Ein Kommunikationssystem stellt für eine Ubertragung von Daten zwischen einer Datenquelle und einer Datensenke ein oder mehrere physikalische Obertragungskanäle bereit. Die Ubertragungskanäle können unterschiedlichster Art sein, z. B. für eine leitungsgebundene Obertragung mit elektrischen oder optischen Signalen oder für eine Funkübertragung über eine Funkschnittstelle mit Hilfe elektromagnetischer Wellen. Im Folgenden interessiert insbesondere die Funkübertragung.

Die Funkübertragung wird in Mobilfunksystemen genutzt, um eine Verbindung zu nichtstationären Teilnehmerendgeräten herzustellen. Eine Mobilstation eines Mobilfunksystems ist ein solches nichtstationäres Teilnehmerendgerät. Die Mobil- station kann innerhalb der Netzabdeckung von beliebigen Standorten aus eine Verbindung anfordern bzw. es kann eine Verbindung zur Mobilstation aufgebaut werden. Das weitver- breitetste Mobilfunksystem ist GSM (global system for mobile communications), das für einen einzigen Dienst, zur Sprach- übertragung entwickelt wurde. Die Datenrate dieses Dienstes wurde als konstant angenommen. Das GSM-Mobilfunksystem wird als System der 2. Generation bezeichnet.

Für die darauffolgende, die 3. Mobilfunkgeneration, die z. Z. in Europa unter der Bezeichnung UMTS (universal system for mobile communications) standardisiert wird, ist im Gegensatz

dazu eine Mehrzahl von Diensten vorgesehen, die innerhalb eines Ubertragungsprotokolls übertragen werden sollen.

Die Standardisierungsdokumente ETSI SMG2/UMTS L23 expert group, Tdoc SMG2 UMTS-23 257/98, vom 6.10.1998, Tdoc SMG2 508/98 und Tdoc SMG2 515/98, vom 16.11.1998, geben einen Überblick über den heutigen Entwicklungsstand der Standar- disierung und insbesondere über die Anforderungen dahinge- hend, wie ein Ubertragungsprotokoll den Transport von Daten mehrerer Dienste unterstützen kann.

Die Nutzung eines gemeinsamen physikalischen Kanals für die Übertragung von Daten mehrerer Dienste setzt voraus, daß eine eindeutige Abbildungsvorschrift die Zuordnung der Dienste zu unterschiedlichen Segmenten des physikalischen Kanals angibt.

Ein physikalischer Kanal wird beispielsweise durch ein Fre- quenzband, einen Spreizkode (CDMA code division multiple access) und ggf. einen Zeitschlitz innerhalb eines Rahmens definiert.

Zur Beschreibung der Abbildungsvorschrift werden folgende Be- griffe verwendet : Transport Format (TF) : Ein Transportformat definiert eine Datenrate, eine Kodierung, eine Verwürfelung (Interleaving), eine Datenratenanpassung durch Punktierung und eine Fehlerschutzvorschrift eines Transportkanals für einen Dienst.

Transport Format Set (TFS) : Hiermit wird ein Satz möglicher Transportformate bezeichnet, die für einen speziellen Dienst erlaubt sind.

Transport Format Combination (TFC) : Dieser Begriff gibt eine mögliche Kombination von Transport- formaten der verschiedenen Dienste an, die auf einen gemein- samen physikalischen Kanal abgebildet werden.

Transport Format Combination Set (TFCS) : Hiermit wird ein Satz möglicher TFC als Teilmenge aller TFC bezeichnet, die für eine spezielle Verbindung erlaubt sind.

Transport Format Combination Identifier (TFCI) : Diese Information gibt die aktuell verwendete Kombination von Transportformaten innerhalb des TFCS an.

Beispiele zu den Transportformaten können ETSI SMG2/UMTS L23 expert group, Tdoc SMG2 UMTS-23 257/98, vom 6.10.98, S. 14-16, entnommen werden.

Für eine bedarfsgerechte Wahl der aktuell verwendeten Kombi- nation von Transportformaten der verschiedenen Dienste ist eine Anderbarkeit des TFC und damit eine regelmäßig Signali- sierung des TFCI notwendig. Diese Signalisierung bindet je- doch Übertragungskapazität. Je größer die Anzahl möglicher Kombinationsmöglichkeiten (TFCS), umso mehr Kapazität wird zur Signalisierung benötigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Kommunikationssystem anzugeben, die die benötigte Sig- nalisierungskapazität reduzieren ohne die Anzahl der Kombi- nationsmöglichkeiten und deren Auswahl einzuschränken. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach den Merkmalen des An- spruchs 1 und das Kommunikationssystem mit den Merkmalen des Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Erfindungsgemäß wird in Dienste mit hoher und geringer Daten- ratendynamik unterschieden und eine angepaßte Signalisie- rungsart des aktuell benutzten Transportformats benutzt. Die Datenrate der Daten eines Dienstes kann über der Zeit stark und/oder schnell schwanken (hohe Dynamik) oder nur wenig und/oder langsam (geringe Dynamik). Die Datenratendynamik

entspricht dem Differential der Datenratenänderung über der Zeit.

Es findet keine gemeinsame Signalisierung für alle Dienste statt sondern eine individualisierbare Signalisierung, wobei die Dienste mit unterschiedlicher Dynamik über die vorhan- denen physikalischen Kanäle übertragen werden und ohne diese Signalisierung nicht ohne weiteres auswertbar sind. Für Dienste mit hoher Datenratendynamik wird eine In-band-Sig- nalisierung des Transportformats und für Dienste mit geringer Datenratendynamik wird eine Signalisierung des Transportfor- mats in einem getrennten Kanal durchgeführt. Die In-Band- Signalisierung unterstützt die hohe Dynamik der Datenraten- änderung mancher Dienste durch eine entsprechend schnelle Signalisierung neu gewählter Transportformate währenddessen für Dienste mit sich nur langsam oder im begrenzten Umfang ändernden Datenraten eine etwas langsamere verbindungsbe- gleitende Signalisierung gewählt wird.

Aufbauend auf einer Festlegung einer Kombination der aktuell benutzten Transportformate der Dienste und deren Signalisie- rung werden die Daten der Dienste entsprechend der Kombina- tion der Transportformate über die aktuell verfügbaren ge- meinsamen physikalischen Kanäle übertragen und empfangsseitig entsprechend der signalisierten Kombination der Transportfor- mate ausgewertet.

Bei gleicher Anzahl von Kombinationsmöglichkeiten werden für die In-Band-Signalisierung weniger Kapazitäten benötigt, da nur ein Teil der Dienste ständig bedient werden muß.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Datenübertragung tuber eine Funkschnittstelle eines Funk- Kommunikationssystems. Bei Funk-Kommunikationssystemen, z. B.

UMTS, sind die Ubertragungsressourcen besonders knapp. Die Anzahl verfügbarer Frequenzbänder ist begrenzt und jeder Be- treiber kann davon nur einen gewissen Teil nutzen. Trotzdem

sollen für manche Dienste hohe Datenraten (bis 2 Mbit/s) an- geboten werden. Die Erfindung bringt bei einem solchen Funk- Kommunikationssystem besondere Vorteile.

Eine besonders flexible Zuteilungsstrategie von Ubertragungs- kapazitäten zu Verbindungen wird ermöglicht, wenn eine Funk- schnittstelle durch einen breitbandigen Frequenzkanal gebil- det wird, wobei Signale in mehreren durch Spreizkodes bzw. zusätzlich durch Zeitschlitze separierbare physikalischen Kanälen gleichzeitig übertragen werden. Durch eine Verände- rung des Spreizkodes oder durch Zuteilung zusätzlicher Spreizkodes können die Übertragungskapazitäten schnell dem Bedarf angepaßt werden. Die Erfindung eignet sich sowohl für den Einsatz im FDD (frequency division multiplex) als auch im TDD (time division multiplex) Modus eines Funk-Kommunika- tionssystems.

Weiterhin ist es vorteilhaft für den getrennten Kanal zur Signalisierung des Transportformats für Dienste mit geringer Datenratendynamik einen verbindungsbegleitender Kontrollkanal (FACH) zu nutzen. Ein solcher Kontrollkanal wird für verbin- dungsbegleitende Aufgaben-Verbindungsaufbau und Verbin- dungsabbau-angeboten und kann ohne zusätzlichen Aufwand mitgenutzt werden. Beispielsweise ist die Sprachübertragung ein Dienst mit geringer Datenratendynamik, wobei als mögliche Datenraten beispielsweise eine Standarddatenrate und"0" festgelegt sind. Zu Verbindungsbeginn wird die Standard- datenrate signalisiert und zum Verbindungsende die Datenrate "0". Diese Signalisierung bezieht sich auf die jeweilige Datenrate, ein Aufbau oder Abbau der Verbindung wird in diesem Falle nicht signalisiert. Gleiches gilt für Sprach- pausen. Im letzteren Fall wird die Signalisierung im ge- trennten Kanal nur bei einem Wechsel der Datenrate eines Dienstes mit geringer Datenratendynamik durchgeführt. Eine ständige Wiederholung des aktuell gewählten Transportformats für diesen Dienst wird unterdrückt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird eine Teilinformation bezüglich der Kombination der ak- tuell benutzten Transportformate für Dienste mit hoher Daten- ratendynamik signalisiert, wobei die Teilinformation eine binäre Kodierung mit einer Stellenzahl verwendet, die im Vergleich zur Gesamtheit der erlaubten Kombinationen aller Dienste reduziert ist. Diese Information wird als Teilinfor- mation bezeichnet, da sich nur im Zusammenhang mit der Sig- nalisierung im getrennten Kanal eine vollständige Abbildungs- vorschrift ergibt. Für eine besonders schnelle Signalisierung wird die Teilinformation in jedem Rahmen der Datenübertragung des gemeinsamen physikalischen Kanals übertragen. Damit er- gibt sich auch eine sehr schnelle Änderung der gewählten Kom- bination, die nur durch eine evt. durchgeführte Verwürfelung der Daten über mehrere Rahmen eingeschränkt wird.

Die erfindungsgemäße Signalisierung kann weitergehend an die Datenratendynamik angepaßt werden, wenn innerhalb der In- Band-Signalisierung für die Dienste eine individuelle Signa- lisierungskapazität einstellbar ist. So wird z. B. eine Kodie- rung und Verteilung der Teilinformation auf mehrere Rahmen (Interleaving) derartig vorgenommen, daß das Transportformat von Diensten mit sehr hoher Datenratendynamik schon nach der Auswertung von einem oder zwei Rahmen für die Empfangsseite erkennbar ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beilie- genden Zeichnungen näher erläutert.

Dabei zeigen Fig 1 eine schematische Darstellung eines Funk-Kommuni- kationssystems, Fig 2 ein Schichtenmodell der Ubertragungsprotokolle, Fig 3,4 Abbildungen von Daten verschiedener Dienste auf gemeinsame physikalische Kanäle, Fig 5 eine Tabelle mit einer Abbildungsvorschrift für Dienste mit hoher Datenratendynamik, und

Fig 6 eine rahmenweise Datenübertragung mit In-Band- Signalisierung.

Das in Fig 1 dargestellte Mobilfunksystem als Beispiel eines Funk-Kommunikationssystems besteht aus einer Vielzahl von Mo- bilvermittlungsstellen MSC, die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN herstellen. Weiterhin sind diese Mobilvermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einer Einrichtung RNM zur Steuerung der Ubertragungsressour- cen verbunden. Jede dieser Einrichtungen RNM ermöglicht wie- derum eine Verbindung zu zumindest einer Basisstation BS und repräsentiert Mittel, die Dienste S in zwei Klassen anhand einer dienstindividuellen Datenratendynamik einteilen.

Eine Basisstation BS kann über eine Funkschnittstelle eine Verbindung zu Teilnehmerstationen, z. B. Mobilstationen MS oder anderweitigen mobilen und stationären Endgeräten auf- bauen. Durch jede Basisstation BS wird zumindest eine Funk- zelle gebildet. In Fig 1 sind Verbindungen zur Übertragung von Nutzinformationen zwischen einer Basisstation BS und Mo- bilstationen MS dargestellt. Innerhalb von einer Verbindung V1 werden Daten von beispielsweise drei Diensten S (S1, S2, S3) innerhalb eines oder mehrerer physikalischer Kanäle Phy CH und Signalisierungsinformationen über einen verbindungs- begleitenden Kontrollkanal FACH (Forward link Access CHannel) übertragen.

Ein Operations-und Wartungszentrum OMC realisiert Kontroll- und Wartungsfunktionen für das Mobilfunksystem bzw. für Teile davon. Die Funktionalität dieser Struktur ist auf andere Funk-Kommunikationssysteme übertragbar, in denen die Erfin- dung zum Einsatz kommen kann, insbesondere für Teilnehmer- zugangsnetze mit drahtlosem Teilnehmeranschluß.

Im Funk-Kommunikationssystem nach Fig 1 sind sowohl in den Basisstationen BS als auch den Mobilstationen MS Datenüber- tragungsmittel und Signalisierungsmittel vorgesehen, die mit-

einander kommunizieren. Die Datenübertragungsmittel dienen der Übertragung von Daten einer Kombination mehrerer Dienste S über die aktuell verfügbaren gemeinsamen physikalischen Kanäle Phy CH. Die Signalisierungsmittel führen für Dienste Sl, S2 mit hoher Datenratendynamik eine In-band-Signalisie- rung des Transportformats TF und für Dienste S3 mit geringer Datenratendynamik eine Signalisierung des Transportformats TF im getrennten Kanal FACH durch.

Das Schichtenmodell nach Fig 2 zeigt eine Einteilung der Protokolle des Funkkommunikationssystems in drei Schichten.

Schicht 1 : physikalische Schicht zur Beschreibung aller Funk- tionen zur Bitübertragung über ein physikalisches Medium (z. B. Kodierung, Modulation, Sendeleistungskontrolle, Syn- chronisation etc.), Schicht 2 : Schicht der Datenverbindung zur Beschreibung der Abbildung von Daten auf die physikalische Schicht und deren Kontrolle, Schicht 3 : Netzwerk-Schicht zur Steuerung der Ressourcen der Funkschnittstelle.

Weitere Einzelheiten sind auch ETSI SMG2/UMTS L23 expert group, Tdoc SMG2 508/98, vom 16.11.1998, S. 9-25 (figure 11), entnehmbar. In der Schicht 3 wird für eine Verbindung das TFCS festgelegt, währenddessen in der Schicht 2 die Auswahl einer Kombination (eines TFC) erfolgt, die wie später gezeigt mittels eines TFCI In-Band-und in einem getrennten Kanal signalisiert wird.

Der Parameteraustausch zwischen den Schichten 1 und 2 unter- stützt die Funktionen eines Transfers von Rahmen mit Daten der Schicht 2 über die Funkschnittstelle und der Anzeige des Status der Schicht 1 an höhere Schichten. Der Parameteraus- tausch zwischen den Schichten 1 und 3 unterstützt die Kon- trolle der Konfiguration der Übertragung in der Schicht 1 und generiert Systeminformation über die Schicht 1.

Die Abbildung der Daten verschiedener Verbindungen S auf ei- nen gemeinsamen physikalischen Kanal Phy CH entspricht dabei der Interaktion der Schichten 1 und 2.

Entsprechend der Figuren 3 und 4 ergibt sich die Notwendig- keit einer Signalisierung von Transportformaten TF für ak- tuell übertragene Dienste.

In Fig 3 ist als funktionelle Darstellung eine Kodier-und Multiplexeinheit gezeigt, die Daten mehrerer Datenkanäle DCH, diese entsprechen jeweils den Daten eines Dienstes Sl, S2, S3, auf einen kodierten gemeinsamen Transportkanal CCTrCH abbildet. Eine Abbildung ist dabei eine Vorschrift, nach welchem Bitmuster die Daten in eine serielle Datensequenz eingetragen werden. Ein Demultiplexer/Zuteilmittel verteilt die Daten des kodierten gemeinsamen Transportkanals CCTrCH auf mehrere physikalische Kanäle Phy CH. Über die physika- lischen Kanäle Phy CH werden somit jeweils ständig Daten mehrerer Dienste S1, S2, S3 übertragen. Kein physikalischer Kanal Phy CH ist einem Dienst Sl oder S2 oder S3 allein sondern dem kodierten gemeinsamen Transportkanal CCTrCH mit allen seinen Diensten S1, S2, S3 zugeordnet.

Da die Empfangsseite diese Abbildung nachvollziehen und die Daten aus den physikalischen Kanälen Phy CH auslesen und wieder in getrennten Transportkanälen DCH der Dienste dar- stellen muß, ist eine Signalisierung vonnöten. Diese Signa- lisierung in Form einer Teilinformation TFCI gibt die aktuell benutzte Kombination der Transportformate TF der Dienste wieder. Welche Kombinationen für die Verbindung zugelassen sind (TFCS) wurde zum Verbindungsaufbau vereinbart.

Fig 4 zeigt die Abbildung in leicht abgewandelter Form, wobei klarer wird, daß nur bei einer gemeinsamen Nutzung von physi- kalischen Kanälen Phy CH durch mehrere Dienste Sl, S2, S3 die Signalisierung der Teilinformation TFCI nötig ist. Nutzt ein Dienst S1 oder S2 oder S3 einen physikalischen Kanal Phy CH

ausschließlich, so kann auf die Signalisierung der Teilin- formation TFCI verzichtet werden.

Erfindungsgemäß wird jedoch nicht für alle Dienste ein ein- heitliche Signalisierung gewählt, sondern eine Unterscheidung der Dienste S in Dienste S1, S2 mit hohen Datenratendynamik und Dienst S3 mit geringer Datenratendynamik vorgenommen. Es sei angenommen, daß Sl und S2 zwei Datendienste sind, z. B. S1 eine Videoübertragung und S2 eine Internet-Anbindung. S3 sei eine Sprachübertragung. Die Einteilung der Dienste in eine der zwei Klassen wird zu Verbindungsbeginn festgelegt, sie kann jedoch während der Verbindung geändert werden. Letzteres erfolgt, wenn sich die Zahl der Dienste ändert und somit In- Band-Signalisierungskapazität frei oder benötigt wird oder wenn sich der Charakter eines Dienstes bezüglich der Daten- ratendynamik ändert.

Die erlaubten Transportformate TF sind wie aus Fig 5 folgt festgelegt. Die Sprachübertragung unterscheidet nur in zwei Datenraten (Grunddatenrate 16 kBit/s oder keine Datenüber- tragung bzw. Sprachpause). Für die zwei Dienste Sl, S2 sind jeweils 4 verschiedene Transportformate TF verfügbar.

Das Transportformat TF30, TF31 des Dienstes S3 wird getrennt von den physikalischen Kanälen Phy CH der Datenübertragung in einem schnellen verbindungsbegleitenden Kontrollkanal FACH übertragen. Da die Änderungen der Datenrate eher selten sind, gehen kaum Ubertragungskapazitäten verloren, wenn die Signa- lisierung etwas langer dauert.

Die Transportformate TF der Dienste S1, S2 werden entspre- chend der Tabelle in Fig 5 kodiert. Da insgesamt 32 Kombi- nationen der verschiedenen Transportformate TF für die drei Dienste S1, S2, S3 möglich sind, brauchte man in binärer Darstellung 5 Bit um diese Information zu kodieren. Entspre- chend Fig 5 werden jedoch nur 4 Bit benötigt, da das aktuelle

Transportformat TF30 oder TF31 für S3 getrennt signalisiert wird.

Die 4 Bits der Signalisierung für S1 und S2 werden In-Band übertragen. Entsprechend Fig 6 ist innerhalb einer rahmen- weisen Übertragung von Daten (data) zusammen mit weiteren Informationen auch Kapazität zur Übertragung der aktuell gewählten Kombination der Transportformate in Form der Teil- information TFCI vorgesehen. Im FDD Modus hat ein Rahmen eine Dauer von 10 ms, wobei Bits einer Pilotsequenz (pilot) der Kanalschätzung dienen, Bits (pc) zur Sendeleistungsregelung benötigt werden und Bits zur In-Band-Signalisierung des TFCI reserviert sind. Es folgt ein Datenanteil data mit Nutz- informationen.

Eine Fehlerschutzkodierung des TFCI auf z. B. 32 Bit und eine Verwürfelung der Nutzinformationen über mehrere Rahmen sind in Fig 6 nicht gezeigt. Die Beschreibung der gewählten Trans- portformate gilt für eine Übertragungsrichtung. In eine Ver- bindung können natürlich in beiden Übertragungsrichtungen (UL Aufwärtsrichtung von der Mobilstation MS zur Basisstation BS und DL Abwärtsrichtung von der Basisstation BS zur Mobilsta- tion MS) Daten übertragen werden, wobei für die Datenraten durchaus asymmetrisch und entsprechend unterschiedliche Transportformate TF festgelegt sein können.