DE10101954A1 - Verfahren zur Signalübertragung in einem Funk-Kommunikationssystem - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Signalübertragung in einem Funk-Kommunikationssystem, wobei die Signalübertragung in Form einer Paketdatenübertragung zwischen zumindest einer Basisstation (NB) und einer Teilnehmerstation (UE) innerhalb eines gemeinsam genutzten Übertragungskanals erfolgt, bei dem bei einer Zuweisung eines Anteils an dem gemeinsam genutzten Übertragungskanal zur Übertragung von Paketdaten in Abwärtsrichtung (DL) zu der Teilnehmerstation (UE) implizit oder explizit ein Signalisierungskanal zur Übertragung einer Bestätigungsnachricht in Aufwärtsrichtung (UL) zu der Basisstation (NB) zugewiesen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Signalübertragung in einem Funk-Kommunikationssystem. Die Erfindung ist insbeson­ dere für einen Einsatz in einem Mobilfunk oder drahtlosen Teilnehmeranschlußsystem geeignet.

In Funk-Kommunikationssystemen, beispielsweise dem europäi­ schen Mobilfunksystem der zweiten Generation GSM (Global Sy­ stem for Mobile Communications), werden Informationen (bei­ spielsweise Sprache, Bildinformation oder andere Daten) mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnitt­ stelle übertragen. Die Funkschnittstelle bezieht sich auf eine Verbindung zwischen einer Basisstation und Teilnehmer­ stationen, wobei die Teilnehmerstationen Mobilstationen oder ortsfeste Funkstationen sein können. Das Abstrahlen der elek­ tromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Trägerfrequenzen, die in einem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenz­ band liegen. Für zukünftige Funk-Kommunikationssysteme, bei­ spielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommunication Sy­ stem) oder andere Systeme der 3. Generation sind Frequenzen im Frequenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen. Für die dritte Mobilfunkgeneration sind zwei Modi vorgesehen, wobei ein Mo­ dus einen FDD-Betrieb (frequency division duplex) und der an­ dere Modus einen TDD-Betrieb (time division duplex) bezeich­ net. Diese Modi finden in unterschiedlichen Frequenzbändern ihre Anwendung. Beide Modi unterstützen ein sogenanntes CDMA- Teilnehmerseparierungsverfahren (Code Division Multiple Access).

Für die Beschreibung des Standes der Technik der beiden Modi - FDD (Frequency Division Duplex) und TDD (Time Division Du­ plex) - des digitalen Mobilfunksystems der dritten Generation UMTS werden folgende Dokumente zugrunde gelegt:
D1 (TDD): TS 25.221 "Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels (TDD)", V1.1.0, 1999-06, 3GPP, TSG, RAN, WG1, insbesondere Kapitel 5.4,
D2 (FDD): TS 25.211 "Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels (FDD)", V2.1.0, 1999-06, 3GPP, TSG, RAN, WG1, insbesondere Kapitel 5.3.3.3, und
D3 (FDD): RAN 25.214 "Physical layer procedures (FDD)", V1.1.0, 1999-06, 3GPP, TSG, RAN, WG1, insbesondere Kapitel 4.

Für Beschreibungen des Mobilfunksystems der zweiten Genera­ tion GSM wird als allgemeiner Stand der Technik das Buch von J. Biala "Mobilfunk und Intelligente Netze", Vieweg Verlag, 1995, zugrunde gelegt.

Bei der Anwendung von sogennanten Automatic Repeat Request (ARQ) Verfahren wird bei jeder Paketdatenübermittlung empfän­ gerseitig bestätigt, ob das Paket ordnungsgemäß empfangen wurde. Um diese Bestätigung dem Sender mitzuteilen ist es notwendig, jeder Paketdatenübermittlung einen Rückkanal für die Signalisierung zur Verfügung zu stellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur schnellen Zu­ weisung eines Rückkanals mit einem geringen Signalisierungs­ aufwand anzugeben.

Paketdaten werden gemäß dem Stand der Technik über sogenannte Shared Channels, d. h. von mehreren Verbindungen parallel ge­ nutzte Übertragungskanäle, übertragen. Diese Kanäle werden von mehreren Benutzern beispielsweise gemäß einem Zeitmulti­ plexverfahren belegt. Ein Teilnehmer bekommt somit für eine begrenzte Zeit diese Resource vom Netzwerk zugeteilt. Bisher wurden zum Beispiel bei UMTS TDD-Modus Shared Channels für die Auf- (UL - Uplink) und Abwärtsstrecke (DL - Downlink) ge­ trennt angefordert und allokiert bzw. zugewiesen. Das heißt, daß ein Teilnehmer, dem ein Paketdatenkanal zugewiesen wird, nachfolgend selbständig einen Rückkanal anfordern muß.

Erfindungsgemäß wird bei der Allokation des Hinkanals (im DL) für die Paketdatenübertragung automatisch implizit oder ex­ plizit ein Rückkanal (im UL) zugewiesen. Wenn nun ein Weil­ nehmer über den Hinkanal Paketdaten empfängt, kann beispiels­ weise ausschließlich dieser Teilnehmer den darauf folgenden und vorher allokierten Rückkanal für seine Paketdatenbestäti­ gung in UL benutzen. Wenn die darauffolgenden Daten im Hinka­ nal für einen anderen Teilnehmer bestimmt sind, benutzt die­ ser den Rückkanal. Der Vorteil dieser Methode liegt in der geringen und schnellen Signalisierung des Zugriffes auf den Rückkanal für alle diesen Shared Channel nutzenden Teilneh­ mer.

Weiterhin ist in einer Ausgestaltung der Erfindung eine fle­ xiblere Zuweisung des Rückkanals möglich. Wenn dem Teilnehmer mitgeteilt wird, daß die Daten im Hinkanal für ihn bestimmt sind, ist es möglich, eine bestimmte Resource für den Rückka­ nal mitzuteilen. Diese Resource kann je nach Systemzustand bei jeder Datenübermittlung angepaßt werden.

Die Erfindung liegt in der gemeinsamen Zugriffssignalisierung von Hin- und Rückkanälen, die von mehreren Teilnehmern im Zeitmultiplexverfahren belegt werden. Diese Technik ist ins­ besondere für die beschriebenen ARQ-Verfahren vorteilhaft.

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

Dabei zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild zweier benachbarter Funk-Kommuni­ kationssysteme,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Struktur einer TDD- Funkschnittstelle, und

Fig. 3 eine schematische Struktur von Zeitschlitzen für die Signalübertragung innerhalb eines Zeitrahmens einer TDD- Funkschnittstelle.

Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Mobilfunksystemen als Beispiel für ein Funk-Kommunikatiorissystem. Ein Mobil­ funksystem besteht jeweils aus einer Vielzahl von Mobilver­ mittlungsstellen MSC, die zu einem Vermittlungsnetz (SSS - Switching Subsystem) gehören und untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz herstellen, und aus jeweils einem oder mehreren mit diesen Mobilvermittlungsstellen MSC verbundenen Basisstationssystemen BSS (Base Station Subsy­ stem). Ein Basisstationssystem BSS weist wiederum zumindest eine Einrichtung RNC (RNC - Radio Network Controller) zum Zu­ weisen von funktechnischen Ressourcen sowie zumindest eine jeweils damit verbundene Basisstation NB (Node B) auf. Eine Basisstation NB kann über eine Funkschnittstelle Verbindungen zu Teilnehmerstationen UE (User Equipment), wie z. B. Mobil­ stationen oder anderweitige mobile und stationäre Endgeräte, aufbauen. Durch jede Basisstation NB wird zumindest eine Funkzelle Z gebildet. Die Größe der Funkzelle wird in der Re­ gel durch die Reichweite eines allgemeinen Signalisierungska­ nals (BCCH - Broadcast Control Channel), der von der Basis­ station NB mit einer vorgegebenen Sendeleistung gesendet wird, bestimmt. Bei einer Sektorisierung oder bei hierarchi­ schen Zellstrukturen können pro Basisstation NB, NB2 auch mehrere Funkzellen versorgt werden. Die Funktionalität dieser Struktur ist auf andere Funk-Kommunikationssysteme übertrag­ bar, in denen die Erfindung zum Einsatz kommen kann, insbe­ sondere für Teilnehmerzugangsnetze mit drahtlosem Teilneh­ meranschluß.

Die Rahmenstruktur der Funkübertragung im TDD-Modus eines UMTS-Mobilfunksystems ist aus der Fig. 2 ersichtlich. Gemäß einer TDMA-Komponente (time division multiple access) ist eine Aufteilung eines breitbandigen Frequenzbereiches in meh­ rere Zeitschlitze ts gleicher Zeitdauer, beispielsweise 15 Zeitschlitze ts0 bis ts14 vorgesehen, die einen Zeitrahmen fr bilden. Ein Frequenzband B erstreckt sich über einen bestimm­ ten Frequenzbereich. Ein Teil der Zeitschlitze wird für die Signalübertragung in Abwärtsrichtung DL und ein Teil der Zeitschlitze in Aufwärtsrichtung UL genutzt. Beispielhaft ist ein Asymmetrieverhältnis von 3 : 1 zugunsten der Abwärtsrich­ tung DL gezeigt. Bei diesem TDD-Übertragungsverfahren ent­ spricht das Frequenzband B für die Aufwärtsrichtung UL dem Frequenzband B für die Abwärtsrichtung DL. Gleiches wieder­ holt sich für weitere Trägerfrequenzen. Durch die variable Zuordnung der Zeitschlitze ts für Auf- oder Abwärtsrichtung UL, DL können vielfältige asymmetrische Resourcenzuteilungen vorgenommen werden.

Innerhalb der Zeitschlitze werden Informationen mehrerer Ver­ bindungen in Funkblöcken übertragen. Die Daten d sind verbin­ dungsindividuell mit einer Feinstruktur, einem Spreizkode c, gespreizt, so daß empfangsseitig beispielsweise n Verbindun­ gen durch diese CDMA-Komponente (code division multiple access) separierbar sind. Die Spreizung von einzelnen Symbo­ len der Daten d bewirkt, daß innerhalb der Symboldauer T_sym Q Chips der Dauer T_chip übertragen werden. Die Q Chips bilden dabei den verbindungsindividuellen Spreizkode c.

Die Fig. 3 zeigt durch Pfeile angedeutet, daß in dem Zeit­ schlitz ts1 Resourcen für einen Downlink Shared Channel und in dem Zeitschlitz ts14 eine Resource für den Uplink Sharad Channel zugewiesen wird. Im Zeitrahmen fr 1 empfängt die Teilnehmerstation ME 1 Paketdaten. Hierdurch ist der Teilneh­ merstation ME 1 bekannt, daß es den Rückkanal in dem gleichen Zeitrahmen fr für die anschließende Paketdatenbestätigung, beispielsweise entsprechend einem beschriebenen ARQ-Verfah­ ren, nutzen kann. Das gleiche Verfahren wird in dem Zeitrah­ men fr 2 durchgeführt. In dem Zeitrahmen fr 3 sind die Paket­ daten in dem Zeitschlitz ts 1 für die Teilnehmerstation ME 2 bestimmt. Nachfolgend kann diese den Uplink Shared Channel (USCH) in dem Zeitschlitz ts 14 exklusiv nutzen.

Claims (2)

1. Verfahren zur Signalübertragung in einem Funk-Kommunikati­ onssystem, wobei die Signalübertragung in Form einer Paketda­ tenübertragung zwischen zumindest einer Basisstation (NB) und einer Teilnehmerstation (UE) innerhalb eines gemeinsam ge­ nutzten Übertragungskanals erfolgt, bei dem bei einer Zuweisung eines Anteils an dem gemeinsam genutzten Übertragungskanals zur Übertragung von Paketdaten in Ab­ wärtsrichtung (DL) zu der Teilnehmerstation (UE) implizit oder explizit ein Signalisierungskanal zur Übertragung einer Bestätigungsnachricht in Aufwärtsrichtung (UL) zu der Basis­ station (NB) zugewiesen wird.

2. Verfähren zur Signalübertragung in einem Funk-Kommunikati­ onssystem, wobei die Signalübertragung in Form einer Paketda­ tenübertragung zwischen zumindest einer Basisstation (NB) und einer Teilnehmerstation (UE) innerhalb eines gemeinsam ge­ nutzten Übertragungskanals erfolgt, bei dem bei einer Zuweisung eines Anteils an dem gemeinsam genutzten Übertragungskanals zur Übertragung von Paketdaten in Auf­ wärtsrichtung (UL) zu der Basisstation (UE) implizit oder ex­ plizit ein Signalisierungskanal zur Übertragung einer Bestä­ tigungsnachricht in Abwärtsrichtung (DL) zu der Teilnehmer­ station (NB) zugewiesen wird.