DE69932092T2

DE69932092T2 - Verfahren und system zur kodierung von rundschreibnachrichten

Info

Publication number: DE69932092T2
Application number: DE69932092T
Authority: DE
Inventors: Krister Alex San Diego RAITH
Original assignee: Ericsson Inc
Current assignee: Sony Mobile Communications AB
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-12-13
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2019-12-14
Also published as: AU766821B2; CN1333961A; JP2002535920A; US6498936B1; WO2000044122A1; EP1145474A1; KR20010102990A; EP1145474B1; AU2183200A; KR100870594B1; CA2359764C; CA2359764A1; DE69932092D1; AR024243A1; CN100481971C; WO2000044122A9; ATE331355T1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Systeme für Funkkommunikationen und insbesondere Verfahren und Systeme zum drahtlosen Rundsenden von Nachrichten an drahtlose Endgeräte, wie beispielsweise Funktelefone.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Kommerzielle Funkkommunikationen werden weithin für Sprach- und/oder Datenkommunikationen verwendet. Insbesondere sind Pagers und Mobiltelefone inzwischen verhältnismäßig verbreitet. Diese beiden verschiedenen Arten von Kommunikationseinrichtungen und Unterstützungssystemen haben sich aus grundsätzlich verschiedenen Zwecken entwickelt. Herkömmlicherweise stellen insbesondere Pagers eine begrenzte Information in eine Richtung an einen oder mehrere Endnutzer bereit und Mobiltelefone stellen herkömmlicherweise einen Zwei-Wege-Dienst für Sprachkommunikation bereit.
Mit dem Fortschritt von Zeit und Technologie sind die herkömmlichen funktionellen Unterscheidungslinien zwischen diesen beiden verschiedenen Arten von Funkkommunikationsvorrichtungen verschwommener geworden. Pagers haben einige der Funktionalitäten angenommen, die herkömmlicherweise durch Mobiltelefone bereitgestellt waren und umgekehrt. Beispielsweise sind Zwei-Wege-Pagers entwickelt worden, die es dem Benutzer des Pagers gestatten, Nachrichten an das Paging-System zu übermitteln, welche dann an andere Parteien weitergeleitet werden können. Analog haben Mobiltelefone die Fähigkeit angenommen, kurze (z.B. in der Größenordnung von 160 alphanumerischen Zeichen) Textnachrichten zu übermitteln und zu empfangen, die auf dem Display eines Mobiltelefons ausgegeben werden können.
Dieser Fortschritt der Funkkommunikationseinrichtungen hat zu der Entwicklung und dem Vertrieb einer Reihe neuer Informationsdienste geführt. Beispielsweise wurden Paging-Systeme implementiert, die das Rundsenden von Informationsdiensten, z.B. Aktienkursinformationen, an eine große Anzahl von Teilnehmern, die Pagers mit Displays haben, bereitstellen. Diese Pagers empfangen die Information periodisch über eine Luftschnittstelle, die einer großen Anzahl von Aktien oder anderen Finanzinstrumenten, wie Optionen, Futures usw., zugeordnet ist, und zeigen die aktuellen Preise dieser Instrumente an, so dass ein Nutzer die Leistung eines Portfolios verfolgen kann.
Nutzer von Mobiltelefonen sind möglicherweise an der Bereitstellung eines ähnlichen Dienstes interessiert, der in einem zellulären Netzwerk einen Informationsservice-Support bereitstellen würde. Im Zentrum des Designs von zellulären Systemen steht jedoch herkömmlicherweise anders als bei den Paging-Systemen das Paradigma (1) begrenzter Bandbreite aufgrund einer Einschränkung des durch verschiedene Regulierungsbehörden, wie beispielsweise der FCC, für Mobilfunkanwendungen zugewiesenen Spektrums, und (2) der Gedanke, dass der überwiegende Teil der begrenzten Bandbreite für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, wie Sprachverbindungen zwischen den Mobiltelefonen und dem System, und nur ein verhältnismäßig geringer Anteil für Rundsende-Übertragungen (Punkt-zu-Mehrfachpunkt) des Systems zu den in dem System betriebenen Mobiltelefonen reserviert werden sollte. Insbesondere aufgrund dieses letztgenannten Merkmals von zellulären Systemen sind Systemdesigner im Allgemeinen sehr vorsichtig, was die Informationsmenge, die auf den verfügbaren Rundsendekanälen übertragen wird, und die Frequenz, mit der die Information wiederholt wird, angeht. Daher kann die Bereitstellung von Rundsendeinformationsdiensten für zelluläre Funkkommunikationssysteme möglicherweise nicht durch den einfachsten Ansatz des Rundsendens jeder Information, die für die Anzeige auf den Displays aller Teilnehmer erwünscht ist, erfolgen.
In einem zellulären Time-Division-Multiple-Access-(TDMA)-Funktelefonsystem ist zum Beispiel jede Funkfrequenz in eine Reihe von Zeitschlitzen unterteilt, wobei jeder Zeitschlitz einen Informationsburst von einer Datenquelle enthält, beispielsweise einen digital codierten Abschnitt einer sprachlichen Unterhaltung. Durch das Time-Multiplexen von Bursts, die unterschiedlichen Quellen zugeordnet sind, kann auf jeder Funkfrequenz mehr als ein Kanal unterstützt werden. Die Zeitschlitze werden in aufeinanderfolgende TDMA-Rahmen gruppiert, die eine vorbestimmte Dauer haben. Die Anzahl der Zeitschlitze in jedem TDMA-Rahmen hängt mit der Anzahl unterschiedlicher Nutzer zusammen, die den Funkkanal gleichzeitig verwenden können. Wenn jeder Schlitz in einem TDMA-Rahmen einem anderen Nutzer zugewiesen ist, ist die Dauer eines TDMA-Rahmens die Mindestzeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden, demselben Nutzer zugewiesenen Zeitschlitzen.
Die aufeinanderfolgenden, demselben Nutzer zugewiesenen Zeitschlitze, welche normalerweise nicht aufeinanderfolgende Zeitschlitze auf dem Funkträger sind, bilden den Digitalverkehrkanal (Digital Traffic Channel, DTC) des Nutzers. Wie oben erwähnt, ist dies in der Regel eine Punkt-zu-Punkt-Ressource. TDMA-Systeme reservieren in der Regel tatsächlich die Mehrheit der verfügbaren Funkkanäle für die Nutzung als DTCs, um eine große Verkehrskapazität bereitzustellen. Wie weiter unten ausführlicher beschrieben, werden für die Kommunikation von Steuersignalen und Zusatzinformationen auch Digitale Steuerkanäle (Digital Control Channels, DCCHs) bereitgestellt, einschließlich eines Mechanismus zum Verbinden mit dem Funkkommunikationssystem und der Zuweisung eines DTC.
In anderen Arten zellulärer Systeme werden ähnliche Arten von Ressourcenzuweisungen angetroffen. In Code-Division-Multiple-Access-(CDMA)-Systemen wird die Kanalisierung zum Beispiel durch Verteilen von Daten, die einer bestimmten Verbindung zugeordnet sind, mittels eines eindeutigen Verteilcodes durchgeführt. Dieser Code stellt im Gegensatz zu oder im Zusammenhang mit Frequenz- und Zeitdifferentiatoren dem Empfänger einen Mechanismus bereit, seine beabsichtigten Daten durch Korrelation des empfangenen zusammengesetzten Signals mit dem seinem Verkehrskanal zugewiesenen Code zu extrahieren. Ähnlich wie TDMA-Systeme können CDMA-Systeme auch Rundsende-Steuer-Kanäle oder andere Kanäle für zusätzliche Signale bereitstellen, indem ihnen bekannte Codes zugewiesen werden. Wie TDMA-Systeme reservieren CDMA-Systeme jedoch in der Regel auch mehr Ressourcen, wie beispielsweise Codes und Leistung, für fest zugeordnete Verkehrskanäle als für Rundsendeinformationskanäle. Dementsprechend wäre es wünschenswert, Verfahren und Systeme bereitzustellen, die in der Lage sind, innerhalb der Beschränkungen bestehender zellulärer Funkkommunikationssysteme Rundsendeinformationsdienste bereitzustellen. Insbesondere wäre es wünschenswert, Rundsendeinformationsverfahren und -systeme zu entwickeln, die dem Wunsch eines Endbenutzers nach verhältnismäßig hoher Quantität von Daten, die möglicherweise verhältnismäßig häufig aktualisiert werden müssen, gerecht werden können, während die Verwendung knapper Rundsendekanalressourcen reduziert und vorzugsweise minimiert wird.
GSM-Systeme können gegenwärtig Rundsendedienste bereitstellen. ANSI 136 definiert einen Rundsendekanal, der verbesserte Flexibilität hinsichtlich Bandbreitenzuordnung, Unterkanalisierung, Inhaltsbeschreibung und Benachrichtigung über Veränderungen bietet. Rundsendedienste können jedoch in Zukunft für die ANSI-136- oder ANSI-95-Technologien nicht extensiv genutzt werden.
Paketdatenkommunikation, eine Punkt-zu-Punkt-Form von Kommunikation, kann Zugang zu denselben Diensten bereitstellen. Paketdatenkommunikation, die beispielsweise den sowohl in GSM- als auch in ANSI-136-Systemen unterstützten GPRS verwenden, werden in den standardsetzenden Gruppen ausgearbeitet und Vendoren weisen der Entwicklung derartiger Produkte Ressourcen zu. Der Nutzer kann daher einen Paketdatendienst verwenden, um auf einen internetbasierten Aktienkursdienst zuzugreifen, in dem das Portfolio des Nutzers auf Anfrage des Nutzers auf ein drahtloses Endgerät heruntergeladen wird. Bei Verwendung eines Rundsendedienstes werden alle Aktien, im Interesse der Bandbreitenbeschränkung möglicherweise begrenzt auf eine Untergruppe aller erhältlichen Aktien, auf einem Rundsendekanal gesendet. Das drahtlose Endgerät liest die Gesamtgruppe von Aktien auf dem Rundsendekanal und weitere Bearbeitung der Daten entweder fortwährend oder auf Anfrage des Nutzers. An der Mobilstation oder einem begleitenden Lap-Top-Computer kann beispielsweise die Extraktion der Daten zur Darstellung wie in dem spezifischen Portfolio des Nutzers definiert erfolgen.
Gegenwärtig erfolgt die Entwicklung und Verfügbarmachung von drahtlosen Paketdatensystemen. Dies wird durch die durch die ITU initiierte Entwicklung der drahtlosen Systeme der „dritten Generation" verstärkt. Ein Schwerpunkt dieser Aktivität ist die Bereitstellung von Paketdatendiensten, die mit Bitraten von 144 kbit/s, 384 kbit/s und 2 Mbit/s, abhängig von der Umgebung, so effizient wie möglich operieren. Zur Bereitstellung drahtloser Paketdaten müssen die Betreiber nur die notwendige Ausrüstung erhalten und dann kann der Nutzer auf das Internet oder ein Firmenmailsystem zugreifen. Der Betreiber kann dann jedoch möglicherweise nur eine drahtlose Bitverbindung, aber keinen Inhalt bereitstellen. Bei dem Content-Provider kann es sich um dieselbe Firma handeln, die auch den Inhalt in der drahtgebundenen Umgebung bereitstellt. Einem aktuellen Trend im Internet folgend versuchen diese Firmen, sich selbst als „Portal" für so viele Nutzer wie möglich zu etablieren. Die Portale oder Zugangspunkte in das weltweite Internet generieren Einkünfte, da sie Werbefläche auf ihren Seiten bieten.
Für drahtlose Betreiber kann es schwierig sein, über die Bereitstellung von Verbindungsfähigkeit zu den bestehenden und sich stetig ausdehnenden internetbasierten Content-Providern hinauszugehen. Für die mögliche Unfähigkeit drahtloser Betreiber, zwar Verbindungsfähigkeit, aber kaum Inhalte bereitzustellen, gibt es verschiedene Gründe. Die Entwicklung von Rundsendediensten kann es erforderlich machen, dass die Betreiber Ressourcen für die Definition und Spezifizierung von Diensten bereitstellen. Bei dem Beispiel des Aktienkursdienstes kann ein zusätzlicher Schritt für das Übersetzen des Formats und Inhalts der Datenquelle in das Format des Rundsendekanals notwendig sein. Um Einkünfte für die Betreiber zu generieren, kann es notwendig sein, Bezahlungsmechanismen und entsprechende Inhaltszugriffskontrollen zu entwickeln. Ein Verfahren zur Zugriffskontrolle von Rundsendediensten ist in der Anmeldung mit der Seriennummer 09/132232, Veröffentlichungsnummer US 6510515 , an den vorliegenden Erfinder, eingereicht am 11. August 1998 und dem Empfänger der vorliegenden Erfindung zugewiesen, offenbart.
Das Bereitstellen eines Rundsendekanals mit Aktienkursen, Sportergebnissen, Wetterberichten usw. könnte jedoch einen erhöhten Strom von Einkünften für den drahtlosen Betreiber bereitstellen. Außerdem muss ein Rundsendekanal keine Aufwärtsstreckenkommunikation verwenden. Die erforderliche Bandbreite kann unabhängig von der Anzahl von Nutzern und der Anforderung der Information durch die Nutzer sein, während bei dem Paketdatenszenario die verwendete Bandbreite normalerweise proportional zu diesen beiden Variablen ist. Somit kann ein Rundsendedienst für Dienste, an denen viele Teilnehmer teilnehmen, hinsichtlich des Spektrums effizienter sein als wenn alle Nutzer einzeln zugreifen müssen, um Informationen, wie beispielsweise über ihre Aktienportfolios zu erhalten.
Nehmen nur sehr wenige Nutzer an einem Dienst Teil, kann eine Paketdatenlösung effizienter sein. Es können Anwendungen gebildet werden, die eine Kombination aus Rundsende- und Punkt-zu-Punkt-Diensten verwenden, die eine bessere Steuerung der Bandbreitennutzung als bei Verwendung nur einer Art von Kanal ermöglichen können. Beispielsweise offenbart die Anmeldung mit der Seriennummer 09/114350, Veröffentlichungsnummer WO 99/66747, eingereicht am 13. Juli 1998 und dem Empfänger vorliegenden Erfindung zugewiesen, einen „Nachrichtenschlagzeilen"-Dienst, der rundgesendet wird und dessen Inhalt mit ausführlicheren Informationen, die sich in einem Serviceserver befinden, per Hyperlink verknüpft ist. Wenn der Nutzer ein Themenpunkt oder ein Thema auswählt, erzeugt die Mobilstation eine Punkt-zu-Punkt-Kommunikation mit dem Serviceserver, der eine Internetseite sein kann, oder der ausführliche Inhalt kann auf die Mobilstation heruntergeladen werden. Daher können Rundsendedienste den Betreibern ermöglichen, Einkünfte für Wertschöpfungsdienste zu erzielen, und können effizienter bereitgestellt werden als Paketdatendienste.
Die veröffentlichte internationale Patentanmeldung WO 98/10605 offenbart eine Mobilstation und ein Netzwerk, das einen Zellenrundsendedienst bereitstellt. Es wird ein verbessertes Verfahren zum Bereitstellen eines zellbasierten Rundsendedienstes offenbart, in dem Informationen über Zellrundsendenachrichten enthaltende Indexnachrichten zur Erleichterung der Nutzung des Zellenrundsendedienstes bereitgestellt werden.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Verfahren und Systeme für das drahtlose Rundsenden von Nachrichten an drahtlose Endgeräte bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Systemen und Verfahren für das drahtlose Rundsenden von Nachrichten an eine Vielzahl von Funktelefonen in einem zellulären System.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Systeme und Verfahren bereitzustellen, die es ermöglichen, verhältnismäßig lange Nachrichten über drahtlose Kommunikationssysteme rundzusenden, welche verhältnismäßig kurze Nachrichtendienstkapazitäten haben.
Diese und andere Aufgaben werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch Systeme und Verfahren bereitgestellt, die eine Nachricht an eine Vielzahl drahtloser Endgeräte drahtlos rundsenden, indem die Nachricht fehlerkorrekturcodiert wird, um einen fehlerkorrekturcodierten Nachrichtenblock zu erzeugen, der fehlerkorrekturcodierte Nachrichtenblock in eine Vielzahl von Rahmen geteilt wird, und die Rahmen fehlerkorrekturcodiert werden, um eine Vielzahl von fehlerkorrekturcodierten Rahmen zu erzeugen. Die Vielzahl fehlerkorrekturcodierender Rahmen werden drahtlos an die Vielzahl der drahtlosen Endgeräte rundgesendet. An den drahtlosen Endgeräten wird die Vielzahl von Rahmen empfangen und die Rahmen werden fehlerkorrekturdecodiert, um eine Vielzahl von fehlerkorrekturdecodierten Rahmen zu erhalten. Die Vielzahl von fehlerkorrekturdecodierten Rahmen wird zu einem Nachrichtenblock kombiniert, und der Nachrichtenblock wird fehlerkorrekturdecodiert, um die Nachricht zu erhalten.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich herausgestellt, dass durch Fehlerkorrekturcodierung der gesamten Nachricht zusätzlich zu der Fehlerkorrekturcodierung der Rahmen der Nachricht lange Nachrichten zuverlässig rundgesendet und empfangen werden können, ungeachtet des Schwunds und anderer Probleme beim Übertragen. Dementsprechend kann ein Rundsendekanal, der für den Gebrauch für kurze Nachrichten ausgelegt ist, auch verwendet werden, um lange Nachrichten zuverlässig zu senden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Rahmen zusätzlich zu der Fehlerkorrekturcodierung auch fehlerdetektionscodiert. Vorzugsweise wird die Nachricht mittels Blockcodierens fehlerkorrekturcodiert und die Rahmen werden faltungscodiert.
Um mit bestehenden Kurznachrichtendienstsystemen und -verfahren kompatible Systeme und Verfahren bereitzustellen, wird eine Angabe bereitgestellt, dass der fehlerkorrekturcodierte Nachrichtenblock fehlerkorrigiert ist. Die Angabe kann innerhalb des fehlerkorrekturcodierten Nachrichtenblocks oder außerhalb des fehlerkorrekturcodierten Nachrichtenblocks bereitgestellt werden. Vorzugsweise wird eine Angabe mindestens einer der Arten des Fehlerkorrekturcodierens und des Betrags von Fehlerkorrekturcodierung in dem fehlerkorrekturcodierten Nachrichtenblock bereitgestellt. Außerdem wird die Nachricht drahtlos über mehrere Zyklen rundgesendet und es wird auch eine Angabe der Anzahl der Zyklen der erneuten Übertragung und eine Kennzeichnung der aktuellen Zykluszahl bereitgestellt.
Die Erfindung kann beispielsweise auf ein TDMA-System anwendbar sein, das einen Digitalen Steuerkanal (DCCH) mit einem logischen Kurznachrichtendienst-Rundsendesteuerkanal (S-BCCH) aufweist. Die Nachricht wird fehlerkorrekturcodiert, um einen fehlerkorrekturcodierten Nachrichtenblock zu erzeugen und der fehlerkorrekturcodierte Nachrichtenblock wird in eine Vielzahl von Rahmen geteilt. Die Rahmen werden fehlerkorrekturcodiert, um eine Vielzahl von fehlerkorrekturcodierten Rahmen bereitzustellen. Die Vielzahl fehlerkorrekturcodierter Rahmen wird dann in den logischen S-BCCH-Kanal angeordnet. Der logische S-BCCH-Kanal wird dann drahtlos an die Vielzahl von Funktelefonen in einer Vielzahl von TDMA-Zeitschlitzen rundgesendet.
Die Vielzahl von TDMA-Rahmen, einschließlich des DCCH, werden an den drahtlosen TDMA-Endgeräten drahtlos empfangen. Mindestens ein Teil des S-BCCH in dem DCCH wird fehlerkorrekturdecodiert, um eine Vielzahl fehlerkorrekturdecodierter Rahmen zu erzeugen. Die Vielzahl der fehlerkorrekturdecodierten Rahmen wird zu einem Nachrichtenblock kombiniert, und der Nachrichtenblock wird fehlerkorrekturdecodiert, um die Nachricht zu erzeugen.
Wie oben beschrieben wird vorzugsweise eine Angabe bereitgestellt, dass die Nachricht fehlerkorrekturcodiert ist. Die Angabe kann innerhalb des S-BCCH oder außerhalb des S-BCCH bereitgestellt werden. Vorzugsweise enthält der DCCH ein Nachrichtentyp-(MT)-Feld und die Angabe ist implizit in dem MT-Feld bereitgestellt. Alternativ kann die Angabe explizit in einem anderen Feld bereitgestellt werden. In einer anderen Alternative enthält die Nachricht einen Schnell-BCCH (Fast-BCCH, F-BCCH) und einen Erweiterten-BCCH (Extended-BCCH, E-BCCH). In dem F-BCCH oder dem E-BCCH wird die Angabe bereitgestellt, dass mindestens eine Nachricht in dem S-BCCH fehlerkorrekturcodiert ist.
In einem TDMA-System wird das Fehlerkorrekturcodieren der Nachricht vorzugsweise durch Blockcodieren ausgeführt und das Fehlerkorrekturcodieren der Rahmen wird vorzugsweise durch Faltungscodieren ausgeführt. Die Rahmen können aufgrund der in dem Nachrichtenblock zusätzlich bereitgestellten Codierung bei einer Rate von weniger als 1/2 Faltungscodieren faltungscodiert werden. An dem drahtlosen TDMA-Endgerät wird als Reaktion auf den Empfang einer Angabe, dass mindestens ein Teil des S-BCCH fehlerkorrekturcodiert ist, Fehlerkorrekturdecodierung an mindestens einem Teil des S-BCCH in dem DCCH ausgeführt. Wie oben beschrieben kann die Angabe innerhalb oder außerhalb des S-BCCH bereitgestellt werden. Dementsprechend kann in drahtlosen Kommunikationssystemen mit verhältnismäßig wenig Kurznachrichtendienst-Kapazität ein robustes Rundsenden verhältnismäßig langer Nachrichten bereitgestellt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Architektur eines herkömmlichen zellulären Funktelefonsystems;
2 zeigt den Aufbau eines Time-Division-Multiplexed-(TDM)-Funkfrequenz-(RF)-Kanals gemäß IS-136, einem bekannten Industriestandard;
3 zeigt einen beispielhaften Aufbau für einen Superrahmen eines Digitalen Steuerkanals (DCCH), der über den in 2 gezeigten TDM-RF-Kanal definiert ist;
4 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften mobilen drahtlosen Endgeräts, das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
5 zeigt ein IS-136-Schlitzformat für Time-Division-Multiple-Access-(TDMA)-Übertragungen von dem drahtlosen Endgerät aus 4;
6 ist ein Blockdiagramm einer Basisstation, die mit einem drahtlosen Endgerät aus 4 kommuniziert;
7 zeigt ein IS-136-Schlitzformat für TDM-Übertragungen von der Basisstation aus 6;
8 zeigt das Format für einen Schicht-2-(L2)-Rahmen, der zur Übertragung einer Pagernachricht nach Industrie- oder Regierungsstandards verwendet werden kann;
9 zeigt ein Aufwärtsstreckenschlitzformat des DCCH gemäß IS-136;
10 zeigt ein Abwärtsstreckenschlitzformat des DCCH gemäß IS-136;
11 zeigt einen Aufbau eines Superrahmens, der über den Schlitzen des IS-136-DCCH definiert ist;
12 zeigt eine Abbildung von Schicht-3-(L3)-Nachrichten in TDM/TDMA-Schlitze gemäß IS-136;
13 zeigt Operationen zum drahtlosen Rundsenden einer Nachricht an eine Vielzahl drahtloser Endgeräte, wie beispielsweise drahtlose TDMA-Endgeräte, gemäß der vorliegenden Erfindung;
14 zeigt Operationen zum drahtlosen Empfangen einer Rundsendenachricht an einem drahtlosen Endgerät, wie beispielsweise einem drahtlosen TDMA-Endgerät, gemäß der vorliegenden Erfindung;
15 zeigt Super- und Hyperrahmen eines DCCH für den ANSI-136-Standard;
16 zeigt logische Kanäle des Digitalen Steuerkanals (DCCH) des ANSI-136-Standards;
17 zeigt die Abbildung einer Schicht-3-Nachricht auf Schicht 2 und weiter auf die Physische Schicht auf der Abwärtsstrecke des Digitalen Steuerkanals (DCCH) des ANSI-136-Standards, einschließlich des Kanalcodierens zwischen Schicht 3 und Schicht 2 gemäß der vorliegenden Erfindung;
18 zeigt einen Anfangsrahmen des Rundsendekanals des ANSI-136-Standards;
19 zeigt einen Fortsetzungsrahmen des Rundsendekanals des ANSI-136-Standards;
20 zeigt einen Übergangsrahmen des Rundsendekanals des ANSI-136-Standards;
21 zeigt die Wahrscheinlichkeit von Korrekten Empfangenen Nachrichten (Correct Received Messages, CRM) gegenüber der Anzahl von Schicht-2-Rahmen (Wort) in einer Nachricht für verschiedene Wortfehlerraten (Word Error Rates, WER);
22 zeigt die Wahrscheinlichkeit von Korrekten Empfangenen Nachrichten (CRM) gegenüber der Anzahl von Schicht-2-Rahmen (Wort) in einer Nachricht für verschiedene Wortfehlerraten (WER), wobei ein Rahmen des Reed-Solomon-Codierens zugefügt wird;
23 zeigt die Wahrscheinlichkeit von Korrekten Empfangenen Nachrichten (CRM) gegenüber der Anzahl von Schicht-2-Rahmen (Wort) in einer Nachricht für verschiedene Wortfehlerraten (WER), wobei zwei Rahmen des Reed-Solomon-Codierens zugefügt werden;
24 zeigt einen Superrahmenaufbau, der zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
25 zeigt einen vorgeschlagenen neuen Superrahmenaufbau, der zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
26 zeigt eine Master/Slave-DCCH-Umsetzung für ANSI-136 gemäß der Erfindung;
27 zeigt einen Master- und zwei Slave-DCCHs gemäß der Erfindung;
28 zeigt die Wahrscheinlichkeit für das korrekte Empfangen einer Nachrichtengruppe gegenüber der Anzahl von Nachrichten in der Nutzlast bei 10 % WER nach 1 und nach 2 Zyklen für Nummer 1 und Nummer 2 RS-Codieren;
29 zeigt die Wahrscheinlichkeit für das korrekte Empfangen einer Nachrichtengruppe gegenüber der Anzahl von Nachrichten in der Nutzlast bei 20 % WER nach 1, nach 2 und nach 3 Zyklen für Nummer 1 und Nummer 2 RS-Codieren;
30 zeigt die Wahrscheinlichkeit für das korrekte Empfangen einer Nachrichtengruppe gegenüber der Anzahl von Nachrichten in der Nutzlast bei 10 % WER nach 1, nach 2 und nach 3 Zyklen, für Nummer 1 und Nummer 2 RS-Codieren;
31 zeigt die Wahrscheinlichkeit für das korrekte Empfangen einer Nachrichtengruppe gegenüber der Anzahl der Nachrichten in der Nutzlast bei 20 % WER nach 1, nach 2 und nach 3 Zyklen, für Nummer 1 und Nummer 2 RS-Codieren;
32 zeigt die Wahrscheinlichkeit für das korrekte Empfangen von 12 Nachrichten gegenüber WER nach 1, 2 und nach 3 Zyklen, für Nummer 1 und Nummer 2 RS-Codieren;
33 zeigt die Wahrscheinlichkeit für korrektes Empfangen einer Nachrichtengruppe gegenüber WER nach 3 Zyklen, Nummer 1 und Nummer 2 RS-Codieren.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden ausführlicher mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt werden. Ähnliche Zahlen beziehen sich durchweg auf ähnliche Elemente.
EINFÜHRUNG
Die vorliegende Erfindung kann Verfahren und Systeme bereitstellen, die durch effiziente Nutzung einer Rundsenderessource Informationsrundsendedienste über Funkkommunikationssysteme unterstützen können. Bei der Ausrüstung des Endnutzers, die im Folgenden als „drahtloses Endgerät", „Empfänger" oder „Mobilstation" bezeichnet wird, kann es sich um eine Nur-Empfangs-Vorrichtung, einschließlich eines Pagers, oder eine Empfangs/Sende-Vorrichtung handeln, wie beispielsweise ein Funktelefon. Fachleuten wird klar sein, dass die Begriffe „drahtloses Endgerät", „Empfänger" und „Mobilstation" analoge und digitale Funktelefone, Mehrfachmodenfunktelefone, Hochfunktions-Personal-Communications-Systems-(PCS)-Vorrichtungen, die große Anzeigen, Scanner, normalgroße Tastaturen und ähnliches enthalten können, drahtlose Personal-Digital-Assistants (PDA) und andere Vorrichtungen, wie mit drahtlosen Modems ausgerüstete Personal Computer, umfassen.
Die vorliegende Erfindung kann die Kapazität der Rundsenderessource für eine gegebene Dienstqualität, die durch den Rundsendeinformationsdienst durch Bereitstellen effizienter Codierung der übertragenen Information verbraucht wird, reduzieren und vorzugsweise minimieren. Außerdem kann die vorliegende Erfindung die von einem drahtlosen Endgerät für den Erhalt eines Rundsendedienstes, der schlechten Funkkanalbedingungen unterliegt, benötigte Zeit reduzieren und vorzugsweise minimieren.
Gemäß einer rein veranschaulichenden beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann es sich bei dem Rundsendeinformationsdienst um einen Aktienkursdienst handeln, der in einem IS-136-kompatiblen System mit einer Rundsendefähigkeit für einen Kurznachrichtendienst (Short Message Service, SMS) bereitgestellt wird. Es sei angenommen, dass der Umfang der übermittelten Aktien dem von USA Today, der auf 9600 Aktien und Fonds geschätzt wird, entspricht. Weiter nimmt man an, dass ungekürzte Aktiennamen verwendet werden, das Format unbeschränkter Text ohne Kompression ist und pro Aktie etwa 17 Achtbitgruppen verwendet werden, um den Namen des Unternehmens, den Wert und die Wertveränderung anzuzeigen. Die Größe der Nutzlast beträgt damit etwa 163000 Achtbitgruppen. Bei Verwendung der in der Anmeldung der Seriennummer 09/113317, Veröffentlichungsnummer WO 99/65265, an den vorliegenden Erfinder, eingereicht am 10. Juli 1998 und dem Empfänger der vorliegenden Erfindung zugewiesen, beschriebenen Kanalisationstechnik kann die Datenmenge um einen Faktor von etwa 10 reduziert werden. Die verbleibende Datenmenge kann immer noch sehr groß sein. Eine derartig große Datenmenge kann ohne besondere Vorkehrungen nicht über einen fehleranfälligen Funkkanal gesendet werden. Die Wahrscheinlichkeit korrekt empfangener Nutzlast kann bei Zunahme der Nutzlast gegen Null gehen.
Bei Punkt-zu-Punkt-Kommunikation wird die Gesamtnutzlast in kleinere Segmente aufgeteilt, wodurch eine relativ große Wahrscheinlichkeit entsteht, dass jedes Segment von dem Empfänger korrekt empfangen wird. Der Empfänger fordert an, dass der Sender die Segmente, die nicht korrekt empfangen worden sind, erneut sendet. Dies wird häufig als ARQ-Protokoll bezeichnet und kann in Datenkommunikationsprotokollen angetroffen werden, die beim Senden von Daten in der Größenordnung von mehr als einigen Hundert Achtbitgruppen in zellulären Systemen verwendet werden.
Bei Rundsendediensten sind Anforderungen nach erneutem Senden von fehlerhaft empfangenen Segmenten möglicherweise nicht erwünscht. Der Kanal ist nur ein Abwärtsstreckenkanal. Die Nutzlast wird jedoch in einer niemals endenden Schleife wiederholt. Der Empfänger hat mehrere Chancen, dieselbe Nutzlast zu empfangen. Im Vergleich zu einem ARQ-Protokoll kann dies als eine unangeforderte Wiederholung der gesamten Nutzlast betrachtet werden. Dies kann jedoch die Verzögerung bei der Lieferung des Dienstes erhöhen. Wenn der Empfänger nur auf nachfolgende Segmente warten muss, die fehlerhaft waren, statt die gesamte Nachricht verwerfen zu müssen, wenn irgendein Abschnitt der Nachricht nicht korrekt empfangen wurde, kann die Leistung, d.h. die erwartete Lieferzeit, erheblich verbessert werden.
Das ANSI-136-Rundsendeprotokoll segmentiert eine Nachricht in mehrere Schicht-2-Rahmen genannte Segmente. Jedes Segment kann eindeutig gekennzeichnet sein und das drahtlose Endgerät muss nur die nicht korrekt empfangenen Schicht-2-Rahmen in der nachfolgenden Übertragung (Zyklus) erneut lesen. Das drahtlose Endgerät kann alle korrekt empfangenen Schicht-2-Rahmen aus dem ersten Lesezyklus speichern und die verbleibenden Segmente in dem folgenden Zyklus erneut lesen, bis alle zu einer Nachricht gehörenden Schicht-2-Rahmen korrekt empfangen worden sind. Bei der sehr langen Nutzlast, wie oben dargestellt, kann die Anzahl der Zyklen, bis eine vollkommen korrekte Nutzlast empfangen worden ist, sehr hoch sein, was den Dienst beinahe nutzlos machen kann.
Ein weiterer beispielhafter Dienst sind die für „Intelligentes Roaming" (IR), wie gemäß ANSI 136 definiert, verwendeten Daten. Diese Information leitet das drahtlose Endgerät an, den besten Dienstanbieter zu finden, d.h. den besten Roaming-Partner unter zwei Betreibern auf 800 MHz und unter bis zu sechs Betreibern auf 1900 MHz. Die Datenmenge, die für den IR-Dienst erwartet werden kann, beträgt bis zu 2500 Achtbitgruppen. Wie weiter unten dargestellt werden wird, reicht die Leistung des bestehenden Rundsendekanals selbst für diese kleinere Datenmenge möglicherweise nicht aus, um einen verlässlichen Dienst bereitzustellen. In diesem Fall kann die Zeitdauer, die das mobile Endgerät zum Erhalt der Daten benötigt, im Vergleich zu einem Endnutzer-Dienst als verhältnismäßig wenig bedeutsam betrachtet werden. Die lange Verweildauer in dem Rundsendekanal kann jedoch unnötigerweise dazu führen, dass das drahtlose Endgerät im aktiven Empfangsmodus bleibt, obwohl es viel früher in den Ruhemodus, in dem die Belastung der Batterie reduziert wird, hätte eintreten können.
Die Erfindung kann die Anzahl von Zyklen, die durch das drahtlose Endgerät gelesen werden müssen, erheblich reduzieren mit einem entsprechend schnelleren Zugriff auf den Inhalt. Die Erfindung kann auch ein neues Format von Rundsendekanal bereitstellen, der mit bestehenden Formaten rückwärts kompatibel sein kann. Sowohl neue als auch alte drahtlose Endgeräte können somit denselben Rundsendekanal für Informationen verwenden, der beiden drahtlosen Endgeräten gemeinsam ist. Es kann ein unterschiedlicher Grad von Kanalcodierung bereitgestellt werden, um bestimmten Dienstanforderungen gerecht zu werden. Dem Endnutzer kann eine Angabe des Lesefortschritts des Rundsendedienstes bereitgestellt werden. Einem drahtlosen Endgerät wird Information darüber bereitgestellt, wie viele Male eine Nachrichtengruppe wiederholt wurde und eine Zykluszahl wird für jeden Sendevorgang der Nachrichtengruppe erhöht.
IS-136 TDMA-SYSTEM
Die folgende Beschreibung erfolgt mit Bezug auf ein zelluläres Telefonsystem, es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf diese Umgebung beschränkt ist und mit jedem anderen drahtlosen Endgerät verwendet werden kann. Die folgende Beschreibung erfolgt überdies im Zusammenhang mit IS-136-kompatiblen zellulären TDMA-Kommunikationssystemen, aber dem Fachmann wird klar sein, dass die vorliegende Erfindung in anderen digitalen Kommunikationsanwendungen umgesetzt werden kann, einschließlich derer, die gemäß anderen Standards, wie dem GSM- oder dem PDC-Standard aufgebaut sind, und solcher, die als Zugangsmethodologie CDMA, wie IS-95 verwenden.
In einem herkömmlichen zellulären Funksystem, wie dem in 1 gezeigten, wird ein geographisches Gebiet (z.B. ein Ballungsgebiet) in verschiedene kleinere, benachbarte Funkreichweitengebiete („Zellen" genannt), wie die Zellen C1–C10 aufgeteilt. Die Zellen C1–C10 werden durch eine entsprechende Gruppe fester Funkstationen („Basisstationen" genannt) B1–B10 bedient, wobei jede Basisstation auf einer Untergruppe der dem System zugewiesenen Funkfrequenz-(RF)-Kanäle operiert. Die einer gegebenen Zelle zugeordneten RF-Kanäle können gemäß einem Frequenz-Wiederverwendungs-Muster wie im Stand der Technik bekannt einer entfernten Zelle neu zugeordnet werden. In jeder Zelle wird mindestens ein RF-Kanal („Steuer"- oder „Paging/Zugangs"-Kanal genannt) verwendet, um Steuer- oder Überwachungsnachrichten zu tragen, und die übrigen RF-Kanäle („Sprach"-Kanäle genannt) werden verwendet, um Sprachunterhaltungen zu tragen. Den Nutzern zellulärer bzw. mobiler Telefone (mobile Teilnehmer) in den Zellen C1–C10 werden tragbare (handgehaltene), transportierbare (handgetragene) oder mobile (im Auto angebrachte) Telefoneinheiten (drahtlose Endgeräte) bereitgestellt, wie die drahtlosen Endgeräte M1–M9, von denen jedes mit einer nahen Basisstation kommuniziert. Die Basisstationen B1–B10 sind mit einer Mobildienstschaltzentrale (Mobile services Switching Center, MSC) 20 verbunden und werden von ihr gesteuert. Die MSC 20 ist wiederum mit einem (in 1 nicht gezeigten) Zentralbüro in dem öffentlich geschalteten Telefonnetzwerk (Public Switched Telephone Network, PSTN) des (drahtgebundenen) Festnetzes oder einer ähnlichen Einrichtung, wie dem Integrated System Digital Network (ISDN) verbunden. Die MSC 20 schaltet Anrufe zwischen drahtgebundenen und mobilen Teilnehmern, steuert die Signalgebung an drahtlose Endgeräte, kompiliert Rechnungsstatistiken und sorgt für den Betrieb, die Wartung und das Testen des Systems.
Jedes dieser drahtlosen Endgeräte M1–M9 tritt, wenn es eingeschaltet (mit Energie versorgt) wird, in einen Freizustand (Standby-Modus) ein und stellt sich auf den stärksten Steuerkanal (im Allgemeinen der Steuerkanal der Zelle, in der sich das mobile Endgerät zu diesem Zeitpunkt befindet) ein und überwacht diesen fortwährend.
Um eingehende Anrufe zu detektieren, überwacht das drahtlose Endgerät den Steuerkanal fortwährend, um zu bestimmen, ob eine an das Endgerät gerichtete (d.h. seine MIN enthaltende) Pagenachricht empfangen worden ist. Eine Pagenachricht wird beispielsweise an das mobile Endgerät gesendet, wenn ein normaler (Festnetz-)Teilnehmer den Mobilteilnehmer anruft. Der Anruf wird von dem PSTN zu der MSC 20 geleitet, wo die gewählte Nummer analysiert wird. Wenn die gewählte Nummer gültig ist, fordert die MSC 20 eine oder alle Basisstationen B1–B10 an, das angerufene drahtlose Endgerät über ihre entsprechenden Zellen C1–C10 hinweg zu pagen. Jede dieser Basisstationen B1–B10, die die Anforderung von der MSC 20 erhalten, wird dann über den Steuerkanal der entsprechenden Zelle eine Pagenachricht senden, welche die MIN des angerufenen drahtlosen Endgeräts enthält. Jedes der sich im Freizustand befindlichen drahtlosen Endgeräte M1–M9, das sich in dieser Zelle befindet, wird die MIN in der über den Steuerkanal empfangenen Pagenachricht mit der in dem drahtlosen Endgerät gespeicherten MIN vergleichen. Das angerufene drahtlose Endgerät mit der passenden MIN wird automatisch eine Pageantwort über den Steuerkanal an die Basisstation senden, welche die Pageantwort dann an die MSC 20 weiterleitet. Bei Empfang der Pageantwort wählt die MSC 20 einen verfügbaren Sprachkanal in der Zelle, von der die Pageantwort empfangen worden ist (zu diesem Zweck führt die MSC 20 eine Freikanalliste), und fordert die Basisstation in dieser Zelle auf, das drahtlose Endgerät über den Steuerkanal anzuweisen, sich auf den gewählten Sprachkanal einzustellen. Sobald sich das drahtlose Endgerät auf den ausgewählten Sprachkanal eingestellt hat, wird eine Direktverbindung aufgebaut.
3 zeigt einen beispielhaften DCCH-Superrahmen, der mindestens drei logische Kanäle, und zwar einen Rundsendesteuerkanal (Broadcast Control Channel, BCCH), einen Pagingkanal (Paging Channel, PCH) und einen Zugangsantwortkanal (Access Response Channel, ARCH) enthält. Der BCCH, dem in diesem Beispiel sechs DCCH-Schlitze zugeordnet sind, trägt zusätzliche Nachrichten. Der PCH, dem ein DCCH-Schlitz zugeordnet ist, trägt Pagingnachrichten. Der ARCH, dem ebenfalls ein DCCH-Schlitz zugeordnet ist, trägt Sprachkanalzuweisungsnachrichten. Der beispielhafte Superrahmen aus 6 kann andere logische Kanäle enthalten, einschließlich zusätzlicher Pagingkanäle (wenn mehr als ein PCH definiert ist, können verschiedene Gruppen von drahtlosen Endgeräten verschiedenen PCHs zugewiesen werden). Ein auf dem DCCH aus 3 operierendes drahtloses Endgerät braucht nur während bestimmter Zeitschlitze (z.B. dem BCCH und seinem zugewiesenen PCH) in jedem Superrahmen „wach" zu sein (zu überwachen), und kann während der übrigen Zeit in den Ruhemodus eintreten. Im Ruhemodus kann das drahtlose Endgerät die internen Schaltungen überwiegend abschalten und so Batterieleistung sparen. Wenn der BCCH nach den Lehren in der US-Patentschrift Nr. 5,404,355 an den vorliegenden Erfinder mit dem Titel „Method For Transmitting Broadcast Information In A Digital Control Channel" konfiguriert ist, kann das drahtlose Endgerät außerdem die zusätzlichen Nachrichten lesen (d.h. decodieren), wenn es sich (z.B. beim Hochfahren) auf den DCCH einstellt und danach nur, wenn die Information sich geändert hat, wodurch ein weiteres Schonen der Batterieleistung bei gleichzeitiger schneller Zellauswahl ermöglicht wird.
Mit Bezugnahme nun auf 4 wird ein Blockdiagramm eines beispielhaften drahtlosen Endgeräts gezeigt, das im Allgemeinen mit dem IS-136 übereinstimmt und das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. In 4 werden bestimmte Komponenten gezeigt, die für Kommunikationen über digitale Kanäle relevant sind, aber es versteht sich, dass zusätzlich zu oder anstelle von einigen dieser Komponenten andere analoge oder digitale Komponenten verwendet werden können. Die beispielhaften drahtlosen Endgeräte aus 4 können Sprach- und Steuerdaten senden und empfangen. Die Sendeschaltung wird allgemein in der oberen Hälfte von 4 dargestellt, während die Empfangsschaltung allgemein in der unteren Hälfte von 4 dargestellt wird.
In dem drahtlosen Endgerät aus 4 wird vom Nutzer kommende Sprache durch ein Mikrofon 100 als ein analoges Sprachsignal erkannt und dann über eine oder mehrere Sprachverarbeitungsstufen (in 4 nicht gezeigt) geleitet, bevor sie als Eingang in einen Sprachcodierer 101 eingegeben wird. Die Vorcodierungs-Sprachverarbeitungsschritte können Anpassung des Audioniveaus, Bandpassfilterung und Analog-Digital-Umwandlung (z.B. 13-Bit-PCM-Format oder 8-Bit-Format) gefolgt von zusätzlicher Hochpassfilterung enthalten. Der Sprachcodierer 101 verwendet einen Sprachkompressionsalgorithmus (z.B. ACELP oder VSELP), um das Sprachsignal in einen Datenbitstrom niedriger Rate (z.B. von 64 kbps auf 8 kbps) zu komprimieren. Die Ausgabe des Sprachcodierers 101 wird einem Kanalcodierer 104 zugeführt, der eine oder mehrere Fehlerschutz- und/oder Korrekturtechniken auf den Datenstrom anwendet. Beispielsweise kann der Kanalcodierer 104 eine Rate von einem halben Faltungscode verwenden, um die empfindlicheren Bits des Datenstroms aus dem Sprachcodierer zu schützen. Der Kanalcodierer 104 kann auch eine zyklische Redundanzprüfung (Cyclic Redundancy Check, CRC) auf einige der wahrnehmungsauffälligsten Bits des Sprachcodiererrahmens anwenden.
Wieder mit Bezug auf 4 werden in dem drahtlosen Endgerät in einem schnell zugeordneten Steuerkanal-(Fast Associated Control Channel, FACCH)-Generator 102, und einem langsam zugeordneten Steuerkanal-(Slow Associated Control Channel, SACCH)-Generator 103 Steuerdaten erzeugt und in Kanalcodierern 105 bzw. 106 fehlercodiert. FACCH-Nachrichten werden im Lösch- und Burstmodus übertragen, wodurch ein Burst von Sprachdaten durch einen FACCH-Burst hoher Rate gelöscht und ersetzt wird. Im Gegensatz dazu werden SACCH-Nachrichten fortwährend bei geringerer Rate zusammen mit jedem Burst von Sprachdaten übertragen. In der in 4 gezeigten beispielhaften Ausführungsform werden SACCH-Nachrichten einem 22-Burst-Verschachteler 110, der die SACCH-Daten vor der Übertragung auf 22 Zeitschlitze verteilt, zugeführt.
Weiter mit Bezug auf 4 werden die codierten Sprachbits von dem Kanalcodierer 104 und die codierten FACCH-Nachrichten von dem Kanalcodierer 105 jeweiligen Eingängen eines Time-Division-Multiplexers 107 bereitgestellt, der die Sprachdaten oder FACCH-Nachrichten in Sende-Zeitschlitze formatiert. Die Ausgabe des Multiplexers 107 wird einem 2-Burst-Verschachteler 108 zugeführt, der die codierten Sprach- oder FACCH-Daten über zwei Zeitschlitze (z.B. Schlitz 1 und 4 in 2) verschachtelt, um die schädlichen Auswirkungen des Rayleigh-Schwunds zu verbessern (und so über das Fehlercodieren hinaus weiteren Schutz vor Kanalfehlern zu bieten). Dies bedeutet, dass jeder Sprachzeitschlitz Daten von zwei aufeinanderfolgenden Sprachcodierrahmen enthält oder dass jede FACCH-Nachricht über zwei Zeitschlitze verteilt wird. Die Ausgabe des 2-Burst-Verschachtelers 108 wird als Eingabe an einen Modul-2-Addierer 109 gegeben, wo die Daten Bit für Bit durch logische Modul-2-Addition mit einem pseudozufälligen von einer Chiffriereinheit 115 bereitgestellten Schlüsselstrom chiffriert werden. Die Eingaben in die Chiffriereinheit 115 können den Wert eines Rahmenzählers 114, der einmal alle 20 ms (d.h. bei einem Kanal mit voller Rate einmal pro TDM-Rahmen) inkrementiert wird, und einen geheimen Schlüssel 116 enthalten, der eindeutig für das drahtlose Endgerät ist. Der Rahmenzähler 114 wird verwendet, um den Chiffriercode (pseudozufälliger Schlüsselstrom) einmal alle 20 ms (d.h. einmal für jeden übermittelten TDM-Rahmen) zu aktualisieren. Der Chiffriercode wird mit Hilfe eines Verschlüsselungsalgorithmus erzeugt, der die Bits des geheimen Schlüssels 116 manipuliert.
Die chiffrierten Daten von dem Modul-2-Addierer 109 und die verschachtelten SACCH-Daten aus dem 22-Burst-Verschachteler 110 werden als Eingaben einem Burstgenerator 111 bereitgestellt, der auch mit einem Synchronisationswort (Sync.) und einem digitalen Verifizierungsfarbcode (Digital Verification Color Code, DVCC) von einem Sync-Wort/DVCC-Generator 112 versehen wird. Der Burstgenerator 111 formatiert Datenbursts, die jeweils ein Sync-Wort, DVCC, SACCH-Daten und Sprach- oder FACCH-Daten wie in 5 gezeigt, enthalten (die „G"- und „R"-Felder stehen jeweils für Schutz-(Guard)-Zeit und Hochfahr-(Ramp)-Zeit). Das Syncwort wird für die Zeitschlitzkennzeichnung und -synchronisation und das Entzerrertraining am entfernten Empfänger (d.h. der Basisstation) verwendet. Der DVCC wird verwendet, um aktuelle Verkehrskanäle von Verkehrscokanälen zu unterscheiden, und stellt sicher, dass der richtige RF-Kanal von dem Empfänger decodiert wird. Der DVCC kann beispielsweise mit einem Hamming-Code fehlercodiert werden. Wie unten zu sehen sein wird, sind DVCC und Syncwort ebenfalls in jedem der von der Basisstation zu dem drahtlosen Endgerät übermittelten Bursts enthalten.
Weiter mit Bezugnahme auf 4 wird jeder der Nachrichtenbursts von dem Burstgenerator 111 in einem der drei Zeitschlitze des in 2 gezeigten und oben erläuterten TDM-Rahmens (volle Rate) übertragen. Der Burstgenerator 111 ist mit einem Entzerrer 113 verbunden, der die zur Synchronisation der Übertragung eines Zeitschlitzes mit der Übertragung der anderen beiden Zeitschlitze notwendige Zeitgebung bereitstellt. Der Entzerrer 113 detektiert Zeitgebungssignale, die von der Basisstation (Master) an das drahtlose Endgerät (Slave) gesendet werden, und synchronisiert den Burstgenerator 111 entsprechend. Der Entzerrer 113 kann auch zum Prüfen der Werte des Syncworts und des von der Basisstation empfangenen DVCC verwendet werden. Sowohl der Burstgenerator 111 als auch der Entzerrer 113 sind mit dem Rahmenzähler 114 zu Zeitgebungszwecken verbunden.
Die von dem Burstgenerator 111 erzeugten Nachrichtenbursts werden als Eingabe einem RF-Modulator 117 bereitgestellt, der zum Modulieren einer Trägerfrequenz gemäß einer Modulationstechnik verwendet wird, die als π/4-verschobene, differentiell codierte Quadraturphasenverschiebungsverschlüsselung (π/4 shifted Differentially encoded Quadrature Phase Shift Keying, π/4 DQPSK) bekannt ist. Der Einsatz dieser Technik bedeutet, dass die über das drahtlose Endgerät zu übertragende Information differentiell codiert ist, so dass 2-Bit-Symbole als vier mögliche Phasenveränderungen (±π/4 und ±3π/4) anstelle von absoluten Phasen übertragen werden. Um Fehler aufgrund von Rauschen in dem ausgewählten RF-Kanal zu minimieren, kann Graucodierung verwendet werden, um angrenzende Phasenveränderungen auf Symbole abzubilden, die sich nur in einem Bit unterscheiden (da die wahrscheinlichsten Fehler dazu führen, dass der Empfänger eine angrenzende Phase auswählt, werden solche Fehler auf Ein-Bit-Fehler reduziert). Die Trägerfrequenz für den ausgewählten RF-Kanal wird dem RF-Modulator 117 durch einen Sendefrequenzsynthetisierer 118 bereitgestellt. Die burstmodulierte Trägersignalausgabe des RF-Modulators 117 wird durch einen Leistungsverstärker 119 verstärkt und dann über eine Antenne 120 an die Basisstation übertragen.
Der Empfang an dem drahtlosen Endgerät kann umgekehrt zum Senden erfolgen. Das drahtlose Endgerät empfängt über eine mit einem Empfänger 122 verbundene Antenne 121 burstmodulierte Signale von der Basisstation. Eine Empfängerträgerfrequenz für den ausgewählten RF-Kanal wird durch einen Empfangsfrequenzsynthetisierer 123 erzeugt und einem RF-Demodulator 124 zugeführt, der das empfangene Trägersignal in ein Zwischenfrequenz-(Intermediate Frequency, IF)-Signal demoduliert. Das IF-Signal wird durch einen IF-Demodulator 125 weiter demoduliert, der vor der π/4-DQPSK-Modulation die ursprüngliche digitale Information wiederherstellt. Die digitale Information wird dann dem Entzerrer 113, der die Information in Zwei-Bit-Symbole formatiert, und dann einem Symboldetektor 126 zugeführt, der die Symbole in einen Einfachbitdatenstrom aus Sprach- oder FACCH-Daten und SACCH-Daten umwandelt. Der Symboldetektor 126 verteilt die FACCH- oder Sprachdaten an einen Modul-2- Addierer 127 und die SACCH-Daten an einen 22-Burst-Entschachteler 135. Der Modul-2-Addierer 127 ist mit der Chiffriereinheit 115 verbunden und wird zur Entschlüsselung der verschlüsselten Sprach- oder FACCH-Daten verwendet, wobei derselbe pseudozufällige Schlüsselstrom, der zum Verschlüsseln der Daten von dem Sender in der Basisstation verwendet wird, Bit für Bit subtrahiert wird. Die dechiffrierte Ausgabe des Modul-2-Addierers 127 wird einem 2-Burst-Entschachteler 128 zugeführt, der die Sprach- oder FACCH-Daten durch Zusammensetzen von Bits aus zwei aufeinanderfolgenden Rahmen digitaler Daten rekonstruiert. Der 2-Burst-Entschachteler 128 ist mit zwei Kanaldecodierern 129 und 130 gekoppelt, die die faltungscodierten Sprach- oder FACCH-Daten decodieren und die CRC-Bits prüfen, um zu bestimmen, ob ein Fehler aufgetreten ist (die CRC-Bits stellen auch ein Verfahren bereit, um Sprachdaten von FACCH-Daten zu unterscheiden). Die Sprachdaten werden von dem Kanaldecodierer 129 einem Sprachdecodierer 131 zugeführt, der das ursprüngliche digitale Sprachsignal wiederherstellt. Das Signal wird dann analog umgewandelt und vor dem Rundsenden durch einen Sprecher 133 gefiltert. Ein FACCH-Detektor 132 detektiert vorhandene FACCH-Nachrichten und leitet sie an einen Mikroprozessor 134 für die entsprechende Aktion weiter.
Weiter mit Bezug auf 4 setzt der 22-Burst-Entschachteler 135 die SACCH-Daten wieder zusammen, die über 22 aufeinanderfolgende Rahmen verteilt sind. Die Ausgabe des 22-Burst-Verschachteler 135 wird als Eingabe einem Kanaldecodierer 136 bereitgestellt. SACCH-Nachrichten werden von einem SACCH-Detektor 137 detektiert und an den Mikroprozessor 134 für die entsprechende Aktion übermittelt.
Der Mikroprozessor 134 steuert die Aktivitäten des drahtlosen Endgeräts und die Kommunikationen zwischen dem drahtlosen Endgerät und der Basisstation. Entscheidungen werden durch den Mikroprozessor 134 gemäß den von der Basisstation erhaltenen Nachrichten und den durch das drahtlose Endgerät durchgeführten Messungen getroffen. Der Mikroprozessor 134 ist mit einem (nicht gezeigten) Speicher versehen und ist auch mit einer Endgerättastatureingabe- und -anzeigeausgabeeinheit 138 verbunden. Die Tastatur- und Anzeigeeinheit 138 gestattet dem Nutzer, Anrufe zu initialisieren und entgegenzunehmen und Informationen in den Speicher des drahtlosen Endgeräts einzugeben.
Es sei darauf hingewiesen, das viele der Komponenten des in 4 gezeigten drahtlosen Endgeräts zum Aufbau einer wie in 6 gezeigten Basisstation verwendet werden können, wobei ähnliche Komponenten mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind wie in 4 und weiter zur Unterscheidung der Basisstationskomponenten von den Komponenten des drahtlosen Endgeräts durch (') gekennzeichnet sind. Die Basisstation aus 6 kommuniziert mit dem drahtlosen Endgerät aus 4 unter Verwendung eines in 7 gezeigten Schlitzformats, welches dem von dem drahtlosen Endgerät verwendeten, in 5 gezeigten Schlitzformat ähnelt. Dem Durchschnittsfachmann dürfte klar sein, dass es im Aufbau der Basisstation und des drahtlosen Endgeräts gewisse Unterschiede geben kann. Beispielsweise kann die Basisstation, wie in 6 gezeigt, nicht nur eine sondern zwei Empfangsantennen 121' und zugeordnete Funkhardware 122'–125' für Diversitätsempfang aufweisen. Außerdem kann die Basisbandverarbeitungshardware (Grenzbox in 6) in der Basisstation verdreifacht sein, da die Basisstation drei (vollratige) digitale Verkehrskanäle (DTCHs) pro RF-Kanal unterstützt, wie in 2 gezeigt, und der IF-Demodulator 125' kann nicht nur einen sondern drei Ausgänge haben, einen für jeden der drei digitalen Verkehrskanäle. Außerdem kann die Basisstation, da sie normalerweise auf mehreren RF-Kanälen betrieben wird, mehrere Sets von Funkkanalhardware (Basisbandverarbeitung und Funkhardware) sowie einen programmierbaren Frequenzkombinierer 118A' enthalten, um die Auswahl der gemäß des geltenden Wiederverwendungsplan für zelluläre Frequenzen zu verwendenden RF-Kanäle ausführen. Andererseits kann die Basisstation keine Nutzertastatur- und Anzeigeeinheit 138, sondern einen Signalpegelmesser 100' enthalten, um die Stärke des von jeder der Antennen 121' empfangenen Signals zu messen und dem Mikroprozessor 134' (für Übergabezwecke) eine Ausgabe bereitzustellen. Andere Unterschiede zwischen dem drahtlosen Endgerät und der Basisstation werden dem Fachmann leicht ersichtlich sein.
Das drahtlose Endgerät aus 4 und die verwandte Basisstation aus 6 sind in der Lage, auf einem digitalen Verkehrskanal (DTCH) zu operieren, aber können auch auf einfache Weise konfiguriert werden, um auf einem digitalen Steuerkanal (DCCH) zu operieren, wenn zum Beispiel die Länge und das Format eines DCCH-Schlitzes mit der Länge und dem Format, die in IS-136 für einen DTCH-Schlitz spezifiziert sind, wie in der oben zitierten US-Patentschrift Nr.5404355 vorgeschlagen, kompatibel gemacht werden. 4 zeigt (in dem gestrichelten Kasten) zusätzliche Komponenten des drahtlosen Endgeräts, die beispielsweise verwendet werden können, um über einen Pagingkanal (PCH) des DCCHs übertragene Nachrichten zu decodieren. Obwohl PCH-Nachrichten, wie FACCH- und SACCH-Nachrichten, verschachtelt sind, um vor durch den Funkkanal verursachte Fehlern zu schützen, ist die Verschachtelung von PCH-Nachrichten auf innerhalb eines Schlitzes beschränkt (Intra-Schlitz-Verschachtelung), da, aus Gründen der Effizienz des Ruhemodus, das drahtlose Endgerät nicht für länger als einen PCH-Schlitz wach sein sollte. Wie in 4 gezeigt, werden die Pagingnachrichten nach dem Demodulieren und Entzerren in einem 1-Burst-Entschachteler 139 entschachtelt, bevor sie in einem Kanaldecodierer 140 decodiert und ein einem PCH-Detektor 141 detektiert werden. Vorhandene Pagenachrichten werden von dem PCH-Detektor 141 an den Mikroprozessor 134 zur Analyse und Aktion weitergeleitet.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann im Allgemeinen wie weiter unten beschrieben jedes DCCH-Format, oder in diesem Zusammenhang, jedes Verschachtelungsverfahren verwendet werden, wie beispielsweise das in dem GSM-Standard spezifizierte DCCH-Format- und -Verschachtelungsverfahren, auch wenn ein mit dem IS-136-DCCH-Format kompatibles DCCH-Format verwendet werden kann. Außerdem kann der DCCH mit Hilfe von anderen Übertragungstechniken als denen in Kombination mit dem Time Division Multiplexing (TDM) implementiert werden, wie beispielsweise dem Code Division Multiplexing (CDM).
In 8 wird der Betrieb des PCHs gemäß Industrie- oder Regierungsstandards (z.B. IS-95 und IS-136 in den USA, GSM in Europa und PDC in Japan) dargestellt. Mit Bezugnahme auf 8 sehen die meisten dieser Standards den Aufbau einer Pagenachricht (vor der Fehlerkorrekturcodierung und Verschachtelung) als ein „Schicht-2"-(L2)-Rahmen der Daten 200 vor, die einen Schicht-2-Kopf 201, eine Nutzlast der „Schicht-3"-(L3)-Nachrichtendaten 202 und einen Fehlerdetektionscode, wie den zyklischen Redundanzprüfungscode (CRC) mit Endbits 203 enthalten (Endbits werden im Allgemeinen beim Faltungscodieren verwendet und sind normalerweise auf Null gestellt). Der Kopf 201 enthält Zusatzinformationen für das Funkressourcenmanagement (z.B. Aktionen, die von dem Empfänger getroffen werden müssen) oder für andere Zwecke und können auch eine Angabe der Art oder der Länge von Schicht-3-Daten in der Nutzlast 202 enthalten (z.B. kann ein Bit in dem Kopf 201 zugewiesen sein, um eine leere Pagenachricht in der Nutzlast 202 anzuzeigen). Bei einer leeren Seite enthält die Nutzlast 202 einen vorbestimmten Wert, der durch den geltenden Standard definiert ist (z.B. alles Nullen in IS-136). Bei einer leeren Seite enthält die Nutzlast 202 eine Mobilstationkennzeichnung (Mobile Station Identifier, MSID) und möglicherweise Hilfsdaten wie eine Angabe der Art des Anrufs (d.h. Sprache, Daten usw.). Der Kopf 201 und die Nutzlast 202 sind zu Fehlerdetektionszwecken mit dem CRC-Code 203 codiert.
Vor der Übertragung über den PCH wird der Rahmen 200 mit einem Fehlerkorrekturcode codiert und die codierten Daten werden über einen oder mehrere Schlitze gemäß den Spezifikationen des geltenden Standards verschachtelt. Am Empfänger (z.B. drahtloses Endgerät) wird der empfangene Schlitz bzw. werden die empfangenen Schlitze zuerst demoduliert und möglicherweise entzerrt. Darauf folgt das Entschachteln der demodulierten (und möglicherweise entzerrten) Daten und das Kanalcodieren der entschachtelten Daten. Das drahtlose Endgerät prüft auch auf Restfehler durch Berechnen des CRC mit Hilfe der entschachtelten und decodierten Daten (d.h. der empfangene Kopf 201 und Nutzlast 202) und durch Vergleichen des berechneten CRC mit dem empfangenen CRC (d.h. dem empfangenen CRC 203). Wenn der CRC-Vergleich anzeigt, dass die Daten korrekt empfangen worden sind, prüft das drahtlose Endgerät den empfangenen Kopf 201, um zu bestimmen, ob eine Aktion erforderlich ist, und ob die Nachricht eine leere Seite ist. Wenn keine Aktion erforderlich ist und die Nachricht eine leere Seite ist, kann das drahtlose Endgerät in den Ruhezustand zurückkehren. Wenn eine bestimmte Aktion erforderlich ist, führt das drahtlose Endgerät die erforderliche Aktion aus. Außerdem vergleicht das drahtlose Endgerät, wenn die Seite keine leere Seite ist (d.h. eine nicht-leere Seite ist), die empfangene MSID mit seiner eigenen MSID, die im Speicher gespeichert ist. Wenn die MSID übereinstimmen, sendet das drahtlose Endgerät eine Pageantwort an das System. Wenn die MSID jedoch nicht übereinstimmen (d.h. die Seite für einen anderes drahtloses Endgerät bestimmt ist), kann das drahtlose Endgerät in den Ruhezustand zurückkehren.
Wie in 10 gezeigt, enthält der DCCH-Abwärtsstreckenschlitz ein Gemeinsamer-Kanal-Rückmeldung-(Shared Channel Feedback, SCF)-Feld, das Information zur Unterstützung des Zufallszugangsschemas auf der Aufwärtsstrecke enthält. Der DCCH-Abwärtsstreckenschlitz enthält weiterhin ein Codierte-Superrahmen-Phase-(Coded Superframe Phase, SCFP)-Feld, das Information zur Unterstützung des drahtlosen Endgeräts bei der Suche nach dem Anfang des Superrahmens auf dem DCCH enthält. Ein weiterer erkennbarer Unterschied zwischen dem DCCH- und dem DTCH-Schlitzformat ist die Abwesenheit einer Interschlitzverschachtelung auf dem DCCH, um den Betrieb im Ruhemodus zu erleichtern.
Mit Bezug auf 11, die die Rahmenstruktur des (Abwärtsstrecken)-DCCH gemäß IS-136 zeigt, sind die DCCH-Schlitze in logische Kanäle abgebildet, die in eine Reihe von Superrahmen organisiert sind (es gibt keine spezielle Rahmenstruktur für den Aufwärtsstrecken-DCCH, weil alle Zeitschlitze auf der Aufwärtsstrecke für den Systemzugriff durch das drahtlose Endgerät verwendet werden können). Ein Vollraten-DCCH würde zwei der sechs Schlitze auf einem IS-136-TDMA-Rahmen, wie in 11 gezeigt, in Anspruch nehmen (in diesem Beispiel ist Kanal „A" dem DCCH zugewiesen). Die in IS-136 spezifizierten logischen Kanäle enthalten einen Rundsendesteuerkanal (Broadcast Control Channel, BCCH) zum Tragen systembezogener Informationen, die an alle drahtlosen Endgeräte rundgesendet werden, und einen Kurznachrichtendienst-, Paging- und Zugriffsantwortkanal (Short message service, Paging and Access response Channel, SPACH) zum Tragen von Informationen, die an bestimmte drahtlose Endgeräte gesendet werden. Der Aufbau und der Betrieb des BCCH und des SPACH werden weiter unten ausführlicher beschrieben.
Für den effizienten Betrieb im Ruhemodus mit schnellem Erhalt bei Zellenauswahl (d.h. DCCH), wird der BCCH nach den Lehren der oben zitieren US-Patentschrift Nr. 5404355 in logische Unterkanäle geteilt. Wie in 11 gezeigt, umfasst der BCCH einen Schnell-BCCH (F-BCCH), einen Erweiterten-BCCH (E-BCCH) und einen Punkt-zu-Mehrfachpunkt-Kurznachrichtendienst-BCCH (S-BCCH). Der F-BCCH wird zum Rundsenden von DCCH-Strukturparametern und anderer für den Zugriff auf das System benötigter Daten verwendet. Der E-BCCH wird verwendet, um Informationen rundzusenden, die nicht zeitkritisch sind (für den Betrieb des drahtlosen Endgeräts), wie die Informationen in dem F-BCCH. Der S-BCCH wird für den Rundsende-Kurznachrichtendienst (SMS) verwendet. Der SPACH ist auch in logische Unterkanäle (in 11 nicht gezeigt) unterteilt, einschließlich einen Punkt-zu-Punkt-Kurznachrichtendienstkanal (SMSCH), einen Pagingkanal (PCH) und einem Zugriffsantwortkanal (ARCH). Der SMSCH wird zum Tragen von Nutzernachrichten an ein bestimmtes drahtloses Endgerät verwendet. Der PCH wird verwendet, um Pagingnachrichten an verschiedene drahtlose Endgeräte zu tragen. Der ARCH wird zum Antworten auf Zugriffsanfragen von einem der drahtlosen Endgeräte verwendet (z.B. durch Liefern einer Kanalzuweisungsnachricht an dieses drahtlose Endgerät).
Der F-BCCH und der E-BCCH ermöglichen es dem System, verschiedene Arten von Zusatzinformationen zu verschiedenen Raten abhängig von ihrer Wichtigkeit für den ordnungsgemäßen Betrieb der drahtlosen Endgeräte zu senden. Die Systemkonfigurationen definierende Informationen und die Regeln für den Systemzugriff durch die drahtlosen Endgeräte werden in dem F-BCCH übertragen. Da diese Informationen bei einer Rate übertragen werden sollten, die es den drahtlosen Endgeräten gestattet, auf das System schnell zuzugreifen, wird ein kompletter Satz dieser Informationen in dem F-BCCH einmal pro Superrahmen gesendet. Weniger kritische Zusatzinformationen können jedoch bei einer geringeren Rate in dem E-BCCH gesendet werden. Ein kompletter Satz von E-BCCH-Informationen kann mehrere Superrahmen umfassen. Der S-BCCH ermöglicht es dem System auf der anderen Seite, die Übertragung von Zusatzinformationen von den rundgesendeten SMS zu entkoppeln, indem ein für die SMS fest zugeordneter Kanal bereitgestellt wird.
Zur Entkopplung des Periodizitätserfordernis des Lesens der Zusatzinformationen durch das drahtlose Endgerät (zu Zwecken eines effizienten Ruhemodus) von dem Periodizitätserfordernis einer BCCH-Übertragung durch das System (zu Zwecken eines schnellen Erhalts bei Zellauswahl), werden sowohl der F-BCCH-Unterkanal als auch der E-BCCH-Unterkanal einer Änderungsanzeige in einem anderen logischen Unterkanal zugeordnet, die anzeigt, wenn sich die entsprechende BCCH-Information geändert hat (z.B. werden Änderungen im F-BCCH durch eine Änderungsanzeige in dem PCH und Änderungen in dem E-BCCH werden durch eine Änderungsanzeige in dem F-BCCH angezeigt). Die Änderungsanzeigen ermöglichen es einem drahtlosen Endgerät, das erneute Lesen von BCCH-Informationen, die sich nicht geändert haben, zu vermeiden, wodurch die Batteriebelastung vermindert wird, wie in der oben zitierten US-Patentschrift Nr. 5404355 gelehrt. Das drahtlose Endgerät wird die erforderlichen BCCH-Informationen zuerst lesen, wenn es den DCCH erhält. Danach wird das drahtlose Endgerät jedoch nur geänderte BCCH-Informationen lesen und kann im Ruhemodus bleiben, wenn es keine Änderung der BCCH-Informationen gibt. Dies ermöglicht einen effizienten Ruhemodusbetrieb (d.h. geringe Periodizität des Lesens der BCCH-Information) und zugleich den schnellen Erhalt bei Zellauswahl (d.h. höhere Periodizität der BCCH-Übertragung).
Weiter mit Bezug auf 11 wird ein Superrahmen in IS-136 als die Ansammlung von 32 aufeinanderfolgenden Zeitrahmen (640 ms) bei einem Vollraten-DCCH (16 Schlitze bei einem Halbraten-DCCH), beginnend mit dem ersten BCCH-Schlitz, definiert. Der erste Schlitz bzw. die ersten Schlitze in dem Superrahmen sind dem F-BCCH zugewiesen und die übrigen Schlitze sind dem E-BCCH, S-BCCH und SPACH zugewiesen. Ein drahtloses Endgerät bestimmt aus der Information in dem F-BCCH-Schlitz bzw. den F-BCCH-Schlitzen am Anfang des Superrahmens, welche der anderen Schlitze dem E-BCCH, S-BCCH bzw. SPACH zugewiesen sind. Wie in 11 gezeigt ist jedem der BCCH-Unterkanäle (F-BCCH, E-BCCH und S-BCCH) eine ganze Zahl der DCCH-Zeitschlitze in jedem der sich wiederholenden Superrahmen zugeordnet. Die anderen Schlitze in dem Superrahmen sind jedoch den SPACH-Unterkanälen (SMSCH, PCH und ARCH) auf volldynamischer Basis zugewiesen (aus diesem Grund sind die in jedem Superrahmen für SMSCH, PCH und ARCH verfügbaren Schlitze in 11 allgemein als SPACH gezeigt). Ein drahtloses Endgerät kennzeichnet die Verwendung eines SPACH-Schlitzes (d.h. SMSCH, PCH oder ARCH) aus Schicht-2-Kopfinformationen.
IS-136 spezifiziert drei Formen von Mobilstationskennungen (MSID), die zum Paging eines drahtlosen Endgeräts verwendet werden können: die Mobile Identifikationsnummer (MIN), die Internationale Mobilstationskennung (IMSI) und die Temporäre Mobilstationskennung (TMSI). Die MIN ist auf die Standards EIA/TIA 553 und IS-54 zurückzuführen (wie oben beschrieben) und ist eine digitale Darstellung der Verzeichnisnummer des drahtlosen Endgeräts entsprechend dem Telefonnummerplan von Nordamerika. Die IMSI wird für internationales Roaming verwendet und enthält einen Ländercode, der das Ursprungsland des drahtlosen Endgeräts kennzeichnet, und andere Informationen zum Kennzeichnen seines Heimatsystems (für Rechnungs- und sonstige Zwecke). Die TMSI wird einem drahtlosen Endgerät auf temporärer Basis in einem bestimmten Bereich zugewiesen (z.B. dem Dienstbereich eines MSC oder dem Ortsbereich in diesem Dienstbereich), und das drahtlose Endgerät wird nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer oder wenn sich das drahtlose Endgerät aus diesem Bereich herausbewegt normalerweise erneut einem anderen TMSI zugewiesen. Der Hauptvorteil der Verwendung von TMSI ist die erhöhte Pagingkapazität, da die TMSI normalerweise weniger Bits enthält als die MIN oder IMSI und daher mehr Seiten in einem PCH-Schlitz getragen werden können (abhängig von den Zuweisungsprozeduren für die TMSI kann ein weiterer Vorteil der erhöhte Schutz der Nutzeridentität sein).
Einem drahtlosem Endgerät gemäß IS-136 kann eine MIN, IMSI oder sowohl eine MIN als auch eine IMSI zugewiesen sein. Die MIN und/oder IMSI werden in IS-136 als Permanente Mobilstationskennung (Permanent Mobile Station Identity, PMSID) bezeichnet. Ein drahtloses Endgerät mit sowohl einer MIN als auch einer IMSI wird nur die eine oder die andere als seine durch die BCCH-Daten bestimmte und in dem IS-136-Standard spezifizierte Kennung verwenden. Das drahtlose Endgerät kann jedoch sowohl eine PMSID (d.h. entweder MIN oder IMSI) und eine TMSI verwenden, jedoch zu verschiedenen Zeiten. Das drahtlose Endgerät verwendet zu einer gegebenen Zeit entweder die PMSID oder die TMSI. Das drahtlose Endgerät wird normalerweise seinen PCH-Schlitz für seine PMSID überwachen. Wenn dem drahtlosen Endgerät eine TMSI zugewiesen ist, wird es dann den PCH-Schlitz nur auf die TMSI überwachen. Die TMSI-Zuweisung kann jedoch auslaufen und wenn keine neue TMSI zugewiesen wird, kehrt das drahtlose Endgerät zur Verwendung der PMSID bei der Kommunikation mit dem System zurück. In IS-136 kann ein Kennungstyp-(Identity type, IDT)-Feld in dem Schicht-2-Rahmen enthalten sein, um das drahtlose Endgerät zu informieren, welche Kennung in der Pagenachricht verwendet wird. Das IDT-Feld kann jedoch in dem Schicht-2-Rahmen nicht enthalten sein, wenn der Kennungstyp im Rahmentyp implizit enthalten ist. Andere Standards können erfordern, dass ein drahtloses Endgerät den PCH sowohl auf die PMSID als auch die TMSI überwacht.
Gemäß IS-136 werden alle Seiten (unabhängig davon ob sie die PMSID oder TMSI enthalten) in dem entsprechenden Zeitschlitz des nächsten Superrahmens wiederholt, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass ein drahtloses Endgerät eine Seite sogar unter schwierigen Funkbedingungen erhält. Wenn und nur wenn das drahtlose Endgerät den PCH-Schlitz in dem ersten („primären") Superrahmen nicht decodieren kann, wird es den entsprechenden PCH-Schlitz in dem zweiten („sekundären") Superrahmen lesen (die primären und sekundären Superrahmen werden gemeinsam als „Hyperrahmen" bezeichnet).
Der IS-136 verwendet wie andere Standards einen Schichtansatz für die Übertragung von Nachrichten über den DCCH. 12 zeigt, wie eine „Schicht 3"-(L3)-Nachricht (z.B. eine Pagenachricht) in einen oder mehrere „Schicht 2"-(L2)-Rahmen übersetzt wird, die dann in einen „Schicht 1"-(L1)-Physische-Schicht-Schlitz abgebildet werden. Die L3-Nachricht wird in so viele L2-Rahmen wie nach dem geltenden Protokoll nötig unterteilt (für BCCH und SPACH sind verschiedene Protokolle spezifiziert). Jeder L2-Rahmen umfasst L3-Daten und Zusatzinformationen für den L2-Protokollbetrieb. Jeder L2-Rahmen ist in einen einzelnen L1-Schlitz durch Addition von Fehlercodierung (CRC und Endbits) und Zusatzinformationen (Kopf), die für den physischen Schichtbetrieb spezifisch sind, abgebildet. Für alle IS-136-DCCH-Unterkanäle wurde der L2-Betrieb so definiert, dass er mit dem L1-Betrieb ausgerichtet ist, so dass ein vollständiger L2-Protokoll-Rahmen in einem darunterliegenden physischen Schichtschlitz getragen wird. Somit werden alle Bits eines L2-Rahmens in einem physischen Schlitz gesendet (d.h. nur Intra-Schlitz-Verschachtelung wird nach dem Kanalcodieren und vor der Übertragung ausgeführt).
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
13 stellt Vorgänge zum drahtlosen Rundsenden einer Nachricht an eine Vielzahl von drahtlosen Endgeräten dar, wie beispielsweise erfindungsgemäße drahtlose TDMA-Endgeräte. 14 stellt Vorgänge für das drahtlose Empfangen einer Rundsendenachricht an einem drahtlosen Endgerät dar, wie beispielsweise einem erfindungsgemäßen drahtlosen Endgerät.
Wie einem Fachmann klar sein wird, kann die vorliegende Erfindung als Verfahren, Systeme (Vorrichtungen) und/oder Computerprogramme ausgeführt werden. Dementsprechend kann die vorliegende Erfindung eine Form annehmen, die insgesamt aus Hardware besteht, oder eine Kombination von Hardware- und Softwareaspekten darstellt.
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung werden ausführlicher in den folgenden 13 und 14 dargestellt, einschließlich der Flussdiagrammdarstellungen. Es versteht sich, dass jeder Block der Flussdiagrammdarstellungen und Kombinationen aus Blöcken in den Flussdiagrammdarstellungen durch Computerprogrammanweisungen umgesetzt werden können. Diese Computerprogrammanweisungen können einem Prozessor oder anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtungen bereitgestellt werden, um eine Maschine herzustellen, so dass die Anweisungen, die auf dem Prozessor oder der anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird, Mittel zur Implementierung der in dem Flussdiagrammblock oder den Flussdiagrammblöcken spezifizierten Funktionen schafft. Diese Computerprogrammanweisungen können auch in einem computerlesbaren Speicher gespeichert werden, der einen Prozessor oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung anleiten kann, auf eine bestimmte Weise zu funktionieren, so dass die in dem computerlesbaren Speicher gespeicherten Anweisungen einen Herstellungsgegenstand einschließlich Anweisungsmitteln, die die in dem Flussdiagrammblock oder den Flussdiagrammblöcken spezifizierten Funktionen implementieren, herstellen.
Dementsprechend unterstützen Blöcke der Flussdiagrammdarstellungen Kombinationen von Mitteln zum Ausführen der spezifizierten Funktionen, Kombinationen von Schritten zum Ausführen der spezifizierten Funktionen und Programmanweisungsmittel zum Ausführen der spezifizierten Funktionen. Es versteht sich auch, dass jeder Block der Flussdiagrammdarstellungen und Kombinationen von Blöcken der Flussdiagrammdarstellungen durch hardwarebasierte Spezialcomputersysteme implementiert werden kann, die die spezifizierten Funktionen oder Schritte ausführen, oder durch Kombinationen von Spezialhardware und Computeranweisungen.
Unter Bezugnahme nun auf 13 werden Nachrichten an eine Vielzahl von drahtlosen Endgeräten in einem drahtlosen System, das einen DCCH mit einem logischen S-BCCH-Kanal enthält, drahtlos rundgesendet. Wie in Block 1310 gezeigt, ist die Nachricht fehlerkorrekturcodiert, um einen fehlerkorrekturcodierten Nachrichtenblock zu erzeugen. Wie in Block 1320 gezeigt, ist der fehlerkorrekturcodierte Nachrichtenblock in Rahmen aufgeteilt. Bei Block 1330 werden die Rahmen fehlerkorrekturcodiert, um eine Vielzahl von fehlerkorrekturcodierten Rahmen zu erzeugen.
Bei Block 1340 werden die fehlerkorrekturcodierten Rahmen drahtlos an die drahtlosen Endgeräte rundgesendet, indem die fehlerkorrekturcodierten Rahmen in den logischen S-BCCH-Kanal angeordnet werden. Schließlich wird der logische S-BCCH-Kanal bei Block 1350 drahtlos rundgesendet.
Entsprechend wird, wie in 13 gezeigt, die gesamte Nachricht fehlerkorrekturcodiert, bevor die Nachricht in Rahmen geteilt wird und die einzelnen Rahmen fehlerkorrekturcodiert werden. Durch Fehlerkorrekturcodieren der Nachricht zusätzlich zum Fehlerkorrekturcodieren der Rahmen kann eine robustere Rundsendung langer Nachrichten bereitgestellt werden.
Mit Bezugnahme nun auf 14 wird eine Rundsendenachricht drahtlos an einem drahtlosen Endgerät in einem drahtlosen System empfangen. Bei Block 1410 werden die den DCCH enthaltenden Rahmen drahtlos empfangen. Bei Block 1420 wird mindestens ein Teil des S-BCCH in dem DCCH fehlerkorrekturdecodiert, um eine Vielzahl fehlerkorrekturdecodierter Rahmen zu erhalten. Bei Block 1430 werden die fehlerkorrekturdecodierten S-BCCH-Rahmen in einen Nachrichtenblock kombiniert. Schließlich wird der Nachrichtenblock bei Block 1440 fehlerkorrekturdecodiert. Somit wird jeder der Rahmen fehlerkorrekturdecodiert und der gesamte Nachrichtenblock wird fehlerkorrekturdecodiert. Auch wenn einer oder mehrere der Rahmen nicht korrekt empfangen wird, kann die Gesamt-Fehlerkorrekturdecodierung des Nachrichtenblocks den Rahmen bzw. die Rahmen, der/die nicht korrekt empfangen wurde, wiederherstellen und dadurch den Empfang der vollständigen Nachricht sicherstellen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES DRAHTLOSEN RUNDSENDENS UND DES DRAHTLOSEN EMPFANGS
15 stellt die Rahmenstruktur eines Vorwärts-(Basisstation zu drahtlosem Endgerät)-DCCH gemäß IS-136 dar und zeigt zwei aufeinanderfolgende Hyperrahmen (Hyperframes, HF), von denen jeder vorzugsweise einen jeweiligen primären Superrahmen (Superframe, SF) und einen jeweiligen sekundären Superrahmen enthält. Es liegt auf der Hand, dass ein Hyperrahmen auch mehr als zwei Superrahmen enthalten kann.
In 15 sind drei aufeinanderfolgende Superrahmen dargestellt, wovon jeder eine Vielzahl von Zeitschlitzen enthält, die als logische Kanäle F-BCCH, E-BCCH, S-BCCH und SPACH, die weiter unten ausführlicher beschrieben werden, organisiert sind. An dieser Stelle genügt es, darauf hinzuweisen, dass jeder Superrahmen in einem Vorwärts-DCCH ein vollständiges Set von F-BCCH-Informationen enthält (d.h. ein Set von Schicht-3-Nachrichten) und so viele Schlitze wie notwendig verwendet, und dass jeder Superrahmen mit einem F-BCCH-Schlitz beginnt. Nach dem F-BCCH-Schlitz bzw. den F-BCCH-Schlitzen enthalten die übrigen Rahmen in jedem Superrahmen einen oder mehrere (oder kein(e)n) Schlitz bzw. Schlitze für die logischen Kanäle E-BCCH, S-BCCH und SPACH.
Unter Bezugnahme auf 15 und insbesondere auf 16 umfasst jeder Superrahmen auf dem Abwärtsstrecken-(vorwärts)-DCCH vorzugsweise einen Rundsendesteuerkanal BCCH und einen Kurznachrichtendienst/Paging/Zugriffs-Kanal (SPACH). Der BCCH umfasst einen schnellen BCCH (der in 15 gezeigte F-BCCH); einen erweiterten BCCH (den E-BCCH) und einen Kurznachrichtendienst-BCCH (den S-BCCH), von denen einige allgemein verwendet werden, um generische, systembezogene Informationen von den Basisstationen zu den drahtlosen Endgeräten zu tragen.
Der logische F-BCCH-Kanal trägt zeitkritische Systeminformationen, wie die Struktur des DCCH, andere Parameter, die zum Zugriff auf das System verwendet werden, und eine E-BCCH-Änderungsanzeige, die ausführlicher in der oben zitierten US-Patentschrift Nr. 5404355 beschrieben wird. Wie oben erwähnt, wird in jedem Superrahmen ein vollständiger Satz von F-BCCH-Information gesendet. Der logische E-BCCH-Kanal trägt Systeminformationen, die weniger zeitkritisch sind, als die auf dem F-BCCH gesendeten Informationen. Ein vollständiger Satz von E-BCCH-Informationen (d.h. ein Satz von Schicht-3-Nachrichten) kann mehrere Superrahmen umfassen und muss nicht so ausgerichtet sein, dass er in dem ersten E-BCCH-Schlitz eines Superrahmens startet. Der logische S-BCCH-Kanal trägt kurze Rundsendenachrichten, wie beispielsweise Aktieninformationen, Werbungen und andere Informationen, die für verschiedene Arten von Mobilfunkteilnehmern interessant sind. Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann dieser logische Kanal verwendet werden, um Informationsdienste zu unterstützen, beispielsweise einen Aktienkursdienst oder ein Sportinformationsdienst.
17 zeigt, wie Nachrichten auf dem Abwärtsstrecken-DCCH in Zeitschlitzen abgebildet werden. Eine Schicht-3-Nachricht, die bis zu 255 Achtbitgruppen enthält, wird in kleinere Segmente geteilt. Diese Segmente bilden zusammen mit Zusätzen zu einem Fehlerdetektionscode und „Endbits" einen Schicht-2-Rahmen. Der besondere Schicht-2-Zusatz für einen S-BCCH wird in den 18 bis 20 gezeigt und weiter unten beschrieben. Jeder Schicht-2-Rahmen wird durch einen fehlerkorrigierenden Faltungscode der Rate 1/2 geschützt und die entstehenden Daten werden verschachtelt und in einem einzigen Zeitschlitz abgebildet. Die Anzahl der Schicht-2-Rahmen, die zum Tragen von Schicht-3-Nachrichten benötigt wird, hängt von der Länge der Schicht-3-Nachricht ab.
17 zeigt die erfindungsgemäße Einfügung des Kanalcodierens zwischen Schicht 3 und Schicht 2. Das Codieren in Schicht 2 ermöglicht es dem mobilen Endgerät, einen Schicht-2-Rahmen korrekt zu empfangen bei einer Wahrscheinlichkeit von 90 % für ein Träger-zu-Störungs-Verhältnis (Carrier-to-Interference ratio, C/I) von 12 bis 14 dB, abhängig z.B. von der Trägergeschwindigkeit. Die Designkriterien und Frequenzwiederverwendungsplanung für ein ANSI-136-System führt in der Regel dazu, dass weniger als 10 % der Nutzer ein C/I unterhalb dieser Zahlen erfahren. Somit werden weniger als 10 % der Nutzer eine Schicht-2-Rahmenfehlerrate von 10 % erfahren.
Nachrichten auf dem Rundsendekanal (S-BCCH) unterliegen nicht dem ARQ wie bei Punkt-zu-Punkt-Nachrichten. Eine Anwendungsschichtnachricht kann mehrere Schicht-3-Nachrichten enthalten. Die Nachrichtenfehlerrate (Message Error Rate, MER) für sehr lange Anwendungsschichtnachrichten geht gegen eins, wenn die Nachrichtenlänge sehr lang wird. Nur ein einzelner Schicht-2-Rahmen in einer der mehreren Schicht-3-Nachrichten, die die Anwendungsnachricht tragen, muss fehlerhaft sein, damit ein Anwendungsnachrichtenfehler erhalten wird, wie in 17 gezeigt.
Durch Bereitstellen von Kanalcodierung in der Anwendungsschicht oder in Schicht 3 gemäß der Erfindung kann die Leistung erheblich verbessert werden. Zur Verbesserung der Leistung wird möglicherweise nur geringe Redundanz benötigt. Die Durchlassnachkosten für drahtlose Endgeräte, die eine nahezu perfekte Funkstreckenqualität haben und keinen Fehlern ausgesetzt sind, können somit reduziert und vorzugsweise minimiert werden.
Zur Verbesserung der Leistung sehr langer Anwendungsschichtnachrichten kann das Codieren in der Anwendungsschicht oder in Schicht 3 durchgeführt werden. Um die Leistungsverbesserung zu bewerten, wird eine Codierung in Schicht 3 angenommen. Bevor eine Schicht-3-Nachricht an Schicht 2 geschickt wird, wird die gesamte Schicht-3-Nachricht durch einen Blockcode geschützt. Der Kopf der Nachricht ist Teil der Codierung. Siehe 17, wo ein Block „Kanalcodieren" zwischen Schicht 3 und Schicht 2 eingefügt wurde. Von der Perspektive von Schicht 2 aus, wird die nun erhöhte Schicht-3-Nachricht als die Schicht-3-Nachricht angesehen, d.h. die Länge der Schicht-3-Nutzlast und der Schicht-3-Redundanz-Teil stellen eine Schicht-3-Nachricht von der Schicht-2-Perspektive aus dar.
Bei sehr kurzen Anwendungsnachrichten kann es bei der Bereitstellung von Kanalcodieren höherer Schichten keinen oder einen negativen Verdienst geben. Somit sollte das Kanalcodieren über Schicht 2 hinaus nur für längere Nachrichten aktiviert sein.
ANZEIGE DES CODIERENS AN DAS DRAHTLOSE ENDGERÄT
Das Empfangsende von Schicht 3 muss möglicherweise wissen, ob die Schicht-3-Nachricht dem Kanalcodieren unterzogen wird oder nicht. Es gibt mindestens drei Wege, das drahtlose Endgerät darüber zu informieren, welche Art des Codierens angewendet wird:

1. Die Anzeige kann außer Band sein, d.h. die Anzeige wird außerhalb der Hülle der dem Kanalcodieren unterliegenden Daten bereitgestellt. Die Anzeige kann in dem BCCH bereitgestellt sein. Bei IS-136, das eine Rundsende-Luftschnittstellen-Transportdienst-(Broadcast Air interface Transport Service, BATS)-Schicht verwendet, kann die Anzeige, ob eine Kategorie (z.B. Aktienkurse) dem Kanalcodieren unterliegt, in dem BATS bereitgestellt werden.
2. Die Anzeige kann im Band sein, d.h. die Anzeige wird innerhalb der Hülle der dem Kanalcodieren unterliegenden Daten bereitgestellt. Bei systematischen Codes wird zu den dem Kanalcodieren unterliegenden Daten Redundanz addiert, d.h. die dem Codieren unterliegenden Daten werden durch den Codiervorgang nicht verändert. Bei nicht-systematischem Codieren können die Quelldaten durch den Codiervorgang verändert werden. Die Anzeige kann zusammen mit dem Zusatzteil des dem Codieren unterliegenden Segments bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der Zusatzteil der Schicht-3-Nachricht, wenn systematisches Codieren an einer Schicht-3-Nachricht durchgeführt wird, ein Informationselement enthalten, das die Art des Kanalcodierens anzeigt. Die Anzeige kann somit in 17 in der Schicht-3-Nachricht, direkt nach dem PD und MT bereitgestellt werden.
3. Die Anzeige kann in der Kategorie, der Dienstart oder dem Nachrichtentyp implizit vorhanden sein. Beispielsweise kann der Nachrichtentyp (Message Type, MT) implizit Kanalcodieren anzeigen. Somit wird für bestimmte Werte von MT Kanalcodieren angewendet. Die Art des Kanalcodierens (z.B. Redundanzmenge) wird jedoch vorzugsweise für einen bestimmten MT nicht variiert. Systematisches Codieren gestattet es dem Empfänger, zuerst den MT zu untersuchen, bevor er bestimmt, ob Redundanz bereitgestellt wird oder nicht. Dieses Beispiel ähnelt der oben beschriebenen Option 2. Ein weiteres Beispiel ist, einen Diensttyp oder eine Dienstkategorie einem vorbestimmten Codierformat zuzuordnen und außer Band zu senden.

Explizite Anzeige der Art des Kanalcodierens kann variierende Grade oder Arten des Kanalcodierens ermöglichen. Bei impliziter Anzeige ist die Art des Kanalcodierens innerhalb des Umfangs der Anzeige fest (z.B. Nachricht, Dienst, Kategorie usw.). Verschiedene Nachrichten, Kategorien usw. können jedoch eine unterschiedliche Form des Codierens haben.
Es versteht sich außerdem, dass das drahtlose Endgerät das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Codierens durch das parallele Betreiben von zwei oder mehr Decodieren ableiten kann. Dies kann jedoch zu erhöhter Komplexität führen. Außerdem kann der Einsatz zweier Decodierer nicht die Art der codierten Nachricht anzeigen, z.B. Aktienkurse oder Sportergebnisse. Dementsprechend kann eine wie oben beschriebene Anzeige bevorzugt sein.
REED-SOLOMON (RS-CODES)
Ein RS-Code ist ein Blockcode, in dem K Symbole von Quelldaten in N Symbole codiert sind. Der Code ist als ein (N,K)-Code beschrieben. Die Anzahl korrigierbarer Fehler ist Int[(N – K + 1)/2], wobei Int die ganzzahlige Funktion ist. Die Codierung und Decodierung erfolgt mit Hilfe mathematischer Vorgänge in einem Galiosfeld (GF(q)), wobei q die Anzahl mathematischer Symbole in dem Galiosfeld ist. Die voreingestellte Länge des Codes, die Anzahl der zum Definieren eines Codewortes verwendeten Codesymbole ist N = q – 1. Somit enthält ein RS-Codeworte q – 1 Symbole, wobei jedes Symbol jeden von q Werten annehmen kann. Die Anzahl tatsächlich verwendeter Symbole kann geringer sein als N, indem einige der Informationssymbole gelöscht (ausgelassen) werden, ohne die Fehlerkorrekturfähigkeiten zu beeinträchtigen. Beispielsweise ist de voreingestellte Länge bei Verwendung eines 256 GF-Alphabets (GF(256)) 255. Acht Bits können zur Darstellung jedes Symbols in GF(256) verwendet werden.
LÖSCHDECODIEREN VON REED-SOLOMON-CODES
Wenn bis zu N – K Symbole als unzuverlässig bekannt sind und die verbleibenden K Symbole korrekt sind, kann der Decodierer die N – K Symbole rekonstruieren. Diese Form des Decodierens ist als Löschdecodieren bekannt. Der Empfänger hat gewisse Symbole als unzuverlässig identifiziert und kann dem Decodierer diese Angabe vor dem Decodieren bereitstellen.
Der Empfänger stellt dem Decodierer Zusatzinformationen bereit, die anzeigen, dass das empfangene Symbol unzuverlässig ist. Die Höchstzahl von Symbolen, die durch diesen Vorgang korrigiert werden können, ist doppelt so hoch wie die Anzahl von Symbolen, die ohne Zusatzinformationen korrigiert werden können. Ist ein Symbol jedoch unkorrekt, aber nicht als unzuverlässig gekennzeichnet, so ist die Anzahl der korrigierbaren gelöschten Symbole halb so groß wie die Höchstzahl. Um das volle Potenzial der Korrekturfähigkeit des Löschdecodierens zu erhalten, sollte die Zusatzinformation also zuverlässig sein.
In der vorgeschlagenen Architektur kann die Zusatzinformation als Folge des an jedem empfangenen L2-Rahmen durchgeführten 16-Bit-CRC-Prüfung sehr zuverlässig sein. Alle oder keines der in einem L2-Rahmen enthaltenen Symbole wird gelöscht. Somit kann die Architektur das volle Potenzial des RS-Löschdecodierens ausschöpfen.
In der vorgeschlagenen Architektur kann die Leistung des RS-Löschdecodierens wie folgt beschrieben werden: Um einen L2-Rahmen in einer L3-Nachricht korrigieren zu können, wird ein L2-Rahmen von Redundanzsymbolen bereitgestellt.
Die Leistung eines RS-Codierers, der über eine L2-Schicht angeordnet wird, kann sehr groß sein. Dies ist auf mindestens drei Gründe zurückzuführen:

1) Kanalcodieren über eine vollständige L3-Nachricht stellt Zeitverschachtelung zwischen L2-Rahmen bereit, um gebündelte Fehlerzustände besser handhaben zu können.
2) Die Zusatzinformation aus Schicht 2 kann sehr zuverlässig sein. Sie wird mit extrem hoher Wahrscheinlichkeit anzeigen, ob ein Schicht-2-Rahmen korrekt oder unkorrekt ist.
3) Es gibt keine leistungsstärkeren Bockcodes als Reed-Solomon-Codes, d.h. kein Code weist einen höheren Minimalabstand auf.

Die Komplexität des Löschcodierens von RS-Codes ist verhältnismäßig gering. Weitere Informationen über Reed-Solomon-Codes sind aus „Error Control Coding", Shu Lin und Daniel J. Costello, Prentice-Hall, ISBN 0-13-283796-X ersichtlich.
Der Vorteil höherer Schichtcodierung kann mit der Nachrichtenlänge zunehmen. Dies liegt an dem Verschachtelungseffekt über mehrere Schicht-2-Rahmen. Bei einer gegebenen relativen Menge von Redundanz kann eine längere Nachricht dem statistischen Effekt aufeinanderfolgender L2-Fehler besser gerecht werden.
Nur eine kleine Redundanzmenge, d.h. die Zunahme an Schicht-3-Nachrichtenlänge aufgrund zusätzlicher Schicht-2-Rahmen, kann zugefügt werden, um die Schicht-3-Nachrichtendetektion erheblich zu verbessern.
AUFBAU EINES RS-CODES FÜR EINE SCHICHT-3-NACHRICHT
Der Rundsendekanal des IS-136 (S-BCCH) wird als eine beispielhafte Umsetzung herangezogen. Da die Höchstlänge einer Schicht-3-Nachricht 255 Achtbitgruppen beträgt, wird im Folgenden ein GF(256), d.h. 8-Bit-Symbole, verwendet. Der erste Schicht-2-Rahmen enthält Zusatzinformationen, so dass der Empfänger den Beginn und die Länge der Schicht-3-Nachricht erkennen kann, siehe 18. Die verbleibende Schicht-3-Nutzlast wird mit Hilfe eines Schicht-2-Fortsetzungsrahmens gesendet, siehe 19. Die Höchstlänge einer Schicht-3-Nachricht ist 255 Achtbitgruppen, siehe 17. Bei längeren Nachrichten werden mehrere Fortsetzungsgruppen verwendet. Die Länge der Nutzlast in dem Startrahmen ist 84 Bits. Die ersten zehn Schicht-3-Achtbitgruppen werden in dem Startrahmen übertagen, vier Bits der elften Achtbitgruppe werden in dem Startrahmen übertragen und die verbleibenden vier Bits werden in dem ersten Fortsetzungsrahmen übertragen. Die Länge der Nutzlast in einem Fortsetzungsrahmen beträgt 92 Bits. In dem ersten Fortsetzungsrahmen sind (94 – 4)/8 = 11 Achtbitgruppen. In dem zweiten Fortsetzungsrahmen sind 11 Achtbitgruppen plus 4 Bits. In dem dritten Fortsetzungsrahmen sind 11 neue Achtbitgruppen und die vier verbleibenden Bits aus der unvollständigen Achtbitgruppe des vorangegangenen Schicht-2-Rahmens. Die 92 Bits in einem Fortsetzungsrahmen werden daher nur Daten für ein unvollständiges Symbol tragen. Somit kann jeder fehlerhafte Schicht-2-Fortsetzungsrahmen, der eine mit einem Startrahmen beginnende Schicht-3-Nachricht trägt, höchstens 12 Achtbitgruppen beeinträchtigen. Hat die Schicht-3-Nachricht jedoch mit einem Übergangsrahmen begonnen, siehe 20, kann ein Fortsetzungsrahmen eine unvollständige Achtbitgruppe von dem vorhergehenden Rahmen mit einer unvollständigen Achtbitgruppe tragen. Die Höchstzahl der durch einen einzigen fehlerhaften L2-Rahmen für eine mit einem Übergangsrahmen begonnene L3-Nachricht beeinträchtigen Symbole ist somit 13 Achtbitgruppen.
Wenn die Codierungsredundanz als Teil der Schicht-3-Nachricht angesehen wird, wird jede Redundanz entsprechend den Höchstbetrag von Schicht-3-Netto-Nutzlast reduzieren. Ein GF(256)-RS-Code wird für dieses Szenario die Höchstlänge der Schicht-3-Nachricht aufnehmen, da ein q = 256-RS-Code bei der Länge des Codeworts von 255 aufgebaut sein kann. Ein Schicht-2-Rahmen wird entweder korrekt empfangen oder kann verschiedene Symbolfehler enthalten. Diese fehlerhaften Symbole können typischerweise nicht identifiziert werden. Zwei Redundanzsymbole sind nötig, um ein nicht identifiziertes (nicht gelöschtes) Symbol zu korrigieren, während nur ein Redundanzsymbol notwendig ist, um ein gelöschtes Symbol wiederherzustellen. Die Anzahl der Redundanzsymbole sollte somit vorzugsweise z·13 sein, um Daten von einer Anzahl von z fehlerhafter Schicht-2-Rahmen wiederherzustellen und eine Nachricht mit einem Übergangsrahmen beginnen zu lassen. Ein anderer Wert kann den Nettodurchsatz zur reduzieren, ohne viel Vorteil in dem Decodierprozess zu bieten. Außerdem ist Fehlerkorrekturdecodieren in der Regel viel komplexer als Löschdecodieren.
Die Anzahl von Schicht-2-Rahmen für eine Schicht-3-Nachricht aus 255 Achtbitgruppen ist: Löse y für: 85 + (y – 1)·92 >= 255·8, y = 23.
Der 23. Rahmen trägt 68 Bits von dieser Nachricht.
Wenn eine andere Schicht-3-Nachricht maximaler Länge in dem letzten Schicht-2-Rahmen mit Hilfe eines Übergangsrahmens beginnt, ist die Anzahl von Schicht-2-Rahmen für diese Nachricht: Löse y für: 77 – 68 + (y – 1)·92 >= 255·8, y = 24.
Der 24. Rahmen trägt 7 Bits von dieser Nachricht.
Die Anzahl von Zusatzsymbolen kann dem Empfänger (wie oben beschrieben) angezeigt werden: (1) explizit in dem L3-Kopf, (2) durch Außer-Band-Signalgebung oder (3) implizit definiert, z.B. durch den außerhalb der L3-Nachricht gesendeten Diensttypanzeiger.
Außerdem kann die exakte Menge von bereitgestellten Redundanzsymbolen aufgrund der variierenden Menge von Symbolen, die zur Korrektur einer bestimmten Menge von L2-Rahmen verwendet werden können, implizit in der Art und Weise enthalten sein, in der die Nachricht in L2-Rahmen gepackt war. Wenn zum Beispiel die L3-Nachricht beginnend mit einem Startrahmen gesendet wurde, wäre die exakte Menge der Redundanzsymbole z·12, und wenn ein Übergangsrahmen verwendet wurde, um mit dem Senden dieser Nachricht zu beginnen, wäre die Menge der Redundanzsymbole z·13. Der Wert von z kann wie oben beschrieben bereitgestellt werden, z.B. außer Band gesendet werden. Somit kann der Empfänger zuerst den Wert für z bestimmen. Dann würde er durch Kenntnis dessen, wie viele Informationssymbole, einschließlich unvollständiger Symbole, in dem die meisten Symbole tragenden Schicht-2-Rahmen gesendet wurden exakt bestimmen, wie viele Redundanzsymbole bereitgestellt sind. Eine andere Alternative besteht darin, immer den Grenzfall anzunehmen, d.h. die Anzahl der Redundanz für das obige Beispiel auf z·13 zu setzen.
Berechnung der Wahrscheinlichkeit Korrekt Empfangener Nachricht (CRM)
Die Wahrscheinlichkeit von CRM wird wie folgt berechnet:
wobei n = Anzahl der Netto-L2-Rahmen, m = Anzahl der Redundanzrahmen, WER = Schicht-2-Wortfehlerrate. Der Begriff „Wort" ist, wie er hier verwendet wird, synonym mit „Rahmen". Die Gesamtlänge von Schicht 3 beträgt n + m L2-Rahmen.
Diese Berechnungen gehen von der Annahme aus, dass Schicht-3-Nachrichten bis zu mindestens 24 Schicht-2-Rahmen benötigen können und dass die Redundanz in Zusatzrahmen platziert wird. Dies kann abhängig davon, wie das Protokoll definiert ist (z.B. Höchstlänge einer Schicht-3-Nachricht), nicht möglich sein. Außerdem wird angenommen, das zum Löschkorrigieren eines Schicht-2-Rahmens nur ein zusätzlicher Schicht-2-Rahmen benötigt wird. Wie oben demonstriert wurde, kann die Anzahl der für die Korrektur eines Schicht-2-Rahmens benötigten Redundanzsymbole nicht exakt in einen Schicht-2-Rahmen passen. Um die Fehlerempfindlichkeit gegenüber der Nachrichtenlänge zu messen, kann die Gültigkeit dieser Annahme möglicherweise nicht kritisch sein. Außerdem wird das Fehlerereignis von L2-Rahmen als unabhängig angenommen. Die Gültigkeit dieser Annahme kann von der Trägergeschwindigkeit und dem Zeitabstand, falls vorhanden, zwischen dieselbe L3-Nachricht tragenden L2-Rahmen abhängen. Eine eingehendere Untersuchung kann Computersimulationen enthalten, in denen die Trägergeschwindigkeit und die Zeitgegung der Übertragung von L2-Rahmen abgebildet sind.
Tabelle 1 zeigt das Ergebnis des CRM für Schicht 3 bei einer Nachrichtenlänge von 5, 10, 15, 20 und 24 Schicht-2-Rahmen und der Schicht-2-WER sind 0,3 %, 1 %, 10 % und 30 %. Es wurde keine Schicht-3-Codierung durchgeführt (gemäß aktuellem IS-136). 21 ist eine graphische Darstellung von Tabelle 1.
TABELLE 1
Tabelle 2 zeigt den CRM, wenn ein zusätzlicher Schicht-2-Rahmen mit Redundanzsymbolen zu der Schicht-3-Nachricht zugefügt wird. Die Anzahl der Schicht-2-Rahmen wird gegenüber Tabelle 1 um einen erhöht. 22 ist eine graphische Darstellung von Tabelle 2.
TABELLE 2
Tabelle 3 zeigt den CRM, wenn zwei zusätzliche Schicht-2-Rahmen mit Redundanzsymbolen zu der Schicht-3-Nachricht zugefügt werden. Die Anzahl der Schicht-2-Rahmen ist gegenüber Tabelle 1 um zwei erhöht. 23 ist eine graphische Darstellung von Tabelle 3.
TABELLE 3
Tabelle 4 ist ein Auszug aus den Tabellen 1, 2 und 3 für eine Schicht-3-Nutzlastlänge von 24 Schicht-2-Rahmen für einen WER von 3 % bzw. 10 % (die tatsächliche Anzahl von Schicht-2-Rahmen ist 24, 25 bzw. 26).
TABELLE 4
Somit nimmt der CRM bei Zunahme der Schicht-3-Nachrichtenlänge von 8,3 % von 48 % an auf 95,8 % bei einem WER = 3 % und von 8 % auf 51,1% bei einem WER = 10 %.
Die Redundanzsymbole des RS-Codes werden in zusätzlichen Schicht-2-Rahmen bereitgestellt („systematischer Code"). Daher kann das drahtlose Endgerät die Redundanz ignorieren, falls es dies wünscht (optionale Möglichkeit). Die „Kosten" für ein drahtloses Endgerät, das nicht zur Verwendung von RS-Codierung implementiert ist, ist die Zunahme der Nachrichtenlänge, d.h. eine geringe Abnahme in Durchsatz. Ein mit der RS-Fähigkeit implementiertes drahtloses Endgerät erfährt sogar bei einem verhältnismäßig geringem WER, wenn die Schicht-3-Nachricht lang ist, in den meisten Fällen eine Nettozunahme in verwendbarem Durchsatz.
Das drahtlose Endgerät untersucht vorzugsweise alle L2-Rahmen hinsichtlich CRC-Prüfung, ob einer der L2-Rahmen fehlerhaft ist. Liegen keine Fehler vor, so ist keine höherschichtige (z.B. Schicht 3) Decodierung notwendig (systematisches Codieren). Wenn die Anzahl fehlerhafter Schicht-2-Rahmen größer ist als die Anzahl korrigierbarer Rahmen, kann das drahtlose Endgerät keinen höherschichtigen Rahmen liefern und muss allgemein auf das nächste Auftreten von mindestens einigen der fehlerhaften Rahmen warten. Ist die Anzahl fehlerhafter Schicht-2-Rahmen geringer oder gleich der Anzahl korrigierbarer Rahmen ist, kann das drahtlose Endgerät mit (beinahe) garantiert erfolgreichem Ergebnis decodieren. Alternativ kann das drahtlose Endgerät das Decodieren ignorieren und auf das nächste Auftreten der fehlerhaften Schicht-2-Rahmen warten.
ALTERNATIVE CODIERFORMATE UND ZUGEORDNETE KANALVERWALTUNG
Der aktuelle S-BCCH Schicht-2-Rahmen im ANSI 136 ist durch einen Faltungscode mit 1/2-Rate geschützt. Wenn ein höherschichtiges Codieren verfügbar ist, kann es bevorzugt sein, das Kanalcodieren jedes L2-Rahmens zu reduzieren und entsprechend mehr Redundanz in dem höherschichtigen Codieren bereitzustellen. Dies ist in der Regel der Fall, wenn der Betrag des niedrigerschichtigen Codierens unter der Annahme keines höherschichtigen Codierens als für den herkömmlichen ANSI-136-Rundsendekanal bestimmt wurde.
Für zukünftige Dienste besteht die Möglichkeit, einen neuen L2-Rahmen zu bestimmen, der mehr Nutzlastbits entsprechend weniger Redundanz enthält. Diese alternative Architektur sollte jedoch vorzugsweise in der Lage sein, mit dem aktuell definierten S-BCCH auf demselben Steuerkanal zu koexistieren. Ältere drahtlose Endgeräte sollten somit beim Lesen des S-BCCH durch die Anwesenheit der neuen S-BCCH-Schlitzdefinition durcheinandergebracht werden. Die alten und neuen Schlitzformate könnten auf dem S-BCCH-Kanal gemultiplext werden, so dass diese Bedenken abgeschwächt werden. Wenn das drahtlose Endgerät den Beschreiber des S-BCCH, den BATS-Dienst im ANSI-136, erfolgreich finden kann, würden alte drahtlose Endgeräte dann nur alte Dienste (d.h. Dienste, für deren Verständnis sie entworfen wurden) an einer Stelle (in der Zeit), die durch den Beschreiberkanal angezeigt wird, zu lesen versuchen. Die alten drahtlosen Endgeräte würden das Lesen neuer Dienste unterlassen. Wenn die neuen Dienste in festgelegten Zeitschlitzen in dem Superrahmen gesendet werden, können diese Zeitschlitze anders als mit dem alten S-BCCH-Codierformat codiert werden. Die Fähigkeit, alte und neue Formate zu mischen, kann jedoch von der Flexibilität des Beschreiberkanals abhängen, genau anzuzeigen, wann die Übertragung der verschiedenen Dienste in der Zeit auftritt. Zweitens darf das alte drahtlose Endgerät, wenn es den Beschreiberkanal sucht (sich mit ihm synchronisiert), nicht durcheinandergebracht werden, wenn es einen S-BCCH-Zeitschlitz trifft, der ein anderes Schicht-2-Kanal-Codierverfahren verwendet als erwartet. Es sei darauf hingewiesen, dass ein altes drahtloses Endgerät nur bestimmen würde, dass es einen S-BCCH-Schlitz des neueren auf der CRC-Prüfung basierten Formattyps nicht decodieren kann, und zum Lesen weiterer Schlitze voranschreiten würde, bis es decodieren kann, wo sich der Beschreiberkanal in der zeit multiplexten Struktur befindet. Wenn das drahtlose Endgerät auf mehrere aufeinanderfolgende L2-Rahmen trifft, die es als fehlerhaft bestimmt, kann es abhängig der spezifischen Implementierung des drahtlosen Endgeräts die Aufgabe, den Beschreiberkanal zu finden, jedoch aufgeben.
Wenn es vorbestimmte Regeln gibt, wo der Beschreiberkanal zu lokalisieren ist, können die oben angedeuteten Bedenken hinsichtlich alten drahtlosen Endgeräten reduziert werden. Wenn der Beschreiberkanal immer in einem ersten S-BCCH-Schlitz in einem Superrahmen beginnen muss und der erste S-BCCH-Schlitz in einem Superrahmen niemals den das neue Format verwendenden Diensten zugewiesen ist, kann beispielsweise die Fähigkeit eines alten drahtlosen Endgeräts, den Beschreiberkanal zu finden, ohne durch das neue Format durcheinandergebracht zu werden, verbessert werden.
Eine weitere Lösung besteht darin, einen neuen logischen Rundsende-SMS-Kanal, der in diesem Zusammenhang S2-BCCH genannt wird, vorzusehen. Ein altes drahtloses Endgerät würde auf die Anzahl von S-BCCH-Schlitzen und seiner Position in dem Superrahmen in dem F-BCCH achten. Ein neues Informationselement kann für die neuen drahtlosen Endgeräte bereitgestellt werden, das die Anzahl von S2-BCCH-Schlitzen in dem Superrahmen anzeigt. Ein altes drahtloses Endgerät würde niemals die S2-BCCH-Schlitze zu lesen versuchen.
24 zeigt ein vorgeschlagenes neues Superrahmenformat, wie es durch ein altes drahtloses Endgerät wahrgenommen wird. In 24 ist jede Schlitzzuweisung der nicht-SPACH-Schlitze im Unterschied zu 15, die nur die Reihenfolge der Kanäle darstellt, einzeln angezeigt. In diesem Beispiel gibt es 2 F-BCCH-Schlitze, 3 E-BCCH-Schlitze, 2-S-BCCH-Schlitze und 4 reservierte Schlitze.
25 zeigt das vorgeschlagene neue Superrahmenformat mit derselben Konfiguration wie in 24, wie es durch ein neues drahtloses Endgerät wahrgenommen wird. Der Unterschied besteht darin, dass die 4 reservierten Schlitze, wie sie von einem alten drahtlosen Endgerät wahrgenommen werden, nun als 3 S2-BCCH-Schlitze und ein reservierter Schlitz (R2) verstanden werden.
Dieser Mechanismus, um die Technologie für die Zukunft zu wappnen, ist bereits in ANSI-136 bereitgestellt, in dem ein logischer Kanal mit der Bezeichnung „Reserviert" definiert wurde. Das alte drahtlose Endgerät kann den Anfang der nicht-BCCH-Schlitze (d.h. der SPACH-Schlitze) immer noch korrekt bestimmen, da das alte drahtlose Endgerät in der Lage ist, die Anzahl der reservierten Schlitze in einem Superrahmen sofort im Anschluss an den S-BCCH-Kanal zu lesen. Diese Technik wird in der US-Patentschrift Nr. 5751731 beschrieben an den vorliegenden Erfinder mit dem Titel „Simplifying Decoding Of Codewords In A Wireless Communication System", die gemeinsam zugewiesen wurde.
Das neue drahtlose Endgerät würde zwei Informationselemente in dem BCCH zusätzlich zu der Anzahl der S-BCCH-Schlitze, der Anzahl der S2-BCCH-Schlitze pro Superrahmen (die implizit, sofern nicht anders angezeigt, den S-BCCH-Schlitzen folgen) und ein zweites Informationselement sehen, das in diesem Zusammenhang Reserviert-2 bezeichnet wird. Das bestehende Informationselement, das die Anzahl der reservierten Schlitze anzeigt, sollte auf die Summe der Anzahl von S2-BCCH-Schlitzen und reservierten Schlitzen eingestellt sein. Somit kann derselbe Steuerkanal mit zukünftigen (über S2-BCCH hinaus) neuen logischen Kanälen, die eine Gruppe von einzelnen Zeitschlitzen in dem Superrahmen besetzen, verstärkt werden.
ALTERNATIVE ARCHITEKTUREN DES RUNDSENDEKANALS
Da die Codierung der Anwendungsschicht wie weiter oben beschreiben so leistungsstark ist, kann es bevorzugt sein, die Codierungsmenge auf jedem Schicht-2-Rahmen zu verringern und die Codierungsmenge auf der Anwendungsschicht zu erhöhen. Wenn beispielsweise die Codierung der L2-Rahmen von der Rate 1/2 auf 3/4 reduziert wird und eine höherschichtige Codierung der Rate 3/4 angewendet wird, ist die Netto-Codierungsrate 3/4·3/4 = 9/16, was einen etwas höheren Durchsatz darstellt als das bestehende Format (= 1/2). Es wird erwartet, dass eine solche Neuzuweisung von Redundanz die Decodierungsleistung längerer Nachrichten trotz der etwas geringeren Gesamtredundanzmenge verbessern kann. Der erhöhte WER von L2-Rahmen, der sich aus der Änderung der Codierungsrate von 1/2 auf 3/4 ergibt, kann durch den zweiten Decodierungsschritt mehr als kompensiert werden.
Eine weitere Verbesserung des Durchsatzes kann durch die Ausführung von Endbits anstelle der Bereitstellung von Endbits bei der Codierung des Schicht-2-Rahmens implementiert werden. Für eine Erklärung der Ausführung von Endbits gegenüber Endbits siehe US-Patentschrift Nr. 5673291. Dies kann für den in ANSI-136 gegenwärtig verwendeten Faltungscode die Nutzlast in einem L2-Rahmen mit 5 Bits erhöhen. Die Decodierung kann jedoch etwas weniger rechnungsaufwändig werden. Diese Technik kann jedoch von den Aspekten der Bereitstellung der Codierung bei höherer Schicht unabhängig sein.
In der US-Patentschrift Nr. 5603081, mit dem Titel „Method For Communicating In A Wireless Communication System", an Raith et al., und der US-Seriennummer 08/544,492, Veröffentlichungsnummer US 6091960 , an Raith et al., eingereicht am 18. Oktober 1995, wird ein Master-und-Slave-(M/S)-Konzept eines Steuerkanals offenbart. Auf einem ersten Kanal, dem Master, werden alle logischen Kanäle, die zu einem Steuerkanal gehören, gefunden, beispielsweise die logischen Kanäle gemäß 16. Der Slave-Kanal trägt nur Punkt-zu-Punkt-Nachrichten und insbesondere keine Rundsendekanäle. Dies kann den Anstieg der Anrufaufbaukapazität durch Ausdehnung in einen zweiten Kanal ermöglichen, ohne dass der Zusatz der Wiederholung des Rundsendekanals übergetragen wird. Die einem Slave-Kanal zugewiesenen drahtlosen Endgeräte können ihre Rundsendedaten von dem Master-Kanal erhalten. Mit der Einführung eines alternativen Rundsendeformats durch die vorliegende Erfindung, kann das M/S-Konzept so konfiguriert werden, dass es dem neuen Rundsendekanal ermöglicht, in einem oder mehreren Slave-Kanälen angesiedelt zu sein. Die „alten" Rundsendeinformationen, auf F- und E-BCHH gefundene Systeminformationen und „bestehende" Rundsendeinformationen für „alte" und „neue" drahtlose Endgeräte können auf den Master-Kanal platziert werden. Dies kann mehr Bandbreite für die Rundsendedienste ermöglichen, die beispielsweise wie oben beschrieben Aktieninformationsdienste tragen, ohne eine ernsthafte Beeinträchtigung des Dienstes durch entsprechende Verringerung der Bandbreite für die anderen logischen Kanäle zu verursachen. Beispielsweise können die logischen Kanäle auf einem Slave-Kanal Folgendes enthalten:

– S-BCCH und SPACH oder
– S-BCCH, SPACH und Reserviert.

Informationen auf dem Master-BCCH können das Vorhandensein eines Slave-Steuerkanals, der vorhandenen Kanalarten und der Bandbreitenzuweisung für ordnungsgemäße Kennzeichnung (Schlitznummer in einem TDMA-System, Code in einem CDMA-System) anzeigen.
26 stellt eine beispielhafte Implementierung unter Verwendung des ANSI-136-Beispiels dar. Der DCCH ist einem Kanal voller Rate zugewiesen, d.h. jedem dritten Schlitz in ANSI-136. Dieser Kanal dient sowohl alten als auch neuen drahtlosen Endgeräten. Es handelt sich um den Master-DCCH. Ein Slave-Kanal ist in diesem Beispiel als ein Verkehrskanal halber Rate eingeführt, d. h. jedem sechsten Schlitz. Der entsprechende Kanal halber Rate ist einem Verkehrskanal halber Rate (TCH2) zugewiesen, z.B. ein Sprachanruf an Nutzer 1. Die verbleibende Bandbreite auf dieser Frequenz ist einem Verkehrskanal voller Rate (TCH2), beispielsweise einem Datendienst für Nutzer 2 zugewiesen.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Slave-Kanal ein Kanal voller Rate, doppelter Rate usw. sein kann. Mehrere unabhängige Slave-Kanäle sind ebenso möglich. Der Slave-Kanal kann außerdem einer anderen Frequenz zugewiesen sein als der Master-DCCH. Ein Unterschied zwischen einem Mehrraten-DCCH und einem Mehrkanal-DCCH besteht beispielsweise darin, dass im Fall des Mehrkanal-DCCH das drahtlose Endgerät auf der Basis z.B. seiner Kennung (z.B. MIN oder IMSI) einem bestimmten Kanal zugeordnet wird oder sich selbst zuordnet. Sobald es dem Master- oder einem bestimmten Slave-DCCH zugeordnet ist, wird das drahtlose Endgerät Daten nur auf diesem bestimmten DCCH lesen und übertragen, mit der möglichen Ausnahme gemeinsamer BCCH-Informationen. Ein Mehrraten-DCCH bedeutet, dass ein drahtloses Endgerät Daten von der gesamten Hülle (z.B. Zeitschlitze) des Mehrraten-Kanals lesen und/oder übertragen kann.
27 zeigt eine Kanalzuweisung mit einem Master-DCCH und zwei Slave-DCCH. Das drahtlose Endgerät kann auf der Basis seiner Kennung und Information in dem BCCH auf dem Master-DCCH bestimmen, zu welchem DCCH das drahtlose Endgerät sich selbst zuweisen wird. Das System kann das drahtlose Endgerät optional auch neuweisen, indem ein solcher Befehl in einer Nachricht, beispielsweise als Teil des Registrierungsvorgangs, gesendet wird.
Der Slave-DCCH kann zusätzlich zu den SPACH-Kanälen, einen Rundsendekanal enthälten. Der ANSI-136-Standard enthält einen mit Rundsende-Teledienst-Transport bezeichneten Dienst, der das Vorhandensein, die Stellung (in der Zeit) und das Thema (z.B. Diensttyp) anzeigen kann. Die beschreibende Information auf dem Master-Kanal kann auch Information über den Inhalt der Slave-Kanäle enthalten. Eine weitere Alternative besteht darin, auf dem Master-Kanal die Existenz weiterer S-BCCH-Kanäle auf dem Slave-Kanal bzw. den Slave-Kanälen anzuzeigen und dann lokale Informationen über das Thema, die Nachrichtenlänge und den Startpunkt der Nachricht bereitzustellen.
Die Empfangsleistung des Rundsendekanals kann dem Nutzer angezeigt werden. Es ist bekannt, die Signalstärke eines empfangenen Signals anzuzeigen. Die korrekte/nicht korrekte Anzeige jedes Schicht-2-Rahmens kann über die Zeit gemittelt werden (Low-Pass-Filter). Die korrekte/nicht korrekte Anzeige einer Schicht-3-Nachricht oder einer Kombination aus Anzeigen von verschiedenen Schichten kann verwendet werden. Die Verwendung einer CRC in einer der zum Senden der Anwendungsnachrichten verwendeten Schichten ist in der Regel eine verlässliche Anzeige, ob die Daten korrekt sind oder nicht. Es kann ein Graph angezeigt werden, der den Nettodurchsatz zeigt. Da möglicherweise mehrere Zyklen erforderlich sind, bevor die Nutzlast vollständig empfangen wurde, hängt die Zeit zum Erhalt der Nutzlast in der Regel von der Kanalgüte ab. Der Empfänger weiß, wie viele Daten noch abgeholt werden müssen, bevor er die Nutzlast liefern kann (z.B. zur Anzeige auf einem Bildschirm oder zum Senden an eine Begleitvorrichtung). Diese Information kann zusammen mit der aktuellen Kanalgüte, die beispielsweise wie oben beschrieben geschätzt wurde, verwendet werden, um zu bestimmen, wann die Nutzlast zur Lieferung bereit ist. Eine Uhr oder eine Anzeige der „verbleibenden Zeit" kann dem Nutzer angezeigt werden, während der Empfänger auf die verbleibenden Daten wartet. Der Nutzer kann die Informationen über die dargestellte Leistung (z.B. Netto % Durchsatz, geschätzte Zeit bis zur Fertigstellung) verwenden, um eine bessere Stelle der Antenne zu finden, um die Empfangsleistung zu verbessern.
CRM-BERECHNUNG FÜR ALTERNATIVES CODIERFORMAT
Angenommen, dass eine Bezugs-L3-Nachricht 20 L2-Rahmen besetzt. Eine alternative Architektur wird definiert, indem ein Faltungscode mit 3/4-Rate auf jeden L2-Rahmen angewendet wird und die L3-Nutzlast mit einem R/S-Code der Rate 3/4 codiert wird. Die effektive Rate beträgt 3/4·3/4 = 9/16 ≈ 1/2. Die Bezugsnachricht trägt Nutzlast entsprechend n1 = N_brutto/Rate uncodierter Menge von L2-Rahmendaten, wobei n1 = 20·1/2 = 10 L2-Rahmen. Die alternative Nachricht nutzt dann n2 = n1/(3/4) = 13,5 Schicht-2-Netto-L2-Rahmen. Setze n2 auf die nächsthöhere ganze Zahl, d.h. n2 = 14 L2-Rahmen. Die Anzahl der äquivalenten uncodierten L2-Rahmen, die der Nutzlastmenge entsprechen, beträgt 14·3/4 = 10,5. Setze nun die Gesamtanzahl von L2-Rahmen, die für die Bezugsnachricht und alternative Nachricht gleich sind, d.h. gleich 20. Es gibt Platz für 6 L2-Rahmen für die Redundanz der alternativen Nachricht. Die Codierrate für den RS-Code wird dann 14/20 = 0,7. Dies ist etwas mehr Codierung als das Anfangsziel (0,75). Die alternative Nachricht trägt mehr Nutzlast als die Bezugsnachricht (10,5 gegenüber 10 „Einheiten").
Somit trägt die alternative Nachricht etwas mehr Information (10,5/10 = 5 %), besetzt 14 L2-Rahmen für die Nutzlast, wird durch 6 Redundanzrahmen geschützt und verwendet dieselbe Bruttoanzahl von L2-Rahmen (20). Somit ist die Zeit, um die alternative Nachricht zu senden, dieselbe wie die der Bezugsnachricht, aber sie enthält 5 % mehr Nutzlast. Der CRM für die alternative Nachricht kann berechnet werden und der Einfachheit halber seien wieder unabhängige L2-Fehlerereignisse angenommen. Der CRM für die uncodierte Bezugsnachricht und mit einem und zwei zusätzlichen Redundanzrahmen als Tabelle 1, 2 und 3, wird auch in Tabelle 5 bereitgestellt.
TABELLE 5
Aus Tabelle 5 ist ersichtlich, dass die alternative Nachricht häufiger bei 30 % L2-WER korrekt empfangen wird als die uncodierte Bezugsnachricht bei 3 % L2-WER. Der CRM ist für das alternative Codieren bei 30 % WER und die mit zwei zusätzlichen Redundanzrahmen bei 10 % WER codierte Bezugsnachricht gleich. Die alternative Nachricht wird jedoch allgemein einen höheren WER erfahren aufgrund des geringeren Schutzes durch Faltungscodierung. Wenn der WER für eine Faltungscode bei einer Rate von 3/4 geringer als etwa 30 % ist bei einem Signal-zu-Rauschen-Verhältnis (Signal to noise ratio), bei dem der WER für eine Rate von 1/2 3 % ist, dann ist die alternative Architektur leistungsstärker. Wenn der WER für eine 3/4 Code nicht grösser als 30 % ist bei einem Signal-zu-Rauschen-Verhältnis (SNR), bei dem eine Code einer Rate von 1/2 10 % ergibt, dann ist die alternative Architektur leistungsstärker. Der erste Test kann basierend auf Erfahrung mit ja beantwortet werden. Bei dem zweiten Test kann es jedoch erwünscht sein, Computersimulationen durchzuführen, in denen die bestimmte Ausführungsform, d.h. ANSI-136, modelliert wird.
Eine weitere alternative Architektur besteht darin, kein Faltungscodieren und nur ein RS-Codieren der Rate 1/2 bis 2/3. Die Leistungseinschätzung kann durch Computerberechnungen berechnet werden. Bei dem bestehenden ANSI-136-Codieren zeigt die Erfahrung, dass der L2-WER in der Regel weniger als 10 % beträgt. Schlechte Kanäle können zu einem höheren WER führen. Diese Kenntnis kann die Auswahl relevanter WER für die CRM-Berechnung gestatten. Es kann kein ähnlich leichtes Verständnis dessen geben, welches die Symbolfehlerrate über 8 Bits bei dem interessierenden SNR sein würde und daher können Computersimulationen ausgeführt werden. Die Leistung eines einzelnen langen Codes anstelle mehrerer kurzer Codes würde jedoch anzeigen, dass eine solche Architektur mindestens bei Verwendung von Fehlerkorrekturdecodierung wettbewerbsfähig ist. Ein Faltungscode über die gesamte L3-Nachricht und über alle L2-Nachricht verschachtelt und keine Codierung bei L2 könnte am wahrscheinlichsten leistungsstärker sein als L2-Codierung lediglich aufgrund des erhöhten Verschachtelungseffekts.
Die Kombination eines inneren Faltungscodes an kleineren Blöcken (d.h. ein einzelner L2-Rahmen), die Bereitstellung einer zuverlässigen Anzeige, ob der innere Code den Block korrekt decodieren konnte (d.h. eine CRC) und ein äußerer RS-Code hat verschiedene Vorteile.
Erstens kann ein innerer Code hinsichtlich eines einzelnen L3-RS-Codes von weicher Decodierung, die die Leistung verstärken kann, profitieren. Weiches RS-fehlerkorrigierendes Decodieren kann nicht flexibel sein und die Alternative zum Einsatz der weichen Information für Löschdecodieren kann nur sein, keine derselben verlässlichen Zusatzinformationen als die bevorzugte Architektur bereitzustellen. Dieses Format kann das Lesen des L2-Kopfes, der zur Synchronierung der Nachrichtenzyklen verwendet werden kann, weniger verlässlich (kein L2-Codieren) oder kann erfordern, dass das drahtlose Endgerät vor der Untersuchung der L2-Köpfe die Signallänge kennt und auf das Eintreffen der Redundanzrahmen wartet. Dieses Problem kann jedoch durch Bereitstellen von Zusatzinformationen, wie Rahmennummerzählung in einem einzelnen codierten Block in jedem L2-Schichtblock gelöst werden. Bei diesem Szenario kann Schicht 2 als diesen Kopf und keine Schicht 2 für die Nutzlast umfassend angesehen werden.
Zweitens kann ein einzelner L3-Faltungscode, der von weichem fehlerkorrigierenden Decodieren voll profitieren kann, dazu führen, dass die gesamte Nachricht angenommen oder verworfen wird. Bei Rundsendediensten wird dieselbe Information wiederholt. Somit kann der Empfänger die korrekt empfangenen L2-Rahmen speichern und, wenn die Gesamtdecodierung nicht erfolgreich war, kann er die korrekten (gemäß der CRC) L2-Rahmen speichern und auf das nächste Auftreten der nicht korrekten L2-Rahmen warten, bis er die L3-Nachricht decodieren kann. Dies kann unmöglich sein, es sei denn, die Nachricht wird in Stücke innerhalb der L3 aufgeteilt und jedem Stück innerhalb der L3 eine CRC zugefügt. Auch bei diesem Szenario kann der Kopf codiert und in einem einzelnen Feld der physischen Schicht platziert sein. Aus der Perspektive eines drahtlosen Endgeräts kann dies jedoch nicht notwendig sein, da ein Faltungscode decodiert werden kann, ohne den Beginn oder das Ende des Codierungsblocks zu kennen. Dies kann jedoch die Einfügung der „L2"-Zusätze in der L3 erforderlich machen, was den Gedanken der Schichtung verletzen kann. Eine andere Implementierung wäre, die gesamte Nachricht, die nicht decodiert werden konnte, zu speichern und gemeinsames Decodieren der gespeicherten und der neu eingetroffenen Nachricht durchzuführen (weiches Kombinieren). Dies kann jedoch übermäßigen Speicherplatz erfordern (gesamte Nachricht(en) und zugehörige weiche Information). Der Aspekt, nicht in der Lage zu sein, genau zu bestimmen, welches Segment fehlerhaft ist, kann die Speicherplatzanforderung erhöhen.
ANZAHL VON ZYKLEN BEVOR EINE KORREKTE NACHRICHT EMPFANGEN WIRD
In einem Rundsendekanal werden die Nachrichten in der Regel in einer niemals endenden Schleife wiederholt, es sei denn, sie werden obsolet. Wenn das drahtlose Endgerät die korrekt empfangenen L2-Rahmen von jedem Ereignis (Zyklus) speichert, muss es somit nur die fehlerhaft empfangenen Rahmen in dem folgenden Zyklus bzw. in den folgenden Zyklen erfassen, bis es alle L2-Rahmen korrekt empfangen hat.
Wenn das Protokoll dem Empfänger erlaubt, die Rahmen zu identifizieren, und daher nur die fehlerhaften Rahmen in dem folgenden Zyklus zu lesen braucht, kann die Leistung im Vergleich zu dem erneuten Lesen der gesamten Nachricht erheblich verbessert werden. Bei den Ergebnissen in den Tabellen 6 bis 10 wird diese Fähigkeit angenommen. Die Verzögerung beim Erhalt der Nachricht kann jedoch bei jedem zusätzlichen Zyklus, der verwendet wird, um die Nachricht zu erfassen, zunehmen. Die Machbarkeit der Verwendung mehrerer Zyklen zum Erhalt einer Nachricht kann von dem Diensttyp abhängen. Der Nutzer kann besonders empfindlich für das Hochfahrszenario sein, wenn der Nutzer eine schnelle Präsentation des Dienstinhalts erwartet.
Tabelle 6 zeigt die Wahrscheinlichkeit, dass eine bestimmte Anzahl von Zyklen erforderlich ist, bevor eine L3-Nachricht korrekt empfangen wird, in Abhängigkeit von dem L2-WER. Kein höherschichtiges Kanalcodieren ist enthalten. Die Gesamtzahl von L2-Rahmen ist 20. Tabelle 7 zeigt die kumulative Wahrscheinlichkeit von Tabelle 6.
TABELLE 6
TABELLE 7
Tabelle 8 zeigt die Wahrscheinlichkeit, dass eine bestimmte Anzahl von Zyklen notwendig ist, bevor eine L3-Nachricht korrekt empfangen wird, in Abhängigkeit von dem L2-WER. Ein Rahmen höherschichtigen Kanalkodierens ist enthalten. Die Gesamtanzahl der L2-Rahmen ist 20 + 1 = 21. Tabelle 9 zeigt die kumulative Wahrscheinlichkeit von Tabelle 8.
TABELLE 8
TABELLE 9
Tabelle 10 zeigt die Wahrscheinlichkeit, dass eine bestimmte Anzahl von Zyklen notwendig ist, bevor eine L3-Nachricht korrekt empfangen wird, in Abhängigkeit von dem L2-WER. Ein Rahmen des höherschichtigen Kanalcodierens ist enthalten. Die Gesamtanzahl von L2-Rahmen ist 20 + 2 = 22. Tabelle 11 zeigt die kumulative Wahrscheinlichkeit von Tabelle 10.
TABELLE 10
TABELLE 11
LEISTUNG VON MEHRFACHNACHRICHTEN
Verschiedene Dienste können mehr Nutzlast verwenden, als in eine Nachricht passt. Vorangehende Beispiele haben eine Nutzlast von 163000 Achtbitgruppen für einen Aktienkursdienst gezeigt (oder etwa 16300, wenn die Technik aus der oben zitierten US-Patentschrift mit der Serien-Nummer 09/113317 verwendet wird) bzw. 2500 Achtbitgruppen für eine Datenbank für Intelligentes Roaming. Bei weiterer Verwendung der beispielhaften ANSI-Rahmenstrukturen und Nachrichtenlängen kann die Anzahl der L3-Nachrichten, die die Nutzlast tragen sollen, vorausgesetzt, dass ein Schicht-2-Fortsetzungsrahmen 11,5 Achtbitgruppen enthalten kann, 163000/11,5/20 = 1600 Nachrichten und 2500/11,5/20 = 11 Nachrichten sein. Die Anzahl von Netto-Schicht-2-Rahmen ist auf 20 eingestellt. Somit besteht ein Interesse, die Lieferleistung eines Dienstes einzuschätzen, der mehrere Schicht-3-Nachrichten verwendet.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei einigen Diensten die gesamte Nutzlast (alle entsprechenden Schicht-3-Nachrichten) nicht verfügbar sein müssen, bis der Inhalt für einen Endnutzer relevant ist. In einem wohldurchdachten Protokoll kann beispielsweise ein Aktienkursdienst die Kurse anzeigen, die er empfangen hat, während er immer noch auf den nachfolgenden Zyklus für die nicht korrekt empfangenen Nachrichten wartet. Dies kann es erforderlich machen, dass die Segmentation der Nutzlast so ausgeführt wird, dass die Anwendung sich auf eine individuelle Nachricht „synchronisieren" kann, ohne das alle Nachrichten vorliegen. Bei den nächsten Zyklen wenn die darunterliegende Nutzlast aktualisiert wurde (neue Kurse) kann das drahtlose Endgerät die neuen Informationen anzeigen und die Kurse für die Symbole, die im vorherigen Zyklus nicht aktualisiert wurden, nun aktualisieren. In diesen Grenzen wird jeder Aktienkurs aktualisiert, wann immer eine Änderung in dem Kurs vorliegt und die entsprechenden Daten korrekt empfangen werden konnten. In der Praxis kann bei Segmentierung der Nutzlast das kleinste interpretierbare Segment auf der Segmentierung der Nutzlast in Rahmen basieren, z.B. Schicht-2-Rahmen und Schicht-3-Nachrichten. Obwohl die Leistung für eine 1600-lange Nachricht, immer wenn der Funkkanal Störungen unterliegt, sehr schlecht sein kann, kann die Leistung dieses bestimmten Dienstes somit nicht notwendigerweise basierend auf dem korrekten Empfang aller 1600 Nachrichten innerhalb einer bestimmten Zeit beurteilt werden.
Das andere Beispiel, das Herunterladen einer Datenbank, kann es erfordern, dass abhängig von dem Protokolldesign alles oder nichts in dem drahtlosen Endgerät aktualisiert wird. Das drahtlose Endgerät muss somit möglicherweise darauf warten, dass alle Nachrichten korrekt empfangen wurden. Da die IR-Datenbank (Roaming-Übereinkünfte) sich in der Regel nicht sehr oft ändert, werden die Daten von Zyklus zu Zyklus konstant sein. Außerdem kann es als nicht wichtig angesehen werden, dass das drahtlose Endgerät den ersten Zyklus nach einer Aktualisierung der Datenbank korrekt empfängt. Einige Lesezyklen, in denen der Empfänger die Schicht-2-Rahmen abholt, bis er eine vollständige Nachrichtengruppe erhält, kann als zufriedenstellende Leistung angesehen werden. Diese beiden Dienste veranschaulichen, dass es mehrere Dienste geben kann, die mehrere Anzahlen von Zyklen benötigen, bevor das drahtlose Endgerät eine vollständige Gruppe neuer Nutzlast aufweist, die möglicherweise für jeden Dienst eingeschätzt werden muss.
Die Leistung der beispielhaften Implementierung der Codierung wurde für 1 bis 20 Nachrichten in der Nachrichtengruppe (Anwendungsschicht) für verschiedene Wortfehlerraten (Schicht-2-Rahmen-Fehlerrate) berechnet. Die Berechnungen wurden für 1, 2 und 3 Zyklen durchgeführt. Die Anzahl von Netto-Schicht-2-Rahmen in jeder Nachricht beträgt 20. 28 zeigt die Korrekt Empfangene Nachrichtengruppe (CRMS) für WER = 10 % bei 1 und 2 Zyklen. Für jeden Zyklus ist bei einer Leistung von Null ein und zwei Rahmen von RS-Codierung gezeigt. 29 zeigt das Ergebnis bei 20 % WER und 1, 2 und 3 Zyklen. Die CRMS-Leistung nimmt bei langen Nachrichten mit der Anzahl erlaubter Zyklen drastisch zu. Die Codierung verbessert jedoch auch die Leistung. Es sei darauf hingewiesen, dass die Zunahme in Lieferzeit eines Dienstes 0 %, 100 % und 200 % bei 1, 2 und 3 Zyklen ist. Die entsprechende Zunahme in Zeit für den Empfang von RS-Codierung ist 0 %, 5 % und 10 % bei 0, 1 und 2 Rahmen RS- Codierung. In 29 ist die Leistung einer RS-Codierung und bei 2 Zyklen zum Beispiel besser als bei keiner Codierung und 3 Zyklen. Obwohl das letztere Szenario also eine Zunahme der Zeit zum Empfangen der gesamten Nachricht von 200 % erfordern kann, ist die Leistung des Codierungsszenarios immer noch besser, obwohl nur 110 % Zeitzunahme erforderlich ist.
30 und 31 sind ähnlich wie 28 und 29, mit dem Unterschied, dass sie die Leistung für bis zu 256 Nachrichten zeigen. Die Ergebnisse zeigen, dass für lange Nachrichtengruppen die kombinierte Verwendung des Lesens während mehrerer Zyklen und der Einschluss der vorgeschlagenden Codierung in Schicht 3 zu einer guten Leistung führen kann. Codierung alleine, außer, wenn mehr als 2 Codierungsrahmen eingeschlossen sind, kann nicht zu zufriedenstellender Leistung führen. Siehe 30. Sogar bei sehr wenigen Nachrichten kann ist die Leistung für einen einzelnen Zyklus sehr gering. Bei langen Nachrichtengruppen, z.B. 100, können drei Zyklen aber keine Codierung jedoch nicht zu zufriedenstellener Leistung führen. Der Einschluss von 2-RS-Codierung verbessert den CRMS von etwa 20 % auf etwa 97 %, was die Leistungssteigerung durch den Einschluss der Codierung und die Ermöglichung mehr als eines Lesezyklus veranschaulicht.
31 zeigt den CRMS für 12 Nachrichten in Abhängigkeit von WER. Dieses Beispiel kann repräsentativ für den IR-Dienst sein. 32 veranschaulicht die CRMS-Leistung nach drei Zyklen in Abhängigkeit von WER für mehrere Nachrichtengruppenlängen. Ergbenisse für keine Codierung und 2-RS-Codierung werden gezeigt.
Die erwartete Zeit für die Dienstlieferung kann berechnet werden als: T = ΣTc·c·Pcwobei Tc die Zeit eines Zyklus, c die Anzahl der benötigten Zyklen und Pc die Wahrscheinlichkeit ist, dass c Zyklen benötigt werden. Für die 28 bis 33 ist der Pc-Wert in den Tabellen 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 und 26 angegeben. Die Berechnungen beschränken sich auf drei Zyklen. Ein geringerer Grenzwert von T(t) bei der Beschränkung verfügbarer Ergebnisse für nur bis zu drei Zyklen ist:
t = Tc·{1·P1 + 2·P2 + 3·P3 + 4·(1 – P1 – P2 – P3)}, was eine genaue Schätzung von T darstellt, wenn die kumulative Wahrscheinlichkeit, die Nutzlast innerhalb der ersten drei Zyklen zu erhalten nahe 100 % ist, d.h. wenn (1 – P1 – P2 – P3) eine kleine Zahl ist. Die Schätzung t nimmt an, dass alle Nachrichten bis spätestens während des vierten Zyklus empfangen worden sind. Je schlechter die Leistung, d.h. je höher (1 – P1 – P2 – P3), desto mehr wird T unterschätzt, da dann eine Wahrscheinlichkeit ungleich Null besteht, dass 5, 6, ... Zyklen erforderlich sind. Somit geben Szenarios schlechter Leistung möglicherweise übermäßig optimistische Ergebnisse.
Beispielsweise ist die Durchschnittsanzahl von Zyklen, um alle Nachrichten für ein Nutzlastobjekt mit 12 Nachrichten zu lesen, die einem WER = 10 %-Kanal unterliegt (Tabelle 18): t = 1·0 + 2·0,0896 + 3·0,6970 + 4·(1 – 0,787) = 3,1 Zyklen (keine Codierung) t = 1·0 + 2·0,7992 + 3·0,1653 + 4·(1 – 0,965) = 2,2 Zyklen (1 RS-Codierung) t = 1·0,0032 + 2·0,9801 + 3·0,0131 + 4·(1 – 0,0995) = 2,0 Zyklen (2 RS-Codierung)
Somit kann das Einschließen von RS-Codierung die Durchschnittszeit zum Erhalt aller Nachrichten von etwa 3,1 bis 2,0 Zyklen verringern. Da der Fall der Nicht-Codierung eine optimistischere Leistung mit sich bringt (die Annahme von nicht mehr als 4 Zyklen wird benötigt), kann der Leistungs unterschied zwischen den Szenarios mit Nicht-Codierung und denen mit Codierung in der Realität etwas größer sein. Die Schätzung t kann für den Nicht-Codierungs-Fall nicht relevant sein und 20 % WER für die selbe Nachrichtenlänge seit (1 – P1 – P2 – P3) ist hoch. Für diese Bedingungen kann die Verbesserung der Kanalcodierung sogar größer sein, in einigen Fällen sogar wesentlich größer, als in dem oben gezeigten Beispiel, aber sie werden durch die Verwendung des Schätzwerts t nicht gerecht dargestellt. Ergebnisse für mehr als drei Zyklen müssen möglicherweise verfügbar sein, um die Leistung zu bestimmen.
TABELLE 12: Auszüge aus den Tabellen 6, 8 und 10
TABELLE 13: Auszüge aus den Tabellen 7, 9 und 11
TABELLE 14: 4 Nachrichten
TABELLE 15: Kumulative Wahrscheinlichkeiten, 4 Nachrichten
TABELLE 16: 8 Nachrichten
TABELLE 17: Kumulative Wahrscheinlichkeiten, 8 Nachrichten
TABELLE 18: 12 Nachrichten
TABELLE 19: Kumulative Wahrscheinlichkeiten, 12 Nachrichten
TABELLE 20: 16 Nachrichten
TABELLE 21: Kumulative Wahrscheinlichkeiten, 16 Nachrichten
TABELLE 22: 20 Nachrichten
TABELLE 23: Kumulative Wahrscheinlichkeiten, 20 Nachrichten
TABELLE 24: 32, 64, 128 und 256 Nachrichten, WER = 10 %
TABELLE 25: Kumulative Wahrscheinlichkeiten 32.64.128 und 256 Nachrichten. WER = 10 %
TABELLE 26: 32, 64, 128 und 256 Nachrichten, WER = 10 %
PLANEN VON RUNDSENDENACHRICHTEN
Es wurde gezeigt, dass die Fähigkeit, die korrekten empfangenen Daten zu speichern und auf die nicht korrekt empfangenen Daten in dem folgenden Zyklus zu warten die Leistung erheblich verbessern kann, sie beispielsweise Tabelle 15. Das Verfahren von mehrfachen Chancen, eine Nachricht zu lesen, kann nur allgemein anwendbar sein, wenn der Inhalt über die Zyklen konstant ist. Wenn beispielsweise eine höherschichtige Codierung angewendet wird, kann die Redundanz nur verwendet werden, um Fehler für Informationen zu korrigieren, die die Redundanz erzeugt haben. Somit kann ein drahtloses Endgerät nicht in der Lage sein, die korrekten Rahmen zu speichern und in den nachfolgenden Zyklen weitere Rahmen abzuholen, bis N – K korrekte Rahmen empfangen worden sind, und dann Kanaldecodierung wie oben beschrieben anzuwenden, wenn der Inhalt sich zwischen den Zyklen geändert hat.
Das drahtlose Endgerät wird in der Regel durch eine Art von Änderungsbenachrichtigung über die Änderung des Inhalts informiert. Somit ist es eine Strategie, die korrekt empfangenen Daten zu speichern und wenn der nächste Zyklus die geänderte Anzeige nicht aktiviert hat, kann der Prozess des Sammelns von Daten von mehreren Zyklen angewendet werden. Bei Diensten mit seltenen Änderungen, beispielsweise der Datenbasis für IR, ist dies möglicherweise kein Problem. Für diese Art von Diensten unterstützt ANSI 136 eine Änderungsanzeige (zusätzlich zu detaillierten und dienstspezifischen Anzeigen) auf dem Pagingkanal. Somit kann das drahtlose Endgerät, wann immer das System den rundgesendeten Inhalt ändert, aus dem Ruhemodus aufgeweckt werden und den BCCH lesen. In ANSI 136 werden zwei Anzeigen in dem Pagingschlitz bereitgestellt, eine für den F-BCCH und den E-BCCH und eine spezifisch für den S-BCCH, d.h. den Rundsendekanal.
Nicht alle Dienste sollten jedoch mit der S-BCCH-Änderungsanzeige in dem Pagingschlitz verbunden sein (sie auslösen). Bei einem Dienst, bei dem die zugrundeliegenden Daten ständig geändert werden, z.B. bei einem Aktienkursdienst, kann eine Designauswahl getroffen werden, wenn das Protokoll entwickelt wird. Bei sich häufig änderndem Inhalt kann die Änderungsanzeige in dem Pagingkanal nicht aktiviert sein, da dies die Aktivität aller mobilen Endgeräte, die an den S-BCCH-Daten interessiert sind, auslöst. Bei Diensten, die den Inhalt nicht häufig ändern, wie beispielsweise bei dem oben beschriebenen IR-Dienst, ist die Auslösung der Änderungsanzeige in dem Pagingschlitz machbar. Bei Diensten, die so definiert sind, dass sie die Änderungsanzeige in dem Pagingschlitz nicht auslösen, kann das drahtlose Endgerät den beschreibenden Teil des Rundsendekanals selbst untersuchen, wo es die für die Dienstkategorie spezifischen Änderungsinformationen findet.
Wenn sich die Daten von Zyklus zu Zyklus ändern können, kann das drahtlose Endgerät die Daten für jeden Zyklus annehmen oder verwerfen. Bei schlechten oder sogar grenzwertigen Funkkanalbedingungen kann das drahtlose Endgerät Daten niemals erhalten, da es nicht in der Lage ist, alle Daten während eines einzigen Schlitzes wiederherzustellen. Während des nächsten Zyklus erhält das drahtlose Endgerät eine erneute Chance, die Daten zu decodieren, aber in der Regel kann es die Daten von dem vorhergehenden Schlitz nicht nutzen, um die Decodierleistung zu verbessern. Da die Berechnungen hierin die Leistung der Ermöglichung mehrerer Chancen zum Wiederherstellen der Daten zeigen, auch wenn dies den Dienst verzögert, kann die vorliegende Erfindung die Daten wiederholen und Planungsinformationen enthalten, die die Decodierleistung des drahtlosen Endgeräts verbessern.
Die Planung von Nachrichten, die verschiedenen Diensten zugeordnet sind, ist bekannt. In der US-Patentschrift Nr. 5768276 an Diachina et al. mit dem Titel „Digital Control Channels Having Logical Channels Supporting Broadcast SMS", unterstützen beispielsweise der ANSI-136-BATS-Dienst und der verstärkte GSM-Zellrundsendedienst den Aspekt des Informierens eines Empfängers, wann eine Nachricht oder eine Nachrichtengruppe in der Zeit auftreten wird. Das drahtlose Endgerät kann (durch den Nutzer) programmiert werden, nur bestimmte Dienstkategorien oder Nachrichtenarten zu lesen. Das drahtlose Endgerät kann dann das Lesen von Daten unterlassen und dadurch die Belastung der Energie einschränken, und mit dem Lesen des Rundsendekanals beginnen, wenn die Nachricht bzw. die Nachrichten gemäß der Planungsinformation auftreten sollten. Das Planen gemäß der vorliegenden Erfindung kann dem drahtlosen Endgerät die folgenden zusätzlichen Informationen bereitstellen:

1. für wie viele Zyklen der Inhalt (mindestens) konstant bleiben wird;
2. die Zyklusreihennummer des aktuellen Zyklus in der Gruppe von Zyklen mit konstantem Inhalt.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Reihennummer in diesem Zusammenhang allgemein vom Stand der Technik abweicht. Im Stand der Technik kann einer Nachricht oder einer Nachrichtengruppe eine Reihennummer zugewiesen sein. Das drahtlose Endgerät speichert diese Nummer bzw. diese Nummern und beim nächsten Lesevorgang wird die aktuelle Nummer mit der gespeicherten Nummer verglichen. Wenn sie übereinstimmen, ist dies eine Anzeige, dass die Nachricht denselben Inhalt aufweist. Somit stellt die Verwendung der Reihennummer im Stand der Technik eine Änderungsanzeige bereit. Die Reihennummer gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren ist eine Zyklusnummer, die es dem drahtlosen Endgerät ermöglicht, sich auf den Beginn einer Gruppe von Zyklen mit konstantem Inhalt zu synchronisieren. Der Empfänger kennt dadurch den ersten, zweiten ... und den letzten Zyklus gemeinsamen Inhalts. Der Aspekt der Änderungsbenachrichtigung mit Hilfe einer Reihennummer kann also in der vorliegenden Erfindung nützlich sein. Sie dienen jedoch unterschiedlichen Zwecken und beide Aufgaben können unterstützt werden. Die Zyklusreihennummer und die Anzahl der Wiederholungen werden effektiv zu einer Benachrichtung mit einem Zeitstempel, wenn eine (potenzielle) Änderung auftritt.
Durch Einschließen der Planungsinformation wie oben beschrieben, kann das drahtlose Endgerät darüber informiert werden, ob es sich lohnt, Inhalt von aktuellen Zyklen zu speichern, wenn die die Nachricht(en) in dem aktuellen Zyklus nicht vollständig verarbeitet werden konnten. Bei einem Aktienkurs oder einem anderen Dienst mit häufigen Änderungen kann die Verwendung dieses Verfahrens, d.h. die Wiederholung des gesamten Inhalts, den maximal möglichen Durchlass verringern. Drahtlose Endgeräte, die sehr gute Kanalbedingungen erfahren, sind möglicherweise nicht in der Lage, Aktualisierungen so häufig wie sonst zu erhalten. Dies ermöglicht es jedoch drahtlosen Endgeräten, die geringe oder schlechte Kanalbedingungen erfahren, die Daten besser zu empfangen und tatsächlich den Durchsatz zu erhöhen.
Der Systembetreiber kann die Anzahl von Wiederholungen bestimmen. Dieser Wert kann für verschiedene Dienstkategorien und/oder Informationsarten unterschiedlich sein. Je länger die Nachrichtengruppe, die eine Anwendungsnachricht definiert, desto mehr Wiederholungen sollten vorzugsweise verwendet werden. Dieser Wert, der für jeden Dienst spezifisch ist, kann in einem Zusatzteil der Rundsendenachricht gesendet werden. Zahlreiche Positionen (in dem Protokoll) sind möglich. Beispielsweise kann er in dem BATS-Dienst enthalten sein, der definiert ist, um der Nutzlast Attribute bereitzustellen.
Im Folgenden wird ein beispielhafter Prozess, der die Aktivität eines drahtlosen Endgeräts definiert, beschrieben. Viele Variationen sind möglich. Beispielsweise ist es nicht notwendig, auf den Zyklus zu warten, um die Daten beim Hochfahren zu lesen.

1. Das drahtlose Endgerät erhält Informationen, von denen Dienstkategorien, Nachrichtenarten usw. für den Nutzer interessant sind. Diese Informationen können in einer Smartcard gefunden oder durch den Nutzer in den Speicher eingegeben werden. Dazu kann jeder Dienst oder jede Kategorie einer Zahl, möglicherweise in einer hierarchischen Reihenfolge für verknüpfte Dienste, zugewiesen sein. Sport-NFL hat beispielsweise zwei verknüpfte Nummern.
2. Das drahtlose Endgerät findet den Steuerkanal beim Hochfahren und liest den (Master-) Steuerkanal.
3. Wenn andere Kanäle vorliegen, die Rundsendedienste mit lokalen beschreibenden Informationen über die Dienste (z.B. BATS) tragen, dann wird der Kanal für Anrufaufbauzwecke zugewiesen und das drahtlose Endgerät liest den angezeigten (Slave-)Kanal.
4. Das drahtlose Endgerät verwendet die Informationen aus dem beschreibenden Teil des Rundsendekanals, um zu bestimmen, – welche Dienste gegenwärtig mit der Nutzeranfrage zusammenfallen, – wann in der Zeit die zu diesem Dienst gehörende(n) Nachricht(en) übertragen werden, – erhält die Anzahl von Wiederholungen für jeden Dienst.
5. Das drahtlose Endgerät liest den ersten Zyklus eines Dienstes. Wenn die Anzahl von Übertragungen auf nicht mehr als 1 gesetzt ist, speichert das drahtlose Endgerät alle Rahmen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit, korrekt empfangen worden zu sein, angezeigt sind, in der Regel durch Durchführung einer CRC-Prüfung. Wenn Redundanz auf der Basis mehrerer derartiger Rahmen bereitgestellt wird, berechnet das drahtlose Endgerät, ob es genügend korrekt empfangene Daten aufweist, um Kanaldecodieren zur vollständigen Wiederherstellung der Nachricht auszuführen.
6. Wenn die Nachricht(en) korrekt decodiert werden kann, liefert das drahtlose Endgerät die Nutzlast an den Bestimmungsort (z.B. ein Display, eine Begleitvorrichtung). Das drahtlose Endgerät kann das Lesen des/der folgenden Zyklus/Zyklen gemäß der aktuellen Zyklusreihennummer und der Anzahl von Zykluswiederholungen unterlassen. Wenn die Nachricht(en) nicht korrekt decodiert werden kann/können, muss das drahtlose Endgerät nur die fehlenden Rahmen in dem nächsten Zyklus lesen. Das drahtlose Endgerät bestimmt wieder, ob Kanaldecodierung möglich ist usw.

CODIERUNGSFORMAT FÜR HÖHEREN NOMINALEN DURCHSATZ
Die Leistungsverbesserung höherschichtigen Codierens kann auf höhere Netto-Bitraten anstelle verbesserter CRM zugeschnitten werden. Die Rate des inneren Faltungscodes kann beispielsweise auf 5/6 eingestellt werden und für den äußeren Code auf 3/4 oder höher Die Verbesserung über den gegenwärtigen ANSI 136 bei nominaler Netto-Bitrate kann (5/6)·(3/4)/(1/2) ≈ 1,25, d.h. eine Nutzlastzunahme von 25 % pro Zeiteinheit sein. Ein weiteres Beispiel ist das 5/6-Codieren in Kombination mit 2 R/S-Rahmen, die den Nettodurchsatz weiter verbessern kann: (5/6)·(20/22)/(1/2) ≈ 1,52, d.h. 52 % Verbesserung. Bei diesem Beispiel kann die Verringerung der Codierung in Schicht 2 durch die geringe Codierungsmenge in Schicht 3 voll kompensiert werden.
Eine pessimistische Dopplung des WER angenommen, wenn von Rate 1/2 zu Rate 5/6-Codierung auf den Schicht-2-Rahmen übergegangen wird, kann die Leistung des aktuellen ANSI-136-Formats mit diesem beispielhaften Format verglichen werden. In 32 kann die Leistung bei keiner Codierung bei 10 % WER und 2RS-Codierung bei 20 % WER verglichen werden. Bei 2 Zyklen ist die CRMS-Leistung von 2RS-Codierung bei 20 %WER ungefähr 50 %, wohingegen CRMS für kein Codieren bei 10 % WER etwa 9 % ist (siehe Pfeil in 32). Somit zeigt das alternative Format für zwei Zyklen ein besseres Ergebnis. Zudem ist der Durchsatz um 52 % schneller.
Bei 3 Zyklen ist der CRMS 78 bzw. 96 %, somit übertrifft das alternative Format wiederum das Bezugsformat. Bei 3 Zyklen und unter der Annahme von 20 % WER bei dem Bezugsformat und somit 40 % WER für das alternative Format, ist der CRMS 5 bzw. 9 %, somit ist das alternative Format etwas schlechter. Die Leistung für beide Formate kann jedoch bei diesen hohen WER-Bedinungen eher schlecht sein. Mehr als 3 Zyklen sind möglicherweise nötig.
Bei Szenarios mit geringerem WER kann das alternative Format das Bezugsformat zusätzlich zu seinem höheren Durchsatz übertreffen. Bei einem höheren WER wird das alternative Format während derselben verstrichenen Zeit, die Nutzlast mehrere Male übertragen haben als für das Bezugsformat. Während der Zeit, die das Bezugsformat die 3 Zyklen übertragen hat, hat das alternative Format beispielsweise 3·1,5 oder 4,5 Zyklen übertragen. Der kombinierte Effekt des Einschlusses einer kleineren Menge von RS-Codierung und der gestiegenen Anzahl von Zyklen für eine gegebene verstrichene Zeit wird höchstwahrscheinlich das Bezugsformat für alle relevanten Bedingungen (WER, Anzahl der Nachrichten) übertreffen.
In den Zeichnungen und der Beschreibung wurden typische bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung offenbart und obwohl spezifische Begriffe verwendet wurden, sind sie lediglich in einem generischen und beschreibenden Sinne und nicht zum Zwecke der Einschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüche dargelegt wird, verwendet worden.

Claims

Verfahren zum drahtlosen Rundsenden von Information mit den folgenden Schritten: Fehlerkorrekturcodieren (1310) der Information, um einen fehlerkorrekturcodierten Informationsblock zu erzeugen; Teilen (1320) des fehlerkorrekturcodierten Informationsblocks in eine Vielzahl von Segmenten; Fehlerkorrekturcodieren (1330) der Vielzahl von Segmenten, um eine Vielzahl von fehlerkorrekturcodierten Segmenten zu erzeugen; und drahtloses Rundsenden (1350) der Vielzahl von fehlerkorrekturcodierten Segmenten auf einem Rundsendekanal, wobei der Schritt des drahtlosen Rundsendens (1350) mit dem gleichen Inhalt für eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen wiederholt durchgeführt wird, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Bereitstellens einer Angabe der vorbestimmten Anzahl von Zyklen und einer Kennzeichnung durch eine aktuelle Zyklusnummer umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Information eine Nachricht ist, die an eine Vielzahl von drahtlosen Endgeräten rundzusenden ist, wobei der Informationsblock ein Nachrichtenblock ist, die Segmente Rahmen sind und der Schritt des drahtlosen Rundsendens (1350) der Vielzahl von fehlerkorrekturcodierten Segmenten gekennzeichnet ist durch: drahtloses Rundsenden (1350) der Vielzahl von fehlerkorrekturcodierten Rahmen an die Vielzahl von drahtlosen Endgeräten.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Nachricht an eine Vielzahl von drahtlosen Endgeräten in einem TDMA-System rundzusenden ist, das einen digitalen Steuerkanal mit einem Kurznachrichtendienst-Rundsendesteuerkanal, nachstehend als logischer S-BCCH-Kanal bezeichnet, aufweist, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der folgenden Schritt vor dem Schritt des drahtlosen Rundsendens der Vielzahl von fehlerkorrekturcodierten Rahmen an die Vielzahl von drahtlosen Endgeräten durchgeführt wird: Legen (1340) der Vielzahl von fehlerkorrekturkodierten Rahmen auf den logischen S-BCCB-Kanal; und wobei der Schritt des drahtlosen Rundsendens (1350) der Vielzahl von fehlerkorrekturcodierten Rahmen an die Vielzahl von drahtlosen Endgeräten das drahtlose Rundsenden (1350) des logischen S-BCCH-Kanals an die Vielzahl von drahtlosen Endgeräten in einer Vielzahl von TDMA-Zeitschlitzen umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der folgende Schritt zwischen den Schritten des Teilens (1320) und des Fehlerkorrekturcodierens (1330) der Segmente durchgeführt wird: Fehlerdetektionscodieren der Segmente, um eine Vielzahl von fehlerdetektionscodierten Segmenten zu erzeugen; und wobei der Schritt des Fehlerkorrekturcodierens der Segmente den Schritt des Fehlerkorrekturcodierens der fehlerdetektionscodierten Segmente umfaßt, um eine Vielzahl von fehlerdetektions- und -korrekturcodierten Segmenten zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Fehlerkorrekturcodierens (1310) der Information den Schritt: des Blockcodierens der Information umfaßt und wobei der Schritt des Fehlerkorrekturcodierens (1330) der Segmente den Schritt des Faltungscodierens der Segmente umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt des Fehlerkorrekturcodierens (1310) der Information den Schritt des Blockcodierens der Information umfaßt, wobei der Schritt des Fehlerkorrekturcodierens (1330) der Segmente den Schritt des Faltungscodierens der Segmente umfaßt und wobei der Schritt des Fehlerdetektionscodierens den Schritt des zyklischen Redundanzprüfens der Segmente umfaßt, um eine Vielzahl von zyklisch redundanzgeprüften Segmenten zu erzeugen.
Basisstation, die Information an eine Vielzahl von drahtlosen Endgeräten rundsendet, wobei die Basisstation aufweist: Mittel zum Fehlerkorrekturcodieren (1310) der Information, um einen fehlerkorrekturcodierten Informationsblock zu erzeugen; Mittel zum Teilen (1320) des fehlerkorrekturcodierten Informationsblocks in eine Vielzahl von Segmenten; Mittel zum Fehlerkorrekturcodieren (1330) der Vielzahl von Segmenten, um eine Vielzahl von fehlerkorrekturcodierten Segmenten zu erzeugen; und Mittel zum drahtlosen Rundsenden (1350) der Vielzahl von fehlerkorrekturcodierten Segmenten an die Vielzahl von drahtlosen Endgeräten auf einem Rundsendekanal, wobei die Information mit gleichem Inhalt für eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen wiederholt drahtlos rundgesendet wird und wobei eine Angabe der vorbestimmten Anzahl von Zyklen und eine Kennzeichnung durch eine aktuelle Zyklusnummer bereitgestellt werden.
Verfahren zum drahtlosen Empfangen von rundgesendeter Information in einem drahtlosen Endgerät mit den folgenden Schritten: drahtloses Empfangen (1410) einer Vielzahl von auf einem Rundsendekanal an eine Vielzahl von drahtlosen Endgeräten drahtlos rundgesendeten Segmenten; Fehlerkorrekturdecodieren (1420) der Segmente, um eine Vielzahl von fehlerkorrekturdecodierten Segmenten zu erzeugen; Kombinieren (1430) der Vielzahl von fehlerkorrekturdecodierten Segmenten zu einem Informationsblock; und Fehlerkorrekturdecodieren (1440) des Informationsblocks, um die Information zu erzeugen, wobei die Information mit gleichem Inhalt für eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen rundgesendet wird, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Empfangens einer Angabe der vorbestimmten Anzahl von Zyklen und einer Kennzeichnung einer aktuellen Zyklusnummer umfaßt und wobei der Schritt des drahtlosen Empfangens auf der Grundlage der empfangenen Angabe der vorbestimmten Anzahl von Zyklen und der Kennzeichnung der aktuellen Zyklusnummer wiederholt durchgeführt wird.
Verfahren zum drahtlosen Empfangen nach Anspruch 8, wobei die Information eine Nachricht ist, die Segmente Rahmen sind und der Informationsblock ein Nachrichtenblock ist.
Verfahren zum drahtlosen Empfangen nach Anspruch 9, wobei die Nachricht eine Rundsendenachricht ist, die in einem drahtlosen Endgerät in einem TDMA-System empfangen wird, das einen digitalen Steuerkanal, nachstehend als DCCH bezeichnet, mit einem logischen Kurznachrichtendienst-Rundsendesteuerkanal, nachstehend als S-BCCH bezeichnet, aufweist, wobei die Rahmen TDMA-Rahmen, einschließlich DCCH, sind und wobei der Schritt des Fehlerkorrekturdecodierens der Rahmen zur Erzeugung einer Vielzahl von fehlerkorrekturdecodierten Rahmen das Fehlerkorrekturdecodieren mindestens eines Abschnitts des S-BCCH im DCCH zur Erzeugung einer Vielzahl von fehlerkorrekturdecodierten Rahmen umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner gekennzeichnet durch die folgenden Schritte, die zwischen den Schritten des Fehlerkorrekturdecodierens und des Kombinierens durchgeführt werden: Fehlerdetektionsdecodieren der Segmente, um eine Vielzahl von fehlerdetektionsdecodierten Rahmen zu erzeugen; und Übergeben einer Angabe des Ergebnisses des Fehlerdetektionsdecodierschritts an den Kombinierschritt; und wobei der Schritt des Kombinierens der Segmente den Schritt des Kombinierens der Vielzahl von fehlerdetektionsdecodierten Segmenten zu der Information umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Fehlerkorrekturdecodierens der Segmente den Schritt des Blockdecodierens der Segmente umfaßt und wobei der Schritt des Fehlerkorrekturdecodierens der Segmente den Schritt des Faltungsdecodierens der Segmente umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Fehlerkorrekturdecodierens des Informationsblocks den Schritt des Blockdecodierens des Nachrichtenblocks umfaßt, wobei der Schritt des Fehlerkorrekturdecodierens der Segmente den Schritt des Faltungsdecodierens der Segmente umfaßt und wobei der Schritt des Fehlerdetektionsdecodierens den Schritt des zyklischen Redundanzprüfens der Segmente umfaßt, um eine Vielzahl von zyklisch redundanzgeprüften Segmenten mit einem zyklischen Redundanzprüfwert zu erzeugen, der angibt, ob die zyklische Redundanzprüfung einen Fehler detektiert hat.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Fehlerkorrekturdecodierens gefolgt wird vom Schritt des Erzeugens eines Qualitätsindikators für das drahtlose Empfangsverfahren.
Drahtloses Endgerät mit: Mitteln zum drahtlosen Empfangen (1410) einer Vielzahl von an eine Vielzahl von drahtlosen Endgeräten auf einem Rundsendekanal drahtlos rundgesendeten Rahmen; Mitteln zum Fehlerkorrekturdecodieren (1420) der Rahmen, um eine Vielzahl von fehlerkorrekturdecodierten Rahmen zu erzeugen; Mitteln zum Kombinieren (1430) der Vielzahl von fehlerkorrekturdecodierten Rahmen zu einem Nachrichtenblock; und Mitteln zum Fehlerkorrekturdecodieren (1440) des Nachrichtenblocks, um die Nachricht zu erzeugen, wobei die Nachricht mit gleichem Inhalt für eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen rundgesendet wird, die Mittel zum drahtlosen Empfangen dafür angepaßt sind, eine Angabe der vorbestimmten Anzahl von Zyklen und eine Kennzeichnung einer aktuellen Zyklusnummer zu empfangen und auf der Grundlage der empfangenen Angabe der vorbestimmten Anzahl von Zyklen und der Kennzeichnung der aktuellen Zyklusnummer das drahtlose Empfangen von Rahmen wiederholt durchzuführen.