DE69908125T2

DE69908125T2 - Zuweisung von Spreizfolgen in einem MCCDMA-System

Info

Publication number: DE69908125T2
Application number: DE69908125T
Authority: DE
Inventors: Damien Castelain; David Mottier
Original assignee: Mitsubishi Electric Information Technology Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Information Technology Corp
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 1999-09-13
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2019-09-14
Also published as: ATE241238T1; JP2001111524A; US20060029012A1; JP4554774B2; US6987747B1; US7342910B2; DE69908125D1; EP1085689A1; EP1085689B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuweisung einer oder mehrerer Dehnungssequenzen zu einem Benutzer eines Fernmeldenetzes, wie beispielsweise eines Mehrbandübertragungsnetzes mit Codemultiplex- Vielfachzugriff, das unter der Netzbezeichnung MC-CDMA (Multi-Carrier Coded Division Multiple Access) besser bekannt ist.
Unter den neuen Kommunikationssystemen, die es ermöglichen, gleichzeitig und in einem selben Frequenzband mehrere Gespräche zwischen unterschiedlichen Benutzern zu verwalten, ist die Mehrbandübertragungstechnik mit Codemultiplex-Vielfachzugriff bekannt, die unter der Bezeichnung MC-CDMA- Technik besser bekannt ist. Diese Übertragungstechnik vereint die Prinzipien der Übertragung durch orthogonales Frequenzmultiplexen, das unter der Bezeichnung OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) bekannt ist, und jene der Technik des Codemultiplex-Vielfachzugriffs (AMRC) oder CDMA (Code Division Multiple Access).
In Fig. 1 ist ein Übersichtsschema dargestellt, das ein Funktionsbeispiel eines Senders zeigt, der die Übertragungstechnik MC-CDMA einsetzt. Dieses Beispiel ist für eine Übertragung auf absteigendem Weg, d. h. von einer Feststation zu einer Mobilstation, repräsentativ. Das n-te Datum des k-ten Benutzers d(k)[n] wird zu Multiplikatoren 10 bis 1 N - 1 geliefert, die jeweils dazu vorgesehen sind, es an den Elementen c (wobei m zwischen 0 und N - 1 liegt) einer sogenannten Dehnungssequenz und dann an Modulatoren 20 bis 2 N - 1 zu multiplizieren, um es auf Hilfsträgerwellen mit der Frequenz (fc + m·F/Tb) zu modulieren, wobei fc die ursprüngliche Frequenz des gesendeten Signals, F/Tb der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Hilfsträgerwellen, F eine ganze Zahl und Tb, mit Ausnahme eines Schutzintervalls, die Dauer des Datums d(k)[n] ist. Die Gesamtheit der Hilfsträgerwellen wird in einer Additionseinrichtung 30 addiert, um das gesendete Signal s(k)(n, t) zu bilden, das somit in folgender Form ausgedrückt werden kann:
s(k)(n, t) = 0 andernfalls.
Es ist anzumerken, dass bei diesem besonderen Beispiel die Gesamtheit der Modulatoren 20 bis 2 N - 1 und der Additionseinrichtung 30 durch eine inverse Fourier-Transformierte ersetzt werden kann.
Es ist anzumerken, dass aus Gründen der Klarheit angenommen wurde, dass die Länge N jeder Dehnungssequenz gleich der Anzahl M von Modulations- Hilfsträgerwellen ist, was nicht unbedingt in jedem MC-CDMA-System der Fall ist.
Aus Gründen der Klarheit wird auch davon ausgegangen, dass nur eine einzige Dehnungssequenz pro Benutzer zugewiesen wird, was nicht notwendigerweise der Fall ist.
Es ist bekannt, dass der Ausbreitungskanal durch Wohnungen und andere Hindernisse, die sich zwischen dem Sender und dem Empfänger befinden, verlegt sein kann. Das gesendete Signal wird nun in mehrfachen Bahnen ausgebreitet, wobei jede der Bahnen unterschiedlich verzögert und gedämpft wird. Es ist zu verstehen, dass der Ausbreitungskanal nun als ein Filter fungiert, dessen Übertragungsfunktion h(f, t) sich mit der Zeit ändert.
Der mit sm bezeichnete Beitrag zum gesendeten Signal s(n, t) jeder Trägerwelle m von Daten d, die für K Benutzer bestimmt sind, kann folgendermaßen ausgedrückt werden:
sm = d(k)c
Aufgrund der komplexen Dämpfung, die mit h bezeichnet ist und von dem Übertragungskanal im Bereich des Empfängers des Ranges p verursacht wird, kann das empfangene Signal im synchronen Fall und am absteigenden Weg auf jeder Hilfsträgerwelle des Ranges m nun folgendermaßen ausgedrückt werden:
wobei n das Gauss'sche zusätzliche Rauschstörungsmuster auf der Trägerwelle des Ranges m ist.
Die Fähigkeit der MC-CDMA-Übertragungssysteme, die Orthogonalität zwischen den Signalen der verschiedenen Benutzer im Netz zu gewährleisten (und somit jegliche Interferenz zwischen diesen Signalen zu vermeiden), hängt von den Interkorrelationseigenschaften der Dehnungssequenzen ab, die den Benutzern im Netz zugewiesen sind.
Typischerweise werden im Fall der Übertragungen auf einem Mobilfunkkanal einer Feststation zu einer Einheit von Mobilfunkstationen die Signale, die für jeden Benutzer bestimmt sind, synchron gesendet. Unter diesen Bedingungen können die Walsh-Hadamard-Dehnungssequenzen verwendet werden, um eine Orthogonalität zwischen den Benutzern zu gewährleisten, wenn der Kanal nicht frequenzselektiv ist.
Der Artikel von HIDEKI OCHIAI et al.: "OFDM-CDMA with peak power reduction based on the spreading sequences" IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMMUNICATLONS, 7.-11. Juni 1998, Seiten 1299-1303, Band 3, XP002118739, New York, US beschreibt Methoden für den Aufbau von Einheiten solcher Sequenzen.
In den bekannten MC-CDMA-Systemen folgt die Zuweisung der Dehnungssequenzen bei einer selben Familie von Dehnungssequenzen (Walsh- Hadamard-Sequenzen der Länge N, Gold-Sequenzen, usw.) nicht genauen Regeln, damit die mit der Frequenzselektivität des Kanals verbundenen Interferenzen minimiert werden.
Nun basiert die vorliegende Erfindung eben auf dem Gedanken, dass das Signal, das von einem Empfänger eines MC-CDMA-Systems empfangen wird, eine Komponente umfasst, die mit den Interferenzen mit den anderen Benutzern verbunden ist, Interferenzen, die entgegen den allgemeinen Annahmen von den Sequenzen abhängen, die diesen Benutzern in derselben Familie von Sequenzen zugewiesen werden, die von dem Übertragungssystem verwendet werden.
Nach der Entdehnung bzw. dem Rückgängigmachen des Dehnens bzw. Spreizens kann das von dem Benutzer p empfangene Signal v(p) nämlich in folgender Form ausgedrückt werden:
Es wird hier angenommen, dass c ² = 1 und es wird geschrieben:
Es ist festzustellen, dass auf diese Weise in dem Ausdruck des vom Benutzer p empfangenen Signals drei Beiträge aufgezeigt werden: das gewünschte Signal (erster Term), eine Interferenz, die mit dem Vorhandensein der anderen Benutzer verbunden ist (zweiter Term), und ein Rauschen (dritter Term).
Das obenstehende Verhältnis kann auch in folgender Form geschrieben werden:
wobei der Term I(h, p, k) ein Interferenzterm ist, der für die Gesamtheit der Interferenzen repräsentativ ist, die zwischen den beiden Sequenzen mit dem Index p und k unter Berücksichtigung der Frequenzselektivität des Kanals auf Höhe des Empfängers des Benutzers der Sequenz mit dem Index p hervorgerufen wird, und der somit gleich
ist.
Um den Einfluss dieser Interferenzen mit den anderen Benutzern zu korrigieren, ist es bekannt, auf Höhe des Empfängers einen Ausgleichsschritt bzw. Entzerrungsschritt einzusetzen, dessen Ausgleichskoeffizient gm einen komplexen Wert annimmt, der jede Trägerwelle des Ranges m betrifft, so dass die scheinbare Übertragungsfunktion h des Übertragungskanals vom Empfänger aus gesehen folgendermaßen geschrieben werden kann:
h = h · gm
Der abgeänderte Interferenzterm I'(h, p, k), der sich aus der Tatsache der Verzerrung, die durch den Übertragungskanal verursacht wird, ergibt, wird nun folgendermaßen geschrieben:
Eine erste vereinfachte Annäherung des Ausgleichs bzw. der Entzerrung besteht darin, die scheinbare Übertragungsfunktion h gleich 1 zu setzen, um die Orthogonalität perfekt wiederherzustellen. Jedoch wird diese Annäherung nicht verwendet, da sie das Rauschen zu stark verstärkt, wodurch die Leistungen des Übertragungssystems verschlechtert werden. In der Praxis gewährleistet der Ausgleich einen Kompromiss zwischen der Wiederherstellung der Orthogonalität, d. h. der Verringerung der Interferenzen zwischen den Benutzern, und der Minimierung der Rauschauswirkungen. Die Interferenz wird somit niemals völlig beseitigt.
Ziel der Erfindung ist es somit, ein Verfahren vorzuschlagen, das es ermöglicht, die Auswirkungen des Interferenz- bzw. Störterms (des zweiten in der vorhergehenden Gleichung) auf die Leistungen des betreffenden Übertragungssystems zu dämpfen.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Zuweisung einer oder mehrerer Dehnungssequenzen zu einem Benutzer eines Mehrbandübertragungssystems mit Codemultiplex-Vielfachzugriff. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht, dem Benutzer die Dehnungssequenz(en) unter Berücksichtigung einer unter einer Gesamtheit möglicher Sequenzen vorbestimmten Gesamtheit von Dehnungsseguenzen zuzuweisen.
Die Merkmale der Erfindung gehen deutlicher aus der Studie der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor, wobei sich die Beschreibung auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht, wobei:
Fig. 1 ein Übersichtsschema eines Senders eines MC-CDMA- Übertragungssystems ist,
Fig. 2 ein Beispiel eines Diagramms ist, das die Amplitudenantwort eines Empfängers eines MC-CDMA-Systems darstellt, und
Fig. 3 eine Tabelle ist, die die Anzahl von Übergängen des elementenweisen Produkts zweier Walsh-Hadamard-Sequenzen der Länge 8 darstellt, wobei diese Tabelle die Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht.
In einem MC-CDMA-Übertragungssystem werden einem Benutzer entweder zum Zeitpunkt der Initiierung eines Anrufes oder während des Gesprächs eine oder mehrere Dehnungssequenzen zugewiesen, wobei auf Höhe des Senders des Systems jedes ihrer Elemente mit dem zu übertragenden Datum multipliziert wird, um einen Modulator zu steuern, der auf einer entsprechenden Hilfsträgerwelle funktioniert, wie dies bereits in der Einleitung der vorliegenden Beschreibung erklärt wurde.
Die vorliegende Erfindung besteht darin, diese Dehnungssequenz(en) unter Berücksichtigung einer vorbestimmten Gesamtheit von Sequenzen, wie beispielsweise der Gesamtheit der bereits verwendeten Sequenzen, insbesondere von anderen Benutzern zum betreffenden Zeitpunkt, und/oder einer Gesamtheit von potentiell in der Zukunft verwendbaren Sequenzen zuzuweisen.
Untenstehend wird mit Hilfe eines vereinfachten Beispiels gezeigt, dass es die Zuweisung der Sequenzen gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht, die Leistungen des Übertragungssystems zu optimieren.
Bei diesem Beispiel werden zwei aktive Benutzer angenommen, so dass das empfangene Signal v(p) folgendermaßen ausgedrückt werden kann:
bei fehlendem Ausgleich, und
bei Vorhandensein eines Ausgleichs,
wobei der Term z das Rauschen auf der Trägerwelle des Ranges m darstellt, die dem eingesetzten Ausgleichsverfahren unterzogen wurde.
In Fig. 2 ist ein Beispiel für die Spektralamplitudenantwort eines Übertragungskanals in einem MC-CDMA-Übertragungssystem dargestellt, dessen Anzahl von Hilfsträgerwellen f&sub1; bis f&sub8; 8 beträgt. Die Amplituden der für diese Frequenzen f&sub1; bis f&sub8; empfangenen Signale sind α, α, γ, γ, β, β, δ und δ.
Die Dehnungssequenz des Benutzers 1 ist die folgende Walsh-Hadamard-Sequenz der Länge 8:
C(1) = (+1, +1, +1, +1, +1, +1, +1, +1)
Nach Durchlaufen des Kanals, dessen Beitrag hier auf seine reale Komponente begrenzt angenommen wird (was bedeutet, dass ein perfekter Ausgleich der Phasenverzerrung angenommen wird), wird die Auswirkung auf die Sequenz des Benutzers 1 folgendermaßen geschrieben:
h'(1)c(1) = (+α, +α, +γ, +γ, +β, +β, +δ, +δ)
Da die Sequenz c(1) verwendet wird und die Länge der Sequenzen 8 beträgt, bleiben 7 weitere orthogonale Sequenzen mit der Sequenz c(1) verfügbar.
Wenn die Sequenz c(2) = (+1, -1, +1, -1, +1, -1, +1, -1) dem zweiten Benutzer zugewiesen wird, ist das von dem ersten Benutzer empfangene Signal:
Es ist festzustellen, dass die Bewertung des Datums d(1) des Benutzers 1 nicht von den Daten des zweiten Benutzers abhängt.
Wenn hingegen die Sequenz c(3) = (+1, +1, -1, -1, +1, +1, -1, -1) dem zweiten Benutzer zugewiesen wird, ist das von dem ersten Benutzer empfangene Signal:
Es ist nun festzustellen, dass die Bewertung des Datums d(1) des Benutzers 1 in diesem Fall von dem Datum des zweiten Benutzers abhängt.
Auf diese Weise wird gezeigt, dass dann, wenn ein Ausbreitungskanal und eine Familie von Dehnungssequenzen mit identischen Interkorrelationseigenschaften ohne Kanalverschlechterung vorhanden sind, die Interferenz zwischen Benutzern, die mit der Ausbreitung des Kanals auf mehrfachen Bahnen zusammenhängt, von der Auswahl der verwendeten Dehnungssequenzen in dieser Familie abhängt.
So ermöglicht es die Auswahl einer besonderen Sequenz in Abhängigkeit von jenen, die bereits zugewiesen wurden, die Leistungen des Übertragungssystems zu optimieren. Aber diese Wahl kann auch unter Berücksichtigung der Sequenzen, die später verwendet werden können, erfolgen, wodurch es möglich ist, in der Zukunft die Leistungen des Übertragungssystems zu optimieren.
Die Zuweisung der Dehnungssequenzen kann auch für alle Benutzer einheitlich sein, und in diesem Fall ermöglicht sie es, eine durchschnittliche Qualität der Übertragungsleistungen für die Gesamtheit der aktiven Benutzer zu optimieren.
Sie kann hingegen auch nicht einheitlich sein, und in diesem Fall ermöglicht sie es, die Übertragung gewisser Sequenzen in Bezug auf andere zu optimieren und auf diese Weise diese Sequenzen zu differenzieren, wie beispielsweise hinsichtlich der Dienstleistungsqualität oder eines anderen Kriteriums.
Im Falle einer einheitlichen Zuweisung oder nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung wird einem Benutzer unter allen zum Zeitpunkt dieser Zuweisung verfügbaren Dehnungssequenzen die Dehnungssequenz c(i) zugewiesen, die eine Funktion J(j,Ωk) die Aufwandsfunktion bzw. Kostenfunktion genannt wird, minimiert, die für die Interferenz zwischen der Dehnungssequenz c(i) und den Dehnungssequenzen c(k) einer vorbestimmten oder bestimmten Gesamtheit von Sequenzen repräsentativ ist, deren Indizes der Gesamtheit von Indizes Ωk angehören. So wird die Sequenz des Ranges i zugewiesen, wenn dieser Rang i folgendes Verhältnis überprüft:
i = J(j,Ωk)
wobei Ωj die Gesamtheit von Indizes der verfügbaren Sequenzen ist.
Beispielsweise kann die Kostenfunktion J(j,Ωk), die für die Interferenz zwischen der Dehnungssequenz c(j) und Sequenzen, deren Indizes einer Gesamtheit Ωk angehören, repräsentativ ist, als gleich dem Maximalwert definiert werden, der von einer Funktion D(j,k), die für die Verschlechterung der Übertragung repräsentativ ist, die nach der Interferenz zwischen der Dehnungssequenz mit dem Index j und der Dehnungssequenz c(k) mit den Indizes k hervorgerufen wird, angenommen wird, wobei für einen Index k, der der vorbestimmten Gesamtheit Ωk angehört, folgendes gilt:
J(j,Ωk) = D(j,k)
Die Kostenfunktion könnte auch gleich dem Durchschnitt der von dieser Verschlechterungsfunktion angenommenen Werte sein:
wobei K die Anzahl von Indizes der vorbestimmten Einheit Ωk ist.
Beispielsweise ist die Verschlechterungsfunktion D(j,k) folgendermaßen definiert:
wobei E die mathematische Hoffnung bzw. Erwartung ist.
Es ist hier zu erwähnen, dass M die Anzahl von Hilfsträgerwellen ist, die in dem MC-CDMA-Übertragungssystem eingesetzt werden, und h entweder die Antwort des Übertragungskanals (in der Einleitung der vorliegenden Beschreibung auch mit h bezeichnet) oder die scheinbare Antwort des Übertragungskanals unter Berücksichtigung eines in dem Empfänger eingesetzten Ausgleichsverfahrens ist, eine Antwort für die Frequenz der Hilfsträgerwelle des Ranges m und für den Empfänger des Benutzers der Sequenz des Ranges j.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, D(j,k) als für die geringe Bedeutung der Hochfrequenzkomponenten einer Sequenz χ(j,k) von N Elementen repräsentativ zu wählen, die sich aus dem Produkt Element zu Element der Sequenz c(j) mit der Sequenz c(k) ergeben. Insbesondere je zahlreicher die Hochfrequenzkomponenten dieser Sequenz χ(j,k) sind, desto geringer ist die Verschlechterungsfunktion D(j,k).
Die Bedeutung der Hochfrequenzkomponenten im Hinblick auf die anderen Komponenten kann durch Verwendung einer Fourier-Transformierten gemessen werden.
Sie kann auch gemessen werden, indem die Anzahl von Übergängen {+1, -1} und {-1, +1} angenommen wird, die in der Sequenz χ(j,k) erscheint. Es ergibt sich nun beispielsweise:
D(j,k) = 1/T(χ(j,k))
wobei T(χ(j,k)) die Anzahl von Übergängen der Sequenz χ(j,k) ist, die sich aus dem elementenweisen Produkt der Sequenz c(j) mit der Sequenz c(k) ergibt.
Es gibt einen Übergang zwischen dem m-ten Element und dem m + 1-ten Element von χ(j,k) wenn:
Sgn[χ ] ≠ Sgn[χ ]
Es ist anzumerken, dass die Anzahl von Übergängen der Produktsequenzen χ(j,k) im Allgemeinen im Voraus bekannt ist und von der vom Übertragungssystem verwendeten Sequenzfamilie abhängt: Walsh-Hadamard-Sequenzen, Gold-Sequenzen, Kasami-Sequenzen, usw. Diese Anzahl kann im Voraus berechnet werden und in einer Speichertabelle für jede Sequenz und für alle Produktsequenzen dieser Sequenz gespeichert werden.
Es wird nun der Einsatz des Verfahrens der vorliegenden Erfindung in dem Fall dargestellt, in dem die Kostenfunktion J(j,Ωk) gleich dem Maximalwert ist, der von der Verschlechterungsfunktion (J(j,Ωk) = D(j,k)) angenommen wird, und die Verschlechterungsfunktion ist gleich dem Inversen der Anzahl von Übergängen der Sequenz χ(j,k), das sich aus dem elementenweisen Produkt der Sequenz c(j) mit der Sequenz c(k) ergibt.
In Fig. 3 ist eine Tabelle angeführt, die über der Abszisse und über der Ordinate den Rang der Walsh-Hadamard-Sequenzen und im Schnittpunkt einer Zeile und einer Spalte die Anzahl von Übergängen der elementenweisen Produktsequenz der beiden jeweils der Zeile bzw. Spalte zugewiesenen Sequenzen angibt.
Es wird ein Zeitpunkt betrachtet, zu dem nur die Sequenzen des Rangs 1 und 6 verwendet werden. Die Bestimmung der dem nächsten Benutzer zuzuweisenden Sequenz erfolgt unter Betrachtung einer vorbestimmten Gesamtheit gleich der Gesamtheit der bereits verwendeten Sequenzen. Die Werte von j sind somit gleich 1 und 6. Für i = 2 ist die Anzahl von Übergängen T(χ(2,1)) und T(χ(2,6)) gleich 7 bzw. 1. Der Maximalwert der Verschlechterung ist somit 1.
Für i = 3 ist die Anzahl von Übergängen T(χ(3,1)) und T(χ(3,6)) gleich 3 bzw. 5. Der Maximalwert der Verschlechterung ist somit 1/3.
Für i = 4 ist die Anzahl von Übergängen T(χ(j,k)) und T(χ(j,k)) gleich 4 bzw. 2. Der Maximalwert der Verschlechterung ist somit 1/2.
Für die anderen Werte von i wird auf dieselbe Weise vorgegangen. Die Liste der Maximalwerte der Verschlechterung (oder Kosten bzw. des Aufwands) ist somit
Nun wird die Dehnungssequenz gewählt, deren Kostenwert J(j,Ωk) minimal ist. Hier können zwei Sequenzen gewählt werden: 3 und 8. Die Auswahl zwischen beiden kann willkürlich sein oder nicht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedem Benutzer mindestens eine Dehnungssequenz zugewiesen, um die geplante Übertragungsqualität für diese Sequenz oder Sequenzen zu berücksichtigen. Die Zuweisung wird nun als nicht einheitlich bezeichnet.
Beispielswaise wird einem Benutzer, der eine gute Qualität hinsichtlich der Übertragung wünscht, die Dehnungssequenz c(j) zugewiesen, die die Kostenfunktion J(j,Ωk) mit den Dehnungssequenzen c(k) einer vorbestimmten oder bestimmten Gesamtheit von Sequenzen mit dem Index k, die einer Gesamtheit Ωk angehören, minimiert. Einem Benutzer, der eine durchschnittliche Übertragungsqualität wünscht, wird die Dehnungssequenz c(j) zugewiesen, die der Kostenfunktion J(j,Ωk) mit den Dehnungssequenzen c(k) einer vorbestimmten oder bestimmten Gesamtheit von Sequenzen mit dem Index k, die einer Gesamtheit Ωk angehören, verleiht. Was einen Benutzer betrifft, dessen Übertragungsqualität minimal sein kann, kann die Dehnungssequenz c(j) zugewiesen werden, ohne sich um die Verzerrung bei dieser Sequenz zu kümmern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedem Benutzer mindestens eine Dehnungssequenz zugewiesen, um die geplante Übertragungsqualität für die Sequenzen, die einer vorbestimmten Gesamtheit von Sequenzen angehören, zu berücksichtigen.
In diesem Fall kann die vorbestimmte Gesamtheit der Dehnungssequenzen c(k) mit den Indizes k, die einer betreffenden Gesamtheit Ωk zum Zeitpunkt der Zuweisung einer Sequenz angehört, aus den Dehnungssequenzen gebildet sein, die bereits zum Zeitpunkt dieser Zuweisung verwendet werden.
In diesem Fall, besteht dann, wenn eine Anzahl K von vorher verwendeten Dehnungssequenzen gegeben ist, die Regel für die Zuweisung einer neuen Sequenz darin, unter den verfügbaren Dehnungssequenzen die Dehnungssequenz c(j) zuzuweisen, die die Kostenfunktion J(j,Ωk) minimiert, die für die Interferenz zwischen der Dehnungssequenz c(j) und den K bereits verwendeten Dehnungssequenzen c(k) mit den Indizes k, die der Gesamtheit Ωk angehören, repräsentativ ist.
i = J(j,Ωk) für K ≥ 2
Die vorbestimmte Gesamtheit der Sequenzen c(k) kann auch aus den Dehnungssequenzen gebildet werden, die potentiell in der Zukunft alleine oder in Kombination mit den vorhergehenden Sequenzen verwendbar sind. Dies kann jederzeit der Fall sein, aber auch bei der Zuweisung der ersten Dehnungssequenz.
Die Regel für die Zuweisung der ersten Dehnungssequenz besteht darin, unter den verfügbaren Dehnungssequenzen die Dehnungssequenz c(i) zuzuweisen, die die Kostenfunktion J(j,Ωk) minimieren, die für die Interferenz zwischen der Dehnungssequenz i und den potentiell in der Zukunft verwendbaren Dehnungssequenzen c(k) mit den Indizes k, die der Gesamtheit Ωk angehören, repräsentativ ist. Die i-te Dehnungssequenz c(i) wird zugewiesen, wenn:
i = J(j,Ωk)
wobei Ωj die Gesamtheit der Indizes der verfügbaren Sequenzen ist.
Die Regel für die Zuweisung einer neuen Dehnungssequenz kann auch die Übertragung einer bereits zugewiesenen Sequenz i&sub0; begünstigen. Die vorbestimmte Gesamtheit von Dehnungssequenzen wird nun von dieser einzigen Sequenz dargestellt.
Wenn somit eine Anzahl K von vorher zugewiesenen Dehnungssequenzen, die die Sequenz c(i&sub0;) umfassen, gegeben ist, besteht die Regel für die Zuweisung einer neuen Sequenz darin, unter den verfügbaren Sequenzen die Dehnungssequenz c(i) zuzuweisen, die die Kostenfunktion J(j,Ωk) minimiert, die für die Interferenz zwischen der Dehnungssequenz i und der Dehnungssequenz c(i&sub0;) repräsentativ ist, deren Übertragung begünstigt werden soll. Die i-te Dehnungssequenz c(i) wird zugewiesen, wenn:
i = J(J,i&sub0;) für i&sub0; Ω, j ≠ i&sub0;, K ≥ 2
Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, während der Übertragung zu bestimmten Zeitpunkten die K - Q Sequenzen wieder zuzuweisen, die noch für die verschiedenen Übertragungen erforderlich sind, wobei K die Anzahl von vorher verwendeten Dehnungssequenzen ist, bevor Q Sequenzen unter K (Q < K) verfügbar gemacht wurden (beispielsweise nach der Deaktivierung eines Benutzers).
Die Regeln, die das Verfahren der Wiederzuweisung unterstützen, sind dieselben wie jene des Zuweisungsverfahrens an einen Benutzer zu dem Zeitpunkt, zu dem dieser ein Gespräch initiiert.
Insbesondere kann dieses Verfahren folgendes sein. Wenn K - Q > 1, kann, um einer Wiederzuweisung der Dehnungssequenzen, die eine einheitliche Optimierung der Leistungen gewährleistet, zu genügen, diese dynamische Wiederzuweisung darin bestehen:
- Die Kostenfunktionen J(j,Ωk) für jede Dehnungssequenz c(j) zu berechnen, wobei j der Gesamtheit ΩQ der Indizes der zur Verfügung gestellten Sequenzen angehört.
- Die Kostenfunktionen J(k,Ωk) für jede Dehnungssequenz c(k) zu berechnen, wobei k der Gesamtheit ΩK-Q der Indizes der noch verwendeten Sequenzen angehört.
- Solange eine oder mehrere Dehnungssequenzen mit dem Index j&sub0; ΩQ und eine oder mehrere Dehnungssequenzen mit dem Index k&sub0; ΩK-Q, wie beispielsweise J(j&sub0;,Ωk) < J(k&sub0;,Ωk) vorhanden sind, die Sequenz c(kM) nicht mehr zuzuweisen, die definiert ist durch:
kM = J(k,Ωk)
und an ihrer Stelle die Sequenz c(km) zuzuweisen, die definiert ist durch:
km = J(k,Ωk)
Nach einem weiteren Beispiel kann, wenn K - Q > 1 gilt, und um einer Wiederzuweisung der Dehnungssequenzen zu genügen, die die Übertragung der bereits zugewiesenen Sequenz i&sub0; begünstigen würde, die dynamische Wiederzuweisung darin bestehen:
- Die Kostenfunktionen J(j,i&sub0;) für jede Dehnungssequenz c(j) zu berechnen, wobei j der Gesamtheit ΩQ der Indizes der zur Verfügung gestellten Sequenzen angehört.
- Die Kostenfunktionen J(k,i&sub0;) für jede Dehnungssequenz c(k) zu berechnen, wobei k der Gesamtheit ΩK-Q der Indizes der noch verwendeten Sequenzen angehört.
- Solange eine oder mehrere Dehnungssequenzen mit dem Index j&sub0; ΩQ und eine oder mehrere Dehnungssequenzen mit dem Index k&sub0; ΩK-Q, wie beispielsweise J(j&sub0;,i&sub0;) < (k&sub0;,i&sub0;) vorhanden sind, die Sequenz c(kM) nicht mehr zuzuweisen, die definiert ist durch:
kM = J(k,i&sub0;)
und an ihrer Stelle die Sequenz c(km) zuzuweisen, die definiert ist durch:
kM = J(k,i&sub0;)

Claims

1. Verfahren zur Zuweisung einer oder mehrerer Dehnungssequenzen zu einem Benutzer eines Mehrbandübertragungsnetzes mit Codemultiplex- Vielfachzugriff, wobei jedes Element der Sequenz im Bereich eines Senders des Netzes mit einem zu übertragenden Datum multipliziert und anschließend auf einer entsprechenden Hilfsträgerwelle übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, dem Benutzer die Dehnungssequenz(en) zuzuweisen, die eine für die Interferenz zwischen der oder den Sequenz(en) einerseits und den Dehnungssequenzen einer vorbestimmten Gesamtheit andererseits repräsentative Funktion minimiert.

2. Zuweisungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Gesamtheit von Dehnungssequenzen die Gesamtheit der Sequenzen enthält, die zum Zeitpunkt der Zuweisung vom Netz verwendet werden.

3. Zuweisungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Gesamtheit von Dehnungssequenzen die Gesamtheit der Sequenzen enthält, die nach dem Zeitpunkt der Zuweisung potentiell verwendbar sind.

4. Zuweisungsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Gesamtheit von Dehnungssequenzen die Gesamtheit der Sequenzen enthält, deren Übertragung begünstigt werden soll.

5. Zuweisungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, unter allen zum Zeitpunkt der Zuweisung verfügbaren Dehnungssequenzen die Dehnungssequenz c(i) zuzuordnen, die die für die Interferenz zwischen der Dehnungssequenz c(i) und den Dehnungssequenzen der vorbestimmten Gesamtheit repräsentative Funktion minimiert, wobei die Sequenz des Ranges i somit zugewiesen wird, wenn dieser Rang i folgende Beziehung verifiziert:

i = J(j,Ωk)

wobei Ωk die Gesamtheit der Indizes der Sequenzen der vorbestimmten Gesamtheit, Ωj die Gesamtheit der Indizes der verfügbaren Sequenzen und J(j,Ωk) die für die Interferenz repräsentative Funktion ist.

6. Zuweisungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, jedem Benutzer mindestens eine Dehnungssequenz zuzuweisen, um die für diese Sequenz oder diese Sequenzen vorgesehene Übertragungsqualität zu berücksichtigen.

7. Zuweisungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, einem Benutzer, der eine gute Qualität hinsichtlich der Übertragung wünscht, die Dehnungssequenz c(i) zuzuweisen, die die Aufwands- bzw. Kostenfunktion J(j,Ωk) mit den Dehnungssequenzen c(k) einer vorbestimmten oder bestimmten Gesamtheit von Sequenzen mit dem Index k, die einer Gesamtheit Ωk angehören, minimiert, einem Benutzer, der eine durchschnittliche Übertragungsqualität wünscht, die Dehnungssequenz c(i) zuzuweisen, die einen durchschnittlichen Wert für die Funktion J(j,Ωk) mit den Dehnungssequenzen c(k) einer vorbestimmten oder bestimmten Gesamtheit von Sequenzen mit dem Index k, die einer Gesamtheit Ωk angehören, ergibt, und einem Benutzer, für den die Übertragungsqualität minimal sein kann, eine Dehnungssequenz c(i) zuzuweisen, ohne sich um die Verzerrung auf dieser Sequenz zu kümmern.

8. Zuweisungsverfahren nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwands- bzw. Kostenfunktion J(j,Ωk), die für die Interferenz zwischen der Dehnungssequenz c(i) und Sequenzen c(k) mit den Indizes k, die einer Gesamtheit Ωk angehören, repräsentativ ist, als gleich dem maximalen Wert definiert ist, der von einer Funktion D(j,k) angenommen wird, die für die Übertragungsverschlechterung repräsentativ ist, die nach Interferenzen zwischen der Dehnungssequenz c(i) und der Dehnungssequenz c(k) hervorgerufen wird:

J(j,Ωk) = D(j,k)

9. Zuweisungsverfahren nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kostenfunktion J(j,Ωk), die für die Interferenz zwischen der Dehnungssequenz c(i) und K Sequenzen c(k), die einer Gesamtheit Ωk angehören, repräsentativ ist, als gleich dem Durchschnitt der Werte definiert ist, die von einer Funktion D(j,k) angenommen werden, die für die Übertragungsverschlechterung repräsentativ ist, die nach Interferenzen zwischen der Dehnungssequenz c(i) und der Dehnungssequenz c(k) hervorgerufen wird:

10. Zuweisungsverfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlechterungsfunktion D(j,k) folgendermaßen definiert ist:

wobei E die mathematische Hoffnung bzw. Erwartung, M die Anzahl von Hilfsträgerwellen, die in dem Übertragungssystem MC-CDMA eingesetzt werden, und h die offensichtliche bzw. scheinbare Antwort des Übertragungskanals unter Berücksichtigung eines Ausgleichsverfahrens ist, das in dem Empfänger eingesetzt wird, eine Antwort für die Frequenz der Hilfsträgerwelle des Ranges m und für den Empfänger des Benutzers der Sequenz des Ranges j.

11. Zuweisungsverfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlechterungsfunktion D(j,k) für die geringe Bedeutung der Hochfrequenzkomponenten einer Sequenz χ(j,k) von N Elementen repräsentativ ist, die sich aus dem Produkt Element mal Element der Sequenz c(i) mit der Sequenz c(k) ergeben.

12. Zuweisungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlechterungsfunktion D(j,k) durch die Anwendung einer Fouriertransformation auf die Sequenz χ(j,k) von N Elementen gegeben ist, die sich aus dem Produkt Element mal Element der Sequenz c(i) mit der Sequenz c(k) ergeben.

13. Zuweisungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Verschlechterungsfunktion D(j,k) durch die Anzahl von Übergängen {+1, -1} und {-1, +1} gegeben ist, die in der Sequenz χ(j,k) von N Elementen erscheinen, die sich aus dem Produkt Element mal Element der Sequenz c(i) mit der Sequenz c(k) ergeben.

14. Zuweisungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es dynamisch eingesetzt wird und somit darin besteht, während der Übertragung zu vorbestimmten Zeitpunkten die K - Q Sequenzen, die noch für die verschiedenen Übertragungen erforderlich sind, wieder zuzuweisen, wobei K die Anzahl von zuvor verwendeten Dehnungssequenzen, bevor Q Sequenzen von K (Q < K) zu Verfügung gestellt wurden, ist.

15. Zuweisungsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht:

- die Kostenfunktionen J(j,Ωk) für jede Dehnungssequenz c(j) zu berechnen, wobei j der Gesamtheit ΩQ der Indizes der zur Verfügung gestellten Sequenzen angehört,

- die Kostenfunktionen J(k,Ωk) für jede Dehnungssequenz c(k) zu berechnen, wobei k der Gesamtheit ΩK-Q der Indizes der noch verwendeten Sequenzen angehört,

- solange eine oder mehrere Dehnungssequenzen mit dem Index j ΩQ und eine oder mehrere Dehnungssequenzen mit dem Index k&sub0; ΩK-Q, wie beispielsweise J(j&sub0;,Ωk) < J(k&sub0;,Ωk), vorhanden sind, die Sequenz c(KM) nicht zuzuweisen, die definiert ist durch:

kM = J(k,Ωk)

und an ihrer Stelle die Sequenz c(km) zuzuweisen, die definiert ist durch:

km = J(k,Ωk)

16. Zuweisungsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, das es darin besteht:

- die Kostenfunktionen J(j,j&sub0;) für jede Dehnungssequenzen c(j) zu berechnen, wobei j der Gesamtheit Ob der Indizes der zur Verfügung gestellten Sequenzen angehört,

- die Kostenfunktionen j(k,i&sub0;) für jede Dehnungssequenz c(k) zu berechnen, wobei k der Gesamtheit ΩK-Q der Indizes der noch verwendeten Sequenzen angehört,

- solange eine oder mehrere Dehnungssequenzen mit dem Index j&sub0; ΩQ und eine oder mehrere Dehnungssequenzen mit dem Index k&sub0; ΩQ-K, wie beispielsweise J(j&sub0;,i&sub0;) < J(k&sub0;,i&sub0;) vorhanden sind, die Sequenz c(kM) nicht zuzuweisen, die definiert ist durch:

kM = J(k,i&sub0;)

und an ihrer Stelle die Sequenz c(km) zuzuweisen, die definiert ist durch:

km = J(k,i&sub0;)

17. Sender eines Mehrbandübertragungssystems mit Codemultiplex- Vielfachzugriff, welcher Sender Mittel zum Multiplizieren eines Benutzerdatums mit jedem der Elemente von mindestens einer Dehnungssequenz und Mittel zum Modulieren jedes der von den Multiplikationsmitteln ausgehenden. Signale auf einer Hilfsträgerwelle umfasst, dadurch gekennzeichnet, daß er Mittel zur Zuweisung mindestens einer Dehnungssequenz für einen Benutzer umfasst, welche Zuweisungsmittel dazu vorgesehen sind, alle Schritte eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16 einzusetzen.