DE69901437T2 - Verfahren und Empfänger zum Schlichten von Kollisionen in der physikalischen Schicht bei einem Protokoll mit wahlfreiem Zugriff - Google Patents

Description

• Das Feld der Erfindung ist die Erkennung und das Schlichten von Kollisionen zwischen Paketen in einem System, in dem eine Vielzahl von Sendern mit einem Protokoll mit wahlfreiem Zugriff Datenpakete zu einem Empfänger sendet, zum Beispiel per Funk.
• In der untenstehenden Beschreibung wird der Begriff "Kollision" zur Beschreibung benutzt, dass ein Empfänger mindestens zwei Pakete empfangen hat, deren Inhalt mindestens teilweise überlagert ist und die von Sendern kommen, für die es kein Hinweis ermöglicht, beim Empfänger zwischen ihnen zu unterscheiden. Eine Kollision wird durch eine herkömmliche Methode zur Kollisionserkennung erkannt: Jedes von einem Sender gesendete Paket enthält nicht nur ein Feld mit Informationsbits, sondern auch ein Feld, das Redundanzbits enthält, die mit einem vorher festgelegten Algorithmus auf der Grundlage der Informationsbits berechnet wurden. Die Redundanzbits können zum Beispiel auf der Grundlage der Verwendung eines Paritätsbits, eines Hamming-Codes oder eines zyklischen Blockcodes (CRC) berechnet werden, wobei der CRC am weitesten verbreitet ist. Wenn ein Paket empfangen wird, berechnet der Empfänger auf der Grundlage der Informationsbits, die er empfangen hat, die Redundanzbits, wozu er denselben Algorithmus verwendet, der im Sender des Pakets verwendet wurde. Wenn der Vergleich eine Übereinstimmung zwischen den empfangenen und den neu berechneten Redundanzbits zeigt, wird angenommen, dass das Paket fehlerfrei empfangen wurde, andernfalls ist das Paket fehlerhaft, und es wird angenommen, dass der Fehler auf einer Kollision beruht.
• Das der Kollision entsprechende Signal besteht aus der mindestens teilweisen Überlagerung von mindestens zwei Paketen. Zum Zweck der Berechnung der Redundanzbits behandelt der Empfänger eine solche Überlagerung von Paketen jedoch als ein einzelnes Paket, das im folgenden als "resultierendes" Paket bezeichnet wird, und in dem das Informations-Bitfeld und das Redundanz-Bitfeld so definiert sind, als ob man es nur mit einem Paket zu tun hätte. Der Signalpegel der Bits im resultierenden Paket ist die Summe der Signalpegel der entsprechenden Bits in den Paketen, die kollidiert sind.
• Nach dem bisherigen Stand der Technik erkennt der Empfänger nur, dass eine Kollision stattgefunden hat und ignoriert den Inhalt der Pakete, die kollidiert sind. Die Schlichtung der Kollision ist die Aufgabe eines Kommunikationsprotokolls zwischen Sender und Empfänger.
• Ein Beispiel für ein derartiges Protokoll bildet das Protokoll Aloha. Beim Senden jedes Pakets startet der Sender einen Zeitgeber, der angehalten wird, wenn eine Quittung für dieses Paket vom Empfänger eintrifft. Wenn bei Ablaufen des Zeitgebers die Quittung nicht empfangen wurde, bedeutet dies, dass eine Kollision aufgetreten sein könnte, und der Sender sendet dasselbe Paket erneut, nachdem eine zufällig festgelegte Zeitdauer verstrichen ist.
• Ein derartiges Kommunikationsprotokoll wird im allgemeinen in einem Funknetz implementiert, während ein mobiles Endgerät die Verbindung zum Netz anfordert. In diesem Augenblick hat das mobile Endgerät noch keinen fest zugeordneten Kanal, und es muss auf das Netz über einen Kanal zugreifen, der durch wahlfreien Zugriff gemeinsam genutzt wird.
• Diese Lösung hat den Nachteil, dass im Netz ein hoher Gesamtpegel an Störungen erzeugt wird, der durch die zahlreichen erfolglosen Verbindungsversuche hervorgerufen wird.
• Außerdem wird die zum Aufbau einer Verbindung benötigte Zeit durch den Mechanismus erhöht, durch den die Pakete, die kollidiert sind, wiederholt werden. Das Dokument "Mobile radio slotted ALOHA with capture and diversity", Zorzi, M., Wireless Networks, US, ACM, Band 1, Nr. 2, Seite 227-239, legt eine Mobilfunk-Umgebung mit wahlfreien Zugriff offen, in der das Protokoll Slotted ALOHA für wahlfreien Zugriff verwendet wird, und in der eine Kollision nicht notwendigerweise alle beteiligten Pakete zerstört. Eines der beteiligten Pakete kann erhalten bleiben, wenn dieses Signal die anderen dominiert, d. h. wenn der Störabstand (SIR) größer als ein vorher festgelegter Schwellwert ist, wird angenommen, dass das Paket, welches die anderen dominiert, korrekt empfangen wurde (Modell auf SIR-Basis). Darüber hinaus wird offengelegt, dass mehr als ein Paket eine Kollision nur überleben können, wenn mehrere Antennen/Empfänger benutzt werden. In diesem Fall ist es möglich, die an jeder Antenne empfangenen Signale getrennt zu betrachten. Für jede Antenne wird das Modell auf SIR-Basis angewendet, um "überlebende" Pakete wiederzugewinnen.
• Eine spezielle Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Schlichten von Kollisionen, das es ermöglicht, die erneute Übertragung der Pakete, die kollidiert sind, zu verhindern.
• Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, den Verbindungsaufbau zu beschleunigen, wenn er auf einem Protokoll mit wahlfreiem Zugriff auf einen gemeinsamen Kanal beruht.
• Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Empfängers, der dieses Verfahren implementiert.
• Diese und weitere unten angegebene Ziele der Erfindung werden durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 5 und durch einen Empfänger gemäß Anspruch 6 bis 8 erreicht.
• Es ist von Vorteil, dass gewöhnlich eine Quittung direkt vom Empfänger erzeugt werden kann, wodurch es vermieden wird, die Pakete, die kollidiert sind, zu wiederholen.
• Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführung deutlich, die durch eine nicht einschränkende Erläuterung gegeben wird, sowie durch die begleitenden Figuren, in denen:
• - Fig. 1 ein Kanalprofil zeigt, das einer Kollision zwischen zwei Paketen entspricht;
• - Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführung eines Empfängers gemäß der Erfindung zeigt;
• - Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführung der Mittel zeigt, die für die verschiedenen Kombinationen verantwortlich sind, welche die Bestimmung der verschiedenen Sender erlaubt; und
• - Fig. 4 ein Flussdiagramm zeigt, wie die Implementation des Verfahrens der Erfindung abläuft.
• Damit der Rest der vorliegenden Beschreibung verstanden wird, ist es an diesem Punkt zweckmäßig, ein Konzept einzuführen. Ein Empfänger des sogenannten "Rake"-Typs ist durch die Tatsache gekennzeichnet, dass er es ermöglicht, innerhalb eines mehrfachen Signals, das aus der Überlagerung einer Vielzahl von "Einheits-"Signalen besteht, die alle dasselbe Nutzsignal enthalten, aber von denen jedes eine andere Verzögerung aufweist, den Beginn jedes dieser Einheits-Signale zu erkennen. Die Einheits-Signale werden dann so kombiniert, das sich ein resultierendes Signal ergibt, für welches das Signal-Rauschverhältnis optimiert ist. Die Anfänge der Einheits-Signale werden durch das Vorhandensein derselben Sequenz von "Pilot"-Bits in jedem Einheits-Signal erkannt. Ein Beispiel für ein mehrfaches Signal, das aus Einheits-Signalen besteht und das auf den Fall der Funkübertragung anwendbar ist, ist die Überlagerung eines direkten Signalpfades und sekundärer Pfade, die gedämpft und verzögert sind und die sich durch Mehrwege-Ausbreitung ergeben. Legt man das Mehrfach-Signal an einen Korrelator an, der eine Korrelation des Mehrfach-Signals mit der Sequenz von Pilotbits durchführt, ist es möglich, ein Signal zu erzeugen, das für die Leistung repräsentativ ist und in dem die Spitzenwerte an bestimmten Zeitpunkten anzeigen, dass die Korrelation erfolgreich ist und dass die gesuchte Sequenz von Bits vorhanden ist. Die verschiedenen Korrelations-Spitzen werden als "Finger" des Signals bezeichnet. Die Amplitude eines Spitzenwertes ist proportional zum Pegel, der dem Nutzsignal entspricht. Somit wird ein Schwellwert festgelegt, um nur die Spitzenwerte der Leistung auszuwählen, die oberhalb des erwähnten Schwellwertes liegen. Als allgemeine Regel ist der für den Schwellwert gewählte Wert abhängig vom Rauschpegel und von den Störungen, die im Empfangssignal beobachtet werden. Das Dokument "Performance of a RAKE demodulator with pre-decision multipath thresholding", Kane JR. E. et al. Proceedings of the military communications conference, IEEE, Seite 1025-1029, legt ebenfalls einen RAKE-Empfänger offen, der für den Empfang von Signalen mit gespreiztem Spektrum über einen Mehrwege- Kanal benutzt wird. Der RAKE-Empfänger führt Signalkomponenten des Pfades wieder zusammen, um die Leistungsfähigkeit der Datenübertragung zu erhöhen. Der RAKE- Empfänger wählt starke Mehrwege-Signalkomponenten aus (über dem Schwellwert) und weist schwache Komponenten mit anderen Verzögerungen zurück. Alle ausgewählten starken Mehrwege-Komponenten werden wieder zusammengeführt, indem die Verzögerung zwischen ihnen beseitigt wird und die in jeder von ihnen enthaltenen Signale überlagert werden.
• Fig. 1 zeigt ein Kanalprofil, das einer Kollision zwischen Paketen entspricht. Die drei Zeitachsen 1, 2 und 3 haben denselben Zeit-Ursprung. Auf den drei Zeitachsen 1, 2 und 3 ist die Dauer eines Zeitschlitzes IT markiert, während dessen der Empfänger eine Kollision erkennen kann.
• Zeitachse 1 stellt den Empfang eines ersten Pakets während Zeitschlitz IT dar; Spitzenwert P11 repräsentiert die Korrelation mit der Sequenz von Pilotbits zwischen dem Signal, das dem direkten Weg für ein erstes Paket entspricht, während Spitzenwert P12 die Korrelation mit der Sequenz von Pilotbits für ein Signal darstellt, das einem verzögerten Pfad des ersten Pakets entspricht.
• Zeitachse 2 stellt den Empfang eines zweiten Pakets während Zeitschlitz IT dar; Spitzenwert P21 repräsentiert die Korrelation mit der Sequenz von Pilotbits für das Signal, das dem direkten Weg für ein zweites Paket entspricht, während Spitzenwert P22 die Korrelation mit der Sequenz von Pilotbits für ein Signal darstellt, das einem verzögerten Pfad des zweiten Pakets entspricht.
• Zeitachse 3 stellt die Überlagerung der Zeitachsen 1 und 2 während Zeitschlitz IT dar, und somit das Kanalprofil, wie es vom Empfänger empfangen wird.
• Das Verfahren der Erfindung, wie in einem Empfänger der Erfindung implementiert, versucht den Inhalt des Signals zu verarbeiten, das eine Kollision zwischen einer Vielzahl von Paketen darstellt, indem es die Finger des Empfangssignals auswählt, deren Leistungspegel über dem Schwellwert liegen. Diese Finger werden dann auf verschiedene Arten kombiniert, um die Konfigurationen zu erkennen, für welche die resultierenden Pakete fehlerfrei sind und für welche es möglich ist, die verschiedenen Sender zu bestimmen, von denen die kollidierenden Pakete stammen.
• Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführung eines Empfängers der Erfindung.
• Dieser Empfänger wurde so konstruiert, dass er in einer Basisstation eines Übertragungsnetzes vom CDMA-Typ installiert werden kann, um Kollisionen zwischen Informationspaketen zu schlichten, die von verschiedenen Endgeräten des CDMA-Netzes kommen. Ein solcher Empfänger dient zur Aufrechterhaltung eines geringen Störpegels, der ein kritischer Punkt für die Effektivität des CDMA-Netzes ist, und vermeidet die Wiederholung von Paketen, die kollidiert sind.
• Ein Informationspaket besteht aus einem Kopf und einem Nachrichtenteil. Der Kopf ist charakteristisch für die Spreizungs-Sequenz, die dem Endgerät zugeordnet wurde, welches das Paket sendet. Die Endgeräte senden Informationspakete zur Basisstation, indem sie ein Protokoll mit wahlfreiem Zugriff auf einem Kommunikationskanal verwenden, der in Zeitschlitze aufgeteilt ist und der von allen Endgeräten gemeinsam genutzt wird. Der wahlfreie Zuriff erfolgt geregelt, so dass jedes Paket innerhalb eines Zeitschlitzes von der Basisstation empfangen wird. Die Dauer eines Zeitschlitzes ist länger als die Dauer eines Pakets. Es liegt keine Kollision vor, wenn nur ein Paket in einem Zeitschlitz empfangen wird oder wenn im selben Zeitschlitz Pakete empfangen werden, die von Stationen kommen, welche verschiedene Spreizungs-Sequenzen verwenden. Ein Kollision tritt auf, wenn eine Basisstation Pakete im selben Zeitschlitz empfängt, die von mindestens zwei Stationen kommen, welche dieselbe Spreizungs-Sequenz benutzen, wobei in diesem Fall die Pakete denselben Kopf haben.
• Der Empfänger hat eine Empfangsantenne 10, die das empfangene Signal an einen Speicher 11 und an einen Korrelator 12 weiterleitet. Im Speicher 11 wird das in einem Zeitschlitz enthaltene Signal gespeichert, und der Korrelator 12 ermöglicht es, die Finger im Empfangssignal auszuwählen, die einen Leistungspegel haben, der größer als ein Schwellwert 5 ist. Der Speicher 11 und der Korrelator 12 sind mit Kombinierer-Mitteln 13 verbunden, die es ermöglichen, die Beiträge der Finger des Signals miteinander zu kombinieren. Die Kombinierer-Mittel 13 liefern ein Signal, das durch eine Kombination an den CRC-Prüfungs- Mitteln 14 erhalten wird, die auf die Kombinierer-Mittel 13 wirken. Die CRC-Prüfungs-Mittel 14 sind an Sender-Erkennungs-Mittel 15 angeschlossen, die selbst an Mittel 16 zum Senden einer Quittung des erkannten Senders angeschlossen sind.
• Der Korrelator 12 ist so konstruiert, dass er im Empfangssignal das Vorhandensein eines Kopfes sucht, der aus einer bekannten Sequenz von Pilotbits besteht, und die Leistung angibt, mit welcher der Kopf im Empfangssignal auftritt. Der Korrelator 12 antwortet mit einem Signal, das einen Spitzenwert aufweist, der dem direkten Pfad entspricht, und andere Spitzenwerte mit kleinerer Amplitude, die Sekundär-Pfaden entsprechen, welche bezogen auf den direkten Pfad verzögert sind.
• Speziell in dem Fall einer Kollision zwischen zwei Paketen, die denselben Kopf aufweisen, gibt der Korrelator zwei Spitzenwerte ab, die den Haupt-Pfaden der beiden Pakete entsprechen. Der Abstand zwischen den beiden Spitzenwerten ist von der Entfernung der Sender von den Basisstationen abhängig, und je größer der Entfernungsunterschied, um so größer ist der Abstand zwischen den Spitzenwerten. Das Ausgangssignal des Korrelators 12 ermöglicht es, die verschiedenen Finger des Signals zu erkennen, die eine Leistung aufweisen, die größer als der Schwellwert S ist. Das Vorhandensein eines Spitzenwertes des Ausgangssignals des Korrelators 12 mit einer Leistung über dem Schwellwert zeigt an, dass ein Primär- oder Sekundär-Pfad von einem Sender vorhanden ist, der die Sequenz von Pilotbits benutzt, die vom Korrelator 12 gesucht werden. Die Position eines Spitzenwertes innerhalb des betrachteten Zeitschlitzes macht es möglich, die Ausbreitungszeit im Vergleich zum Beginn des Zeitschlitzes zu bestimmen. Jeder Signalfinger wird vom Korrelator 12 mit einer Verzögerung und einem Leistungspegel verbunden.
• Der Zweck der Kombinierer-Mittel 13 ist es, nur die Beiträge von geeignet gewählten Fingern zu berücksichtigen, um die verschiedenen Pakete, die kollidiert sind, optimal wiederherzustellen.
• Somit wird in manchen Fällen die Auswahl eines Fingers, der den größten Leistungspegel hat, einen ausreichenden Signalbeitrag liefern, um ein Paket wiederherzustellen. In anderen Fällen ist es nur durch Kombination dieses Fingers, der den größten Leistungspegel hat, mit anderen Fingern, die mehreren Pfaden desselben Pakets entsprechen, möglich, ausreichende Signale zusammenzusetzen, um das Paket wiederherstellen zu können.
• Fig. 3 zeigt den Aufbau des Kombinierer-Mittels 13. An seinem Eingang benutzt Kombinierer-Mittel 13 die Anzeigen der verschiedenen Verzögerungen der Signalfinger, die vom Korrelator 12 ausgewählt wurden, sowie den Inhalt des Zeitschlitzes, wie er im Speicher 11 abgelegt wurde. Die Kombinierer-Mittel haben N Verzögerungsleitungen 211, 212, ..., 21N, und auf jede folgt ein zugehöriger Speicher 221, 222, ..., 22N, wobei N die Anzahl der Signalfinger ist, die vom Korrelator 12 ausgewählt wurden. Die von einer Verzögerungsleitung angewendete Verzögerung entspricht einer der Verzögerungen, die am Ausgang des Korrelators 12 angegeben werden und charakterisiert einen Signalfinger. Die kürzeste Verzögerung entspricht Verzögerungsleitung 221, und die größte Verzögerung der Verzögerungsleitung 22N. Der Inhalt eines an eine Verzögerungsleitung angeschlossenen Speichers entspricht dem Inhalt des in Speicher 11 gespeicherten Signals, verzögert um die zur Verzögerungsleitung gehörende Verzögerung. Auf jeden Speicher 221, 222, ..., 22N folgen Decoder-Mittel 231, 232, ..., 23N zur Decodierung des Signals, das im zugehörigen Speicher enthalten ist. Jedes der Mittel 231, 232, ..., 23N entspricht einer Signal- Entspreizungs-Einheit, welche die Spreizungs-Sequenz benutzt, die zum Signal gehört und einer Kanal-Bewerter-Einheit, mit der eine Gewichtung des Signals, dessen Spreizung rückgängig gemacht wurde, möglich ist. Die Decoder-Mittel 231, 232, ..., 23N sind jeweils über Schalter 241, 242, ..., 24N mit den Summierer-Mitteln 25 verbunden. Die Schalter 241, 242, ..., 24N ermöglichen es, den Beitrag, der von einem beliebigen der N parallelen Pfade kommt, bei der Summation zu berücksichtigen oder nicht. Die Summierer-Mittel 25 sind an die Mittel zur CRC-Prüfung 14 angeschlossen.
• Die Schalter werden gesteuert durch Steuer-Mittel 26 geöffnet oder geschlossen, wobei die Ergebnisse benutzt werden, die von den Mitteln zur CRC-Prüfung 14 empfangen werden, sowie die relativen Leistungen der verschiedenen Finger, die von Korrelator 12 erhalten werden.
• Die Steuer-Mittel 26 verfügen vorzugsweise über einen Satz gespeicherter Kombinationen, von denen jede zu einer bestimmten Konfiguration von Positionen für die verschiedenen Schalter 241 bis 24N gehört. Die verschiedenen Kombinationen werden gesteuert durch die Steuer-Mittel 26 zeitlich nacheinander angelegt. Das von den Mitteln zur CRC-Prüfung 14 erhaltene Ergebnis ermöglicht es, über die Steuer-Mittel 26 die nächste anzulegende Kombination zu bestimmen.
• Von den Summierer-Mitteln 25 erhalten die Mittel zur CRC-Prüfung 14 ein Signal, dass die Mittel zur CRC-Prüfung 14 als ein Informationspaket behandeln, das dieselbe Struktur wie ein einzelnes Paket hat. Die Mittel zur CRC-Prüfung 14 bestimmen, ob das Paket, das aus dem aktivierten Beitrag resultiert, irgendwelche Fehler enthält oder nicht. Wenn das resultierende Paket keine Fehler enthält, wird das Paket an das in Fig. 2 gezeigte Mittel zur Sender-Erkennung 15 angelegt, welches den Sender eines Paketes erkennen kann, das an einer Kollision beteiligt war. Jedes gesendete Paket enthält vorzugsweise in seinem Informationsfeld ein Feld, welches die Angabe seines Senders enthält. Die Mittel 15 entnehmen den Hinweis auf den Sender aus diesem Feld.
• Wenn im Kommunikationssystem ein Mittel zur Kanalcodierung benutzt wird, befindet sich das Mittel zur Decodierung (in den Figuren nicht gezeigt) vorzugsweise zwischen dem in Fig. 2 gezeigten Kombinierer-Mittel 13 und dem CRC-Prüfungs-Mittel 14. Das Kombinierer-Mittel 13 liefert "weiche" Bits, d. h. Bits in der Form von Signalpegeln, an das Decodier-Mittel, das wiederum "harte" Bits an das CRC-Prüfungs-Mittel 14 liefert, d. h. Bits in der Form "0" oder "1".
• Eine Implementierung des Verfahrens der Erfindung wird in Form eines Flussdiagramms in Fig. 4 gezeigt.
• Die benutzten Mittel zur Fehlererkennung basieren auf einer CRC-Prüfung. Das Verfahren umfasst folgende Schritte.
• - Schritt 31: Das während eines Zeitschlitzes empfangene Signal wird gespeichert. Der Zeitschlitz entspricht vorzugsweise der Dauer eines Zeitschlitzes in Crenellated Aloha. Wenn Pure Aloha benutzt wird, wird der Zeitschlitz so gewählt, dass er eine Kollision enthält.
• - Schritt 32: Die Finger des Signals, deren Leistung über einem Schwellwert liegt, werden erkannt. Für jeden Finger wird seine Verzögerung bezogen auf den Anfang des Zeitschlitzes und die Leistung seines Korrelations-Spitzenwertes bestimmt.
• - Schritt 33: Die Finger werden kombiniert, um ein resultierendes Paket zu erhalten.
• - Schritt 34: Die CRC-Prüfsumme des resultierenden Pakets wird geprüft. Wenn die CRC-Prüfsumme korrekt ist, fährt das Verfahren bei Schritt 35 fort, andernfalls geht es zurück zu Schritt 33, wenn noch nicht alle möglichen Kombinationen versucht wurden. Wenn alle Kombinationen versucht wurden, fährt das Verfahren bei Schritt 42 fort.
• - Schritt 35: Der erste Sender wird erkannt.
• - Schritt 36: Eine Quittung wird zum ersten Sender gesendet.
• - Schritt 37: Finger, die einen Beitrag zur Minimalkombination, die eine korrekte CRC-Prüfsumme ergeben hat, geliefert haben, werden entfernt.
• - Schritt 38: Die Finger werden kombiniert und man erhält ein resultierendes Paket.
• - Schritt 39: Die CRC-Prüfsumme des resultierenden Pakets wird geprüft. Wenn die CRC-Prüfsumme korrekt ist, fährt das Verfahren bei Schritt 40 fort, andernfalls geht es zurück zu Schritt 38, wenn noch nicht alle möglichen Kombinationen versucht wurden. Wenn alle Kombinationen versucht wurden, fährt das Verfahren bei Schritt 42 fort.
• - Schritt 40: Sender-Erkennung. Wenn sich der Sender vom ersten Sender unterscheidet, fährt das Verfahren bei Schritt 41 fort, andernfalls geht es zurück zu Schritt 38, wenn noch nicht alle möglichen Kombinationen versucht wurden. Wenn alle Kombinationen versucht wurden, fährt das Verfahren bei Schritt 42 fort.
• - Schritt 41: Eine Quittung wird zum zweiten Sender gesendet.
• - Schritt 42: Weiter mit dem nächsten Zeitschlitz und Rücksprung zu Schritt 31.
• Die Prozedur zur Kombination der Finger in Schritt 33 geht vorzugsweise so vor, dass die erste Kombination allein aus dem Beitrag des Fingers besteht, der den höchsten Leistungspegel hat und der als "Haupt"-Finger bezeichnet wird. Bei jedem Aufruf der Prozedur durch das Steuer-Mittel 26 wird der Beitrag eines weiteren Fingers zur Kombination hinzuaddiert, so dass alle Zwei-Finger-Kombinationen, die den Haupt-Finger enthalten, angelegt werden, und dann alle Drei-Finger-Kombinationen, die den Haupt-Finger enthalten, und so weiter, bis eine erste Kombination gefunden wird, die zu einer korrekten CRC- Prüfsumme führt. Diese Kombination stellt die Minimalkombination dar, die eine korrekte CRC-Prüfsumme liefert, d. h. alle Finger, die sie ausmachen, kommen notwendigerweise vom selben Sender. Als Folge davon kann die Suche nach einem weiteren Sender implementiert werden, indem die Finger der ersten Kombination aus der Suche entfernt werden. Schritt 38 wird aus Schritt 33 abgeleitet, indem alle Finger, die zur Erkennung der ersten Konfiguration beigetragen haben, aus den zu kombinierenden Fingern entfernt werden.
• Ein weiteres Verfahren zur Kombination von Fingern besteht aus dem Versuch, alle möglichen Kombinationen der verschiedenen Finger zu versuchen;
• Es gibt
• mögliche Kombinationen für N ausgewählte Finger. Der Sender eines resultierenden Pakets, das zu einer korrekten CRC-Prüfung führt, wird mit den Sendern verglichen, die bereits erkannt wurden, und wird nur zur Liste hinzugefügt, wenn er nicht bereits in ihr aufgeführt ist. Eine Quittung wird an jeden einzelnen erkannten Sender gesendet.
• Das durch die Schritte 31 bis 42 beschriebene Verfahren reicht vorzugsweise aus, um nur zwei unterschiedliche Sender zu suchen, wobei die Mehrzahl von Kollisionen abgedeckt wird, wenn man davon ausgeht, dass die Wahrscheinlichkeit, dass drei oder mehr Sender, die identische Köpfe verwenden, alle Pakete senden, die kollidieren, sehr gering ist. Trotzdem kann das Verfahren auf die Suche nach mehr als zwei Sendern, deren Pakete kollidiert sind, erweitert werden, wobei die Suche nach einem weiteren Sender so implementiert wird, dass alle Finger, die bereits zur Erkennung eines Senders geführt haben, aus dem Satz der für Kombinationszwecke benutzten Finger entfernt werden.
• Es ist möglich, dass das beschriebene Verfahren es unter unglücklichen Umständen nicht ermöglicht, beliebige Kombinationen von Fingern zu erkennen, die zu einer korrekten CRC-Prüfsumme führen, oder dass nur eine solche Kombination gefunden werden kann. Derartige unglückliche Umstände können durch einen sehr hohen Störpegel verursacht werden oder dadurch, dass Finger überlagert werden, die Paketen entsprechen, die von unterschiedlichen Sendern kommen, die durch das Verfahren nicht behandelt werden können. Unter solchen Umständen bleibt das nach dem Stand der Technik beschriebene Verfahren, das auf der Aktivierung eines Zeitgebers beruht, ein zuverlässiges Mittel zum Schlichten der Kollision. Aus diesem Grund wird das Verfahren der Erfindung vorzugsweise zusätzlich angewendet und nicht als Ersatz des Verfahrens nach dem bisherigen Stand der Technik.

Claims (8)

1. Ein Verfahren zum Schlichten von Kollisionen zwischen Paketen, die von verschiedenen Sendern mit einem Protokoll mit wahlfreiem Zugriff zu einem Empfänger gesendet werden, wobei ein Signal, das den kollidierten Paketen entspricht, beim Empfänger empfangen wird, und das Verfahren einen Schritt zur Erkennung des Vorliegens von Fehlern in einem Paket und einen Schritt der Erkennung des Senders eines korrekt empfangenen Pakets umfasst, und das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es aus folgenden Schritten besteht:

- Korrelation des Empfangssignals mit einer vordefinierten Sequenz von Pilotbits, um Korrelations-Spitzenwerte zu erzeugen, die hier Finger genannt werden;

- Auswahl der Finger, die einen Leistungspegel haben, der größer als ein Schwellwert-Pegel ist;

- Suche einer ersten Konfiguration von Beiträgen von mindestens einem der ausgewählten Finger, die eine Wiederherstellung eines ersten fehlerfreien Pakets ermöglicht, und Erkennung des zugehörigen Senders, der als erster Sender bezeichnet wird; und

- Suche einer zweiten Konfiguration von Beiträgen von mindestens einem der ausgewählten Finger, die eine Wiederherstellung eines zweiten fehlerfreien Pakets ermöglicht, und für welches der zugehörige Sender sich vom ersten Sender unterscheidet.

2. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Erkennung von Fehlern für jedes der wiederhergestellten fehlerfreien Pakete auf einer CRC-Prüfung beruht.

3. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es auch den Schritt des Sendens einer Quittung an jeden erkannten Sender umfasst.

4. Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Suche nach der ersten Konfiguration die folgenden Schritte umfasst:

- Auswahl des Fingers, der den höchsten Leistungspegel hat;

- Suche nach der Minimalkonfiguration der Beiträge von Fingern, um die Wiederherstellung eines fehlerfreien Pakets zu ermöglichen; und

- Ausschluss der Finger, welche die Minimalkonfiguration bilden, aus der Suche nach der zweiten Konfiguration.

5. Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Zellular-Mobilfunknetz vom Typ CDMA während der Stufe verwendet wird, in der Verbindungsnachrichten zwischen einem Endgerät und einer Basisstation ausgetauscht werden, und in dem eine Kollision auftritt, wenn die Basisstation Verbindungsnachrichten von mindestens zwei Endgeräten empfängt, die unterschiedliche Köpfe innerhalb einer vorher festgesetzten Zeitdauer benutzen.

6. Ein Empfänger zum Empfang von Paketen, die von verschiedenen Sendern, die ein Protokoll mit wahlfreiem Zugriff verwenden, gesendet werden, wobei der Empfänger Mittel (14) zur Erkennung des Vorhandenseins von Fehlern in einem Paket und Mittel (15) zur Erkennung des Senders eines Pakets, das korrekt empfangen wurde, enthält, und der Empfänger dadurch gekennzeichnet ist, dass er folgendes enthält:

- Mittel (11) zur Speicherung des Signals, das in einer vorher festgelegten Zeitdauer empfangen wurde;

- Mittel (12) zur Korrelation des empfangenen Signals mit einer vordefinierten Sequenz von Pilotbits, um Korrelations-Spitzenwerte zu erzeugen, die hier Finger genannt werden;

- Mittel (12) zur Auswahl von Fingern, die einen Leistungspegel haben, der größer als ein Schwellwert ist; und

- Mittel (25) zur Kombination von Beiträgen von mindestens einem der ausgewählten Finger, gefolgt von den Mitteln (14) zur Erkennung des Vorhandenseins von Fehlern und von Mitteln (15) zur Erkennung des Senders; und

- Steuer-Mittel (26) zur Bestimmung aufeinanderfolgender unterschiedlicher Kombinationen von mindestens einem der ausgewählten Finger, die an die Mittel (25) zur Kombination der Beiträge angelegt werden, bis ein erstes wiederhergestelltes fehlerfreies Paket erkannt wird und zur Bestimmung nachfolgender Kombinationen von mindestens einem der ausgewählten Finger die an die Mittel (25) zur Kombination der Beiträge angelegt werden, bis ein zweites wiederhergestelltes fehlerfreies Paket erkannt wird, das einen anderen Sender hat als das erste fehlerfreie Paket.

7. Ein Empfänger gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (14) zur Erkennung des Vorliegens von Fehlern aus einem CRC-Block für jedes der wiederhergestellten fehlerfreien Pakete bestehen.

8. Ein Empfänger gemäß einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger auch Mittel zum Senden einer Quittung an jeden der erkannten Sender enthält.