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Title:
METHOD AND BASE STATION FOR THE TRANSMISSION OF INFORMATION ELEMENTS VIA A RADIO INTERFACE OF A RADIO COMMUNICATIONS SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/031913
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the transmission of a sum of information elements of a non real time service between a base station and a radio station within a certain time interval. The radio station determines transmission conditions of the radio interface and signals said conditions to the base station. Said base station then transmits a segmentation of the sum of the information elements to at least one data packet according to the respective determined transmission conditions and transmits a channel coding to the information elements in order to add redundancy, whereby the transmission is carried out with regard to a minimal number of physical transmission channels which are assigned for the transmission of a data packet within the time interval.

Inventors:
DILLINGER MARKUS (DE)
SCHULZ EGON (DE)
SCHINDLER JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/003574
Publication Date:
June 02, 2000
Filing Date:
November 09, 1999
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
DILLINGER MARKUS (DE)
SCHULZ EGON (DE)
SCHINDLER JUERGEN (DE)
International Classes:
H04L1/00; H04W28/04; (IPC1-7): H04L1/00
Domestic Patent References:
WO1998003030A11998-01-22
WO1995028814A11995-10-26
Foreign References:
US4691314A1987-09-01
EP0727891A21996-08-21
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Übertragung von Informationselementen (bit) in einem FunkKommunikationssystem, bei dem eine Summe der Informationselemente (bit) eines NichtEcht zeitDienstes (servicel) zwischen einer Basisstation (BS) und einer Funkstation (MS) über eine Funkschnittstelle des FunkKommunikationssystems innerhalb eines bestimmten Zeit intervalls (T) übertragen wird, von der Funkstation (MS) Ubertragungsbedingungen der Funk schnittstelle ermittelt und zu der Basisstation (BS) signa lisiert werden, von der Basisstation (BS) jeweils abhängig von den ermit telten Ubertragungsbedingungen eine Segmentierung der Summe der Informationselemente (bit) zu mindestens einem Datenpa ket (DP1...) und eine Kanalkodierung zum Hinzufügen von Re dundanz zu den Informationselementen (bit) gesteuert wird, wobei die Steuerung hinsichtlich einer minimalen Anzahl physikalischer Ubertragungskanäle (RU1...), die zur Ober tragung des Datenpakets (DP1...) innerhalb des Zeitinter valls (T) zugewiesen werden, erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Kanalkodierung eine Blockkodierung und/oder eine Fal tungskodierung durchgeführt wird, wobei eine Rate (r) der Faltungskodierung abhängig von den ermittelten Ubertragungs bedingungen variiert wird.
3. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem von der Basisstation (BS) die Anzahl der Informationselemente (bit) in dem Datenpaket (DP1...) und/oder die Rate (r) der Kanalkodierung zu der Funkstation (MS) signalisiert wird.
4. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem eine jeweilige Ubertragungszeit zur Ubertragung des Datenpa kets (DP1...) innerhalb des Zeitintervalls (T) abhängig von der Anzahl der Datenpakete (DPl...) variiert wird.
5. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem von der Funkstation (MS) als Ubertragungsbedingungen der Funkschnittstelle eine jeweilige Interferenzsituation am Ort der Funkstation (MS) ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem von der Funkstation (MS) als Übertragungsbedingungen der Funkschnittstelle zumindest ein charakteristischer Wert be stimmt wird, der eine Aussage über einen Empfangspegel, eine Bitfehlerrate und/oder ein der Signallaufzeit zwischen der Basisstation (BS) und der Funkstation (MS) proportionaler Wert und/oder ein SignalRauschVerhältnis beinhaltet.
7. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem in dem FunkKommunikationssystem eine Teilnehmerseparierung gemäß eine TDMAVerfahren durchgeführt wird, wobei ein physi kalischer Ubertragungskanal (RU1...) durch zumindest ein Fre quenzband (B) und einen Zeitschlitz (ts) definiert ist.
8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem von der Funkstation (MS) als Übertragungsbedingungen der Funkschnittstelle eine jeweilige Interferenzsituation in den Zeitschlitzen (ts) ermittelt und zu der Basisstation (BS) si gnalisiert wird.
9. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die jeweils ermittelte Interferenzsituation in den Zeit schlitzen (ts) von der Basisstation (BS) für die Zuweisung der Übertragungskanäle (RU1...) zur Übertragung des Datenpa kets (DPI,..) in zumindest einem Zeitschlitz (ts) berücksich tigt wird.
10. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Informationsübertragung gemäß einem TDDVerfahren durch geführt wird, wobei die Übertragung von der Funkstation (MS) zu der Basisstation (BS) und von der Basisstation (BS) zu der Funkstation (MS) zeitlich getrennt in dem gleichen Frequenz band (B) erfolgt.
11. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem in dem FunkKommunikationssystem eine Teilnehmerseparierung gemäß einem CDMATeilnehmerseparierungsverfahren durchgeführt wird, wobei ein Ubertragungskanal (RU1...) zumindest durch ein Frequenzband (B) und einen verbindungsindividuellen Spreizkode (c) definiert ist.
12. Basisstation (BS) eines FunkKommunikationssystem zur Übertragung von Informationselementen, mit einer Sende/Empfangseinrichtung (SEE) zum Senden einer Summe der Informationselementen (bit) eines NichtEchtzeit Dienstes (servicel) zu einer Funkstation (MS) über eine Funkschnittstelle des FunkKommunikationssystems innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls (T), und zum Empfangen von signalisierten Ubertragungsbedingungen der Funkschnitt stelle, die von der Funkstation (MS) ermittelt werden, einer Steuereinrichtung (ST) zum von jeweils den ermittel ten Übertragungsbedingungen abhängigen Steuern einer Seg mentierung der Summe der Informationselemente (bit) zu min destens einem Datenpaket (DP1...) und zum Steuern einer Ka nalkodierung für ein Hinzufügen von Redundanz zu den Infor mationselementen (bit), und zum Zuweisen einer minimalen Anzahl physikalischer Übertragungskanäle (RU1...) zur Über tragung des Datenpakets (DP1...) zu der Funkstation (MS) innerhalb des Zeitintervalls (T).
Description:
Beschreibung Verfahren und Basisstation zur Übertragung von Informations- elementen über eine Funkschnittstelle eines Funk-Kommunikati- onssystems Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Basisstation zur Obertragung von Informationselementen über eine Funk- schnittstelle eines Funk-Kommunikationssystems, insbesondere eines Mobilfunksystems.

In Funk-Kommunikationssystemen werden eine Anzahl von Infor- mationselementen umfassende Nutzinformationen, wie beispiels- weise Sprache, Bildinformation oder andere Daten, mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle zwischen einer sendenden und einer empfangenden Funkstation übertragen. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen er- folgt dabei mit Trägerfrequenzen, die in dem für das jewei- lige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Beim bekannten GSM-Mobilfunksystem (Global System for Mobile Communication), wie es unter anderem aus J. Eberspächer, H. J. Vögel,"GSM Global System for Mobile Communication", B. G. Teubner, 1997, bekannt ist, liegen die Trägerfrequenzen im Bereich von 900 MHz, 1800 MHz und 1900 MHz. Für zukünftige Funk-Kommunikati- onssysteme, beispielsweise das UMTS (Universal Mobile Tele- communication System) oder andere Systeme der 3. Generation sind Frequenzen im Frequenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen.

Zur Unterscheidung unterschiedlicher Signalquellen am Ort des jeweiligen Empfängers werden Frequenzmultiplex- (FDMA), Zeit- lagenmultiplex- (TDMA) und/oder als Kodemultiplexverfahren (CDMA) sowie Kombinationen dieser bekannten Verfahren einge- setzt.

Bei der Übertragung von Nutzinformationen wird grundsätzlich zwischen Echtzeit-Diensten (RT-Real Time Services) und

Nicht-Echtzeit-Diensten (NRT-Non Real Time Services) unter- schieden. Echtzeit-Dienste zeichnen sich durch eine konstante Belegung eines oder mehrerer physikalischer Ubertragungska- näle aus, so daB die dadurch verfügbare Übertragungskapazität gegebenenfalls nur zu einem bestimmten Prozentsatz ausgela- stet wird. Ein Beispiel hierfür ist die Sprachübertragung : der Ubertragungskanal wird auch während der Sprachpausen be- legt, obwohl effektiv keine Informationsübertragung stattfin- det. Nicht-Echtzeit-Dienste zeichnen sich dahingegen durch eine Segmentierung der zu übertragenden Informationen zu ein- zelnen Datenpaketen und eine jeweils kurzzeitige Belegung von Übertragungskanälen zur Ubertragung jeweils eines oder mehre- rer Datenpakete aus. Ein bekanntes Beispiel für einen Nicht- Echtzeit-Dienst sind Internet-Dienste. Hierdurch wird eine hohe Auslastung der zur Verfügung stehenden Übertragungskapa- zität erreicht, im Gegenzug kann jedoch immer nur die gerade zur Verfügung stehende Obertragungskapazität genutzt werden.

Dieses führt zu beispielsweise von Internetanwendungen be- kannten starken Schwankungen der Übertragungsrate, wobei bei einer Nichtverfügbarkeit von Übertragungskapazität die Ober- tragung der Datenpakete gegebenenfalls zurückgestellt wird.

Bei der Internettelephonie kann es hierdurch zu Verzögerungen bei der Übertragung kommen, wodurch die subjektive Ubertra- gungsqualität für die Teilnehmer nachteilig verschlechtert wird.

Die zukünftigen breitbandigen Funk-Kommunikationssysteme wer- den im Vergleich zu dem bekannten, schmalbandig ausgelegten, GSM-Mobilfunksystem die Möglichkeit bieten, einzelnen Dien- sten eine hohe Übertragungskapazität zur Verfügung stellen zu können. Dieses wird neben dem beispielhaften Echtzeit-Dienst der Videoübertragung insbesondere für die Übertragung von In- formationen von Nicht-Echtzeit-Diensten wie beispielsweise Internetanwendungen genutzt werden. Aufgrund der nur begrenz- ten Funkressourcen bzw. Übertragungskapazität der Funk-

schnittstelle können jedoch vor allem bei hohen Verkehrsbela- stungen die beschriebenen Nachteile einer Verzögerung der In- formationsübertragung oder einer nur geringen zur Verfügung stehenden Übertragungskapazität auftreten.

Für einen bestimmten Teilnehmerkreis (sog. Premium Class Us- ers) soll aus diesem Grund eine bestimmte Dienstequalität (QoS-Quality of Service), die beispielsweise eine bestimmte Bitfehlerrate oder eine bestimmte maximale Ubertragungsverzö- gerung garantiert, im Vergleich zu Normalteilnehmern (sog.

Best Effort Users) des Funk-Kommunikationssystems zur Verfü- gung gestellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Basisstation anzugeben, die einem Teilnehmer bei einer Nutzung eines Nicht-Echtzeit-Dienstes eine bestimmte Dienste- qualität ermöglichen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den jeweili- gen Unteransprüchen zu entnehmen.

Erfindungsgemäß wird eine Summe von Informationselementen ei- nes Nicht-Echtzeit-Dienstes zwischen einer Basisstation und einer Funkstation über eine Funkschnittstelle des Funk-Kommu- nikationssystems innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls übertragen. Die Funkstation ermittelt Ubertragungsbedingungen der Funkschnittstelle und signalisiert diese zu der Basissta- tion. Die Basisstation steuert daraufhin jeweils abhängig von den ermittelten Ubertragungsbedingungen eine Segmentierung der Summe der Informationselemente zu mindestens einem Daten- paket und eine Kanalkodierung zum Hinzufügen von Redundanz zu den Informationselementen, wobei die Steuerung hinsichtlich einer minimalen Anzahl physikalischer Ubertragungskanäle, die zur Übertragung des Datenpakets innerhalb des Zeitintervalls zugewiesen werden, erfolgt.

Durch die erfindungsgemäße Steuerung der Segmentierung der Summe der Informationselemente zu mindestens einem Datenpaket sowie der Kanalkodierung wird vorteilhaft eine bestimmte Dienstequalität, wie beispielsweise eine geringe Bitfehler- rate und Ubertragungsverzögerung, ermöglicht, wobei gleich- zeitig eine bestimmte Ubertragungsrate sichergestellt wird.

Die Segmentierung der Summe der zu übertragenden Informati- onselemente zu Datenpaketen besitzt den Vorteil, daß bei ei- ner fehlerhaften Übertragung eines Datenpakets dieses bei- spielsweise gemäß dem ARQ-Verfahren (Automatic Repeat on Re- quest) nochmals angefordert werden kann, ohne daß es aufgrund einer großen Informationsmenge zu einer nachteiligen Verzöge- rung der Informationsübertragung kommt.

Beispielhaft kann die Steuerung der Kanalkodierung und der Segmentierung derart erfolgen, daß bei ermittelten guten Ubertragungsverhältnissen eine große Anzahl Informationsele- mente zu jeweils einem Datenpaket zusammengefaßt werden und den Informationselementen nur eine geringe Redundanz hinzuge- fügt wird, da die Wahrscheinlichkeit einer nochmaligen Anfor- derung des Datenpakets aufgrund einer Störung während der Übertragung über die Funkschnittstelle gering ist. Die Bit- fehlerrate kann bei guten Ubertragungsbedingungen bereits durch eine geringe Schutzkodierung erreicht werden, bei schlechteren Ubertragungsbedingungen muß dahingegen die Schutzkodierung erhöht werden, wodurch die benötigte effek- tive Übertragungskapazität erhöht wird. Eine möglichst ge- ringe Anzahl zugewiesener Ubertragunsgkanäle besitzt den Vor- teil einer geringeren Auslastung der begrenzten Funkressour- cen, wodurch weiteren Teilnehmern eine größere Übertragungs- kapazität zur Verfügung steht.

Gemäß einer ersten Weiterbildung der Erfindung wird als Ka- nalkodierung eine Blockkodierung und/oder eine Faltungskodie-

rung durchgefuhrt. Diese Kodierungsarten sind bereits aus dem GSM-Mobilfunksystem bekannt. Die Blockkodierung, auch als au- ßerer Fehlerschutz bezeichnet, wird bisher nur für die Sprachübertragung eingesetzt und dient der Berechnung von Pa- ritåtsbits, die eine Erkennung von bei der Übertragung aufge- tretenen Fehlern ermöglichen. Die Faltungskodierung fügt den Informationselementen eine Redundanz zur möglichen Fehlerkor- rektur hinzu. Eine Rate der Faltungskodierung beschreibt da- bei das Verhältnis von unkodierter zu kodierter Anzahl von Informationselementen. Je kleiner dieses Verhältnis ist, de- sto besser kann ein fehlerhaftes Informationselement korri- giert werden, wobei hinsichtlich der nur begrenzten Funkres- sourcen ein großer Anteil Redundanz vorteilhaft vermieden werden sollte.

Einer zweiten Weiterbildung zufolge wird der Funkstation die Anzahl der Informationselemente in dem Datenpaket und/oder die Rate der Kanalkodierung von-der Basisstation signali- siert. Dieses ermöglicht, daß die Funkstation analog zu der Basisstation die Kanalkodierung und/oder die Anzahl Informa- tionselemente pro Datenpaket für die Übertragung von Informa- tionselementen zu der Basisstation steuern kann.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird eine jeweilige Ubertragungszeit zur Ubertragung des Datenpakets innerhalb des Zeitintervalls abhängig von der Anzahl der Da- tenpakete variiert. Vorteilhaft wird hierdurch beispielsweise ermöglicht, daß das Zeitintervall in eine Anzahl jeweiliger Übertragungszeiten für die Datenpakete entsprechend der An- zahl der Datenpakete eingeteilt wird, so daß eine gleichmä- ßige Belegung der Funkressourcen innerhalb des Zeitintervalls gegeben ist. Alternativ hierzu ist beispielsweise auch eine Dimensionierung der Ubertragungszeiten für die Datenpakete in der Weise möglich, daß nach der Übertragung der Datenpakete jeweils noch eine ausreichende Zeit innerhalb des Zeitinter-

valls zur Verfügung steht, um bei einem Auftreten einer Stö- rung eine wiederholte Ubertraguna eines oder mehrerer Daten- pakete durchzufuhren.

In weiteren Weiterbildungen der Erfindung werden von der Funkstation als Ubertragungsbedingungen eine jeweilige Inter- ferenzsituation am Ort der Funkstation und/oder zumindest ein charakteristischer Wert ermittelt. Dieses ermöglicht vorteil- haft, daß beispielsweise für die Übertragung des Datenpakets nur physikalische Ubertragungskanäle zugewiesen werden, die eine geringe Interferenz bzw. eine geringe Bitfehlerrate auf- weisen. Hierdurch kann vorteilhaft die Anzahl der zu einem Datenpaket zusammengefaßten Informationselemente erhöht und die zusätzliche Redundanz verringert werden.

Gemäß weiteren Ausgestaltungen der Erfindung wird in dem Funk-Kommunikationssystem eine TDMA-Teilnehmerseparierung durchgeführt. Hierbei kann die Funkstation eine jeweilige In- terferenzsituation innerhalb der Zeitschlitze ermitteln und zu der Basisstation signalisieren. Die Basisstation kann hierdurch vorteilhaft Übertragungskanäle beispielsweise in einem oder mehreren Zeitschlitzen zuweisen, die nur eine ge- ringe Interferenz aufweisen. Für den Fall, daß bereits Uber- tragungskanäle zugewiesen wurden, kann aufgrund der ermittel- ten Interferenzbedingungen ein Interzell-Handover angeregt werden, bei dem jeweils die Zeitschlitze mit den geringsten Interferenzbeeinträchtigungen zur Zuweisung von Ubertragungs- kanälen ausgewählt werden.

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

Dabei zeigen

FIG 1 ein Blockschaltbild eines Funk-Kommunikationssystems, insbesondere eines Mobilfunksystems, FIG 2 eine schematische Darstellung der Rahmenstruktur der Funkschnittstelle und des Aufbaus eines Funkblocks, FIG 3 eine schematische Darstellung der Zuweisung eines Da- tenpakets zu physikalischen Ubertragungskanälen in- nerhalb eines Zeitintervalls, FIG 4 drei schematische Darstellungen entsprechend der FIG 3 mit zwei Datenpaketen, FIG 5 eine schematische Darstellung gemäß FIG 3, mit vier Datenpaketen, FIG 6 eine schematische Darstellung gemäß FIG 5, mit einer geänderten Rate der Faltungskodierung, und FIG drei schematische Darstellungen der Zuweisung von Da- tenpaketen zu physikalischen Ubertragungskanälen, wo- bei einem Teilnehmer zwei parallele Nicht-Echtzeit- Dienste zugeordnet sind.

Das in FIG 1 dargestellte und beispielhaft als ein Mobilfunk- system ausgestaltete Funk-Kommunikationssystem entspricht in seiner Struktur einem bekannten GSM-Mobilfunksystem, das aus einer Vielzahl von Mobilvermittlungsstellen MSC besteht, die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN herstellen. Weiterhin sind diese Mobilvermittlungsstel- len MSC mit jeweils zumindest einer Einrichtung zur Zuweisung funktechnischer Ressourcen RNM verbunden. Jede dieser Ein- richtungen RNM ermöglicht wiederum eine Verbindung zu zumin- dest einer Basisstation BS. Diese Basisstation BS ist eine Funkstation, die über eine Funkschnittstelle Kommunikations- verbindungen zu Mobilstationen MS aufbauen und auslösen kann.

Die Funktionalität dieser Struktur wird von dem erfindungsge- mäßen Verfahren genutzt.

In FIG l-ist beispielhaft eine Kommunikationsverbindung zur Übertragung von Informationselementen bit eines Nich-Echt-

zeit-Dienstes servicel in Datenpaketen DP1 zwischen einer Mo- bilstation MS und einer Basisstation BS dargestellt. In dem Funkversorgungsgebiet der Basisstation BS befindet sich eine weitere Mobilstation MS, die in dem dargestellten Fall keine Kommunikationsverbindung aufgebaut hat.

Die Basisstation BS weist zur Ausleuchtung des Funkversor- gungsgebietes zumindest eine Antenneneinrichtung auf, die beispielsweise aus drei Einzelstrahlern besteht. Jeder der Einzelstrahler strahlt gerichtet in einen Sektor des versorg- ten Funkversorgungsgebietes. Es können jedoch alternativ auch eine größere Anzahl von Einzelstahlern (gemäß adaptiver An- tennen) eingesetzt werden, so daß auch eine räumliche Teil- nehmerseparierung nach einem SDMA-Verfahren (Space Division Multiple Access) ermöglicht wird.

Die Basisstation BS weist weiterhin neben standardgemäßen Einrichtungen und Kommponenten eine Sende- /Empfangseinrichtung SEE zum Senden und Empfangen von Signa- len zu/von Funkstationen MS, die sich in dem Funkversorgungs- gebiet der Basisstation BS befinden, und eine erfindungsge- mäße Steuereinrichtung ST auf. Diese Steuereinrichtung ST steuert entsprechend der Schicht 2 des ISO/OSI-Schichtenmo- dells die in den FIG 3 bis FIG 7 dargestellte Zusammenfassung jeweils einer Anzahl von Informationselementen bit zu zumin- dest einem Datenpaket... sowie eine Kanalkodierung zum Hinzufügen von Redundanz zu dem bzw. den Datenpaketen DP1...

Zusätzlich übernimmt die Steuereinrichtung ST die Funktion der Zuweisung von physikalischen Ubertragungskanälen RUl... zur Übertragung des Datenpakets DP1... über die Funkschnitt- stelle zu der Funkstation n MS. Die jeweilige Steuerung erfolgt dabei abhängig von Über~ragungsbedingungen der Funkschnitt- stelle, die von der Funkstation MS ermittelt und zu der Ba- sisstation BS signalisiert werden, sowie gegebenenfalls von der aktuellen Verkehrsbelastung der Funkschnittstelle. Durch

eine entsprechende Signalisierung können der Funkstation MS die durch die Steuereinrichtung ST beeinflußten Parameter si- gnalisiert werden, wodurch diese in der Lage ist, analog eine entsprechende Steuerung durchzuführen.

Eine beispielhafte Rahmenstruktur der Funkschnittstelle ist aus der FIG 2 ersichtlich. Gemäß einer TDMA-Komponente ist eine Aufteilung eines breitbandigen Frequenzbandes, bei- spielsweise der Bandbreite B = 5 MHz, in mehrere Zeitschlitze ts, beispielsweise 16 Zeitschlitze tsO bis tsl5 vorgesehen.

Jeder Zeitschlitz ts innerhalb des Frequenzbandes B bildet einen Frequenzkanal fk. Innerhalb eines breitbandigen Fre- quenzbandes B werden die aufeinanderfolgenden Zeitschlitze ts nach einer Rahmenstruktur gegliedert. So werden 16 Zeit- schlitze tsO bis tsl5 zu einem Zeitrahmen tf zusammengefaßt.

Bei einer Nutzung eines TDD-Ubertragungsverfahrens wird ein Teil der Zeitschlitze tsO bis tsl5 in Aufwärtsrichtung und ein Teil der Zeitschlitze tsO bis tsl5 in Abwärtsrichtung be- nutzt, wobei die Übertragung in Aufwärtsrichtung beispiels- weise vor der Übertragung in Abwärtsrichtung erfolgt. Dazwi- schen liegt ein Umschaltzeitpunkt SP, der entsprechend dem jeweiligen Bedarf an Ubertragungskanalen für die Auf-und Ab- wärtsrichtung flexibel positioniert werden kann. Ein Fre- quenzkanal fk für die Aufwärtsrichtung entspricht in diesem Fall dem Frequenzkanal fk für die Abwärtsrichtung. In glei- cher Weise sind die weiteren Frequenzkanäle fk strukturiert.

Innerhalb der Frequenzkanäle fk werden Informationen mehrerer Verbindungen in Funkblöcken übertragen. Diese Funkblöcke be- stehen aus Abschnitten mit Daten d, in denen jeweils Ab- schnitte mit empfangsseitig bekannten Trainingssequenzen tseql bis tseqn eingebettet sind. Die Daten d sind verbin- dungsindi-viduell mit einer Feinstruktur, einem Spreizkode c (CDMA-Kode), gespreizt, so daß empfangsseitig beispielsweise

n Verbindungen durch diese CDMA-Komponente separierbar sind.

Die Kombination aus einem Frequenzkanal fk und einem Spreiz- kode c definiert einen physikalischen Ubertragungskanal RU, der für die Übertragung von Signalisierungs-und Nutzinforma- tionen genutzt werden kann.

Die Spreizung von einzelnen Symbolen der Daten d mit Q Chips bewirkt, daß innerhalb der Symboldauer tsym Q Subabschnitte der Dauer tchip übertragen werden. Die Q Chips bilden dabei den individuellen CDMA-Kode c. Weiterhin ist innerhalb des Zeitschlitzes ts eine Schutzzeit gp zur Kompensation unter- schiedlicher Signalaufzeiten der Verbindungen aufeinanderfol- gender Zeitschlitze ts vorgesehen.

Eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bei- spielsweise auch für ein aus dem GSM-Mobilfunksystem bekann- tes TDMA-oder für ein CDMA-Teilnehmerseparierungsverfahren möglich, wobei bei dem CDMA-Verfahren ein Übertragungskanal lediglich durch ein Frequenzband B und einen CDMA-Kode defi- niert wird, und eine kontinuierliche Übertragung von Nutz- und Signalisierungsinformationen in den Ubertragungskanälen erfolgt.

In der FIG 3 ist eine Zuweisung von physikalischen Ubertra- gungskanälen RU für die Übertragung eines ersten Datenpakets DP1 dargestellt. Das aus 1920 Informationselementen bit be- stehende erste Datenpaket DP1 soll in vier Zeitrahmen tfl bis tf4, welches in dem Funk-Kommunikationssystem der 3. Genera- tion UMTS mit einer Zeitrahmendauer tf von l0ms einem Zeitin- tervall T von 40ms entspricht, über die Funkschnittstelle zu der Funkstation MS übertragen werden. Aufgrund der ermittel- ten Ubertragungsbedingungen, beispielsweise hinsichtlich der jeweiligen Interferenzsituation in den Zeitschlitzen ts für die Übertragung in Abwärtsrichtung wird der Zeitschlitz tslO für die Zuweisung von physikalischen Ubertragungskanälen

RUl. e. ausgewahlt. Hiernei'r, onnen, sofern nur eine geringe Auslastung der Übertragungskanäle RU1... besteht, jeweils ein oder mehrere Zeitschlitze ts ausgewählt werden, die die gün- stigsten Interferenzbedingungen aufweisen. Bei einer starken Auslastung der Ubertragungskanäle RU1... kann vcr der Zuwei- sung gegebenfalls ein Interzell-Handover durchgeführt werden, wobei den von der Basisstation BS versorgten weiteren Funk- stationen MS Ubertragungskanäle RU1... in anderen Zeitschlit- zen ts allokiert werden, so daß beispielsweise für jede Funk- station MS nur eine möglichst geringe Anzahl Zeitschlitze ts vorgesehen wird bzw. die jeweilige Interferenzsituation in den Zeitschlitzen ts in etwa gleich oder konstant ist.

Aufgrund einer nur geringen Interferenzbeeinträchtigung in dem ausgewählten Zeitschlitz tslO wird die Kanalkodierung in Form einer Faltungskodierung mit der Rate r = 1 durchgeführt, wobei die Rate r = 1 bedeutet, daß den Informationselementen bit des ersten Datenpakets DPI keine wesentlichen redundanten Informationen hinzugefügt werden. Allgemein dient die Fal- tungskodierung der Fehlerkorrektur, so daß abhängig von der Rate r der Faltungskodierung jeweils eine bestimmte Anzahl fehlerhafter Informationselemente bit erkannt und korrigiert werden kann. Die Kanalkodierung kann alternativ ebenfalls mittels einer Turbo-Kodierung erfolgen. Zusätzlich zu der Faltungskodierung kann eine Blockkodierung, wie beispiels- weise der CRC (Cyclic Redundancy Check) der Informationsele- mente bit erfolgen, wobei ein aus Paritätsprüfbits bestehen- der Blockkode berechnet und der Summe Informationselementen bit hinzugefügt wird. Dieser Blockkode ermöglicht eine Erken- nung, daß ein Fehler während der Übertragung über die Funk- schnittstelle aufgetreten ist. Eine Korrektur von Fehlern ist jedoch nicht immer möglich. Der Blockkode kann bei Nicht- Echtzeit-Diensten beispielsweise zur Steuerung einer erneuten Anforderung des fehlerbehafteten ersten Datenpakets DP1 gemäß dem beschriebenen ARQ-Verfahren verwendet werden.

Neben der Blockkodierung werden den Informationselementen bit des ersten Datenpakets DP1 zusätzliche Füllbits hinzugefügt, damit die Summe der zu übertragenen Informationselemente bit einem ganzzahligen Vielfachen der Übertragungskapazität eines physikalischen Ubertragungskanals RU1... entspricht. In dem dargestellten Beispiel der FIG 3 bis 7 können mittels eines Ubertragungskanals RU1... in einem Zeitschlitz ts 244 Infor- mationselemente bit übertragen werden.

Die Summe der zu übertragenen Informationselemente bit be- trägt 1952 bit. Diese werden jeweils zwei Ubertragungskanälen RU1, RU2 innerhalb des ausgewählten Zeitschlitzes tslO zuge- wiesen. Die Zuweisung der Informationselemente bit erfolgt in der Weise, daß eine gleichmäßige Belegung von jeweils zwei Übertragungskanälen RU1, RU2 innerhalb der Zeitrahmen tfl bis tf4 des Zeitintervalls T gegeben ist. Alternativ hierzu ist auch eine Zuweisung von jeweils vier Ubertragungskanälen RU1... in den ersten beiden Zeitrahmen tfl, tf2 denkbar, wo- durch die Möglichkeit einer wiederholten Übertragung in den darauffolgenden Zeitrahmen tf3, tf4 bei aufgetretenen Störun- gen während der Übertragung gegeben ist und vorteilhaft keine Übertragungsverzögerung auftritt. Nachteilig ist bei letzte- rer Möglichkeit eine größere Auslastung zu ungunsten weiterer Teilnehmer gegeben, da eine größere Anzahl Übertragungskanäle RU1... zugewiesen wird, die bei aufgetretenen Störungen gege- benenfalls über die gesamten Zeitrahmen tfl bis tf4 des Zei- tintervalls T zugewiesen sind.

Ausgehend von der FIG 3 ist in der FIG 4 eine Zusammenfassung der gegebenen Anzahl Informationselemente bit zu zwei Daten- paketen DPl, DP2 mit jeweils 920 Informationselementen bit dargestellt. Dieses kann beispielsweise aufgrund einer von der Funkstation MS ermittelten größeren Wahrscheinlichkeit einer Störung bei der Übertragung über die Funkschnittstelle

gesteuert werden. Die Rate r = 1 der Faltungskodierung ist jedoch unverändert geblieben. Datenpakete DP1, DP2 mit einer geringeren Anzahl Informationselemente bit besitzen den Vor- teil einer geringeren Wahrscheinlichkeit einer Störung sowie einer kürzeren Zeit zur nochmaligen Übertragung eines jewei- ligen Datenpakets DPl, DP2 für den Fall einer Störung, wo- durch die Übertragungsverzögerung vorteilhaft im Vergleich zu der FIG 3 verringert wird. In dem Beispiel der FIG 4a wird das erste Datenpaket DP1 den Ubertragungskanälen RU1, RU2 in den ersten beiden Zeitrahmen tfl, tf2 des Zeitintervalls T und das zweite Datenpaket DP2 den gleichen Ubertragungskanä- len in den letzten beiden Zeitrahmen tf3, tf4 des Zeitinter- valls T zugewiesen. Die Zuweisung von physikalischen Ubertra- gungskanälen RU1... wird demnach nicht für jedes Datenpaket DP1, DP2 separat durchgeführt, sondern gemeinsam für die ge- samte Summe der zu übertragenen Informationselemente bit.

Hierdurch wird die Zuweisungsprozedur vereinfacht und die Si- gnalisierungslast zu der Funkstation MS vorteilhaft verrin- gert.

In der FIG 4b ist beispielhaft eine erste Alternative zu der Zuweisung in der FIG 4a dargestellt, bei der die Informationselemente bit des ersten Datenpakets DP1 vier phy- sikalischen Übertragunsgkanälen RU1 bis RU4 in dem ersten Zeitrahmen tfl, und die Informationselemente bit des zweiten Datenpakets DP2 vier physikalischen Ubertragungskanälen RU1 bis RU4 in dem dritten Zeitrahmen tf3 zugewiesen werden.

Hierdurch kann in dem jeweils folgenden Zeitrahmen tf2 bzw. tf4 für den Fall einer gestörten Übertragung eine nochmalige Übertragung des jeweiligen Datenpakets DP1 bzw. DP2 erfolgen.

Die FIG 4c zeigt eine zweite Alternative auf, bei der dem er- sten DP1 bzw. zweiten Datenpaket DP2 jeweils vier physikali- sche Übertragungskanäle RU1 bis RU4 in dem ersten tfl bzw. zweiten Zeitrahmen tf2 zugewiesen werden. Hierdurch stehen

innerhalb des Zeitintervalls T nachfolgend zwei Zeitrahmen tf3, tf4 zur gegebenenfalls nochmaligen Übertragung eines oder beider Datenpakete DPl, DP2 zur Verfügung.

In der FIG 5 ist die Segmentierung der Summe Informationsele- mente bit in vier Datenpakete DP1, DP2, DP3, DP4 mit jeweils 480 Informationselementen bit dargestellt. Nach der beschrie- benen Faltungskodierung mit der Rate r = 1 und der Blockko- dierung werden die Datenpakete DPl, DP2, DP3, DP4 den Uber- tragungskanälen RU1, RU2 in jeweils einem der Zeitrahmen tfl, tf2, tf3, tf4 des Zeitintervalls T zugewiesen. Durch diese Segmentierung der Summe Informationselemente bit in eine große Anzahl Datenpakete DP1, DP2, DP3, DP4 kann eine noch schnellere wiederholte Übertragung im Störungsfall erfolgen, ohne daß die benötigte Übertragungskapazität durch eine zu- sätzliche Redundanz erhöht wird. Im Vergleich mit den FIG 3 und FIG 4 wird deutlich, daß unabhängig von der Größe bzw. der Anzahl der Datenpakete DP1... die benötigte Übertragungs- kapazität vorteilhaft konstant ist.

Die FIG 6 basiert auf der Darstellung der FIG 5 mit einer Segmentierung der Summe Informationselemente bit in vier Da- tenpakete DP1, DP2, DP3, DP4. Durch eine geänderte Kanalko- dierung entsprechend einer geänderten Rate r der Faltungsko- dierung wird eine größere Übertragungskapazität benötigt. Die Rate r = 1/3 der Faltungskodierung beschreibt das Verhältnis zwischen der Nettosumme Informationselemente bit und der Bruttosumme Informationselemente bit, die effektiv über die Funkschnittstelle übertragen werden müssen. Nach einer Block- kodierung undeiner bestimmten Anzahl hinzugefügter Füllbits müssen für die Übertragung jedes Datenpakets DPl, DP2, DP3, DP4 sechs Übertragungskanäle RU1... RU6 zugewiesen werden, welches einer Verdreifachung der benötigten Ubertragungska- näle RU1,-RU2 in dem Beispiel der FIG 5 entspricht. Neben den beiden genannten Raten der Faltungskodierung können weitere

Raten verwendet werden, wobei diese abhängig von den jeweils ermittelten Ubertragungsverhältnissen und hinsichtlich einer möglichst geringen Anzahl zuzuweisender physikalischer Uber- tragungskanäle RU1... ausgewählt wird. Weiterhin sollte die Bruttosumme Informationselemente bit möglichst einem ganzen Vielfachen eines Übertragungskanals RU1... entsprechen, um die Anzahl der Füllbits gering zu halten.

In den FIG 7a und FIG 7b sind die Auswirkungen einer unter- schiedlichen Kanalkodierung auf die Auslastung der Funk- schnittstelle dargestellt. Beispielhaft stehen einem Teilneh- mer die gesamten Ubertragungskanäle RU1... des Zeitschlitzes tslO zur Verfügung. Der Teilnehmer hat in dem Beispiel zwei Kommunikationsverbindungen mit jeweils einem Nicht-Echtzeit- Dienst servicel, service2 aufgebaut. Für den ersten Nicht- Echtzeit-Dienst servicel, der beispielsweise ein Telephonge- spräch über das Internet sein kann, wird dem Teilnehmer er- findungsgemäß eine bestimmte Ubertragungsrate zugesichert.

Wie in den Beispielen der FIG 3 bis FIG 6 entspricht diese Ubertragungsrate beispielsweise einer Nettosumme von 1920 In- formationselementen bit innerhalb eines Zeitintervalls T von vier Zeitrahmen tfl bis tf4. Entsprechend dem Beispiel der FIG 4a wird in der FIG 7a die Summe Informationselemente bit in zwei Datenpakete DP1, DP2 segmentiert, und jedes Datenpa- ket DPl, DP2 bei einer Rate der Faltungskodierung von r = 1 in zwei Ubertragungskanälen RU1, RU2 innerhalb von zwei Zeitrahmen tfl, tf2 bzw. tf3, tf4 übertragen. Dem Teilnehmer stehen somit für die Informationsübertragung des zweiten auf- gebauten Nicht-Echtzeit-Dienstes service2, beispielsweise ei- ner Internetanwendung, sechs Ubertragungskanäle RU3 bis RU8 zur Verfügung. Diesem zweiten Nicht-Echtzeit-Dienst service2 wird keine bestimmte Ubertragungsrate zugesichert, wodurch sich abhängig von der Belegung der Ubertragungskanale der Durchsatz-verandern kann.

Eine derartige Veränderung ist in der FIG 7b dargestellt.

Aufgrund einer beispielhaften Verschlechterung der Ubertra- gungsverhältnisse wird den Informationselementen bit des er- sten Nicht-Echtzeit-Dienstes servicel durch eine geänderte Rate r = 1/3 der Faltungskodierung eine größere Redundanz hinzugefügt und die Nettosumme Informationselemente bit in vier Datenpakete DP1, DP2, DP3, DP4 segmentiert. Aufgrund der größeren Redundanz wird eine größere Anzahl Übertragungska- näle RU1... zur Übertragung der Bruttosumme Informationsele- mente bit benötigt, woraufhin jeweils sechs Übertragungska- näle RU1 bis RU6 in dem Zeitschlitz tslO der Zeitrahmen tfl bis tf4 zugewiesen werden. Bei einer maximalen Anzahl von acht Ubertragungskanälen RU1 bis RU8 stehen für die Informa- tionsübertragung des zweiten Nicht-Echtzeit-Dienstes service2 entsprechend nur noch zwei Übertragungskanäle RU7, RU8 zur Verfügung, welches eine effektive Verringerung der Ubertra- gungsrate für den zweiten Nicht-Echtzeit-Dienst service2 zur Folge hat.

Kombinationen der einzelnen Beispiele der FIG 3 bis FIG 7 so- wie ein beispielhafter Einsatz der Erfindung in Funk-Kommuni- kationssystemen, wie beispielsweise Mobilfunk-oder drahtlo- sen Teilnehmerzugangssystemen, mit einem anderen als dem dar- gestellten Teilnehmerseparierungsverfahren sind ebenfalls denkbar.