DE60038520T2 - Verschlüsselungskodes und Kanalisierungskodes für Signale mit mehreren Chipraten in einem CDMA zellularen Mobilfunkkommunikationssystem - Google Patents

Verschlüsselungskodes und Kanalisierungskodes für Signale mit mehreren Chipraten in einem CDMA zellularen Mobilfunkkommunikationssystem Download PDF

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    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00—Code division multiplex systems
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft das Gebiet der schnurlosen digitalen Kommunikationssysteme, und insbesondere ein Verfahren zur Übertragung von Teilnehmersignalen, die verschiedene Chipraten aufweisen, über ein Trägerfrequenzband mittels der Zuteilung eines Channelization-Codes zu jedem Teilnehmersignal.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Im Allgemeinen überträgt oder empfängt ein Vielfachzugriff-Kommunikationssystem Informationssequenzen vieler Teilnehmer über ein und dasselbe Frequenzband. Im Besonderen teilen sich bei einem schnurlosen digitalen Kommunikationssystem, das einen auf Codemultiplex basierenden Vielfachzugriff (CDMA, Code Division Multiple Access) verwendet, eine Vielzahl von Teilnehmern eine gemeinsame Trägerfrequenz-Bandbreite von W Hz.
  • Bei einem CDMA-System wird den Teilnehmersignalen bei jedem Anruf jeweils eine eindeutige binäre Spreizsequenz (ein Code) zugeteilt. Ein mit einem zugeteilten Channelization-Code multipliziertes Teilnehmersignal wird auf eine Kanalbandbreite „gespreizt", die viel breiter als die Bandbreite des Teilnehmersignals ist. Die Übertragungsrate des zugeteilten Channelization-Codes wird gemeinhin als „die Chiprate" bezeichnet, und die Chiprate ist höher als die Bitrate, bei der es sich um die Übertragungsrate der Teilnehmerdaten handelt.
  • Alle aktiven Teilnehmer teilen sich zur selben Zeit dasselbe Frequenzspektrum der Systembandbreite. Daher wird das Signal eines jeden Teilnehmers im Empfänger von anderen Signalen getrennt, wobei ein an den verknüpften Channelization-Code angepasster Korrelator dazu verwendet wird, die gewünschten Signale zu „entspreizen". Das entspreizte Signal wird dann über eine Chipperiode integriert.
  • Das Verhältnis der Chiprate zur Bitrate des Teilnehmers wird gemeinhin als „der Spreizfaktor" (SF) bezeichnet. Der Spreizfaktor steht für die Länge des zugeteilten Channelization-Codes.
  • Während der Empfänger das Teilnehmersignal mit der zugeteilten Channelization-Codesequenz zum Zwecke der Entspreizung multipliziert, können die Komponenten anderer Teilnehmersignale aufgrund von Störungen oder Fehlern möglicherweise noch als Rauschen erhalten bleiben. Dieses Rauschen kann, nachdem das entspreizte Signal einen Integrator des Empfängers durchlaufen hat, erheblich abgeschwächt sein.
  • Wenn jedes Teilnehmersignal mit den anderen synchronisiert ist und die Chiprate aller Teilnehmersignale jeweils gleich ist, kann in einem CDMA-Kommunikationssystem die Störung zwischen Signaldaten von Teilnehmern demnach dadurch beseitigt werden, dass allen Teilnehmern Codesequenzen zugeordnet werden, welche zueinander orthogonal sind.
  • Dementsprechend kann auf das CDMA-System ein orthogonaler Spreizcode variabler Länge (OVSF, Orthogonal Variable Spreading Factor) angewendet werden. Der OVSF-Code erlaubt, dass sich der SF jedes einzelnen Teilnehmersignals und die Übertragungsrate der Teilnehmerdaten, d. h. die Bitrate, voneinander unterscheiden.
  • 1 zeigt einen Spreizer in einem Sender eines CDMA-Kommunikationssystems nach Stand der Technik. Unter Bezug auf 1 ist bk(t) das Datensignal des Teilnehmers k und ak(t) ist ein Spreizsignal des Teilnehmers k. Das Datensignal bk(t) des Teilnehmers k wird dadurch gespreizt, dass es mit dem Spreizsignal ak(t) multipliziert wird, womit ein gespreiztes Signal s(t) aller Teilnehmer im selben Frequenzspektrum der Kanalbandbreite des Systems übertragen. Das gespreizte Signal s(t) aller Teilnehmer kann mit der folgenden Gleichung ausgedrückt werden. [Gleichung 1]
    Figure 00030001
    wobei K die Gesamtanzahl der Teilnehmer ist und ωc die Trägerfrequenz ist.
  • Das ak(t) und das bk(t) kann wie folgt ausgedrückt werden. [Gleichung 2]
    Figure 00030002
    wobei ak,j der j-te Chip des dem k-ten Teilnehmer zugeordneten Channelization-Codes ist, der abwechselnd den Wert 1 oder –1 annimmt, ψ(t) ein Impuls des Pulsformungsfilters ist, t eine Zwischenvariable für Zeit ist und Tc die Chipperiode ist, die der Kehrwert der Chiprate ist. Das ak hat eine Periode von SFk (d. h.,j ak,j = ak,j + SFk wobei k = 1, 2, ..., K). Bei einem CDMA-System nach bekanntem Stand der Technik wird angenommen, dass die Chipperiode aller Teilnehmerdaten dieselbe ist. Es wird auch angenommen, dass die Dauer der Pulsformungsfunktion gleich der Chipdauer ist (d. h. ψ(t) = 0 für t < 0 oder t ≥ Tc). [Gleichung 3]
    Figure 00030003
    wobei bk,m das m-te Datenbit des k-ten Teilnehmers ist, das abwechselnd den Wert 1 oder –1 annimmt, Tk die Datenbitdauer des k-ten Teilnehmers ist, die der Kehrwert des Datenbits ist, und Pk(t) die Rechteckpulsfunktion ist, die für 0 ≤ t < Tk 1 und anderenfalls 0 ist. Es wird dabei angenommen, dass alle Teilnehmer zeitlich synchronisiert sind, damit die Orthogonalität der OVSF-Codes bewahrt bleibt.
  • 2 zeigt einen Entspreizer in einem Empfänger eines herkömmlichen CDMA-Kommunikationssystems. Unter Bezug auf 2 kann das Eingangssignal des Empfängers r(t) mit der folgenden Gleichung ausgedrückt werden.
  • [Gleichung 4]
    • r(t) = A(t)s(t – τ) + n(t),
    • wobei A(t) eine Verzerrung ist, die entsteht, wenn das Teilnehmersignal einen physikalischen Kanal durchläuft, τ die Laufzeitverzögerung ist und n(t) das additive Gaußsche Weißrauschen ist.
  • Das Eingangssignal r(t) des Empfängers wird mit dem gewünschten Teilnehmerspreizsignal oder -code ai(t) multipliziert und über die Dauer eines Datenbits integriert, wobei i der gewünschte Teilnehmerindex ist. Ist dies der Fall, so werden, bis auf das gewünschte Teilnehmersignal, die anderen Teilnehmersignale eliminiert, und das Teilnehmerdatensignal kann extrahiert werden.
  • Zur Vereinfachung seien der Parameter der Verzerrung gleich 1 (A(t) = 1), Laufzeitverzögerung von Null (T = 0) und nicht vorhandenes Rauschen (n(t) = 0) angenommen. Dann kann der n-te Ausgang Zi(nTi) des Empfängers für den Teilnehmer i wie folgt ausgedrückt werden.
  • [Gleichung 5]
    • Zi(nTi) = bi,n + Ik,i(nTi),
    • wobei die Störung Ik,i(nTi) die dem Signal des k-ten Teilnehmers zuzuschreibende Komponente ist und wie folgt ausgedrückt werden kann.
  • [Gleichung 6]
    Figure 00050001
    bei der ⌊x⌋ die höchste ganze Zahl ist, die kleiner oder gleich x ist.
  • Um das Störsignal Ik,i(nTi) zu erhalten, ist der Wert als Nullwert zu betrachten, ungeachtet des übertragenen Teilnehmerdatenbits bk,m, und der Wert von Rk,i(m), m = αk,i, ...βk,i sollte gleich Null sein. Der Code, der diese Bedingung erfüllt, ist der OVSF-Code.
  • Der bedingungsgemäße OVSF-Code, Cch,SF,n, n = 0, 2, ..., SF-1 ist in 3 als Codebaum dargestellt. Ein solcher Codebaum ist in „3GPP RAN 25.213, V3.0.2 (März 2000), Spreading and modulation (FDD)" offenbart und in diese Schrift vollständig eingegliedert. Der Beginn des Codebaums ist Cch,1,0 = (1), wobei sich die beiden Zweigcodes Cch,2,0 und Cch,2,1 jeweils von dem Stammcode Cch,1,0 ausgehend abteilen. Das bedeutet, der Code Cch,2,0 wird durch Wiederholung des Codes Cch,1,0 gebildet, und Cch,2,1 wird dadurch gebildet, dass zwei Codes, der Code Cch,1,0 und ein Code, der durch Multiplikation des Codes Cch,1,0 mit (–1) gebildet wurde, aneinader gekoppelt werden.
  • Die Zweige des Codebaums lassen sich dadurch erweitern, dass aus jedem Zweig des Codebaums zwei Zweige jeweils auf dieselbe Weise wie Code Cch,2,0 und Code C ch,2,1 gebildet werden.
  • Der OVSF-Code kann mittels einer Matrix wie folgt erzeugt werden. [Gleichung 7]
    Figure 00060001
  • Der Vorgang der Zuordnung eines OVSF-Codes zu einem Teilnehmerkanal erfolgt durch Auswahl eines für den Teilnehmerkanal notwendigen Codes aus den Codes mit Spreizfaktor (SF), wobei wie folgt drei Codearten aus dem Codebaum zu vermeiden sind. Die zu vermeidenden Codearten sind wie folgt. Erstens sollten die Codes vermieden werden, die durch andere Kanäle zugeordnet sind. Zweitens sollten im Codebaum alle Codes vermieden werden, die den von anderen Teilnehmern genutzten Codes untergeordnet sind. Drittens sollten im Codebaum alle Codes vermieden werden, die den von anderen Teilnehmern genutzten Codes übergeordnet sind.
  • Bei Systemen nach bekanntem Stand der Technik sollten alle Teilnehmerchipraten dieselben sein und alle Teilnehmer sollten zeitlich synchronisiert sein, damit die Orthogonalität der OVSF-Codes wie oben erläutert bewahrt bleibt. Jedoch ist in der Praxis die Dauer der Pulsformungsfunktion länger als die Chiprate.
  • 4 ist ein Blockschaltbild eines Senders für einfache Chiprate in einem Wideband-CDMA (WCDMA) verwendenden Kommunikationssystem nach Stand der Technik. Unter Bezug auf 4 umfasst das WCDMA-Kommunikationssystem nach Stand der Technik einen Serien-Parallel-Umsetzer (S/P-Umsetzer) (400), welcher ein I-Signal und ein Q-Signal aus der Daten- oder Steuerinformation ausgibt; einen ersten Mischer (401) und zweiten Mischer (402), welche jeweils das Datensymbol durch Multiplikation des von dem genannten Serien-Parallel-Umsetzer (400) abgebenenen I-Signals und Q-Signals mit einem Channelization-Code spreizen; einen Imaginärzahl-Umsetzer (403), welcher den Ausgang des genannten zweiten Mischers (402) in eine imaginäre Zahl umsetzt; eine Kombiniereinheit (404), die durch Kombination des I-Signals aus dem genannten ersten Mischer (401) und des Q-Signals aus dem genannten Imaginärzahl-Umsetzer (403) ein komplexes Signal ausgibt; einen dritten Mischer (405), der das komplexe Signal durch Multiplikation mit einem Verwürfelungscode verwürfelt; eine Trenneinheit (406), die das verwürfelte komplexe Signal in eine Realkomponente und eine Imaginärkomponente trennt; ein erstes Pulsformungsfilter (407) und zweites Pulsformungsfilter (408), die eine Chipwellenform erzeugen, um das getrennte Ausgangssignal in einem zugewiesenen Frequenzband zu übertragen; einen vierten Mischer (409), der das Ausgangssignal des genannten ersten Pulsformungsfilters (407) durch Multiplikation mit cos(ωct) auf die Trägerwelle lädt; und einen fünften Mischer (410), der das Ausgangssignal des genannten zweiten Pulsformungsfilters (408) durch Multiplikation mit –sin(ωct) auf die Trägerwelle lädt.
  • Die Funktionsweise eines WCDMA-Kommunikationssystems nach 4 ist wie folgt. Zuerst wird Teilnehmerdaten- und Steuerungsinformation nach der Trennung in ein I-Signal und ein Q-Signal mittels Channelization-Code (Cch,SF,n) gespreizt. Danach werden das I-Signal und das Q-Signal zu einem komplexen Signal kombiniert, und das kombinierte komplexe Signal wird mittels eines komplexwertigen Verwürfelungscode (Cscramb1) verwürfelt. Nun wird der OVSF-Code als Channelization-Code verwendet, der den Kanal, der jedem einzelnen Teilnehmer zugewiesen ist, aussondert. Der komplexwertige Verwürfelungscode kann dazu verwendet werden, als Pseudozufallscode den Sender auszusondern.
  • Die im dritten Mischer (405) verwürfelte komplexe Zahl wird im Splitter (406) entsprechend in ein Signal mit der Realkomponente und ein Signal mit der Imaginärkomponente getrennt. Anschließend wird das Signal mit Realkomponente dem Pulsformungsfilter (407) zugeführt und mit der Trägerfrequenz ωc (409) moduliert, und das Signal mit Imaginärkomponente wird ebenfalls dem Pulsformungsfilter (408) zugeführt und mit der Trägerfrequenz ωc (410) moduliert.
  • Nun erzeugen die einzelnen Pulsformungsfilter (407, 408) eine Chipwellenform, um das die Chiprate von 3,84 Mcps aufweisende Signal in einem 5 MHz-Frequenzband zu übertragen, wobei die Rate des Channelization-Codes und des komplexwertigen Verwürfelungscodes in 4 3,84 Mcps beträgt.
  • Wie oben erklärt verursachen die Kanalsignale, die mit dem Channelization-Code gespreizt sind, keine Interferenzstörung untereinander, da sie die Eigenschaft beibehalten, zueinander orthogonal zu sein. In diesen WCDMA-Systemen besteht ein beständiger Bedarf nach Erhöhung der Systemleistung durch die Unterbringung von Teilnehmern mit unterschiedlichen Quellraten.
  • Da der Sender des WCDMA-Kommunikationssystems nach Stand der Technik so ausgelegt ist, dass er nur die einfache Chiprate überträgt, also ein Signal mit 3,84 Mcps, besteht bei ihm das Problem, dass er ein anderes Signal, welches vielfache Chipraten aufweist, die Vielfache der genannten einfachen Chiprate sind, nämlich 7,68 Mcps (das Doppelte der einfachen Chiprate) und 15,36 Mcps (vier Mal die einfache Chiprate), nicht übertragen kann.
  • Zur Lösung dieses Problems kann ein Sender eines WCDMA-Kommunikationssystems nach Stand der Technik dahingehend ausgebaut werden, dass er die Übertragung vielfacher Chipraten unterstützt. 5 zeigt einen Sender, der fähig ist, zwei Chipraten zu übertragen. Er kann dahingehend erweitert werden, dass er mehr als zwei Chipraten unterstützt. Da die Chiprate in einem WCDMA-System entweder 3,84 oder 7,68 oder 15,36 Mcps ist, beträgt die zweite Chiprate doppelt oder viermal so viel wie die erste Chiprate. Ist die erste Chiprate 3,84 Mcps, dann kann die zweite Chiprate 7,68 Mcps oder 15,36 Mcps sein. Ist die erste Chiprate 7,68 Mcps, dann ist die zweite Chiprate 15,36 Mcps.
  • Nun wird das Signal jeder einzelnen Chiprate übertragen, nachdem es sowohl mit dem Channelization-Code als auch mit dem Verwürfelungscode multipliziert wurde und ein zugewiesenes Pulsformungsfilter durchlaufen hat. Die OVSF-Codes werden nach derselben Prozedur wie in Bezug auf 3 beschrieben als Channelization-Codes zugeordnet. Insbesondere werden die Kanalcodes unabhängig einer anderen Chipratengruppe zugeordnet.
  • Wie oben erklärt kann der OVSF-Code in einem System mit einfacher Chiprate verwendet werden. Ein Verfahren für eine Zuordnung von OVSF-Code zu einer vielfachen Coderate, welches in einem Trägerfrequenzband vorliegende Signale mit vielfacher Chiprate betrachtet, ist jedoch noch nicht vorgestellt worden. Daher tritt im Fall, wenn die OVSF-Codes unregelmäßig verschiedenen, unterschiedliche Chipraten aufweisenden Signalen nach derjenigen Prozedur zugeordnet werden, die der bekannte Stand der Technik für die Erzeugung und Zuordnung des OVSF-Codes vorsieht, Störung unter den Signalen untereinander auf, weil die Codes möglicherweise nicht orthogonal zueinander sind.
  • Im Falle, wenn das Sendegerät, das die einfache Chiprate unterstützt, dahingehend ausgebaut wird, dass es eine vielfache Chiprate unterstützt, tritt aufgrund der orthogonalen Eigenschaft unter den Signalen derselben Chiprate keine Störung auf, jedoch würde die Störung unter den Signalen mit unterschiedlichen Chipraten zunehmen, weil sich die Verwürfelungscodes voneinander unterscheiden und die orthogonale Eigenschaft zwischen den Channelization-Codes nicht erhalten werden kann.
  • Aus WO99/04525 ist ein CDMA-Kommunikationssystem bekannt, das unterschwellige Übertragungen und direktgespreizte überlagerte Übertragungen derart unterstützt, dass die überlagerten Übertragungen wenigstens teilweise orthogonal zu den unterschwelligen Übertragungen sind.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, wenigstens die Probleme und Nachteile des bekannten Stands der Technik zu lösen.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und System zur Übertragung von Daten mit vielfachen Chipraten in einem CDMA-mobilen Kommunikationssystem bereitzustellen.
  • Eine anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Zuordnung von Channelization-Codes in vielfachen Coderaten bereitzustellen, welches den Kanal aussondert, der für jedes Teilnehmersignal zugewiesen ist, und unterschiedliche Code-Chipraten aufweist, um das Störsignal auf ein Minimum zu bringen.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Zuordnen von Channelization-Codes in vielfachen Coderaten bereitzustellen, das so ausgelegt ist, dass es die Störung je nach Art der Pulsformungsfunktion auf ein Minimum bringt.
  • Zusätzliche Vorteile, Ziele und Merkmale der Erfindung werden zum Teil in der nachstehenden Beschreibung dargelegt bzw. werden zum Teil dem Durchschnittsfachmann nach Prüfung des Folgenden offenbar oder sind aus der praktischen Umsetzung der Erfindung erlernbar. Die Ziele und Vorteile der Erfindung können, wie in den angehängten Ansprüchen im Besonderen hervorgehoben, realisiert und erzielt werden.
  • Gemäß einem erfindungsgemäßen Aspekt wird ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die Erfindung wird in Bezug auf die folgenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugskennziffern sich auf gleiche Elemente beziehen, im Detail beschrieben, wobei:
  • 1 zeigt einen Spreizer, angeordnet in einem Sender eines CDMA-Systems nach Stand der Technik;
  • 2 zeigt einen Entspreizer, angeordnet in einem Empfänger eines CDMA-Systems nach Stand der Technik;
  • 3 zeigt einen Codebaum für die Erzeugung von OVSF-Codes nach Stand der Technik;
  • 4 zeigt ein Blockschaltbild eines Senders für einfache Chiprate eines Breitband-CDMA-Systems nach Stand der Technik;
  • 5 zeigt ein Blockschaltbild eines erweiterten Sendermodells für eine vielfache Chiprate eines Wideband-CDMA-Systems nach Stand der Technik;
  • 6 zeigt ein Beispiel eines OVSF-Codes, welcher einem Teilnehmersignal zugeordnet werden kann, das die doppelte Chiprate der Bezugschiprate aufweist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 7 zeigt ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Senders für ein Breitband-CDMA-System mit vielfacher Chiprate;
  • 8 zeigt ein Beispiel von OVSF-Codegruppen, welche als Channelization-Code einer zweiten Chiprate zugeordnet werden können, wenn die zweite Chiprate das Vierfache der ersten Chiprate beträgt;
  • 9 zeigt ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Senders für ein Breitband-CDMA-System mit vielfacher Chiprate;
  • 10 zeigt die Störung am Channelization-Code einer ersten Chiprate Cch,4,0 aufgrund des Channelization-Codes einer zweiten Chiprate Cch,4,0;
  • 11 zeigt die Störung am Channelization-Code einer ersten Chiprate Cch,4,0 aufgrund des Channelization-Codes einer zweiten Chiprate Cch,4,1;
  • 12 zeigt die Störung am Channelization-Code einer ersten Chiprate Cch,4,0 aufgrund des Channelization-Codes einer zweiten Chiprate Cch,4,2; und
  • 13 zeigt die Störung am Channelization-Code einer ersten Chiprate Cch,4,0 aufgrund des Channelization-Codes einer zweiten Chiprate Cch,4,3.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Nun wird im Detail auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele von ihnen in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht sind. Im Allgemeinen ermöglicht die vorliegende Erfindung die Übertragung von Signalen in vielfachen Coderaten in mobilen Kommunikationssystemen. Im Besonderen ordnet die vorliegende Erfindung Channelization-Codes in vielfachen Chipraten zu, um Signale in vielfachen Chipraten zu übertragen.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Zuordnen von Channelization-Codes für vielfache Coderaten dadurch erreicht, dass orthogonale Spreizcodes, bei welchen die Summe der Channelization-Codebits in einem Zeitraum, der jeweils vom Chipratenverhältnis bestimmt wird, auf ein Minimum gebracht wird, als Channelization-Codes eines Systems, bei dem solche Teilnehmersignale vorhanden sind, die verschiedene Chipraten aufweisen, zugeordnet werden. Das Signal jedes Teilnehmers ist zeitlich synchronisiert, um die Orthogonalität der Channelization-Codes zu bewahren.
  • Die vorliegende Erfindung geht von der Annahme aus, dass die Signale von Teilnehmern unterschiedliche Chipraten aufweisen können, jedoch bestehen hinsichtlich der Chipraten folgende Einschränkungen. Wird davon ausgegangen, dass die niedrigste Chiprate R0 ist, so wären andere mögliche Chipraten R0·2y, wobei y eine positive ganze Zahl ist. Der Zuordnungsvorgang von OVSF-Codes zu dem Teilnehmersignal mit der Chiprate R0 ist derselbe wie der Zuordnungsvorgang nach Stand der Technik. Allerdings wird der Zuordnungsvorgang von OVSF-Codes zu dem Teilnehmersignal mit den Chipraten R0·2y dadurch vorgenommen, dass ein Anteil der OVSF-Codes zugeordnet wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Zuordnen von Channelization-Codes wird im Hinblick auf Chiprate wird auf die Weise erklärt, dass in CDMA-Kommunikationssystemen ein Sender und ein Empfänger zur Anwendung kommen. Der Sender und der Empfänger von CDMA-Kommunikationssystemen haben denselben Aufbau wie diejenigen, die in Bezug auf die 1 und 2 erklärt sind. Das Datensignal bk(t) des Teilnehmers k ist dasselbe wie durch die Gleichung 3 ausgedrückt, aber das Spreizsignal ak(t) des Teilnehmers k ist wie folgt. [Gleichung 8]
    Figure 00130001
    wobei ak,j der j-te Chip des dem k-ten Teilnehmer zugeordneten Channelization-Codes ist und abwechselnd den Wert 1 oder –1 annimmt, Tc,k die Chipperiode des k-ten Teilnehmers ist, welche der Kehrwert der Chiprate ist, und Ψk(t) die Pulsformungsfunktion des k-ten Teilnehmers mit der Dauer Tc,k ist, d. h., Ψk(t) besitzt einen nichttrivialen Wert für 0 ≤ t < Tc,k und anderenfalls ist Ψk(t) = 0. Die Chipperiode kann als Tc,k = MkTf ausgedrückt werden, wobei Mk = 1, 2, 4, ... Tf der Kehrwert der höchsten Chiprate in den Systemen ist.
  • Somit wird das Datensignal bk(t) des Teilnehmers k durch Multiplikation mit dem Spreizsignals ak(t) gespreizt, und alle gespreizten Signale werden auf einem gemeinsamen Kanal übertragen. Das auf dem Kanal übertragene Signal s(t) ist gleich dem, welches durch die Gleichung 1 ausgedrückt ist. Das Störsignal Ik,i(nTi) des Ausgangssignals Zi(nTi) des Empfängers ist wie folgt. [Gleichung 9]
    Figure 00140001
  • Dementsprechend sollte der Wert von Rk,j(m) (m = ak,j, ak,j + 1, ... βk,j) Null sein, damit das Störsignal Ik,i(nTi) ungeachtet des Datenbits des störenden Teilnehmersignals bk,m den Wert Null annimmt. Außerdem sollte im Zusammenhang mit den für den Channelization-Code ak,r geltenden Bedingungen die Pulsformungsfunktion betrachtet werden.
  • Die Pulsformungsfunktion der 1 und 2 ist mit der Dauer von Tc,k angenommen. Eine Pulsformungsfunktion kann jedoch eine längere Dauer als Tc,k aufweisen und soll weiter unten betrachtet werden. Zudem werden bei der Pulsformungsfunktion zwei Fälle betrachtet, nämlich ein rechteckiger Puls und ein symmetrischer Puls.
  • Als Erstes wird das Verfahren der OVSF-Code-Zuordnung erklärt, bei welchem die Chippulsfunktion eine rechteckige Welle ist. Handelt es sich bei der Pulsformungsfunktion um einen rechteckigen Puls, so hat Ψk(t) im Bereich mit tε[0, Tc,k] den Wert 1 und für einen anderen Bereich den Wert 0. Daher lässt sich der Wert Rk,j(m) von Gleichung 9 einfacher mittels der folgenden Gleichung ausdrücken. [Gleichung 10]
    Figure 00150001
  • Die obige Gleichung 10 zeigt den Kreuzkorrelationswert zweier Codes ak,r und ai,r.
  • Wenn ai,r ein Signal ist, das eine Chipdauer besitzt, die kürzer als die Chiprate ist, und ak,r ein Signal ist, das eine längere Chipdauer hat, dann lässt sich die Beziehung zwischen der Chipperiode (Tc,k) des Codes ak,r und der Chipperiode (Tc,j) des Codes ai,r wie folgt ermitteln.
  • [Gleichung 11]
    • Pk,i = Tc,k/Tc,i = Mk/Mi
  • Hierbei wird über eine Dauer von Tc,k der Wert des Codes ai,r Pk,j-mal geändert, während der Wert des Codes ak,r nur einmal geändert wird. Daher lässt sich Rk,j(m) aus Gleichung 10 wie folgt umwandeln. [Gleichung 12]
    Figure 00160001
  • Die Bedingung dafür, dass der Wert der Gleichung 12 für ein willkürliches ak,r gleich Null ist, ist die Bedingung, dass die Summe der Codes, über die Zeit, in der der Code ai,r sich Pk,j-mal ändert, Null beträgt. Daher muss für den Index i aller anderen Teilnehmer, die eine höhere Chiprate als die des Teilnehmers k verwenden, die folgende Gleichung erfüllt sein. [Gleichung 13]
    Figure 00160002
  • Es soll das Channelization-Zuordnungsverfahren für zwei Chipraten, R0 and 2·R0, betrachtet werden. Für das Signal mit der Chiprate R0 kann jeder beliebige OVSF-Code, wie in Bezug auf 3 beschrieben, nach herkömmlicher Prozedur verwendet werden. Für das Signal der Chiprate 2·R0 jedoch werden die OVSF-Codes, wie sie in 6 gezeigt sind, jeweils aus den in 3 gezeigten OVSF-Codes erzeugt, und einer der erzeugten OVSF wird zugeordnet. Die erzeugten Codes sollen als Quasi-Orthogonal Multiple Chip Rate (QOMCR, „quasiorthogonale vielfache Chiprate") bezeichnet werden.
  • Die QOMCR-Codes der 6 werden wie folgt gelesen. Als Erstes suche einen Code, der nach dem Kombinieren zweier Codebits Null wird, weil die Chiprate 2·R0 aus der Chiprate R0 verdoppelt wurde. Suche dann Codes wie Cch,2,1 =(1, –1), Cch,4,2 = (1, –1, 1, –1), Cch,4,3 = (1, –1, –1, 1), bei denen es sich um Cch,2,1 und Abkömmlinge von Cch,2,1 handelt.
  • Als Nächstes wird das Channelization-Zuordnungsverfahren für zwei Chipraten, R0 and 4·R0, betrachtet. Für das Signal mit der Chiprate R0 kann jeder beliebige OVSF-Code nach herkömmlicher Prozedur verwendet werden. Bezüglich des Signals mit der Chiprate 4·R0 suche einen Code, der nach dem Kombinieren von vier Codebits zu Null wird, weil die Chiprate von 4·R0 das Vierfache der Chiprate R0 ist. Die OVSF-Codes, die obige Bedingungen erfüllen, sind Cch,2,1 und Cch,4,1 sowie die Abkömmlinge von Cch,2,1 und Cch,4,1.
  • Der OVSF-Code von Signalen, die eine höhere Chiprate als 4·R0 haben, kann in einer analogen Prozedur wie 2·R0 und 4·R0 erzeugt werden.
  • Danach ist die Prozedur der Zuordnung der wie oben beschrieben erzeugten QOMCR-Codes dieselbe wie die herkömmliche Prozedur. Das heißt, im Codebaum werden alle untergeordneten Codes und übergeordneten Codes des Codes, der den anderen Teilnehmern mit derselben Chiprate zugeordnet ist, und die Codes, die den anderen Teilnehmern mit derselben Chiprate zugeordnet sind, nicht in den Signalen derselben Chiprate verwendet. Jedoch wird die Codezuordnung von einer Codezuordnung zu unterschiedlichen Chipraten nicht beeinflusst. Das bedeutet, dass dieselben OVSF-Codes vielen Teilnehmern zugeordnet werden können, wenn ihre Chipraten nicht dieselben sind.
  • Als Nächstes wird das Verfahren für die OVSF-Codeerzeugung und -zuordnung betrachtet, wenn die Pulsformungsfunktion eine symmetrische Funktion ist. Bei der symmetrischen Funktion handelt es sich um die Funktion, die zur Pulsmitte symmetrisch ist, d. h., Ψk(t – Tc,k/2 – d) = Ψk(t – Tc,k/2 + d), wobei Ψk(t) = 0 für t < 0 oder t ≥ Tc,k. Die Bedingung, unter der Rk,j(m) der Gleichung 9 den Wert Null annimmt, ist, wenn das Folgende erfüllt ist. [Gleichung 14]
    Figure 00180001
  • Zur Erfüllung der Gleichung 14 sollen die Gleichungen 15 und 16 erfüllt werden. [Gleichung 15]
    Figure 00180002
    [Gleichung 16]
    Figure 00180003
    wobei d = 0, 1, ..., Ni/Pk,i – 1, z = 1, 2, ... Pk,i/2
  • Das heißt, wenn es sich bei der Pulsformungsfunktion um eine symmetrische Funktion handelt, suche und ordne OVSF-Codes zu, welche die beiden Gleichungen 15 und 16 erfüllen.
  • Im Besonderen ist das Channelization-Zuordnungsverfahren für zwei Chipraten, R0 and 2·R0, wie folgt. Für das Signal mit der Chiprate R0 kann jeder beliebige OVSF-Code nach herkömmlicher Prozedur verwendet werden. Für das Signal der Chiprate 2·R0 jedoch suche und ordne einen OVSF-Code zu, der eine Punktsymmetrie aufweist, und zwei Chipbits, die kombiniert einen Wert von Null ergeben. Die Codes, die obige Bedingungen erfüllen, sind Cch,2,1 und die Cch,2,1 untergeordneten Codes.
  • Ebenso kann beim Channelization-Zuordnungsverfahren für zwei Chipraten, R0 and 4·R0, jeder beliebige OVSF-Code gleich der herkömmlichen Prozedur für das Signal mit der Chiprate R0 verwendet werden. Bezüglich des Signals mit der Chiprate 4·R0 suche und ordne einen OVSF-Code zu, der eine Punktsymmetrie aufweist, und vier Chipbits, die kombiniert den Wert von Null ergeben. Die Codes, die obige Bedingungen erfüllen, sind Codes wie Cch,4,1 = (1, 1, –1, –1), Cch,4,2 = (1, –1, 1, –1), Cch,8,2 = (1, 1, –1, –1, 1, 1, –1, –1), Cch,8,3 = (1, 1, –1, –1, –1, –1, 1, 1), Cch,8,4 = (1, –1, 1, –1, 1, –1, 1, –1), und Cch,8,5 = (1, –1, 1, –1, –1, 1, –1, 1), bei denen es sich um Cch,4,1, Cch,4,2 und die Abkömmlinge von Cch,4,1 und Cch,4,2 handelt.
  • Der OVSF-Code von Signalen, die eine höhere Chiprate als 4·R0 haben, kann in einer analogen Prozedur wie 2·R0 und 4·R0 erzeugt werden.
  • Als Nächstes wird die vorliegende Erfindung auf das Breitband-CDMA-Mobilfunksystem angewendet, bei welchem es sich um ein IMT2000-System handelt. Zur Unterstützung vielfacher Chipraten in einem Wideband-CDMA-System wird in 7 ein der vorliegenden Erfindung entsprechendes Sendegerät gezeigt. Hier beträgt die zweite Chiprate das Doppelte der ersten Chiprate, und die Trägerfrequenz des Signals der ersten bzw. zweiten Chiprate ist dieselbe. Zum Beispiel können die erste Chiprate und die zweite Chiprate eine der folgenden in einem WCDMA-Kommunikationssystem verwendeten Chipraten sein: 3,84 Mcps, 7,68 Mcps, 15,36 Mcps. Des Weiteren verringert das System der 7 die Störung zwischen unterschiedlichen Chipraten, indem es die Signale verschiedener Chipraten mit dem komplexen Verwürfelungscode des Signals, das die niedrigste Chiprate aufweist, verwürfelt, und indem es QOMCR-Codes als Channelization-Codes der höheren Chiprate verwendet.
  • Unter Bezug auf 7 umfasst das erfindungsgemäße Sendegerät im Allgemeinen einen ersten Sendezweig zur Übertragung eines Signals der ersten Chiprate und einen zweiten Sendezweig zur Übertragung eines Signals der zweiten Chiprate.
  • Der erste Sendezweig umfasst einen ersten Serien-Parallel-Umsetzer (S/P-Umsetzer) (700), der aus der Daten- bzw. Steuerinformation der ersten Chiprate ein I-Signal und ein Q-Signal ausgibt; einen ersten Mischer (702) und einen zweiten Mischer (703), welche das Datensymbol durch Multiplikation des von dem genannten ersten S/P-Umsetzer (700) abgegebenen I-Signals und Q-Signals mit dem ersten Channelization-Code der ersten Chiprate zum Chip aufspreizen; einen ersten Imaginärzahlumsetzer (706), welcher den Ausgang des genannten zweiten Mischers (703) in eine imaginäre Zahl umsetzt; ein erstes Kombiniermittel (708), welches durch Kombination des I-Signals aus dem genannten ersten Mischer (702) und des Q-Signals aus dem genannten ersten Imaginärzahlumsetzer (706) ein Signal mit komplexer Zahl ausgibt; einen dritten Mischer (710), der das von dem genannten Kombiniermittel (708) abgegebene komplexe Ausgangssignal durch Multiplikation mit einem Verwürfelungscode verwürfelt; eine erste Einheit (712) zum Trennen von Real- und Imaginärteil, die das verwürfelte komplexe Signal in eine Realkomponente und eine Imaginärkomponente trennt und dann die getrennten Signale ausgibt; und einen ersten Pulsformungsfilter (714) und zweiten Pulsformungsfilter (715), die eine Chipwellenform erzeugen, um das getrennte Ausgangssignal auf einem zugewiesenen Frequenzband zu übertragen.
  • Der zweite Sendezweig umfasst einen zweiten S/P-Umsetzer (701), der aus der Daten- bzw. Steuerinformation der zweiten Chiprate ein I-Signal und ein Q-Signal ausgibt; einen vierten Mischer (704) und einen fünften Mischer (705), welche das Datensymbol durch Multiplikation des von dem genannten zweiten S/P-Umsetzer (701) abgegebenen I-Signals und Q-Signals mit dem zweiten Channelization-Code der zweiten Chiprate zum Chip aufspreizen; einen zweiten Imaginärzahlumsetzer (707), welcher den Ausgang des genannten fünften Mischers (705) in eine imaginäre Zahl umsetzt; eine zweite Kombiniereinheit (709), welche durch Kombination des I-Signals aus dem genannten vierten Mischer (704) und des Q-Signals aus dem genannten zweiten Imaginärzahlumsetzer (707) ein Signal mit komplexer Zahl abgibt; einen sechsten Mischer (711), der das von dem genannten zweiten Kombiniermittel (709) abgegebene komplexe Ausgangssignal durch Multiplikation mit einem Verwürfelungscode verwürfelt; eine zweite Einheit (713) zum Trennen von Real- und Imaginärteil, die das verwürfelte komplexe Signal in eine Realkomponente und eine Imaginärkomponente trennt und dann die getrennten Signale ausgibt; und einen dritten Pulsformungsfilter (716) und vierten Pulsformungsfilter (717), die eine Chipwellenform erzeugen, um das getrennte Ausgangssignal auf einem zugewiesenen Frequenzband zu übertragen.
  • Das erfindungsgemäße Sendegerät beinhaltet ferner eine dritte Kombiniereinheit (718), welche das von dem ersten Pulsformungsfilter (714) des genannten ersten Zweiges ausgegebene reelle Signal und das von dem dritten Pulsformungsfilter (716) des genannten zweiten Zweiges ausgegebene reelle Signal kombiniert; eine vierte Kombiniereinheit (719), welche das von dem zweiten Pulsformungsfilter (715) des genannten ersten Zweiges ausgegebene imaginäre Signal und das von dem vierten Pulsformungsfilter (717) des genannten zweiten Zweiges ausgegebene imaginäre Signal kombiniert; einen siebten Mischer (720), welcher das reelle Ausgangssignal der genannten dritten Kombiniereinheit (718) durch Multiplikation mit cos(ωct) auf die Trägerwelle lädt; und einen achten Mischer (721), welcher das imaginäre Ausgangssignal der genannten vierten Kombiniereinheit (719) durch Multiplikation mit –sin(ωct) auf die Trägerwelle lädt.
  • Die Betriebsweise des der vorliegenden Erfindung entsprechenden Sendegeräts ist wie folgt. Das erfindungsgemäße Sendegerät ist erstens durch die Verwendung desselben Verwürfelungscodes für Signale unterschiedlicher Chipraten und die Verwendung von QOMCR-Code als Channelization-Code für die Signale höherer Chipraten gekennzeichnet. Dabei wird nämlich, falls die erste Chiprate niedriger als die zweite Chiprate ist, für das Signal der ersten Chiprate ein OVSF-Code durch herkömmliche Prozedur zugeordnet und für das Signal der zweiten Chiprate ein QOMCR-Code zugeordnet. Die Signale beider Chipraten werden dann mit dem Komplexzahl-Verwürfelungscode des Signals der ersten Chiprate verwürfelt.
  • Wo es möglich ist, den QOMCR-Code durch Verwendung eines Teiles des OVSF-Codes zu erzeugen, kann der Codebaum für die Erzeugung des OVSF-Codes für den QOMCR-Code verwendet werden. Wie in 6 gezeigt, wird die untere Hälfte des Codebaums für die Erzeugung des OVSF-Codes zum Codebaum für die Erzeugung des QOMCR-Codes. Die Prozedur der Zuordnung des QOMCR-Codes aus dem Codebaum ist ähnlich der Prozedur für den OVSF-Code. Im Besonderen ist in dem in 6 gezeigten Codebaum der QOMCR-Code auszuwählen, ausgenommen der Code, der von einem anderen Teilnehmersignal verwendet wird, sowie dessen untergeordnete und übergeordnete Codes. Der dem Kanal der zweiten Chiprate zugeordnete Channelization-Code kann jedoch dem Kanal der ersten Chiprate wiederholt zugeordnet werden, und umgekehrt.
  • Der erste Mischer (702) und der zweite Mischer (703) in 7 spreizen somit das Signal der ersten Chiprate mittels OVSF-Code, und der vierte Mischer (704) und der fünfte Mischer (705) spreizen das Signal einer zweiten Chiprate mittels QOMCR-Code. Der dritte Mischer (710) und sechste Mischer (711) verwürfeln jeweils die Signale der ersten Chiprate und zweiten Chiprate mittels des Komplexzahl-Verwürfelungscodes der ersten Chiprate. Danach kombinieren die dritte Kombiniereinheit (718) und vierte Kombiniereinheit (719) jeweils jedes reelle Signal und imaginäre Signal von jeder Chiprate für die Modulation und Übertragung auf der Trägerfrequenz ωc.
  • Daher bringt die vorliegende Erfindung, wie oben beschrieben, die Störung zwischen den Signalen mit unterschiedlichen Chipraten auf ein Minimum. Die Störung zwischen den Signalen mit derselben Chiprate beträgt Null aufgrund der Orthogonalität der OVSF-Codes. Wenn die Dauer der Pulsformungsfunktion gleich der Chipdauer wäre, beträge die Störung zwischen den Signalen mit unterschiedlichen Chipraten ebenfalls Null.
  • Bei WCDMA-Kommunikationssystemen ist die Dauer der Pulsformungsfunktion, die eine Root-Raised-Cosinus-Funktion ist, jedoch nicht auf die Chipdauer beschränkt. Die Dauer der Pulsformungsfunktion liegt zeitlich beschränkt im Bereich von mehreren zehn Mal des Chipbereiches. Unter Berücksichtigung solcher Pulsformungsfunktionen ist die Störung zwischen Kanälen der ersten Chiprate und zweiten Chiprate wie in Tabelle 1 und Tabelle 2 folgt.
  • In den Tabellen 1 und 2 bezieht sich das herkömmliche System auf das in 5 gezeigte Sendegerät. Bei diesem System wird das Signal der ersten Chiprate mit dem Verwürfelungscodes mit der ersten Chiprate und das Signal der zweiten Chiprate mit dem Verwürfelungscodes mit der zweiten Chiprate verwürfelt. Das bedeutet, dass die Verwürfelungscodes der ersten und zweiten Chiprate unterschiedliche Chipraten aufweisen. Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch sowohl für die erste Chiprate als auch für die zweite Chiprate jeweils derselbe Verwürfelungscode verwendet, wobei dieser dieselbe Chiprate und dasselbe Verwürfelungscode-Sequenzmuster aufweist. Die Verwürfelungscodes der ersten Chiprate, welche niedriger als die zweite Chiprate ist, werden sowohl für die Signale der ersten Chiprate als auch der zweiten Chiprate verwendet.
  • Tabelle 1 zeigt ein Beispiel der Störenergie, mit welcher der OVSF-Code der zweiten Chiprate Cch,SF2,n2 auf den OVSF-Code der ersten Chiprate Cch,SF1,n1 einwirkt. Tabelle 1
    Cch,SF2,n2 Cch,SF1,n1 Störenergie
    Rate SF2 n2 Rate SF1 n1 Herkömmliches System Erfindungsgemäßes System
    2 4 0 1 4 0 0,250469 0,41412400
    2 4 1 1 4 0 0,252803 0,40798000
    2 4 2 1 4 0 0,260453 0,09769900
    2 4 3 1 4 0 0,256097 0,09622900
    2 4 0 1 4 1 0,261302 0,41539600
    2 4 1 1 4 1 0,258018 0,41759300
    2 4 2 1 4 1 0,264181 0,09315760
    2 4 3 1 4 1 0,258970 0,09175750
    2 4 0 1 4 2 0,253306 0,41332600
    2 4 1 1 4 2 0,258465 0,42244600
    2 4 2 1 4 2 0,244491 0,09334380
    2 4 3 1 4 2 0,259437 0,09202720
    2 4 0 1 4 3 0,252720 0,41805800
    2 4 1 1 4 3 0,258872 0,41627500
    2 4 2 1 4 3 0,254083 0,09299040
    2 4 3 1 4 3 0,258779 0,09465040
  • Die in obiger Tabelle 1 enthaltenen Werte sind normierte Energiewerte, bei denen die Energie des gewünschten Signals mit 1 angenommen ist. Unter Bezug auf die Tabelle 1 üben die OVSF-Codes der zweiten Chiprate Cch,4,2 und Cch,4,3 (Codes, die zu den QOMRC-Codes in 6 gehören) jeweils einen geringeren Störeinfluss auf die OVSF-Codes der ersten Chiprate aus als die OVSF-Codes der zweiten Chiprate Cch,4,0 und CCch,4,1 (Codes, die nicht zu den QOMRC-Codes gehören). Dies gilt ebenfalls bei anderen Spreizfaktoren. Das heißt, unter den OVSF-Codes mit der Zahl SF, bei denen SF der Spreizfaktor der zweiten Chiprate ist, üben die OVSF-Codes Cch,SF,SF/2, Cch,SF,SF/2+1, ..., Cch,SF,SF-1 dort einen geringen Störeinfluss auf den OVSF-Code der ersten Chiprate aus, wo es sich bei den genannten OVSF-Codes Cch,SF,SF/2, Cch,SF,SF/2+1, ..., Cch,SF,SF-1 um QOMCR-Codes handelt.
  • Tabelle 2 zeigt ein Beispiel der Störenergie, mit welcher der OVSF-Code der ersten Chiprate Cch,SF1,n1 auf den OVSF-Code der zweiten Chiprate Cch,SF2,n2 einwirkt. Tabelle 2
    Cch,SF3,n1 Ccch,SF2,n2 Störenergie
    Rate SF1 N1 Rate SF2 n2 Herkömmliches System Erfindungsgemäßes System
    1 4 0 0 4 0 0,132829 0,228301
    1 4 1 2 4 0 0,137736 0,226355
    1 4 2 2 4 0 0,138579 0,223733
    1 4 3 2 4 0 0,136652 0,227353
    1 4 0 2 4 1 0,139106 0,216309
    1 4 1 2 4 1 0,137099 0,227116
    1 4 2 2 4 1 0,138783 0,224611
    1 4 3 2 4 1 0,144436 0,228437
    1 4 0 2 4 2 0,137828 0,053275
    1 4 1 2 4 2 0,140154 0,051454
    1 4 2 2 4 2 0,141154 0,049226
    1 4 3 2 4 2 0,139216 0,047343
    1 4 0 2 4 3 0,141053 0,049632
    1 4 1 2 4 3 0,137739 0,053186
    1 4 2 2 4 3 0,136752 0,050658
    1 4 3 2 4 3 0,143608 0,050057
  • Unter Bezug auf die obenstehende Tabelle 2 ist unter den OVSF-Codes der zweiten Chiprate die Störenergie, welche OVSF-Codes, die zu den QOMRC-Codes gehören, von einem willkürlichen OVSF-Code der ersten Chiprate erhielten, geringer als diejenige anderer OVSF-Codes, die nicht zu den QOMRC-Codes der zweiten Chiprate gehören.
  • Dementsprechend umfasst die vorliegende Erfindung, unter Berücksichtigung des Pulsformungsfilters eines WCDMA-Systems und mit dem Ziel einer weiteren Verringerung von Störung zwischen Kanälen unterschiedlicher Chipraten, die Spreizung von Signalen mittels der Verwendung eines OVSF-Codes als Channelization-Code der ersten Chiprate, unter Optimierung und Verwendung eines QOMCR-Codes als Channelization-Code der zweiten Chiprate sowie mittels Verwendung ein und desselben Komplexzahl-Verwürfelungscodes zur Verwürfelung von Signalen sowohl der ersten als auch der zweiten Chiprate. Hierbei wird der Komplexzahl-Verwürfelungscodes der ersten Chiprate als Komplexzahl-Verwürfelungscodes der zweiten Chiprate verwendet.
  • Als Erstes wird auf eine Optimierung der QOMCR-Codes in dem Fall, wenn die Trägerfrequenzen der ersten und zweiten Chiprate jeweils gleichwertig sind, eingegangen. 7 zeigt ein Blockschaltbild eines weiter oben beschriebenen Senders für ein WCDMA-System mit vielfachen Chipraten, bei dem die Trägerfrequenz der ersten Chiprate nicht der Trägerfrequenz der zweiten Chiprate entspricht.
  • Wenn die zweite Chiprate das Zweifache der ersten Chiprate ist, wird als Channelization-Code der ersten Chiprate der OVSF-Code Cch,sf1,n1 (n1 = 0, 1, ... sf1 – 1) verwendet. Für die zweite Chiprate wird der OVSF-Code in zwei Gruppen aufgeteilt, Cch,sf2,n2 (n2 = 0, 1, ..., sf2/2 – 1) und eine zweite Gruppe Cch,sf2,n2 (n2 = sf2/2, sf2/2 + 1, ..., sf2 – 1), für einen gegebenen Spreizfaktor sf2. Anschließend wird der zweiten OVSF-Codegruppe Vorrang gegeben, und sie wird als Channelization-Code der zweiten Chiprate verwendet.
  • Als Nächstes wird das Channelizationcode-Zuordnungsverfahren für Signale mit vielfacher Chiprate betrachtet, wobei die zweite Chiprate das Vierfache der ersten Chiprate beträgt und die Trägerfrequenz des Signals der ersten und zweiten Chiprate dieselbe ist. In diesem Fall wird der OVSF-Code Cch,sf1,n1 (n1 = 0, 1, ..., sf1 – 1) für den Channelization-Code der ersten Chiprate und für den Channelization- Code der zweiten Chiprate verwendet, und der OVSF-Code Cch,sf2,n2 wird in vier Gruppen aufgeteilt und gemäß der unten erklärten Auswahlregel verwendet.
  • Als Erstes wird das Verfahren der Aufteilung des OVSF-Codes in vier Gruppen in Bezug auf 8 erklärt. Für den gegebenen Spreizfaktor sf2 gelte: Die erste Gruppe ist Cch,sf2,n2 (n2 = 0, 1, ..., sf2/4 – 1), die zweite Gruppe ist Cch,sf2,n2 (n2 = sf2/4, sf2/4 + 1, ..., sf2/2 – 1), die dritte Gruppe ist Cch,sf2,n2 (n2 = sf2/2, sf2/2 + 1, ..., 3·sf2/4 – 1) und die vierte Gruppe ist Cch,sf2,n2 (n2 = 3·sf2/4, 3·sf2/4 + 1, ..., sf2 – 1). Die Auswahlregel, nach welcher diese vier OVSF-Codegruppen als jeweiliger Kanalcode zu verwenden sind, ist wie folgt.
  • Aus der vierten Gruppe von OVSF-Codes wird ein Code als ein Channelization-Code der zweiten Chiprate verwendet. Sind alle Codes aus der vierten Gruppe bereits verwendet und werden noch mehr OVSF-Codes als Channelization-Code der zweiten Chiprate benötigt, so werden die Channelization-Codes wie folgt zugeordnet.
  • Sofern der Spreizfaktor der zweiten Chiprate nicht größer als 256 ist, wird ein Code aus der dritten Gruppe von OVSF-Codes als ein Channelization-Code der zweiten Chiprate verwendet, und falls diese bereits alle verwendet sind, wird ein Code aus der zweiten Gruppe von OVSF-Codes als ein Channelization-Code der zweiten Chiprate verwendet. Andererseits, d. h. wenn der Spreizfaktor der zweiten Chiprate mehr als 256 ist, wird entweder ein Code aus der zweiten Gruppe von OVSF-Codes oder ein Code aus der dritten Gruppe von OVSF-Codes als ein Channelization-Code der zweiten Chiprate verwendet, und falls diese bereits alle verwendet sind, wird ein Code aus einer anderen Gruppe von OVSF-Codes als ein Channelization-Code der zweiten Chiprate verwendet.
  • Was die Vorrangigkeit der beiden Gruppen betrifft, so hat die zweite Gruppe Vorrang vor der dritten, wenn die Störung von Signalen der zweiten Chiprate durch die erste Chiprate kritischer als die Störung von Signalen der ersten Chiprate durch die zweite Chiprate ist. Anderenfalls hat die dritte Gruppe Vorrang vor der zweiten.
  • Das obige Zuordnungsverfahren für ein Signal der zweiten Chiprate stützt sich auf das in der Tabelle 3 aufgelistete Ergebnis einer Computersimulation. Der Spreizfaktor und der OVSF-Index der Signale der zweiten Chiprate sind in der ersten bzw. der zweiten Spalte der Tabelle 3 angegeben. Die Störung Stör1 beim Signal der zweiten Chiprate mit Cch,SF2,N2, die auf das Signal der ersten Chiprate mit Cch,4,N4 (N1 = 0, 1, 2, 3) zurückzuführen ist, ist in der dritten Spalte der Tabelle 3 aufgeführt, und die Störung Stört beim Signal der ersten Chiprate mit Cch,4,N1 (N1 = 0, 1, 2, 3), die auf das Signal der zweiten Chiprate mit Cch,SF2,N2 zurückzuführen ist, ist in der vierten Spalte der Tabelle 3 aufgeführt. Das Störverhältnis in Tabelle 3 ergibt sich als Quotient aus der Störung bei einem erfindungsgemäßen Verfahren und der Störung bei einem Verfahren nach Stand der Technik, für einen gegebenen Spreizfaktor und OVSF-Codeindex der ersten und zweiten Chiprate.
  • Somit zeigt die Tatsache, dass dieses Verhältnis kleiner als 1 ist, eine Verbesserung durch das erfindungsgemäße Verfahren an, weil das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung eine Störung ergibt, die geringer als diejenige des Verfahrens nach Stand der Technik ist. In diesem Fall ist der Spreizfaktor des Signals der ersten Chiprate 4, doch die Tendenz bliebe auch bei anderen Spreizfaktoren bestehen. Hierbei bezieht sich das System nach Stand der Technik auf das in 5 gezeigte Sendegerät. Bei diesem System nach bekanntem Stand der Technik wird das Signal der ersten Chiprate mittels eines Verwürfelungscodes mit der ersten Chiprate und das Signal der zweiten Chiprate mittels eines Verwürfelungscodes mit der zweiten Chiprate verwürfelt. Das bedeutet, dass die Verwürfelungscodes der ersten und zweiten Chiprate unterschiedliche Chipraten aufweisen.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird sowohl für die erste Chiprate als auch für die zweite Chiprate derselbe Verwürfelungscode, d. h. dieselbe Chiprate und dasselbe Verwürfelungscode-Sequenzmuster, verwendet. Die Verwürfelungscodes der ersten Chiprate, welche niedriger als die zweite Chiprate ist, werden sowohl für die Signale der ersten Chiprate als auch der zweiten Chiprate verwendet. Tabelle 3
    SF2 N2 Stör1 Stör2
    4 0 3,30 3,23
    4 1 0,50 0,52
    4 2 0,11 0,13
    4 3 0,10 0,12
    8 0, 1 3,32 3,24
    8 2, 3 0,50 0,52
    8 4, 5 0,12 0,13
    8 6, 7 0,10 0,12
    16 0~3 3,29 3,24
    16 4~7 0,49 0,52
    16 8~11 0,13 0,13
    16 12~15 0,10 0,12
    32 0~7 3,32 3,24
    32 8~15 0,50 0,52
    32 16~23 0,15 0,13
    32 24~31 0,11 0,12
    64 0~15 3,27 3,30
    64 16~31 0,50 0,51
    64 32~47 0,18 0,11
    64 48~63 0,12 0,098
    128 0~31 3,15 3,30
    128 32~63 0,49 0,51
    128 64~95 0,26 0,11
    128 96~127 0,14 0,097
    256 0~63 2,94 3,30
    256 64~127 0,47 0,51
    256 128~191 0,38 0,11
    256 192~255 0,18 0,094
    512 0~127 2,67 3,30
    512 128~255 0,48 0,51
    512 256~383 0,59 0,11
    512 384~511 0,24 0,097
    1024 0~255 3,02 3,30
    1024 256~511 0,53 0,51
    1024 512~767 0,92 0,11
    1024 768~1023 0,15 0,097
    2048 0~511 2,98 3,30
    2048 512~1023 0,53 0,51
    2048 1024~1535 0,92 0,11
    2048 1536~2047 0,15 0,096
  • Bei diesem System wird der Verwürfelungscode der niedrigeren Chiprate auch gemeinhin als Verwürfelungscode für die Signale beider Chipraten verwendet, und der OVSF-Code wird als Channelization-Code für Signale der niedrigeren Chiprate verwendet. Als Kanalcode für ein Signal einer höheren Chiprate wird der OVSF- Code verwendet, der aus einer Gruppe von OVSF-Code als vorrangig ausgewählt wird. Die OVSF-Codes werden dadurch zu Gruppen zusammengefasst, dass die ursprunglichen OVSF-Codes in dieselbe Anzahl wie das Verhältnis der höheren Chiprate zur niedrigeren Chiprate aufgeteilt werden Auf diesem Wege können von einem Sender Datensignale einer vielfachen Chiprate mit niedrigen Störeinflüssen zwischen Signalen untereinander übertragen werden.
  • Bis jetzt wurde der Fall betrachtet, bei dem die Trägerfrequenzen der ersten Chiprate und zweiten Chiprate dieselben sind. Als Nächstes soll der Fall betrachtet werden, dass die Trägerfrequenzen der ersten Chiprate und zweiten Chiprate nicht dieselben sind. Im Allgemeinen kann das Konzept der vorliegenden Erfindung gleichermaßen auf beide Fälle angewendet werden, handle es sich bei erster Chiprate und zweiter Chiprate um gleiche oder unterschiedliche Trägerfrequenzen, sofern der Trägerfrequenzabstand zwischen Signalen unterschiedlicher Chipraten nicht relativ klein ist.
  • 9 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Senders für ein WCDMA-System mit vielfachen Chipraten, bei dem die Trägerfrequenz der ersten Chiprate nicht der Trägerfrequenz der zweiten Chiprate entspricht. Hier ist das Verwürfelungscode- und Channelizationcode-Zuordnungsverfahren für die erste Chiprate und zweite Chiprate dasselbe wie bei dem Verfahren mit derselben Trägerfrequenz für die erste und zweite Chiprate.
  • 6 zeigt ein Beispiel eines OVSF-Codes, der als Channelization-Code einer zweiten Chiprate verwendet werden kann, wo die zweite Chiprate das Doppelte der ersten Chiprate ist. 8 zeigt ein Beispiel eines OVSF-Codes, der als Channelization-Code einer zweiten Chiprate verwendet werden kann, wo die zweite Chiprate das Vierfache der ersten Chiprate ist. In 8 sind vier OVSF-Codegruppen beschrieben, und die unter diesen vier OVSF-Codegruppen zu beachtende Vorrangigkeit wurde weiter oben beschrieben.
  • Der Sender in 9 ist bis auf die letzten vier Mischer derselbe wie der der 7. Im Besonderen lädt der siebte Mischer (722) das von dem genannten ersten Pulswellenformfilter (714) ausgegebene Realteil-Signal durch Multiplikation mit cos(ω1t) auf die Trägerwelle, und ein achter Mischer (723) lädt das von dem genannten zweiten Pulswellenformfilter (715) ausgegebene Imaginärteil-Signal durch Multiplikation mit –sin(ω1t) auf die Trägerwelle. Ein neunter Mischer (724) lädt das von dem genannten dritten Pulswellenformfilter (716) ausgegebene Realteil-Signal durch Multiplikation mit cos(ω2t) auf die Trägerwelle, und ein zehnter Mischer (725) lädt das von dem genannten vierten Pulswellenformfilter (717) ausgegebene Imaginärteil-Signal durch Multiplikation mit –sin(ω2t) auf die Trägerwelle.
  • Hierbei ist die erste Chiprate niedriger als die zweite Chiprate, ω1 ist die Kreisfrequenz der Trägerschwingung der ersten Chiprate, und ω2 ist die Kreisfrequenz der Trägerschwingung der zweiten Chiprate. Die Zeitsynchronität der Signale mit zwei Chipraten wird jeweils beibehalten, um die Orthogonalität der OVSF-Codes zu bewahren.
  • Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann durch Überprüfung der Ergebnisse einer Computersimulation angewendet werden, bei welcher sich die Kreisfrequenz der Trägerschwingung der ersten Chiprate von der der zweiten Chiprate unterscheidet und die zweite Chiprate ein Vielfaches der ersten Chiprate ist und beide Signale gleichzeitig übertragen werden.
  • Die Kurvenbilder der 10 bis 13 veranschaulichen den Unterschied der Störung, die aufgrund des Signals, das die zweite Chiprate aufweist, welche das Doppelte der ersten Chiprate ist, an dem Signal, das die erste Chiprate aufweist, entsteht, wenn die Trägerfrequenzen von beiden unterschiedlich sind.
  • Im Besonderen zeigt 10 die Störung, die aufgrund des Channelization-Codes der zweiten Chiprate Cch,4,0 an dem Channelization-Code der ersten Chiprate Cch,4,0 entsteht, in Bezug auf den Unterschied zwischen den Kreisfrequenzen der Trägerschwingungen der ersten Chiprate und der zweiten Chiprate. 11 zeigt die Störung, die aufgrund des Channelization-Codes der zweiten Chiprate Cch,4,1 an dem Channelization-Code der ersten Chiprate Cch,4,0 entsteht, in Bezug auf den Unterschied zwischen den Kreisfrequenzen der Trägerschwingungen der ersten Chiprate und der zweiten Chiprate. 12 zeigt die Störung, die aufgrund des Channelization-Codes der zweiten Chiprate Cch,4,2 an dem Channelization-Code der ersten Chiprate Cch,4,0 entsteht, in Bezug auf den Unterschied zwischen den Kreisfrequenzen der Trägerschwingungen der ersten Chiprate und der zweiten Chiprate. 13 zeigt die Störung, die aufgrund des Channelization-Codes der zweiten Chiprate Cch,4,3 an dem Channelization-Code der ersten Chiprate Cch,4,0 entsteht, in Bezug auf den Unterschied zwischen den Kreisfrequenzen der Trägerschwingungen der ersten Chiprate und der zweiten Chiprate.
  • Unter Bezug auf 10 bis 13 variiert der Störpegel, der nach der vorliegenden Erfindung, die den Verwürfelungscode der ersten Chiprate gemeinhin verwendet, verursacht wird, und der Störpegel, der nach Stand der Technik, die den Verwürfelungscode der ersten Chiprate für das Signal der ersten Chiprate und den Verwürfelungscode der zweiten Chiprate für das Signal der zweiten Chiprate verwendet, verursacht wird, in Bezug auf die Kreisfrequenz der Trägerschwingung der beiden Chipraten und in Bezug auf den verwendeten Channelization-Codeindex.
  • Der in 10 bis 13 gezeigte Störpegel des Signals der zweiten Chiprate in Bezug auf das Signal der ersten Chiprate wird erreicht, indem Cch,4,2 und Cch,4,3 dann als Channelization-Code der zweiten Chiprate verwendet wird, wenn der Unterschied zwischen der Kreisfrequenz der Trägerschwingung der zwei Chipraten etwas weniger als 2 MHz beträgt, und Cch,4,0 und Cch,4,1 dann als Channelization-Code der zweiten Chiprate verwendet wird, wenn der Unterschied zwischen der Winkelfrequenz der Trägerschwingung der zwei Chipraten etwas mehr als 2 MHz beträgt.
  • Die obige Tendenz könnte bei Signalen aller Spreizfaktoren und aller Chipraten festgestellt werden. Da es zahlreiche zweite Chipraten gibt, die jeweils ganzzahlige Vielfache einer ersten Chiprate sind, und zahlreiche Werte der Kreisfrequenz einer ersten Frequenz und zweiten Frequenz, kann das Verfahren zum Zuordnen von Kanalcodes zur ersten Chiprate und zweiten Chiprate nicht für jeden einzelnen aller Fälle beschrieben werden. Auf eine zum oben Beschriebenen analoge Weise kann die vorliegende Erfindung jedoch verschiedenste Anwendungen und Modifikationen erfahren.
  • In der vorliegenden Erfindung wird die Senderseite beschrieben, doch sollte der Gedanke der vorliegenden Erfindung gleichermaßen auf Empfängerseite angewendet werden, denn die Betriebsweise eines Empfängers ist invers zur Betriebsweise eines Senders. Beispielsweise sollte der Entwürfelungscode mit der niedrigeren Chiprate als Entwürfelungscode für die niedrigere und die höhere Chiprate verwendet werden. Außerdem kann das erfindungsgemäße System bezüglich eines Falls, bei dem mehr als 3 Chipraten gleichzeitig existieren, verschiedenste Anwendungen und Modifikationen erfahren.
  • Die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar auf schnurgebundene Kommunikationsverbindungen, faseroptische Kommunikationsverbindungen, Kommunikationsverbindungen per verdrillter Kupferdrahtleitung, Kommunikationsverbindungen per Koaxialkabel und Satelliten-Kommunikationsverbindungen.
  • Wie oben erwähnt vergrößert die vorliegende Erfindung die Kapazität für die Übertragung von Daten, die eine vielfache Chiprate aufweisen, in einem mobilen CDMA-Kommunikationssystem dadurch, dass sie Channelization-Code und Verwürfelungscode in einer vielfachen Coderate zuordnet, wodurch sie eine Übertragung von Signalen vielfacher Chipraten mit minimaler Störbeeinflussung der Umgebung, in der verschiedene Teilnehmersignale in einem überlagerten Trägerfrequenzbanz existieren, erlaubt.
  • Die vorstehenden Ausführungsformen sind rein beispielhaft und nicht so auszulegen, dass sie die vorliegende Erfindung begrenzen. Die vorliegende Lehre kann jederzeit auf andere Typen von Vorrichtungen angewendet werden. Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung soll als Veranschaulichung dienen und den Umfang der Ansprüche nicht begrenzen. Dem Fachmann werden viele Alternativen, Modifikationen und Variationen offensichtlich sein.

Claims (12)

  1. Verfahren für die Zuordnung von Channelization-Codes zur Übertragung von Signalen in einem Mobilkommunikationssystem in der ersten und zweiten Chiprate, wobei die zweite Chiprate 2y-mal die erste Chiprate ist, wobei Y eine positive ganze Zahl ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren Folgendes umfasst: die Aufteilung einer Reihe von OVSF-Codes in 2y-Gruppen und Auswahl einer Gruppe der OVSF-Codes als QOMCR-Code; die Zuordnung von OVSF-Codes als Channelization-Codes für Signale der ersten Chiprate; und die Zuordnung von QOMCR-Codes als Channelization-Codes für Signale der zweiten Chiprate; wobei der Aufteilungs- und Auswahlablauf ebenfalls die Auswahl der Codes unter den OVSF-Codes umfasst, für welche die Summe der aufeinander folgenden 2y-Codebits als die genannten QOMCR-Codes auf ein Minimum gebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner Verwürfelungssignale der genannten ersten Chiprate (710) und Signale der genannten zweiten Chiprate (711) umfasst, wobei die Verwürfelungscodes dieselbe Chiprate und dasselbe Sequenzmuster der Verwürfelungscodes aufweisen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei Verwürfelungscodes der ersten Chiprate für die Signale der genannten ersten und zweiten Chiprate eingesetzt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Aufteilungs- und Auswahlablauf ferner das Finden von Codes unter den OVSF-Codes umfasst, bei denen eine Kombination von 2y-Codebits einen Nullwert ergibt, wenn die Pulsformungsfunktion eine Rechteckfunktion ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Aufteilungs- und Auswahlablauf ferner das Finden von Codes unter den OVSF-Codes umfasst, bei denen eine Kombination von zwei Codebits einen Nullwert ergibt, wenn die zweite Chiprate das Zweifache der ersten Chiprate ist, und wobei QOMCR-Codes durch das Finden von Codes unter den OVSF-Codes erzeugt werden, bei denen eine Kombination von vier Codebits einen Nullwert ergibt, wenn die zweite Chiprate das Vierfache der ersten Chiprate ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Aufteilungs- und Auswahlablauf ferner das Finden von Codes unter den OVSF-Codes umfasst, bei denen eine Kombination von 2y-Codebits einen Nullwert ergibt, wenn die Pulsformungsfunktion symmetrisch ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zuordnung von QOMCR-Codes zu den Signalen der zweiten Chiprate die Aufteilung der erzeugten OVSF-Codes in eine erste Gruppe von Cch,sf2,n2 wobei n2 = {0, 1, ..., sf2/2 – 1} und eine zweite Gruppe von Cch,sf2,n2, wobei n2 = {sf2/2, sf2/2/2 + 1, ..., sf2 – 1} für einen Spreizfaktor sf2 umfasst, wenn die zweite Chiprate das Zweifache der ersten Chiprate ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, welches ferner die Zuordnung der zweiten Gruppe zu den Signalen der zweiten Chiprate umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zuordnung der QOMCR-Codes zu den Signalen der zweiten Chiprate die Aufteilung der erzeugten OVSF-Codes in eine erste Gruppe von Cch,sf2,n2, wobei n2 = {0, 1, ..., sf2/4 – 1}, eine zweite Gruppe von Cch,sf2,n2, wobei n2 = {sf2/4, sf2/2/4 + 1, ..., sf2/2 – 1}, eine dritte Gruppe von Cch,sf2,n2, wobei n2 = {sf2/1, sf2/2/2 + 1, ..., 3·sf2/4 – 1}, und eine vierte Gruppe von Cch,sf2,n2, wobei n2 = {3·sf2/4, 3·sf2/4 + 1, ..., sf2 – 1} für einen Spreizfaktor von sf2 umfasst, wenn die zweite Chiprate das Vierfache der ersten Chiprate ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, welches ferner die Zuordnung der vierten Gruppe zu den Signalen der zweiten Chiprate als Channelization-Code, und falls die vierte Gruppe nicht verfügbar ist, die Zuordnung der dritten Gruppe als Channelization-Codes, wenn der genannte Spreizfaktor sf2 nicht höher als 256 ist, und andernfalls die Zuordnung einer der beiden Gruppen, d. h. die erste oder zweite Gruppe, als Channelization-Codes umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, welches ferner die Zuordnung der zweiten Gruppe umfasst, wenn eine Störung der Signale der zweiten Chiprate durch die erste Chiprate kritischer als die Störung der Signale der ersten Chiprate durch die zweite Chiprate ist, und andernfalls die Zuordnung der dritten Gruppe umfasst.
  12. Ein Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Mobilkommunikationssystem ein WCDMA-System („wideband code division multiple access system") ist.
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