DE10101954A1

DE10101954A1 - Signal transmission in radio communications system involves using common channel for down link transmissions to user station and up link transmissions to base station

Info

Publication number: DE10101954A1
Application number: DE10101954A
Authority: DE
Inventors: Axel Meiling; Fariba Raji; Joerg Schniedenharn
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2001-01-17
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2002-07-18
Also published as: DE10290174D2; WO2002058423A1

Abstract

The method involves packet data transmission between at least one base station and a user station in a common transmission channel. Part of the channel is allocated for down link transmissions of packet data to the user station and part is explicitly or implicitly allocated as a signaling channel for up link transmissions of notification messages to the base station.

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.The invention relates to a method for signal transmission in a radio communication system. The invention is in particular for use in a mobile radio or wireless Subscriber connection system suitable.

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). In radio communication systems, for example the europi second-generation mobile radio system GSM (Global Sy stem for Mobile Communications), information (at for example, language, image information or other data) Using electromagnetic waves over a radio cut place transferred. The radio interface refers to a connection between a base station and subscriber stations, the subscriber stations being mobile stations or can be fixed radio stations. The blasting of the elec tromagnetic waves occur with carrier frequencies, the frequency provided for the respective system band lying. For future radio communication systems, at for example the UMTS (Universal Mobile Telecommunication Sy stem) or other 3rd generation systems are frequencies provided in the frequency band of approx. 2000 MHz. For the third Mobile radio generation two modes are provided, one Mo an FDD operation (frequency division duplex) and the other mode denotes a TDD (time division duplex) operation net. These modes take place in different frequency bands their application. Both modes support a so-called CDMA Participant separation procedure (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.The following documents are used to describe the state of the art of the two modes - FDD (Frequency Division Duplex) and TDD (Time Division Duplex) - of the third generation UMTS digital mobile radio system:
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, in particular chapter 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, in particular chapter 5.3.3.3, and
D3 (FDD): RAN 25.214 "Physical layer procedures (FDD)", V1.1.0, 1999-06, 3GPP, TSG, RAN, WG1, in particular Chapter 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.For descriptions of the second generation mobile radio system tion GSM is the general state of the art J. Biala "Mobile Communications and Intelligent Networks", Vieweg Verlag, 1995.

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.When using the so-called Automatic Repeat Request (ARQ) procedure is received with every packet data transmission Mutually confirmed whether the package was received properly has been. It is to send this confirmation to the sender necessary, a return channel for each packet data transmission to provide the signaling.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur schnellen Zu weisung eines Rückkanals mit einem geringen Signalisierungs aufwand anzugeben. The object of the invention is to provide a method for fast instruction of a return channel with low signaling to specify expenditure.

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.According to the prior art, packet data are transmitted via so-called Shared channels, i.e. H. of several connections in parallel used transmission channels. These channels will be by multiple users, for example according to a time multi plex process proven. A participant thus gets for one limited time this resource allocated by the network. So far were for example in UMTS TDD mode shared channels for the uplink (UL - uplink) and downlink (DL - downlink) ge separates requested and allocated or assigned. This means, that a subscriber to whom a packet data channel is assigned must subsequently request a return channel independently.

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.According to the invention, when allocating the downward channel (in the DL) for the packet data transmission automatically implicitly or ex explicitly assigned a return channel (in UL). If so now receives packet data via the forward channel, for example only this participant assigns the following and previously allocated return channel for its packet data confirmation use in UL. If the subsequent data in the Hinka intended for another participant, use the the back channel. The advantage of this method is that low and fast signaling of access to the Return channel for all participants using this shared channel 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. Furthermore, in one embodiment of the invention, a fle More flexible assignment of the return channel possible. If the participant it is communicated that the data in the downlink are intended for him are, it is possible to find a specific resource for the Rückka notify. This resource can vary depending on the system state be adapted for each data transmission.

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.The invention lies in the common access signaling of back and forth channels that are used by several participants in the Time-division multiplexing. This technique is ins particularly advantageous for the described ARQ method.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beilie genden Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are based on the enclosed ing drawings explained in more detail.

Dabei zeigenShow

Fig. 1 ein Blockschaltbild zweier benachbarter Funk-Kommuni kationssysteme, Fig. 1 cation systems is a block diagram of two neighboring radio communica,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Struktur einer TDD- Funkschnittstelle, und Fig. 2 is a schematic representation of the structure of a TDD radio interface, and

Fig. 3 eine schematische Struktur von Zeitschlitzen für die Signalübertragung innerhalb eines Zeitrahmens einer TDD- Funkschnittstelle. Fig. 3 shows a schematic structure of time slots for the signal transmission within a time frame of a TDD radio interface.

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. Fig. 1 shows a section of a mobile radio systems, as an example of a radio Kommunikatiorissystem. A mobile radio system consists in each case of a multiplicity of mobile switching centers MSC which belong to a switching network (SSS - Switching Subsystem) and which are networked with one another or which provide access to a fixed network, and one or more base station systems BSS connected to these mobile switching centers MSC (Base station subsystem). A base station system BSS in turn has at least one device RNC (RNC - Radio Network Controller) for assigning radio resources and at least one base station NB (node B) connected to it. A base station NB can use a radio interface to connect to subscriber stations UE (user equipment), such as. B. Mobile stations or other mobile and stationary devices. At least one radio cell Z is formed by each base station NB. The size of the radio cell is usually determined by the range of a general signaling channel (BCCH - Broadcast Control Channel), which is sent by the base station NB with a predetermined transmission power. In the case of sectorization or hierarchical cell structures, several radio cells can also be supplied per base station NB, NB2. The functionality of this structure is transferable to other radio communication systems in which the invention can be used, in particular for subscriber access networks with a wireless subscriber connection.

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. The frame structure of the radio transmission in the TDD mode of a UMTS mobile radio system can be seen from FIG. 2. According to a TDMA component (time division multiple access), a division of a broadband frequency range into several time slots ts of the same duration, for example 15 time slots ts0 to ts14, is provided, which form a time frame fr. A frequency band B extends over a specific frequency range. Some of the time slots are used for signal transmission in the downward direction DL and some of the time slots in the upward direction UL. An asymmetry ratio of 3: 1 in favor of the downward direction DL is shown as an example. In this TDD transmission method, the frequency band B for the upward direction UL corresponds to the frequency band B for the downward direction DL. The same thing happens for other carrier frequencies. Due to the variable assignment of the time slots ts for upward or downward direction UL, DL, a variety of asymmetrical resource allocations can be made.

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.Information from several connections is transmitted in radio blocks within the time slots. The data d are connection-individually spread with a fine structure, a spreading code c, so that on the receiving side, for example, n connections can be separated by this CDMA component (code division multiple access). The spreading of individual symbols of the data d causes the duration T _chip to be transmitted within the symbol duration T _sym Q chips. The Q chips form the connection-specific spreading code 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. Fig. 3 shows by arrows indicated that slot TS1 resources for a downlink shared channel and in the time slot TS14 a resource for the uplink Sharad channel is assigned in the time. In the time frame for 1, the subscriber station ME 1 receives packet data. As a result, the subscriber station ME 1 is known that it can use the return channel in the same time frame for the subsequent packet data confirmation, for example in accordance with a described ARQ method. The same procedure is carried out in the time frame for 2. In the time frame for 3, the packet data in the time slot ts 1 are intended for the subscriber station ME 2. Subsequently, this can use the uplink shared channel (USCH) in the time slot ts 14 exclusively.

Claims

1. Method for signal transmission in a radio communicati onsystem, the signal transmission in the form of a packet da transmission between at least one base station (NB) and a subscriber station (UE) within a common ge used transmission channel takes place at the when allocating a share in the shared Transmission channel for the transmission of packet data in Ab downward direction (DL) to the subscriber station (UE) implicitly or explicitly a signaling channel for the transmission of a Confirmation message in the upward direction (UL) to the base station (NB) is assigned.

2. Procedure for signal transmission in a radio communicati onsystem, the signal transmission in the form of a packet da transmission between at least one base station (NB) and a subscriber station (UE) within a common ge used transmission channel takes place at the when allocating a share in the shared Transmission channel for the transmission of packet data in up downward direction (UL) to the base station (UE) implicitly or ex explicitly a signaling channel for the transmission of a confirmation Downstream (DL) notification message to the subscriber station (NB) is assigned.