用于CDMA无线电通信系统 中信道分配的方法和装置 本发明述及用于无线电通信系统中，尤其移动无线电系统中信道分配的一种方法和一种装置。
在无线电通信系统中，借助于电磁波，经发送和接收无线电站，例如基站或无线电站，之间的无线电接口传输例如语音，图像信息或其它数据信息。用位于为各系统安排的频带中的载频在此实现电磁波的发射。此外在从J．Biala著″Mobilfunk und IntelligenteNetze(移动无线电和智能网络)″，Vieweg Verlag，1995，中公开的GSM(全球移动通信系统)上，载频位于900MHz，1800MHz和1900MHz的范围中。对于经无线电接口用CDMA，TD／CDMA传输方法的未来移动无线电系统，例如像UMTS(通用移动电信系统)或第三代的另外的系统安排了约2000MHz频带中的频率。
从J．Mayer，J．Schlee，T．Weber著″Protocol and SignallingAspects of Joint Detection CDMA(联合检测CDMA的协议和信令特征)″PIMRC’97，Helsinki，1997，867-871页，的文献中公开了，可以通过信道合并分别给通信连接分配一个或多个通信信道，其中按GDMA传输方法每个通信信道是可以通过独有的CDMA码区分的。为了能够用不同的数据速率实现来或往于无线电站的通信连接，或者为了能够在一个通信连接上平行地运行多项业务，有利地采用信道合并的方法。在下面的说明中简化地称为信道的通信信道在此的定义是由频率信道，时隙和CDMA码组成地一种组合。代替固定分配的频道，时隙和CDMA码也可另可选择地分别采用频率跃变序列，时隙跃变序列或CDMA码跃变序列。
在例如像GSM的已知移动无线电系统中，在连接建立时或在切换时采用的信令报文含有信息元，这些信息元对于有用数据的传输规定各应分配的信道。此外在按J．Biala著Stand der Tecchnik(当前技术)的173-185页中公布了GSM移动无线电系统中的连接建立过程和切换过程。按此系统对于每个应表示的信道安排了一个自己的信息元。在TD／CDMA移动无线电系统中使用信道合并时可以给一个无线电站分配多个信道，在此在从无线电站向基站的上行方向还分别必须附加地通知一个中间序列码。对于每个应分配信道的，用一个信息元的信道分配的，从GSM移动无线电系统中已知方法的采用，在TD／CDMA移动无线电系统中会有的后果在于，出现不利地限制移动无线电系统的传输容量和灵活性的很高的信令工作量。
基于本发明的任务在于，提供在避免大信令工作量的情况下使多个信道的分配成为可能的一种方法。通过按独立权利要求1和2特征的方法解决此任务。本发明的其它扩展在从属权利要求中给出。
在按独立权利要求1的，用于在使用TD／CDMA用户分离方法的无线电通信系统中信道分配的方法中，在信令报文中通过信息元给无线电站发出信令，从可供支配的信道总和中分配至少一个信道。在信息元中通过时隙选择子信息元从时隙的规定总和中选择至少一个时隙。随后在信息元中通过码选择子信息元为每个已选择的时隙从CDMA码的规定总和中选择至少一个CDMA码，在此用于选择CDMA码的码选择子信息元的数目相当于已选择时隙的数目。
相对于当前技术按权利要求1的本方法的优点在于，通过信令报文中一个单一的信息元可以给无线电站在一个或多个时隙中分配一个或多个信道。在下行层次上以这种方式实现信道分配，首先选择至少一个时隙，和随后为每个时隙选择至少一个CDMA码，以此有利地减少信息元中用于时隙和CDMA码选择所需的子信息元的数目。在选择CDMA码时通过返回联系到当时的时隙上，只须在子信息元中规定已选择的时隙。此外在此有利地保证在时隙中选择CDMA码时的巨大灵活性，以至于例如在各时隙中所选择CDMA码的数目可以变化。
在按独立权利要求2的，用于在使用TD／CDMA用户分离方法的无线电通信系统中信道分配的方法中，从可供支配的信道总和中在信令报文中通过信息元给无线电站发送至少一个信道的分配的信令。在信息元中通过码选择子信息元从CDMA码的规定总和中选择至少一个CDMA码。随后在信息元中通过时隙选择子信息元从时隙的规定总和中选择至少一个时隙，在此在每个所选择的时隙中利用所选择的CDMA码。
按权利要求2的本方法拥有的优点在于，通过在其上选择一个或多个CDMA码的和随后选择一个或多个时隙的层次结构来减少子信息元的数目。通过在多个时隙中使用相同的CDMA码为了信道分配每次仅一个单一的码选择和时隙选择子信息元是必要的。
按本发明的一个第一进一步发展，在信息元中通过频道选择子信息元从频道总和中附加选择上行或下行方向用的频道，在此时隙的选择是与已选择的频道有关的。
根据本发明的第一进一步发展，按一个第二进一步发展在信令报文中为每个附加的频道通过附加的信息元给无线电站发出附加信道的分配的信令，在此附加信息元的构造相当于信息元的构造。
此特征有利地使得有可能，可以在信令报文中给基于其技术构成有能力在多个频道上发射或接收的无线电站，分配多个频道中的信道。在此又以这种方式实现分配，为每个频道安排一个信息元或一个附加的信息元。
按另一个进一步发展在信息元中通过总和时隙子信息元给出时隙的总和，和／或通过总和码子信息元给出一个时隙用的CDMA码的总和。通过该特征可以将时隙的数目和／或每个时隙的CDMA码的数目很灵活地与例如针对信道传输容量的要求相适配。
按本发明的另一个进一步发展在信息元中对于上行方向通过总和中间序列子信息元给出中间序列的总和，并且随后为每个所选择的时隙通过每次一个选择中间序列子信息元从中间序列的总和中选择一个中间序列。在此构成上，在例如每个频道采用的中间序列数目的一般确定之后，在其中已选择无线电站用的CDMA码的每个时隙中有利地对于所有的信道仅采用一个共同的中间序列。因此在分配中间序列时有利地减少信令工作量，并且不仅在无线电站中，而且在基站中能方便信号处理。
按本发明的一个其它的进一步发展由无线电站从信息元的长度中求出应分配信道的数目。在此无线电站有能力，从信息元中的子信息元长度中求出应分配给无线电站的信道数目。
据根以上的进一步发展给按一个其它的进一步发展的无线电站通过长度字段通知信息元的长度，因此已经在信道分配开始之前使得信息元的总长度对于无线电站是已知的。这一点有利地用于通过无线电站较迅速处理包含在信息元中的信息。
按本发明的一个其它的进一步发展互相独立地在信令报文中给无线电站分配上行方向用的和下行方向用的信道。通过此构成可以有利地通过各自不同数目信道的分配来实现上行和下行方向用的不对称数据速率。
在以下的附图中示出了本发明的实施例。在此所示的是：
图1为无线电通信系统的，尤其是移动无线电系统的方框图，
图2为无线电接口帧结构的和无线电字块构造的示意图，
图3为向无线电站分配信道的信令序列，
图4为具有信息元信令报文AC的结构，
图5为信息元DCD／附加DCD的结构，
图6为信息元UCD／附加UCD的结构，
图7为通过子信息元的信道分配，
图8为信息元DCD／附加DCD的结构，
图9为信息元UCD／附加UCD的结构，和
图10为通过子信息元的信道分配。
图1中所示的和实施为移动无线电系统的无线电通信系统由互相联网的、或建立通向固定网PSTN的通道的许多移动交换站MSC组成。此外这些移动交换站MSC是与用于分配无线电技术资源的每次至少一个装置RNM连接的。这些装置RNM中的每一个又使得通向至少一个基站BS的连接成为可能。这样的基站BS是一种无线电站，此无线电站经无线电接口可以建立通向，例如像无线电站MS或别的移动和固定终端设备那样的，其它无线电站的连接。通过每个基站BS形成至少一个无线电小区C。在分区的情况下或在层次的小区结构上对于每个基站BS也管理多个无线电小区C。
由按本发明的无线电通信系统使用这种结构的功能集(Funktionalitaet)；此功能集却也是可以借用到例如像具有无线用户连接端的用户接入网那样的、另外的无线电通信系统上的，在这些无线电通信系统中本发明可以得到采用。
从图2中可以看出无线电接口的帧结构。按照TDMA组分考虑了将例如带宽B=1．2MHz的宽带频段划分为例如8个时隙ts0至ts7的多个时隙ts。频段B之内的每个时隙ts形成一个频道fk。按帧结构在宽带频段B内划分相继的时隙ts。因此八个时隙ts0至ts7汇集成一个帧。
在使用TDD传输方法时，在上行方向利用时隙ts0至ts7的一部分，而在下行方向利用时隙ts0至ts7的一部分，在此例如在下行方向上的传输之前进行上行方向的传输。一个转换时间点SP位于这之间。在此情况下上行方向用的频道fk相当于下行方向用的频道fk。其它的频道fk是以相同方式结构化的。
在安排用于有用数据传输的频道fk之内，以无线电字块传输多个连接的信息。用于有用数据传输的这些无线电字块由具有数据d的段组成，在这些字块中分别插入了具有在接收方面已知的训练序列tseq1至tseqn的段。这些数据是用精细结构，扩展码c(CDMA码)连接独有地扩展的，以至于在接收一侧例如n个连接是通过这些CDMA组分可分离的。
具有Q个码片(Chip)数据的各个符号的扩展促使，在符号持续期间tsym之内传输持续时间tchip的Q个子段。在此Q个码片形成独有的CDMA码c。此外在时隙ts之内安排了用于补偿相继时隙ts连接的不同信号传播时间的一个保护时间gp。
图3展示向位于通过基站BS无线电技术覆盖范围中的无线电站MS成功分配信道用的信令序列。在此仅示出了相对于从GSM移动无线电系统中已知算法的扩展。
基于GSM移动无线电系统以这种方式实现向无线电站MS分配信道的实施，即基站BS向无线电站MS传输信令报文AC(″指令分配″-访问指令)，在此信令报文中请求此无线电站，对于有用信息的传输采用规定的信道。无线电站MS用信令报文″分配已实施″确认分配的成功实施。
图4以表格形式展示信令报文AC的结构。除了表中未列举的其它信息元之外，信令报文AC由如UCD(上行信道描述符)和DCD(下行信道描述符)的信息元组成。这些信息元是有约束力的(强制的)，并且基于此事实在表的右列中是用m标志的。可以任选地给这些信息元UCD和DCD添加例如像附加UCD(附加上行信道描述符)和附加DCD(附加下行信道描述符)或信道方式的其它信息元。这些任选的信息元在右列中是用″o″标志的，在此标志″*″表明，在信令报文AC中这些信息元也可以是多次代表的。例如对于应外加分配给无线电站MS的每个频道fk，将信令报文AC扩展一个相应的附加信息元附加UCD或附加DCD。
信息元UCD说明，在上行方向的规定频道fk中应采用哪些信道。如果无线电站MS在上行方向利用多个频道fk，信令报文AC则对于每个其它的规定频道fk分别含有附加的信息元附加UCD。与此类似对于下行方向用的信道分配通过信息元DCD和附加DCD进行，在此在上行和下行方向上的各自的频道fk数目可以是不同的。
为了在TD／CDMA无线电通信系统中规定采用的信道，在此应产生信道合并的和上行和下行方向用的不对称信道数目的可能性，成为必要的是，相应地构成包含在信令报文AC中的信息元UCD或DCD。例如为了规定上行方向用的信道，以下的信息是必要的：
-频道或频率跃变序列，
-时隙或时隙跃变序列，
-CDMA码或码跃变序列，
-中间序列码，和
-载波业务(调制方式和交织方式)。
此外对于信令报文AC结构的设计可以有利地利用这种事实，即在上行和／或下行方向上分配多个信道时，这些信道是包含在频道fk的至少一个共同时隙ts中的，以便可以以较少的计算工作量在无线电站MS的接收装置中进行信号处理，并且以便彷佛必须仅对于时隙ts的持续时间激活接收以及发射装置。仅对于一个时隙ts不够用的情况，才在多个时隙ts中分配信道，这些时隙却有利地位于一个频道fk中。
在接收信令报文AC的时刻通过先行的信令，无线电站MS拥有以下的信息，在无线电站正在逗留的无线电小区C中可以采用哪些
-频道或频率跃变序列，
-时隙或时隙跃变序列，
-CDMA码系列和必要时哪个CDMA码跃变序列，和
-上行方向上的中间序列码。
基于这些参数，通过四个数据规定上行方向上的信道，而通过三个数据-在下行方向上的中间序列码是先验已知的-规定下行方向上的信道。
按照从GSM移动无线电系统中已知的技术条件，信息元例如由三个字段，一个类型字段T，一个长度字段L和一个值字段W组成。当信息元是可选择的或有条件的时，采用类型字段T。类型字段T用于命名信息元，并且在有约束力的信息元上不需要类型字段T，因为这些信息元通过在信令报文AC中的它们的位置是已经可以识别的。当子信息元的长度1在值字段W中不是先验已知时，需要长度字段L。长度字段例如是8比特长的，拥有八位字节的数目作为内容值字段W由其组成。
图5和6中示范地表示的信息元DCD或UCD分别拥有相当于上述三个字段类型的格式T-L-W。信息元DCD或UCD在信令报文AD中是可以以规定的形式采用为约束性的信息元的，而以作为附加DCD和附加UCD的同一形式可以采用为任选的信息元的。如果应采用信息元DCD或UCD为约束性的信息元的话，则可以通过删去类型字段T将格式缩减到形式L-W上。值字段W是每次由多个子信息元组成。各信息元DCD或UCD中的各字段或子信息元的长度是在表的右列中以比特说明的。
图5以表格形式示范地表示信息元DCD或附加DCD的结构。采用信息元DCD或附加DCD，以便对于可选择的频道fk选择来自从基站BS通向无线电站MS的下行方向用的可能信道总和中的一个子组(Untermenge)。对于此选择假设，
-在无线电站正好位于其中的无线电小区中采用的频道fk或频率跃变序列对于无线电站MS是已知的，在此示范地采用最多27=128个频道fk或频率跃变序列，
-在无线电小区中示范地采用对于无线电站MS是已知的，最多25=32个时隙ts或时隙跃变序列，和
-中间序列基本码对于无线电站MS是已知的。
在信息元DCD的第一行中给出了类型字段T，在第二行中给出了长度字段L和在其它的行中给出了值字段W的子信息元。在表的右列中给出了当时字段的或子信息元的，以比特计的长度。具有″*″的子信息元的标志意味着，此子信息元可能多次出现。
在值字段W的第一行中登录了具有7比特长度的频道选择子信息元Nr_fk，此频道选择子信息元从可能的128个频道fk中选择一个。值字段W的所有其它后续的子信息元各自涉及此已选择的频道fk。在值字段W的第二行中的总和时隙子信息元Nr_ts给出，事先规定的频道fk是划分为多少个时隙ts或时隙跃变序列的。5个比特的总和时隙子信息元Nr_ts的长度允许，最多可安排25=32个时隙ts数目。
在值字段W的第三行中给出了时隙选择子信息元ts_flags。给每个存在的时隙ts分配一个标志(flag)，当选择各自的时隙ts时，设置此标志。以比特计的时隙选择子信息元ts_flags的长度因此相当于时隙ts的数目，并且因此取自于总和时隙子信息元Nr_ts。在以下的说明中用变量NR_tsges表示通过时隙选择子信息元ts_flags设置的标志的总数。
在值字段W第四行中的总和码子信息元Nr_c给出，在时隙ts之内存在多少CDMA码c或分离的CDMA码跃变序列。5个比特的Nr_c的长度使得安排最多数目25=32个CDMA码c成为可能。
由一个或多个码选择子信息元c_flags结束值字段W。这些码选择子信息元c_flags对于在时隙ts之内规定的每个CDMA码c准确含有一个标志，可以设置此标志，以便选择码c。以比特计的码选择子信息元c_flags的长度相当于每个时隙ts的，从Nr_c中已知的CDMA码c的数目。对于每个所选择的时隙ts分别存在着码选择子信息元c_flags。出于此原因码选择子信息元c_flag用的比特的总数相当于Nr_c的数目乘以所选择时隙ts的总数Nr_tsges。
与上行方向上的信道技术条件相反，在下行方向上的信道技术条件上可以放弃中间序列的数据，因为基站BS对于下行方向上的所有信道采用相同的中间序列。
图6中表示了信息元UCD或附加UCD的结构。采用信息元UCD，以便对于可选择的频道fk选择从无线电站MS通向基站BS上行方向用的总和信道的子组。对于此选择假设，
-在无线电站正好位于其中的无线电小区中采用的频道fk或频率跃变序列对于无线电站MS是已知的，在此采用最多27=128个频道fk或频率跃变序列，
-在无线电小区中采用对于无线电站MS是已知的、最多25=32个时隙ts或时隙跃变序列，
-中间序列基本码对于无线电站MS是已知的，和
-如何从中间序列基本码中求出最多25=32个中间序列码对于无线电站MS是已知的。
信息元UCD是与信息元DCD同一构造的，在此值字段W外加地扩充一个总和中间序列子信息元Nr_m和一个中间序列选择子信息元m-flags。总和中间序列子信息元Nr_m表示中间序列码m的数目。类似于信道选择子信息元c-flags对于每个所选择的时隙ts安排了一个中间序列选择子信息元m-flags，由此导至，信息元UCD含有类型m-flags的Nr_tsges子信息元。
在一个时隙中每次仅采用一种载波业务时，对于当时的时隙ts采用一个单个的中间序列m是可能的，由此有利地减少信令工作量。对于一个时隙ts中每个信道用的中间序列m的当时选择，例如在一个时隙ts之内利用多种载波业务时，可以通过附加的中间序列选择子信息元m-flags扩充信息元UCD，这些中间序列选择子信息元m-flags除了选择的时隙ts之外各自附加地涉及在其中选择的CDMA码c。
在TDD系统中采用本发明时，在此TDD系统上如图2中所示的那样在相同频道fk中传输上行和下行方向的信息，可以通过例如信令报文中的其它信息元实现上行和下行方向共同用的频道fk的选择，在此，时隙ts和CDMA码c的随后的选择可以集中地返回联系到此选择上。
图7中示范地通过表格中的各个子信息元表示了上行和下行方向用的信道分配序列。在表格的第一左列中列举了各自子信息元的名称。第二列含有以比特计的各自子信息元的长度。在第三列中登录了比特序列用的示范性值，对于时隙ts0至ts7和CDMA码c0至c7的选择或标记采用这些值。右列含有用于较易理解此表格的解释。
在表格的第一行中通过总和时隙子信息元Nr_ts确定所先行选择的频道fk用的时隙ts数目。所示比特序列的二进制值产生每个频道fk的8个时隙ts0至ts7的数目。在第二行中通过时隙选择子信息元ts_flags的示范地说明的比特序列，在相应地列表的时隙ts0至ts7中标记和选择时隙ts0至ts3，在此分别通过二进制的1实现标记。
在图7的表格的第三行中通过总和码子信息元Nr_c规定时隙ts中的可采用CDMA码c的数目。示范地说明的比特序列产生每个时隙ts的8个CDMA码c0至c7的数目。在随后的行四和五中，现在，对于在第二行中所选择的时隙ts0至ts3，通过相应的比特序列选择时隙ts0中的CDMA信道c0和c1或时隙ts3中的CDMA信道c4和c5。在此又通过二进制的1实现CDMA码的标记。所选择的CDMA码是任意按数目和位置选择的-时隙ts0中的三个CDMA码的和时隙ts3中的仅一个CDMA码的示范性标记同样是可设想的-。在此本发明允许很灵活地选择所希望的参数。
通过总和时隙子信息元Nr_ts和总和码子信息元Nr_c规定每个频道fk的时隙ts的数目，以及每个时隙ts的CDMA码c的数目，在无线电通信系统的无线电接口的一般而不可变化构成上是废弃不用的，因此有利地进一步减少信令工作量。
图8和9中以表形式所示的信息元DCD或UCD相当于图5和6中的信息元DCD或UCD，在此改变了子信息元的层次序列。在图8和9的信息元DCD或UCD中，紧接着通过频道选择子信息元Nr_fk选择频道之后，进行通过码选择子信息元c-flags的CDMA码c的选择。与图5和6相反此子信息元c-flags只出现一次，此子信息元是通过CDMA码c的集中选择建立的。随后通过时隙选择子信息元ts_flags给所选择的CDMA码c分配一个或多个时隙ts。这种选择减少在各信息元DCD或UCD中的子信息元的数目，可是必须保证，所选择的CDMA码c在各自所选择的时隙ts中提供支配。
图10示出通过信息元DCD或UCD的信道分配，在此，按在对图8和9的阐述中已说明的序列进行分配。在通过未表示的频道选择子信息元Nr_fk选择频道之后，在表的第一行中进行每个时隙ts的CDMA码c数目的规定。示范性说明的比特序列产生每个时隙ts的8个CDMA码c0至c7的数目。在表的第二行中通过码选择子信息元c-flags选择CDMA码c0和c1，在此，通过借助于二进制1的标记进行选择。
对于这些所选择的CDMA码c0和c1，在通过总和时隙子信息元Nr_ts规定每个信道fk的时隙ts数目之后，在表的第三行中，随后在第四行中选择时隙ts0和ts3。又通过借助于示范性说明的比特序列中的二进制1的标记，进行时隙ts0和ts3的选择。作为图10中信道分配的结果，各自给无线电站MS已分配了时隙ts0和ts3中的CDMA码c0和c1，在此，在该实例上是否对于上行或下行方向进行信道分配是无关紧要的。