DE69529902T2 - Telekommunikationsschnittstelle und -verfahren zum verbinden eines telekommunikationsnetzwerkes mit einem telekommunikationssystem - Google Patents

Telekommunikationsschnittstelle und -verfahren zum verbinden eines telekommunikationsnetzwerkes mit einem telekommunikationssystem Download PDF

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08Access point devices

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Telekommunikationsschnittstelle zur Verbindung eines Telekommunikationsnetzwerkes mit einem Telekommunikationssystem.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Um eine große Anzahl von Telekommunikationsanwendern verteilt über ein begrenztes elektromagnetisches Spektrum zu bedienen, kann eine von einer Vielzahl von Techniken für mehrfachen Zugriff (multiple access) verwendet werden. Diese Techniken weisen beispielsweise einen zeitaufgeteilten mehrfachen Zugriff (TDMA = time division multiple access), einen frequenzaufgeteilten mehrfachen Zugriff (FDMA = frequency division multiple access) und einen codeaufgeteilten mehrfachen Zugriff (CDMA = code division multiple access) auf. Die CDMA-Technik hat viele Vorteile gegenüber den anderen Techniken, und ein beispielhaftes CDMA-System wird im US-Patent 4 901 307 beschrieben, das am 13. Februar 1990 ausgegeben wurde, welches der Anmelderin dieser Erfindung zu eigen ist.
  • In dem in dem '307-Patent beschriebenen CDMA-Zellularsystem bzw. CDMA-Funkzellensystem kommuniziert eine große Anzahl von Mobiltelefonsystemanwendern, die jeweils einen Sender/Empfänger haben, durch Satellitenrepeater (Wiederholungsstationen) oder terrestrische Stationen, die auch als Zellen bezeichnet werden. Jede Zelle weist eine physikalische Einrichtung auf, die Basisstation genannt wird. Eine Zelle deckt ein begrenztes geografisches Gebiet ab und leitet Anrufe weiter, die über zelluläre Telefone bzw. Handys zu und von einem Telekommunikationsnetzwerk getragen werden, wie beispielsweise einem öffentlich geschalteten Telefonnetzwerk (PSTN = public switched telephone network). Wenn ein Anwender eines Funktelefons sich in das geografische Gebiet von einer neuen Zelle bewegt, kann die Weiterleitung des Anrufes von diesem Anwender schließlich durch die neue Zelle durch einen Prozeß ausgeführt werden, der "Übergabe" (handing oft) genannt wird.
  • Ein Funktelefon oder insbesondere eine mobile Einheit sendet ein Signal aus, welches von einer Zelle empfangen wird und dann zu dem PSTN geleitet wird, und zu Telefonleitungen oder anderen mobilen Einheiten. Eine Zelle sendet ein Zellensignal aus, welches durch mobile Einheiten empfangen wird. Der Signalübertragungspfad von der Zelle zum Mobilteil wird im allgemeinen als die "Vorwärtsverbindung" (forward link) bezeichnet, und der Übertragungspfad vom Mobilteil zur Zelle wird im allgemeinen als "Rückwärtsverbindung" (reverse link) bezeichnet.
  • Die CDMA-Technik gestattet, daß ein Frequenzspektrum effektiv mehrere Male innerhalb eines Zeitintervalls verwendet wird, was somit die Kapazität für Systemanwender steigert. Die in dem '307-Patent beschriebene CDMA-Technik verwendet eine hochfrequente Pseudorauschcodemodulation (PN-Codemodulation, PN = pseudo-noise) von einzelnen Anrufen, genauso wie eine Modulation durch Codes, die orthogonale Binärsequenzen einschließen, um viele Anrufe zu kombinieren und sie als ein einziges CDMA-Signal auszusenden. Auf diese Weise gestattet die CDMA-Technik eine Unterscheidung zwischen vielen Anrufen, die das gleiche Frequenzband einnehmen, und bietet einen gesteigerten spektralen Wirkungsgrad im Vergleich zu anderen Techniken.
  • Ein System und ein Verfahren für Kommunikationsvorgänge mit einem CDMA-Telefonsystem wird beschrieben im US-Patent 5 103 459, ausgegeben am 7. April 1992 und im US-Patent 5 267 261, ausgegeben am 30. November 1993, die beide der Anmelderin der vorliegenden Erfindung zueigen sind. Diese Patente offenbaren beide die Architektur und den Betrieb einer Basisstation. Die folgenden ebenfalls anhängigen US-Patentanmeldungen, die der Anmelderin dieser Anmeldung zueigen sind, beschreiben Modulator-Demodulator-Architekturen (Modemarchitekturen), die ein vollständiges CDMA-basiertes Bandmodem einrichten, welches eine Reverse-Link- bzw. Rückwärtsverbindungsdemodulation und eine Forward-Link- bzw. Vorwärtsverbindungsmodulation ausführt:
    • 1. US-Patent 5 724 385 "SERIAL LINKED INTERCONNECT FOR SUMMATION 0F MULTIPLE WAVEFORMS ON A COMMON CHANNEL" (seriell verbundene Verbindung zur Summierung von mehreren Wellenformen auf einem gemeinsamen Kanal), Erfinder: K. Easton und andere;
    • 2. US-Patentanmeldung Seriennummer 08/316177, eingereicht am 30. September 1994, "MULTIPATH SEARCH PROCESSOR FOR A MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM" (Multipath-Suchprozessor für ein Kommunikationssystem mit mehrfachem Zugriff), Erfinder: K. Easton und andere;
    • 3. US-Patentanmeldung Seriennummer 08/372632, eingereicht am 13. Januar 1995, "CELL SITE DEMODULATOR ARCHITECTURE FOR A SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM" (zellenseitige Demodulatorarchitektur für ein Spreizspektrum-Kommunikationssystem mit Mehrfachzugriff), Erfinder: K. Easton und andere; und
    • 4. US-Patentanmeldung Seriennummer 08/492592, eingereicht am 20. Januar 1995, "MOBILE DEMODULATOR ARCHITECTURE FOR A SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM" (mobile Demodulatorarchitektur für ein Spreizspektrum-Kommunikationssystem mit Mehrfachzugriff), Erfinder: K. Easton und andere.
  • Der hauptsächliche Antrieb für eine Entwicklung der physikalischen Modemarchitektur, die im Detail in diesen ebenfalls anhängigen Anmeldungen geschrieben wurde, ist es gewesen, eine Reduktion der Anzahl und der Kosten für die Komponenten vorzusehen. Unter der Annahme der Einrichtung einer Basisstationmodemarchitektur in einer einzigen für eine Anwendung spezifischen integrierten Schaltung (ASIC = application specific integrated circuit) gibt es eine gleichzeitige Notwendigkeit für eine begleitende Verarbeitungskomponente, die die physikalische Einrichtung von Modemfunktionen in einer ASIC unterstützt.
  • Im Herzen eines CDMA-Systems liegt eine physikalische Schicht, die eine Anzahl von Vorwärts- und Rückwärts-CDMA-Kanälen umfaßt. In dieser Hinsicht ist ein Vorwärts-CDMA-Kanal ein Kanal von einer Basisstation zu mobilen Stationen und weist einen oder mehrere Codekanäle (Codechannels) auf. Die Codekanäle sind Unterkanäle der Vorwärts-CDMA-Kanäle, die speziellen Zwecken zugeordnet sind und durch eine orthogonale Codierung unterschieden werden. Ein Rückwärts-CDMA-Kanal ist ein Codekanal von einer mobilen Station zu einer Basisstation. Vorzugsweise ist ein Kanalelement in einer CDMA-Basisstation ein Untersystem, welches Hardware bzw. Komponenten und Software bzw. Programme aufweist, welches einen Vorwärts- und einen Rückwärts-Codekanal unterstützt. Jedes Kanalelement von einer Vielzahl von Kanalelementen in einer Basisstation weist eine Modem-ASIC auf, und auch ein Kanalelement-Software-Programm, um eine Steuerung der Kanaloperationen der physikalischen Struktur vorzusehen.
  • US-A-4 817 089 beschreibt ein System für die drahtlose Übertragung von mehreren Informationssignalen, die digitale Zeitunterscheidungsschaltungen (Timedivision-Schaltungen) zwischen einer Basisstation und einer Vielzahl von Subscriber- bzw. Teilnehmerstationen verwenden. Die Subscriber- bzw. Teilnehmerstationen können fest oder bewegbar sein. Die Anzahl der Zeitaufteilungsschaltungen wird bestimmt durch die Übertragungsqualität der Signale. Die Basisstation ist mit einem externen Informationsnetzwerk verbunden, welches analog und/oder digital sein kann. Die Informationssignale werden aus der Gruppe ausgewählt, die aus Sprachsignalen, Datensignalen, Faxsignalen, Videosignalen, Computersignalen und Instrumentensignalen besteht. Der Modulationspegel der Signale und die an das System angelegte Leistung wird gemäß der Signalfehlerdetektion in dem System eingestellt. Das System ist mit einer räumlichen Unterscheidung durch Anwendung von einer Vielzahl von Antennen versehen, die selektiv voneinander beabstandet sind, um eine relativ hohe Signalaufnahme trotz einer Signalabdrift bzw. einem Signal-Fading vorsehen. Die Basisstation arbeitet über eine Vielzahl von RF- bzw. Hochfrequenz-Kanalpaaren. Der Betrieb von jedem Kanalpaar wird durch die Kombination einer Sendekanalschaltung zur Verarbeitung einer gegeben von Informationssignalen eingerichtet, die gleichzeitig über Stammleitungen einer Telefongesellschaft für eine simultane Übertragung zu unterschiedlichen Subscriber- bzw. Teilnehmerstationen über einen gegebenen Hochfrequenz-Kanal aufgenommen werden, und durch eine Empfängerkanalschaltung zur Verarbeitung einer Vielzahl von Signalen, die gleichzeitig über einen gegebenen Hochfrequenz-Kanal von unterschiedlichen Teilnehmerstationen empfangen werden, um Informationssignale für Übertragungen über die Stammleitungen (trunk lines) vorzusehen.
  • Es bleibt jedoch eine Notwendigkeit für ein System und ein Verfahren, welches ein Schichtkanal-Softwareelement bzw. Layered-Channel-Softwareelement vorsieht, welches den Betrieb der Kanalelement-Modemressourcen überwacht, und zwar insbesondere bei einem zellulären CDMA-Telefonsystem, welches Vorwärtskanäle aufweist, um Nachrichten- und Signaldaten von einer Basisstation zu mobilen Ein heften zu liefern, und Rückwärtskanäle zum Liefern von Nachrichten- und Signaldaten von mobilen Einheiten zu Basisstationen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß eines Aspektes der Erfindung ist ein Telekommunikationsschnittstellensystem vorgesehen, um ein Telekommunikationsnetzwerk mit einem Telekommunikationssystem zu verbinden, um Vorwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten von dem Telekommunikationsnetzwerk zu den Anwendern des Telekommunikationssystems zu verteilen, und um Rückwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten von den Anwendern des Telekommunikationssystems zu dem Telekommunikationsnetzwerk zu leiten und zu signalisieren. Das Telekommunikationsschnittstellensystem weist folgendes auf: Steuermittel, die mit dem Telekommunikationsnetzwerk und mit dem Telekommunikationssystem verbunden sind, um Nachrichten- und Signaldaten dazwischen zu schalten; und eine Vielzahl von Telekommunikationseinrichtungen, die mit den Steuermitteln verbunden sind. Jede Telekommunikationseinrichtung weist folgendes auf: eine Vielzahl von unabhängigen Mehrzweckprozessoren, um jeweilige Modemprogramme laufen zu lassen, um Vorwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten zu empfangen, und um Rückwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten zu empfangen; eine Vielzahl von Modemvorrichtungen zum Modulieren von Vorwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten zur Verteilung zu den Anwendern des Telekommunikationssystems und zu Demodulieren von Rückwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten zum Liefern zu dem Telekommunikationsnetzwerk; eine oder mehrere Schnittstellen, wobei jede Schnittstelle einen jeweiligen Mehrzweckprozessor von dem einen oder der Vielzahl von Mehrzweckprozessoren mit einer jeweiligen Modemvorrichtung von der einen Modemvorrichtung oder der Vielzahl von Modemvorrichtungen verbindet und Signalverbindungen und Steuerfunktionen aufweist, die für den jeweiligen Mehrzweckprozessor spezifisch sind; und wobei jedes Modemprogramm angeordnet bzw. geeignet ist, um in einem Mehrzweckprozessor des einen Mehrzweckprozessors oder der Vielzahl von Mehrzweckprozessoren auszuführen, um Vorwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten zu empfangen, und um Rückwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten zu empfangen. Sie ist weiter geeignet, um: Nachrichten zu den Steuermitteln auszugeben, die Rückwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten mit einschließen; weiter Nachrichten von den Steuermitteln zu empfangen, die Vorwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten aufweisen; und in ihrem eigenen Prozeß- bzw. Arbeitsraum die Steuerfunktionen einer Schnittstelle zu laufen, um Vorwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten zu den Signalverbindungen der Schnittstelle zu liefern und die demodulierten Rückwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten von den Signalverbindungen der Schnittstelle zu empfangen.
  • Jedes Modemprogramm weist folgendes auf: Pilot- bzw. Vorsteuerkanalmittel zur Erzeugung einer Pilot- bzw. Vorsteuercodesequenz; Synchronisationskanalmittel zur Erzeugung einer Wiederholungssynchronisationsnachricht bzw. Repeater-Synchronisationsnachricht; Paging- bzw. Meldekanalmittel zum Empfang von Vorwärtssignaldaten von den Steuermitteln; Verkehrskanalmittel zum Empfang von Vorwärtsnachrichtendaten von den Steuermitteln; und Treibermittel zum Koppeln der Pilot-Kanalmittel, der Synchronisationskanalmittel, der Paging- bzw. Meldekanalmittel und der Verkehrskanalmittel mit der Schnittstelle.
  • Jedes Modemprogramm weist auch folgendes auf: Zugriftskanalmittel zum Empfang von Rückwärtssignaldaten von der Schnittstelle; Traffic- bzw. Verkehrskanalmittel zum Empfang von Rückwärtsnachrichtsdaten von der Schnittstelle; und Treibermittel zum Koppeln der Zugriffskanalmittel oder der Verkehrskanalmittel mit der Schnittstelle, wodurch Rückwärtssignaldaten mit den Zugriffskanalmitteln gekoppelt sind, oder wobei Rückwärtsnachrichtendaten mit den Verkehrskanalmitteln gekoppelt sind.
  • Gemäß eines weiteres Aspektes der Erfindung ist ein Verfahren zur Verbindung eines Telekommunikationsnetzwerkes mit einem Telekommunikationssystem vorgesehen, um Vorwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten von dem Telekommunikationsnetzwerk zu den Anwendern des Telekommunikationssystems zu verteilen, und um Rückwärtsnachricht- und -signalgebungsdaten von den Anwendern des Telekommunikationssystems zu dem Telekommunikationsnetzwerk zu leiten. Das Verfahren weist folgendes auf: Schalten von Nachrichten- und Signaldaten zwischen dem Telekommunikationsnetzwerk und dem Telekommunikationssystem mittels Steuermitteln, die mit dem Netzwerk und mit dem System verbunden sind; Laufenlassen von jeweiligen Modemprogrammen in einer Vielzahl von unabhängigen Mehrzweckprozessoren, um Vorwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten und Rückwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten zu empfangen; Modulieren von Vorwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten in einer Vielzahl von Modemvorrichtungen zur Verteilung von Anwendern des Telekommunikationssystems und zum Demodulieren von Rückwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten zum Liefern zum Telekommunikationsnetzwerk; mittels einer oder mehrerer Schnittstellen Verbindung eines jeweiligen Mehrzweckprozessors der möglichen Vielzahl von Mehrzweckprozessoren mit einer jeweiligen Modemvorrichtung der einen Modemvorrichtung oder der Vielzahl von Modemvorrichtungen, wobei Signalverbindungen und Steuerfunktionen vorgesehen sind, die für den jeweiligen Mehrzweckprozessor spezifisch sind; und Ausführung von jedem Modemprogramm in einem jeweiligen Mehrzweckprozessor der möglichen Vielzahl von Prozessoren, um Vorwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten aufzunehmen und um Rückwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten zu empfangen. Der Empfang der Vorwärts- und Rückwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten wird wie folgt ausgeführt: Ausgabe von Nachrichten an die Steuermittel, die Rückwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten miteinschließen; Empfang von Nachrichten von den Steuermitteln, die Vorwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten miteinschließen; und Ausführung der Steuerfunktionen einer Schnittstelle in ihrem eigenen Verarbeitungsraum, um Vorwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten zu den Signalverbindungen der Schnittstelle zu liefern, und um die demodulierten Rückwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten von den Signalverbindungen der Schnittstelle zu empfangen. Die Vielzahl von Prozessoren, die Vielzahl von Modemvorrichtungen und eine oder mehrere Schnittstellen sind in einer Telekommunikationseinrichtung vorgesehen, und eine Vielzahl von Telekommunikationseinrichtungen ist mit den Steuermitteln verbunden. Die Ausführung von jedem Modemprogramm in einem jeweiligen Mehrzweckprozessor weist folgendes auf: Erzeugung einer Pilot- bzw. Vorsteuercodesequenz in Pilot- bzw. Vorsteuerkanalmitteln; Erzeugung einer Repeater- bzw. Wiederholungssynchronisationsnachricht in Synchronisationskanalmitteln; Empfang von Vorwärtssignaldaten von den Steuermitteln in Paging- bzw. Meldekanalmitteln; Empfang von Vorwärtsnachrichtendaten von den Steuermitteln in Traffic- bzw. Verkehrskanalmitteln; und Koppelung der Pilot-Kanalmittel, der Synchronisationskanalmittel, der Paging- bzw. Meldekanalmittel und der Verkehrskanalmittel mittels Treibermitteln mit der Schnittstelle. Die Ausführung von jedem Modemprogramm weist auch folgendes auf: Empfang von Rückwärtssignaldaten von der Schnittstelle in Zugriffskanalmitteln; Empfang von Rückwärtsnachrichtendaten von der Schnittstelle in Verkehrskanalmitteln; und Koppelung der Zugriffskanalmittel oder der Verkehrskanalmittel mit der Schnittstelle mittels Treibermitteln wodurch Rückwärtssignaldaten mit den Zugriffskanalmitteln gekoppelt werden, oder wodurch Rückwärtsnachrichtendaten mit den Verkehrskanalmitteln gekoppelt werden.
  • Die Erfindung liegt in einem Schichtkanal-Softwareelement (Layered-Channel-Softwareelement), welches dem Betriebsvorgang von den physischen Ressourcen des Kanal- bzw. Channel-Elementes überwacht, um vollständig ein Kanalelement einzurichten. Das Layered-Channel-Softwareelement (im folgenden das "Schichtelement") wird auf einem Kanal- bzw. Channel-Prozessor ausgeführt.
  • Vorzugsweise würde ein Schichtelement eine Architektur und eine plattformunabhängige Einrichtung einer physischen Ressourcenüberwachung des Kanalelementes vorsehen. In dieser Hinsicht wäre das geschichtete Softwareelement generisch und zwischen verschiedenen Kombinationen von Netzwerkarchitekturen und Kanalelementprozessoren transportabel.
  • In der folgenden Beschreibung wird ein Teil des Schichtelementes als eine architektur- und eine plattformunabhängige Einrichtung dargestellt, die den Betrieb von den physikalischen Ressourcen eines Kanalelementes steuert.
  • Vorzugsweise wirkt das Schichtelement auf Anweisungen, um physikalische Layer- bzw. Schichtdienste auf hohem Niveau vorzusehen. In verwandter Weise hat das Schichtelement die Fähigkeit, die gesamte erforderliche Kanalelemenffunktionalität zu unterstützen.
  • Nützliche Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles offensichtlich, wenn es mit Bezug auf die Zeichnungen gesehen wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die obigen und weitere Merkmale der Erfindung werden insbesondere in den beigefügten Ansprüchen dargelegt, und zusammen mit den Vorteilen davon werden diese aus der Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung eines beispielhaften Ausführungsbeispiels der Erfindung klarer, welches mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen dargestellt wird, in denen die Figuren folgendes darstellen:
  • 1 ein Blockdiagramm, welches eine schematische Übersicht über ein beispielhaftes zelluläres CDMA-Telefonsystem darstellt, in dem die vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann.
  • 2 ist ein funktionelles Blockdiagramm, welches Vorwärts- und Rückwärts-CDMA-Kanäle in einer CDMA-Basisstation veranschaulicht.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, welches die physische Einrichtung der in 2 veranschaulichten Kanalarchitektur veranschaulicht.
  • 4A ist ein Blockdiagramm, welches einen repräsentativen Modulatorabschnitt einer CDMA-Modem-ASIC zeigt.
  • 4B ist ein Blockdiagramm, welches einen repräsentativen Demodulator-Abschnitt einer CDMA-Modem-ASIC zeigt.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, welches die strukturelle und funktionelle Aufteilung eines geschichteten (layered) Elementes zeigt.
  • 6A und 6B sind Flußdiagramme, die den Austausch von Befehlen und Antworten in dem geschichteten Element bzw. Schichtelement veranschaulicht.
  • 7 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Synchronisationskanalanwendung (Sync-Channel-Anwendung).
  • 8 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches eine Paging- bzw. Meldekanalanwendung veranschaulicht.
  • 9A und 9B sind jeweils schematische Blockdiagramme und Flußdiagramme, die eine Zugriffskanalanwendung (Access-Kanalanwendung) zeigen.
  • 10 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches eine Traffic- bzw. Verkehrskanalanwendung zeigt.
  • 11 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches ein Hauptzeitsteuermodul veranschaulicht.
  • 12 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches einen Encoder-Treiber veranschaulicht.
  • 13 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches einen Decoder-Treiber veranschaulicht.
  • 14 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches den Demodulator-Treiber veranschaulicht.
  • 15 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches die Sucheinrichtung bzw. das Search-Engine veranschaulicht.
  • 16 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches eine Demodulationseinrichtung (demodulation-engine) veranschaulicht.
  • 17 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches die Schnittstelle zwischen dem Schichtelement und einer CDMA-Modem-ASIC veranschaulicht.
  • 18 ist ein Flußdiagramm, welches die Logik eines Vorrichtungsschnittstellenmoduls veranschaulicht, das in 17 gezeigt ist.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • In einem zellulären CDMA-Kommunikationssystem hat jede Basisstation eine Vielzahl von Modulator/Demodulator-Vorrichtungen (Modems) zur Spreizspektrum-Modulation und Demodulation von Nachrichten- und Signaldaten. Jedes Modem weist einen digitalen Spreizspektrum-Übertragungsmodulator auf, mindestens einen digitalen Spreizspektrum-Datenempfänger und einen Sucherempfänger. Jedes Modem an einer Basisstation ist einer mobilen Einheit zugeordnet, wie benötigt, um Kommunikationsvorgänge mit der zugeordneten Einheit zu erleichtern. Folglich sind viele Modems zur Anwendung an irgendeiner Basisstation verfügbar, während andere Modems in einer Kommunikation mit jeweiligen mobilen Einheiten aktiv sein können.
  • Um einen Dienst für eine Vielzahl von mobilen Einheiten vorzusehen, werden Kommunikationsvorgänge vom Standpunkt einer Basisstation in diskrete Kanäle aufgetrennt. Bei dieser Anwendung wird ein Satz von Kanälen, der von einer Basisstation auf einer gegebenen Frequenz übertragen wird und empfangen wird, kollektiv als CDMA-Kanal bezeichnet. Ein Vorwärts-CDMA-Kanal ist ein Kanal von einer Basisstation zu mobilen Einheiten. Ein Vorwärts-CDMA-Kanal weist einen oder mehrere Codekanäle auf, die auf der CDMA-Frequenz mit Bezug zu einem speziellen Vorsteuersignal bzw. Pilot-Signal übertragen werden. Beispielsweise können Codekanäle einen Pilot-Kanal, einen Synchronisations-(Sync-)Kanal, Paging- bzw. Meldekanäle und Verkehrskanäle aufweisen. Der Vorwärts-CDMA-Kanal weist typischerweise einen Pilot-Kanal, einen Sync-Kanal, einen oder mehrere Paging-Kanäle und einen oder mehrere Verkehrskanäle auf. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die gesamte Anzahl von Codekanälen, einschließlich des Pilot-Kanals nicht größer als 64. Ein CDMA-Kanal von einer mobilen Einheit zu einer Basisstation wird Rückwärts-CDMA-Kanal genannt. Für irgend eine Basisstation ist der Rückwärts-CDMA-Kanal die Summe von allen Übertragungen von einer mobilen Einheit, die von der Basisstation auf der CDMA-Frequenz empfangen wird.
  • Der Pilot-Kanal wird durch eine Basisstation verwendet, ein unmoduliertes, direkt abfolgendes Spreizspektrum-Pilot-Signal zu übertragen, welches von einem Pseudozufallsrauschen-(PN-) Spreizcode gespreizt wird, der typischerweise, jedoch nicht notwendigerweise gemeinsam mit der PN-Aufspreizung des anderen übertragenen Signals ausgeführt wird. Das Pilot-Signal, welches kontinuierlich von der Basisstation übertragen wird, wird von mobilen Einheiten verwendet, um eine Anfangssystemzeitsteuerung zu erhalten, um als Phasenreferenz für eine koherente Modulation zu dienen, und als eine Signalstärkenreferenz für Vergleichsvorgänge zwischen den Basisstation-Pilot-Signalen zu dienen, um eine Übergabe zu unterstützen.
  • Vorzugsweise hat das Pilot-Signal, welches von jeder Basisstation übertragen wurde, den gleichen PN-Spreizcode, jedoch eine andere Codephasenversetzung (offset) als die Offsets von allen anderen Basisstationen. Eine Phasenversetzung (offset) gestattet, daß die Pilot-Signale von einander durch mobile Einheiten unterschieden werden, wodurch Mittel für die mobilen Einheiten vorgesehen werden, um zwischen Basisstationen zu unterscheiden.
  • Jede Basisstation überträgt auch ein Sync-Kanalsignal, welches ein moduliertes, codiertes, zwischengeschaltetes (interleaved) direktabfolgendes Spreizspektrum-Signal aufweist, welches von mobilen Einheiten verwendet wird, um eine zusätzliche Synchronisation, eine Systemzeit und eine Overhead-Steuerinformation aufzunehmen. Jeder Basisstation-Sync-Kanal besteht aus einer Sync-Nachricht mit einem festen Format mit einer vorbestimmten Zeitsteuerbeziehung mit dem Basisstation-Pilot-Signal und einem vorbestimmten Kanalcode. Die Nachricht weist eine Systemidentifikation, eine Netzwerkidentifikation, einen Pilot-PN-Sequenz-Offset-Index (Versetzungsindex) eine öffentliche lange PN-Codemaske zur öffentlichen Anwendung in Paging- bzw. Melde- und Zugriffskanälen, Systemzeitparameter und eine Pagingkanaldatenrate auf.
  • Der Satz von Vorwärtskanälen, die von einer Basisstation übertragen wurden, weist auch einen oder mehrere Paging- bzw. Meldekanäle auf, die Paging-Kanalsignale tragen. Paging-Kanalsignale sind modulierte, zwischengeschaltete (interleaved), verschlüsselte, direkt abfolgende Spreizspektrumsignale, die Steuer- und Overhead-Informationen enthalten. Ein Paging-Kanal wird verwendet, um Verbindungssignaldaten zu mobilen Einheiten zu überfragen. Der öffentliche Lang-PN-Codemaskenteil der Sync- und Paging-Kanäle wird von einer mobilen Einheit Codemaskenteil der Sync- und Paging-Kanäle wird von einer mobilen Einheit verwendet, um das verschlüsselte Paging-Kanalsignal zu entschlüsseln. Wie die Sync-Kanalsignale werden die Paging-Kanalsignale unter Verwendung des gleichen kurzen PN-Codes und einer Versetzung (offset) gespreizt und entspreizt, wie der Pilot-Kanal.
  • Die Basisstation Vorwärtskanäle weisen eine Vielzahl von Verkehrskanälen auf. Jede mobile Einheit ist einem einzigen Traffic- bzw. Verkehrskanal zugeordnet, um Nachrichtendaten zu empfangen, die für die mobile Einheit vorgesehen sind. Jedes Verkehrskanalsignal ist ein moduliertes, gefaltetes, verschlüsseltes, direkt abfolgendes Spreizspektrum-Signal, welches zu einer mobilen Einheit auf einen jeweiligen Verkehrskanal übertragen wird, der durch einen langen Spreizcode festgelegt ist. Informationen, die in der Synchronisationskanalnachrichtempfangen werden, werden von einer mobilen Einheit verwendet, um Verkehrskanalsignale zu entschlüsseln.
  • Rückwärts-CDMA-Kanäle weisen Zugriffskanäle auf, die von mobilen Einheiten verwendet werden, um mit einer Basisstation zu kommunizieren. Ein Zugriffskanal wird für kurze Signalnachrichtaustauschvorgänge verwendet, die Rückwärtssignaldaten, Antworten auf Meldungen und Registrierungen aufweisen. Ein Rückwärts-CDMA-Verkehrskanal wird verwendet, um Rückwärtsnachrichtendaten von einer mobilen Einheit zu einer Basisstation zu übertragen.
  • Eine beispielhafte Darstellung eines zellulären CDMA-Telefonsystems wird in 1 veranschaulicht. Das zelluläre CDMA-Telefonsystem ist im allgemeinen mit 8 gezeigt und weist eine Systemsteuervorrichtung (Controller) und eine Schalteinrichtung (Switch) 11 auf, die auch als Mobiltelefonschalteinrichtung (MTSO = mobile telephone switching office) bezeichnet werden, welches auch eine Schnittstelle und eine Verarbeitungsschaltung zum Vorsehen einer Systemsteuerung für die Basisstationen mit einschließt. Die Steuervorrichtung 11 leitet auch Telefonanrufe von einem Telekommunikationsnetzwerk 10 zu der geeigneten Basisstation zur Übertragung zu der geeigneten mobilen Einheit. Die Steuervorrichtung 11 steuert auch die Leitung der Anrufe von den mobilen Einheiten über eine oder mehrere Basisstationen zu dem Telekommunikationsnetzwerk. Die Steuervorrichtung 11 kann Anrufe zwischen mobilen Einheiten über die geeigneten Basisstationen leiten. Die Steuer vorrichtung 11 kann mit den Basisstationen durch verschiedene herkömmliche Mittel gekoppelt werden.
  • In 1 sind zwei beispielhafte Basisstationen 12 und 14 zusammen mit beispielhaften mobilen Einheiten 16 und 18 veranschaulicht, die jeweils ein zelluläres Telefon bzw. Funktelefon aufweisen. Die Pfeile 20a und 20b stellen Vorwärts- und Rückwärtscodekanäle dar, die eine mögliche Kommunikationsverbindung zwischen der Basisstation 12 und der mobilen Einheit 16 definieren. Die Pfeile 22a und 22b definieren eine mögliche Kommunikationsverbindung zwischen der Basisstation 12 und der mobilen Einheit 18. In ähnlicher Weise kann die Basisstation 14 eine Zwei-Wege-Kommunikationsverbindung mit der mobilen Einheit 18 einrichten, wie von den Pfeilen 24a und 24b dargestellt, und mit der mobilen Einheit 16, wie von den Pfeilen 26a und 26b dargestellt.
  • Anfänglich wählt und nimmt eine mobile Einheit eine Basisstation basierend auf der relativen Stärke der Pilot-Signale, die sie empfängt. Die mobile Einheit lockt sich bei dem stärksten Pilot-Signal ein, wodurch sie den Pilot-Kanal der Übertragungsbasisstation aufnimmt. Bei einer gegebenen vorbestimmten Zeitsteuerversetzung (offset) zwischen einem Pilot-Signal und einem Sync- bzw. Synchronisationssignal und dem bekannten Sync-Kanal-Code, erhält die mobile Einheit als nächstes eine Systemkonfiguration und eine Zeitsteuerinformation mittels der Sync-Nachricht, die in dem Sync-Kanal der Basisstation übertragen wurde, deren Pilot-Kanal die mobile Einheit aufgenommen hat. Bei der Synchronisation ihrer Zeitsteuerung mit jener der Basisstation, deren Pilot-Kanal sie aufgenommen hat, geht die mobile Einheit in Leerlauf, wobei ein festgelegter Paging- bzw. Meldekanal der Basisstation überwacht wird, deren Pilot-Kanal aufgenommen wurde.
  • In dem Leerlaufzustand kann eine mobile Einheit unter anderem einen hereinkommenden Anruf empfangen oder einen Anruf einleiten. Im Leerlaufzustand lockt bzw. riegelt eine mobile Einheit sich in den Paging-Kanal ein, und zwar identifiziert durch die Sync-Nachricht, die von der Basisstation übertragen wurde, deren Pilot-Kanal die mobile Einheit aufgenommen hat. Unter der Annahme eines hereinkommenden Anrufes von dem Telekommunikationsnetzwerk 10 für die mobile Einheit 16 sendet die Systemsteuervorrichtung und ein Schalter 11 eine Nachricht für einen hereinkommenden Anruf an alle Basisstationen einschließlich der Basisstationen 12 und 14. Die Nachricht für den hereinkommenden Anruf weist Signaldaten auf, die eine einzigartige Identifikationsnummer (IN) aufweisen, die eine mobile Einheit identifiziert. Alle Basisstationen bereiten Paging-Nachrichten vor, die die Signaldaten mit einschließen, und senden sie auf einen Paging-Kanal nach außen. Die mobile Einheit, die von der IN identifiziert werden, wobei sie den Paging-Kanal einer Basisstation überwacht, empfängt und decodiert die Paging-Nachricht von einem Zugriffskanal für diese Basisstation. Die Paging-Antwort weist die einzigartige Identifikation der mobilen Einheit und die Identifikation der Basisstation auf. Dies ermöglicht, daß die Basisstation eine Verantwortlichkeit zur Verbindung des Anrufes mit der mobilen Einheit annimmt. Dies wird ausgeführt durch Zuordnung eines Verkehrskanals in eine Paging-Kanalnachricht folgend auf den Empfang der Zugriffskanalnachricht der mobilen Einheit. Der Verkehrskanal wird durch einen Kanalcode angezeigt, der in der Paging-Kanalnachricht enthalten ist. Der festgelegte Verkehrskanal wird für Vorwärts- und Rückwärtsnachrichtendaten vorgesehen, die beispielsweise Sprachdaten in dem Anruf aufweisen können.
  • Eine mobile Einheit leitet einen Anruf ein, indem sie Signaldaten auf einem Zugriffskanal zu einer Basisstation liefert, deren Pilot-Kanal sie aufgenommen hat, indem sie eine Verkehrskanalzuordnung von der identifizierten Basisstation auf dem Paging-Kanal empfängt, und den Anruf über den festgelegten Verkehrskanal leitet.
  • Die Kanalarchitektur einer Basisstation 30 ist in 2 veranschaulicht. In 2 betreibt die Basisstation 30 einen CDMA-Kanal, der mindestens fünf Codekanäle aufweist, die einen Pilot-Kanal, einen Sync- bzw. Synchronisationskanal, einen oder mehrere Paging- bzw. Meldekanäle, einen oder mehrere Verkehrskanäle und einen oder mehrere Zugriffskanäle aufweisen. Redundante Kanalelemente an der Basisstation sorgen für die physischen und funktionellen Mittel zum Senden von Informationen in mehrfachen Vorwärtscodekanälen, und dienen zur Aufnahme von Informationen in mehreren Rückwärtscodekanälen. Jedes Kanalelement weist ein Steuerelement und ein Modem auf. Vorzugsweise sind die Modems identisch, wie es durch Anwendung eines einzigen Bezugszeichens 50 angezeigt wird, um jedes Modem zu zeigen. Somit weist der Pilot-Kanal ein Pilot-Steuerelement 32 und ein Modem 50 auf, der Sync-Kanal weist ein Sync-Steuerelement 34 und ein Modem 50 auf, jeder Paging-Kanal weist ein Paging-Steuerelement 36 und ein Modem 50 auf, jeder Verkehrskanal weist ein Verkehrssteuerelement 38 und ein Modem 50 auf, während jeder Zugriffskanal ein Zugriffskanalsteuerelement 40 und ein Modem 50 aufweist. Jeder Verkehrskanal, der einem Nachrichtendatenverkehr zugeordnet ist, weist einen Vorwärtsverkehrscodekanal und einen Rückwärtsverkehrscodekanal auf, um eine Zwei-Wege-Kommunikation zwischen einer mobilen Einheit und einer anderen Einheit zu unterstützen. Die Pilot- und Sync-Kanäle sind durch ein CDMA-Systemsynchronisationselement 42 mit der Systemzeit synchronisiert, wobei dieses beispielsweise einen GPS-Empfänger aufweisen kann, der einen Punkt liefert, von dem die Pilot-Signalerzeugung versetzt (offset) sein kann. Die Pilot-Versetzung wird von der Systemsteuervorrichtung empfangen (Bezugszeichen 11 in 1). Eine Sync-Kanalnachricht und eine Gain- bzw. Verstärkungseinstellung werden durch eine Nachrichtenquelle 43 vorgesehen. Die Gesamtsteuerung und die Schaltmechanisierung für das CDMA-System hat eine lokale Steuerkomponente in jeder CDMA-Basisstation zur Weiterleitung der Vorwärtsnachricht, und Signaldaten, die auf den Vorwärts-Paging- und Verkehrskanälen zu liefern sind, und von Rückwärtsnachrichten- und -signaldaten, die auf Rückwärtsverkehr- und Zugriffskanälen empfangen werden. In der Basisstation 30 wird dieses Element durch das Bezugszeichen 44 angezeigt.
  • Vorzugsweise sind die Unterkomponenten der Vorwärts- und Rückwärts-CDMA-Kanäle durch vorbestimmte Orthogonalcodesequenzen ausgelegt, die durch Verwendung von Walsh-Funktionen erzeugt werden. Diese Sequenzen werden als Walsh-Sequenzen (WS) bezeichnet. Wie breit in den mit eingeschlossenen Patenten dargelegt wird, verwendet der Pilot-Kanal eine Walsh-Sequenz mit lauter Nullen. Dies wird in 2 durch WS = Null gezeigt. In dieser Weise sind die vorbestimmten Walsh-Sequenzen einem Sync-Kanal (WS = 32) zugeordnet, weiter zu den Paging-Kanälen (WS = Pi) und zu den Zugriffskanälen. Eine Vielzahl von Sequenzen ist für Verkehrskanalankündigungen verfügbar.
  • 3 zeigt die physische Struktur von Modems in der CDMA-Basisstation 30. Diese Modems sind identisch, und sie und ihre Bestandteile werden durch identische Bezugszeichen bezeichnet. Jedes Modem 59 weist einen Allzweck-CDMA-Modemprozessor 60 auf, in dem ein geschichtetes (layered) Kanal-Softwareelement ausgeführt wird, und eine für eine CDMA-Modemanwendung spezifische integrierte Schaltung (ASIC) 62. Die CDMA-Modem-ASICs 62 der 3 entsprechen im wesentlichen den Modems 50, die in 2 veranschaulicht sind. Jeder CDMA-Modemprozessor 60 ist mit der Systemsteuervorrichtung 44 der CDMA-Basisstation gekoppelt.
  • Es sei nun Bezug genommen auf die 4a und 4b für ein Verständnis der Modulator- bzw. Demodulatorabschnitte der Modem-ASICs 62 der 3. Jede Modem-ASIC 62 weist einen Modulatorabschnitt 63 gemäß 4a auf und einen Demodulatorabschnitt 64 gemäß 4b. Der in 4a gezeigte Modulatorabschnitt weist drei Modulatorübertragungsabschnitte auf, die Vorwärtskanalinformationsdatenströme erzeugen. Wenn man Sync-, Paging- oder Vorwärtsverkehrsdatenströme überträgt, erzeugt ein Übertragungsabschnitt einen kodierten, zwischengeschalteten (interleaved) Bitstrom, der aus Eingangsdaten erzeugt wird, die Signal- und Nachrichtendaten aufweisen. Für den Vorwärtsverkehrskanalbetrieb wird der codierte zwischengeschaltete (interleaved) Bitstrom durch eine Lang-Code-Pseudozufalls-(PN-)Bitsequenz verschlüsselt. Der Modulator der 4a kann drei Vorwärtsverbindungsinformationsbitströme bilden, die drei identischen Übertragungsabschnitten entsprechen. Wie erklärt wird, ist jeder Informationsbitstrom in einem Vorwärtscodekanal enthalten, der ein Pilot-, ein Sync-, ein Paging- oder ein Verkehrskanal sein kann.
  • Daten, die in einen Sync-, Paging- oder Verkehrskanal übertragen werden, werden zu einer Codierungs- und Zwischenschaltungs- bzw. Interleave-Schaltung 65 geliefert. Die Codierungs- und Interleave-Schaltung 65 weist einen Faltungsencoder auf, der Sync-, Paging- oder Übertragungspaketdatenrahmen (data frames) codiert, die von einem CDMA-Modemprozessor geliefert werden, und zwar zu einem Strom von codierten Symbolen. Die Datenrate kann von Rahmen zu Rahmen (frame) variieren. Die gegenwärtige Frame-Datenrate wird angezeigt durch einen Datenratenwert (DATA-RATE-Wert). Die Schaltung 65 weist auch einen Blockzwischenschalter (block-interleaver) auf, um eine Zeitaufteilung in den übertragenen Symbolen vorzusehen, um vor relativ langen Übertragungsabweichungen und Überlauf- bzw. Burst-Fehlern zu schützen. Zwei Betriebsarten des Interleaver-Betriebs werden vorgesehen: ein erster Betriebszustand ist für Verkehrskanäle und Paging-Kanäle, und ein zweiter Betriebszustand ist für Sync-Kanäle. Der Betriebszustand wird bestimmt durch den Zustand eines Betriebszustandsbits, welches in der Figur als (MODE bezeichnet wird. Wenn der gegenwärtige gepackte, codierte, zwischengeschaltete (interleaved) Datenrahmen bzw. Datenframe für einen Paging- oder Verkehrskanal ist, setzt das bevorzugte Ausführungsbeispiel einen einzigartigen langen PN-Code ein, der zu einem Langcodegenerator 66 zur Erzeugung einer einzigartigen langen PN-Codesequenz geliefert wird, der die Ausgangsgröße der Codierungs- und Interleave-Schaltung 65 in einer EXKLUSIV-ODER-Schaltung 69 verschlüsselt. Wenn die Encoder- und Interleave-Schaltung 65 gleichzeitig einen gepackten Datenrahmen einer Sync-Nachricht vorsieht, wird der lange PN-Code auf den Zustand mit überall Nullen gesetzt, was effektiv die Ausgangsgröße der Encoder- und Interleave-Schaltung 65 durch die EXKLUSIV-ODER-Schaltung unverändert durchläßt.
  • Die Ausgangsgröße der EXKLUSIV-ODER-Schaltung 69 wird in den Eingang von jedem der drei identischen Modulatorübertragungsabschnitte 70 gespeist. Jeder der Übertragungsabschnitte 70 deckt die Ausgangsgröße der EXKLUSIV-ODER-Schaltung 69 mit einer bestimmten Walsh-Sequenz (WS) ab. Die Walsh-Abdeckung garantiert eine Orthogonalität zwischen den Codekanälen. Jeder Übertragungsabschnitt 70 sieht nach der Walsh-Abdeckung eine QPSK-Spreizung über gemeinsame PN-Sequenzen vor, um in Phase liegende und Quadratur-Komponenten zu bilden. Nach dem Spreizen werden diese Komponenten durch eine FIR-Filterung bandbegrenzt, werden durch eine Leistungssteuerung-Gain-Einstellung (GS, Verstärkungseinstellung) multipliziert, und werden dann zu einem RF-Abschnitt 76 zur Verstärkung und Übertragung zu mobilen Einheiten auf dem Vorwärtskanal geliefert.
  • Für den Betrieb des Pilot-Kanals wird der EXKLUSIV-ODER-Eingang zu einem speziellen Übertragungsabschnitt 70 durch den Zustand eines PILOT-MODE-Bits ausgeschaltet, und der Abschnitt nimmt die Walsh-Sequenz aus lauter Nullen auf, und zwar zusammen mit der vorbestimmten Versetzung für die Basisstation.
  • Um den Betrieb des modularen Abschnittes zu steuern sind Speicher- und Registerressourcen auf der CDMA-Modem-ASIC im Modulatorabschnitt 63 vorgesehen. Diese weisen einen Arbeitsspeicher (RAM = random access memory) 71 und einen Registersatz 72 mit Registern auf, um den DATA-RATE-Wert für den gegenwärtigen Rahmen bzw. Frame zu speichern. Ein Bereit- bzw. Ready-Signal von der Encoder- und Interleave-Schaltung 65 zu speichern, wobei das Interleaver-Mode(IMODE-)Bit vorgesehen ist, um den Zustand des Block-Zwischenschalters bzw. Block-Interleavers einzurichten, und ein langer PN-Code, der eine lange PN-Codeeinstellung aufnimmt, die den Generator 66 für einen langen PN-Code einschaltet, um lange PN-Codesequenzen zum Verschlüsseln von Vorwärtsübertragungscodekanaldaten zu erzeugen. Drei Sätze von identischen Registern werden für die Übertragungsabschnitte 70 vorgesehen. Ein solcher Satz von Registern wird mit dem Bezugszeichen 73 angezeigt und weist einen Registerraum auf, um das PILOT- MODE-Bit aufzunehmen, ein OFFSET-Register für die Pilot-Versetzung, ein Walsh-Sequenz-(WS-)Register und ein Verstärkungseinstellungs-(GS-)Register. Auf den RAM 71, dem Registersatz 72 und die Registersätze 73 wird von dem CDMA-Modemprozessor 60 zugegriffen, um den Betrieb des Modulatorabschnittes 63 zu steuern.
  • 4b zeigt in Form eines Blockdiagramms ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Demodulatorabschnittes 64 der CDMA-Modem-ASIC 62. Der Demodulatorabschnitt weist eine Vielzahl von identischen Digitaldatenempfängern 80 auf, wobei jeder davon "Finger" genannt wird. Es gibt vier Finger 80 in dem Demodulatorabschnitt. Der Demodulatorabschnitt weist auch einen Sucher-Empfänger (searcher receiver) 92 auf. Die Finger 80 und der Sucherempfänger 92 verwenden gemeinsam einen Demodulator 88, der eine Fast-Hadamard-Transformations(FHT) Einrichtung (engine) verwendet, die eingegebene Walsh-Symbol-Energieproben verarbeitet, die entspreizt und von den Fingern 80 entschlüsselt werden. Der Zugriff auf das FHT-Engine bzw. die FHT-Einrichtung ist geslotet bzw. aufgeteilt. In dieser Hinsicht arbeitet die FHT-Einrichtung mit einer relativ hohen Rate mit Bezug auf die Raten des Finger- und Sucher-Empfänger-Betriebes, um sequentiell alle gegenwärtigen Finger- und Sucher-Empfänger-Ausgangsgrößen in der erforderlichen Zeit zu verarbeiten, um die nächsten Finger- und Sucher-Empfänger-Ausgangsgrößen zu erzeugen. Die Ausgangsgröße der FHT-Einrichtung wird zu einer Diversitätskombinationsvorrichtung (diversity combiner) und einer Entzerrungsvorrichtung (deskewer) 98 geliefert. Die Ausgangsgröße der Diversitätskombinationsvorrichtung und der Entzerrungsvorrichtung 98 werden bei 99 de-interleved bzw. entzwischengeschaltet, wird bei 100 decodiert und wird als Signal- und Nachrichtendaten an den Ausgang des Decoders 100 geliefert.
  • Der Sucher-Empfänger 92 tastet die Zeitdomäne bzw. den Zeitbereich ab, wobei er nach den größten Multipfad-Spitzen innerhalb einer Länge eines Suchfensters sucht, welche durch eine anfängliche Zeitversetzung verankert ist. Am Ende von jeder Suche liefert der Sucher-Empfänger 92 Ergebnisse an einen CDMA-Modemprozessor. In einem ersten Betriebszustand können die Suchergebnisse verwendet werden, um die Demodulatorleistung in Ansicht von Multipfad-Effekten in einem Rückwärtsverkehrskanal zu verbessern. In einem zweiten Betriebszustand kann der Sucher-Empfänger 92 eingesetzt werden, um nach Signaldaten in einem Zugangskanal zu suchen, um die Anwesenheit einer mobilen Einheit zu detektieren, die ver sucht, auf das CDMA-System zuzugreifen oder einen Rückwärtsverkehrskanal anzuwerben. Der Sucher-Empfänger 92 findet die Korrelationsenergie, die in einer speziellen Versetzung relativ zu einer Systemtaktzeit vorhanden ist, die von der CDMA-Synchronisationseinheit 42 (in 2 gezeigt) geliefert wird. In verwandter Weise findet der Sucher-Empfänger 92 die Korrelationsenergie durch Entschlüsselung und Entdeckung von Energieaufnahmen (samples) auf den Rückwärtscodekanal über die Suchfensterlänge. Die Samples bzw. Aufnahmen werden von der FHT-Einrichtung transformiert, und die Ergebnisse werden im Sucher-Empfänger 92 akkumuliert. Für Mehrpfadsuchvorgänge ist die Korrelationsenergie die maximale Energie, die in allen Walsh-Sequenzen gefunden wurde, und zwar summiert über eine vorbestimmte Walsh-Sequenz-Symbolzeit. Für frühere Suchvorgänge ist die Korrelationsenergie die Ausgangsgröße der FHT-Einrichtung für WS = Null; für Nachrichtensuchvorgänge wird die Korrelationsenergie über alle Walsh-Sequenzen aufgenommen.
  • Daher fordert der Sucher-Empfänger 92 nicht eine spezielle Walsh-Sequenz, um den Kanal freizulegen, sondern er muß eine lange PN-Codesequenz haben, um die Kanalinformationen zu entschlüsseln. Wenn man in einem Zugangskanal sucht bzw. scannt, benötigt der Sucher-Empfänger 92 ein PREAMBLE-Bit, um zwischen dem Preamble- bzw. Vor- und Nachrichtensuchbetriebszustand zu unterscheiden. Wenn das PREAMBLE-Bit gesetzt ist, sucht der Sucher-Empfänger 92 nach maximalen Energiespitzen unter Verwendung der Walsh-Sequenz mit nur Nullen; wenn das Bit zurückgesetzt ist, verwendet der Sucher-Empfänger 92 maximale Energiespitzen an den Walsh-Indices.
  • Der Sucher-Empfänger erfordert auch Massensteuerinformationen von dem CDMA-Modemprozessor, die eine Suchergebnisintegrationsperiode in der Anzahl von Symbolen zur Folge haben, weiter einen Suchwinkelweitenwert, einen Suchversetzungswert und einen Suchfensterlängenwert.
  • Schließlich nimmt der Sucher-Empfänger 92 eine lange PN-Codesequenz auf, um Informationen über den Anwender der privaten mobilen Einheit auf einen Verkehrskanal zu entschlüsseln, und um Zugangskanalinformationen zu entschlüsseln.
  • Der Sucher-Empfänger erzeugt Suchergebnisse, die zu dem CDMA-Modemprozessor zur Bewertung und Handlung geliefert werden.
  • Die Finger 80 sind im wesentlichen identisch und arbeiten gemäß der Beschreibung, die für den Betrieb des Digitaldatenempfängers in dem '459-Patent gegeben wurden. Zum Betrieb erfordert jeder Finger 80 eine Versetzung, zu der der Finger abgeschnitten wird, weiter ein Enable-Signal bzw. Einschaltsignal, einen Verriegelungsenergiewert (Log-Energie-Wert), der eine Schwelle für den Betrieb des Fingers einstellt, und einen langen PN-Spreizcode.
  • Jeder der Finger 80 kann durch seinen Offset-Wert einem spezifischen Pfad eines Mehrpfadsignals zugeordnet werden. Der Demodulator 88 weist eine Verriegelungs- und Zeitsteuerschaltung auf, die die Zeitverzögerung von jedem eingestellten Finger hält, so daß sie zur Zeitverzögerung des spezifischen Pfades paßt, dem sie zugeordnet wurde. Dies wird ausgeführt durch Anwendung einer Fehlermessung, die bestimmt, wann ein Finger zu früh oder zu spät sampelt bzw. aufnimmt, und stellt die Sampling- bzw. Aufnahmezeit gemäß vorbestimmter Zeitinkremente ein. Eine Fingerzeitsteuereinstellung wird durch die Verriegelungs- und Zeitsteuerschaltung in Form eines Vorstell- oder Verzögerungssignals (ADV/RET) vorgesehen. Die Verriegelungs- und Zeitsteuerschaltung weist auch eine Verriegelungsdetektion auf, die einen Langzeitmittelwert der maximalen Energie von jedem Finger aufnimmt, und bestimmt die Größe des Signals, welches auf dem Pfad empfangen wird, dem der Finger zugeordnet ist. Die gefilterte Energie von jedem Finger wird mit der Energie von unterschiedlichen möglichen Pfadhypothesen vom Sucher-Empfänger 92 verglichen, und wenn ein besserer Pfad gefunden wird, kann ein Finger einem neuen Pfad durch Veränderung der Versetzung bzw. Offset erneut zugeordnet werden. In Synchronisation mit den Ausgangsgrößen des Fingers 80 liefert die Verriegelungs- und Zeitsteuerschaltung in dem Demodulator 88 ein Verriegelungssignal bzw. LOCK-Signal, welches, wenn es gesetzt ist, anzeigt, daß der Finger, dessen Ausgangsgröße von der FHT-Einrichtung des Demodulators 88 verarbeitet wird, ein Signal mit einem Energiepegel liefert, der den Lock- bzw. Verriegelungsenergiewert des Fingers erreicht oder überschreitet. In diesem Fall läuft der Einstellzustand des LOCK-Signals zum Ausgang der FHT-Einrichtung durch die UND-Schaltung 97 zur Kombination und zum Entzerren (deskewing) zum Endzwischenschalten (deinterleaving) und zum Decodieren bei 98, 99 und 100.
  • Ein gemeinsam verwendeter Generator für eine lange PN-Codesequenz erzeugt die Lang-PN-Codesequenzen, die von den Fingern 80 und dem Sucher-Empfänger 92 verwendet werden, um Rückwärtskanalinformationen zu dechiffrieren. Der Generator 105 für die lange PN-Codesequenz erzeugt Sequenzen ansprechend auf eine lange PN-Codemaske, die in einem Register 106 durch den CDMA-Modemprozessor angeordnet wird.
  • Jeder Finger hat einen reservierten Satz von Registern. Ein solcher Registersatz wird von 81 in 4b gezeigt. Der Registersatz 81 weist Enable-, Verriegelungsenergie- bzw. Lock-Energie und Versetzungs- bzw. Offset-Register auf, die von dem CDMA-Modemprozessor beschrieben oder gelesen werden. Das Enable-Register speichert ein ENABLE-Bit, welches, wenn es gesetzt ist, den Finger zur Verarbeitung und Demodulation einschaltet bzw. enabelt. Das Versetzungs- bzw. Offset-Register hält den Wert der Zeitsteuerversetzung, die einem gegenwärtigen spezifischen Mehrpfad- bzw. Multipaß-Signal entspricht. Energiepositionsregister sind vorgesehen, aus denen die gegenwärtig akkumulierte Energie und die Offset- bzw. Versetzungsposition des Fingers gelesen werden können.
  • Der Sucher-Empfänger-Registersatz 93 weist ein Steuerregister auf, welches ein PREAMBLE-Bit (PB) aufweist, welches, wenn es auf einen ersten Wert eingestellt ist, den Sucher-Empfänger eine Preamble-Suche bzw. Vorsuche ausführen läßt, und welches, wenn es auf einem zweiten Wert eingestellt ist, gestattet, daß der Sucher-Empfänger im Nachrichtensuchbetriebszustand arbeitet. Der Registersatz 93 weist Symbolzahl-, Winkelbreiten- (rake width-), Versetzungs- und Längenregister auf, auf die der CDMA-Modemprozessor 60 schreibt. Diese Register enthalten etwas, was "Suchfensterparameter" genannt werden kann. Die Inhalte des Symbolzahlregisters zeigen eine Anzahl von Walsh-Symbolen, über die Energie bei jeder Versetzung eines Suchfensters zu akkumulieren ist. Die Rake- bzw. Winkelbreitenregister steuern die Anzahl der Versetzungen, aus denen ein Suchfenster besteht. Das Versetzungsregister ergibt eine anfängliche Versetzung (zeitlich), wo eine Suche zu beginnen hat. Das Längenregister ist die Zeitlänge eines Suchfensters. Bei einer Suche arbeitet der Sucher-Empfänger 92 dahingehend, daß er Symbolenergiemaxima in einem Suchfenster findet, welches von den Suchfensterparametern definiert wird. Zu diesem Zweck setzt der Sucher-Empfänger den Demodulator 88 ein, wobei er Suchergebnisse auf dem Signalpfad 94 empfängt. Die Ergebnisse des Betriebs des Sucher-Empfänger werden von dem CDMA-Modemprozessor aus einem Ergebnisregister im Registersatz 93 gelesen.
  • Der Demodulator 88 hat einen assoziierten Satz von Registern 89, einschließlich eines Fingerauswahlregisters, welches einen Finger anzeigt, dessen Ausgang zur Demodulation akzeptiert werden muß, weiter ein Walsh-Sequenz-(WS-)Indexregister, welches den Demodulator 88 dazu zwingt, Energien zu verarbeiten, die mit einem Walsh-Index assoziiert sind, der von diesem Register festgelegt wird, und ein Verriegelungsschwellenregister (LOCK-THRESH-Register), dessen Inhalte den Lock-Energiewert des eingerichteten Fingers zur Erzeugung des LOCK-Signals einstellen. Alle diese Register werden von dem CDMA-Modemprozessor 60 beschrieben.
  • Der Decoder 100 hat einen reservierten Satz von Registern 101, die ein Decodierungssteuerregister aufweisen, welches den Betrieb des Decoders 100 konfiguriert. Der Registersatz 101 weist auch ein Decoderstatusregister auf, durch welches der Decoder anzeigt, daß decodierte Daten in einem Datenregisteruntersatz in dem Satz von Registern 101 angeordnet worden sind.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, welches die strukturelle und funktionelle Aufteilung eines geschichteten (layered) Softwareelementes veranschaulicht, welches in einem CDMA-Modemprozessor ausgeführt wird. Der CDMA-Modemprozessor 60 ist einer der CDMA-Modemprozessoren, die in 3 gezeigt sind. Zusammen mit einer CDMA-Modem-ASIC 62 bildet dieser ein Modem 59.
  • In 5 ist der CMA-Modemprozessor 60 herkömmlich, wobei er eine GPU, einen Speicher und ein Betriebssystem aufweist, welches eine Steuerung über die physikalischen Ressourcen des CDMA-Modemprozessors 60 bietet, genauso wie eine Steuerung der Ausführung von Programmen mittels der physikalischen Ressourcen des Prozessors. Das Betriebssystem bietet herkömmlicherweise Dienste, die eine Programmausführung unterstützen, einschließlich jedoch nicht beschränkt auf eine Terminplanung (scheduling), eine Eingabe/Ausgabe-Steuerung und eine Ressourcenzuordnung. Ein Schichtkanal-Softwareelement ("Schichtelement" ("layered element")) 200 wird auf dem CDMA-Modemprozessor 60 ausgeführt. Während nur ein Schichtelement 200 in 5 veranschaulicht ist, sei bemerkt, daß jeder CDMA-Modemprozessor 60 in der in 3 veranschaulichten Basisstationsarchitektur identisch mit einem Schichtelement konfiguriert ist. Jedes Schichtelement bietet die Funktionalität, die nötig ist, um zu ermöglichen, daß der CDMA-Modemprozessor, auf dem es ausgeführt wird, die CDMA-Modem-ASIC ausführt, mit der er verbunden ist, um wie erforderlich zu arbeiten, um Vorwärts- oder Rückwärtscodekanalfunktionen auszuführen, wie oben beschrieben.
  • Das Schichtelement 200 weist drei Schichten auf: eine Steuerschnittstellenschicht 202, eine Anwendungsschicht (application layer) 204 und eine Vorrichtungstreiberschicht (device driver layer) 206. Jede Schicht bzw. jedes Layer richtet einen Satz von einer oder mehreren Funktionen ein. Zusammen richten die Layer die Grundlage zur Ausführung von Anwendungen ein, die den Betrieb von irgendeinem der Codekanäle in dem CDMA-Kanalbetrieb unterstützen. Die Schichten des Schichtelementes 200 richten einen Befehls- und Datenpfadweg mittels nachrichtenbasierter Kommunikation zwischen den Schichtn ein.
  • Eine Systemsteuerung wird mittels des Steuerelementes 44 eingerichtet. Das Steuerelement 44 interpretiert die Anforderungen des Telekommunikationsnetzwerkes 40, wobei diese in standardisierte Befehle für die Kanalelemente übertragen werden. Das Steuerelement 44 nimmt auch formatierte Vorwärtsnachrichten- und signaldaten von dem Telekommunikationsnetzwerk 10 auf und liefert formatierte Rückwärtsnachrichten- und -signaldaten zum Netzwerk. Die Nachrichten- und Signaldaten, die zwischen dem Telekommunikationsnetzwerk und dem Modem 59 durch das Steuerelement 44 stufenartig ausgetauscht werden, können irgendeines von einer Anzahl von Standardtelekommunikationsformaten haben, wie beispielsweise das wohlbekannte T1-Format.
  • Das Modem 59 wirkt auf Anweisungen von dem Steuerelement 44 dahingehend, daß es Dienste der physikalischen Schicht zur Verfügung stellt, wie beispielsweise die Aufnahme einer mobilen Einheit, die Vorwärtsverkehrsmodulation und die Rückwärtsverkehrsdemodulation.
  • Das Schichtelement 200 kommuniziert mit dem Steuerelement 44 durch Paketnachrichten über eine Anzahl von logisch unterschiedlichen Nachrichtenpfaden, einschließlich der Nachrichtenpfade 210, 211 und 212. Zusätzlich nimmt das Schichtelement 200 die Vorwärtsnachricht- und -signalgebungsdaten für eine Luftübertragung (OTA-Übertragung, OTA = over the air) auf dem Nachrichtenpfad 213 auf und liefert zu dem Steuerelement 44 Rückwärtsnachrichten- und -signaldaten auf dem Nachrichtenpfad 214.
  • In der Beschreibung ist bis zu diesem Punkt angenommen worden, daß das Steuerelement 44 Mehrfachkanalelemente unterstützt. Bei der Einrichtung hat die Erfinderin eine verbundene (linked) Steuerung und Schichtelement-Binärobjekte vorgesehen, die in dem gleichen CDMA-Modemprozessor ausgeführt werden. Weil jedoch das Steuerelement 44 angepaßt werden kann, wie es durch Überlegungen bezüglich der Konstruktion des Systems und des Betriebes erforderlich ist, ist es so gezeigt, daß es logisch von dem CDMA-Modemprozessor 60 in 5 getrennt ist; tatsächlich kann es auch physisch von allen Basisstation-Schichtelementen unterschiedlich sein.
  • Das Schichtelement 200 unterstützt zumindest die folgenden Anwendungen:
    • (a) Pilotanwendung,
    • (b) Sync-Anwendung,
    • (c) Paging-Anwendung,
    • (d) Zugriffsanwendung und
    • (e) Verkehrsanwendung (Traffic-Anwendung).
  • Unter der Steuerung des Steuerelementes 44 können gewisse Anwendungen gleichzeitig in einem Schichtelement 200 wie folgt ausgeführt werden:
    • (a) Pilot- und Sync-Anwendungen,
    • (b) Pilot- und Zugriffsanwendungen,
    • (c) Sync- und Zugriffsanwendungen,
    • (d) Pilot-, Sync- und Zugriffsanwendungen, und
    • (e) Paging- und Zugriffsanwendungen.
  • Das Steuerelement 44 übt eine Steuerung über den Betrieb des Modems 59 durch Ausgabe von Befehlsnachrichten aus. Das Modem 59 spricht auf jede Befehlsnachricht an, in dem es versucht, eine angewiesene Handlung auszuführen oder einzuleiten, und zwar durch Ausgabe einer geeigneten Antwort.
  • Die Befehls/Antwort-Befehlsstruktur garantiert, daß eine Antwort sofort ausgegeben wird. Die Erfinderin zieht in Betracht, daß in manchen Fällen die Antwort nur eine Bestätigung aufweisen wird, daß der Befehl gültig ist und daß auf ihn hin eine Handlung ausgeführt wird. In diesen Fällen wird das Steuerelement 44 bezüglich des Fortschrittes der angeforderten Funktion in einer oder mehreren Berichtsnachrichten auf dem Nachrichtenpfad 212 benachrichtigt. Diese Konstruktion ermöglicht, daß das Steuerelement 44 ein Stop-Halte-Protokoll mit Bezug auf die Befehls-Antwort-Nachrichtenpfade 210, 211 einrichten. Jedes Paar von Befehl und Antwort weist im wesentlichen einen Funktionsaufruf auf, wo die Befehlsnachricht die Eingangsgröße für die Funktion ist, und wo die Antwortnachricht die Ausgangsgröße ist.
  • Der Berichtsnachrichtenpfad 212 wird vom Modem 59 verwendet, um autonom das Steuerelement 44 sowohl bezüglich normaler als auch abnormer Ereignisse innerhalb des Modems 59 zu informieren. Vorzugsweise werden Befehls-, Antwort- und Berichtsnachrichten insgesamt als Steuernachrichten bezeichnet. Die prinzipiellen Steuernachrichten werden in 6 veranschaulicht. In 6 werden Befehlsnachrichten, die über den Nachrichtenpfad 210 zu dem geschichteten Element 200 geliefert werden, von rechtsgerichteten Pfeilen angezeigt, während Antwort- oder Berichtsnachrichten, die sich über die Nachrichtenpfade 211 bzw. 212 bewegen, durch linksgerichtete Pfeile angezeigt sind. In 6 gibt es eine Unterscheidung zwischen Antwortnachrichten und Berichtsnachrichten.
  • Eine einzelne Antwortnachricht wird immer von dem Schichtelement 200 auf dem Nachrichtenpfad 211 als eine Zwischenantwort auf jede Befehlsnachricht ausgegeben. Andererseits kann irgendeine Anzahl von Berichtsnachrichten durch das Schichtelement 200 über den Nachrichtenpfad 212 abhängig von der gegenwärtigen Aktivität ausgegeben werden.
  • Die Vorwärts- und Rückwärtsdatenpfade 213 und 214 tragen formatierte Nachrichten- und Signaldaten in einem Paketnachrichtenformat.
  • Die Nachrichtendurchlaßfunktionalität, die Kommunikationsvorgänge zwischen dem Steuerelement 44 und dem Schichtelement 200 unterstützt, ist herkömmlich. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sieht das Schichtelement 200 alle Schlangen und Puffer vor, die für Kommunikationsvorgänge erforderlich sind, einschließlich der Befehlsschlange 220, der Antwortschlange 221, der Report- bzw. Nachrichtenschlange 222, der Vorwärtsnachrichten- und -signalgebungsdatenschlange 223 und der Rückwärtsnachrichten- und -signalgebungsdatenschlange 224.
  • Das Schichtelement 200 weist eine Anwendungsschicht 204 auf, die eine Vielzahl von unabhängigen Anwendungen aufweist, die getrennt als Einheiten zusammengestellt bzw. kompiliert sind. Die Anwendungen weisen Vorwärtsanwendungen 240 und Rückwärtsanwendungen 242 auf. Während sie ihre funktionelle Unabhängigkeit beibehalten, verwenden diese Anwendungen gemeinsam Support- bzw. Unterstützungsmodule in Form von Treibern in der Vorrichtungstreiberschicht 206. Die Anwendungen bzw. Applikationen in der Anwendungs- bzw. Applikationsschicht 204 werden durch die Steuervorrichtungsschnittstellenschicht 202 gebunden, die ein Steuerschnittstellenmodul 227 aufweist, und die Schlangen 220, 221, 222, 223 und 224, die jeweils Nachrichtenpfaden 210, 211, 212, 213 und 214 dienen.
  • Das Schichtelement 200 weist eine Anzahl von Kompilierzeit- bzw. Compilerzeitparameter auf, die von der speziellen Einrichtung des CDMA-Modemprozessors 60 und der Konfiguration der CDMA-Modem-ASIC 62 abhängen. Die Parameter weisen beispielsweise die Anzahl der Finger, die Basisadresse der CDMA-Modem-ASIC 62, die DMA-Zuordnungen für den ASIC-Modulatorabschnitt und für den Demodulatorabschnittdecoder und externe Interrupt- bzw. Unterbrechungszuordnungen für die Systemzeitsteuerung und Interrupt-Prioritäten auf, sind jedoch nicht notwendigerweise auf diese eingeschränkt.
  • Beim Einschalten geht das Schichtelement 200 durch Vorinitialisierungs-, Vorkonfigurations- und Bereit-Zustände. In dem Vorinitialisierungszustand wird das Schichtelement 200 hochgefahren und ist nicht bereit, Befehle vom Steuerelement 44 aufzunehmen. In diesem Zustand führt das Steuerelement 44 Initialisierungsverfahren aus, die erforderlich sein können. Diese Verfahren weisen zumindest eine Initialisierung des Schichtelementes auf, was bewirkt, daß das Schichtelement 200 erforderliche Aufgaben, Schlangen und Puffer einstellt, um Kommunikationsvorgänge zwischen dem Modem 59 und dem Steuerelement 44 zu ermöglichen. Das Steuerelement 44 erklärt Nachrichtenhandhabungsinformationen für jeden der Nachrichtenpfade 210, 211, 212, 213 und 214, um zu ermöglichen, daß das Schichtelement 200 Nachrichten postet bzw. abgibt. Sobald alle Initialisierungsanforderungen erfüllt wurden, geht das Schichtelement 200 zu einem Vorkonfigurationszustand über, wobei es "Modemschnittstelle bereit" berichtet.
  • In den Vorkonfigurationszustand kann das Schichtelement 200 Befehle von dem Steuerelement 44 aufnehmen und darauf ansprechen. Das Steuerelement 44 be ginnt mit einem "Frage-Befehl", wobei ansprechend darauf das Schichtelement 200 eine Nachricht auf den Nachrichtenpfad 211 liefert, die Konfigurationsinformationen enthält. Das Steuerelement 44 gibt dann Befehle für die Systemzeitsteuerung aus. Wenn kein Pilot- bzw. Vorsteuercodekanal festgelegt wurde, kann das Kanalelement 44 einen "Set-pilot-PN-Befehl" ausgeben, der die Pilot-Versetzung (offset) für die Basisstation enthält. Zuletzt gibt das Steuerelement 44 einen "Modeminitialisieren-Befehl" aus, der bewirkt, daß das Schichtelement 200 die CDMA-Modem-ASIC 62 zu einem Leerlaufzustand initialisiert, um zu einem Bereit-Zustand überzugehen und eine "Bereit-Berichtsnachricht" auszugeben.
  • In dem Ready- bzw. Bereit-Zustand wird das geschichtete (layered) Softwareelement 200 vorbereitet, gültige Befehle auszuführen, die von dem Steuerelement 44 ausgegeben werden. Befehle, die in dem Bereit-Zustand empfangen wurden, werden bezüglich der funktionellen Eigenschaften der geladenen Softwarekonfiguration bewertet, und bezüglich des gegenwärtigen Betriebszustandes.
  • Die Steuervorrichtungsschnittstellenschicht (interface layer) 202 des geschichteten (layered) Softwareelementes 200 weist das Steuerschnittstellenmodul 227 auf, welches eine Compilierungseinheit in dem geschichteten (layered) Softwarekanalelement bildet. Das Steuerschnittstellenmodul 227 richtet eine Steuerschnittstellenaufgabe ein, die in herkömmlicher Weise arbeitet, um alle Befehlsnachrichten zu bewerten und zu verarbeiten, die von dem Steuerelement 44 aufgenommen wurden. Die Aufgabe steuert die Aktivitäten der Anwendungen in der Anwendungsschicht 204 durch Aufruf von Funktionen, die von jeder Anwendung vorgesehen werden, und durch Leiten von Steuernachrichten zu diesen.
  • Ein Nachrichtenschnittstellenmodul 228 ist in der Steuerschnittstellenschicht 202 vorgesehen, um die Nachrichtenhandhabungsfunktionen des geschichteten Softwarekanalelementes 200 einzurichten, und richtet die Schlangen 220, 221, 222, 223 und 224 ein und steuert diese.
  • Die Steuerschnittstellenschicht 202 sieht mindestens fünf Nachrichtenschlangen vor, die für das Steuerelement 44 zugänglich sind. Die Befehlsschlange 220 reiht Nachrichten ein, die Steuerbefehle und Parameter aufweisen. Die Antwortschlange 221 trägt Nachrichten, die eine sofortige Validierung oder Zurückweisung von jedem Steuerbefehl festlegen, und zwar mit Daten, wo dies geeignet ist. Die Berichts schlange 222 ist vorgesehen, um Zustandsnachrichten für das Steuerelement 44 einzustufen. Die Vorwärts-OTA-Datenschlange 223 trägt Vorwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten und assoziierte Kommunikationsparameter. Die Rückwärts-OTA-Datenschlange 224 trägt Rückwärtsverbindungsnachrichten- und -signalgebungsdaten und assoziierte Kommunikationsparameter.
  • Das Steuerschnittstellenmodul 227 extrahiert Nachrichten aus der Befehlsschlange und bewertet jede Nachricht. Das Steuerschnittstellenmodul 227 weist im wesentlichen lange Schaltzustände einrichtende spezifische Bewertungs- und Verteilungsregeln der äußeren Schicht für jede identifizierte Nachricht auf. Gültige Nachrichten können durch das Steuerschnittstellenmodul 227 verarbeitet werden oder sie können zu geeigneten Anwendungen in der Anwendungsschicht 204 geleitet werden.
  • Die Anwendungsschicht 204 enthält die Anwendungsmodule (die auch als "Anwendungen") bezeichnet werden, die die verschiedenen Betriebszustände des Kanalelementes steuern, welche die Pilot-Kanal-, die Sync-Kanal-, die Paging-Kanal-, die Vorwärtsverkehrkanal-, die Rückwärtsverkehrkanal- und die Zugriffskanalbetriebszustände einschließen, jedoch nicht auf diese eingeschränkt sind. Vorzugsweise werden im Fall eines Verkehrskanals die Vorwärts- und Rückwärtskanalbetriebszustände in einer Anwendung kombiniert. Die Anwendungen in der Applikations- bzw. Anwendungsschicht 204 sind gruppiert in Vorwärtsanwendungen, die Vorsteuer-, Sync-, Paging- und Vorwärtsverkehrbetriebszustände des Modems einrichten, und in Rückwärtsanwendungen 242, die Rückwärtsverkehrs- und Zugriffsbetriebszustände einrichten. Jede Anwendung in der Anwendungsschicht 204 sieht einen herkömmlichen Satz von Initialisierungs-, Shutdown- bzw. Abschalt- und Nachrichtenhandhabungsfunktionen vor. Jede Anmeldung kann eine oder mehrere Aufgaben einrichten, wie erforderlich. Jede Anwendung in den Vorwärts- und Rückwärtsanwendungen 240 und 242 sieht eine Standardschnittstelle zu der Steuervorrichtungsschnittstellenschicht 202 vor. In dieser Hinsicht haben alle Vorwärtsanwendungen höchstens drei logisch getrennte Nachrichtenpfade, wobei sie einen bidirektionalen Nachrichtenpfad 234 mit dem Steuerschnittstellenmodul 227, einen unidirektionalen Nachrichtenpfad 224 zur Nachrichtenschlange 222 und einen unidirektionalen Nachrichtenpfad 245 von der Vorwärts-OTA-Datenschlange 223 aufweisen. Jede Rückwärtsanwendung weist einen bidirektionalen Befehls/Antwortnachrichtenpfad 246 zu der Steuerschnittstellenaufgahe 227 und unidirektiona le Nachrichtenpfade 247 und 248 zur Nachrichtenschlange 222 bzw. zu der Rückwärts-OTA-Datenschlange 224 auf.
  • Jede der Anwendungen in der Anwendungsschicht 204 wird aufgerufen, wenn ein gültiger ENABLE-Befehl von der Steuerschnittstelle 227 in dem Steuerelement 44 aufgenommen wird. Die ENABLE-Befehle für die Vorsteuer- bzw. Pilot-, Sync-, Paging-, Zugriffs- und Verkehrsbetriebszustände sind in 6 veranschaulicht. Jede Anwendung weist weiter eine Shutdown- bzw. Abschaltfunktion auf, die aufgerufen wird, wenn ein gültiger Ausschalt- bzw. Disable-Betriebszustandsbefehl an der Steuerschnittstellenaufgabe 227 empfangen wird. Die Disable-Betriebszustandsbefehle entsprechen im wesentlichen den inversen Werten der jeweiligen ENABLE-Befehle, die in 6 veranschaulicht sind. Um somit beispielsweise eine Pilot-Betriebszustandsanwendung herunterzufahren (shutdown) wird das Steuerelement 44 einen Disable-Pilot-Befehl abgeben. Die Shutdown-Funktion fährt die Anwendung durch Spülen bzw. Löschen von Datengebieten, durch Flaschen bzw. Spülen von Schlangen, durch Schließen von offenen Treibern und durch Herunterfahren von aktiven Anwendungsaufgaben herunter. Jede Anwendung weist auch eine Steuernachrichtenhandhabungsfunktion auf, die hereinkommende Befehlsnachrichten validiert und verarbeitet, die auf Nachrichtenpfaden 243, 245 und 246 empfangen werden, die bezüglich des eingerichteten Betriebszustandes gültig sind. Die meisten gültigen Nachrichten werden einfach zu einer Steueraufgabe einer Anwendung geleitet.
  • Die Vorwärtsanwendungen 240 weisen eine Pilot-Kanalanwendung auf, die den Pilot-Codekanal betreibt, der zur Übertragung auf irgend einem Vorwärts-CDMA-Kanal erforderlich ist. Die Pilotkanalanwendung wird vollständig durch ihre Initialisierungs- und Shutdown-Funktionen eingerichtet. Sie setzt keine Aufgaben ein und öffnet keine Vorrichtungstreiber. Die Pilot-Kanalanwendung kommuniziert mittels der Vorrichtungsschnittstellenschicht 208 mit dem Modulatorabschnitt der CDMA-Modem-ASIC 62. Die Pilot-Kanalanwendung liefert das Pilot-Betriebszustandssignal, den Null-Walsh-Sequenzcode, den Pilot-Versetzungswert und die Transmitterabschnittsverstärkungseinstellung (gain setting) mittels der Vorrichtungsschnittstellenschicht 208. Diese Werte, die für einen Transmitterabschnitt registriert werden, wie oben mit Bezug auf 4a beschrieben, sind ausreichend, um einen Transmitterabschnitt in dem Modulatorteil der CDMA-Modem-ASIC zu konfigurieren, um das Vorsteuersignal zu übertragen.
  • 7 veranschaulicht eine Sync-Kanalanwendung 260, die in den Vorwärtsanwendungen 240 der Anwendungsschicht 204 eingeschlossen ist. Die Sync-Kanalanwendung erzeugt eine Sync-Kanalnachricht, die auf einen Vorwärts-CDMA-Codekanal übertragen wird. Der Sync-Codekanal trägt eine einzelne Wiederholungsnachricht, die die Basisstation identifiziert und Systemzeitsteuerinformationen zu einer mobilen Einheit fördert. Die Grenze zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sync-Kanalnachrichten trägt auch implizit Informationen, wobei sie als eine präzise Zeitmarkierung dient.
  • Die Sync-Kanalanwendung 260 ist durch den Nachrichtenpfad 244 mit der Steuerschnittstelle 227 gekoppelt und wird durch einen Enable-Sync-Befehl eingeschaltet (enabled) der einen Gain- bzw. Verstärkungseinstellungsparameter und die Pilot-Versetzung für die Basisstation aufweist. Der Enable-Sync-Nachricht folgt eine Sync-Parameter-Nachricht, die alle Parameterwerte aufweist, die notwendig sind, um die Sync-Kanalnachricht zusammenzusetzen, und um die (MODE-, Lang-PN-Code- und Übertragungsabschnittsregister in der CDMA-Modem-ASIC zum Sync-Kanalbetrieb zusammenzusetzen. Die Sync-Kanalanwendung 260 wird durch eine einzige Aufgabe gesteuert, die Sync-Kanalsteueraufgabe 261. Die Aufgabe 261 initialisiert die CDMA-Modem-ASIC-Register durch Einstellung des (MODE-Bits um den Sync-Kanalbetrieb anzuzeigen, um den langen PN-Code auf Null zu setzen, um das Pilot-Betriebszustandsbit auszuschalten (disable), um WS auf 32 einzustellen, um einen Offset- bzw. Versetzungswert einzustellen, und um die Verstärkung einzustellen. Die Aufgabe formatiert dann die Sync-Kanalnachrichtenrahmen (message frames) basierend auf den Sync-Parametern, die von der Steuerschnittstellenaufgabe 227 empfangen wurden, und reiht die formatierten Rahmen bzw. Frames auf eine codierte Treiberschlange in der Vorrichtungstreiberschicht 206. Die Sync-Kanalanwendung 260 beginnt nicht Sync-Kanalnachrichtenrahmen zu übertragen, bis eine Sync-Parameter-Nachricht von der Steuerschnittstellenaufgabe 227 mittels der Schlange 262 erhalten wird. Sobald begonnen wurde, die Sync-Kanalnachricht zu übertragen, spricht die Sync-Kanalsteueraufgabe 261 auf Signale an, die von einem Encoder-Treiber in der Vorrichtungstreiberschicht 206 zurück gegeben wurden, um sicherzustellen, daß mindestens ein Rahmen immer zur Übertragung eingereiht (queued) ist. Wenn der letzte Rahmen bzw. Frame der Sync-Nachricht gesandt wurde, formatiert die Sync-Kanalsteueraufgabe 261 erneut und stellt erneut die Sync-Nachrichtenrahmen (frames) in die Schlange. Wenn eine neue Sync- Parameter-Nachricht auf der Schlange 262 empfangen wurde, werden die neuen Parameter verwendet, um die Sync-Nachricht zu formulieren.
  • Die Vorwärtsanwendungen 240 in der Anwendungsschicht 204 weisen eine Paging- bzw. Meldekanalanwendung auf, die in 8 veranschaulicht ist. Ein Vorwärts-CDMA-Kanal kann einen oder eine Vielzahl von Paging-Kanälen haben. Jeder Paging-Kanal wird von der Basisstation verwendet, um System-Overhead-Informationen zu übertragen, und um Signaldaten zu mobilen Einheiten zu senden. Der Paging-Kanal sendet Sendenachrichten um System-Overhead-Informationen zu übertragen. Von vorn herein können diese gesendeten Overhead-Nachrichten wiederholt übertragen werden. Die gesendeten Overhead-Nachrichten haben eine geringere Priorität als der für die mobile Einheit spezifische Verkehr, außer daß sie periodisch übertragen werden müssen. Die Paging-Kanalanwendung 270 weist eine Paging-Kanaleingabeaufgabe (task) 272 auf, die die Imode-, Lang-PN-Code- und Übertragungsabschnittsregister mit Werten initialisiert, die von der Steuerschnittstelle 227 empfangen wurden. Die Eingabeaufgabe 227 greift dann auf eine Paging-Kanalnachrichtenschlange 273 zu. Die Paging-Kanaleingabeaufgabe 272 akzeptiert Paging-Kanalnachrichtenbefehle, die Overhead-Nachrichtenbefehle und für eine mobile Station spezifische Nachrichtenbefehle aufweisen. Die Paging-Kanaleingabeaufgabe 272 überträgt Overhead-Nachrichtenbefehle zu einer Overhead-Nachrichtenhalteschlange 275, in der die jüngste Version von jeder der Vielzahl von Overhead-Nachrichten gespeichert ist. Für eine mobile Einheit spezifische Nachrichtenbefehle werden bezüglich der Art sortiert; d.h., sie werden an eine von einer Vielzahl von Sortierungsschlangen 276a, 276b bis 276n angehängt, und zwar abhängig von der Art der Nachricht. Eine Paging-Kanalausgabeaufgabe 278 verwendet Overhead-Informationen, die in dem Overhead-Nachrichtenbefehl enthalten sind, und für eine mobile Einheit spezifische Befehle zur Formatierung von Paging-Kanalrahmen (channel frames). Die Paging-Kanalausgabeaufgabe 278 spricht auf ein Signal von einem Encoder-Treiber in der Vorrichtungstreiberschicht 206 an, welches sie anweist, zumindest einen Encoder-Rahmen zu jedem Zeitpunkt auf der Encoder-Treiberschlange einzureihen. Die Paging-Kanalausgabeaufgabe 278 verarbeitet die Sortierungsschlangen 276a–276n in der Abfolge. Befehle, die schnelle Wiederholungen festlegen, werden in einer dekrementierten bzw. heruntergezählten Schnellwiederholungszählung erneut eingereiht. Wenn der intern eingereihte Nachrichtenvorrat in den Sortierungsschlangen und den Overhead-Nachrichtenschlangen eine vorbestimmte Größe erreicht, gibt die Paging- Kanalanwendung 270 eine Berichtsnachricht aus, um das Steuerelement 44 zu warnen.
  • Die Rückwärtsanwendungen 242 in der Anwendungsschicht 204 weisen eine Zugriffskanalanwendung auf, die in den 9a und 9b veranschaulicht ist. Die Zugriftskanalanwendungen 290 richten den Zugriffsbetriebszustand ein und weisen eine Zugriffskanalaufgabe 291 auf. Wenn sie aktiviert wird, initialisiert die Zugriffskanalsteueraufgabe 291 die Finger-, Sucher-Empfänger-, Demodulator-, Lang-PN-Code- und Decoderregister der CDMA-Modem-ASIC. Ein Zugriffscodekanal wird von einer mobilen Einheit verwendet, um Nachrichten zu einer Basisstation zu übertragen, während die mobile Einheit nicht aktiv ist, und zwar auf einem Rückwärtsverkehrscodekanal. Ein Zugriffscodekanal wird in der Zeitrichtung in zwei Abteilungen (slots) aufgeteilt, wobei jede davon weiter in ein Vorfenster bzw. Preamble-Fenster aufgeteilt ist, und zwar gefolgt durch ein Nachrichtenfenster. Jedes Fenster hat eine Gesamtanzahl von Rahmen bzw. Frames als Länge. Die Zugriffskanalanwendung 290 sucht jedes Preamble-Fenster für einen Zugriffskanalvorläufer, der eine Übertragung durch eine mobile Einheit anzeigt. Wenn sie eine Preamble bzw. einen Vorläufer findet, versucht die Kanalsteueraufgabe 291, die entsprechende Nachricht zu demodulieren und zu decodieren. Gültige Nachrichten werden zu dem Steuerelement 44 geleitet.
  • Die Zugriffskanalsteueraufgabe 291 besteht aus einer Logik, die in 9b veranschaulicht ist. Die Logik der 9b basiert auf einer Random-Access-Architektur bzw. Arbeitsspeicherarchitektur mit Slots für einen Zugangscodekanal. Diese Architektur wird im Detail dargestellt in der Schrift Proposed EIA/TIA Interim Wide Band Spread Spectrum Digital Cellular System Dual Mode Mobile Station Base Station Compatibility Standards, veröffentlicht von der Anmelderin dieser Anmeldung am 21. April 1992. In verwandter Weise stellt die Logik der 9b einen Zeitplan für einen Versuch auf, einen Preamble-Rahmen in einen Zugriffscodekanal-Slot aufzunehmen, der zeitlich von der festgelegten Aufnahme zu einem ersten Nachrichtenrahmen des nächsten Zugriffs-Slots liegt, und wenn der Demodulatortreiber 340 in der Vorrichtungsschicht 206 aktiv ist, eine demodulierte Nachricht zusammenstellt, eine zyklische Redundanzkorrektur (CRC) in der Nachricht überprüft und die demodulierte Nachricht zu dem Steuerelement 44 überträgt.
  • Der Zugriffskanal setzt den Sucher-Empfänger in der CDMA-Modem-ASIC 62 beim Suchen nach Zugangsanforderungen von mobilen Einheiten ein. Die Logik der 9b ermöglicht es der Zugriffskanalanwendung 290, eine Preamble- bzw. Vorsuche zu planen, so daß sie beim ersten Rahmen (frame) des nächsten Preamble-Fensters in den nächsten Zugriffsslot beginnt. Wenn dies der erste Suchbefehl ist, muß der Test dahingehend, ob der Demodulator aktiv ist, versagen, und die Zugriffskanalsteueraufgabe 291 wartet darauf, daß die Suchabtastung endet oder zeitlich ausläuft. Unter der Annahme, daß die Suchabfolge zeitlich nicht ausläuft, plant die Zugriffskanalsteueraufgabe 291 dann die nächste Preamble-Suche, und testet wiederum bezüglich eines aktiven Demodulators. Wenn die vorherige Suche Erfolg gezeigt hat, wäre der Demodulator von der Aufnahme bzw. Suche zu einer Mehrpfadzugriffsnachrichtdemodulation übergegangen sein, und die Zugriffskanalanwendung 290 wird versuchen, die hereinkommenden Zugriftskanalnachrichtendaten zu verarbeiten. Am Ende eines Nachrichtenfensters wird, obwohl die Zugriffskanalsteueraufgabe 291 immer noch die letzte Nachricht verarbeiten kann, schon die nächste geplante Preamble-Suche beginnen. Wenn die Verarbeitung der vorherigen Nachricht vollendet ist, oder sofort, wenn die Vorsuche bzw. Preamble-Suche versagt hat, wartet die Zugriffskanalsteueraufgabe 291 darauf, daß die nächste Suchabtastung endet, und sich der Zyklus wiederholt. Wenn die Suchabtastung immer zeitlich ausläuft, wird ein Konfigurationsfehler dahingehend aufgetreten sein, daß die Konfiguration eine zu lange Suche erfordert, als daß sie in dem Preamble- bzw. Vorfenster vollendet werden könnte, und immer noch gestattet, daß eine Zeit zur Demodulation beginnt oder eine Zeit vor einem ersten Symbol in dem Nachrichtenfenster. Der Demodulatortreiber in der Vorrichtungstreiberschicht 206 gestattet, daß die Konfigurationszeitsteuerung getestet wird, auch wenn eine Zugriffsspitze nicht durch den Sucher-Empfänger detektiert worden sein könnte.
  • Wiederholt legt während einer Suche die Zugriffsanwendung die Suchparameter fest, die den langen PN-Code für den Kanal, die Suchfensterparameter und die Treiberaufrufe mit einschließt, die unten besprochen wurden, um die Suche festzulegen. Diese Treiber sind in der Treibervorrichtungsschicht 206. Während einer Suche leiten die Treiber die Suchergebnisse zurück. Die Ergebnisse werden durch die Zugriffsanwendung formatiert und zu dem Steuerelement 44 zur Bewertung und Vornahme einer Handlung geleitet.
  • Eine bidirektionale Verkehrskanalanwendung, die Vorwärts- und Rückwärtsanwendungskomponenten aufweist, wird von einer Basisstation und einer mobilen Einheit verwendet, um Nachrichtendaten kontinuierlich zwischen den zwei Stationen über den Lauf einer Sitzung oder eines "Anrufes" zu übertragen. Die Verkehrskanalanwendung 300, die in 10 veranschaulicht ist, richtet sowohl die Vorwärts- als auch die Rückwärtsverbindungen eines Verkehrscodekanals ein. Die Verkehrsnachrichtendaten werden in einer Vielzahl von Datenformen übertragen, und die Verkehrskanalanwendung 300 macht keinen Versuch, die Nachrichtendaten zu zergliedern, die entweder in der Vorwärts- oder in der Rückwärtsrichtung übertragen werden. Vorzugsweise werden Nachrichtendaten auf einem Verkehrscodekanal in einer Vielzahl von Datenraten übertragen. In der Vorwärtsrichtung assoziiert das Steuerelement 44 eine Datenrate mit jedem Nachrichtendatenrahmen (Daten-Frame). In der Rückwärtsrichtung überträgt die Verkehrskanalanwendung 300 alle Nachrichtendaten, die von einem Decodertreiber in der Vorrichtungstreiberschicht 206 empfangen wurden und Rahmen- bzw. Frame-Qualitätsinformationen zu dem Steuerelement 44. Die Verkehrskanalanwendung 300 macht keinen Versuch, die Rückwärtskanalrahmenrate zu bestimmen.
  • Die Verkehrskanalanwendung 300 wird in einer Vorwärtsverbindungssteueraufgabe 302 und in einer Rückwärtsverbindungssteueraufgabe 303 eingerichtet. Die Vorwärtsverbindungssteueraufgabe 302 initialisiert die CDMA-Modem-ASIC-Register mit Datenraten-, Imode-, Lang-PN-Code- und Übertragungsabschnittregisterwerten. Die Aufgabe 302 überträgt dann Vorwärtsnachrichtendatenrahmen von der Vorwärts-OTA-Datenschlange 223 zu einer Encodertreiberschlange in der Vorrichtungstreiberschicht 206. Die Vorwärtsverbindungssteueraufgabe 302 spricht auf einen Encodertreiber in der Vorrichtungstreiberschicht 206 an, um sicherzustellen, daß zumindest ein Rahmen bzw. Frame immer in der Schlange steht. Wenn der erste Rahmen übertragen wurde, sendet die Verwärtsverbindungssteueraufgabe 302 eine "Vorwärtsverbindung-offen-Berichtsnachricht" über die Berichtsnachrichtenschlange 222. In Abwesenheit von Vorwärtsnachrichtendaten von dem Steuerelement 44 weist die Vorwärtsverbindungssteueraufgabe 302 den Encodertreiber in der Vorrichtungstreiberschicht 206 an, entweder einen Null-Verkehrsframe oder einen korrupten Frame bzw. Rahmen gemäß eines gegenwärtigen Datenbetriebszustandes zu übertragen. Eine Rückwärtsverbindungssteueraufgabe 303 in der Verkehrskanalanwendung 300 tritt in einen Akquisitions- bzw. Suchzustand ein, wenn die Anwendung 300 das erste Mal eingeschaltet wird. In diesem Zustand weist die Aufgabe 303 einen Demodulatortreiber in der Vorrichtungstreiberschicht 206 an, zu versuchen, den Rückwärtsverkehrscodekanal aufzugreifen und zu demodulieren. Der Befehl wird wiederholt, bis der Demodulatortreiberzustand anzeigt, daß die Demodulation aktiv ist. Zu diesem Zeitpunkt wird eine "Rückwärtsverbindung-offen-Berichtsnachricht" zu dem Steuerelement 44 über die Berichtsschlange 222 gesandt, der Decodertreiber wird eingeschaltet, und die Aufgabe 303 tritt in einen Demodulationszustand ein. In dem Demodulationszustand spricht die Anwendung 300 auf ein Signal von einem Decodertreiber in der Vorrichtungstreiberschicht 206 an, wobei decodierte Nachrichtendatenrahmen und Rahmenqualitätsmaße zu dem Steuerelement 44 übertragen werden.
  • Die Vorrichtungstreiberschicht 206 des geschichteten Elementes 200 weist einen Encodertreiber 310, ein Hauptzeitsteuermodul 312, einen Demodulatortreiber 315 und einen Decodertreiber 316 auf. Der Encodertreiber 310 kommuniziert über einen bidirektionalen Nachrichtenpfad 311 mit einer oder mehreren Vorwärtsanwendungen 240. Der Encodertreiber 310 tritt in Gegenwirkung mit dem Modulatorabschnitt einer CDMA-Modem-ASIC, um die Übertragung von Vorwärtsdaten von einer Anwendung zum Encoderabschnittmodulator zu erleichtern. Der Demodulatortreiber 315 tritt in Gegenwirkung mit dem Demodulatorabschnitt einer CDMA-Modem-ASIC, um die Akquisition und eine Multipfaddemodulation von Rückwärtsdaten und die Übertragung von Codesymbolen zum Decoder zu erleichtern. Der Decodertreiber 316 tritt in Gegenwirkung mit dem Decoder im Demodulatorabschnitt, um die Übertragung von decodierten Rahmen bzw. Frames und Rahmenqualitätsmeßgrößen zu einer Rückwärtsanwendung zu erleichtern. Das Hauptzeitsteuermodul 312 nimmt Systemzeitsteuerinformationen von dem Systemsynchronisationselement 42 der 2 auf, um die Systemzeitsteuerung zu synchronisieren, zu dezimieren und zu verteilen.
  • Vorzugsweise exportiert jeder der Treiber 310, 315 und 316 einen Satz von Funktionsaufrufen. Viele dieser Funktionsaufrufe werden in aufgereihte Nachrichten übersetzt, die durch synchronisierte Steueraufgaben innerhalb der Treiber verarbeitet werden. In ähnlicher Weise berichtet die Steueraufgabe in jedem der Treiber 310, 315 und 316 einer Anwendung unter Verwendung von aufgereihten Nachrichten. Die Handlung des Öffnens von einem der Vorrichtungstreiber 310, 315 und 316 identifiziert die Steueranwendungsaufgaben, startet die Vorrichtungstreibersteueraufgabe und installiert irgendwelche assoziierten Interrupt-Handler.
  • Das Hauptzeitsteuermodul 312 ist in 11 veranschaulicht. Das Hauptzeitsteuermodul 312 sieht einen Mechanismus vor, um die Übertragung von Nachrichten von unabhängig codierten Modulen und den Aufruf von Funktionen mit irgendeiner Zeitsteuerunterbrechung zu synchronisieren. Das Hauptzeitsteuermodul 312 hält auch die Systemzeit aufrecht und sieht Dienste zur Umwandlung zwischen Zeitformaten vor, wie es erforderlich ist. Die Dienste des Hauptzeitsteuermoduls 312 sind für jedes Modul in dem Modem zugänglich. Das Hauptzeitsteuermodul 312 nimmt auch zweite Impulse von einer Quelle 320 in dem Systemsynchronisationselement 42 auf. Die gleichen bzw. geraden zweiten Impulse sind für einen System-Interrupt-Handler 322 vorgesehen, der alle Zeitsteuerfunktionen und Ereignisse mit der Systemzeit synchronisiert. Zusätzlich ist eine Vielzahl von Modem-ASIC-Interrupt-Handlern installiert, von denen einer bei 324 gezeigt ist, um die Zeitsteuer-Interrupts von einer CDMA-Modem-ASIC handzuhaben. Diese Interrupt-Handler unterstützen die Durchleitung von synchronisierten Nachrichten und dem Funktionsaufruf und halten interne und globale Zeitsteuervariablen.
  • Der Encodertreiber 310, der in Figur 312 veranschaulicht wird, unterstützt die Übertragung von Vorwärtsnachrichten und -signalgebungsdaten von einer Vorwärtsanwendung 240 zum Modulatorabschnitt einer CDMA-Modem-ASIC. Die Vorwärtsanwendung steuert den Encodertreiber 310 durch Aufruf eines Satzes von Unterstützungsfunktionen 311, die in dem Aufgabenraum einer aufrufenden Vorwärtsanwendung ausgeführt werden. Die Unterstützungsfunktionen 311 übertragen die Anforderungen der Anwendung in Steuerbefehle, die zu einer Encoderaufgabe 312 eingereiht werden 311a. Die Unterstützungsfunktionen 311 öffnen und schließen herkömmlicherweise den Encodertreiber 310 und reihen Rahmen bzw. frames von gepackten Signal- und Nachrichtendaten zur Übertragung mit festgelegten Raten ein. Die Encoderaufgabe 312 nimmt Steuerbefehle von den Unterstützungsfunktionen 311 über die Schlange 311a auf, verarbeitet die Befehle und extrahiert Rahmen bzw. Frames aus den Vorwärtsnachrichten- und -signaldaten von einer Eingangsschlange 313, die durch eine Sync-, Paging- oder Verkehrsanwendung geladen werden. Wiederum sendet die Encoderaufgabe 312 die Frames von gepackten Sync-Nachrichten- oder Signaldaten durch die Vorrichtungsschnittstellenschicht 208 zum RAM 71 in dem Modulatorabschnitt der CDMA-Modem-ASIC. Ein primitiver Interrupt-Handler 315, der mit dem Encodertreiber 310 installiert ist, nimmt das Ready- bzw. Bereitsignal von einer Encoder- und Interleave-Schaltung (Bezugszei chen 65 in 4a) auf, welches in dem Modulatorabschnitt einer CDMA-Modem-ASIC gelegen ist. In einem Zustand konditioniert zeigt das READY-Signal an, daß die Encoder- und Interleave-Schaltung einen anderen Rahmen bzw. Frame von Daten zur Decodierung und zum Interleaving bzw. Zwischenschalten annehmen kann. Das READY-Signal wird über den Interrupt-Handler 315 zur Encoderaufgabe 312 geleitet. Ansprechend auf das Ready-Signal wird die Encoderaufgabe den nächsten Datenrahmen zum RAM 71 zur Verarbeitung durch die Encoder- und Interleave-Schaltung senden.
  • 13 veranschaulicht die Struktur eines Decodertreibers 330. Der Decodertreiber 330 wird von einer Rückwärtsanwendung 224 aufgerufen, die Decodertreiberunterstützungsfunktionen 331 aufruft. Die Unterstützungsfunktionen 331 übersetzen die Anforderungen der Rückwärtsanwendung in Steuerbefehle, die bei 331a zu einer Decoderaufgabe 332 aufgereiht werden. Die Unterstützungsfunktionen weisen jene des Öffnens und Schließens des Treibers 330 auf, und das Auflösen einer Schlange von Frames von gepackten Rückwärtsnachrichten- und -signalgebungsdaten, die bei 333 eingereiht werden. Die Decoderaufgabe 332 verarbeitet die Befehle, die von einer der Rückwärtsanwendungen 224 auf der Schlange 331 empfangen werden, reiht die Rückwärtsrahmen bei 333 ein und signalisiert der aufrufenden Anwendung, daß die Entladung der Schlange 333 durch die Anwendung zu synchronisieren ist. Der Decodertreiber 330 installiert zumindest einen primitiven Interrupt-Handler 334, um das Decoderzustandssignal zu empfangen, welches dazu dient, den Decodertreiber 330 über die Anwesenheit eines Rahmens bzw. Frames von decodierten Daten in dem Datenregister des Satzes von Decoderregistern in einer CDMA-Modem-ASIC zu informieren.
  • 14 veranschaulicht einen Demodulatortreiber 340, der die Akquisition und Multipfaddemodulation von Rückwärtsnachrichten- und -signaldaten steuert. Der Demodulatortreiber 340 weist Unterstützungsfunktionen 341 auf, weiter eine Demodulatortreibersteueraufgabe 342 mit einer Eingangsschlange 343 zur Aufnahme von Befehlen von den Unterstützungsfunktionen 341, und eine Ausgangsschlange 344 zum Liefern eines Zustandsberichtes des Sucher-Empfängers und des Betriebs der Finger. Der Demodulatortreiber 340 weist weiter eine Sucheinrichtung bzw. ein Such-Engine 346 und eine Demodulationseinrichtung 347 auf. Der Demodulatorteiber 340 greift auf Fingerregister, Sucher-Empfänger-Register und auf die Demodu latorregister auf einer CDMA-Modem-ASIC über die Vorrichtungsschnittstellenschicht 208 zu.
  • Die Sucheinrichtung 346 und die Demodulationseinrichtung 347 teilen den Demodulatortreiber 340 in unabhängige funktionelle Komponenten auf. Von einem Modem-ASIC-Interrupt-Handler 324 in dem Hauptzeitsteuermodul 312 angetrieben führen die zwei Einrichtungen bzw. Engines jeweils die Suche und die Demodulation unter der Steuerung der Demodulatortreibersteueraufgabe 342 aus.
  • Die Demodulatortreibersteueraufgabe 342 koordiniert den Betrieb der zwei Einrichtungen 346 und 347 ansprechend auf Befehle, die auf der Schlange 343 empfangen werden mittels der Tragfunktionen 341 von einer Rückwärtsanwendung in der Anwendungsschicht 240. Die Hauptfunktionen der Demodulatortreibersteueraufgabe 342 sind es, ein Suchfenster aufzuteilen, die Sucher-Empfänger-Parameter in den Sucher-Empfänger-Registern zu aktualisieren, die Sucherergebnisse in einem Sucher-Empfänger-Ergebnisregister zu analysieren und Finger zuzuordnen.
  • Eine Rückwärtsanwendung in der Anwendungsschicht 240 steuert den Demodulatortreiber 340 durch Aufruf eines Satzes von Unterstützungsfunktionen in den Unterstützungsfunktionen 341. Die Unterstützungsfunktionen setzen die Anforderungen der Anwendung in Steuernachrichten um, die in die Steueraufgabe bei 343 eingereiht werden. Die Funktionen für die Demodulatortreibersteueraufgabe 342 sind in Tabelle 1 gegeben, die in Tabelle 1 bezeichneten Parameter sind in Tabelle II schichtmäßig dargestellt.
  • Tabelle 1
  • demodulatortreiber_öffnen (task_p, signal)
  • demodulatortreiber schließen (leer)
  • lange_PN_maske_setzen (lange_PN_maske, zeitgesteuert, Ladezeit)
  • akquisitionssuche_konfigurieren (breite, auflösung, integrationsperiode)
  • multipfadsuche_konfigurieren (breite, auflösung, integrationsperiode)
  • rückwärtsschwelle_setzen (schwelle)
  • akquirieren_und_demodulieren (start_Versetzung, Sektor, datenbetriebszustand, datenrate)
  • suchparameter (zeitgesteuert, frame_beginn)
  • demodulation_ausschalten (leer)
  • Tabelle II
  • Aufgabe_p = zu signalisierende Aufgabe, wenn eine neue Zustandsnachricht verfügbar ist.
  • signal = zu verwendendes Signal, um anzuzeigen, daß eine neue Zustandsnachricht verfügbar ist.
  • lange_PN_maske = neue lange PN-Maske, die bei einem speziellen Zeitpunkt oder bei der nächsten Superframe-Grenze zu laden ist.
  • zeitgesteuert = Boolsche Funktion, wird auf wahr gesetzt, um einen zeitgesteuerten Befehl anzuzeigen.
  • ladezeit = Systemzeit in Supertrames bzw. Superrahmen modulo 65536, bei denen die neue Maske zu laden ist (falls zeitgesteuert = WAHR).
  • breite = Suchabtastbreite in 1/8 Chips.
  • auflösung = Abtastschrittgröße in 1/8 Chips.
  • Integrationsperiode = Anzahl von Walsh-Symbolen, die pro Schritt zu akkumulieren sind.
  • schwelle = Rückwärtsverbindungsleistungssteuerschwelle.
  • startversetzung = erste Abtastversetzung in 1/8 Chips.
  • sektor = Sektor-ID, zum Aquirieren/Demodulieren.
  • datenmodus = Preamble bzw. Vorlauf (Walsh-Symbol Null) oder Verkehr (variable Daten).
  • datenrate = voll, halb, viertel, achtel oder variabel.
  • suchparameter = Energie (I2 + Q2) oder abgeschätzte Größe von (I, Q).
  • start_frame = Systemzeit in Frames, Modulo 65536, bei denen zu suchen zu beginnen ist (falls zeitgesteuert = wahr).
  • Die Akquirieren_und_Demodulieren-Funktion leitet einen einzigen Akquirierungsversuch ein, der bewirkt, daß der Demodulatortreiber 340 eine einzige Abtastung eines festgelegten Suchfensters ausführt. Wenn eine Signalspitze gefunden wird, geht der Demodulatortreiber 340 automatisch zu einer Multipfaddemodulation über und signalisiert der aufrufenden Rückwärtsanwendung in der Anwendungsschicht 240 über die Zustandsberichtsschlange 344, daß die Demodulation begonnen hat. Während der Multipfaddemodulation berichtet die Demodulatortreibersteueraufgabe 342 den Fingerverriegelungszustand und den Suchpfadzustand an die Rückwärtsanwendung in der Anwendungsschicht 240.
  • Die Sucheinrichtung 346 des Demodulatortreibers ist genauer in 15 gezeigt. Die Sucheinrichtung unterstützt Preamble- und Multipfadsuchvorgänge durch Steppen bzw. Stufen eines Sucher-Empfängers durch seine zugeordneten Suchfenster und durch Extrahieren und Integrieren der Sucher-Empfänger-Ergebnisse. Die Sucheinrichtung wird vorzugsweise als eine Zustandsmaschine (state machine) eingerichtet, die von dem Modem ASIC-Interrupt-Handlex 24 in dem Hauptzeitsteuermodul 312 eingerichtet wird (in 11 gezeigt).
  • Während die Sucheinrichtung 346 im Leerlauf (idle) ist, stellt die Demodulatortreibersteueraufgabe 342 eine Suche auf, und zwar durch Zuordnung des Sucher-Empfängers zur Abtastung gemäß festgelegter Parameter und zur Sammlung der Abtastergebnisse, die in dem Ergebnisregister der Sucher-Empfänger-Register angeordnet werden. Die Demodulatortreibersteueraufgabe 342 leitet dann eine Abtastung durch Senden einer "Abtastung-Beginnen-Befehlsnachricht" an die Slew- bzw. Abschnittbefehlsvorrichtung 350 durch eine Eingangsschlange 351 ein. Der Abtastbeginn kann nicht synchronisiert sein oder kann mittels der Interrupt-Funktionsaufrufausgabe durch das Hauptzeitsteuermodul 312 synchronisiert sein. Die Abschnitts- bzw. Slew-Befehlsvorrichtung 350 spricht auf Suchbefehle an, die durch die Schlange 351 eingegeben wurden, und zwar durch Aktualisierung von Suchfensterparametern in den Sucher-Empfänger-Registern. Effektiv ermöglicht dies, daß die Slew-Befehlsvorrichtung 350 den Sucher-Empfänger auf eine festgelegte Versetzung abschneidet (slew) und eine Abtastung bei dieser Versetzung einleitet. Während einer Abtastung läßt die Slew-Befehlsvorrichtung 350 den Sucher-Empfänger durch ihren zugeordneten Bereich von Versetzungen (offsets) laufen, wobei bei jeder Versetzung für die Dauer der Anzahl von Symbolen gestoppt wird, über die die Ergebnisse zu integrieren sind.
  • Eine Schlange 354 mit fester Länge, deren Länge gleich der Verzögerung ist, die während der Verarbeitung von Suchergebnissen angetroffen wird, wird von der Suchbefehlsvorrichtung 350 eingestellt. Mit Bezug auf 4b weist diese Verzögerung den Signalpfad von 92 bis 88 über 94 und durch 92 zu den Ergebnisregistern auf. Die Schlange 354 ist im wesentlichen ein Tag-Fifo, wobei jede Stufe davon einen Eingang für ein Suchfenster enthält. Die Sucheinrichtung 346 weist auch eine Abtastvorrichtung 353 auf, die die Ausgangsgröße der Schlange 354 empfängt, weiter einen Interrupt-Funktionsaufruf von dem Hauptzeitsteuermodul 312 und Suchergebnisse von den Suchregistern der Sucher-Empfänger-Register. Wenn der Scanner bzw. die Abtastvorrichtung 353 ein Tag von der Schlange 354 aufnimmt, extrahiert er die Inhalte der Ergebnisregister und integriert die Inhalte in Ergebnisse für die gegenwärtige Abtastung. Wenn eine Abtastung beendet wird, setzt die Slew-Befehlsvorrichtung 350 ein Abtastung-Beenden-Flag in der Pufferschlange 354. Wenn der Scanner 353 das Abtastung-Beenden-Flag empfängt, stellt er die Ergebnisse für die gegenwärtige Abtastung bei 355 zur Lieferung zu den Demodulatortreibersteuerpfaden 342 in eine Schlange.
  • Die Demodulationseinrichtung 347 unterstützt eine Multipfaddemodulation sowohl für Zugriffs- als auch für Verkehrskanäle. Die Demodulationseinrichtung 347 arbeitet auf CDMA-Modem-ASIC-Fingern, die zugeordnet sind, um kombinierte Informationen zur Demodulation durch den Demodulator in einer CDMA-Modem-ASIC zu erzeugen. Die Demodulatortreibersteueraufgabe 342 koordiniert den Demodulationsprozeß durch Senden von Fingerzuordnungsbefehlen zum Fingersteuermodul 360. Das Fingersteuermodul überträgt diese Befehle in Fingerbetriebsparameterwerte, die in die Fingerversetzungs- und Finger-Enable-Register eines zugeordneten Fingers eingegeben werden. Ein Satz von solchen Registern wird durch das Bezugszeichen 81 in 16 angezeigt; dies entspricht dem identisch nummerierten Satz von Fingerregistern in 4b. Das Fingersteuermodul 360 liest auch die Fingerenergie und die Fingerpositionsregister für den zugeordneten Finger zur Aufzeichnung der Fingerbetriebsergebnisse für die Demodulatortreibersteueraufgabe 342. Die Demodulatoreinrichtung 347 weist auch ein Demodulatorsteuermodul 370 auf, welches Befehle von der Demodulatortreibersteueraufgabe 342 aufnimmt. Diese Befehle werden durch das Demodulatorsteuermodul 370 in die Demodulatorsteuerparameter übersetzt, die in die Demodulatorregister 89 auf der CDMA-ASIC und in die lange PN-Code-Markierung eingegeben werden, die in das Register 106 in der CDMA-ASIC eingegeben werden.
  • Es sei nun Bezug genommen auf die 5, 17 und 18 zum Verständnis der Vorrichtungsschnittstellenschicht 208, die ein physisches Abstraktionsniveau der CDMA-Modem-ASICs darstellt. Die Vorrichtungsschnittstellenschicht weist drei Module auf: ein Modulatorschnittstellenmodul 380, ein Demodulatorschnittstellenmodul 381 und ein Decoderschnittstellenmodul 382. Das Modulatorschnittstellenmodul 380 ist zur Übertragung von Daten zwischen dem Schichtelement 200 und dem Speicher und den Registern in dem Modulatorabschnitt einer CDMA-Modem-ASIC vorgesehen. In verwandter Weise sind der Speicher und die Register in dem Modulatorabschnitt der CDMA-Modem-ASIC mit Bezug auf 4a erklärt worden. Das Demodulatorschnittstellenmodul 381 behandelt die Übertragung von Daten zwischen dem Schichtelement 200 und den CDMA-Modem-ASIC-Demodulatorabschnittregistern, die eine Demodulation bewirken. Diese Register entsprechen im wesentlichen den Fingerregistern, den Sucher-Empfänger-Registern, den Demodulatorregistern und den Lang-PN-Coderegistern, die zuvor mit Bezug auf 4b beschrieben wurden. Ein Decoderschnittstellenmodul 382 behandelt die Übertragung von Daten zwischen den CDMA-Modem-ASIC-Decoderregistern und dem Schichtelement 200. Die Decoderregister entsprechen den Registern, die durch das Bezugszeichen 101 gezeigt werden und mit Bezug auf 4b erklärt wurden.
  • Jedes Vorrichtungsschnittstellenmodul weist einen Satz von Funktionen und Makros auf, die eine durchgängige Schnittstelle zwischen dem Schichtelement 200 und einer CDMA-Modem-ASIC unterstützen. Die Vorrichtungsschnittstellenmodule führen die spezifischen Steuerfunktionen aus und erzeugen die spezifischen Signalverbindungen, die nötig sind um Daten zwischen einem Altzweck-CDMA-Modemprozessor und einer CDMA-Modem-ASIC zu übertragen. In dieser Hinsicht sind dies die einzigen Funktionen, die prozessorspezifisch sind. Wenn es von einem Prozeß des Schichtelementes aufgerufen wird, wird ein Vorrichtungsschnittstellenschichtmodul in dem Verarbeitungsraum des Aufrufprozesses ausgeführt, der herkömmlicherweise durch den CDMA-Modemprozessor vorgesehen wird, in dem das Schichtelement ausgeführt wird.
  • Innerhalb jedes Vorrichtungsschnittstellenschichtmoduls gibt es eine Beziehung von eins zu eins zwischen den Makros und den Funktionen, die das Modul ausmachen, und den CDMA-Modem-ASIC-Registern, den Registergruppen oder dem Speicher.
  • Wie in 17 gezeigt, ruft ein Aufrufprozeß in dem Schichtelement 200 eine Funktion oder ein Makro in einem der Vorrichtungsschnittstellenmodule 380, 381 oder 382 durch ein herkömmliches Aufrufverfahren auf. Mit dem Aufruf bezeichnet der Schichtelementaufrufprozeß einen Puffer 389, wo Daten aufzunehmen oder zu liefern sind. Mit dem Aufruf und der Pufferbezeichnung verwendet das Vorrich tungsschnittstellenmodul 380, 381 oder 382 die I/O-Einrichtungen des CDMA-Modemprozessorbetriebssystems, welches vorausgelegte I/O-Register 390 aufweist, um Daten zu den CDMA-Modem-ASIC-Registern oder von diesen zu übertragen, die in 17 durch das Bezugszeichen 391 angezeigt sind. Die Register 391 können irgend einen der Registersätze oder Speicher aufweisen, die zuvor mit Bezugnahme auf die 4a und 4b beschrieben wurden. Unter Verwendung der I/O-Einrichtungen des CDMA-Modemprozessorbetriebssystems, eines herkömmlichen Datenbuses 392 mit Adreß- und Datenleitungen und einer herkömmlichen Steuerschnittstelle 393 arbeitet das Vorrichtungsschnittstellenmodul 380, 381 oder 382 mit einem CDMA-Modemprozessor, wie in 18 veranschaulicht, um Daten zwischen dem Schichtelement 200 und dem CDMA-Modem-ASIC 62 zu übertragen.
  • In 18 nimmt das Vorrichtungsschnittstellenmodul 380, 381 oder 382 einen Aufruf von einem Prozeß auf dem Schichtelement 200 auf. Anfänglich bestimmt das Vorrichtungsschnittstellenmodul 380, 381 oder 382, ob der Aufruf oder der Interrupt zum Zwecke der Übertragung von Daten zu einer CDMA-Modem-ASIC war. Wenn dies so ist, nimmt das Vorrichtungsschnittstellenmodul 380, 381 oder 382 einen positiven Ausgang von der Entscheidung 400, greift auf die Daten in dem Datenpuffer zu, der von dem Aufrufprozeß bezeichnet wurde, formatiert die Daten, falls erforderlich, durch derartige Funktionen wie beispielsweise eine Datenbereichsüberprüfung, eine Bit-Maskierung und eine Bit-Verschiebung. Die formatierten Daten werden zu den I/O-Registern 390 übertragen, und im Schritt 404 wird die I/O-Einrichtung des CDMA-Modemprozessorbetriebssystems aufgerufen, um die Daten von den I/O-Registern zu den geeigneten CDMA-Modem-ASIC-Registern zu übertragen. Dieser Prozeß wird im wesentlichen zur Übertragung von Daten von der CDMA-Modem-ASIC umgekehrt, wenn ein negativer Ausgang von der Entscheidung 400 genommen wird. In diesem Fall werden die I/O-Einrichtungen aufgerufen, um Daten von festgelegten CDMA-Modem-ASIC-Registern zu erhalten, und die Daten werden zu den I/O-Registern 390 übertragen, werden formatiert und zu der bezeichneten Pufferstelle geliefert.
  • Die Vorrichtungsschnittstellenschicht 208 dient zum Zwecke der Isolierung des Schichtelementes 200 von den meisten prozessorspezifischen Abhängen, wie beispielsweise spezifischen Adressen der CDMA-Modem-ASIC-Register. Für gewisse Aufrufprozesse können in der Steuervorrichtungsschnittstellenschicht 202 und in der Anwendungsschicht 204 die Vorrichtungsschnittstellenschichtmodule direkt zugänglich sein. Beispielsweise erfordert die Pilot-Anwendung in den Vorwärtsanwendungen 204 nicht den Zugriff auf die Encoderregister für Pilot-Kanalbetriebsvorgänge. Für das bevorzugte Ausführungsbeispiel hat die Pilotanwendung einfach das Modulatorschnittstellenmodul 380 aufgerufen, um bezeichnete Übertragungsabschnittregistersätze zu laden, wie von dem Betrieb des Pilot-Kanals erfordert.
  • Während man somit die Erfindung mit Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben hat, ist klar verständlich, daß das fragliche Ausführungsbeispiel nur beispielhaft ist, und daß Modifikationen und Veränderungen, wie sie dem Fachmann offensichtlich werden, ohne Abweichung vom Umfang der Erfindung vorgenommen werden können, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargestellt ist.

Claims (6)

  1. Telekommunikations-Interface- bzw. Telekommunikationsschnittstellensystem zum Verbinden eines Telekommunikationsnetzwerkes mit einem Telekommunikationssystem zur Verteilung von vorwärts gerichteten Nachrichten- und Signalgebungsdaten von dem Telekommunikationsnetzwerk zu Telekommunikationssystembenutzern und zum Lenken von rückwärtigen Nachrichten- und Signalgebungsdaten von Telekommunikationssystembenutzern zu dem Telekommunikationsnetzwerk, wobei das Telekommunikationsschnittstellensystem Folgendes aufweist: Steuermittel (11), die mit dem Telekommunikationsnetzwerk und mit dem Telekommunikationssystem verbunden sind, und zwar zum Schalten von Nachrichten- und Signalgebungsdaten zwischen diesen; und eine Vielzahl von Telekommunikationsanlagen (30), die mit den Steuermitteln verbunden sind, wobei jede Telekommunikationsanlage Folgendes aufweist: eine Vielzahl von unabhängigen Mehrzweckprozessoren (60) für die Ausführung jeweiliger Modemprogramme (200) um vorwärts gerichtete Nachrichten- und Signalgebungsdaten zu empfangen und um rückwärtige Nachrichten- und Signalgebungsdaten zu empfangen; eine Vielzahl von Modemvorrichtungen (50, 59, 62) für die Modulierung von vorwärts gerichteten Nachrichten- und Signalgebungsdaten zur Verteilung an die Telekommunikationssystembenutzer und für die Demodulierung von rückwärtigen Nachrichten- und Signalgebungsdaten zum Liefern an das Telekommunikationsnetzwerk; ein oder mehrere Interfaces bzw. Schnittstellen (44), wobei jede Schnittstelle einen jeweiligen Mehrzweckprozessor (60) der einen oder mehrere Mehrzweckprozessoren mit einer jeweiligen Modemvorrichtung (50, 59, 62) der einen oder mehreren Modemvorrichtungen verbindet und Signalverbindungen und Steuerfunktionen, die spezifisch für den jeweiligen Mehrzweckprozessor sind, beinhaltet; und jedes Modemprogramm (200) angeordnet ist für eine Ausführung, und zwar in einem Mehrzweckprozessor (60) des einen oder mehreren Mehrzweckprozessoren, um vorwärts gerichtete Nachrichten- und Signalgebungsdaten zu empfangen und um rückwärtige Nachrichten- und Signalgebungsdaten zu empfangen; und wobei die Modemprogramme weiterhin angeordnet sind um: Nachrichten, die rückwärtige Nachrichten- und Signalgebungsdaten beinhalten, an das Steuermittel (11) auszugeben; Nachrichten, die vorwärts gerichteten Nachrichten- und Signalgebungsdaten beinhalten, von dem Steuermittel (11) zu empfangen; und in seinem eigenen Verarbeitungsbereich die Steuerfunktionen einer Schnittstelle auszuführen um vorwärts gerichtete Nachrichten- und Signalgebungsdaten an die Signalverbindungen der Schnittstelle zu liefern und um die demodulierten, rückwärtigen Nachrichten- und Signalgebungsdaten von den Signalverbindungen der Schnittstelle zu empfangen, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Modemprogramm Folgendes beinhaltet: Pilot-Kanalmittel (32) zum Generieren einer Pilotcodesequenz; Synchronisationskanalmittel (34) zum Erzeugen einer sich wiederholenden Synchronisationsnachricht (repeating synchronisation message); Paging-Kanalmittel bzw. Meldekanalmittel (36) zum Empfangen von vorwärts gerichteten Signalgebungsdaten von den Steuermitteln; Verkehrskanalmittel (38) zum Empfangen von vorwärts gerichteten Nachrichtendaten von dem Steuermittel; und Treibermittel (310) zur Kopplung der Pilot-Kanalmittel, Synchronisationskanalmittel, Paging-Kanalmittel und Verkehrskanalmittel an die Schnittstelle; und dadurch gekennzeichnet, dass jedes Modempro gramm Folgendes beinhaltet: Zugriffs- bzw. Access-Kanalmittel (290) zum Empfangen von rückwärtigen Signalgebungsdaten von der Schnittstelle; Verkehrskanalmittel (300) zum Empfangen von rückwärtigen Nach richtendaten von der Schnittstelle; und Treibermittel (310, 315) zur Kopplung der Zugriffs-Kanalmittel oder der Verkehrskanalmittel mit dem Interface bzw. der Schnittstelle, wobei rückwärtige Signalgebungsdaten mit den Zugriffskanalmitteln gekoppelt werden, oder rückwärtige Nachrichtendaten an die Verkehrskanalmittel gekoppelt werden.
  2. Telekommunikationsschnittstellensystem gemäß Anspruch 1, wobei das Modemprogramm (200) angeordnet ist um gleichzeitig die Pilot-Kanalmittel (32) und die Synchronisationskanalmittel (36) zu betreiben, wodurch die Pilotcodesequenz und die Synchronisationsnachricht an die Schnittstelle gekoppelt sind.
  3. Telekommunikationsschnittstellensystem gemäß Anspruch 1, wobei das Modemprogramm (200) angeordnet ist um die Pilot-Kanalmittel (32) und die Paging-Kanalmittel (36) zu betreiben, wobei die Pilotcodesequenz und vorwärts gerichtete Signalgebungsdaten an die Schnittstelle gekoppelt sind.
  4. Verfahren zum Verbinden eines Telekommunikationsnetzwerks mit einem Telekommunikationssystem für die Verteilung von vorwärts gerichteten Nachrichten- und Signalgebungsdaten von dem Telekommunikationsnetzwerk zu Telekommunikationssystembenutzern und zum Lenken von rückwärtigen Nachrichten- und Signalgebungsdaten von Telekommunikationssystembenutzern zu dem Telekommunikationsnetzwerk, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Schalten von Nachrichten- und Signalgebungsdaten zwischen dem Telekommunikationsnetzwerk und dem Telekommunikationssystem mittels Steuermitteln (11), die mit dem Netzwerk und dem System verbunden sind; Ausführen von jeweiligen Modemprogrammen (200) in einer Vielzahl von unabhängigen Mehrzweckprozessoren (60) um vorwärts gerichtete Nachrichten- und Signalgebungsdaten und rückwärtige Nachrich ten- und Signalgebungsdaten zu empfangen; Modulieren von vorwärts gerichteten Nachrichten- und Signalgebungsdaten in einer Vielzahl von Modemvorrichtungen (50, 59, 62) für die Verteilung an Benutzer des Telekommunikationssystems und Demodulieren von rückwärtigen Nachrichten- und Signalgebungsdaten zur Lieferung an das Telekommunikationsnetzwerk; Verbinden mittels einem oder mehrerer Interfaces bzw. Schnittstellen (44) eines jeweiligen Mehrzweckprozessors (60) der möglichen Vielzahl von Mehrzweckprozessoren mit einer jeweiligen Modemvorrichtung (50, 59, 62) der möglichen Vielzahl von Modemvorrichtungen, was Signalverbindungen und Steuerfunktionen, die spezifisch für einen jeweiligen Mehrzweckprozessor sind, beinhaltet; und Ausführen eines jeden Modemprogrammes (200) in einem jeweiligen Mehrzweckprozessor (60) der möglichen Vielzahl von Mehrzweckprozessorn, um vorwärts gerichtete Nachrichten- und Signalgebungsdaten zu empfangen und um rückwärtige Nachrichten- und Signalgebungsdaten zu empfangen, und zwar durch Ausgeben von Nachrichten, die rückwärtige Nachrichten- und Signalgebungsdaten beinhalten, an das Steuermittel (11); Empfangen von Nachrichten, die vorwärts gerichtete Nachrichten- und Signalgebungsdaten beinhalten, von dem Steuermittel (11); und Ausführen, in seinem eigenen Arbeitsbereich, der Steuerfunktionen eines Interfaces bzw. einer Schnittstelle um vorwärts gerichtete Nachrichten- und Signalgebungsdaten an die Signalverbindungen der Schnittstelle zu liefern und um die demodulierten rückwärtigen Nachrichten- und Signalgebungsdaten von den Signalverbindungen der Schnittstelle zu empfangen; wobei: die Vielzahl von Prozessoren, die Vielzahl von Modemvorrichtungen und die mindestens eine Schnittstelle in einer Telekommunikationsanlage enthalten sind und eine Vielzahl von Anlagen mit dem Steuermittel verbunden sind; dadurch gekennzeichnet, dass das Ausführen eines jeden Modemprogramms in einem jeweiligen Mehrzweckprozessor Folgendes auf weist; Generieren einer Pilot-Codesequenz in einem Pilot-Kanalmittel (32); Generieren einer sich wiederholenden Synchronisationsnachricht in einem Synchronisationskanalmittel (34); Empfangen von vorwärts gerichteten Signalgebungsdaten von dem Steuermittel in einem Paging-Kanalmittel (36); Empfangen von vorwärts gerichteten Nachrichtendaten von dem Steuermittel in einem Verkehrskanalmittel (38); und Koppeln der Pilot-Kanalmittel, Synchronisationskanalmittel, Paging-Kanalmittel und Verkehrskanalmittel mittels Treibermitteln (310) an die Schnittstelle; und dadurch gekennzeichnet, dass das Ausführen eines jeden Modemprogramms ebenfalls Folgendes aufweist: Empfangen von rückwärtigen Signalgebungsdaten von dem Interface in Zugriffskanalmitteln (290); Empfangen von rückwärtigen Nachrichtendaten von der Schnittstelle in einem Verkehrskanalmittel (300); und Koppeln der Zugriffskanalmittel oder der Verkehrskanalmittel an die Schnittstelle mittels Treibermitteln (310, 315), wobei rückwärtige Signalgebungsdaten an die Zugriftskanalmittel (290) gekoppelt sind oder rückwärtige Nachrichtendaten an die Verkehrskanalmittel (300) gekoppelt sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Modemprogramm (200) gleichzeitig die Pilot-Kanalmittel (32) und die Synchronisationskanalmittel (36) betreibt, wodurch die Pilot-Codesequenz und die Synchronisationsnachricht an die Schnittstelle gekoppelt sind.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Modemprogramm (200) die Pilot-Kanalmittel (32) und die Paging-Kanalmittel (36) betreibt, wodurch die Pilot-Codesequenz und die vorwärts gerichteten Signalgebungsdaten an die Schnittstelle gekoppelt werden.
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