Adaptive Antennen erlauben eine Bündelung des abgestrahlten Funksignals in eine oder mehrere, diskret oder kontinuierlich wählbare Richtungen. Durch Bündelung eines Funksignals in Richtung des Aufenthaltsorts eines Empfängers wird im Ver- gleich zum ungerichteten Abstrahlen in eine ganze von der An- tenne versorgte Zelle die mittlere Sendeleistung bei gleich- bleibender Signalqualität am Empfänger erheblich verringert.

Empfangsstörungen anderer Empfänger durch Interferenzen mit nicht für sie bestimmten Funksignalen werden stark einge- schränkt. Um adaptive Antennen wirksam nutzen zu können, ist die Kenntnis der Richtung erforderlich, in die abgestrahlt werden muß, um einen beabsichtigten Empfänger gezielt zu er- reichen.

Funk-Kommunikationssysteme für die Sprachübertragung wie etwa GSM (Global System for Mobile Communication) sind verbin- dungsorientiert. Bei einem solchen System wird einem Endgerät für die Dauer einer Verbindung ein Übertragungskanal zuge- teilt, auf dem es senden und empfangen kann, und Daten werden in regelmäßigen Zeitabständen in beide Richtungen, von der Teilnehmerstation zu einer Basisstation und umgekehrt über- tragen. Hier ist es für die Basisstation möglich, die Signa- le, die von verschiedenen Teilnehmerstationen bei ihr ein- treffen, anhand der verwendeten Kanäle zu unterscheiden. So kann sie nach einer kurzen Einmeßphase die Richtung, aus der die Funksignale eines Kanals kommen und in die die Basissta-

tion selber ausstrahlen muß, recht genau erkennen und eine adaptive Antenne für jeden Kanal entsprechend ansteuern.

Die Anwendung von adaptiven Antennen bei der Übertragung von mobilen Paketdatendiensten wie z. B. GPRS und EDGE/EGPRS wirft jedoch Schwierigkeiten auf, die mit dem zeitlichen Muster der Übertragung von Paketdaten zusammenhängen.

In den meisten Fällen sind die im Laufe einer Paketdatenüber- tragungssitzung übertragenen Datenmengen zeitlich sehr un- gleichmäßig verteilt. Auf Zeiten mit hoher Ubertragungsakti- vität folgen mehr oder weniger lange Pausen. Ein typisches Beispiel hierfür ist eine Internet-Sitzung, wo jedesmal, wenn z. B. eine neue Seite bei der Teilnehmerstation aufgebaut wer- den soll, zügig eine größere Menge Daten übertragen wird, wo- hingegen in einer nachfolgenden Zeitspanne, in der der Benut- zer der Teilnehmerstation die Seite betrachtet, der Datenver- kehr zum Erliegen kommt. Um einem Benutzer nicht für die ge- samte Dauer der Sitzung einen Übertragungskanal freihalten- und folglich auch in Rechnung stellen-zu müssen, werden bei mobilen Paketdatendiensten wie z. B. GPRS und EDGE/EGPRS meh- rere Paketdatenströme (Temporary Block Flow, TBF) auf einen gemeinsamen Paketdatenkanal (Packet Data Traffic Channel, PDTCH) gemultiplext. So kann die Übertragungskapazität wäh- rend eines Zeitraums, in dem ein Endgerät keine Daten über- trägt, für andere Endgerät nutzbar gemacht werden. Der PDTCH kann also-anders als ein für eine Sprachverbindung genutz- ter Kanal-Daten enthalten, die für eine Vielzahl von ver- schiedenen Teilnehmergeräten bestimmt sind, die sich an un- terschiedlichen Orten einer Funkzelle aufhalten können. Wenn eine Basisstation mehrere Paketdatenkanäle gleichzeitig un- terhält, so können für die Übertragung von der Basisstation zu einer Teilnehmerstation (Downlink) bzw. von der Teilneh- merstation zur Basisstation (Uplink) von 1 bis zu 8 parallele Paketdatenkanäle PDTCH gleichzeitig vollständig oder auch nur partiell genutzt werden (Multislot Fall).

Um eine adaptive Antenne ausrichten zu können, ist es notwen- dig, eine Teilnehmerstation, an die gesendet oder von der empfangen werden soll, orten zu können. Dies ist bei der Sprachübertragung ohne weiteres möglich, weil ein Kanal je- weils einer Teilnehmerstation fest zugeordnet ist. Es genügt daher, wenn eine Basisstation, an die die Antenne angeschlos- sen ist, in der Lage ist, Kanäle zu unterscheiden und die Or- tung sowie anschließend das gerichtete Senden nach Kanälen getrennt vorzunehmen. Da das Ubertragungsaufkommen auf einem Kanal in beiden Richtungen, von und zur Teilnehmerstation, im wesentlichen symmetrisch ist, genügt eine kurze Zeit, bis die der Antenne zugeordnete Basisstation genügend Datenblöcke von der Teilnehmerstation empfangen hat, um deren Richtung orten zu können und ihr Downlink-Signal entsprechend auszurichten.

Bei der Paketdatenübertragung jedoch sind diese Voraussetzun- gen nicht gegeben. Zum einen sind die Datenkanäle im Prinzip unidirektional, d. h. in Rückrichtung kommen meist nur spora- dische Bestätigungsmeldungen oder Signalisierungsmeldungen zurück, die zu kurz sind, um eine sichere Lokalisierung der Teilnehmerstation zu ermöglichen oder die zumindest über lan- ge Zeitspannen beobachtet werden müssen, um eine Ortung der Teilnehmerstation mit hinreichender Sicherheit zuzulassen.

Zum anderen werden den Stationen für die Paketübertragung im allgemeinen keine Kanäle fest zugeordnet, sondern nur Anteile an einem oder mehreren für mehrere Stationen im Multiplex ge- nutzten Kanälen PDTCH (Packet Data Traffic Channel), wobei die Zuordnung der Anteile sich jederzeit kurzfristig ändern kann. Ohne eine genaue Kenntnis der Zuordnung der Anteile zu den Teilnehmerstationen ist es unmöglich, einzelne Teilneh- merstationen zu orten.

Eine Ortung einzelner Anteile des Kanals durch die Basissta- tion ist wenig hilfreich. Da ein solcher Anteil jederzeit ei- ner anderen Teilnehmerstation zugeschlagen werden kann, ist stets ungewiß, ob für den Anteil in der Vergangenheit aufge- zeichnete Ortungsinformation noch gültig ist. Eine Weiterer- wendung der gewonnenen Ortungsinformation für die gleiche

Teilnehmerstation ist nicht möglich, da die Basisstation we- der den Zeitpunkt der Änderung einer Zuordnung kennt noch ob der betreffenden Teilnehmerstation ein neuer Anteil dieses Paketdatenkanals oder möglicherweise eines anderen zugeordnet worden ist und um welchen Anteil es sich gegebenenfalls han- delt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zur Steuerung der adaptiven Antenne eines Funk-Kommunikations- systems sowie ein Funk-Kommunikationssystem anzugeben, die für die Paketdatenübertragung einsetzbar sind. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patent- anspruchs 1 und ein Basisstationssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 24.

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, daß es bei der Paketdatenübertragung in Anbetracht der Kürze der einzelnen Ubertragungsvorgänge und ihrer eventuellen Asymmetrie hin- sichtlich der übertragenen Datenmengen notwendig und sinnvoll ist, Informationen, die in einem ersten Übertragungsvorgang über die Position einer Teilnehmerstation gewonnen worden sind, nach Beendigung dieses Übertragungsvorgangs nicht zu verwerfen, sondern sie aufzuzeichnen, so daß sie bei einem späteren, von der gleichen Teilnehmerstation verursachten Übertragungsvorgang von Anfang an zur Verfügung stehen und somit, je nach Qualität der im vorhergehenden Ubertragungs- vorgang gewonnenen Abschätzung der Position dieser Teilneh- merstation, von Anfang an zur Festlegung der Hauptstrahlrich- tung der adaptiven Antenne während des zweiten Ubertragungs- vorgangs herangezogen werden können oder sie zunächst einfach als eine Verbreiterung der statistischen Grundlage für die im Laufe des zweiten Ubertragungsvorgangs noch zu vervollständi- gende Abschätzung der Position dienen können.

Auf diese Weise ist es möglich, im Laufe einer Mehrzahl von möglicherweise kurzen einzelnen Übertragungsvorgängen, eine Information über den Aufenthaltsort der Teilnehmerstation zu

erlangen, die genau genug ist, um von Beginn eines weiteren Übertragungsvorganges an eine gerichtete Ausstrahlung des Sendesignals in Richtung der zweiten Teilnehmerstation zu er- möglichen.

Solange eine Aufzeichnung mit einer solchen Positionsinforma- tion noch nicht existiert, wird das für eine Teilnehmerstati- on bestimmte Sendesignal notwendigerweise in die gesamte Zel- le der Basisstation ausgestrahlt, bei der diese Teilnehmer- station eingebucht ist.

Die Möglichkeit, Positionsinformation einer Teilnehmerstation zwischen zwei Ubertragungsvorgängen aufgezeichnet zu lassen, ist auch für die Sprachübertragung ohne Schwierigkeiten rea- lisierbar. Dort bestand aber bislang kein Bedarf zu ihrer Nutzung, weil zum einen auf Grund der Symmetrie der übertra- genen Datenmenge es jeweils zu Beginn eines Gespräch nur kurze Zeit dauert, bis eine Abschätzung des Aufenthaltsorts der Teilnehmerstation zur Verfügung steht, die genau genug ist, um sie zur Festlegung der Hauptstrahlrichtung der Anten- ne heranziehen zu können, und weil andererseits-im Gegen- satz zu Paketdatenübertragungsvorgängen-der Zeitabstand zwischen einzelnen Gesprächen oft so groß ist, daß eine im Laufe eines früheren Gespräch angelegte Aufzeichnung über den Aufenthaltsort einer bestimmten Teilnehmerstation völlig veraltet ist, wenn diese eine neue Kommunikation aufnimmt.

Eine solche veraltete Aufzeichnung kann im Falle der Sprachü- bertragung die Gewinnung einer zuverlässigen neuen Informati- on über den Aufenthaltsort der Teilnehmerstation allenfalls stören, nicht aber verbessern.

Um auf eine derartige Aufzeichnung zugreifen zu können, ist ein Identifikator erforderlich, der es erlaubt, unter einer Vielzahl von Aufzeichnungen diejenige wiederzufinden, die zu einer betrachteten Teilnehmerstation gehört. Zu diesem Zweck bietet sich bei GPRS und EGPRS ein zeitweiliger Identifikator wie der Temporary Flow Identifier TFI an, der eine zeitweili-

ge Zuordnung einer Teilnehmerstation zu dem oben erwähnten TBF macht, da dieser in existierenden Systemen bereits ge- nutzt wird, um zwischen der Basisstation und der Teilnehmer- station übertragene Funk-Datenpakete sowie Funk- Signalisierungspakete zu kennzeichnen. Ferner bietet sich zu- satzlich, ergänzend oder alternativ, der sogenannte Timing Advance Index TAI an, der ebenfalls zeitweilig einer aktiven Teilnehmerstation auf einem PDTCH eineindeutig zugeordnet wird, um die zyklisch ca. alle 2 Sekunden auftretenden Signa- lisierungen für die Bestimmung und Zuweisung einer geeigneten Vorhaltezeit (Timing Advance) in Aufwärts-und Abwärtsrich- tung auf dem Packet Timing Control Channel (PTCCH) zu kenn- zeichnen.

Vorzugsweise werden von der Antenne auszustrahlende Funk-Da- tenpakete an sie von einer Steuereinheit geliefert, die ih- rerseits Daten, hier zur Unterscheidung von den Funk-Daten- paketen als Netz-Daten bezeichnet, empfängt. Diese Netz-Daten sind jeweils mit einer Bezeichnung versehen, die die Teilneh- merstation angibt, für die sie bestimmt sind, und es obliegt der Steuereinheit, diese Netz-Daten in mit einem zeitweiligen Identifikator gekennzeichnete Funk-Datenpakete umzuformen.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist die Steu- ereinheit auch dafür zuständig, anhand der Aufzeichnung eine Hauptstrahlrichtung der adaptiven Antenne festzulegen, mit der das Datenpaket an die Teilnehmerstation ausgestrahlt wer- den soll, für die es bestimmt ist, und das Datenpaket an die Basisstation in Verbindung mit einer die festgelegte Haupt- strahlrichtung repräsentierenden Steuerinformationen weiter- zuleiten. Eine solche Festlegung ist in der Steuereinheit be- sonders einfach realisierbar, da die Steuereinheit den Zusam- menhang zwischen zeitweiligen Identifikatoren und zugehörigen Teilnehmerstationen ohnehin kennen muß, um ein erzeugtes Funk-Datenpaket auf einen von der jeweiligen Teilnehmerstati- on benutzten Kanal legen zu können. Eine Datenbank, in der die Aufzeichnungen für die einzelnen Teilnehmerstationen ge-

speichert sind, ist zweckmäßigerweise an die Steuereinheit angeschlossen. Diese Ausgestaltung erlaubt die Verwendung von relativ einfach aufgebauten Basisstationen, die lediglich in der Lage sein müssen, die von der Verwaltungseinheit erzeugte Steuerinformation zu empfangen und auszuwerten. Eine Fähig- keit der Basisstation selbst, zu einem zu sendenden Datenpa- ket die Teilnehmerstation zu identifizieren, für die es be- stimmt ist und dementsprechend die optimal angepaßte Haupt- strahlrichtung der Antenne auszuwählen, ist nicht erforder- lich. Diese Ausgestaltung ist daher mit relativ geringem Auf- wand, insbesondere mit geringen Veränderungen an bereits in- stallierten Basisstationen, realisierbar.

Bei einer zweiten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Ba- sisstation selbst die Hauptstrahlrichtung der Antenne für das Senden an eine bestimmte Teilnehmerstation anhand der dieser Teilnehmerstation entsprechenden Aufzeichnung festlegt. Zu diesem Zweck empfängt sie einerseits mit einem (von eventuell mehreren der Teilnehmerstation zugeordneten) zeitweiligen Identifikatoren gekennzeichnete Funk-Datenpakete von der Steuereinheit und andererseits zu jedem zeitweiligen Identi- fikator eine Angabe über die dem Identifikator entsprechende Teilnehmerstation.

In diesem Fall ist die Datenbank, in der die Aufzeichnungen für die einzelnen Teilnehmerstationen gespeichert sind, zweckmäßigerweise direkt an die Basisstation für einen unmit- telbaren Zugriff angeschlossen.

Um unter der Vielzahl von Aufzeichnungen, die den einzelnen Teilnehmerstationen entsprechen, jeweils die richtige heraus- zufinden, ist eine eindeutige Bezeichnung erforderlich. Diese -beispielsweise der Temporary Logical Link Identifier (TLLI) -wird zweckmäßigerweise beim Einbuchen der Teilnehmerstation in das Funk-Kommunikationssystem von diesem zugeteilt und verbleibt bis zum Abmelden der Teilnehmerstation. Es besteht auch die Möglichkeit, eine weltweit eineindeutige Bezeichnung

zu verwenden wie beispielsweise die International Mobile Sub- scriber Identity (IMSI), die von der Teilnehmerstation eben- falls zwecks Authentifizierung dem Funk-Kommunikationssystem mitgeteilt wird.

Jede Aufzeichnung bleibt zweckmäßigerweise wenigstens so lan- ge erhalten, wie die entsprechende Teilnehmerstation ins Netz eingebucht ist. Nach dem Ausbuchen kann die Aufzeichnung bei Bedarf gelöscht werden, einerseits, um Speicherplatz zu spa- ren, andererseits aufgrund der Annahme, daß eine Aufzeich- nung, die einer nicht eingebuchten Teilnehmerstation ent- spricht und deshalb nicht aktualisiert werden kann, deren Aufenthaltsort alsbald nicht mehr zuverlässig beschreibt und deshalb wertlos ist. Als Alternative oder Ergänzung kann eine zeitgesteuerte Löschprozedur eingesetzt werden, die bei- spielsweise für den Fall Timer-gesteuert aktiviert wird, daB z. B. aus den letzten 25 Minuten keine neuen Informationen über Empfangsrichtungen vorliegen.

Die Bezeichnung kann von einem zentralen Knoten des Funk- Kommunikationssystems für das gesamte Funk-Kommunikations- system eindeutig vergeben werden. Falls die zentrale Station und die Antenne über eine zwischengeschaltete Station wie et- wa die oben erwähnte Steuereinheit kommunizieren, so bietet es sich an, als Bezeichnung zum Auffinden der Aufzeichnung die gleiche Bezeichnung zu verwenden, die auch im Datenver- kehr zwischen der zwischengeschalteten Station und der zen- tralen Station verwendet wird, um von der Teilnehmerstation kommende und/oder für sie bestimmte Netz-Daten zu kennzeich- nen. Eine solche Bezeichnung ist z. B. der beim Einbuchen ei- ner GPRS-oder EGPRS-Teilnehmerstation vergebene sogenannte Temporary Logical Link Identifier TLLI.

Es kann aber auch genügen, wenn die Bezeichnung jeweils für die von der Antenne ausleuchtbare geographische Region, d. h. zum Beispiel eine Zelle des Funk-Kommunikationsnetzes, ein- deutig vergeben wird. Hierzu kann das Netzwerk beispielsweise

aus der IMSI bzw. TLLI mittels Algorithmus eine entsprechende Bezeichnung ableiten oder sogar eine zufällige noch nicht vergebene Bezeichnung neu erstellen und zuweisen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen : Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Funk- Kommunikationssystems, in dem die vorliegende Erfin- dung anwendbar ist ; Fig. 2 ein herkömmliches Schema für die Zuordnung von Rahmen bzw. Paketdaten-Radioblöcken eines Packet Data Traf- fic Channels PDTCH an eine Mehrzahl von Teilnehmer- stationen ; Fig. 3 schematisch den Ablauf einer Ubertragungssitzung, in der einer Teilnehmerstation nacheinander drei zeit- weilige Identifikatoren zugeteilt werden ; und Fig. 4+5 veranschaulichen jeweils die Kommunikation zwischen einem Basisstationscontroller, einer Basisstation und Teilnehmerstationen gemäß zwei Ausgestaltungen der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine typische Struktur eines Funk-Kommunika- tionssystems, bei dem die Erfindung anwendbar ist. Das Funk- Kommunikationsnetz umfaßt eine Vielzahl von Mobilvermitt- lungssstellen MSC, von denen nur eine in der Fig. 1 darge- stellt ist, die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu anderen Netzen, etwa einem verbindungsorientierten Fest- netz und/oder einem zweiten Funk-Kommunikationsnetz herstel- len. Weiter sind die Mobilvermittlungsstellen MSC mit minde- stens einem Basisstationscontroller BSC verbunden. Jeder Ba- sisstationscontroller BCS ermöglicht wiederum eine Verbindung zu wenigstens einer Basisstation, hier Basisstationen BS1,

BS2, BS3. Die Kombination aus Basisstationscontroller BSC und Basisstationen wird auch als Basisstationssyste BSS bezeich- net. Jede solche Basisstation kann über eine Funkschnittstel- le nur eine Nachrichtenverbindung zur Teilnehmerstationen MS1, MS2,... aufbauen, die sich in der entsprechenden Zelle C1, C2, C3 aufhalten. Die Basisstationscontroller BSC sind ferner mit Knoten SGSN eines paketorientierten leitungsgebun- denen Netzes verbunden, das den Austausch von Paketdaten zwi- schen den Teilnehmerstationen MS1, MS2,... sowie in den an- deren nicht dargestellten Teilnehmerstationen unterstützt.

Die Basisstation BS1 sendet Paketdaten an die Teilnehmersta- tionen MS1, MS2 über einen von diesen Teilnehmerstationen ge- meinsam genutzten Paketdatenkanal PDCH (Packet Data Traffic Channel). Wie Fig. 2 zeigt, sind auf diesem Kanal die einzel- nen Rahmen eines 52-Multirahmens jeweils zu Blöcken B0, B1, ... B11 zusammengefaßt. Der Multirahmen umfaßt hier Gruppen von je drei Blöcken, die sich jeweils über vier Rahmen er- strecken. Diese Gruppen sind getrennt durch einzelne Rahmen, von denen jeder zweite zu einem sogenannten Packet Timing Control Channel PTCCH gehört, auf dem z. B. die Vorhaltezeit (Timing Advance) der einzelnen Teilnehmerstationen betreffen- de Informationen übermittelt werden. Diese Rahmen sind in der Fig. 2 durch den Buchstaben T gekennzeichnet. Jeder zweite einzelne Rahmen, mit X gekennzeichnet, ist unbelegt.

Jeder der Blöcke B0,... B11 enthält Steuerinformationen, darunter einen zeitweiligen Identifikator TFI, ein Uplink State Flag USF (nur in Abwärtsrichtung) und eine Nutzlast.

Der zeitweilige Identifikator TFI bezeichnet die Teilnehmer- station, für die die Nutzlast bestimmt ist. Das Uplink State Flag bezeichnet eine Teilnehmerstation, die in einem nachfol- genden Block Daten an die Basisstation BS1 senden darf. Die Zuteilung der einzelnen Blöcke zu den Teilnehmerstationen kann sequentiell in langen Zügen bzw. Blockfolgen für jeweils dieselbe Teilnehmerstation erfolgen, wie bei dem bekannten Verfahren der sogenannten Fixed Allocation. Die Blöcke können

den Teilnehmerstationen aber auch je nach Ubertragungsbedarf im Multiplex-Betrieb zugeteilt werden, wie in Fig. 2 bei- spielhaft für das Dynamic Allocation Verfahren dargestellt.

Hier sind der Teilnehmerstation MS1 die Blöcke B0, B5, B9, der Teilnehmerstation MS2 die Blöcke B1, B3, B4, B8, B11, usw. zugeteilt wie jeweils an Kreuzen in den entsprechenden Kästchen des Diagramms zu erkennen ist. Da bei diesem Verfah- ren erst kurz vor dem Senden eines Blocks entschieden werden muß, für welche Teilnehmerstation die darin übertragenen Nutzdaten bestimmt sein sollen, erlaubt diese Vorgehensweise ein sehr flexibles Eingehen auf variable Datenübertragungsra- ten einer Paketdatenverbindung.

Fig. 3 veranschaulicht den zeitlichen Ablauf einer Übertra- gungssitzung einer GPRS-Teilnehmerstation, z. B. der Station MS1. Beim Einbuchen der Teilnehmerstation zum Zeitpunkt tO vergibt der Knoten SGSN im LLC-Layer (Logical Link Control) eine TLLI (Temporary Logical Link Identifier) genannte Be- zeichnung, die beim Datenaustausch zwischen dem Knoten SGSN und dem Basisstationscontroller BSC zur Kennzeichnung von Da- tenblöcken verwendet wird, die für die Teilnehmerstation MS1 bestimmte oder von ihr herrührende Nutzdaten enthalten. Diese 32 Bit große Bezeichnung existiert am gesamten SGSN nur ein- mal, sie ermöglicht also eine eindeutige Identifizierung des Endgeräts im Bereich eines SGSNs. Sie wird von der P-IMSI (International Mobile Subscriber Indentity) abgeleitet, die die Teilnehmerstation MS1 bei der Einbuchung an das Funk- Kommunikationssystem überträgt. Als Alternative kann man sich jedoch genauso eine eindeutige IP-Adresse der Teilnehmer- Station vorstellen, wenn z. B. keine LLC-Frames auf der Gb- Schnittstelle sondern IP-Datenpakete auf IuPS übertragen wer- den. Diese Alternative kommt insbesondere bei zukünftigen, auf dem GSM-Mobilfunksystem basierenden, Verfahren wie GERAN bzw. EDGE Phase II in Betracht.

Diese Bezeichnung ist als, Adresse" fUr den bei GPRS/EGPRS nach Gb-Protokoll abgewickelten Datenverkehr zwischen Basis-

stationscontroller BSC und dem Knoten SGSN ausreichend, da es hier lediglich darum geht, daß Datenpakete zuverlässig ihren Weg zu demjenigen Basisstationscontroller finden müssen, bei dem eine Teilnehmerstation, für die sie bestimmt sind, einge- bucht ist. Für die Funk-Übertragung zur Teilnehmerstation sind weitere Parameter erforderlich. Wie Fig. 3 zeigt, zer- fällt die Übertragungssitzung in eine Mehrzahl von Paketda- tenflüssen, wobei in der Fig. 3 solche Paketdatenflüsse TBF- 1, TBF-2 und TBF-3 jeweils durch Rechtecke symbolisiert sind.

Dabei kann jeder einzelne Paketdatenfluß z. B. der Übertragung einer Internet-Seite an die Teilnehmerstation MS1, dem Ver- senden einer E-Mail durch die Teilnehmerstation MS1, einer Dateiübertragung oder dergleichen entsprechen.

Jeder Paketdatenfluß ist gekennzeichnet durch einen zeitwei- ligen Identifikator TFI-1, TFI-2 oder TFI-3, der jeweils zu Beginn eines Paketdatenflusses von der Paketsteuereinheit PCU (Packet Control Unit, siehe Fig. 4 oder 5) des Basisstati- onscontrollers BSC vergeben wird. Die Übertragung dieses Identifikators erlaubt die korrekte Zuordnung von Datenpake- ten zu einem von mehreren von der Teilnehmerstation unterhal- tenen Paketdatenflüssen TBF, auch wenn diese zeitlich über- lappen sollten.

Weitere Parameter eines Paketdatenflusses sind der Timing Advance Index TAI, der das kontinuierliche Timing Advance der Teilnehmerstation auf dem Paket-Zeitsteuerkanal PTCCH (Packet Timing Control Channel) steuert. Falls mehrere Paketdatenka- näle PDTCH parallel einem Paketdatenfluß zugeteilt werden, so gehört zu den Attributen eines solchen Flusses ferner die An- gabe der Multislot-Allokierung bzw. GSM-TDMA-Zeitschlitz- Allokierung, bei dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel Zeitschlit- ze 1-3 für den Paketdatenfluß TBF-1, Zeitschlitz 5 für TBF-2 und Zeitschlitze 4-8 für TBF-3.

Fig. 4 zeigt ein detailierteres Schema von Basisstationscon- troller BSC, Basisstation BS1 und Teilnehmerstationen eines

Funk-Kommunikationssystems gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Die Basisstation BS1 umfaßt eine Paketsteuer- einheit PCU, die von einem (in der Fig. 4 nicht dargestell- ten) Knoten SGSN Datenpakete empfängt, die hier zur Unter- scheidung von den für die Übertragung auf der Luftschnitt- stelle formatierten Funk-Datenpaketen als Netz-Datenpakete bezeichnet werden sollen. Die Paketsteuereinheit PCU kommuni- ziert über eine Abis-Schnittstelle mit der Basisstation BS1.

Diese verfügt über Steuereinheiten CU zum gerichteten Senden und Empfangen von Funk-Datenpaketen in jeweils einen oder mehrere von Subsektoren Sl, S2, S3, S4 der von der Basissta- tion BS1 versorgten Zelle Cl.

An dem Basisstationscontrolller BSC ist ferner eine Datenbank DB angeordnet, deren Funktion im folgenden erläutert wird.

Bei der Einbuchung einer Teilnehmerstation MS1 in das Funk- Kommunikationssystem wird dieser von dem Knoten SGSN eine Be- zeichnung zugewiesen, die beim GPRS-oder EGPRS-System als Temporary Logical Link Identifier TLLI bezeichnet wird, um die im Verkehr zwischen dem Knoten SGSN und den mit ihm ver- bundenen Knoten und Basisstationscontrollern diejenigen Netz- Datenpakete zu kennzeichnen, die für die Teilnehmerstation MS1 bestimmte Nutzdaten enthalten. Zu dieser Bezeichnung TLLI-1 wird in der Datenbank DB dieses Basisstationscontrol- lers BSC eine Aufzeichnung angelegt, die vorgesehen ist, um ferner wenigstens einen zeitweiligen Identifikator TFI-1 und eine Ortsinformation aufzunehmen, sobald diese definiert sind. Zusätzlich kann ein Wert USF-1 eingetragen werden, der als Uplink-State-Flag gesendet werden muß, um die Teilnehmer- station MS1 in Sendebereitschaft zu versetzen, falls dieser Wert von TFI-1 verschieden ist.

Wenn Daten von oder zur Teilnehmerstation MS1 zur Übertragung anstehen, so teilt die Paketsteuereinheit PCU der Teilnehmer- station MS1 Werte der Identifikatoren TFI-1, USF-1 zu, die dazu dienen, die versendeten Radioblöcke eines zeitweiligen

TBFs auf der Luftschnittstelle einer eindeutigen Zieladresse zuzuweisen. TFI-1 kann dabei aus getrennten Werten für einen Uplink-TBF und einen Downlink-TBF bestehen, die aufgrund der unidirektionalen PDTCHs für dieselbe Teilnehmerstation unter- schiedlich sein können. TFI und USF können bei GPRS/EGPRS Zahlenwerte im Bereich von 0-31 bzw. 0-7 sein, wobei ein Ein- trag außerhalb des Wertebereichs beispielsweise von-1 in beiden Fällen in einem entsprechenden Feld der Datenbank DB bedeutet, daß zu dem TLLI dieses Eintrags bzw. der Teilneh- merstation, der der TLLI entspricht, kein TFI bzw. USF verge- ben worden ist. Ferner soll die Datenbank noch einen Wert TAI-1 enthalten (nicht im Bild dargestellt), der einen spezi- ellen Subslot des Packet Timing Control Channels PTCCH defi- niert. TAI hat den Wertebereich 0,..., 15.

Wenn die Basisstation BS1 ein mit dem Identifikator TFI-1 ge- kennzeichnetes Funk-Datenpaket von der Teilnehmerstation MS1 empfängt, so führt sie eine Analyse der Herkunftsrichtung aus und übermittelt das Ergebnis an die Paketsteuereinheit PCU.

Das Ergebnis muß noch keine vollständige Angabe über die Richtung beinhalten, in der sich die Teilnehmerstation MS1 in Bezug zur Basisstation BS1 befindet ; es genügt, wenn Meßer- gebnisse übermittelt werden, die erst in Kombination mit an- deren, später aufzunehmenden, Meßergebnissen einen hinrei- chend sichern Rückschluß auf die Position der Teilnehmersta- tion MS1 zulassen. Diese Information wird in die mit Subsec- tor 1 bezeichnete Struktur in der Datenbank DB aufgenommen.

Dieser Vorgang kann mehrere Male wiederholt werden, so lange, bis genügend Informationen vorliegen, die einen sicheren Rückschluß über die Position der Teilnehmerstation MS1, hier den Subsektor S1 der Zelle Cl, zulassen. Entsprechend dem Er- gebnis der Positionsberechnung wird die Information"Subsek- tor S1"in der mit Subsector 1 gekennzeichneten Struktur der Datenbank DB gespeichert.

Wenn in der Folge die Teilnehmerstation MS1 ihren zeitweili- gen Identifikator abgibt, sei es, weil sie eine Zeitlang kei- ne Daten überträgt oder empfängt, weil der Anteil zeitweilig einer anderen Teilnehmerstation mit einer höheren Prioritäts- stufe zur Verfügung gestellt werden muß, oder weil der Paket- datenverkehr auf dem Kanal zeitweilig unterbrochen werden muß, so wird auch dies in der Datenbank DB vermerkt. Wenn zu einem späteren Zeitpunkt der Datenverkehr mit der Teilnehmer- station MS1 wieder aufgenommen wird, und zu diesem Zweck ein neuer zeitweiliger Identifikator TFI-1 vergeben wird, dessen Wert sich vom vorher vergebenen unterscheiden kann, so wird dieser neue Identifikator in die Datenbank an die Stelle des alten eingetragen, und die zuvor gewonnene Information über den Aufenthaltsort des Endgeräts MS1 steht für den neuen zeitweiligen Datenfluß von Anfang an zur Verfügung. Diese In- formation wird zusammen mit Funk-Datenpaketen, die die Paket- steuereinheit PCU aus den vom Knoten SGSN empfangenen Netz- Datenpaketen zusammenstellt, an die Basisstation BS1 über die Abis-Schnittstelle übertragen und dort zur Ansteuerung der adaptiven Antenne genutzt. Die Basisstation BS1 strahlt somit für die Teilnehmerstation MS1 bestimmte Funk-Datenpakete bzw.

Signalisierungspakete immer in den Subsektor S1 aus, in dem sich die Teilnehmerstation MS1 befindet, ohne daß die Basis- station BS1 dafür erkennen muß, daß mit dem zeitweiligen Identifikator TFI-1 gekennzeichnete Pakete für die Teilneh- merstation MS1 bestimmt sind. Die Basisstation BS1 kann daher eine einfache Struktur haben, die sich von herkömmlichen Ba- sisstationen nur wenig unterscheidet ; sie muß lediglich in der Lage sein, eine von der Paketsteuereinheit PCU in Verbin- dung mit Funk-Datenpaketen übermittelte Information über den Aufenthalt des Empfängers jedes einzelnen Funk-Datenpakets in eine korrekte Ansteuerung der adaptiven Antenne umzusetzen.

Bei einer abgewandelten Ausgestaltung der Erfindung ist vor- gesehen, daß die Ortung der Teilnehmerstationen komplett an der Basisstation BS1 stattfindet. Wie bereits oben erläutert, kann eine Basisstation Teilnehmerstationen, die eine Sprach-

verbindung unterhalten, relativ einfach orten, weil einer Sprachverbindung ein kompletter Kanal zugeordnet ist, und die beim Empfang auf einem Kanal gewonnene Ortsinformation kann zum Steuern des Sendens auf dem gleichen Kanal verwendet wer- den kann, ohne daß die Basisstation die Identität der Teil- nehmerstation kennen muß, der der Kanal zugeteilt ist. Im Falle einer Sprachverbindung ist es daher nicht notwendig, den Basisstationscontroller mit der Aufgabe der Ortung zu be- lasten und den damit verbundenen erhöhten Signalisierungsver- kehr auf der Abis-Schnittstelle in Kauf zu nehmen. Wenn die Basisstation BS1 aber bereits über Mittel zum Orten von Sprachverbindungen unterhaltenden Teilnehmerstationen ver- fügt, so können diese auf einfache Weise auch nutzbar gemacht werden, um zur Ortung von Teilnehmerstationen beizutragen, die den Paketdatentransportkanal PDTCH im Multiplex benutzen.

Hierzu genügt es, die Analyse der Herkunftsrichtungen der auf dem Paketdatenkanal PDTCH oder bei Multislot-Allokierung meh- reren PDTCHs empfangenen Signale jeweils nach den zeitweili- gen Identifikatoren TFI getrennt vorzunehmen, mit denen die einzelnen Funk-Datenblöcke gekennzeichnet sind. Da ein zeit- weiliger Identifikator TFI bei der Beendigung eines temporä- ren Datenstromes einer Teilnehmerstation"weggenommen"und einer anderen zugeteilt werden kann, muß die PCU die Basis- station über jede Neuzuteilung eines zeitweiligen Identifija- tors TFI informieren. Da außerdem ein gleicher Wert des zeit- weiligen Identifikators TFI auf verschiedenen Paketdatenkanä- len PDTCH jeweils unterschiedlichen Teilnehmerstationen zuge- teilt sein kann, muß bei Multislot-Allokierung die PCU die Basisstation über die vorliegende Multislot-Allokierung beim Einrichten eines temporären Datenstromes TBF informieren, so daß die Basisstation auf verschiedenen Paketdatenkanälen zu einer gleichen Teilnehmerstation gewonnene Ortsinformation zusammenfügen kann.

Wenn zu einem zeitweiligen Identifikator TFI genügend Infor- mation gesammelt worden ist, so daß die Herkunftsrichtung des entsprechenden Datenstromes TBF angegeben werden kann, so

übermittelt die Basisstation BS1 an den Basisstationscontrol- ler BSC die erhaltene Ortsinformation in Verbindung mit dem entsprechenden zeitweiligen Identifikator TFI. In der Basis- station wird diese Ortsinformation in dem Eintrag, der zum Identifikator TFI gehört, eingetragen, sofern dort noch keine Ortsinformation vorlag, oder sie wird im Rahmen einer glei- tenden Mittelwertbildung zur Aktualisierung der dort bereits vorhandenen Ortsinformation verwendet.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung wird mit Bezug auf Fig. 5 erläutert. Die Besonderheit dieser Ausgestaltung ist, daß die Basisstation BS1 von dem ihr zugeordneten Basisstati- onscontroller BSC darüber informiert gehalten wird, welche Datenströme TBF mit welchen zeitweiligen Identifikatoren TFI, USF, TAI und welcher Multislot-Allokierung jeweils einer be- stimmten Teilnehmerstation, z. B. der Station MSr zugeordnet sind.

Wie bei den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen vergibt der Knoten SGSN beim Einbuchen der Teilnehmerstation MSr eine Be- zeichnung, die zur Kennzeichnung von zwischen dem Knoten SGSN und dem Basisstationscontroller BSC ausgetauschten Netz- Datenpaketen dient, deren Inhalt von der Teilnehmerstation MSr herrührt oder für sie bestimmt ist. Diese Bezeichnung TLLI könnte von dem Basisstationscontroller BSC zusammen mit jedem von der Basisstation BS1 auszustrahlenden Funk- Datenpaket an die Basisstation BS1 übertragen werden, so daß die Basisstation zu jedem Funk-Datenpaket erkennen kann, für welche Teilnehmerstation es bestimmt ist. Die Bezeichnung TLLI wird jedoch eindeutig je SGSN vergeben, was eine be- trächtliche Länge der Bezeichnung von 32 Bit erforderlich macht. Eine solche netzweit eindeutige Bezeichnung ist bei der Weiterleitung von Funk-Datenpaketen von dem Basisstati- onscontroller BSC an die Basisstation BS1 nicht mehr erfor- derlich, da die Zahl der Teilnehmerstationen, die gleichzei- tig in der Zelle der Basisstation BS1 bedient werden können, begrenzt ist. Wenn man annimmt, daß innerhalb einer Zelle bis

zu ca. 1000 Teilnehmerstationen gleichzeitig aktiv bzw. ein- gebucht sein können, so genügt eine Bezeichnung von 10-11 Bit Länge, um alle diese Teilnehmerstationen eindeutig von einan- der unterscheiden zu können. Diese Bezeichnung kann noch kür- zer gehalten werden, wenn lediglich verlangt wird, daß sie für die maximale Anzahl von Mobilstationen pro Transceiver TRX einer Bassisstation eindeutig ist. Aus diesem Grund ver- gibt die Basisstation BSC zu jeder vom Knoten SGSN an eine von ihr versorgte Teilnehmerstation vergebenen Bezeichnung TLLI eine weitere Bezeichnung, hier als verkürzter TLLI oder vTLLI bezeichnet, mit einer Länge von 10 oder 11 Bit oder kürzer, die die momentan eingebuchten Teilnehmerstationen in der Zelle Cl eindeutig kennzeichnet. Die Bezeichnungen TLLI und die jeweils entsprechenden verkürzten Bezeichnungen vTLLI werden in einer Tabelle T des Basisstationscontrollers BSC aufgezeichnet.

Wenn der Basisstationscontroller BSC der Teilnehmerstation MSr einen zeitweiligen Identifikator TFI-r für einen zeitwei- ligen Datenfluß zuteilt, wobei auch unterschiedliche zeitwei- lige Identifikatoren Down-TFI-r, Up-TFI-r für Datenflüsse zu oder von der Teilnehmerstation MSr vergeben werden können, so signalisiert die Paketsteuereinheit des Basisstationscontrol- lers BSC dies der Basisstation BS1. Die Basisstation BS1 ver- fügt ihrerseits über eine Datenbank DB, die zu jeder bei der Basisstation BS1 eingebuchten Teilnehmerstation einen Eintrag aufweist. Jeder Eintrag, z. B. der der Teilnehmerstation MSs, enthält die verkürzten Bezeichnung vTLLI-s, der der Teilneh- merstation von der Paketsteuereinheit PCU zugeteilt worden ist. Sofern der Teilnehmerstation zeitweilige Identifikatoren für ihre Datenströme zugeteilt worden sind, sind auch diese in dem Eintrag vermerkt. Die Teilnehmerstation MSs verfügt über zwei solche Datenströme, einen mit einem zugeteilten Identifikator Down-TFI-s für den Empfang von Daten von der Basisstation, und den anderen, mit zeitweiligem Identifikator Up-TFI-s, zum Senden an die Basisstation. Ferner sind, soweit bekannt, Informationen über die Position der Teilnehmerstati-

on relativ zur Basisstation eingetragen. In dem Fall, daß die Basisstation über eine adaptive Antenne verfügt, die nur in der Lage ist, eine endliche Zahl von diskreten Subsektoren der Zelle auszuleuchten, enthält diese Ortsinformation eine Angabe über den Subsektor, in dem sich die Teilnehmerstation befindet, und über deren Timing Advance Index TAI. Ansonsten, wenn die BTS über ein volladaptives Antennensystem mit"Beam- forming"-Eigenschaften verfügt, kann anstelle der Angabe "Subsector"eine hochgenaue Winkelangabe"Direction"gespei- chert werden.

Wenn die Basisstation BS1 von der Paketsteuereinheit PCU ei- nen Funk-Datenblock mit temporärem Identifikator vTLLI-n emp- fängt, so sucht sie in der Datenbank DB den Eintrag, der die- sen Identifikator enthält und verwendet zum Steuern ihrer ad- aptiven Antenne die in diesem Eintrag gespeicherte Richtungs- information (Subsector oder Direction). Wenn sie ein z. B. mit Up-TFI-s gekennzeichnetes Datenpaket per Funk empfängt und aus der Phasenlage, mit denen das Paket an den einzelnen An- tennenelementen der adaptiven Antenne eintrifft, eine Ortsin- formation über die Quelle dieses Datenpakets ableitet, so stellt sie durch Konsultieren der Datenbank DB fest, welche Teilnehmerstation mit welchem vTLLI die Quelle des Datenpa- kets ist und verwendet die gewonnene Ortsinformation zur Ak- tualisierung der in der Datenbank gespeicherten Ortsinforma- tion für dieses Endgerät.

Wenn ein neuer zeitweiliger Identifikator für ein Endgerät vergeben wird und dies der Basisstation in Verbindung mit dem verkürzten Bezeichner vTLLI der Basisstation gemeldet wird, so vermerkt sie den neuen zeitweiligen Identifikator im ent- sprechenden Eintrag der Datenbank DB. Auf diese Weise steht der Basisstation BS1 bereits beim Senden des ersten Blocks dieses neuen Datenflusses an die Teilnehmerstation eine Orts- information zur Verfügung, die es erlaubt, die adaptive An- tenne der Basisstation BS1 so anzusteuern, daß nur in den Subsektor gesendet wird, in dem sich die entsprechende Teil-

nehmerstation bekanntermaßen aufhält. Falls ein neuer zeit- weiliger Identifikator für einen Uplink-Datenstrom vergeben wird, so ist die Basisstation BS1 durch Abfragen der Daten- bank in der Lage, diesem Datenstrom sofort einen korrekten Timing Advance-Wert zuzuordnen, ohne daß zuvor Laufzeitmes- sungen erforderlich wären.

Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung findet die Gewinnung der Ortsinformation, ihre Auswertung und die Festlegung einer Senderichtung für einen zu sendenden Datenblock vollständig an der Basisstation statt ; die PCU braucht für ihre Tätigkeit über keine Kenntnisse des Aufenthaltsorts der einzelnen Teil- nehmerstationen zu verfügen. Sie muß lediglich alle Änderun- gen in der Zuteilung der zeitweiligen Identifikatoren (vTLLI) zu den Teilnehmerstationen zeitnah an die Basisstation BS1 melden, so daß diese eine korrekte Richtungssteuerung durch- führen kann.

Eine weitere Reduzierung des Signalisierungsaufwandes zwi- schen Basisstationscontroller BSC und Basisstation BS1 kann erzielt werden, wenn die Basisstation BS1 ihrerseits mit ei- nem Protokollstack ausgestattet wird, der mit dem von der Pa- ketsteuereinheit PCU verwendeten identisch ist. Ein solcher Protokollstack muß den gesamten Datenverkehr zwischen der Ba- sisstation und dem Basisstationscontroller überwachen und darin enthaltene Signalisierungsinformation auswerten, um daraus rückschließen zu können, wann der Basisstationscon- troller den einzelnen Teilnehmerstationen temporäre Daten- flüsse zuteilt, und die Datenbank DB entsprechend zu aktuali- sieren.

Eine weitere, besonders einfach zu realisierende Ausgestal- tung basiert ebenfalls auf der Struktur der Fig. 5. Bei die- ser Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Paketsteuereinheit PCU mit jedem von ihr an die Basisstation übertragenen Funk- Datenpaket der Basisstation einerseits die Bezeichnung vTTLI der Teilnehmerstation mitteilt, für die die Nutzdaten des Pa-

kets bestimmt sind. Bei einer solchen Ausgestaltung braucht die Basisstation BS1 in ihrer Datenbank lediglich die Be- zeichner vTLLI der einzelnen Stationen sowie die zugehörige Ortsinformation zu speichern, eine Kenntnis der zeitweiligen Identifikatoren TFI bei der Basisstation BS1 ist nicht not- wendig.

Andererseits enthalten die Funk-Datenblöcke, die die Paket- steuereinheit PCU an die Basisstation BS1 zur Ausstrahlung übermittelt, auch das Uplink State Flag USF, das jeweils die- jenige Teilnehmerstation bezeichnet, die als nächste einen Datenblock an die Basisstation senden darf. Die Paketsteuer- einheit PCU signalisiert der Basisstation BS1 zu jedem Funk- Datenpaket, das sie an die Basisstation BS1 sendet und das ein solches Uplink State Flag USF enthält, die Bezeichnung vTLLI der Teilnehmerstation, die im Uplink State Flag be- zeichnet ist. Somit kennt die Basisstation jeweils vor Emp- fang eines Funk-Datenblocks bereits die Identität der Teil- nehmerstation, von der dieser Block kommen wird, und kann so- mit zu dieser Teilnehmerstation in der Datenbank DB gespei- cherte Ortsinformation einsetzen, um den nächsten Funk- Datenblock selektiv aus der Richtung zu empfangen, in der sich die betreffende Teilnehmerstation aufhält. Beim Empfang des Blocks gewonnene Ortsinformation wird benutzt, um die für die betreffende Teilnehmerstation in der Datenbank gespei- cherte Ortsinformation zu aktualisieren.

Bei dieser Ausgestaltung genügt die Übertragung von maximal zwei Bezeichnungen pro von der Basisstation BS1 ausgestrahl- tem Block, um eine Teilnehmerstation, die Paketdatenverkehr betreibt, genauso effektiv orten zu können, wie eine Teilneh- merstation, die eine Sprachverbindung unterhält, und die so gewonnene Ortsinformation zum Steuern der adaptiven Antenne der Basisstation vom ersten Block eines neuen zeitweiligen Datenstroms an zu nutzen.