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Patent Searching and Data


Title:
DATA TRANSMISSION METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/073245
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for transmitting data between a transmitter (BS, MS) and a receiver (MS, BS) via a wireless data channel of a communication network (CN). Said method comprises the following steps: the transmitter transmits data to the receiver, the transmission being characterized by at least one transmission parameter which is selected based on a first channel quality that is known to the transmitter; the receiver receives the data; the receiver determines the first channel quality known to the transmitter from said data via the at least one used transmission parameter as well as a second, current channel quality via the quality of the received data; and the receiver compares the first channel quality with the second channel quality.

Inventors:
DOETTLING MARTIN (DE)
MICHEL JUERGEN (DE)
RAAF BERNHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/000626
Publication Date:
August 26, 2004
Filing Date:
January 26, 2004
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
DOETTLING MARTIN (DE)
MICHEL JUERGEN (DE)
RAAF BERNHARD (DE)
International Classes:
H04B7/005; H04L1/00; H04W52/26; H04L1/18; H04W52/24; (IPC1-7): H04L1/00; H04L1/20
Domestic Patent References:
WO2000059129A12000-10-05
Foreign References:
EP0903883A21999-03-24
DE10118100A12002-10-24
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Datenübertragung über einen Funkkanal eines Kommunikationsnetzes (CN), zwischen einem Sender (BS, MS) und einem Empfänger (MS, BS), bei dem Übertragungsparame ter in folgenden Schritten eingestellt werden : a) der Sender überträgt Daten an den Empfänger, wobei die Ü bertragung durch zumindest einen Übertragungsparameter gekennzeichnet ist, welcher aufgrund einer, dem Sender bekannten ersten Kanalqualität des Funkkanals eingestellt wird ; b) der Empfänger empfängt die Daten ; c) der Empfänger ermittelt aus den Daten über den zumindest einen verwendeten Übertragungsparameter die dem Sender bekannte erste Kanalqualität und d) über die Qualität der empfangenen Daten eine zweite, ak tuelle Kanalqualität ; e) der Empfänger vergleicht erste und zweite Kanalqualität.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem f) falls erste und zweite Kanalqualität über einen vorgege benen Toleranzwert voneinander abweichen g) der Empfänger ein Abweichen dem Sender mitteilt, worauf hin der Sender erneut eine erste Kanalqualität ermittelt, auf deren Basis der zumindest eine Übertragungsparameter eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Sender eine Basisstation (BS) und der Empfänger eine Mobilstation (MS) ist oder umgekehrt.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem es sich bei dem Funkkanal um einen Paketorientierten Kanal handelt, bei dem Daten in zumindest ein einzelnes Datenpaket aufgeteilt sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, bei dem es sich bei dem Funkkanal um einen kontinuierlichen Datenkanal handelt.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem Schritt a) folgende Teilschritte enthält : al) der Empfänger der Daten schickt dem Sender der Daten ei ne Kanalmessungsnachricht über einen dem Funkkanal zugeordne ten KontrollFunkkanal ; a2) der Sender ermittelt aufgrund dieser Kanalmessungsnach richt die erste Kanalqualität des Funkkanals.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Daten in Form zumindest eines Datenpakets empfan gen werden und Schritt c) wahlweise folgende Teilschritte enthält : cl) das Datenpaket wird decodiert und so der zumindest eine Übertragungsparameter ermittelt und/oder cl*) zumindest ein Übertragungsparameter dem Empfänger signa lisiert wird.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Daten in Form zumindest eines Datenpakets empfan gen werden und bei dem Schritt d) folgende Teilschritte umfasst : dl) Decodieren des empfangenen Datenpakets ; d2) Ermitteln eines Nutzdateninhalts des Datenpakets unter Berücksichtigung von Wahrscheinlichkeitsentscheidungen d3) Codieren des ermittelten Nutzdateninhalts unter Verwen dung der über die Übertragungsparameter vorliegenden Information zu einem Testdatenpaket ; d4) Ermitteln der Übertragungsqualität des empfangenen Datenpakets aufgrund von Abweichung zwischen Datenpaket und Testdatenpaket.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die zweite Kanalqualität über das Signal zu Rauschen Verhältnis des empfangenen Datenpakets bestimmt wird.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem ein Übertragungsparameter durch die Übertragungsleis tung gebildet wird und der vorgegebene Toleranzwert im Schritt f in Bezug auf die Übertragungsleistung angegeben wird.
11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Toleranzwert direkt oder indirekt angibt, welche Fehlerrate bei einem Datenpaket zugelassen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, bei dem Schritt g) durch das erneute Senden einer Kanalmessungs nachricht durchgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Bestimmung der ersten Kanalqualität auf Basis ei nes dem FunkDatenkanal zugeordneten Pilotkanals erfolgt.
14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 oder 3 bis 13, bei dem die Bestimmung der zweiten Kanal qualität auf Basis eines dem FunkDatenkanal zugeordneten Pilotkanals erfolgt für den Fall, dass keine Daten über tragen werden.
15. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Toleranzwert als ein Leistungspegel angegeben wird, bei dem unter Verwendung einer festgelegten Modula tion mit einer festgelegten Codierungsrate eine bestimmte Fehlerrate erzielt wird.
16. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Toleranzwert wahlweise vom Sender oder vom Empfän ger oder von dem Kommunikationsnetzwerk vorgegeben wird.
17. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem über den FunkDatenkanal zumindest zwei Kommunikati onsdienste laufen und der Toleranzwert separat für jeden Kommunikationsdienst einstellbar ist und so die Dienstqua lität festgelegt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem für ein einzelnes Datenpaket in einer Datenpaketgruppe gekennzeichnet wird, welche Dienstqualität ihm zugeordnet wurde.
19. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem es sich bei der Da tenpaketgruppe um Datenpakete eines PaketCalls handelt.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem für die letzten n Datenpakete einer Datenpaketgruppe, wenn die zweite Kanalqualität von der ersten Kanalqualität mehr als der Toleranzwert abweicht, keine Mitteilung an den Sender der Datenpakete erfolgt, wobei n eine Integerzahl von 1 bis zur Anzahl der Datenpakete innerhalb der Daten paketgruppe ist.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 20, bei dem das Mitteilen der Abweichung an den Sender der Daten über ei ne Kanalmessungsnachricht erfolgt.
22. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Kanalmessungsnachricht zusätzlich zu weiteren, re gulär vorgesehenen Kanalmessungsnachrichten gesendet wird !.
23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem zusätzliche Kanal messungsnachrichten in einem Zeitraster gesendet werden,' welches enger ist als das Zeitraster, in dem die regulären Kanalmessungsnachrichten gesendet werden., I.
24. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei' dem das Zeitraster zum Senden von regulären oder nicht re gulären Kanalmessungsnachrichten an die übertragene Daten menge angepasst wird. angepasst wird.
25. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem eine zusätzliche Kanalmessungsnachricht gesendet wird, j wenn zumindest j Datenpakete hintereinander nicht inner halb eines vorgegebenen Toleranzbereiches bezüglich ihrer Fehlerrate empfangen wurden, wobei j eine Integerzahl grö ßer als 1 darstellt.
26. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die regulären Kanalmessungsnachrichten absolut mit ei ner vorgegebenen Auflösung kodiert werden und die zusätz lichen in Bezug auf eine Abweichung von einem Referenzwert differentiell.
27. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem als Referenzwert die zuletzt bekannte erste Kanalqualität verwendet wird.
28. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem als Referenzwert die zuletzt bekannte erste Kanalqualität, welche auf Basis ei ner regulär übertragenen Kanalmessungsnachricht ermittelt wurde, verwendet wird.
29. Verfahren nach Anspruch 26 bei dem der Referenzwert aus der Gesamtheit der Übertragungseigenschaften eines Daten paketes besteht.
30. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem Kanalmessungsnachrichten mit einer festen Anzahl m von Bits codiert wird, wobei (mx) Bits informations tragend sind und aus den verbleibenden x Bits eine Prüf summe der (mx) Bits gebildet wird.
31. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Kanalmessungsnachricht in Bezug auf die Abweichung zu dem ihr maximal möglichen Wert differentiell codiert wird.
32. Verfahren nach Anspruch 31, bei dem die Schrittweite für eine differentielle Codierung vorgegeben wird.
33. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem die Schrittweite der differentiellen Codierung vom Toleranzwertes abhängt.
34. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der FunkDatenkanal Bestandteil eines UMTS Netzwerkes ist.
35. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4 und 6 bis 34, bei dem der FunkDatenkanal durch den HS DSCH gebildet wird.
36. Mobilstation mit einer Prozessoreinheit, die derart aus gestaltet ist, dass ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 35 durchführbar ist.
37. Basisstation mit einer Prozessoreinheit, die derart aus gestaltet ist, dass ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 35 durchführbar ist.
38. Kommunikationsnetz umfassend eine Mobilstation nach An spruch 36 und eine Basisstation nach Anspruch 37.
Description:
Beschreibung Verfahren zur Datenübertragung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung ü- ber einen Funkdatenkanal zwischen einem Sender und einem Emp- fänger, bei dem Datenübertragungsparameter in Abhängigkeit von der Qualität des Funkdatenkanals eingestellt werden.

Wenn Daten von einem Sender an einen Empfänger übertragen werden, so ist es wichtig, dass die Daten zum einen mit einer zufriedenstellenden Qualität den Empfänger erreichen, zum an- deren, dass die Datenübertragung möglichste ressourcenarm er- folgt.

Um die Daten gegenüber Fehlern auf dem Übertragungswege un- empfindlicher zu machen, werden die Daten codiert. Weiterhin kann, insbesondere bei drahtlosen Kommunikationsnetzen der Sender weiterhin seine Sendeleistung an die Übertragungsbe- dingungen anpassen.

Um eine für die momentane Übertragung geeignete Codierung vornehmen zu können, muss der Sender die Empfangsqualität am Empfänger kennen. Im Rahmen einer adaptiven Codierung kann das Modulationsschema und die Coderate angepasst werden. Bei Mobilkommunikationsnetzen spricht man in diesem Zusammenhang auch von adaptiv Modulation and Coding (AMC). Unter Modulati- onsschema versteht man die Art und Weise wie man abhängig vom Informationstragenden Signal den Träger verändert. Im Bereich des Mobilfunks finden beispielsweise das QPSK- Modulationsschema (quadrature phase shift keying) oder das 16 QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Die Coderaten geben an, wie viele z. B. Kilobits pro Sekunde (Kbps) übertragen werden.

Oft wird das Modulationsschema in ein Modulations-und Co- dierschema MCS erweitert, bei dem außer dem Modulationsschema zusätzlich die Coderate angegeben ist.

Dies wird im folgenden an einem Beispiel aus einem speziellen Kommunikationsnetzwerk, einem UMTS-Mobilfunksystem, näher betrachtet, wozu zunächst einige Begriffe eingeführt werden : Verwendete Begriffe Bei einem Kommunikationssystem oder Kommunikationsnetzwerk handelt es sich um eine Struktur zum Austausch von Daten. Es kann sich hierbei beispielsweise um ein zellulares Mobilfunk- Netzwerk handeln, wie etwa das GSM-Netzwerk (Global System of Mobile Communications) oder das UMTS-Netzwerk (Universal Mo- bile Telecommunications System). In einem Kommunikationssys- tem sind allgemein Terminals und Basisstationen vorgesehen.

Im UMTS weist das Kommunikationssystem oder Funkübertragungs- netzwerk zumindest Basisstationen, hier auch"NodeB"genannt, sowie Radio Netzwerk Steuerungseinheiten bzw. Radio Network Controller (RNC) zum Verbinden der einzelnen Basisstationen auf. Das terrestrische Radio Zugriffsnetz bzw."Universal Terrestrial Radio Access Network"UTRAN ist der funktechni- sche Teil eines UMTS-Netzes, in dem beispielsweise auch die Funkschnittstelle zur Verfügung gestellt wird. Eine Funk- Schnittstelle ist genormt und definiert die Gesamtheit der physikalischen und protokollarischen Festlegungen für den Da- tenaustausch, beispielsweise das Modulationsverfahren, die Bandbreite, den Frequenzhub, Zugangsverfahren, Sicherungspro- zeduren oder auch Vermittlungstechniken. Das UTRAN umfasst also zumindest Basisstationen sowie zumindest einen RNC.

Bei zellulären Mobilfunksystemen können verschiedene Funk- Übertragungstechnologien vorgesehen sein, die definieren, wie die physikalischen Verbindungsressourcen aufgeteilt werden.

Im Falle von UMTS ist momentan ein Frequenzmehrfachzugriffs-

Modus bzw. Frequency Division Duplex (FDD) -Modus vorgesehen, sowie unterschiedliche Zeitmehrfachzugriffs-Modi bzw. Time Division Duplex (TDD)-Modi. Beim FDD-Modus erfolgt die Daten- übertragung von sogenannten"Up-"und"Downlink"Verbindungen auf unterschiedlichen Frequenzen per Frequenzmultiplex, wäh- rend bei den beiden TDD-Modi die Datenübertragung von Up-und Abwärtsverbindungs auf der gleichen Frequenz per Zeitmulti- plex erfolgt.

Eine Basisstation ist eine zentrale Einheit in einem Kommuni- kationsnetzwerk, die im Falle eines zellulären Mobilfunknetz- werks Terminals oder Kommunikationsendgeräte innerhalb einer Zelle des Mobilfunknetzwerks über einen oder mehrere Funkka- näle bedient. Die Basisstation stellt die Luftschnittstelle zwischen Basisstation und Terminal bereit. Sie übernimmt die Abwicklung des Funkbetriebs mit den mobilen Teilnehmern und überwacht die physikalische Funkverbindung. Darüber hinaus überträgt sie die Nutz-und Statusnachrichten an die Termi- nals. Die Basisstation hat keine Vermittlungsfunktion, son- dern lediglich eine Versorgungsfunktion. Eine Basisstation umfasst zumindest eine Sende/Empfangseinheit.

Ein Terminal kann ein beliebiges Kommunikationsendgerät sein, über das ein Benutzer in einem Kommunikationssystem kommuni- ziert. Es fallen beispielsweise Mobilfunkendgeräte oder trag- bare Computer mit einem Funkmodul darunter. Ein Terminal wird oft auch als"Mobilstation" (MS) oder in UMTS"User Equip- ment" (UE) bezeichnet.

Im Mobilfunk wird zwischen zwei Verbindungsrichtungen unter- schieden. Die Vorwärtsrichtung bzw."Downlink" (DL) bezeich- net die Übertragungsrichtung von der Basisstation zum Termi- nal. Die Rückwärtsrichtung (Uplink UL) bezeichnet die entge-

gengesetzte Übertragungsrichtung vom Terminal zur Basisstati- on.

In Breitbandübertragungssystemen, wie beispielsweise einem UMTS-Mobilfunknetz ist ein Kanal ein Teilbereich einer zur Verfügung stehenden Gesamtübertragungskapazität. Als Funkka- nal wird im Rahmen dieser Anmeldung ein drahtloser Kommunika- tionsweg bezeichnet.

In einem Mobilfunksystem, beispielsweise UMTS, gibt es für die Übertragung von Daten zwei Arten von physikalischen Kanä- len : festzugeordnete Kanäle bzw. "Dedicated Channels"und ge- meinsam benutzte bzw. "Common Channels". Bei den Dedicated Channels wird eine physikalische Ressource nur für die Über- tragung von Informationen für ein bestimmtes Terminal reser- viert. Bei den Common Channels können Informationen übertra- gen werden, die für alle Terminals gedacht sind, beispiels- weise der primäre gemeinsame physikalische Steuerungskanal bzw. "Primary Common Control Physical Channel" (P-CCPCH) im Downlink, oder aber alle Terminals teilen sich eine physika- lische Ressource, indem jedes Terminal diese nur kurzzeitig nutzen darf. Dies ist beispielsweise beim physikalischen Zu- falls Zugriffs Kanal bzw. "Physical Random Access Channel" (PRACH) im Uplink der Fall.

Bei der Übertragung über einen Common oder Dedicated Channel werden die Daten neben einer Bandbreitenspreizung mittels ei- nes Spreiz-Codes bzw. "Channelisation Codes"zur robusteren Übertragung zusätzlich einer Verwürfel bzw."Scrambling"Pro- zedur zur Kennzeichnung einer spezifischen Verbindung unter- zogen. Dazu werden in Abhängigkeit der Übertragungsrichtung, des Kanaltyps und der Funkübertragungstechnologie verschiede-

ne Typen von Verwürfel-Codes bzw."scrambling codes"einge- setzt.

Während ein Bit aus einer Datensequenz meist als Symbol be- zeichnet wird, wird ein Bit einer bandbreiten-gespreizten Se- quenz als Chip bezeichnet.

In Mobilfunksystemen wie beispielsweise UMTS sind neben lei- tungsvermittelten bzw. "circuit switched"Diensten auch pa- ketorientierte bzw. "packet switched"Dienste vorgesehen, ü- ber die Daten paketweise transportiert werden.

Eine Erweiterung zum bereits existierenden"Downlink-Shared- Chanel" (DSCH) stellt der sogenannte High Speed Downlink Sha- red Channel (HSDSCH) dar, dem ein entsprechender Kontrollka- nal, beispielsweise der"Shared Control Channel for HS-DSCH" (HS-SCCH) zugeordnet ist.

Bestimmung der Kanalqualität im Falle des HSDPA in UMTS Bisher wurde, um es dem Sender (z. B. der Basisstation) zu er- möglichen, die Kanalqualität beim Empfänger von Daten zu ken- nen, eine Nachricht oder Kanalmessungsnachricht an den Sender der Daten gesendet, aufgrund deren der Sender die Kanalquali- tät mit der Daten beim Empfänger empfangen werden die ein- schätzen konnte. Im Fall einer Downlink-Datenübertragung für den Fall des HSDPA im UMTS-System läuft dies beispielsweise folgendermaßen ab : Die Mobilstation sendet eine standardi- sierte Nachricht bzw. CQI-Nachricht (CQI : Channel Quality Indicator) an die Basisstation. Diese CQI-Nachricht enthält in einer vordefinierten, standardisierten Form die Informati- on über die vom Empfänger gemessenen Kanalqualität. Daraus kann die Basisstation die Kanalqualität, mit der Daten beim Empfänger empfangen werden ermitteln. Aufgrund der ermittel- ten Kanalqualität wählt die Basisstation zum Versenden von Daten an die Mobilstation Datenübertragungsparameter aus.

Diese Datenübertragungparameter könnten beispielsweise das

Modulationsschema, die Codierungsrate oder die Sendeleistung sein.

Allerdings kann sich die Kanalqualität im Laufe der Zeit ver- ändern. Daher wird bisher in regelmäßigen Abständen eine CQI- Nachricht von der Mobilstation an die Basisstation gesendet, so dass die Kanalqualität wieder erneut bestimmt und mitge- teilt werden kann.

Zusammenfassend löst das Senden der CQI-Nachricht ja das Problem, die Kanalqualität im Sender kennen zu müssen. Aller- dings muss die CQI-Nachricht auch gesendet werden und belegt daher Ressourcen im Uplink, also in der Übertragung von der Mobilstation zur Basisstation. Um diese Ressourcenbelastung einerseits möglichst gering zu halten und andererseits auch die Kanalinformation mit hinreichender Genauigkeit zu kennen, sind folgende Verbesserungen denkbar : 1) Die CQI-Nachricht wird nicht in jedem Rahmen übertragen, also mit der maximal möglichen Häufigkeit, sondern nur ein mal in k Rahmen, wobei k von der Basisstation an die Mobil- station mitgeteilt wird. So ändern sich z. B. bei niedriger Geschwindigkeit die Übertragungseigenschaften nicht sehr schnell und eine reduzierte CQI-Nachrichten-Übertragungsrate reicht aus. Für schnell bewegte Mobilstationen, bei denen sich der Kanal mit der Zeit sehr stark ändert benötigt man dagegen auch eine höhere Übertragungsrate (d. h. kleineres k).

2) Im Falle, dass eine CQI-Nachricht genau dann übertragen wird, wenn die Decodierung der Daten im Empfänger fehlge- schlagen ist. Dies wird der Basisstation mit einem sog. NACK (Negative ACKnowledge) mitgeteilt. Im Anschluss an dieses NACK soll die Mobilstation gemäß diesem Vorschlag einen CQI schicken, anhand dessen die Basisstation in Zukunft eine bes- sere Einstellung vornehmen kann.

Allerdings löst dieses Verfahren das Problem nur unzuläng- lich, wie im folgenden gezeigt wird :

Wenn die Übertragungsqualität nicht zu schlecht, sondern zu gut ist, so werden typischer weise alle Nachrichten korrekt empfangen und es werden keine NACKs gesendet sonder nur ACK (Positives ACKnowledge, positive Bestätigung). Eine Übertra- gung mit zu guter Qualität ist aber ebenfalls suboptimal, da dadurch Ressourcen (insbesondere Sendeleistung der Basissta- tion, bzw. zusätzliche Störungen bei allen anderen Mobilsta- tionen) belegt werden, die nicht wirklich notwendig sind und die daher besser für andere Verbindungen verwendet werden sollten.

Des weiteren ist die optimale Betriebsweise eines ARQ Verfah- rens (insbesondere HARQ Hybrid ARQ) nicht dann gegeben, wenn alle oder fast alle Pakete auf Anhieb korrekt empfangen wer- den, sondern wenn in ca. 10%-30% der Fälle die Decodierung fehlschlägt. Zwar muss in diesen Fällen dann eine wiederholte Übertragung angefordert werden, was einen erhöhten Ressour- cenaufwand bedeutet, aber andererseits kann die Übertragung mit deutlich weniger Leistung durchgeführt werden, wenn sie nur mit einer Wahrscheinlichkeit von 70% bis 90% korrekt de- kodiert werden muss, als wenn eine höhere Dekodierungsrate gefordert würde. In Summe wird somit Energie bzw. werden Res- sourcen gespart.

In Zusammenhang mit dieser Realisierung bedeutet das aber, dass auch bei optimaler Einstellung immer noch in 10% bis 30% der Fälle eine CQI-Nachricht gesendet wird, obwohl das nicht nötig gewesen wäre, da die Einstellung ja schon optimal ist und somit nicht geändert werden muss.

Ein weiterer Vorschlag sieht vor, zumindest bei hohen Ge- schwindigkeiten nicht den aktuelle Kanalzustand zu übertra- gen, sondern eine Mittelung über die Vergangenheit über eini- ge Rahmen. Hintergrund ist die Tatsache, dass sich die durch schnellen Schwund (fast fading) bedingten Kanaleigenschaften bei hohen Geschwindigkeiten so schnell ändern, dass die In- formation darüber beim Eintreffen bei der Basisstation be-

reits veraltet ist. Die generelle Position einer Mobilstation und die durch Abschattungs-und Beugungserscheinungen an großräumigen Strukturen erzeugte zusätzliche Kanaldämpfung, ein sogenanntes"log-normal-Fading") ändert sich allerdings viel langsamer und ist weniger schnell veraltet. Durch die Mittelung werden die Schwankungen durch den schnellen Schwund beseitigt und ein genauerer Durchschnittswert ermittelt. Die- ses Verfahren löst kein Problem der an sich optimalen schnel- len Übertragung, aber es verbessert zumindest die Kenntnis über die durchschnittliche Übertragungsqualität.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren oder eine Vorrichtung vorzugeben, die eine Übertragung mit an die Übertragungsbe- dingungen angepassten Übertragungsparameter gewährleistet und gleichzeitig möglichst wenige zusätzliche freie Sendekapazi- tät benötigt.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 bzw. eine Mobilstation nach Anspruch 36, eine Basisstation nach Anspruch 37 und ein Kommunikati- onsnetz gemäß Anspruch 38 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin- dung finden sich in den abhängigen Ansprüchen.

Kern der Erfindung ist es, dass der Empfänger von Daten genau dann eine zusätzliche Nachricht zur Kanalmessung an den Sen- der der Daten schickt, wenn der Empfänger feststellt, dass die momentan angewandten Übertragungsparameter nicht an die Übertragungsverhältnisse angepasst sind, also beispielsweise zu gut oder auch zu schlecht sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand ausgewählter Beispiele näher erläutert, die teilweise auch in Figuren dargestellt sind. Es zeigen

Figur 1 : schematisch die Kommunikation zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation in einem Kommunika- tionsnetz, bei welcher die Übertragungsparameter an die Übertragungsbedingungen angepasst wird ; Figur 2 : Ein Flussdiagramm über den Ablauf einer Ein- stellung der Kanalparameter ; Figur 3 : Einen Auszug aus einer CQI Abbildungstabelle (CQI Mapping table).

Auch wenn im Folgenden auf Beispiele bezüglich einer HSDPA- Übertragung bezug genommen wird, ist die Erfindung in ihren vielfältigen Ausgestaltung nicht nur auf paketvermittelte o- der paketorientierte Übertragung bzw. Kanäle, sondern auch für kontinuierliche oder leitungsvermittelte (circuit- switched) Übertragung anwendbar. Ebenso ist keine Beschrän- kung auf die Downlink-Richtung erforderlich, sondern analog auf ein Uplink-Richtung übertragbar, wobei berücksichtigt werden kann, dass die Mobilstation im Gegensatz zur Basissta- tion nicht befugt ist, die Ressourcen in der Zelle zu vertei- len.

In Figur 1 schickt die Mobilstation MS an die Basisstation BS eine Nachricht zur Übertragung der Kanalmessung CQI über den HSDPA-Uplink-Kontrollkanal"Dedicated Physical Control Chan- nel (uplink) for HS-DSCH"HS-DPCCH. Die Mobilstation misst diese Kanalqualität basierend auf dem Empfang eines Pilotka- nals und signalisiert das in der CQI-Nachricht. In UMTS kann der verwendete Pilotkanal dabei der"Primary Common Control Physical Channel" (PCCPC) oder ein"Secundary Common Control Physical Channel" (SCCPC) sein. Diese Nachricht zur Kanalmes- sung CQI ist standardisiert, so dass die Basisstation BS weiß, welche Kanalqualität bei der Mobilstation vorliegt. (in UMTS kann dafür der"Primary Common Control Physical Channel" PCCPC oder ein"Secundary Common Control Physical Channel"

SCCPC dienen. ). Bei der Bestimmung der Kanalqualität wird an- genommen, dass die Leistung des HSDPA-Datenkanals HS-DSCH in einem vorgegebenen Verhältnis zur Leistung des Pilotkanals steht, ggf. kann die Basisstation aber Abweichungen davon be- rücksichtigen. Aufgrund der übermittelten Kanalqualität stellt die Basisstation Datenübertragungparameter ein, mit denen Daten von der Basisstation BS zur Mobilstation MS über den HSDPA-Datenkanal HS-DSCH übertragen werden. Diese Über- tragungsparameter können beispielsweise das Modulations-und Codierungsschema sein, die Codierungsrate, die Sendeleistung der Basisstation, usw. Die Mobilstation empfängt die von der Basisstation paketweise übertragenen Daten.

Die Mobilstation MS kann nun auf verschiedene Art und Weise feststellen, welche Übertragungsparameter verwendet wurden. a) In UMTS-HSDPA wird vor dem Paket die Information über die Übertragungsparameter, welche das Modulations-und Codie- rungschema MCS betreffen, übertragen. Dies geschieht auf dem HS-SCCH, der parallel und zeitlich leicht vor dem HS- DSCH, der die Daten trägt, gesendet wird. b) Die übertragene Leistung wird nicht auf diese Weise an die Mobilstation MS übertragen. Auch deshalb kann die Mobil- station MS keinen absoluten Wert der Sendeleistung ermit- teln, wie es ja beispielsweise beim Übersenden von CQI- Nachrichten über den HSDPA-Pilotkanal möglich ist, sondern nur einen relativen Wert feststellen, den die Übertragung zu gut oder auch zu schlecht ist.

In Fig. 2 ist der Ablauf einer Einstellung der Übertragungs- parameter nochmals schematisch zusammengefasst.

Der Zusammenhang zwischen Sendeleistung, Kanalqualität und anderen Übertragungsparametern ist folgender :

Das Modulations-und Codierungsschema MCS kann beispielsweise in die Differenz des beobachteten Signal-Rauschverhältnis, genannt SNR ("Signal to Noise Ratio"), zum dem SNR das nötig ist um das MCS mit einer gegebenen Blockfehlerrate, z. B. 10%, zu empfangen, ausgedrückt in Dezibel (dB), umgerechnet wer- den. Einem Modulations-und Codierungsschema MCS, das auch bei zwei Dezibel schwächerer Leistung funktioniert hätte, wird ein Wert von 2 db zugeordnet. Funktioniert heißt in die- sem Falle, dass beispielsweise die Blockfehlerrate 10 % nicht übersteigt.

Im Falle von HSDPA wird aber als Einheit eher die Nummer des Modulations-und Codierungschema MCS verwendet. In Figur 3 ist ein Teil einer Liste gezeigt, in der verschiedene Modula- tions-und Codierungsschema aufgelistet sind, welche bezüg- lich Übertragungsfehler unterschiedlich robust sind. Anstelle die Differenz in der Einheit dB auszudrücken könnte auch der Index in dieser Liste verwendet werden. In diesem Fall würde 2 bedeuten, dass man ein um zwei Einheiten robusteres Modula- tions-und Codierungschema verwenden sollte. Wenn die aktuel- le Übertragung gerade mit einem Modulations-und Codierungs- schema MCS aus dieser Liste durchgeführt wird, so heißt das, das stattdessen das um zwei Positionen robustere MCS verwen- det werden soll. Sollte gerade kein Modulations-und Codie- rungsschema aus der Liste verwendet werden, so muss das mo- mentan verwendete Modulations-und Codierungsschema MCS zu- erst in ein anderes, jedoch äquivalentes Modulations-und Co- dierungsschema umgerechnet werden, und dann bezüglich des ä- quivalenten Modulations-und Codierungsschema MCS die Diffe- renz gebildet werden.

Außer einer Signalisierung zumindest eines Teils der Übertra- gungsparameter besteht weiterhin die Möglichkeit, dass die Mobilstation MS das empfangene Datenpaket decodiert, und über eine Reihe von Wahrscheinlichkeitsentscheidungen zum vermut- lichen ursprünglichen Dateninhalt oder Nutzdateninhalt ge- langt. Sie kann dann ermitteln, welche codierte Darstellung

dieser Nutzdateninhalt idealerweise gehabt hätte und so fest- stellen, in wie weit eine nicht ideale Kanalqualität das Da- tenpaket während der Übertragung verändert hat. Daraus kann einer Fehlerrate, beispielsweise eine Blockfehlerrate be- stimmt werden.

Vom Kommunikationssystem, von der Basisstation oder von der Mobilstation kann festgelegt werden, welche Fehlerraten für eine Übertragung akzeptabel sind.

Übersteigt die von der Mobilstation MS ermittelte Fehlerrate einen bestimmten, vorgegebenen Toleranzwert, so übermittelt die Mobilstation MS eine erneute Kanalmessung über eine Ka- nalmessungsnachricht CQI.

Dieses Vorgehen hat folgende Vorteile : Die Übertragungsparameter sind auf diese Weise aktuell ange- passt, ohne dass durch unnötiges Senden von CQI-Nachrichten Übertragungsressourcen verschwendet werden würden. Diese Leistungsanpassung ist sowohl im Fall einer zu schlechten, als auch einer zu guten Übertragung anwendbar. Auch eine zu gute Übertragung ist hinsichtlich der Ressourcennutzung nicht optimal, da mehr Ressourcen, insbesondere Sendeleistung der Basisstation bzw. zusätzliche Störungen bei allen anderen Mo- bilstationen, belegt werden, die nicht wirklich notwendig sind und die daher besser für andere Verbindungen verwendet werden sollten. Des weiteren ist, insbesondere für den Fall einer Paketdatenübertragung mittels eines ARQ-Verfahrens (Au- tomatic Repeat Request), insbesondere eines HARQ, eines hyb- riden ARQ, der optimale Betrieb nicht dann gegeben, wenn alle oder fast alle Pakete auf Anhieb korrekt empfangen werden.

Vielmehr liegt der hinsichtlich der Ressourcen optimale Be- trieb dann vor, wenn in ca. 10-30 % der Fälle die Decodierung fehl schlägt. Zwar muss in diesen Fällen dann eine wiederhol- te Übertragung angefordert werden, was einen entsprechend hö- heren Ressourcenaufwand und eine erhöhte Verzögerung bedeu- tet, andererseits jedoch kann die Übertragung mit deutlich

weniger Leistung durchgeführt werden, wenn sie nur mit einer Wahrscheinlichkeit von 70-90 % korrekt decodiert werden muss im Vergleich dazu, wenn eine höhere Decodierungsrate gefor- dert werden würde. Insgesamt werden somit Ressourcen einge- spart.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Kanalqualität des Datenkanals herangezogen wird. Die Qualität des Datenkanals kann von der Qualität des Pilotkanals beispielsweise dadurch abweichen, dass beide mit unterschiedlichen Scrambling-Codes verwürfelt werden, nämlich dem sogenannten"Primary"oder einem"Secondary"Scrambling-Code. Ein Scrambling-Code dient zur Bandbreitenspeizung des Signals. Da sich Signale die mit unterschiedlichen Scramblingcodes verwürfelt werden unter- schiedlich stören. Insbesondere stören sich Signale, die mit dem gleichen Scrambling-Code verwürfelt werden weniger, als Signale die mit unterschiedlichen Scrambling-Codes verwürfelt werden), kann es sein, dass der Pilotkanal weniger oder mehr durch andere Übertragungen gestört wird, als der Datenkanal.

In diesem Fall ist dann eine Messung auf dem Datenkanal ge- nauer als eine Messung auf dem Pilotkanal. Weiterhin erfolgt im UMTS die Ausstrahlung über die Basisstation oft in einem sogenannten Transmit-Diversity-Verfahren, bei dem Daten über mehrere Antennen ausgestrahlt werden. Die Mobilstation MS versucht dies zwar bei der Berechnung der Qualität zu berück- sichtigen, da aber die Ausstrahlung von verschiedenen Parame- tern beeinflusst wird, ist nicht sicher gestellt, das die Ab- schätzung der Qualität des Datenkanals aus dem Pilotkanal in allen Fällen exakte oder auch nur zufriedenstellende Ergeb- nisse liefert.

Ausführungsbeispiel (e) der Erfindung.

- Durch die Nachrichtung zur Kanalqualitätsbestimmung CQI bzw. das dazugehörige Feedback wird also der Basisstation die Qualität der Verbindung mitgeteilt.

Im wesentlichen wird dann also aufgrund einer Nachricht zur Kanalqualität CQI ein Modulations-und Codierungsschema vor- geschlagen, da die Coderate aus der Anzahl der Codes und der Größe des Transportblocks berechnet werden kann.

Basierend auf diesen Informationen und weiteren Kriterien er- mittelt die Basisstationen das im Downlink verwendete soge- nannte Transportformat (TF). Das Transportformat TF bestimmt den Inhalt eines Pakets wesentlich genauer, nämlich bitgenau sowie die dazu verwendeten Übertragungsressourcen. Dazu ent- hält das Transportformat TF folgende Informationen : - Die Anzahl und die Identifikationsnummern der verwendeten Channelisation-Codes. Channelisation-Codes dienen zur Se- parierung einzelner Dienste (Services) oder Benutzer - Die Modulationsart - Die Größe des Transportblocks - Die Redundanz und Konstellations-Version, welche exakt be- stimmt, welche Bits an welcher Stelle des Pakets übertra- gen werden - Ferner wird zusätzliche Kontrollinformation übertragen, die nicht primär zu Bestimmung des Transportformats dient, jedoch zu einer korrekten Verarbeitung eines Paket notwen- dig ist.

- Die Identifikationsnummer des Hybrid-IRQ-Prozesses, welche dazu dienst im Falle von Mehrfachübertragungen eines Pa- kets diese z. B. für die Decodierung korrekt zu überlagern.

- Einen sogenannten"New-Data-Indicator", der hilft, die Ü- bertragung eines neuen Pakets von der Wiederholungsüber- tragung oder den Wiederholungsübertragungen eines vorheri- gen Pakets zu unterscheiden.

Im folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen in Bezug auf einzelne Merkmale der Erfindung bzw. ihrer Weiterbildungen beschrieben. l. Toleranzwert

Angabe der Toleranz und der Abweichung in Signalisierungsstu- fen des CQI Feedback, das entspricht ca. ein dB Stufen. die Toleranz gibt hier die maximale erlaubte Abweichung der Emp- fangsqualität an, die vorliegen kann, ohne dass eine CQI Ü- bertragung initiiert wird.

Angabe unterschiedlicher Toleranzwerte für zu hohe/niedrige Qualität, damit lässt sich bewusst einer Mobilstation ein ho- her/niedriger Quality of Service zuteilen und die Mobilstati- on sendet nur ein neuer CQI, wenn diese individuellen Schwel- len über/unterschritten werden.

Die Angabe eines Toleranzwertes, der eine maximale Abweichung zwischen der ermittelten Kanalqualität und der für das ver- wendete MCS benötigten Kanalqualität angibt, kann, wie be- reits vorher ausgeführt, als Angabe in Dezibel erfolgen. Da- mit wird ausgesagt um wie viel leistungsstärker oder leis- tungsschwächer bzw. mit einem um wie viel Dezibel robusteren oder weniger robusteren Modulations-und Codierungsschema ge- arbeitet werden muss. Dieser Toleranzwert kann beispielsweise von der Mobilstation festgesetzt werden, welche für sich Dienste mit einer niedrigen oder hohen Dienstqualität (Quali- tät of Service) unterscheidet. In diesem Fall sendet dann die Mobilstation nur dann eine neue Nachricht zur Kanalmessung CQI, wenn diese, von ihr gesetzten individuellen Schwellen über-bzw. unterschritten werden. Eine entsprechende Zutei- lung der Kanalqualität kann natürlich auch von Seiten der Ba- sisstation erfolgen.

2. Einstellen einer Dienstqualität Ein Datenpaket das willentlich mit zu guter oder zu schlech- ter Qualität gesendet wird, d. h. mit einer besseren oder schlechteren Qualität als zum erreichen der festgesetzten Blockfehlerrate nötig, kann auch explizit gekennzeichnet wer- den (dazu ist ein Bit Signalisierungsinformation nötig). Dann kann die Mobilstation solche Datenpakete ignorieren und kei- nen CQI schicken.

3. Änderung des Transportformats Umrechnung des aktuell verwendeten TF auf das nächstliegende TF das im CQI Feedback signalisiert werden kann, dann Ver- gleich, ob das innerhalb der Toleranz liegt. Bei der Umrech- nung wird das TF berechnet, dessen Übertragene Energie pro Nutzdaten-Bit am ähnlichsten ist mit der übertragenen Energie pro Nutzdaten-Bit eines signalisierbaren TF. Bezugnehmend auf die in Figur 3 gezeigte Tabelle bedeutet das folgendes, das innerhalb der Tabelle auch in nicht-ganzzahligen Indizes wei- tergegangen werden kann, also beispielsweise vom Index 1 zum Index 5,7.

Die Tabelle zeigt einen Index, der als CQI Wert bezeichnet wird. In der zweiten Spalte ist die Transportblockgröße ange- geben, d. h. wie viele Bits sich in einem Transportblock be- finden. In der nächsten Spalte ist angegeben, wie viele Phy- sikalische Hochgeschwindigkeitsdownlink-Kanäle HS-PDSCH einer Übertragung zugeordnet sind, in der vierten Spalte das Modu- lationsschema, in der fünften Spalte die Referenzleistungsan- passung.

4. Anpassung des Sendezeitpunktes einer zusätzlichen Nach- richt zur Kanalmessung Am Ende einer Datenanforderung bzw. eines"packet calls"kann es vorkommen, dass nur noch vergleichsweise wenige Bits übrig bleiben, die dann mit der letzten Übertragung an die Mobil- station gesendet werden. Bei dieser letzten Übertragung kann die Größe, genauer gesagt die Anzahl der Nutz-Bytes nicht mehr optimal an die Übertragungsbedingungen angepasst werden.

(Allerdings kann weiterhin die Leistung angepasst werden).

Daher kann es hier vorkommen, dass die vergleichsweise weni- gen verbleibenden Bit mit zu viel Energie und daher zu guter Empfangsqualität übertragen werden. Das würde dazu führen, dass die Mobilstation einen CQI schickt, was aber überflüssig ist, da die zu gute Qualität nicht wegen falscher Information

über die Kanaleigenschaften eingestellt wurde. Man kann dies verhindern, indem man festlegt, dass unterhalb einer gewissen Anzahl von Nutzbit keine CQI-Nachricht aufgrund einer zu gu- ten Übertragung geschickt wird. Bei einer zu schlechten Über- tragung kann eine CQI-Nachricht gesendet werden, man kann a- ber auch festlegen, dass selbst dann keine CQI-Nachricht ge- sendet wird, da ja der packet call schon fast vorüber ist und sich eine Optimierung (fast) nicht mehr lohnt.) Weiterhin kann vorgesehen sein, dass ein zusätzlicher CQI nur bei der ersten Übertragung eines Datenpakets, nicht bei einer Wiederholung gesendet wird, da wiederholte Übertragungen ge- nerell mit weniger Energie gesendet werden können als erste Übertragungen : Bei Wiederholungsübertragungen können alle bis dahin übertragenen Übertragungen kombiniert werden und somit steht die Gesamtenergie zur Verfügung, nicht nur die Energie der letzten Wiederholung.

Auch die zusätzlichen CQI Nachrichten werden nicht in jedem (möglichen) TTI (Transmission Time Interval) gesendet, son- dern nur in einem vorgegebenen Raster, das zweckmäßigerweise kleiner ist, als das Raster k zu dem die regulären CQI gesen- det werden. Das hat folgende Vorteile : Durch die Verzögerung der Übertragung und Anwendung der neu übertragenen CQI kann dieser neue CQI ohnehin nicht für den nächsten Rahmen angewandt werden, sondern typischer Weise erst nach 7 oder mehr Rahmen (sogenannten round trip delay oder Antwortverzögerung). Die Basisstation kann also erst nach 7 Rahmen auf den übertragenen CQI reagieren, es ist da- her unsinnig, sie schon davor wieder daran zu erinnern, dass die Einstellung falsch war. Nur wenn die Einstellung nach 7 Rahmen immer noch nicht geändert wurden, macht es Sinn, einen neuen CQI zu übertragen, da das"erste"dann anscheinend nicht korrekt übertragen wurde.

5. Aspekte in Bezug auf die Basisstation

Auf Seiten der Basisstation besteht das Problem, dass die Ba- sisstation feststellen muss, ob in einem gegebenen Rahmen ei- ne CQI-Nachricht übertragen wurde oder nicht. Dafür stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, die naturgemäß aber auch nicht perfekt sein können (Messung der Leistung, Auswer- tung der Dekodermetrik nach der Dekodierung). Wenn a priori bekannt ist, dass die zusätzlichen CQI nur in einem gewissen Raster auftreten können, muss die Basisstation nur in diesem Raster der Versuch einer Dekodierung unternehmen, was Rechen- aufwand in der Basisstation spart. Zusätzlich kann seltener fälschlich eine CQI-Nachricht detektiert werden, während tat- sächlich keine CQI-Nachricht gesendet wurde, da es weniger Gelegenheiten für derartige Fehler gibt.

Des weiteren kann damit das weiter oben beschriebene Ende der Datenanforderung bzw. "end of packet call"Problem abgemil- dert werden : Nur wenn ein solches letztes Datenpaket zu einem Zeitpunkt gesendet wird, wo auch ein zusätzlicher CQI gesen- det wird bzw. gesendet werden darf, dann kann die zu hohe Qualität durch eine solche CQI Nachricht moniert werden, wenn es zu einem anderen Zeitpunkt gesendet wird, kann die Mobil- station erkennen, dass danach keine weiteren Datenpakete fol- gen und daran die"end of packet call"Situation erkennen und keine CQI Nachricht schicken.

Die Basisstation kann auch solche letzten Datenpakete bevor- zugt zu solchen Zeiten schicken, zu denen die Mobilstation nicht mit einer CQI Nachricht antwortet.

6. Codierung der Nachrichten zur Kanalqualitätsbestimmung CQI Die regelmäßigen CQI Nachrichten werden typischerweise-abso- lut kodiert mit einer Auflösung von 5 Bit, d. h. es sind 32 verschiedene Reports möglich (tatsächlich werden davon nur 31 genutzt, eine Kodierung wird für andere Zwecke verwendet).

Die unregelmäßigen CQI kann man aber auch differentiell ko- dieren, sie enthalten dann nur die Abweichung zum letzten Re- ferenzwert, z. B. dem letzten CQI. Dabei braucht man typi- scherweise nicht die gesamte Dynamik von 32 Werten sondern

kommt auch mit weniger Werten aus. Da man folglich weniger als 5 Bit kodieren muss, kann man die Kodierung dafür auch robuster gestalten.

Eine Möglichkeit für eine robustere Kodierung wäre dabei, ei- nen anderen Code als für 5 bit zu verwenden. Eine weitere be- vorzugte Möglichkeit besteht darin, zuerst aus den z. B. 3 zu übertragenden Bits noch eine Checksumme von 2 Bit zu berech- nen, die dann zusammen mit den 3 Nutzbit übertragen werden.

Dadurch bleibt die Bitanzahl konstant bei 5 Bit und der selbe Kodier-und Dekodieralgorithmus kann verwendet werden. Die Checksumme kann dann beim Empfang in der Basisstation verwen- det werden, um die Sicherheit der DTX-Detektion (DTX : Discon- tinuous Transmission bzw. diskontinuierliche Detektion) zu verbessern.

Die Checksumme kann nach beliebigen bekannten Verfahren be- rechnet werden. Eine optimierte Berechnung der Checksumme würde so gebildet werden, dass die Kodierungseigenschaften des gesamten Kodes der sich aus der Berechnung der angehäng- ten Checksumme und dem herkömmlichen Kode ergeben optimiert werden. Beispielsweise kann das Distanzspektrum oder die mi- nimale Distanz des Gesamt-Kodes optimiert werden.

Die Referenz für die Differentielle Kodierung kann verschie- den gewählt werden : - Es kann der letzte regulär übertragene CQI-Wert sein.

Das hat den Vorteil, dass übersehene unregelmäßige CQI Nachrichten keine Fehlerfortpflanzung erzeugen.

- Es kann der letzte übertragene CQI-Wert sein, also regu- lär oder unregelmäßig. Das hat den Vorteil, dass ein aktu- ellerer Wert verwendet wird, dadurch sind die differen- tiell zu kodierenden Abweichungen kleiner.

- Es kann der Wert des aktuell übertragenen TF sein. Das hat den Vorteil, dass es sich um eine absolute Referenz han- delt, bei der gar keine Fehlerfortpflanzung auftreten kann. Das Prinzip ist dann ähnlich der power control Imp- lementierung durch Power up-und down Kommandos.

Eine Verfeinerung der Differentiellen Kodierung : Wenn die Mo- bilstation den größten oder kleinsten möglichen CQI-Wert aus- wählt, also den ersten oder letzten Wert aus der Tabelle, so überträgt sie als Differenz Kodierung nicht die tatsächliche Differenz vom aktuellen Wert zu diesem Extremwert, sondern den maximalen Differenzwert in Richtung des Extremwerts. Die Basisstation begrenzt ihrerseits den aus dem empfangenen Dif- ferenzwert berechneten neuen Wert auf den Extremwert. Dadurch wird sichergestellt, dass die Basisstation selbst dann kor- rekt den Extremwert ermittelt, wenn sie zuvor eine fehlerhaf- te Dekodierung durchgeführt hat und sie also einen leicht falschen CQI Wert angenommen hat.

Als Wertebereich für die Differentielle Kodierung kann man z. B. die Möglichkeiten-4 dB, -2 dB, +2 dB, +4dB vorsehen, also eine Schrittweite von 2 dB. Die Möglichkeit OdB braucht nicht kodiert werden zu können, da in diesem Fall einfach kein zusätzlicher CQI geschickt wird. Eine Alternative Schrittweite wäre-6 dB, -2 dB, +2 dB, +6dB ; oder sogar-8 dB, -2 dB, +2 dB, +8dB. Mit dieser Schrittweite könnte man einerseits kleine Änderungen signalisieren (2dB) als auch große Änderungen (8dB). Bei einer Änderung von 4 dB müssten zwei Nachrichten hintereinander mit jeweils +2 dB geschickt werden, bei einer Änderung von 6 dB können entweder drei Nachrichten mit je +2 dB oder +8dB gefolgt von-2dB geschickt werden. Mit dieser progressiven Diskretisierung lässt sich also schneller ein gewünschter Wert einstellen. Die differen- tielle Codierung sollte für große Abweichungen wie +/-8 dB besser sein als für kleine +/-2 dB.

Die Diskretisierung der Abweichungen kann auch abhängig von der Toleranz gemacht werden. Bei einer großen Toleranz ist somit implizit auch eine gröbere Diskretisierung anzuwenden, bei kleiner Toleranz eine feinere Diskretisierung. Die anzu- wendende Diskretisierung braucht dann nicht signalisiert zu

werden, sondern ist implizit durch die Signalisierung der To- leranzen gegeben.

7. Alternativen zum Generieren von Nachrichten zur Kanalqua- litätsbestimmung CQI Alternativ zur vorgeschlagenen Generierung von CQI Nachrich- ten kann auch folgendes Verfahren zur Abschätzung der Kanal- eigenschaften angewandt werden : Wenn viele NACKs empfangen werden, so deutet das auf einen schlechten Kanal hin, folglich kann odersoll die Kodierung entsprechend angepasst werden, so als ob eine CQI Nachricht geschickt worden wäre, die eine Verschlechterung mitteilt.

Analog, wenn nur wenige NACKs empfangen werden, so deutet das auf eine zu gute Einstellung hin, die Kodierung sollte also etwas weniger robust gewählt werden, oder die Sendeleistung reduziert werden. Es sind viele Möglichkeiten gegeben wie viele NACKs bzw. wenige NACKs konkret zu implementieren sind.

Beispielsweise kann ein gleitender Mittelwert gebildet wer- den, oder eine Variable, die bei einem NACK/ACK um gegebene Werte inkrementiert/dekrementiert wird und zusätzlich mit ei- nem Faktor zwischen 0 und 1 (Vergessensfaktor) multipliziert wird. Alternativ zur Multiplikation kann der Betrag der Vari- able auch um einen gewissen Betrag verringert werden, entwe- der in jedem Fall oder nur dann wenn ein ACK/NACK geschickt wurde. Wenn diese Variable einen gewissen Wert unter-oder überschreitet wird die Sendequalität entsprechend angepasst.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass es keine zusätzliche Signalisierung im Uplink benötigt, allerdings werden Änderun- gen meist mit einer gewissen Verzögerung durchgeführt. Ein Spezialfall wäre dass nach einer festen Anzahl von ACK/NACK die Qualität angepasst wird, wobei die feste Anzahl entweder unmittelbar aufeinander folgen muss oder in Summe seit der letzten Anpassung gezählt wird (oder als Differenz zwischen ACK und NACK).

Als weitere Verbesserung kann auch festgelegt werden, dass eine Mobilstation jeweils nach einer gewissen Anzahl von NACKs bzw. ACKs eine CQI-Nachricht schickt. Damit werden un- nötige CQI Nachrichten nach jedem NACK vermieden. Das Verfah- ren kann auch mit den im Beispiel 14 vorgestellten Verfahren kombiniert werden, also Senden einer CQI Nachricht dann, wenn die o. g. Variable einen Wert überschreitet oderunterschrei- tet.

Standardmäßig werden die aktuellen Kanaleigenschaften mit dem CQI übertragen. Es ist auch möglich, die in geeigneter Weise gemittelten Kanaleigenschaften zu übertragen. Die hier be- schriebenen Ausführungsbeispiele lassen sich aber gleicherma- ßen für beide Verfahren anwenden. Bei Kombination mit dem Phillips-Verfahren (Übermittlung nicht der aktuellen Kanal- qualität zur Berücksichtigung des schnellen Schwundes (fast fading), sondern von gemittelten Kanalqualitäten zur besseren Bestimmung des"log-normal-Fading" (langsamer Schwund) wird beispielsweise eine zusätzliche CQI Nachricht dann gesendet, wenn sich die aktuell gemittelte Übertragungsqualität gegen- über der zuletzt signalisierten unterscheidet.

Des weiteren können alle Ausführungsbeispiele auch kombiniert werden, d. h. eine CQI Message wird häufiger gesendet, wenn eine Datenübertragung aktiv ist und seltener, wenn gerade keine Daten empfangen werden. Damit wird das Senden unnötiger CQI Nachrichten zu Zeiten, wenn ohnehin keine Daten anstehen, vermieden.

Vorteilhafter Weise kann man alle Verfahren, insbesondere das vorstehende Ausführungsbeispiel mit einem Verfahren kombinie- ren, bei dem vor dem Senden neuer Daten nach einer Übertra- gungslücke durch die Basisstation eine explizite CQI Nach- richt angefordert wird.

8. Messungen auf dem Daten bzw.-Pilotkanal

In Zeiten, in denen keine Daten an die Mobilstation gesendet werden, kann die Mobilstation keine Messungen an dem Datenka- nal durchführen. In einem Ausführungsbeispiel misst die Mo- bilstation daher in solchen Fällen die Qualität auf dem Pi- lotkanal, während sie in dem Fall, dass Daten übertragen wer- den, die Qualität auf dem Datenkanal misst.

Wenn die Qualität auf dem Datenkanal gemessen wird gibt es folgende Ausführungsmöglichkeiten : Einerseits kann direkt das Signal-Rauschverhältnis (SNR Signal Noise Ratio) gemessen werden (indem die Signalstärke und Rauschstärke gemessen wird). Aus dem SNR und der bekannten Leistungsfähigkeit der Datenverarbeitung der Mobilstation kann dann daraus das CQI berechnet werden. Alternativ können die empfangenen Daten auch dekodiert werden, und anschließend wieder kodiert wer- den, aus dem Vergleich der ursprünglich empfangenen Bits und den re-encodierten Bits kann damit die Rohbitfehlerrate be- rechnet werden, und anhand derer die CQI-Nachricht.

9. Verschiedenes In anderen Worten handelt es sich also um ein Verfahren zur Einstellung von zumindest einem Datenübertragungsparameter, welcher zumindest eine Eigenschaft von zwischen einer Mobil- station und einer Basisstation zu übertragenden Daten fest- legt, - Bei dem die Mobilstation an die Basisstation eine Kanal- messungsnachricht sendet, - Bei dem die Basisstation auf Basis dieser Kanalmessungs- nachricht die Kanalqualität ermittelt, - wobei die Einstellung des zumindest einen Datenübertra- gungsparameter in Abhängigkeit von einer zuvor ermittelten Kanalqualität des Datenkanals erfolgt und - diese ermittelte Kanalqualität einem Sender zum Zwecke der Versendung von Daten über den Datenkanal mittels einer Ka- nalmessungsnachricht mitgeteilt wird wobei

- die Kanalqualität unter direkter Verwendung des Datenka- nals gemessen wird, - die Kanalmessungsnachricht an den Sender dann übermittelt wird, wenn die Abweichung der aktuell gemessenen Kanalqua- lität von der zuvor übermittelten Kanalqualität größer als eine vorbestimmte Schwelle ist.

10. Vorteile der Ausgestaltungen Die Erfindung erhält mehrere Elemente, die einzeln für sich aber insbesondere auch in Kombination untereinander den Re- port der Kanal Qualität (CQI) verbessern : Kernpunkt ist der Gedanke, einen zusätzliche CQI zu schicken, wenn die Mobilstation feststellt, dass die aktuell verwendete Übertragung nicht optimal ist, d. h. wenn die derzeitige Ko- dierung/Leistung entweder zu einer zu guten Empfangsqualität auf Seiten der Mobilstation führt, oder zu einer zu schlech- ten Qualität. Im Gegensatz zum Stand der Technik wertet die Mobilstation dazu nicht die Empfangsqualität des Pilotkanals aus und berechnet daraus ein adäquates Transportformat (unter der Annahme eines vorgegebenen Leistungsverhältnisses des Da- ten/Pilotkanal), sondern sie analysiert das aktuelle Trans- portformat und überprüft, ob es adäquat ist bei der tatsäch- lichen Datenleistung.

Falls das TF (Transportformat) nicht adäquat ist, also ent- weder mit zu viel oder zu wenig Leistung gesendet wird, so sendet die Mobilstation einen CQI.

Durch das CQI Feedback wird der Basisstation die Qualität der Verbindung mitgeteilt.

Im Wesentlichen wird durch dieses Feedback also ein Modulati- ons und Codierungs Schema (MCS) vorgeschlagen, da die Code-

Rate aus der Anzahl der Codes und der Größe des Transportblo- ckes berechnet werden kann.

Basierend auf dieser Information und weiteren Kriterien er- mittelt die Basisstation das im Downlink verwendete Transport Format (TF). Das TF bestimmt den Inhalt eines Pakets wesent- lich genauer, nämlich bis auf jedes Bit genau, sowie exakt die dazu verwendeten Übertragungsressourcen. Dazu enthält es folgende Informationen : - die Anzahl und die Identifikationsnummern der verwendeten Channelisation Codes, - die Modulationsart, - die Größe des Transportblocks, - die Redundanz-und Konstellationsversion (bestimmt exakt, welche Bits an welcher Stelle des Pakets übertragen wer- den), Ferner wird zusätzliche Kontrollinformation von der Basissta- tion zur UE übertragen, die nicht primär zur Bestimmung des Transport Formats dient, jedoch zur korrekten Verarbeitung eines Pakets notwendig ist : 1. die Identifikationsnummer des Hybrid ARQ Prozesses (dient zur korrekten Überlagerung von Mehrfachübertragungen eines Paketes), - einen New Data Indicator, der hilft die Übertragung eines neuen Pakets von Wiederholungsübertragungen eines vorheri- gen Pakets zu unterscheiden Bei einem solchen nicht explizit angeforderten CQI wird nicht die normal absolute Kodierung verwendet, sondern eine Delta Kodierung die angibt, wie stark (um wie viel dB) die empfan- gene Leistung zu hoch oder niedrig ist. Diese Nachricht kann mit nur wenigen Bit signalisiert werden, z. B. 2 Bit bezeich- nend die Werte-3dB 56dB, +3dB, +6dB. (Grund : Die Abweichung muss einerseits über dem festgelegten Toleranzbereich liegen, kann aber andererseits nicht viel größer sein, da sonst schon früher einen CQI gesendet worden wäre, so dass sich nicht im

Laufe der Zeit eine sehr große Abweichung aufakkumulieren kann. ) Diese Tatsache kann dafür ausgenutzt werden, dass die nicht benutzten Bits als Checksumme verwendet werden, um die Erkennung von CQI Nachrichten durch die Basisstation zu verbessern : Es handelt sich hierbei um eine DTX-detection, die Basisstation muss entscheiden, ob ein empfangenes Signal tatsächlich einen CQI enthält, oder ob gar nichts d. h. nur Rauschen empfangen wurden.

Desweiteren besteht die Möglichkeit zusätzliche oder reguläre CQIs dann häufig zu senden, wenn eine Datenübertragung zu der Mobilstation aktiv ist, aber die CQI nur mit niedriger Rate zu senden, wenn gerade keine Datenübertragung aktiv ist, d. h. wenn die Mobilstation nur unmittelbar empfangsbereit für Da- ten ist.