Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswahl eines Über- tragungskanals zur Übertragung von Nachrichten von einem mo- bilen Endgerät an eine Basisstation, bei dem das Endgerät zu- nächst ein Sendeberechtigungs-Anfragesignal für einen be- stimmten Übertragungskanal an die Basisstation sendet und die Basisstation dann ein Antwortsignal an das Endgerät aussen- det, welches einen ersten Entscheidungswert enthält, mit dem dem Endgerät signalisiert wird, ob es zum Senden einer Nach- richt auf dem angefragten Übertragungskanal berechtigt ist oder nicht. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein ent- sprechendes Endgerät und eine Basisstation, welche zur Durch- führung eines solchen Verfahrens benutzt werden können.

In zellularen Mobilfunksystemen wird eine Kommunikationsver- bindung zwischen einem mobilen Endgerät, im Folgenden auch Terminal, Mobilfunkgerät oder"User Equipment" (UE) genannt, und dem Mobilfunknetz über eine sog. Basisstation herge- stellt, welche die Mobilfunkteilnehmer in einem bestimmten Umkreis-in einer sog. Zelle-über einen oder mehrere Funk- kanäle bedient. Eine solche Basisstation-im UMTS-Standard (UMTS = Universal Mobile Telecommunication System, Universel- les Mobiles Telekommunikationssystem) auch als"Node B"be- zeichnet-stellt die eigentliche Funkschnittstelle zwischen dem Mobilfunknetz und dem mobilen Endgerät bereit. Sie über- nimmt die Abwicklung des Funkbetriebs mit den verschiedenen mobilen Teilnehmern innerhalb ihrer Zelle und überwacht die physikalischen Funkverbindungen. Darüber hinaus überträgt sie Netz-und Statusnachrichten an die Endgeräte.

Eine solche Basisstation muss zumindest eine Sende-/Empfangs- einheit mit einer geeigneten Antennenvorrichtung sowie eine Prozessoreinrichtung aufweisen, welche die verschiedenen Pro- zesse innerhalb der Basisstation steuert. Ebenso müssen die

einzelnen Endgeräte jeweils entsprechend Sende-/Empfangs- einheiten mit geeigneten Antennenvorrichtungen und jeweils entsprechende Prozessoreinrichtungen aufweisen, welche die verschiedenen Prozesse im jeweiligen Endgerät steuern.

Im Mobilfunk wird zwischen zwei Verbindungsrichtungen unter- schieden. Die Vorwärtsrichtung (Downlink, DL) beschreibt die Richtung von der Basisstation zum Endgerät, die Rückwärts- richtung (Uplink, UL) die Richtung vom Endgerät zur Basissta- tion. Dabei existieren in der Regel in jeder Richtung mehrere verschiedene Übertragungskanäle. Bei moderneren Mobilfunk- standards, wie dem UMTS-Standard, gibt es für die Übertragung von Daten zwei Arten von sogenannten Transportkanälen : zum einen die sog."Dedicated Channels" (zugewiesene Kanäle) und zum anderen die sog."Common Channels" (gemeinsame Kanäle).

Ein Dedicated Channel wird nur für die Übertragung von Infor- mationen für bzw. von einem bestimmten Endgerät reserviert.

Eine solche Ressource kann beispielsweise durch eine bestimm- te Frequenz oder bei Systemen, die mit dem sog. CDMA- Verfahren (CDMA = Code Division Multiple Access ; Codeaufge- teilter Mehrfachzugriff) arbeiten, durch Verwendung unter- schiedlicher Spreizungscodes auf der gleichen Frequenz reali- siert werden. Auf den Common Channels können von der Basis- station Informationen übertragen werden, die für alle Termi- nals gedacht sind bzw. diese Channels können sich die ver- schiedenen Endgeräte teilen, wobei jedes Endgerät den Kanal nur kurzzeitig nutzt.

Sinnvollerweise muss der Funkverkehr innerhalb einer solchen Zelle zwischen den verschiedenen Endgeräten und der Basissta- tion so organisiert werden, dass die Basisstation bezüglich ihrer Auslastung in der Lage ist, alle Daten zu verarbeiten und/oder dass so weit wie möglich vermieden wird, dass ver- schiedene Endgeräte gleichzeitig auf denselben Kanälen an die Basisstation senden und es dabei zu Kollisionen kommt. Hierzu sollte auf irgendeine Weise festgelegt werden, welches Endge- rät wann auf welchem Übertragungskanal eine Nachricht an die

Basisstation senden darf. Hierzu wird z. B. die eingangs ge- nannte Prozedur durchgeführt.

Ein typisches Beispiel für eine solche Auswahlprozedur eines Übertragungskanals ist das sog. Zufallszugriffsverfahren (Random Access Procedure) im UMTS-Standard. Mit Hilfe dieses Verfahrens wird festgelegt, welches Endgerät auf welchem lo- gischen Übertragungskanal eine kurze Nachricht an die Basis- station senden darf, um z. B. anzufragen, ob über die betref- fende Basisstation ein Gesprächsaufbau erfolgen kann oder um beispielsweise eine kurze Statusinformation an die Basissta- tion zu senden. Der Begriff"logischer Übertragungskanal"ist hierbei so zu verstehen, dass die Endgeräte an sich ein-und denselben physikalischen gemeinsamen Uplink-Kanal verwenden, wobei die Endgeräte unterschiedliche Kanalisierungscodes (so- genannte"Channelization Codes") nutzen. Die Basisstation kann die von den verschiedenen Endgeräten auf diesem physika- lischen gemeinsamen Kanal gesendeten Nachrichten und Signale anhand der Kanalisierungscodes so unterscheiden, wie wenn sie auf verschiedenen Kanälen gesendet worden wären. Bei dem ge- nutzten Common Channel handelt es sich konkret um den soge- nannten"PRACH" (Physical Random Access Channel, physikali- scher Zufallszugriffskanal). Bei dem derzeitigen UMTS- Standard stehen im PRACH derzeit 16 verschiedene Channeliza- tion Codes zur Verfügung, d. h. auf dem PRACH sind 16 ver- schiedene logische Übertragungskanäle realisiert.

Bevor ein mobiles Endgerät beispielsweise beim Eintritt in eine bestimmte Zelle den PRACH benutzt, ist dem Endgerät nicht bekannt, welche Channelization Codes zur Zeit von ande- ren mobilen Endgeräten in dieser Zelle verwendet werden und welche frei sind. Daher sendet es wie eingangs beschrieben zunächst ein Sendeberechtigungssignal-im UMTS-Standard"Ac- cess Preamble" (Zugriffspräambel) genannt-an die Basissta- tion. Diese Access Preamble ist eindeutig einem bestimmten Channelization Code bzw. einem bestimmten logischen Übertra- gungskanal zugeordnet. Die Basisstation sendet dann ein Ant-

wortsignal, welches entweder eine Bestätigung enthält, dass das Gerät mit diesem Channelisation Code die Nachricht senden darf oder mit dem das Senden der Nachricht mit diesem Channe- lization Code verweigert wird. Die Signalisierung erfolgt hierbei mit einem einzelnen Entscheidungswert-im UMTS- Standard in Form eines"Acquisition Indicator" (Akquisitions- anzeiger). Dieser Acquisition Indicator wird auf einem spe- ziellen Downlink-Kanal, dem sog. AICH (Acquisition Indicator Channel, Akquisitionsanzeigekanal) von der Basisstation an die Endgeräte gesendet. Bei dem AICH handelt es sich-wie beim PRACH-um einen Common Channel, der von allen Endgerä- ten zu empfangen ist. Der Acquisition Indicator wird bei der Übertragung mit einer bestimmten Signaturzeichenfolge multip- liziert, welche wiederum eindeutig dem betreffenden Channeli- zation Code zugeordnet ist, für den das Endgerät zuvor das Sendeberechtigungsanfragesignal gesendet hat, so dass das betreffende Endgerät weiß, dass ihm das Senden der Nachricht mit diesem Channelization Code erlaubt oder verweigert wird.

Bei dem derzeitigen Standard zur Durchführung des Zufalls- zugriffsverfahrens erhält das Endgerät über den allgemeinen gemeinsamen Kanal BCH (Broadcast Channel, Rundfunkkanal), der von der Basisstation einer bestimmten Zelle permanent ausge- sendet wird, Informationen über die zur Verfügung stehenden Channelization Codes sowie die notwendigen Informationen, wann und wie überhaupt ein Sendeberechtigungsanfragesignal an die Basisstation gesendet werden kann. Aus den für dieses Mo- bilfunkgerät zur Verfügung stehenden potentiellen Channeliza- tion Codes bzw. logischen Übertragungskanälen wählt das Mo- bilfunkgerät dann einen beliebigen aus und sendet das Sende- berechtigungsanfragesignal für diesen bestimmten Übertra- gungskanal mit einer bestimmten Sendeleistung. Kommt nach ei- ner bestimmten Zeit kein Antwortsignal, so sendet es erneut ein Sendeberechtigungsanfragesignal mit einer erhöhten Leis- tung und für einen anderen Übertragungskanal. Erhält es dann ein Antwortsignal mit einem positiven ersten Entscheidungs- wert, so sendet es schließlich die Nachricht auf dem ange-

fragten Übertragungskanal-d. h. mit dem bestimmten Channe- lization Code auf dem PRACH-an die Basisstation. Bei einem negativen Entscheidungswert beginnt die Prozedur von vorn, d. h. das Endgerät sendet eine weitere Sendeberechtigungsan- frage für einen anderen Übertragungskanal an die Basisstati- on.

Dieses Verfahren ist akzeptabel, sofern es nur relativ selten dazu kommt, dass die Basisstation auf ein Sendeberechtigungs- anfragesignal hin einen negativen Entscheidungswert sendet, d. h. die Übertragung auf dem betreffenden Übertragungskanal verweigert. Dies ist beispielsweise bei Verfahren der Fall, bei denen ein negativer Entscheidungswert nur dann gesendet wird, wenn die Basisstation überlastet ist und keine weiteren Daten verarbeiten kann. Sofern aber die Auslastung der Basis- station weiter ansteigt oder wenn ein Verfahren genutzt wird, bei dem auch bestimmte Übertragungskanäle zur Verhinderung von Kollisionen eine bestimmte Zeit für bestimmte Endgeräte freigehalten werden, erhöht sich die Anzahl der negativen Entscheidungswerte erheblich. In diesem Fall wird das Verfah- ren uneffektiv, da das Endgerät jeden einzelnen möglichen Übertragungskanal einzeln durch Aussendung eines passenden Sendeberechtigungsanfragesignals abfragen muss.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass den mobilen Endgeräten mit möglichst geringem Signalisie- rungsaufwand schneller und effektiver ein Übertragungskanal zum Senden einer Nachricht an die Basisstation zur Verfügung gestellt wird, sowie eine entsprechende Basisstationen und Mobilfunkgeräte zur Durchführung eines solchen effektiveren Übertragungskanal-Auswahlverfahrens anzugeben.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Basisstation bei Übermittlung eines ersten negativen Entscheidungswerts, mit welchem dem Endgerät das Senden einer Nachricht auf dem ange- fragten Übertragungskanal verweigert wird, mit dem Antwort-

signal einen zweiten positiven Entscheidungswert an das End- gerät sendet, wenn das Endgerät zum Senden einer Nachricht auf einem anderen Kanal berechtigt ist. Das Endgerät analy- siert dann bei einer Detektion eines ersten negativen Ent- scheidungswerts im Antwortsignal das Antwortsignal dahinge- hend weiter, ob es einen solchen zweiten positiven Entschei- dungswert enthält und welche anderen Übertragungskanäle aktu- ell zur Verfügung stehen, d. h. nicht belegt sind. Anschlie- ßend sendet das Endgerät dann die Nachricht auf einem der zur Verfügung stehenden Übertragungskanäle an die Basisstation.

Dieses Verfahren hat den großen Vorteil, dass-sofern noch andere Übertragungskanäle für eine aktuelle Übersendung von Nachrichten an die Basisstation zur Verfügung stehen, für die das betreffende Endgerät aber nicht gerade das Sendeberechti- gungsanfragesignal gesendet hat-es nicht einfach zu einer bloßen Zurückweisung der Sendeberechtigungsanfrage kommt.

Statt dessen wird dem Endgerät die Möglichkeit gegeben, auf einem anderen freien Übertragungskanal zu senden, ohne erneut ein Sendeberechtigungsanfragesignal zu senden. Hierdurch wird das Auswahlverfahren schneller. Außerdem wird unnötiger Da- tenverkehr für vermehrt Anfragen der Mobilfunkgeräte vermie- den.

Von Seiten der Basisstation sieht das Verfahren so aus, dass die Basisstation vom Endgerät zunächst ein Sendeberechti- gungsanfragesignal für einen bestimmten Übertragungskanal empfängt und dann ein Antwortsignal an das Endgerät aussen- det, welches den betreffenden Entscheidungswert enthält. Da- bei sendet die Basisstation bei Übermittlung eines ersten ne- gativen Entscheidungswertes mit dem Antwortsignal einen zwei- ten positiven Entscheidungswert an das Endgerät, wenn das Endgerät zum Senden einer Nachricht auf einem anderen Kanal berechtigt ist. Eine erfindungsgemäße Basisstation muss hier- zu eine Prozessoreinrichtung mit entsprechenden Mitteln zur Auswahl eines Übertragungskanals aufweisen. Hierzu gehören eine Decodiereinrichtung, die zur Erkennung eines von einem

Endgerät übersendeten Sendeberechtigungsanfragesignals für einen bestimmten Übertragungskanal dient, und eine Kanalfrei- gabeeinrichtung zur Ermittlung derjenigen Übertragungskanäle, die aktuell für eine Übersendung einer Nachricht zur Verfü- gung stehen. Außerdem wird eine Codiereinrichtung benötigt, um ein Antwortsignal an das Endgerät auszusenden, welches den betreffenden ersten Entscheidungswert enthält. Dabei muss die Prozessoreinrichtung derart ausgebildet sein, dass bei Über- mittlung des ersten negativen Entscheidungswerts entsprechend mit dem Antwortsignal ein zweiter positiver Entscheidungswert an das Endgerät gesendet wird, wenn das Endgerät zum Senden einer Nachricht auf einem anderen Kanal berechtigt ist. Die Mittel zur Auswahl eines Übertragungskanals, insbesondere die Decodiereinrichtung, die Kanalfreigabeeinrichtung sowie die Codiereinrichtung sind vorzugsweise in Form von Software in der Prozessoreinrichtung der Basisstation realisiert.

Von Seiten des Mobilfunkgeräts sieht das Verfahren so aus, dass das Gerät zunächst ein Sendeberechtigungsanfragesignal in der herkömmlichen Weise an die Basisstation sendet und dann von der Basisstation ein Antwortsignal empfängt, in wel- chem es schließlich einen ersten Entscheidungswert detek- tiert. Sofern das Endgerät einen ersten negativen Entschei- dungswert detektiert, wird das Antwortsignal dahingehend wei- ter analysiert, ob es einen zweiten positiven Entscheidungs- wert enthält, mit dem dem Endgerät die Erlaubnis zum Senden einer Nachricht auf einem anderen Kanal signalisiert wird und welche anderen Übertragungskanäle zur Verfügung stehen. An- schließend wird vom Endgerät die Nachricht auf einem der an- deren zur Verfügung stehenden Übertragungskanäle gesendet.

Hierzu muss das Mobilfunkgerät eine Prozessoreinrichtung mit einer Einrichtung zur Auswahl eines Übertragungskanals auf- weisen, welche eine Berechtigungsanfrageeinrichtung zur Gene- rierung des Sendeberechtigungsanfragesignals und eine Deco- dierungseinrichtung umfasst, die das von der Basisstation übersendete Antwortsignal decodiert. Dabei muss die Decodie- rungseinrichtung derart ausgebildet sein, dass bei einer De-

tektion des ersten negativen Entscheidungswerts das Antwort- signal entsprechend weiter analysiert wird, um einen eventu- ellen zweiten positiven Entscheidungswert zu finden und zu prüfen, welche anderen Übertragungskanäle hierfür zur Verfü- gung stehen. Die Prozessoreinrichtung muss derart ausgebildet sein, dass die Nachricht dann auf einem der zur Verfügung stehenden anderen Übertragungskanäle gesendet wird. Die Ein- richtung zur Auswahl eines Übertragungskanals im Mobilfunkge- rät, insbesondere die Berechtigungsanfrageeinrichtung und die Decodierungseinrichtung sind vorzugsweise in Form von Soft- ware in der Prozessoreinrichtung des Mobilfunkgeräts reali- siert.

Das Verfahren ist grundsätzlich für jede Art von Übertra- gungskanälen einsetzbar. Das heißt, das Verfahren kann bei- spielsweise zur Auswahl eines von mehreren physikalischen Übertragungskanälen genutzt werden. Eine wesentliche Anwen- dung besteht aber darin, einen von mehreren logischen Über- tragungskanälen auszuwählen, welche durch Verwendung unter- schiedlicher Kanalisierungscodes auf einem physikalischen Übertragungskanal realisiert werden, der von mehreren Endge- räten gemeinsam zur Übermittlung von Nachrichten an eine Ba- sisstation genutzt wird. Insbesondere ist dieses Verfahren zur Verbesserung des eingangs beschriebenen Zufallszugriffs- verfahrens nach dem derzeitigen UMTS-Standard geeignet.

Die abhängigen Ansprüche enthalten jeweils besonders vorteil- hafte Ausgestaltungen und Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Vorrichtungsansprüche betreffend ein mobiles Endgerät, eine Basisstation und ein Mobilfunknetz entsprechend den Verfahrenansprüchen weitergebildet sein kön- nen.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält das Antwortsignal explizite Kanalstatusinformationen, mit de- nen dem betreffenden Endgerät signalisiert wird, welche ande- ren Übertragungskanäle zum Senden einer Nachricht zur Verfü-

gung stehen. Alternativ oder zusätzlich kann das Endgerät auch das Antwortsignal dahingehend decodieren, ob es weitere positive oder negative Entscheidungswerte für andere Endgerä- te enthält, die sich auf andere Übertragungskanäle beziehen.

Dies setzt voraus, dass das Antwortsignal auf einem Common Downlink-Kanal gesendet wird, der von allen Endgeräten deco- dierbar ist, und gleichzeitig Entscheidungswerte für die Sen- deberechtigungsanfragesignal verschiedener Endgeräte enthal- ten kann, wie dies z. B. beim AICH der Fall ist.

Besonders bevorzugt werden ein eventuell gesendeter zweiter Entscheidungswert und/oder die Kanalstatusinformation inner- halb des Antwortsignals derart codiert, dass unabhängig da- von, ob ein bestimmtes Antwortsignal überhaupt einen zweiten Entscheidungswert und/oder explizite Kanalstatusinformationen enthält, der erste Entscheidungswert unverändert vom Endgerät im Antwortsignal decodierbar ist. D. h. die Codierung der zu- sätzlich übermittelten Informationen erfolgt in einer Weise, dass die Codierung des bisher gesendeten Antwortsignals nicht geändert wird. Bezüglich des bereits mehrfach genannten Zu- fallszugriffsverfahrens im UMTS-Standard bedeutet dies, dass beispielsweise der Acquisition Indicator wie bisher gemäß der üblichen UMTS-Spezifikation (3GPP TS 25. 211 oder TS 25.213 Release 99) gesendet wird. Dies hat den Vorteil, dass das ge- samte Verfahren abwärts kompatibel ist, so dass auch Endgerä- te, die nicht zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah- rens ausgestattet sind, nach wie vor das Antwortsignal in der üblichen Weise decodieren und den ersten Entscheidungswert detektieren können. Umgekehrt können auch mit Endgeräten, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeiten, die Antwort- signale von Basisstationen empfangen werden, welche keinen zweiten Entscheidungswert senden, da sie nicht entsprechend ausgestattet sind.

Wie bereits eingangs beschrieben, erfolgt z. B. beim UMTS- Verfahren die Übersendung des als Entscheidungswert dienenden Acquisition Indicator auf dem AICH, wobei zur Codierung des

Acquisition Indicator dieser mit einer Signatur-Zeichenfolge multipliziert wird, welche dem Sendeberechtigungs-Anfrage- signal bzw. dem gewünschten Channelization Code zugeordnet ist. Das heißt, es existiert ein bestimmtes Set von Signatur- Zeichenfolgen, welche zur Codierung der ersten Entscheidungs- werte im Antwortsignal genutzt werden. Die einzelnen Signa- tur-Zeichenfolgen dieses Sets sind jeweils orthogonal zuein- ander. Um den zweiten Entscheidungswert und/oder die Kanal- statusinformationen so zu codieren, dass der erste Entschei- dungswert unabhängig davon decodierbar ist, werden vorzugs- weise der zweite positive Entscheidungswert und/oder die Ka- nalstatusinformationen mittels einer Signatur-Zeichenfolge im Antwortsignal codiert, die orthogonal zu dem genannten ersten Set von Signatur-Zeichenfolgen ist, das zur Codierung des ersten Entscheidungswerts genutzt wird.

Eine solche Signatur-Zeichenfolge zur Codierung des zweiten positiven Entscheidungswerts und/oder der Kanalstatusinforma- tion kann vorzugsweise dadurch erzeugt werden, indem jedes zweite Zeichen einer Signatur-Zeichenfolge des ersten Signa- tur-Zeichenfolgen-Sets mit"-1"multipliziert wird. Somit wird automatisch eine zum ersten Signatur-Zeichenfolgen-Set orthogonale neue Signatur-Zeichenfolge erzeugt.

Prinzipiell ist es möglich, dass die Basisstation jeweils erst dann eine zum ersten Signatur-Zeichenfolgen-Set orthogo- nale Signatur-Zeichenfolge erzeugt, wenn diese zur Codierung des zweiten Entscheidungswerts bzw. von Kanalstatusinformati- onen benötigt wird. Hierzu muss die Basisstation bzw. deren Codiereinrichtung eine entsprechende Zeichenfolgen- Generierungseinheit aufweisen, um den zweiten Entscheidungs- wert und/oder die Kanalstatusinformation entsprechend zu co- dieren. Ebenso müsste das Endgerät zur Codierung eine ent- sprechende Zeichenfolgen-Generierungseinheit aufweisen.

Bevorzugt wird jedoch in entsprechenden Speichereinrichtungen der Basisstation bzw. des Endgeräts jeweils bereits ein kom-

plettes zweites Set von Signatur-Zeichenfolgen hinterlegt, wobei die Signatur-Zeichenfolgen dieses zweiten Signatur- Zeichenfolgen-Sets untereinander und zu allen Signatur- Zeichenfolgen des ersten Signatur-Zeichenfolgen-Sets orthogo- nal sind. Hierbei können die entsprechenden Signatur- Zeichenfolgen des zweiten Signatur-Zeichenfolgen-Sets jeweils aus den Signatur-Zeichenfolgen des ersten Signatur- Zeichenfolgen-Sets durch Multiplikation jedes zweiten Zei- chens mit"-1"erzeugt werden.

Für die Übertragung des zweiten positiven Entscheidungswerts sowie der Kanalstatusinformationen gibt es verschiedenste Möglichkeiten.

Bei einer ersten Methode wird der zweite positive Entschei- dungswert gemeinsam mit den Kanalstatusinformationen in einer Zeichenkette übermittelt, welche mit einer bestimmten, zum ersten Signatur-Zeichenfolgen-Set orthogonalen Signatur- Zeichenfolge codiert wird, beispielsweise mit einer Signatur- Zeichenfolge aus dem zweiten Signatur-Zeichenfolgen-Set.

Hierbei wird besonders bevorzugt eine Signatur-Zeichenfolge verwendet, welche der jeweiligen Basisstation fest zugeordnet ist, wobei darauf geachtet wird, dass benachbarte Basisstati- onen unterschiedliche zweite Signatur-Zeichenfolgen verwen- den.

Bei einer alternativen Methode wird der zweite positive Ent- scheidungswert für ein bestimmtes Endgerät separat mit einer bestimmten, zum ersten Signatur-Zeichenfolgen-Set orthogona- len Signatur-Zeichenfolge codiert, welche dem Übertragungska- nal zugeordnet ist, für den das betreffende Endgerät zuvor ein Sendeberechtigungs-Anfragesignal an die Basisstation ge- sandt hat.

Zusätzlich kann das Antwortsignal dann als Kanalstatusinfor- mationen für jeden zum betreffenden Zeitpunkt belegten Über-

tragungskanal einen zweiten negativen Entscheidungswert ent- halten. Hierbei werden gemäß einer ersten Variante die zwei- ten negativen Entscheidungswerte jeweils mit den den betref- fenden belegten Übertragungskanälen zugeordneten Signatur- Zeichenfolgen aus dem ersten Signatur-Zeichenfolgen-Set co- diert. Bei einer zweiten Variante werden die zweiten negati- ven Entscheidungswerte dagegen jeweils mit Signatur-Zeichen- folgen aus dem zweiten Set von Signatur-Zeichenfolgen co- diert, welche wieder den betreffenden belegten Übertragungs- kanälen zugeordnet sind.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beige- fügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus des AICH- Kanals im UMTS-Standard nach dem Stand der Technik, Figur 2 eine schematische Darstellung des Ablaufs des Zu- fallszugriffsverfahrens nach dem Stand der Technik, wenn ein negativer Entscheidungswert zurückgesendet wird, Figur 3 eine schematische Darstellung des Ablaufs des Zu- fallszugriffsverfahrens nach dem Stand der Technik, wenn ein positiver Entscheidungswert zurückgesendet wird, Figur 4 eine Tabelle mit 16 verschiedenen, zueinander ortho- gonalen Präambel-Signatur-Zeichenfolgen Ps zur Codierung der Access Preamble im UMTS-Verfahren, Figur 5 eine Tabelle mit 16 zueinander orthogonalen AICH- Signatur-Zeichenfolgen bs zur Codierung des Acquisition Indi- cator im UMTS-Verfahren, Figur 6 eine schematische Darstellung der Bildung eines Ant- wortsignals beim Zufallszugriffverfahren im derzeitigen UMTS- Standard,

Figur 7 eine schematische Darstellung der Übersendung von Nachrichten verschiedener Länge auf dem PRACH-Kanal im UMTS- Verfahren, Figur 8 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zufallszugriffsverfahrens gemäß einem ersten Ausführungsbei- spiel, Figur 9 eine Tabelle mit 16 zueinander orthogonalen AICH- Signatur-Zeichenfolgen eines zweiten AICH-Signatur- Zeichenfolgen-Sets, Figur 10 eine schematische Darstellung der Bildung eines Ant- wortsignals in einem Zufallszugriffsverfahrens gemäß Figur 8, Figur 11 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemä- ßen Zufallszugriffsverfahrens gemäß einem zweiten Ausfüh- rungsbeispiel, Figur 12 eine schematische Darstellung einer ersten Variante zur Bildung eines Antwortsignals bei einem Zufallszugriffs- verfahren gemäß Figur 11, Figur 13 eine schematische Darstellung einer zweiten Variante zur Bildung eines Antwortsignals bei einem Zufallszugriffs- verfahren gemäß Figur 11.

Sämtliche in den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf eine erfindungsgemäße Verbes- serung des Zufallszugriffsverfahrens im FDD-Mode (Frequence Division Duplex-Mode, Frequenzteilungs-Duplex-Verfahren) des UMTS-Standards. Die Erfindung ist aber nicht auf diesen Ein- satz beschränkt.

In einem UMTS-Mobilfunknetz können mehrere Mobilfunkgeräte gleichzeitig auf einer Frequenz im Uplink senden bzw. von ei-

ner Basisstation im Downlink bedient werden. Dies wird da- durch ermöglicht, dass durch Verwendung unterschiedlicher Spreizungscodes, welche orthogonal zueinander sind, die Band- breite eines Signals gespreizt wird und somit unterschiedli- che physikalische Kanäle auf einer Frequenz erzeugt werden.

Wie bereits eingangs erwähnt, gibt es beim UMTS-Standard so- genannte"Dedicated Channels", welche den einzelnen Geräten fest zugeordnet sind, und sogenannte"Common Channels", die von mehreren Endgeräten benutzt werden. Ein solcher Common Channel im Uplink-Bereich ist der sogenannte PRACH, den die einzelnen Endgeräte kurzzeitig nutzen, um Nachrichten an die Basisstation zu übersenden, beispielsweise Anfragen für einen Gesprächsaufbau. Auf dem physikalischen Kanal PRACH wird der Transportkanal RACH (Random Access Channel ; Zufallszugriffs- kanal) abgebildet. Innerhalb einer bestimmten Zelle, d. h. ei- ner bestimmten Basisstation, ist diesem PRACH ein ganz be- stimmter Scrambling-Code zugeordnet. Ebenso besitzt jeder De- dicated Channel im Uplink seinen eigenen Scrambling-Code.

Auf der Downlink-Seite gibt es ebenfalls verschiedene Common Channels, beispielsweise den bereits eingangs genannten BCH und den AICH.

Der AICH ist in sogenannte"Radio Frames" (Funk-Fenster) RF von 20 ms Länge aufgeteilt. Ein Radio Frame enthält wiederum 15 sogenannte Access Slots (Zeitschlitze) AS. Dies ist für den AICH in Figur 1 dargestellt. Jeder Access Slot AS enthält 5.120 Chips, wobei derzeit lediglich 4.096 Chips bei der Übertragung genutzt werden und 1.024 Chips nicht belegt sind.

In diesen 4.096 Chips sind insgesamt 32 reellwertige Symbole ao,..., a31 untergebracht. In entsprechender Weise ist auch der Teil des PRACHs aufgebaut, in dem die Zugriffspräambeln ge- sendet werden. Eine Zugriffspräambel enthält ebenfalls 4.096 Chips, die durch Spreizung einer Signatur der Länge 16 um den Faktor 256 entsteht. Der PRACH-Nachrichtenteil ist in Radio Frames der Länge 10 ms aufgeteilt, wobei ein Radio Frame aus

15 Slots (Zeitschlitzen) besteht. Ein Slot ist demnach halb so lang wie ein Access Slot und enthält 2.560 Chips. Eine PRACH-Nachricht kann nach dem bisherigen Stand der Technik 10 oder 20 ms lang sein.

In den Figuren 2 und 3 wird nun noch einmal detaillierter das bisher im UMTS-Standard verwendete Zufallszugriffsverfahren beschrieben, wobei in Figur 2 der Fall dargestellt ist, dass dem Endgerät das Senden auf einem angefragten Kanal verwei- gert wird und in Figur 3 der Fall, dass eine positive Sende- bestätigung erfolgt.

Das Verfahren beginnt damit, dass ein Endgerät den BCH, der von einer Basisstation permanent ausgesendet wird, dahinge- hend analysiert, welcher Spreizungscode auf dem PRACH für di- se Basisstation benutzt wird, welche Channelization Codes Cs grundsätzlich von dem betreffenden Endgerät in dieser Zelle verwendet werden könnten und welche Access Slots AS auf dem PRACH für das betreffende Endgerät zur Verfügung stehen. In dem in Figur 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel stehen dem Endgerät grundsätzlich die Channelization Codes Ci, C3 und C5 zur Verfügung. Das Endgerät wählt dann willkürlich ei- nen aus den zur Verfügung stehenden Channelization Codes Ci, C3, Cs aus und sendet für diesen ein Sendeberechtigungsanfra- ge-Signal AP in einem bestimmten für das Endgerät zugelasse- nen Access Slot AS an die Basisstation. Das Sendeberechti- gungsanfrage-Signal, im Folgenden auch Access Preamble AP ge- nannt, besteht aus dem Scrambling Code des PRACH der Basis- station und einer Präambel-Signatur Po,..., Pi5, welche den verschiedenen 16 möglichen Channelization Codes Co,..., 15 zu- geordnet sind.

Die 16 verschiedenen Präambel-Signaturen Po,..., P15 sind in Figur 4 dargestellt. Durch Multiplikation einer zu einem be- stimmten Channelization Code Cs gehörigen Präamble-Signatur Ps mit dem Scrambling Code des PRACH, wobei die Präambel-

Signatur Ps 256-mal wiederholt wird, entsteht die Access Preamble AP.

Bei dem in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsbei- spiel sendet das Endgerät mit einer bestimmten Leistung zu- nächst eine Access Preamble AP mit dem Präambel Signatur Pi für den Kanalisierungscode Ci. Erhält das Endgerät daraufhin kein Antwortsignal auf dem AICH, so wird eine neue Access Preamble AP mit gesteigerter Leistung im nächsten verfügbaren Access Slot AS gesendet. Dabei wird eine neue Präambel- Signatur Ps wiederum zufällig ausgewählt. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist das die Präambel-Signatur P5, d. h. es wird ein Sendeberechtigungsanfragesignal AP bezüglich des Kanalisierungscodes C5 gesendet.

Dies erfolgt so lange, bis schließlich auf dem AICH ein Ant- wortsignal AWS empfangen wird. In diesem Antwortsignal ist als Entscheidungswert ACK, NACK ein sog. Acquisition Indica- tor Als (mit S=0,. .., 15) enthalten. Dieser Acquisition Indi- cator Als hat entweder den Wert"1"oder"-1", je nachdem, ob es sich um einen positiven Entscheidungswert ACK handelt, durch den das Endgerät zum Senden auf dem angefragten Kanal bzw. mit dem angefragten Channelization Code Cs berechtigt wird oder ob es sich um einen negativen Entscheidungswert NACK handelt, mit dem das Senden mit diesem Channelization Code Cs verweigert wird.

Das Antwortsignal wird hierbei so gebildet, dass der jeweili- ge Acquisition Indicator Als mit einer sogenannten AICH- Signatur-Zeichenfolge bs multipliziert wird, wobei jede Sig- natur-Zeichenfolge bs wieder genau einem der 16 Channelizati- on Codes Cs zugeordnet ist. Durch die Multiplikation des Ac- quisition Indicators Als mit der entsprechenden AICH- Signatur-Zeichenfolge bs erkennt das Endgerät, ob der empfan- gene Entscheidungswert ACK, NACK bzw. Acquisition Indicator Als die Antwort auf die von ihm gesendete Access Preamble AP ist.

Wie Figur 6 zeigt, es ist möglich, bis zu 16 verschiedene Ac- quisition Indicator mit dem jeweils zugehörigen AICH- Signatur-Zeichenfolgen bs zu multiplizieren und anschließend zu addieren, d. h. es können bis zu 16 Acquisition Indicator AI gleichzeitig in einem Antwortsignal AWS gesendet werden.

Die einzelnen AICH-Signatur-Zeichenfolgen bs bestehen dabei jeweils aus 32 Werten (siehe Figur 5). Durch bitweise Additi- on der einzelnen aus der Multiplikation der Acquisition Indi- cator mit den zugehörigen AICH-Signatur-Zeichenfolgen bs ent- stehen die 32 AICH Symbole ao,..., a31, wie sie in Figur 1 dar- gestellt sind.

Sendet die Basisstation auf dem AICH ein Antwortsignal AWS mit einem negativen Entscheidungswert ACK, so bricht das End- gerät das Verfahren ab. Im Beispiel gemäß Figur 2 ist dies ein entsprechender Acquisition Indicator AI3, der der zuvor vom Endgerät gesendeten Access Preamble P3 entspricht, mit einem Wert von"-1". Eine bestimmte Zeit später sendet es dann wieder in einem zugelassenen Access Slot mit einer zu- fällig ausgewählten Präambel-Signatur Pi, P3, Ps eine neue Ac- cess Preamble AP an die Basisstation, d. h. das Verfahren be- ginnt von neuem. Ist im Antwortsignal dagegen ein positiver Entscheidungswert ACK enthalten, in Figur 3 der Acquisition Indicator AI3 = 1, so sendet das Endgerät auf dem PRACH mit dem angefragten Kanalisierungscode C3 die gewünschte Nach- richt N an die Basisstation.

Aus den Figuren 2 und 3 wird sofort ersichtlich, dass dieses Verfahren zwar akzeptabel ist, so lange es nur selten zur Übersendung eines negativen Entscheidungswerts NACK der Ba- sisstation kommt. Nach dem derzeitigen UMTS-Standard ist dies der Fall, da nur dann ein negativer Entscheidungswert NACK gesendet wird, wenn die Hardware der Basisstation nicht mehr in der Lage ist, weitere Daten zu verarbeiten. Die Chancen, dass Nachrichten auf dem PRACH kollidieren, sind folglich re- lativ gering.

Nach dem derzeitigen Standard dürfen aber auf dem PRACH ge- sendete Nachrichten nur eine Länge von 10 oder 20 Millisekun- den haben. Damit ist eine Kollision zweier Nachrichten unter- schiedlicher Endgeräte an eine Basisstation, die zum gleichen Startzeitpunkt beginnen, relativ selten. Hierzu wird auf Fi- gur 7 verwiesen. Wie dort dargestellt ist, beträgt die Dauer eines Radio Frames für die Zugriffspräambeln 20 Millisekun- den, wobei in einem Radio Frame 15 Access Slots AS unterge- bracht sind. Der Beginn einer Nachricht kann immer nur zum Startzeitpunkt eines Access Slots AS liegen. Der für den PRACH-Nachrichtenteil verwendete Scrambling Code hat dagegen eine Länge von 10 Millisekunden. Falls die zu sendende Nach- richt N1, N2, N3 länger als 10 Millisekunden ist, wird der Scrambling Code durch Wiederholung verlängert. Dies bedeutet, dass Nachrichten, die mit dem gleichen Channelization Code Cs gesendet werden, nicht von der Basisstation unterschieden werden können, wenn die Startzeitpunkte der Nachrichten 10 Millisekunden oder ein ganzzahliges Vielfaches davon ausein- ander liegen. In diesem Fall werden die gleichzeitigen Nach- richtenteile mit dem gleichen Abschnitt des Scrambling Codes verknüpft und die Nachrichten sind für die Basisstation nicht mehr unterscheidbar. Sie müssen dann erneut gesendet werden.

Da sich in einem zeitlichen Rahmen von 20 Millisekunden nur 15 mögliche Startzeitpunkte-die Startzeitpunkte der Access Slots AS-befinden, ergibt sich nach 10 Millisekunden kein möglicher Startzeitpunkt für eine PRACH-Nachricht. Erst nach 20 Millisekunden kann tatsächlich die Situation auftreten, dass eine Nachricht N3 mit einer weiteren Nachricht N1 kolli- diert, die dann startet und den gleichen Scrambling und Chan- nelization Code verwendet. Um die maximale Nachrichtenlänge auf über 20 Millisekunden zu verlängern und so auch die Über- sendung komplexerer Nachrichten auf dem PRACH in effektiver Weise zu erlauben, ist ein aktiveres Kanalmanagement erfor- derlich. D. h. es sollte geprüft werden, welche Kanäle be- reits von anderen Endgeräten genutzt, d. h. blockiert werden.

Ein solches aktives Kanalmanagement bringt es aber zwangsläu-

fig mit sich, dass die Anzahl der Zurückweisungen von Sende- berechtigungsanfragesignalen der Endgeräte ansteigt. Somit ist auch unbedingt ein effektiveres Verfahren zur Auswahl ei- nes Übertragungskanals bzw. eines Channelization Codes Cs zur Übersendung von Nachrichten N auf dem PRACH Kanal sinnvoll.

Bei dem vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Verfahren wird da- her zusätzlich in dem Antwortsignal neben dem ersten Ent- scheidungswert ACK, NACK, sofern dieser negativ ist, ggf. ein zweiter positiver Entscheidungswert ACK2 an das Endgerät übermittelt, wenn das Endgerät die Möglichkeit hat, auf einem anderen freien Kanal bzw. mit einem anderen freien Channeli- zation Code die Nachricht N zu senden. Außerdem werden bei den dargestellten Ausführungsbeispielen explizit Kanal- Status-Informationen KI an das Endgerät gesandt, anhand derer das Endgerät dann feststellen kann, welcher Kanal genutzt werden könnte. Dies ist in Figur 8 schematisch dargestellt.

Wie ein Vergleich dieser Figur mit den Figuren 2 und 3 zeigt, fragt auch hier das Endgerät jeweils mehrfach mit entspre- chenden Access Preamble AP mit unterschiedlichen Präambel- Signaturen Pi, P2, P5, die sich auf unterschiedliche Channeli- zation Codes Cl, C2, Cs beziehen, bei der Basisstation an, ob eine Nachricht N mit den betreffenden Channelization Codes C1, C2, C, auf dem PRACH gesendet werden darf. Wie in dem Bei- spiel gem. Figur 2 erfolgt auch hier auf die letzte Anfrage, bei der die Präambel-Signatur P3 verwendet wurde, ein Ant- wortsignal AWS der Basisstation mit einem negativen Entschei- dungswert NACK (auch hier wieder AI3 =-1). Zusätzlich sind im Antwortsignal AWS aber ein zweiter positiver Entschei- dungswert ACK2 sowie Kanalinformationen KT enthalten, mit de- nen dem Endgerät signalisiert wird, dass es eine Nachricht mit dem Channelization Code Cs senden kann. Daraufhin sendet das Endgerät im nächstfolgenden zugelassenen Access Slot die Nachricht N mit dem Channelization Code Cs. Auf diese Weise werden Abweisungen von Belegungswünschen für den PRACH trotz

vorhandener freier Ressourcen durch Senden von zusätzlichen Informationen verhindert.

Die zusätzlichen Informationen werden dabei so im Antwortsig- nal AWS decodiert, dass das Verfahren vollkommen abwärts- kompatibel zum bisherigen UMTS-Verfahren ist. Hierzu werden 16 neue zusätzliche AICH-Signatur-Zeichenfolgen b2o,..., b215 definiert. Die AICH-Signatur-Zeichenfolgen dieses zweiten AICH-Signatur-Zeichenfolgen-Sets b2 sind jeweils zueinander orthogonal und orthogonal zu allen bestehenden AICH-Signatur- Zeichenfolgen bo,..., b15 des ersten AICH-Signatur- Zeichenfolgen-Sets b, mit dem die bisherigen Acquisition In- dicator AI codiert werden. Dieses neue AICH-Signatur- Zeichenfolgen-Set b2 ist in Figur 9 dargestellt. Wie ein Ver- gleich mit Figur 5 zeigt, werden die einzelnen Signatur- Zeichenfolgen b2o,..., b215 des zweiten Sets b2 gebildet, in- dem das Vorzeichen jedes zweiten Wertes der entsprechenden Signatur-Zeichenfolgen b20,..., b215 des ersten"normalen" Signatur-Zeichenfolgen-Sets b umgedreht wird, d. h. der Wert mit"-1"multipliziert wird. Da dieses zweite Signatur- Zeichenfolgen-Set b2 orthogonal zum ersten Signatur-Zeichen- folgen-Set b ist, können mit diesen Signatur-Zeichenfolgen b20,..., b215 zusätzliche Informationen codiert und gemeinsam mit den bisherigen Informationen versendet werden, ohne dass die Übertragung der bisherigen Acquisition Indicator AI ver- ändert wird. Auch die weiteren Verfahrensabläufe, insbesonde- re der Ablauf des Sendens der Access Preamble AP, bleiben wie beim bisherigen Standard.

In den Figuren 8 und 10 ist hierbei eine erste Möglichkeit dargestellt, an das Endgerät den zweiten positiven Entschei- dungswert ACK2 und die notwendigen Kanalinformationen KI zu übersenden.

Bei dieser Methode sendet die Basisstation im Falle einer An- frage vom Mobilfunkgerät auf einen bestimmten belegten Chan- nelization Code Cs (in Figur 8 der Code C3) einen negativen

Entscheidungswert NACK, d. h. AI3 = 1, genau wie beim Stand der Technik. Zusätzlich wird eine Kanalstatusinformation Kr gesendet, welche aus insgesamt 16 RACH-Status-Indikatoren RSIo,..., RSI15 besteht, wobei jeder Status-Indikator RSIs (mit S=0,. .., 15) genau einem bestimmten Channelization Code Cs zugeordnet ist. Ist der Status-Indikator RSIs =-1, so heißt dies, dass der entsprechende Channelization Code Cs be- legt ist. Ein Status-Indikator RSIs = 0 hat die Bedeutung, dass der zugehörige Channelization Code Cs frei ist. Den Sta- tus des zur gesendeten Präambel-Signatur Ps, gehörenden Chan- nelization Code Cst kann das Mobilfunkgerät am empfangenen ne- gativen ersten Entscheidungswert NACK erkennen. Deshalb ist es nicht erforderlich, den zugehörigen Status-Indikator ROSIS, innerhalb der Kanalinformation KI mit dem Wert"-1"zu sen- den. Dieser Status-Indikator RSIS, kann daher dazu genutzt werden, dem Mobilfunkgerät das Recht zu erteilen, eine Nach- richt auf einem freien Channelization Code Cs zu senden. D. h. es wird mit diesem Wert ein zweiter positiver Entscheidungs- wert ACK2 gesendet, indem der betreffende Status-Indikator RSIS= 1 gesetzt wird.

Dabei ist es im Übrigen möglich-wenn die Basisstation gleichzeitig in einem Antwortsignal mehrere negative Ent- scheidungswerte NACK oder positive Entscheidungswerte ACK in dem gleichen Access Slot AS an verschiedene Endgeräte sendet - die zugehörigen Status-Indikatoren RSI mit dem Wert"0"zu senden. Den Status dieser zugehörigen Channelization Codes Cs erhält das betroffene Mobilfunkgerät anhand der für die ande- ren Mobilfunkgeräte bestimmten ersten Entscheidungswerte NACK, ACK, indem es das übersendete Antwortsignal dahingehend auswertet. Die zugehörigen Cs sind dann belegt, obwohl die Status-Indikatoren RSIS den Wert"0"haben. D. h. es wird den jeweils gesendeten ersten Entscheidungswerten NACK, ACK, eine höhere Priorität eingeräumt als den Status-Indikatoren RSIS.

Insgesamt müssen bei diesem Verfahren-sofern an ein Endge- rät ein erster negativer Entscheidungswert NACK gesendet wird

und ein zweiter positiver Entscheidungswert ACK2 gesendet werden soll-maximal 16 verschiedene Status-Indikatoren Rist..., RSI1s übermittelt werden. Figur 10 zeigt hierzu, wie die Codierung und Übersendung im Antwortsignal AWS an die Basisstation erfolgen kann. Aus den einzelnen Status- Indikatoren RSIS,..., RSII. 5 wird eine Status-Indikator- Zeichenfolge RS gebildet, welche die Länge 16 hat. Diese Zei- chenfolge RS kann dann mit einer AICH-Signatur-Zeichenfolge b20,..., b215 aus dem zweiten AICH-Signatur-Zeichenfolgen-Set b2s codiert werden. Wegen der Orthogonalität dieser zusätzli- chen Signatur-Zeichenfolge zu dem ersten Signatur-Zeichen- folgen-Set b kann die entstehende Zeichenfolge dann ohne Be- einflussung der übersendeten ersten Entscheidungswerte bzw.

Acquisition Indicator AIo,..., AIl5 im Antwortsignal AWS mit aufaddiert werden. Hierzu wird nur eine einzige, im Prinzip frei wählbare Signatur-Zeichenfolge beaus dem zweiten Sig- natur-Zeichenfolgen-Set b2 benötigt, wobei vorzugsweise diese Signaturzeichenfolge b2x der betreffenden Basisstation zuge- ordnet ist.

Im konkreten Ausführungsbeispiel gem. Figur 8 wird der dem angefragten Channelization Code C3 entsprechende Status- Indikator RSI3 = 1 gesetzt. Dies entspricht einem positiven zweiten Entscheidungswert ACK2. Außerdem wird als zusätzliche Kanal-Status-Information KT ein Status-Indikator ROSI, =-1 gesendet, was bedeutet, dass der Channelization Code C, eben- falls belegt ist. Da einerseits aufgrund des ersten negativen Entscheidungswerts NACK bereits bekannt ist, dass auch der Channelization Code C3 belegt ist und dem Endgerät nur die Channelization Codes C1, C5, C3 zur Verfügung stehen, anderer- seits aber dem Endgerät mit dem zweiten positiven Entschei- dungswert ACK2 signalisiert wurde, dass es auf einem freien Kanal senden darf, bleibt zum freien Versenden lediglich noch der Channelization Code C5, der daraufhin vom Endgerät zum Übersenden der Nachricht N benutzt wird.

Im Folgenden wird noch einmal beschrieben, inwieweit zur Än- derung des Zufallszugriffs-Verfahrens Modifikationen in der Basisstation und dem Endgerät selber erforderlich sind : Nachdem die Basisstation einen Belegungswunsch in Form einer Access Preamble AP mit der Präambel-Signatur Psr empfangen hat, prüft sie, ob der zugehörige Channelization Code Cades PRACH belegt ist oder nicht.

Wenn der Channelization Code C"frei ist, sendet die Basis- station wie nach Stand der Technik einen Acquisition Indica- tor AIs/~ 1.

Wenn der Channelization Code C", belegt ist, sendet die Ba- sisstation ein NACK auf dem AICH, d. h. einen Acquisition In- dicator AIs =-1. Der Acquisition Indicator AIS. wird dabei jeweils mit einer AICH-Signatur-Zeichenfolge bs. aus dem übli- chen ersten Signatur-Zeichenfolgen-Set b gesendet, die zu der vom Mobilfunkgerät gesendeten Preamble Signature Ps und damit zu dem belegten Channelization Code Cst gehört.

Ist nur der angefragte Channelization Code C"belegt, wird zusätzlich zu dem NACK die zusätzliche Status-Indikator- Zeichenfolge RS gesendet. Dabei enthält nur der zum angefrag- ten Channelization Code Cst gehörige RSIs den Wert"1". Dies ist der zweite positive Entscheidungswert ACK2. Alle anderen RSIS werden mit den Wert 0 gesendet, d. h. es wird dort "nichts"gesendet. Dadurch erkennt das Mobilfunkgerät, dass nur der Channelization Code Belegt ist und dass es sich einen freien Channelization Code Cs aussuchen und mit diesem seine Nachricht N senden darf.

Ist mindestens ein Channelization Code Cs frei und sind zu- sätzlich zum angefragten Channelization Code Cs noch weitere Channelization Codes Cs belegt, so sendet die Basisstation ebenfalls mit dem ersten negativen Entscheidungswert NACK ei- ne Status-Indikator-Zeichenfolge RS. Der zum angefragten

Channelization Code CS gehörige Statuswert RSIS. erhält wie- der den Wert"1"als zweiter positiver Entscheidungswert ACK2. Die zu belegten Channelization Codes CS.. gehörende ROSIS" (für die zeitgleich kein negativer Entscheidungswert ACK und positiver Entscheidungswert NACK an ein anderes End- gerät gesendet wird) erhalten den Wert"-1" (Cs, r ist belegt).

Alle anderen Statuswerte RSIS erhalten den Wert"0" (Cs ist frei). Dafür verwendet die Basisstation jeweils eine zuvor fest definierte Signatur b2X aus dem zweiten Signatur- Zeichenfolgen-Set b2. Da die zusätzliche Status-Indikator- Zeichenfolge RS mit dem gleichen Scrambling Code wie der AICH verwürfelt wird, kann man ihn logisch als Teil des AICH be- trachten.

Wenn alle Channelization Codes belegt sind, wird wie in übli- cher Weise nur ein negativer Entscheidungswert NACK gesendet und keine zusätzliche Status-Indikator-Zeichenfolge RS.

Nachdem die Basisstation an ein Endgerät eine Status- Indikator-Zeichenfolge RS gesendet hat, erwartet sie 3 oder 4 Access Slots nach Erhalt der letzten Access Preamble eine Nachricht N von dem betreffenden Endgerät mit einem der nicht belegten Channelization Codes Cs. Dabei werden vom Endgerät Channelization Codes Cs mit kleinerem Index"S"bevorzugt verwendet. Dadurch wird die Suche der Basisstation nach den verwendeten Channelization Code Cs beschleunigt. Schnellst- möglich bestimmt die Basisstation den tatsächlich verwendeten Channelization Code Cs und sperrt diesen für die anderen Mo- bilfunkgeräte für den Zeitraum, in dem das Mobilfunkgerät seinen PRACH-Nachrichtenteil sendet.

Der zweite positive Entscheidungswert ACK2 wird benötigt, um das sendeberechtigte Mobilfunkgerät zu kennzeichnen. Wenn mehrere Mobilfunkgeräte gleichzeitig Belegungswünsche senden, deren Preamble Signatures Ps, zu belegten Channelization Co- des Cs, gehören, dann wird dadurch verhindert, dass alle Mo- bilfunkgeräte nach Erhalt eines ersten negativen Entschei-

dungswerts NACK mit dem Senden einer Nachricht beginnen. Nur das Mobilfunkgerät, welches den zu"seiner"Preamble Signatur Pst gehörenden zweiten positiven Entscheidungswert ACK2 emp- fängt, darf mit dem Senden der Nachricht beginnen.

Für das Mobilfunkgerät stellt sich dieses Verfahren wie folgt dar : 1. Das Mobilfunkgerät decodiert wie beim Stand der Technik den BCH, der von der Basisstation in dieser Zelle gesendet wird, und erhält unter anderem die für sie erlaubten Ac- cess Slots und die Preamble Signatures sowie den Scrambling Code für die Access Preamble.

2. Das Mobilfunkgerät wählt wie üblich zufällig einen Access Slot AS und eine Preamble Signature Pst aus den für sie erlaubten aus und sendet eine entsprechende Access Preamble AP mit einer berechneten Leistung.

3. Das Mobilfunkgerät decodiert dann den AICH und sucht den zu seiner gesendeten Access Preamble Pst gehörenden Aqui- sition Indicator AIS und speichert das Signal des empfan- genen AICH inklusive einer eventuell empfangen Status- Indikator-Zeichenkette RS.

Wenn ein erster positiver Entscheidungswert ACK, d. h.

Als'= l, empfangen wird beginnt das Mobilfunkgerät 3 oder 4 Access Slots nach dem Senden der letzten Access Preamble seine Nachricht N auf dem PRACH mit dem zur zuletzt gesen- deten Preamble Sigature PS. gehörigen Channelization Code Csr zu senden. Das gespeicherte Signal des AICH wird ge- löscht.

Wenn ein erster negativer Entscheidungswert NACK, d. h.

AIS, =-1 empfangen wird, wertet das Mobilfunkgerät die Status-Indikator-Zeichenkette RS im gespeicherten Signal aus. Jeder Status-Indikator RSIs"mit dem Wert"-1"gehört

zu einem momentan belegten Channelization Code Cs. Diese Channelization Codes Cs werden vorübergehend aus der Liste der für dieses Mobilfunkgerät zur Verfügung stehenden Channelization Codes gestrichen. Zusätzlich wird nach ers- ten negativen Entscheidungswerten NACK und zweiten positi- ven Entscheidungswerten ACK gesucht, die nicht zur gesen- deten Preamble Signature Pst gehören. Die zugehörigen Channelization Codes werden ebenfalls vorübergehend ge- strichen.

Es bestehen dann folgende Möglichkeiten : a) Ist noch ein verfügbarer Channelization Code Cs vorhan- den, wählt das Mobilfunkgerät diesen aus. Sind mehrere Channelization Codes Cs vorhanden, wählt das Mobilfunk- gerät den Channelization Code Cs mit dem kleinsten In- dex"S"aus. Anschließend beginnt das Mobilfunkgerät 3 oder 4 Access Slots nach dem Senden der letzten Access Preamble, seine Nachricht auf dem PRACH mit dem gewähl- ten Channelization Code zu senden. b) Ist kein verfügbarer Channelization Code Cs vorhanden, beendet das Mobilfunkgerät den Zugriffsversuch. c) Wurde der zu Ps gehörende Status-Indikator RSIS nicht mit dem Wert"1"empfangen, beendet das Mobilfunkgerät ebenfalls den Zugriffsversuch. Dies ist der Fall, wenn z. B. alle Channelization Codes Cs belegt sind oder wenn die Basisstation diese neue Funktionalität nicht unterstützt. Dadurch wird die Kompatibilität der Mobil- funkgeräte mit neuer Technik zu den Basisstationen nach dem bisherigen Stand der Technik gewährleistet.

4. Wenn kein erster negativer oder positiver Entscheidungs- wert ACK, NACK empfangen wird, wählt das Mobilfunkgerät wie bisher zufällig eine neue Präambel-Signatur aus den für sie erlaubten aus und sendet eine neue Access Preamble

AP mit einer erhöhten Leistung in dem nächsten für sie verfügbaren Access Slot.

Bei einer alternativen Methode sendet die Basisstation im Falle einer Anfrage vom Endgerät auf einen belegten Channel- zation Code Csr wie üblich den herkömmlichen negativen Ent- scheidungswert NACK. Zusätzlich werden noch einer oder mehre- re negative Entscheidungswerte NACK2 gesendet, und zwar für jeden weiteren belegten Channelization Code Cs"einen eigenen negativen Entscheidungswert NACK2, sofern nicht ohnehin in- nerhalb des Antwortsignals AWS bereits ein passender erster Entscheidungswert ACK, NACK gesendet wird. Dies ist in Figur 11 dargestellt. Hier wird auf die Anfrage nach dem Channeli- zation Code C3 (durch Codierung der Access Preamble AP mit der Präambel-Signatur P3) der übliche negative Entscheidungs- wert NACK in Form eines Acquisition Indicators AI3 =-1 ge- sendet. Außerdem wird ein zweiter positiver Entscheidungswert ACK2 in Form eines zweiten Acquisition Indicators AI23 = 1 gesendet. Als Kanalstatusinformation wird außerdem für alle weiteren Kanäle Cs", welche für das betreffende Endgerät von Interesse sind, hier für den Channelization Code C1, ein ent- sprechender Acquisition Indicator AI1 gesandt, sofern der betreffende Channelization Code Cs"belegt ist.

Die Codierung des zweiten positiven Entscheidungswerts ACK2 erfolgt dabei auf jeden Fall mit Hilfe einer AICH-Signatur- Zeichenfolge aus dem zweiten Set b2. Für die Übertragung der übrigen Acquisition Indicator als zusätzliche Kanal-Status- informationen KI können dagegen wahlweise, wie in Figur 12, die entsprechenden dem Channelization Code Ci,..., C, 5 zugeord- neten Signaturzeichenfolgen bo, ..., bis des ersten Sets b ver- wendet werden oder, wie in Figur 13, die Signaturzeichenfol- gen b2o,..., b215 des zweiten Sets b2.

Das heißt, bei der Variante gem. Figur 12 wird nur eine ein- zige Signatur-Zeichenfolge b2o,..., b2 : des zweiten Sets b2 verwendet und hiermit der zweite positive Entscheidungswert

ACK2 in Form des zusätzlichen Acquisition Indicator AI3 über- sandt. Als Kanalstatusinformationen KI werden wie üblich ne- gative erste Entscheidungswerte Abot AI, _9 entsprechend mit den AICH-Signatur-Zeichenfolgen bo,..., bis des ersten Sets b codiert und daraus das Antwortsignal AWS gebildet.

Bei der Variante gem. Figur 13 werden dagegen sämtliche Ka- nal-Status-Informationen KI als zweite Acquisition Indicator AI20,..., AI215 mit AICH-Signatur-Zeichenfolgen b2o,..., bs des zweiten Sets b2 codiert und gemeinsam mit den ersten Ent- scheidungswerten bzw. Acquisition Indicator im Antwortsignal AWS versendet.

Um diese Übertragungsverfahren durchzuführen, werden folgende Modifikationen in der Basisstation vorgenommen : Nachdem die Basisstation einen Belegungswunsch in Form einer Access Preamble AP mit der Preamble Signature Ps, empfangen hat, prüft sie, ob der zugehörige Channelization Code Cs des PRACH belegt ist oder nicht.

Wenn der angefragte Channelization Code Cs, frei ist, sendet die Basisstation in herkömmlicher Weise einen ersten positi- ven Entscheidungswert ACK, d. h. AIS, = 1, auf dem AICH.

Wenn der angefragte Channelization Code Cs'belegt ist, sen- det die Basisstation in gleicher Weise und mit gleicher Co- dierung einen ersten negativen Entscheidungswert NACK, d. h.

AIS'=-1.

Wenn weitere Channelization Codes Cs,, belegt sind, aber min- destens ein Channelization Code Cs frei ist, sendet die Ba- sisstation für jeden weiteren belegten Channelization Code Cs"einen zweiten negativen Entscheidungswert NACK2 auf dem AICH. D. h. die Basisstation sendet einen Wert AIs =-1 mit einer AICH-Signatur-Zeichenfolge, die zu den Channelization Code Cs'"gehört, der momentan belegt ist.

Dabei wählt die Basisstation in einer ersten Variante zur Ko- dierung jeweils eine AICH-Signatur-Zeichenfolge bo,..., bls aus dem ersten Signatur-Zeichenfolgen-Set b. Diese Methode hat den Vorteil, dass, wenn ein erstes Mobilfunkgerät eine Access Preamble AP sendet, dessen Präambel-Signatur Pus, zou einem be- legten Channelization Code Cor gehört und die Basisstation in diesem Moment zu einem anderen, zweiten Mobilfunkgerät das Set der belegten Channelization Codes Cs in Form der zweiten negativen Entscheidungswerte NACK2 sendet. Dadurch wird gleichzeitig auch der Belegungswunsch des ersten Mobilfunkge- räts negativ bestätigt, selbst wenn die Basisstation den Be- legungswunsch des ersten Mobilfunkgerät noch nicht empfangen hat. Das verkürzt die Zeit zwischen dem Senden der Access Preamble AP und dem Empfangen des negativen Entscheidungs- werts NACK.

Bei einer zweiten Variante wird jeweils eine Signatur- Zeichenfolge b20,..., b215 aus dem zweiten Signatur-Zeichen- folgen-Set b2 gewählt. Diese Methode hat den Vorteil, dass, wenn ein erstes Mobilfunkgerät eine Access Preamble AP sen- det, dessen Preamble Signature Pst zu einem belegten Channe- lization Code Cs, gehört, und die Basisstation in diesem Mo- ment zu einem anderen Mobilfunkgerät das Set der belegten Channelization Codes Csæ, in Form der zweiten negativen Ent- scheidungswerte NACK2 sendet, der Belegungswunsch des ersten Mobilfunkgeräts durch den Empfang der zweiten negativen Ent- scheidungswerte NACK2 nicht negativ bestätigt wird, da diese mit einer AICH-Signatur-Zeichenfolge b20,..., b215 aus dem neu- en Signatur-Zeichenfolgen-Set b2 gesendet wurden und das ers- te Mobilfunkgerät eine Antwort mit einer AICH-Signatur- Zeichenfolge bo,..., bis aus dem ersten Signatur-Zeichenfolgen- Set b erwartet. Möglicherweise ist zu dem Zeitpunkt, in dem die Basistation die Anfrage des ersten Mobilfunkgeräts ver- standen hat, der gewünschte Channelization Code Cs wieder frei, so dass das Mobilfunkgerät seine Nachricht senden kann.

Dass verringert die Anzahl der zusätzlichen Zufallszugriff- Versuche.

Ist mindestens ein Channelization Code Cs frei, so sendet die Basisstation mit einer AICH-Signatur-Zeichenfolge bust au dem zweiten Set b2, die zu der empfangenen Präambel-Signatur Pst gehört, einen zweiten positiven Entscheidungswert ACK2, in Form eines zusätzlichen Acquisition Indicator AI2 = 1.

Wenn alle Channelization Codes belegt sind, wird nur ein ers- ter negativer Entscheidungswert NACK mit der üblichen ent- sprechenden AICH-Signatur-Zeichenfolge bs, gesendet und kein positiver zweiter Entscheidungswert ACK2.

Nachdem die Basisstation einen positiven zweiten Entschei- dungswert ACK2 gesendet hat, erwartet sie 3 oder 4 Access Slots AS nach Erhalt der letzten Access Preamble AP eine Nachricht N mit einem der nicht belegten Channelization Codes Cs. Auch bei diesem Verfahren werden wieder Channelization Codes Cs mit kleinerem Index"S"bevorzugt verwendet, um die Suche der Basisstation nach dem verwendeten Channelization Code Cs zu beschleunigen. Schnellstmöglich bestimmt die Ba- sisstation den tatsächlich verwendeten Channelization Code Cs und sperrt diesen für die anderen Mobilfunkgeräte für den Zeitraum, in dem das betreffende Mobilfunkgerät seinen PRACH- Nachrichtenteil N sendet.

Bezüglich des Mobilfunkgeräts wird die herkömmliche Prozedur wie folgt modifiziert : 1. Das Mobilfunkgerät decodiert wie üblich den BCH, der von der Basisstation zu jedem Mobilfunkgerät dieser Zelle ge- sendet wird, um die für sie erlaubten Access Slots AS und Präambel-Signaturen Ps sowie den Scrambling Code für die Access Preamble AP zu erfahren.

2. Das Mobilfunkgerät wählt wie bisher zufällig einen Access Slot AS und eine Präambel-Signatur Pst aus den für sie er- laubten aus und sendet eine Access Preamble AP.

3. Das Mobilfunkgerät decodiert den AICH, sucht den zu seiner gesendeten Access Preamble Pst gehörenden Acquisition In- dicator Als'und speichert das Signal des empfangenen AICH. Es gibt dann wieder folgende Möglichkeiten : a) Wenn ein Acquisition Indicator Als'= l empfangen wird, beginnt das Mobilfunkgerät 3 oder 4 Accesss Slots nach dem Senden der letzten Access Preamble seine Nachricht auf dem PRACH mit dem Channelization Code Cet zou sen- den. Das gespeicherte Signal des AICH wird gelöscht. b) Wenn ein Aquisition Indicator AIS =-1 empfangen wird, hat die Basisstation den Belegungswunsch negativ bestä- tigt. Dann sucht das Mobilfunkgerät im gespeicherten Signal nach einem zweiten positiven Entscheidungswert ACK2, d. h. nach einem zusätzlichen Aquisition Indica- tor AI2S, = 1.

Wurde ein zweiter positiver Entscheidungswert ACK2 de- tektiert, so werden alle im gespeicherten Signal ent- haltenen Entscheidungswerte NACK, NACK2, ACK detek- tiert. Zu jedem dieser Entscheidungswerte NACK, NACK2 und ACK gehört ein Channelization Code Cs", der momen- tan nicht zur Verfügung steht. Diese Channelization Co- des Cs"werden vorübergehend aus der Liste der für die- ses Mobilfunkgerät zur Verfügung stehenden Channeliza- tion Codes gestrichen.

Ist noch ein verfügbarer Channelization Code Cs vorhan- den, wählt das Mobilfunkgerät diesen aus. Sind mehrere Channelization Codes Cs vorhanden, wählt das Mobilfunk- gerät den mit dem kleinsten Index"S"aus. Anschließend beginnt das Mobilfunkgerät 3 oder 4 Access Slots nach

dem Senden der letzten Access Preamble seine Nachricht N auf dem PRACH mit dem gewählten Channelization Code Cs zu senden.

Ist kein verfügbarer Channelization Code Cs vorhanden, beendet das Mobilfunkgerät den Zugriffsversuch.

Wurde kein zweiter positiver Entscheidungswert ACK2 de- tektiert, beendet das Mobilfunkgerät ebenfalls den Zugriffsversuch.

4. Wenn überhaupt kein Antwortsignal AWS empfangen wird, wählt das Mobilfunkgerät wie üblich eine neue Präambel- Signatur Pst aus den für sie erlaubten aus und sendet die neue Access Preamble AP mit einer erhöhten Leistung in dem nächsten für sie verfügbaren Access Slot.

Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich folgende Vorteile : Ein Hauptvorteil ist, dass die Nutzung des PRACH als eine mögliche Ressource innerhalb des UMTS-Netzes effektiver wird, da Belegungswünsche nur dann abgewiesen werden, wenn tatsäch- lich keine PRACH Ressourcen mehr frei sind. Anstelle der Ab- weisung des Belegungswunsches wird dem betreffenden Mobil- funkgerät signalisiert, auf welchem freien Kanal es stattdes- sen seine Nachricht an die Basisstation senden kann. Darüber hinaus hat das Verfahren den großen Vorteil, dass die Mobil- funkgeräte und die Basisstationen, die nach dem bisherigen Stand der Technik (d. h. nach der derzeit geltenden UMTS-Norm) arbeiten, unverändert mit jeweils entsprechenden Basisstatio- nen bzw. Mobilfunkgeräten kommunizieren können, welche die erfindungsgemäße Funktionalität nutzen. Sofern ein Belegungs- wunsch in Form einer Access Preamble von einer Basisstation nicht empfangen wurde, entsteht durch die erfindungsgemäße Prozedur kein zusätzlicher Signalisierungsaufwand gegenüber dem jetzigen Stand der Technik. Das gleiche ist der Fall,

wenn der Belegungswunsch in Form einer Access Preamble von der Basisstation positiv bestätigt wird. Ein zusätzlicher Signalisierungsaufwand durch das Senden des zweiten positiven Entscheidungswerts sowie der zusätzlichen Kanalstatusinforma- tionen erfolgt nur, wenn auch der Nutzen dieser zusätzlichen Signalisierung gegeben ist, d. h. wenn tatsächlich ein Chan- nelization Code frei ist und gegenüber dem herkömmlichen Ver- fahren ein früheres Senden der Nachricht durch das Endgerät möglich ist. Sind dagegen alle Channelization Codes belegt, entsteht kein zusätzlicher Signalisierungsaufwand, da ledig- lich wie bisher der erste negative Entscheidungswert NACK ge- sendet werden muss und einfach auf die Sendung eines zweiten positiven Entscheidungswerts verzichtet wird.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Zuweisung von Zugriffsprioritäten aufgrund verschiedener Access Service Classes (ASC, Zugriffs-Service-Klassen) im bisherigen UMTS- Standard durch den Einsatz dieser Methoden nicht beeinflusst wird. Es werden nur die anhand der ASC vorgegebenen Channeli- zation Codes verwendet.