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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation per Funk, bei
welchem zur Kommunikation zwischen einer netzseitigen Funkstation
und Teilnehmerstationen eine Mehrzahl von Subbändern eines Frequenzbandes
verwendet wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine netzseitige
Funkstation, eine Teilnehmerstation und ein Funkkommunikationssystem
zur Durchführung
des Verfahrens.
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In
Funkkommunikationssystemen werden Nachrichten, beispielsweise mit
Sprachinformation, Bildinformation, Videoinformation, SMS (Short
Message Service), MMS (Multimedia Messaging Service) oder anderen
Daten, mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle
zwischen sendender und empfangender Funkstation übertragen. Bei den Funkstationen
kann es sich hierbei je nach konkreter Ausgestaltung des Funkkommunikationssystems
um verschiedenartige Teilnehmerstationen oder netzseitige Funkstationen
wie Repeater, Funkzugangspunkte oder Basisstationen handeln. In einem
Mobilfunkkommunikationssystem handelt es sich bei zumindest einem
Teil der Teilnehmerstationen um mobile Funkstationen. Das Abstrahlen
der elektromagnetischen Wellen erfolgt mit Trägerfrequenzen, die in dem für das jeweilige
System vorgesehenen Frequenzband liegen.
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Mobilfunkkommunikationssysteme
sind oftmals als zellulare Systeme z.B. nach dem Standard GSM (Global
System for Mobile Communication) oder UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)
mit einer Netzinfrastruktur bestehend z.B. aus Basisstationen, Einrichtungen
zur Kontrolle und Steuerung der Basisstationen und weiteren netzseitigen
Einrichtungen ausgebildet. Außer
diesen weiträumig
organisierten (supralokalen) zellularen, hierarchischen Funknetzen
gibt es auch drahtlose lokale Netze (WLANs, Wireless Local Area
Networks) mit einem in der Regel räumlich deutlich stärker begrenzten
Funkabdeckungsbereich. Beispiele verschiedener Standards für WLANs
sind HiperLAN, DECT, IEEE 802.11, Bluetooth und WATM.
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Funkstationen
können
nur dann direkt miteinander kommunizieren, wenn sie sich beide im Funkabdeckungsbereich
der jeweils anderen Funkstation befinden. Ist eine direkte Kommunikation nicht
möglich,
so können
Nachrichten zwischen diesen Funkstationen über andere Funkstationen, welche – indem
sie die Nachrichten weiterleiten – als Relay-Funkstationen fungieren, übertragen
werden. Eine derartige Nachrichtenweiterleitung kann, abhängig von
der konkreten Ausgestaltung des Funkkommunikationssystems, sowohl
von teilnehmerseitigen als auch von netzseitigen Funkstationen durchgeführt werden.
Nachrichten können
beispielsweise in einem WLAN zwischen einem Funkzugangspunkt und
weit von dem Funkzugangspunkt entfernten teilnehmerseitigen Funkstationen über mehrere
Sprünge
weitergeleitet werden.
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Das
Dokument
EP 0 612 460
B1 beschreibt ein Duplex-System mit einem Ober- und einem
Unterband. Für
die Organisations-, Signalisierungs- und Kontrollprozesse wird ein
digitaler Organisations- bzw. Dienstkanal in der Übertragungsrichtung
von der Basisstation zu den Teilnehmerstationen verwendet. In der Übertragungsrichtung
von den Teilnehmerstationen zur Basisstation erfolgt die Übermittlung
von Organisationsinformationen in einem eigenständigen schmalbandigen Funkkanal.
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Um
eine möglichst
effiziente Übertragung von
Daten zu erreichen, zerlegt man das gesamte zur Verfügung stehende
Frequenzband in mehrere Subbänder
(Multicarrier- bzw. Mehrträgerverfahren).
Die den Mehrträgersystemen
zugrunde liegende Idee ist es, das Ausgangsproblem der Übertragung
eines breitbandigen Signals in die Übertragung mehrerer schmalbandiger
Signale zu überführen. Dies
hat u.a. den Vorteil, dass die am Empfänger erforderliche Komplexität reduziert
werden kann.
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Ferner
ermöglicht
die Aufteilung der verfügbaren
Bandbreite in mehrere schmalbandige Subbänder eine deutlich höhere Granularität der Datenübertragung
hinsichtlich der Verteilung der zu übertragenden Daten auf die
unterschiedlichen Subbänder, d.h.,
die Funkressourcen können
mit einer großen Feinheit
auf die zu übertragenden
Daten bzw. auf die Teilnehmerstationen verteilt werden. Insbesondere bei Übertragungen
mit variabler Datenrate oder bei burstartigem Datenverkehr kann
die verfügbare Bandbreite
durch die Zuweisung einer Anzahl von Subbänder an unterschiedliche teilnehmerseitige Funkstationen
effizient ausgenutzt werden.
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Ein
Beispiel für
ein Mehrträgerübertragungsverfahren
ist OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) System, bei
welchem für
die Subbänder zeitlich
annähernd
rechteckige Pulsformen verwendet werden. Der Frequenzabstand der
Subbänder wird
derart gewählt,
dass im Frequenzraum bei derjenigen Frequenz, bei welcher das Signal
eines Subbandes ausgewertet wird, die Signale der anderen Subbänder einen
Nulldurchgang aufweisen. Somit sind die Subbänder orthogonal zueinander.
Durch den meist sehr geringen Abstand der Subbänder und der Schmalbandigkeit
der auf den einzelnen Subbändern übertragenen
Signale bei OFDM soll gewährleistet
werden, dass die Übertragung
innerhalb der einzelnen Subbänder
im Allgemeinen nicht frequenzselektiv ist. Dies vereinfacht am Empfänger die
Signalentzerrung.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein effizientes Verfahren
zur Kommunikation per Funk aufzuzeigen, bei welchem eine netzseitige Funkstation
mit Teilnehmerstationen unter Verwendung mehrerer Subbänder eines
Frequenzbandes kommuniziert. Weiterhin sollen Vorrichtungen zur Durchführung des
Verfahrens aufgezeigt werden.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und durch Vorrichtungen mit Merkmalen von nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird zur Kommunikation zwischen einer netzseitigen Funkstation und
Teilnehmerstationen eine Mehrzahl von Subbändern eines Frequenzbandes
verwendet. Eine erste Teilmenge der Subbänder wird ausschließlich zur Übertragung
von Signalisierungsinformationen genutzt, wobei die Signalisierungsinformationen
Zuweisungen von Funkressourcen einer zweiten mit der ersten Teilmenge
nicht überlap penden Teilmenge
der Subbänder
an Teilnehmerstationen umfassen.
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Bei
der netzseitigen Funkstation kann es sich z.B. um eine Basisstation
eines zellularen Systems oder um einen Funkzugangspunkt eines WLAN
handeln. Die netzseitige Funkstation kommuniziert mit Teilnehmerstationen
auf einer Mehrzahl von Subbändern.
Hierbei kann es sich um im Frequenzbereich zusammenhängende Subbänder handeln,
in diesem Fall steht zur Kommunikation zwischen der netzseitigen
Funkstation und den Teilnehmerstationen das gesamte Frequenzband
zur Verfügung.
Es ist jedoch auch möglich,
dass die Subbänder
nicht zusammenhängen,
so dass Subbänder
des Frequenzbandes existieren, welche nicht zur Kommunikation zwischen der
netzseitigen Funkstation und den Teilnehmerstationen verwendet werden.
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Eine
erste Teilmenge der Subbänder,
d.h. zumindest eines der zur Kommunikation zwischen der netzseitigen
Funkstation und den Teilnehmerstationen verwendeten Subbänder, wird
ausschließlich
zur Übertragung
von Signalisierungsinformationen verwendet. Auf dem oder den Subbändern der
ersten Teilmenge werden somit keine Nutzinformationen übertragen.
Vorzugsweise werden die anderen Subbänder der Mehrzahl der Subbänder, welche
nicht der ersten Teilmenge angehören,
ausschließlich
zur Übertragung
von Nutzinformationen verwendet.
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Zumindest
ein Teil der Signalisierungsinformationen besteht aus Nachrichten,
mit welchen die netzseitige Funkstation Funkressourcen an Teilnehmerstationen
zuweist. Die Zuweisung der Funkressourcen bezieht sich nicht auf
Funkressourcen der ersten Teilmenge der Subbänder, sondern auf andere Subbänder. Die
erste Teilmenge wird somit zur Zuweisung von Funkressourcen einer
zweiten Teilmenge von Subbändern
verwendet. Die Funkressourcen, welche durch Signalisierung auf den
Subbändern
der ersten Teilmenge zugewiesen werden, können sowohl für eine Nachrichtenversendung
in Aufwärts-
als auch in Abwärtsrichtung
bestimmt sein. Neben den Zuweisungsnachrichten können andere Nachrichten auf
der ersten Teilmenge der Subbänder übertragen werden,
wobei es sich hierbei ausschließlich
um Signalisierungsinformationen handelt.
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In
Weiterbildung der Erfindung handelt es sich bei der ersten Teilmenge
der Subbänder
um einen Block aus im Frequenzbereich benachbarten Subbändern. Weiterhin
kann es sich bei der ersten Teilmenge der Subbänder um im Frequenzbereich nicht
benachbarte Subbänder,
insbesondere äquidistante
Subbänder,
handeln. Beispielsweise ist es möglich,
dass zumindest manche der Subbänder
der ersten Teilmenge nicht benachbart sind und unterschiedlich große Frequenzabstände zueinander
aufweisen, die Abstände
zwischen den Subträgern
der ersten Teilmenge können
z.B. zufällig
verteilt sein.
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Vorteilhaft
ist es, wenn von der netzseitigen Funkstation auf den Subbändern der
ersten Teilmenge Signalisierungsinformationen an Teilnehmerstationen
gesendet und von Teilnehmerstationen empfangen werden. Dies bedeutet,
dass die Subbänder der
ersten Teilmenge für
die Übertragung
von Signalisierungsinformationen sowohl in Aufwärts- als auch in Abwärtsrichtung
verwendet werden.
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Einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gemäß werden von der netzseitigen
Funkstation Zuweisungen von Funkressourcen an Teilnehmerstationen
ausschließlich
auf Subbändern
der ersten Teilmenge gesendet und Anforderungen von Teilnehmerstationen
nach Zuweisungen von Funkressourcen werden ausschließlich auf
Subbändern
der ersten Teilmenge empfangen. Es existieren somit bestimmte Nachrichten,
nämlich
die Nachrichten, welche Funkressourcen an Teilnehmerstationen zuweisen,
und die Nachrichten, welche die Zuweisung von Funkressourcen an
Teilnehmerstationen anfordern, welche nicht auf allen Subbändern übertragen
werden, sondern ausschließlich
auf den Subbändern
der ersten Teilmenge.
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Mit
Vorzug werden die Signalisierungsinformationen der ersten Teilmenge
mit erhöhter
Sendeleistung gegenüber
den Nachrichten der anderen Subbänder übertragen.
Dies resultiert in einer zuverlässigeren Übertragung
der Signalisierungsinformationen. Die erhöhte Sendeleistung kann gekoppelt werden
mit einem anderen Modulations- und/oder Kanalkodierverfahren.
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In
Ausgestaltung der Erfindung nutzt eine Mehrzahl von netzseitigen
Funkstationen die erste Teilmenge der Subbänder ausschließlich zur
Versendung und zum Empfang von Signalisierungsinformationen, wobei
den netzseitigen Funkstationen die erste Teilmenge der Subbänder jeweils
für bestimmte Zeitspannen
zur Verfügung
steht. Die Subbänder
der ersten Teilmenge werden somit nicht nur von einer, sondern von
mehreren netzseitigen Funkstationen verwendet, um Signalisierungsinformationen
zu versenden und zu empfangen. Um Interferenzen zu vermeiden, ist
jede netzseitige Funkstation nur zu bestimmten Zeiten befugt, die
Subbänder
der ersten Teilmenge zu verwenden. Vorteilhaft ist es, wenn eine
Zuweisung der Zeitspannen durch eine netzseitige Funkstation der
Mehrzahl der netzseitigen Funkstationen erfolgt. Letzteres bietet
sich insbesondere dann an, wenn eine Hierarchie zwischen den netzseitigen
Funkstationen besteht, z.B. wenn eine erste netzseitige Funkstation
und weitere netzseitige Funkstationen vorhanden sind, wobei die
weiteren netzseitigen Funkstationen der Weiterleitung von Nachrichten
von und zu der ersten netzseitigen Funkstation dienen.
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In
Weiterbildung der Erfindung variiert die Zusammensetzung der Subbänder der
ersten Teilmenge mit der Zeit. Auf diese Weise ist es möglich, z.B.
in Abhängigkeit
von der aktuellen Anzahl an mit einer netzseitigen Funkstation kommunizierenden Teilnehmerstationen
oder von dem Funkressourcenbedarf dieser Teilnehmerstationen, die
Anzahl der Subbänder,
welche ausschließlich
zur Übertragung von
Signalisierungsinformationen verwendet werden, zu ändern. Auch
kann die Lage der Subbänder,
welche ausschließlich
zur Übertragung
von Signalisie rungsinformationen verwendet werden, innerhalb des
Frequenzbandes geändert
werden, so z.B. in Abhängigkeit
von den aktuellen Funkübertragungsbedingungen.
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Vorteilhaft
ist es, wenn das Verfahren von einer ersten netzseitigen Funkstation
in Bezug auf ein erstes Frequenzband und von einer zweiten netzseitigen
Funkstation in Bezug auf ein zweites mit dem ersten nicht überlappendes
Frequenzband durchgeführt
wird. Demgemäß kann ein
Frequenzband in mehrere nicht überlappende
Teilbereiche eingeteilt werden, wobei jede netzseitige Funkstation
einen Teilbereich zur Kommunikation mit ihren Teilnehmerstationen
verwendet. Innerhalb jedes Teilbereichs existiert zumindest ein
Subband, welches ausschließlich
zur Übertragung
von Signalisierungsinformationen verwendet wird. Bei den netzseitigen
Funkstationen, welche die verschiedenen Teilbereiche verwenden,
handelt es sich vorzugsweise um benachbarte netzseitige Funkstationen,
deren Signale augrund ihrer geographischen Nähe interferieren.
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Die
erfindungsgemäße netzseitige
Funkstation für
ein Funkkommunikationssystem weist Mittel auf zum Kommunizieren
mit Teilnehmerstationen unter Verwendung einer Mehrzahl von Subbändern eines
Frequenzbandes, und Mittel zum Nutzen einer ersten Teilmenge der
Subbänder
ausschließlich
zur Versendung und zum Empfang von Signalisierungsinformationen,
wobei die Signalisierungsinformationen Zuweisungen von Funkressourcen
einer zweiten mit der ersten Teilmenge nicht überlappenden Teilmenge der
Subbänder
an Teilnehmerstationen umfassen.
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Die
erfindungsgemäße Teilnehmerstation
für ein
Funkkommunikationssystem weist Mittel auf zum Kommunizieren mit
einer netzseitigen Funkstation unter Verwendung einer Mehrzahl von
Subbändern eines
Frequenzbandes, und Mittel zum Nutzen einer ersten Teilmenge der
Subbänder
ausschließlich
zur Versendung und zum Empfang von Signalisierungsinformationen,
wobei die Signalisierungsinformationen Zuweisungen von Funkressourcen einer
zweiten mit der ersten Teilmenge nicht überlappenden Teilmenge der
Subbänder
an die Teilnehmerstation umfassen.
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Das
erfindungsgemäße Funkkommunikationssystem
umfasst zumindest eine netzseitige Funkstation und Teilnehmerstationen.
Es weist Mittel der netzseitigen Funkstation und der Teilnehmerstationen
auf zum Kommunizieren unter Verwendung einer Mehrzahl von Subbändern eines
Frequenzbandes, sowie Mittel der netzseitigen Funkstation und der Teilnehmerstationen
zum Nutzen einer ersten Teilmenge der Subbänder ausschließlich zur
Versendung und zum Empfang von Signalisierungsinformationen, wobei
die Signalisierungsinformationen Zuweisungen von Funkressourcen
einer zweiten mit der ersten Teilmenge nicht überlappenden Teilmenge der Subbänder an
die Teilnehmerstation umfassen.
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Die
erfindungsgemäße netzseitige
Funkstation, die erfindungsgemäße Teilnehmerstation
und das erfindungsgemäße Funkkommunikationssystem
eignen sich insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
wobei dies auch auf die Ausgestaltungen und Weiterbildungen zutreffen kann.
Hierzu können
sie weitere geeignete Mittel umfassen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1:
einen Ausschnitt aus einem Funkkommunikationssystem,
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2:
eine erste Aufteilung von Subbändern in
Subbänder
für Signalisierungs-
und Nutzinformationen,
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3:
eine zweite Aufteilung von Subbändern
in Subbänder
für Signalisierungs-
und Nutzinformationen,
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4:
eine Aufteilung eines Subbandes für Signalisierungsinformationen
im Zeitbereich.
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Der
in 1 dargestellte Ausschnitt aus einem Funkkommunikationssystem
umfasst die netzseitige Funkstation BS, sowie die Teilnehmerstationen
MS1 und MS2. Bei dem Sechseck, in welchem sich die Funkstationen
befinden, kann es sich z.B. um eine Funkzelle einer Basisstation
eines zellulares System handeln, oder auch um den Funkabdeckungsbereich
eines Funkzugangspunktes eines lokales Funkkommunikationssystems.
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Zur
Kommunikation zwischen der netzseitigen Funkstation BS und den Teilnehmerstationen MS1
und MS2 wird ein in 2 dargestelltes Frequenzband
F verwendet. Die Breite des Frequenzbandes F kann beispielsweise
100 MHz betragen. Das Frequenzband F ist in 20 Subbänder eingeteilt, in 2 durch
horizontale Balken, beschriftet mit den Zahlen 1 bis 20 symbolisiert.
Aus Gründen
der Übersichtlichkeit
wurde das Frequenzband F im betrachteten Ausführungsbeispiel lediglich in
20 Subbänder aufgeteilt,
in der Praxis erweist sich oftmals eine deutlich höhere Anzahl
an Subbändern
als vorteilhaft. Zur Übertragung
von Nachrichten in Aufwärtsrichtung,
d.h. von einer Teilnehmerstation zu der netzseitigen Funkstation
BS, und in Abwärtsrichtung, d.h.
von der netzseitigen Funkstation BS zu einer Teilnehmerstation,
wird ein OFDMA-Verfahren eingesetzt. D.h. Nachrichten werden unter
Verwendung der Funktechnologie OFDM übertragen, wobei für verschiedene
Nachrichten verschiedene Subbänder bzw.
Teilmengen der Subbänder
verwendet werden. So kann beispielsweise die netzseitige Funkstation BS
Nachrichten für
die Teilnehmerstation MS1 auf den Subbändern 8 bis 11 und Nachrichten
für die
Teilnehmerstation MS2 auf den Subbändern 13 bis 20 senden. Zusätzlich zur
Separierung der Nachrichten durch die Verwendung verschiedener Subbänder ist die
Verwendung von Kodes möglich,
so dass auf den gleichen Subbändern
gesendete Nachrichten durch die Kodierung voneinander unterscheidbar
sind.
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Gemäß der Erfindung
werden die Subbänder des
Frequenzbandes F in Subbänder
für Kontroll- bzw.
Signalisierungsinformationen CONTROL und Subbänder für Nutzdaten USER DATA eingeteilt. Diese
Aufteilung der Subbänder
in zwei Sets gilt sowohl für
die Aufwärts-
als auch für
die Abwärtsrichtung.
D.h. die Subbänder
für die
Signalisierungsinformationen CONTROL dienen sowohl der Übertragung der
Signalisierungsinformationen von Teilnehmerstationen zu der netzseitigen
Funkstation BS, als auch der Übertragung
der Signalisierungsinformationen von der netzseitigen Funkstation
BS an Teilnehmerstationen.
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In
Abwärtsrichtung
umfassen die Signalisierungsinformationen CONTROL:
- • Informationen über die
netzseitige Funkstation BS und/oder über die Funkzelle der netzseitigen Funkstation
BS, welche z.B. zu Handoverzwecken oder zur Anmeldung bei der netzseitigen Funkstation
BS verwendet werden können.
- • Synchronisationssymbole
für die
Zeit-, Frequenz- und Phasensynchronisation von Teilnehmerstationen.
- • Positive
(ACK, Acknowledgement) oder negative (NACK, Negative Acknowledgement)
Empfangsbestätigungen
nach erfolgter Nutzdatenübertragung
in Aufwärtsrichtung.
- • Informationen über für die Nutzdatenübertragung
in Abwärtsrichtung
verwendete bzw. für
die Nutzdatenübertragung
in Aufwärtsrichtung
zu verwendende Modulations- und Kodierverfahren.
- • Zuweisungen
von Funkressourcen an Teilnehmerstationen sowohl für die Nutzdatenübertragung
in Aufwärts-
als auch in Abwärtsrichtung. Diese
Zuweisung von Funkressourcen an Teilnehmerstationen bezieht sich
ausschließlich
auf die Subbänder
für die
Nutzdaten USER DATA. Die Funkressourcen können hierbei z.B. als Subband und
Zeitspanne, oder Subband und Zeitspanne und Kode angegeben werden.
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In
Aufwärtsrichtung
umfassen die Signalisierungsinformationen CONTROL:
- • Anforderungen
der Teilnehmerstationen nach Funkressourcen.
- • Positive
(ACK, Acknowledgement) oder negative (NACK, Negative Acknowledgement)
Empfangsbestätigungen
nach erfolgter Nutzdatenübertragung
in Abwärtsrichtung.
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Bei
den Signalisierungsinformationen CONTROL handelt es sich um Kontrolldaten
der zweiten Schicht des ISO/OSI Schichtenmodells. Die Nutzdaten
USER DATA hingegen beinhalten keine Kontrolldaten der zweiten Schicht,
sondern für
höhere Schichten
des ISO/OSI Schichtenmodells bestimmte Informationen, sowie von
der physikalischen Schicht, d.h. der ersten Schicht des ISO/OSI
Schichtenmodells, hinzugefügte
Pilotsignale zur Kanalschätzung.
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2 zeigt
ein Beispiel für
die Aufteilung der Subbänder
in Subbänder
für Signalisierungsinformationen
CONTROL und Subbänder
für Nutzdaten USER
DATA: ein Block aus benachbarten Subbändern, bestehend aus den Subbändern 3
bis 6 wird für die
Signalisierungsinformationen CONTROL verwendet und die restlichen
Subbänder
1 bis 2 und 7 bis 20 dienen der Übertragung
der Nutzdaten USER DATA. Die Verwendung eines Blocks von Subbändern für die Signalisierungsinformationen
CONTROL ist besonders vorteilhaft in Bezug auf Teilnehmerstationen, deren
Sende-/Empfangseinrichtungen lediglich in einem Teilbereich des
Frequenzbandes F operieren können.
In der Regel gilt, dass Teilnehmerstationen umso aufwendiger und
entsprechend umso teurer sind, je breiter das Frequenzband ist,
in welchem ihre Transceiver arbeiten. Die Verwendung eines Blocks an
Subbändern
für die
Signalisierungsinformationen CONTROL ermöglicht es somit relativ unaufwendig ausgestalteten
Teilnehmerstationen, die gesamten Signalisierungsinformationen CONTROL
der netzseitigen Funkstation BS zu empfangen bzw. in der Lage zu
sein, Signalisierungsinformationen CONTROL an die netzseitige Funkstation
BS zu versenden, obwohl sie nicht im gesamten Frequenzband F Signale
senden/empfangen können.
Dies gilt unter der Bedingung, dass der Block der Subbänder für die Signalisierungsinformationen
CONTROL derart innerhalb des Frequenzbandes F positioniert ist,
dass er in den von diesen Teilnehmerstationen verwendbaren Frequenzbereich
fällt.
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Eine
alternative Aufteilung der Subbänder
in Subbänder
für Signalisierungsinformationen
CONTROL und Subbänder
für Nutzdaten
USER DATA ist in 3 dargestellt. Die Subbänder 5,
10, 15 und 20 werden ausschließlich
für die
Signalisierungsinformationen CONTROL eingesetzt, die restlichen
Subbänder
1 bis 4, 6 bis 9, 11 bis 14 und 16 bis 19 für die Nutzinformationen USER
DATA. Die Verwendung von über
das Frequenzband F verteilten Subbändern für die Signalisierungsinformationen
CONTROL ist vorteilhaft, da hierdurch eine größere Frequenzdiversität erreicht
wird als bei einem Block von Subbändern. Auf diese Weise kann
die schädliche
Auswirkung von Störeinflüssen, welche
konzentriert auf in einem bestimmten Bereich des Frequenzbandes
F anfallen, reduziert werden.
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Die
Konstellation gemäß 3 wird
vorzugsweise folgendermaßen
genutzt: es werden Gruppen von Subbändern gebildet, wobei jede
Gruppe zumindest ein Subband für
die Signalisierungsinformationen CONTROL enthält. Beispielsweise besteht
die erste Gruppe aus den Subbändern
1 bis 5, die zweite Gruppe aus den Subbändern 6 bis 10, die dritte
Gruppe aus den Subbändern
11 bis 15, und die vierte Gruppe aus den Subbändern 16 bis 20. Alle Subbänder für die Signalisierungsinformationen CONTROL
werden in Abwärtsrichtung
zur Ausstrahlung allgemeiner Broadcastinformationen genutzt, wobei
die Ausstrahlung dieser allgemeinen Signalisierungsinformationen
CONTROL gleichzeitig auf den verschiedenen Subbändern erfolgt. Die Zuweisung
von Funkressourcen erfolgt jedoch in den Subbändern für die Signalisierungsinformationen
CONTROL der jeweiligen Gruppe. So werden alle Funkressourcen der
Subbänder
1 bis 4 durch Signalisierung auf dem Subband 5 zugewiesen, alle
Funkressourcen der Subbänder
6 bis 9 durch Signalisierung auf dem Subband 10, alle Funkressourcen
der Subbänder
11 bis 14 durch Signalisierung auf dem Subband 15, und alle Funkressourcen
der Subbänder
16 bis 19 durch Signalisierung auf dem Subband 20. Dies bedeutet,
dass Signalisierungsinformationen CONTROL, welche sich auf eine
bestimmte Gruppe beziehen, lediglich auf dem Subband für Signalisierungsinformationen
CONTROL dieser Gruppe übertragen werden,
während
gruppenübergreifende
Signalisierungsinformationen CONTROL auf allen Subbändern, welche
für die
Signalisierungsinformationen CONTROL genutzt werden, übertragen
werden, wobei diese Übertragung
gleichzeitig stattfindet.
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Ist
eine Teilnehmerstation lediglich in der Lage, auf einem Teil des
Frequenzbandes F Nachrichten zu versenden/empfangen, so kann sie
zumindest eines der für
die Signalisierungsinformationen CONTROL verwendeten Subbänder zur
Versendung/zum Empfang von Signalisierungsinformationen CONTROL
nutzen. Dies ist ausreichend für
die Kommunikation mit der netzseitigen Funkstation BS. Kann eine Teilnehmerstation
jedoch mehrere der für
die Signalisierungsinformationen CONTROL verwendeten Subbänder zur
Nachrichtenversendung/zum Nachrichtenempfang nutzen, so erhöht dies
die Zuverlässigkeit
der Dekodierung der allgemeinen Broadcastinformationen, welche auf
allen für
die Signalisierungsinformationen CONTROL verwendeten Subbändern gesendet
werden. Weiterhin steht einer solchen Teilnehmerstation eine größere Bandbreite
zur Kommunikation von Nutzdaten USER DATA zur Verfügung.
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Die
in den 2 und 3 dargestellten Aufteilungen
der Subbänder
können
auch kombiniert werden. So können
beispielsweise mehrere äquidistante
Blöcke
von Subbändern
für die
Signalisierungsinformationen CONTROL zur Verfügung zum Einsatz kommen. Weiterhin
kann anstelle der äquidistanten Verteilung
der für
die Signalisierungsinformationen CONTROL verwendeten Subbänder der 3 auch eine
Verteilung mit unterschiedlichen Subband-Abständen zwischen den für die Signalisierungsinformationen
CONTROL genutzten Subbändern
erfolgen, z.B. können
die Subbänder
1, 2, 7, 15, 18 und 20 für
die Signalisierungsinformationen CONTROL verwendet werden.
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Die
Anzahl der für
die Signalisierungsinformationen CONTROL verwendeten Subbänder ist vorzugsweise
sehr viel kleiner als die Anzahl der für die Nutzdaten USER DATA zur
Verfügung
stehenden Subbänder.
Beispielsweise können
bei einem Frequenzband der Breite 100 MHz für die Signalisierungsinformationen
5 MHz zur Verfügung
stehen und für
die Nutzdaten 95 MHz. Dies führt
zu einer effizienten Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Frequenzbandes
F, da hierdurch der Anteil der Nutzdaten USER DATA sehr viel höher ist
der Anteil der Signalisierungsinformationen CONTROL.
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Für die Versendung
der Signalisierungsinformationen CONTROL kann eine höhere Sendeleistung
verwendet werden als für
die Nutzdaten USER DATA. Dies hat den Vorteil, dass eine sichere Übertragung
der Signalisierungsinformationen CONTROL, ohne deren Empfang der
fehlerfreie Betrieb der Funkkommunikation nicht möglich ist,
erreicht werden kann. Werden nur wenige Subbänder zur Übertragung der Signalisierungsinformationen
CONTROL verwendet, wird die gesamte Sendeleistung über das Frequenzband
F durch die gesteigerte Sendeleistung für die Signalisierungsinformationen
CONTROL nur wenig erhöht.
Weiterhin bietet sich für
die Signalisierungsinformationen CONTROL die Verwendung eines robusten
Modulationsverfahrens in Verbindung mit einer sicheren Kanalkodierung
an. Um dies zu realisieren, können
Modulationsverfahrens und Kanalkodierung von denjenigen der Nutzdaten
USER DATA abweichen.
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Durch
die Steigerung der Sendeleistung für die Signalisierungsinformationen
CONTROL vergrößert sich
der geographische Bereich, innerhalb dem die allgemeinen Broadcastinformationen
der netzseitigen Funkstation von Teilnehmerstationen empfangen werden
können.
Dies bedeutet, dass Teilnehmerstationen Funkzellen, in welchen sie
sich bei der netzseitigen Funkstation anmelden möchten, früher detektieren können. Weiterhin
können
bei Vorhandensein mehrerer netzseitiger Funkstationen Nachbarzellen
früher
erkannt und vermessen werden, was die Effizienz und Schnelligkeit
von Handovervorgängen
zwischen verschiedenen netzseitigen Funkstationen erhöht.
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Bei
einem zellularen System nutzen vorteilhafterweise alle netzseitigen
Funkstationen die gleichen Subbänder
für die
Signalisierungsinformationen CONTROL. Dies bedeutet, dass für das gesamte System
bestimmte Subbänder
definiert werden, welche für
die Kommunikation der Signalisierungsinformationen CONTROL einzusetzen
sind. Die Verwendung der gleichen Subbänder für die Signalisierungsinformationen
CONTROL erleichtert die Durchführung
von Handovervorgängen
zwischen verschiedenen netzseitigen Funkstationen.
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Um
Interferenzen zu vermeiden, können Zeitabschnitte
eingeführt
werden, während
welchen die für
die Signalisierungsinformationen CONTROL verwendeten Subbänder einer
bestimmten netzseitigen Funkstation zur Verfügung stehen. 4 zeigt ein
Beispiel, bei welchem ein für
Signalisierungsinformationen CONTROL genutztes Subband in der Zeit
t zwischen den netzseitigen Funkstationen BS1, BS2 und BS3 geteilt
wird. Es wird somit eine TDMA (Time Division Multiple Access) Separierung
des oder der Subbänder
für die
Signalisierungsinformationen CONTROL eingesetzt. Zu Beginn existiert
eine Zeitspanne, welche die erste netzseitige Funkstation BS1 für die Versendung
von Signalisierungsinformationen CONTROL in Abwärtsrichtung DL nutzt, gefolgt
von einer Zeitspanne, welche von Teilnehmerstationen zur Versendung
von Signalisierungsinformationen CONTROL an die erste netzseitige
Funkstation BS1 in Aufwärtsrichtung
UL genutzt werden kann. Daraufhin folgen die entsprechenden Zeitspannen
für die
zweite und dritte netzseitige Funkstation BS2 und BS3. Vorzugsweise
sind alle DL-Zeitspannen
gleiche lang und auch alle UL-Zeitspannen gleich lang. Die UL-Zeitspannen
können,
wie in 4 durch mehrere vertikale Striche symbolisiert,
in eine Mehrzahl von Zufallszugriffszeitschlitzen (Random Access
Time Slot) eingeteilt sein. Die einer bestimmten netzseitigen Funkstation
zugewiesenen Zeitspannen können
gleichzeitig von anderen netzseiti gen Funkstationen, welche einen
hinreichenden großen
Abstand zu der bestimmten netzseitigen Funkstation aufweisen, genutzt
werden.
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Eine
zeitliche Aufteilung der Subbänder
für die
Signalisierungsinformationen CONTROL kann auch in einem System zum
Einsatz kommen, welches als netzseitige Funkstationen Funkzugangspunkte
mit Anbindung an ein Kernnetz aufweist, sowie Repeater, welche Nachrichten
von und zu den Funkzugangspunkten weiterleiten. In diesem Fall existiert
somit eine Zeitspanne, während
welcher der Funkzugangspunkt mit den Teilnehmerstationen innerhalb
seines Funkabdeckungsbereiches Signalisierungsinformationen CONTROL
auf dem oder den Subbändern
für die
Signalisierungsinformationen CONTROL austauscht, und für jeden
Repeater eine andere Zeitspanne, während welcher der jeweilige Repeater
mit den Teilnehmerstationen innerhalb seines Funkabdeckungsbereiches
Signalisierungsinformationen CONTROL auf dem oder den Subbändern für die Signalisierungsinformationen
CONTROL austauscht. Bei hinreichend großem Abstand zwischen den Repeatern
bzw. hinreichend starker Dämpfung der
Signale zwischen zwei Repeatern können diese auch die gleiche
Zeitspanne verwenden. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, wenn die
von den Repeatern nutzbaren Zeitspannen diesen von dem Funkzugangspunkt
vorgegeben werden. Diese Vorgabe kann dynamisch erfolgen und somit
dem Funkressourcenbedarf des jeweiligen Repeaters bzw. der mit dem
Repeater kommunizierenden Teilnehmerstationen angepasst werden.
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Sind
in einem System mehrere netzseitige Funkstationen vorhanden, wie
z.B. in einem zellularen System, oder in einem System mit einem
Funkzugangspunkt und mehreren Repeatern, ist es auch möglich, dass
die verschiedenen netzseitigen Funkstationen unterschiedliche Subbänder zur
Kommunikation von Signalisierungsinformationen CONTROL verwenden.
So kann beispielsweise bei der Aufteilung gemäß 2 ein Funkzugangspunkt
die Subbänder
5 und 10 zur Versendung und zum Empfang der Signalisierungsinformationen
CONTROL verwenden, während ein
erster Repeater das Subband 15 und ein zweiter Repeater das Subband
20 verwendet. Die von den Repeatern zu verwendenden Subbänder für die Signalisierungsinformationen CONTROL
können
diesen von dem Funkzugangspunkt dynamisch zugewiesen werden. Auch
die Subbänder
für die
Nutzdaten USER DATA können
unter den verschiedenen netzseitigen Funkstationen aufgeteilt werden.
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Gemäß der Erfindung
werden bestimmte Subbänder
eines Frequenzbandes ausschließlich zur Übertragung
von Signalisierungsinformationen eingesetzt. Dies betrifft die Signalisierungsinformationen
sowohl in Aufwärts-
als auch in Abwärtsrichtung.
Die Signalisierungsinformationen umfassen hierbei insbesondere die
Zuweisung von Funkressourcen an Teilnehmerstationen zur Versendung und/oder
zum Empfang von Nutzdaten, sowie die Anforderungen von Teilnehmerstationen
zur Zuweisung von Funkressourcen. Die Zuweisung von Funkressourcen
betrifft ausschließlich
Funkressourcen anderer Subbänder,
d.h. auf den für
die Signalisierungsinformationen verwendeten Subbändern werden
keine Nachrichten nach erfolgter Ressourcenzuweisung übertragen.
Vorzugsweise werden die Subbänder
mit Ausnahme der ausschließlich
für die
Signalisierungsinformationen verwendeten Subbänder ausschließlich für die Übertragung
von Nutzdaten eingesetzt. Es ist jedoch auch möglich, dass auf diesen Subbändern außer den
Nutzdaten Signalisierungsinformationen übertragen werden.
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Vorzugsweise
werden sowohl die Anforderungsnachrichten der Teilnehmerstationen
nach Funkressourcen als auch die Funkressourcenzuweisung an die
Teilnehmerstationen ausschließlich
auf den rein für
die Signalisierungsinformationen genutzten Subbändern übertragen. Bezüglich der
Anforderungsnachrichten der Teilnehmerstationen nach Funkressourcen
kann weiter unterschieden werden zwischen solchen Anfragen, welche
per Zufallszugriff erfolgen, und Anfragen, welche unter Verwendung von
einer Teilnehmerstation zugewiesenen Funkressourcen erfolgen. So
ist es vorteilhaft, wenn die Anfragen per Zufalls zugriff ausschließlich auf
den rein für
die Signalisierungsinformationen genutzten Subbändern übertragen werden dürfen, während Anfragen
auf den zugewiesenen Ressourcen auf den für Nutzdaten verwendeten Subbändern gesendet
werden.
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Die
für die
Signalisierungsinformationen verwendeten Subbänder können mit der Zeit geändert werden.
So ist es beispielsweise möglich,
dass Zeiten existieren, während
welchen Signalisierungsinformationen in einem größeren Umfang zu übertragen
sind als zu anderen Zeiten, z.B. wenn eine Vielzahl an Teilnehmerstationen
mit der netzseitigen Funkstation kommuniziert. Hierfür kann die
Anzahl der für
die Signalisierungsinformationen verwendeten Subbänder erhöht werden.
Eine Verringerung der Anzahl der für die Signalisierungsinformationen
verwendeten Subbänder
ist z.B. vorteilhaft, wenn lediglich wenige Teilnehmerstationen
bei der netzseitigen Funkstation angemeldet sind, diese Teilnehmerstationen
jedoch hochbitratige Verbindungen benötigten. Auf diese Weise ist
es möglich,
das Verhältnis
von übertragbaren
Signalisierungsinformationen zu übertragbaren
Nutzdaten dynamisch den aktuellen Gegebenheiten anzupassen. Alternativ
ist es möglich,
bestimmte Subbänder
für die Übertragung
der Signalisierungsinformationen festzulegen, wobei diese Festlegung
fix ist.
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Die
Erfindung ermöglicht
die Koexistenz verschiedener Funkkommunikationssysteme auf dem gleichen
Frequenzband. Verwendet beispielsweise ein OFDMA-Funkkommunikationssystem
ein breites Frequenzband und ein IEEE 802.11 a oder e Funkkommunikationssystem
ein Teil dieses breiten Frequenzbandes, so kann das OFDMA-System
die Lage der Subbänder
für die
Signalisierungsinformationen CONTROL z.B. derart festlegen, dass
sie nicht mit den von dem IEEE 802.11 System verwendeten Subbändern überlappen
und somit durch das IEEE 802.11 System wenig Interferenz erfahren.
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In
Bezug auf die Teilnehmerstationen weist die Erfindung den Vorteil
auf, dass aufgrund der Tatsache, dass nur eine Teil menge der Subbänder für die Signalisierungsinformationen
verwendet wird, die Teilnehmerstationen einen wenig komplexen Transceiver
aufweisen können,
welcher lediglich in einem Teil des Frequenzbandes arbeitet. Da
die Teilnehmerstationen die Signalisierungsinformationen von der
netzseitigen Funkstation lediglich auf einem Teil der Subbänder empfangen,
reduziert sich der durch den Empfang der Signalisierungsinformationen
verursachte Batterieverbrauch.