieben Rahmen. Beim Rahmen k misst die entfernte Station 6 die Warteschlangengröße und die gesamte Sendeleistung, die für sie verfügbar ist. Beim Rahmen k + 7 sendet die entfernte Station 6 die Daten mit der Hochgeschwindigkeitsübertragungsrate an die Basisstation 4. Für ein CDMA-System, das zu dem IS-95A-Standard konform ist, repräsentiert jeder Rahmen mit Verzögerung eine 20 ms-Verzögerung. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel repräsentieren die sieben Rahmen der Verarbeitungsverzögerung 140 ms an Verzögerung. Diese Verzögerungsperiode ist kurz genug, so dass andere Kommunikationen auf der Rückwärtsverbindung nicht signifikant verschlechtert sind. Weiterhin ist die anfängliche Vorhersage der erforderlichen Rückwärtsverbindungskapazität für die uneingeteilten Aufgaben bei der vorliegenden Erfindung nicht übermäßig kritisch, und zwar wegen der Fähigkeit des Kanaleinteilers 12, die Rückwärtsverbindungsnutzung kontinuierlich zu überwachen und dynamisch die Übertragungsrate der eingeteilten Aufgaben erneut zuzuweisen.
Die obige Beschreibung des beispielhaften Ausführungsbeispiels stellt eine Implementierung der vorliegenden Erfindung dar. Andere Variationen bei der Zeitsteuerung der Rückwärtsverbindungsrateneinteilungsroutine gegenüber den oben beschriebenen sind vorstellbar und liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung. Zum Beispiel können die durch die Blöcke 304, 306, 308, 310 und 312 repräsentierten Verarbeitungsverzögerungen auf einen oder zwei Rahmen verkürzt werden, anstelle der in 10 gezeigten drei Rahmen, und zwar durch Optimieren der Hardware zum Minimieren der Verarbeitungsverzögerung.
Die Einteilungsinformation, die die maximalen eingeteilten Übertragungsraten enthält, kann an die entfernten Stationen 6 in einem von einer Anzahl von Ausführungsbeispielen übertragen werden. In dem ersten Ausführungsbeispiel sind bestimmte Bits in den Codekanalrahmen auf der Vorwärtsverbindung für die Einteilungsinformation reserviert. In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Einteilungsinformation durch die Nutzung von separaten Signalisierungsnachrichten übertragen. Die Signalisierungsnachricht kann an die entfernte Station 6 übertragen werden, wann immer es eine neue Zuweisung einer Datenübertragungsrate gibt. Andere Ausführungsbeispiele zum Übertragen der Einteilungsinformation unter Verwendung von Variationen oder eine Kombination der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind vorstellbar und liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
Ein beispielhaftes Diagramm der Rückwärtsverbindungsrateneinteilung und Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung ist in 11 gezeigt. Wie oben erörtert, wird der entfernten Station 6 eine maximale uneingeteilte Übertragungsrate (Rate 1) für die Dauer der Kommunikation mit der Zelle zugewiesen. Wie in 11 gezeigt, überträgt die entfernte Station 6 mit der Rate 1/8, wenn sie sich im Leerlauf befindet und mit der Rate 1, wenn sie Daten überträgt. Der Rückstand bzw. Backlog der an die Zelle zu übertragenden Daten ist durch die durchgezogene Linie repräsentiert und in Größen der Anzahl von Codekanalrahmen angegeben. Die Anzahl von Codekanalrahmen ist gleich der maximalen uneingeteilten Übertragungsrate mal die Anzahl von Rahmen, die zum Senden der Daten notwendig ist. Zum Beispiel 20 Codekanalrahmen können mit Rate 1 über 20 Rahmen oder mit Rate 4 über 5 Rahmen übertragen werden. Die folgende Diskussion betrifft das früher beschriebene Ausführungsbeispiel, in dem die Rückwärtsverbindungsrateneinteilung alle K Rahmen durchgeführt wird und die Übertragungsrate für jeden Rahmen erneut zugewiesen werden kann. Auch kann die entfernte Station 6 die Übertragungsrate einseitig reduzieren. Das folgende Beispiel ist auch auf das Ausführungsbeispiel anwendbar, bei dem die Rückwärtsverbindungsrateneinteilung für jeden Rahmen durchgeführt wird.
In dem in 11 gezeigten Beispiel wird der entfernten Station 6 eine maximale uneingeteilte Übertragungsrate (Rate 1) zugewiesen, aber die entfernte Station 6 besitzt bei den Rahmen 1 und 2 keine an die Zelle zu übertragenden Daten. Deshalb überträgt die entfernte Station 6 mit der Rate 1/8 über die Rückwärtsverbindung. Während dem Rahmen 2 empfängt die entfernte Station 6 zwei Codekanalrahmen zur Übertragung an die Zelle. Die entfernte Station 6 überträgt einen Codekanalrahmen bei den Rahmen 3 und 4, mit Rate 1, um den Backlog am Ende des Rahmens 3 auf Null zu bringen. Man beachte, dass die entfernte Station 6 Daten bis zur Rate 1 über die Rückwärtsverbindung ohne Einteilung übertragen kann. Die während dem Rahmen 2 empfangenen Daten werden unmittelbar beim Rahmen 3 übertragen. Unmittelbare Übertragung mit oder mit weniger als Rate 1 erlaubt es, dass die Signalisierung von der entfernten Station 6 zu der Zelle schnell durchkommt. Zum Beispiel erfordert die TCP-Bestätigung ungefähr 40 Bytes und kann mit Header- bzw. Kopfkomprimierung in einen Datenrahmen eingepasst werden. Die TCP-Bestätigung kann unmittelbar über die Rückwärtsverbindung innerhalb eines Rahmens übertragen werden.
Während der Rahmen 5, 6 und 7 überträgt die entfernte Station 6 mit Rate 1/8, während sie sich im Leerlauf befindet und auf Daten wartet. Während dem Rahmen 7 empfängt die entfernte Station 6 eine große Datenmenge, die an die Zelle zu übertragen ist. Beim Rahmen 8 überträgt die entfernte Station 6 die Warteschlangengröße und die der entfernten Station 6 verfügbare gesamte Sendeleistung an die Zelle. Beim Rahmen 10 empfängt der Kanaleinteiler 12 die Information von dem Auswählelement 14 und sammelt andere Information den Status des Netzwerks betreffend (zum Beispiel die für jede Zelle in dem Netzwerk verfügbare Rückwärtsverbindungskapazität). Beim Rahmen 11 weist der Kanaleinteiler 12 die maximal eingeteilten Übertra gungsraten zu und liefert die Einteilung an die Zelle. In diesem Beispiel weist der Kanaleinteiler 12 eine maximale eingeteilte Übertragungsrate zu, die viermal der Rate für die maximale uneingeteilte Übertragungsrate ist (Rate 4). Beim Rahmen 12 überträgt die Zelle die Einteilungsinformation an die entfernte Station 6 über die Vorwärtsverbindung. Während der Rahmen 8 bis 13 fährt die entfernte Station 6 fort, Daten mit Rate 1 zu übertragen und bringt den Backlog herab bis auf 26 Codekanalrahmen. Während dem Rahmen 13 empfängt die entfernte Station 6 die Einteilungsinformation und konfiguriert ihre Hardware zum Übertragen von Daten mit der Hochgeschwindigkeitsübertragungsrate. Die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung findet mit der maximalen eingeteilten Übertragungsrate (Rate 4) bei den Rahmen 14 bis 19 statt.
Während des Rahmens 19 realisiert die entfernte Station 6, dass die Warteschlange fast leer ist und dass eine Übertragungsrate von 2 notwendig ist zum Übertragen der verbleibenden Daten im Rahmen 20. Beim Rahmen 20 beträgt die entfernte Station 6 die Ratenreduzierungsnachricht an die Zelle, um die Intention mit der niedrigeren Übertragungsrate zu übertragen, anzuzeigen. Auch überträgt die entfernte Station 6 beim Rahmen 20 die zwei verbleibenden Codekanalrahmen mit der niedrigeren Übertragungsrate.
Realisierend, dass die Warteschlange leer ist, und zwar im Rahmen 21, fragt die entfernte Station 6 die Beendigung der Übertragung mit der maximalen eingeteilten Übertragungsrate (Rate 4) an. Im Rahmen 21, nachdem sie alle Daten übertragen hat, überträgt die entfernte Station 6 mit Rate 1/8 im Rahmen 21 während des Leerlaufs und des Wartens auf weitere Daten.
Das obige Beispiel zeigt, dass es sieben Rahmen der Verarbeitungsverzögerung zwischen der Zeit gibt, zu der die Daten der entfernten Station 6 verfügbar gemacht werden (bei Rahmen 7 in 11) und der Zeit der Datenübertragung mit der Hochgeschwindigkeitsübertragungsrate (beim Rahmen 14 in 11). Das Beispiel illustriert auch, dass die Übertragungsrate durch die entfernte Station 6 bei jedem Rahmen reduziert werden kann, so dass die Rückwärtsverbindung bei jedem Rahmen vollständig genutzt wird.
XI. Prioritätszuweisung
Um die Nutzung der Rückwärtsverbindung zu optimieren, werden die maximalen eingeteilten Übertragungsraten für die eingeteilten Aufgaben den entfernten Stationen 6 gemäß der Priorität der entfernten Stationen 6 zugewiesen. Die Rückwärtsverbindungskapazität wird zuerst der entfernten Station 6 zugewiesen, die die höchste Priorität besitzt und zuletzt der entfernten Station 6, die die niedrigste Priorität besitzt. Zahlreiche Faktoren können genutzt werden, um die Priorität der entfernten Station 6 zu bestimmen. Die folgende Diskussion gibt detailliert eine beispielhafte Liste einiger der Faktoren an, die beim Zuweisen von Priorität berücksichtigt werden können. Andere Faktoren können auch berücksichtigt werden und liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
Ein wichtiger Faktor beim Bestimmen von Priorität zwischen entfernten Stationen 6 ist das durch die entfernte Station 6 geforderte E_b/(N_o + I_o). Die entfernte Station 6, die höheres E_b/(N_o + I_o) für das erforderliche Performanceniveau erfordert, verbraucht mehr Kapazität als die entfernte Station 6, die ein niedrigeres E_b/(N_o + I_o) erfordert. Tatsächlich ist für eine vorgegebene Rückwärtsverbindungskapazität die Symbolrate, die durch die entfernte Station 6 übertragen werden kann, invers proportional zu dem erforderlichen E_b/(N_o + I_o). Als ein Beispiel unterstützt die Rückwärtsverbindungskapazität, die die Datenübertragung mit 38,4 Kbps durch die erste entfernte Station 6 unterstützt, nur die Datenübertragung mit 9,6 Kbps durch die zweite entfernte Station 6 (1/4 der Symbolrate), falls das erforderliche E_b/(N_o + I_o) der zweiten entfernten Station 6 ungefähr 6 dB mehr als das der ersten entfernten Station 6 ist. Deshalb ist es vorzuziehen, es der entfernten Station 6, die ein niedrigeres E_b/(N_o + I_o) erfordert, zu erlauben, zuerst zu übertragen, weil weniger Kapazität verbraucht wird.
Die entfernte Station 6 kann sich im Soft-Handoff mit mehreren Zellen befinden. Die entfernte Station 6, die sich im Soft-Handoff befindet, verbraucht mehr Kapazität, weil mehrere Zellen die entfernte Station 6 gleichzeitig versorgen. Deshalb wird ein höherer Durchsatz auf der Rückwärtsverbindung erreicht, indem eine niedrigere Priorität der entfernten Station 6 zugewiesen wird, die sich im Soft-Handoff befindet. Auch ist die entfernte Station 6, die sich im Soft-Handoff befindet, typischerweise nahe der Grenze der Zelle angeordnet und fordert mehr Sendeleistung für die gleiche Energie-pro-Bit an der Zelle.
Der Kanaleinteiler 12 kann auch die Sendeenergie-pro-Bit berücksichtigen, die für die entfernte Station 6 erforderlich ist, um zu der Zelle zu senden. Die Sendeleistung der entfernten Station 6 ist typischerweise begrenzt und die Rückwärtsverbindungsrateneinteilung kann versuchen, die Batterieleistung zu sparen, um die Betriebsdauer der entfernten Station 6 zu verlängern.
Die optimale Zuweisung der maximalen eingeteilten Übertragungsrate hängt auch ab von der durch die entfernte Station 6 zu übertragenden Datenmenge. Die zu übertragenden Daten sind in einer Warteschlange gespeichert, die innerhalb der entfernten Station 6 angeordnet ist. Somit zeigt die Größe der Warteschlange die zu übertragende Datenmenge an. Am Beginn jedes Einteilungsintervalls wird die Warteschlangengröße aller eingeteilten Aufgaben an den Kanaleinteiler 12 gesendet. Falls die Warteschlangengröße einer eingeteilten Aufgabe klein ist, entfernt der Kanaleinteiler 12 die Aufgabe von der Rateneinteilungsroutine. Die Übertragung einer kleinen Datenmenge kann innerhalb einer befriedigenden Zeitperiode über die Rückwärtsverbindung mit oder mit weniger als der maximalen uneingeteilten Übertragungsrate komplettiert werden. Der Kanaleinteiler 12 weist die Hochgeschwindigkeitsübertragungsrate nur zu, wenn dies nötig ist für die Übertragung von großen Datenmengen. Somit kann die maximale eingeteilte Übertragungsrate, die jeder entfernten Station 6 zugewiesen wird, ungefähr zu der Warteschlangengröße der zu übertragenden Daten proportional sein.
Die Art der zu übertragenden Daten ist eine andere wichtige Überlegung beim Zuweisen von Priorität zwischen den entfernten Stationen 6. Einige Datenar ten sind zeitsensitiv und erfordern eine schnelle Aufmerksamkeit. Andere Datenarten können längere Verzögerung bei der Übertragung tolerieren. Offensichtlich wird höhere Priorität den Daten zugewiesen, die zeitkritisch sind.
Als ein Beispiel werden zwangsläufig einige der übertragenen Daten durch die Zelle fehlerhaft empfangen. Der Zelle ist es möglich, einen Rahmenfehler durch die Nutzung der an die Codekanalrahmen angehängten CRC-Bits zu bestimmen. Nach der Bestimmung, dass ein Codekanalrahmen fehlerhaft empfangen worden ist, wird das Fehlerindikatorbit für den Codekanalrahmen gesetzt und die Zelle informiert die entfernte Station 6 über den Rahmenfehler. Der Kanaleinteiler 12 teilt dann die erneute Übertragung der fehlerhaft empfangenen Codekanalrahmen ein oder die entfernte Station 6 kann erneut übertragen und die Zelle darüber informieren. An der Zelle kann eine andere Signalverarbeitung von dem fehlerhaft empfangenen Codekanalrahmen abhängig sein. Deshalb kann der Kanaleinteiler 12 oder die entfernte Station 6 eine höhere Priorität für Daten zuweisen, die erneut übertragen werden als für Daten, die zum ersten Mal übertragen werden.
Im Gegensatz dazu können wiederholte Rahmenfehleranzeigen durch die Zelle anzeigen, dass die Rückwärtsverbindung beeinträchtigt ist. Deshalb ist eine Zuweisung der Rückwärtsverbindungskapazität für wiederholte erneute Übertragung der fehlerhafte empfangenen Codekanalrahmen verschwenderisch. In diesem Fall kann die entfernte Station 6 temporär in den Halte- bzw. Wartezustand versetzt werden oder ihr kann eine niedrigere Übertragungsrate zugewiesen werden. In dem Haltezustand kann die Datenübertragung mit der Hochgeschwindigkeitsübertragungsrate aufgeschoben sein, bis sich der Rückwärtsverbindungszustand verbessert. Die entfernte Station 6 kann noch Daten mit oder mit weniger als der maximalen uneingeteilten Übertragungsrate übertragen und die Zelle kann fortfahren, die Performance der Rückwärtsverbindung zu überwachen. Nach dem Empfangen von Anzeigen, dass sich der Zustand der Rückwärtsverbindung verbessert hat, entfernt der Kanaleinteiler 12 die entfernte Station 6 von dem Haltezustand und weist die entfernte Station 6 an, die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung zu der Zelle wieder aufzunehmen.
Beim Zuweisen von Priorität zwischen entfernten Stationen 6 kann es wünschenswert sein, die entfernten Stationen 6 gemäß der für die entfernten Stationen 6 vorgesehen Art des Datendienstes zu unterscheiden. Zum Beispiel kann eine Kostenstruktur für unterschiedliche Datenübertragungsdienste hergestellt werden. Höhere Priorität wird jenen Diensten gegeben, für die ein höherer Preis berechnet wird. Aufgrund der Preis- bzw. Kostenstruktur kann der Nutzer auf jeder entfernten Station 6 individuell die Priorität bestimmen und deshalb die Art des Dienstes, den der Nutzer genießen kann.
Die Priorität der entfernten Station 6 kann auch eine Funktion der durch die entfernte Station 6 bereits erfahrenen Größe der Verzögerung gemacht werden. Die verfügbare Rückwärtsverbindungskapazität wird zuerst der entfernten Station 6 zugewiesen, die die höchste Priorität besitzt. Konsequenter Weise erfährt die entfernte Station 6, die eine niedrigere Priorität besitzt typischerweise eine längere Übertragungsverzögerung. Wenn die Größe der durch die entfernte Station 6 mit niedriger Priorität erfahrene Verzögerung zunimmt, kann die Priorität der entfernten Station 6 erhöht werden. Dies verhindert, dass die durch die entfernte Station 6 mit niedriger Priorität zu übertragenden Daten unbegrenzt in dem Wartezustand verbleiben. Ohne die Prioritätserhöhung bzw. Prioritätsupgrade kann die entfernte Station 6 mit niedriger Priorität eine intolerierbare Verzögerungsgröße erleiden. Die Prioritätserhöhung kann inkrementiert werden auf eine Art und Weise, so dass eine Kommunikation mit hoher Qualität der eingeteilten und uneingeteilten Aufgaben erreicht wird, während die Systemziele beibehalten werden.
Den Faktoren werden unterschiedliche Gewichte gegeben, und zwar abhängig von dem Satz der zu optimierenden Systemziele. Als ein Beispiel wird zum Optimieren des Durchsatzes auf der Rückwärtsverbindung dem durch die entfernte Station 6 geforderten E_b/(N_o + I_o), und ob sich die entfernte Station 6 im Soft-Handoff befindet ein größeres Gewicht gegeben. Dieses Gewichtungs schema berücksichtigt nicht die Datenarten und die Priorität der entfernten Stationen 6 und behandelt somit nicht das Systemziel der Fairness. Eine beispielhafte Gleichung, die Priorität basierend auf der FER, der Vorhersage des erforderlichen E_b/(N_o + I_o) und dem Soft-Handoff zuweist, kann wie folgt ausgedrückt werden:
wobei C_i die Priorität der i-ten entfernten Station 6 ist, L die Anzahl der Zellen ist, die die entfernte Station 6 im Soft-Handoff unterstützen, Pe die FER ist und γ_i der Einstellpunkt der entfernten Station 6 ist, welcher eine Vorhersage des erforderlichen E_b/(N_o + I_o) ist. In diesem Beispiel wird ein niedrigerer Wert für C_i einer höheren Priorität gleichgesetzt. Andere Gleichungen mit unterschiedlichen Gewichtsfaktoren sind vorstellbar und liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
Alternativ kann eine Kostenstruktur bzw. Preisstruktur beibehalten werden, die es dem Nutzer an jeder entfernten Station 6 erlaubt, individuell die Priorität der entfernten Station 6 zu bestimmen. Die Bereitschaft, einen Aufpreis für die Kapazität zu bezahlen, zeigt ein höheres Niveau der Wichtigkeit an. In diesem Fall erlaubt es ein System, das versucht, die Gewinne und die Kundenzufriedenheit zu maximieren, der erstklassigen entfernten Station 6 zuerst zu übertragen, selbst wenn die Übertragung mehr Kapazität erfordert. Andere Gewichtungsschemata können auch erzeugt werden unter Nutzung der oben aufgeführten Faktoren, sowie anderer nicht erörterter Faktoren, um irgendeinen Satz von Systemzielen zu erreichen und liegen auch innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
Die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele ist vorgesehen, es irgendeinem Fachmann zu ermöglichen, die vorliegende Erfindung nachzuvollziehen oder anzuwenden. Die verschiedenen Modifikatio nen dieser Ausführungsbeispiele werden einem Fachmann unmittelbar klar werden und die hierin definierten grundlegenden Prinzipien können auf andere Ausführungsbeispiele angewendet werden und zwar ohne die Nutzung erfinderischer Fähigkeiten. Somit soll die vorliegende Erfindung nicht auf die hier gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern soll den größten Umfang besitzen, der mit den hierin offenbarten Prinzipien und neuartigen Merkmalen konsistent ist.

Claims

Ein Verfahren zum Planen bzw. Einteilen von Datenübertragungen auf einer Rückwärtsverbindung, um die Ausnutzung der Rückwärtsverbindung zu optimieren, und zwar in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk, das wenigstens eine Zelle und wenigstens einen eingeteilten Benutzer aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bestimmen einer Rückwärtsverbindungskapazität, die für jede der wenigstens einen Zelle verfügbar ist; gekennzeichnet durch folgende Schritte: Zuweisen einer Priorität für jeden des wenigstens einen eingeteilten Benutzers, wobei jede Priorität wenigstens auf einem gesammelten Faktor basiert, der von einer Gruppe bestehend aus der Datenzeitempfindlichkeit, das Verhältnis von Energie-pro-Bit zu Rauschen und Interferenz, Soft-Handoff-Bestimmung, Sendeenergie pro Bit, die von wenigstens einem eingeteilten Benutzer benötigt wird, der Menge der Daten, die gesendet werden müssen, erneut gesendeten Daten und der Art des Dienstes, ausgewählt wird; Zuweisen einer Übertragungsrate für jeden des wenigstens einen eingeteilten Benutzers; und Senden der zugewiesenen Übertragungsrate zu dem wenigstens einen eingeteilten Benutzer; wobei die zugewiesene Übertragungsrate auf der Rückwärtsverbindungskapazität, die für jede der wenigstens einen Zelle verfügbar ist, und auf der Priorität von jedem des wenigstens einen eingeteilten Benutzers basiert.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Bestimmungsschritt, der Zuweisungsschritt und der Sendeschritt immer nach K-Rahmen wiederholt wird, wobei K ein Integer größer oder gleich 1 ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Zuweisungsschritt weiter den folgenden Schritt aufweist: Bestimmen eines Satzes von aktiven Mitgliedern für jeden des wenigstens einen eingeteilten Benutzers, wobei der Satz von aktiven Mitgliedern wenigstens eine Zelle in Kommunikation mit dem eingeteilten Benutzer enthält; wobei die zugewiesene Übertragungsrate weiterhin auf der Rückwärtsverbindungskapazität basiert, die für jede der wenigstens einen Zelle in dem Satz der aktiven Mitglieder verfügbar ist.
Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Zuweisungsschritt weiter den folgenden Schritt aufweist: Empfangen einer Wartschlangengröße von jedem des wenigstens einen eingeteilten Benutzers, wobei die Warteschlangengröße bestimmend für die Menge der Daten ist, die von jedem des wenigstens einen eingeteilten Benutzers gesendet werden soll; wobei die zugewiesene Übertragungsrate weiterhin auf der Warteschlangengröße von jedem des wenigstens einen eingeteilten Benutzers basiert.
Das Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Zuweisungsschritt weiter den folgenden Schritt aufweist: Erzeugen einer Prioritätsliste von eingeteilten Benutzern basierend auf den zugewiesenen Prioritäten, wobei die Prioritätsliste jeden des wenigstens einen eingeteilten Benutzers enthält, wobei jedem des wenigstens einen eingeteilten Benutzers eine Priorität zugewiesen wird.
Das Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Zuweisungsschritt weiter den folgenden Schritt aufweist: Auswählen eines ausgewählten Benutzers von der Prioritätsliste der eingeteilten Benutzer, wobei der ausgewählte Benutzer eine höchste Priorität unter dem wenigstens einen eingeteilten Benutzer in der Prioritätsliste hat; Berechnen einer maximal unterstützbaren Übertragungsrate für den ausgewählten Benutzer durch jede der wenigstens einen Zelle in dem Satz der aktiven Mitglieder der ausgewählten Benutzer; Auswählen einer minimalen Übertragungsrate von den maximal unterstützbaren Übertragungsraten, wobei die minimale Übertragungsrate als eine maximale Übertragungsrate definiert wird; und wobei die zugewiesene Übertragungsrate gleich oder unter der maximalen Übertragungsrate ist.
Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Zuweisungsschritt weiter den folgenden Schritt aufweist: Empfehlen einer bevorzugten Übertragungsrate, wobei die bevorzugte Übertragungsrate auf der Warteschlangengröße des ausgewählten Benutzers basiert; wobei die zugewiesene Übertragungsrate gleich oder unter der bevorzugten Übertragungsrate ist.
Das Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Zuweisungsschritt weiter die folgenden Schritte aufweist: Aktualisieren der Rückwärtsverbindungskapazität, die für jede der wenigstens einen Zelle in dem Satz der aktiven Mitglieder des ausgewählten Benutzers verfügbar ist, um eine Kapazität, die dem ausgewählten Benutzer zugeordnet ist, widerzuspiegeln; und Entfernen des ausgewählten Benutzers von der Prioritätsliste.
Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, das weiter den folgenden Schritt aufweist: Erneutes Zuweisen der zugewiesenen Übertragungsrate von Null oder mehr des wenigstens einen eingeteilten Benutzers zu einer temporären Übertragungsrate, wobei die temporäre Übertragungsrate abhängig von der Rückwärtsverbindungskapazität ist, die für jede der wenigstens einen Zelle verfügbar ist.
Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des erneuten Zuweisens weiter die folgenden Schritte aufweist: Erzeugen einer temporären Zellenliste der betroffenen Zellen von der wenigstens einen Zelle in dem Kommunikationsnetzwerk, wobei die betroffenen Zellen ungeeignete Sendeleistungen haben, um Daten zu wenigstens einen eingeteilten Benutzer zu senden.
Das Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die temporäre Übertragungsrate weiterhin auf der Priorität der betroffenen eingeteilten Benutzer basiert.
Das Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Schritt des erneuten Zuweisens weiter die folgenden Schritte aufweist: Erzeugen einer temporären Prioritätsliste der betroffenen eingeteilten Benutzer basierend auf den zugewiesenen Prioritäten, wobei die temporäre Prioritätsliste eine Vielzahl von betroffenen eingeteilten Benutzern enthält, wobei jedem betroffenen eingeteilten Benutzer eine Priorität zugewiesen wird.
Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des erneuten Zuweisens weiter die folgenden Schritte aufweist: Auswählen eines betroffenen eingeteilten Benutzers von der temporären Prioritätsliste der betroffenen eingeteilten Benutzer, wobei der ausgewählte betroffene eingeteilte Benutzer eine höchste Priorität unter dem wenigstens einen eingeteilten Benutzer in der temporären Prioritätsliste hat; Berechnen einer maximalen temporären unterstützbaren Übertragungsrate für den ausgewählten betroffenen eingeteilten Benutzer durch eine oder mehrere der wenigstens einen Zelle in dem Satz aktiver Mitglieder des ausgewählten betroffenen eingeteilten Benutzers; und Auswählen einer minimalen Übertragungsrate aus den maximalen temporären unterstützbaren Übertragungsraten, wobei die minimale Über tragungsrate als die maximale temporäre Übertragungsrate definiert wird; wobei die temporäre Übertragungsrate gleich oder unter der maximalen temporären Übertragungsrate und der zugewiesenen Übertragungsrate ist.
Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des erneuten Zuweisens weiter die folgenden Schritte aufweist: Aktualisieren der Vorwärtsverbindungskapazität, die für eine oder mehrere der wenigstens einen Zelle in dem Satz aktiver Mitglieder des ausgewählten betroffenen eingeteilten Benutzers verfügbar ist, um eine Kapazität, die dem ausgewählten betroffenen eingeteilten Benutzer zugeordnet ist, widerzuspiegeln; und Entfernen des ausgewählten betroffenen eingeteilten Benutzers von der Prioritätsliste.