DE60006514T2

DE60006514T2 - Verfahren und vorrichtung zur verwaltung von paketübertragung in einem zellularsystem

Info

Publication number: DE60006514T2
Application number: DE60006514T
Authority: DE
Inventors: Jukka Vialen
Original assignee: Nokia Oyj; Nokia Inc
Current assignee: Conversant Wireless Licensing SARL
Priority date: 1999-02-23
Filing date: 2000-02-22
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2020-02-23
Also published as: CN1385039A; FI106901B; FI990384A0; DE60006514D1; EP1173986A2; JP2002538655A; BR0007832A; CN100512552C; WO2000051245A2; ES2209824T3; WO2000051245A3; JP3459635B2; US6978143B1; AU2808200A; EP1173986B1; FI990384A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung für das Management der Übertragung von Paketdaten in einem Zellenfunksystem. Die Erfindung wird vorteilhaft in einem WCDMA-gestützten (auf den Breitband-Vielfachzugriff im Codemultiplexverfahren gestütztes) Mobilkommunikationssystem verwendet, wie z. B. dem UMTS (dem universellen Mobiltelekommunikationssystem), das die Betriebsarten TDD (Zeitduplex) und FDD (Frequenzduplex) verwendet.
Um das Verständnis der Erfindung zu fördern, sind im folgenden die Struktur des UMTS-Systems, das ein sogenanntes Telekommunikationssystem der dritten Generation ist, und die Übertragung der Paketdaten im UMTS ausführlicher beschrieben. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass die hier dargestellten Kanäle, Protokollschichten und Zeichengabeprozeduren nur dem UMTS-System zugeordnete Beispiele sind, wobei die Anwendung der vorliegenden Erfindung in keiner Weise auf sie eingeschränkt ist. Die Verfahren gemäß dem Stand der Technik sind außerdem im Patentanmeldungsdokument WO 96/37079 und im Vorschlag für einen Standard des ETSI, dem Institut für europäische Telekommunikationsstandards; UMTS YY.01 UE-UTRAN Funkschnittstellenprotokollarchitektur; Stufe 2, 18. 12. 1998, und UMTS (YY.02), Schicht 1; allgemeine Anforderungen, 12/1998, beschrieben.
1 zeigt schematisch ein digitales zellulares System der dritten Generation. Die Entität, die Basisstations-Untersysteme (BSS) umfasst, die Funknetz-Steuereinrichtungen (RNC) und Basisstationen (BS) enthalten, wird als UTRAN (terrestrisches UMTS-Funkzugangsnetz) bezeichnet. Die Kernnetze CN umfassen verschiedene Vermittlungssysteme, wie z. B. MSC (Mobilvermittlungsstelle) und SGSN (GPRS-Abnehmerunterstützungsknoten, GPRS = allgemeiner Paketfunkdienst), die außer vielseitigen Kommunikationsmöglichkeiten außerdem verschiedene intelligente Netzdienste anbieten können. Eine Mobilstation MS kann über UTRAN mit mehreren Kernnetzen CN verbunden sein.
2 zeigt die Protokollschichten in einem vorgeschlagenen UMTS-System. Die niedrigste Protokollschicht zwischen der Mobilstation MS und dem Funkzugangnetz UTRAN ist die Schicht 1 (L1) 200, 201, die der physikalischen Funkverbindung entspricht. Über diese Schicht gibt es eine Entität, die der Schicht 2 des herkömmlichen OSI-Modells entspricht, mit einer Endgerätezugangsteuerungs-Schicht (MAC-Schicht) 202, 203 im unteren Teil und über ihr eine Funkverbindungssteuerungs-Schicht (RLC-Schicht) 204, 205. Im Oberteil gibt es eine Funkbetriebsmittelsteuerungs-Schicht (RRC-Schicht) 206, 207 der Schicht 3 des OSI-Modells. Zwischen dem Funkzugangnetz UTRAN und der Übergangseinheit des Kernnetzes IWU/CN gibt es eine sogenannte Iu-Schnittstelle, an der die Schichten L1 und L2 des OSI-Modells (die Blöcke 208 und 209 in 2) den obenbeschriebenen Schichten von L1 bis RLC entsprechen, wobei die Schicht L3 des OSI-Modells (RANAP; die Blöcke 210 und 211 in 2) der obenbeschriebenen RRC-Schicht entspricht. Die IWU ist notwendig, falls das UTRAN mit einem Kernnetz der zweiten Generation verbunden ist, falls es aber ein MSC oder SGSN der dritten Generation ist, ist die IWU nicht notwendig, sondern die Iu-Schnittstelle genügt.
In der Funkschnittstelle des UMTS-Systems können die Anwenderdaten und die Zeichengabe entweder in einem zweckgebundenen Kanal (DCH), der der Mobilstation (für einen gegebenen, der Mobilstation angebotenen Dienst) zugewiesen ist, oder in einem gemeinsamen Kanal gesendet werden. Die gemeinsamen Kanäle enthalten z. B. den Direktzugriffskanal RACH, den Vorwärts-Leitungszugangskanal FACH, den Rundfunkkanal BCH und den Rufkanal PCH.
Der RACH wird nur auf der Aufwärtsstrecke verwendet. Da der RACH nicht reserviert ist, gibt es ein Risiko, dass mehrere Mobilstation ihn gleichzeitig verwenden, so dass im Funkweg ein Konflikt auftritt und die gesendeten Daten nicht empfangen werden können. Wenn der RACH verwendet wird, muss die Kennung der Mobilstation, die die Übertragung verursacht, ebenso gesendet werden.
Die Bündelübertragungsleistung im RACH wird unter Verwendung der rückführungslosen Leistungssteuerung bestimmt. Vor der Übertragung eines Direktzugriffsbündels misst die Mobilstation die empfangene Leistung im primären gemeinsamen physikalischen Steuerkanal (CCPCH) der Abwärtsstrecke. Außerdem informiert das System die Mobilstation im BCH-Kanal über die Übertragungsleistung des fraglichen CCPCH-Kanals. Außer diesen Daten verwendet die Bestimmung der Übertragungsleistung sowohl die Störpegelinformationen der Aufwärtsstrecke als auch die Informationen über den erforderlichen Störabstand (SIR), die im BCH zur Mobilstation gesendet werden.
Wenn Anwenderdaten oder Zeichengabe über den FACH übertragen werden, muss ebenso die Kennung der Ziel-Mobilstation gesendet werden. Im FACH kann die langsame, aber nicht schnelle Übertragungsleistungssteuerung verwendet werden. Die Übertragungsrate kann nach einer kurzen Anzeige im FACH geändert werden.
Ein Abwärtstrecken-BCH verwendet eine feste Übertragungsrate. Im BCH überdeckt die Übertragung immer die ganze Zelle. Gleichermaßen überdeckt in einem Abwärtstrecken-PCH die Übertragung immer die ganze Zelle.
Ein zweckgebundener Kanal DCH kann auf der Abwärtstrecke und/oder Aufwärtsstrecke reserviert sein. Im DCH sind schnelle Änderungen der Übertragungsrate möglich. Dem DCH ist außerdem eine schnelle Übertragungsleistungssteuerung zugeordnet.
Außerdem ist es möglich, dass der der Mobilstation zugewiesene Kanal ebenso für andere Mobilstationen verfügbar ist, wobei er dann ein sogenannter gemeinsam benutzter Kanal ist. Im folgenden kann sich ein zweckgebundener Kanal außerdem auf einen derartigen Kanal beziehen.
Die MAC passt die logischen Kanäle und die obenerwähnten Übertragungskanäle in einer derartigen Weise an, dass der Rundfunksteuerkanal (BCCH) im BCH übertragen wird, der Rufsteuerkanal (PCCH) wird im PCH übertragen und der zweckgebundene Steuerkanal (DCCH) und der zweckgebundene Verkehrskanal (DTCH) werden im DCH übertragen. Außerdem können der DCCH und der DTCH ebenso sowohl den FACH/RACH als auch einen gemeinsam benutzten Abwärtstreckenkanal (DSCH) verwenden.
Die Paketdatenübertragung auf der Abwärtsstrecke kann in drei verschiedenen Arten ausgeführt werden:
– Die Paketdaten werden im FACH übertragen, den die Mobilstation gegenwärtig hört.
– Die Paketdaten werden einem anderen FACH als demjenigen, den die Mobilstation hört, übertragen, so dass das UTRAN zuerst der Mobilstation einen neuen FACH für die Übertragung zuweist.
– Die Paketdaten werden in einem DCH übertragen.
Die Zuweisung eines DCH-Kanals wird im momentanen FACH gemeldet. Das UTRAN verwendet dann den Abwärtstrecken-DCH, um die Datenpakete und die Steuerinformationen zu übertragen. Der DCH kann außerdem unter Verwendung eines speziellen Zeichengabe-DCH zugewiesen werden (eine sogenannte Nur-Steuer-Betriebsart). Die Mobilstation verwendet den Aufwärtsstrecken-DCH, um die Quittungen und die Steuerinformationen zu übertragen.
Für die Daten der Abwärtsstrecke kann die Entscheidung, einen gemeinsamen oder einen zweckgebundenen Kanal zu verwenden, von der Implementierung des Netzes abhängig sein, wobei in diesem Fall keine Funkschnittstellen-Zeichengabe notwendig ist.
Die Paketdatenübertragung auf der Aufwärtsstrecke kann in zwei alternativen Arten ausgeführt werden:
– Die Daten werden im RACH und die Quittungen im FACH übertragen, oder
– der RACH/FACH wird verwendet, um einen DCH für die Datenübertragung zuzuweisen. Der DCH kann außerdem unter Verwendung eines speziellen Zeichengabe-DCH zugewiesen werden.
3 veranschaulicht die Paketdatenübertragung in einem gemeinsamen Kanal der Aufwärtsstrecke. Ein im RACH gesendetes Direktzugriffsbündel 301 wird von einem Anwenderdatenpaket 302 begleitet. Derartige Anwenderdatenpakete können zu beliebigen Zeitpunkten gesendet werden. Die Datenpakete können im (in 3 nicht gezeigten) Abwärtsstrecken-FACH quittiert werden.
Der Mobilstation ist ein DCH entweder für eine gegebene Zeitperiode oder unbegrenzt zugewiesen, wobei in diesem Fall das Netz nach der Wahrnehmung, dass die Mobilstation das Senden eingestellt hat, ihr befiehlt, den Kanal freizugeben.
4 veranschaulicht die Datenpaketübertragung in einem zweckgebundenen Kanal DCH der Aufwärtsstrecke, der der Mobilstation für eine bestimmte Zeitperiode T1 zugewiesen ist. Unter Verwendung eines im RACH gesendeten Direktzugriffsbündels 404 wird eine DCH-Anforderung ausgeführt. Das Direktzugriffsbündel kann außerdem Informationen über die Größe des zu sendenden Datenpakets oder die von der Mobilstation gewünschte Übertragungsrate enthalten. Falls die Übertragungsrate als ein Parameter enthalten ist, kann die Mobilstation sie aus den Übertragungsraten auswählen, die für den fraglichen Funkträger erlaubt sind. Der DCH wird unter Verwendung eines im FACH gesendeten Bündels 405 zugewiesen. Die Datenpakete 406–408 werden dann im DCH 420 entsprechend der durch das System ausgeführten Zuweisung gesendet. Wenn die für die Mobilstation reservierte Zeitperiode T1 zu Ende geht, wird der Kanal freigegeben, wenn nicht die Mobilstation vor dem Ende der Zeitperiode zusätzliche Kapazität anfordert. Diese Anforderung für zusätzliche Kapazität kann unter Verwendung einer im DCH gesendeten Nachricht ausgeführt werden.
5 veranschaulicht die Datenübertragung in einem zweckgebundenen Kanal DCH, der für eine unbegrenzte Zeitperiode zugewiesen ist. Die Zuweisung des DCH 520 wird unter Verwendung eines im RACH gesendeten Bündels 511 angefordert, das durch das System durch das Zuweisen des DCH quittiert wird 512. Die Mobilstation kann dann die Datenpakete 506–508 im ihr zugewiesenen DCH senden. Nach der Erfassung einer Pause T2 mit ausreichender Dauer nach einem übertragenen Datenpaket sendet das System der Mobilstation einen Kanalfreigabebefehl 513, um den Kanal freizugeben.
Das Problem bei der Paketdatenübertragung auf der Aufwärtsstrecke ist, dass das System keine Informationen über die zu sendenden Pakete besitzt, um auf diese ihre Kanalauswahlentscheidung zu stützen. Folglich würden die Informationen über die zu übertragenden Datenpakete zum System gesendet werden müssen, woraufhin das System die Informationen über die Entscheidung über die Verwendung eines gemeinsamen gegen die Verwendung eines zweckgebundenen Kanals zur Mobilstation senden müsste. Diese Informationsübertragung braucht Kapazität auf und verlangsamt die Übertragung der Paketdaten.
US-A-5.673.259 beschreibt ein digitales Kommunikationssystem mit einer Vorwärts- und Rückwärtsstrecke, um ein Datenpaket zu übertragen. Das System umfasst einen Sender/Empfänger für das Senden des Datenpakets in einem Direktzugriffskanal über die Rückwärtsstrecke. Das System kann einen zweckgebundenen Kanal für die Übertragung des Datenpakets zwischen dem Sender/Empfänger und der Basisstation und einen Prozessor für das Umschalten vom Direktzugriffskanal zum zweckgebundenen Kanal, wenn der Bandbreitenbedarf eine erste Schwelle überschreitet, und für das Umschalten vom zweckgebundenen Kanal zum Direktzugriffskanal, wenn der Bandbreitenbedarf unter eine zweite Schwelle fällt, enthalten.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung für das Management der Aufwärtsstrecken-Paketdaten zu schaffen, die die obenerwähnten Probleme vermeidet, die mit dem Stand der Technik in Beziehung stehen.
Es ist ein Erfindungsgedanke, dass die Entscheidung über den für die Paketdatenübertragung zu verwendenden Kanal abhängig von einem Kanalauswahlparameter getroffen wird, wobei die Parameter, die für das Treffen der Entscheidung notwendig sind, zur Mobilstation gesendet werden. Die Parameter werden vorteilhaft in einem gemeinsamen Kanal, wie z. B. dem BCH, dem FACH oder dem PCH, gesendet. Die Parameter können außerdem in einem DCH gesendet werden, falls einer der Mobilstation zugewiesen ist. Die zu sendenden Parameter enthalten vorteilhaft die für den RACH erlaubte maximale Paketgröße, die momentane RACH-Last usw. Die Parameter können alle Mobilstation, eine Untermenge der Mobilstationen oder eine Mobilstation in dem Bereich betreffen, in dem die Parameter gesendet werden. Die Erfindung verringert die Zeichengabelast, die der Zuweisung der Kapazität für die Paketdatenübertragung zugeordnet ist, und minimiert die dem Beginn der Datenübertragung zugeordnete Verzögerung.
Die Entscheidung darüber, ob ein gemeinsamer oder ein zweckgebundene Kanal zu verwenden ist, kann auf mehreren Kanalauswahlparametern basieren, wie z. B.:

– die Datenpaketgröße; die Datenmenge in den RLC-Puffern oder die von den höheren Schichten erhaltenen Informationen über die zu übertragende Datenmenge,
– die erforderliche Bitrate,
– die zulässige Übertragungsverzögerung,
– die Priorität oder Wichtigkeit der zu übertragenden Daten,
– die Kanallast,
– der für die Übertragung im RACH erforderliche Leistungspegel, und
– die im RACH übertragbare maximale Paketgröße.

Die Mobilstation besitzt normalerweise die Informationen über die erforderliche Bitrate, die zulässige Übertragungsverzögerung und die Priorität der zu übertragenden Daten für die Paketdatenübertragung auf der Aufwärtsstrecke. Die Verwendung dieser Parameter bei der Kanalauswahl ist wesentlich, um ein ausreichendes Qualitätsniveau der Datenübertragung zu erreichen.
Es ist wichtig, der Mobilstation die Informationen über die Last im gemeinsamen Kanal (RACH-Last) bereitzustellen, um die gewünschte Zuverlässigkeit der Übertragung, die gewünschte Übertragungsrate und die gewünschte Übertragungsverzögerung im ausgewählten Kanal zu erreichen und es möglich zu machen, die Übertragungsleistung für das Direktzugriffsbündel zu bestimmen.
Der maximale zulässige Übertragungsleistungspegel im RACH ist außerdem ein wesentliches Stück der Informationen, die vom System zu übertragen sind, so dass verifiziert werden kann, dass die verfügbare Übertragungsleistung und die Zuverlässigkeit der Übertragung ausreichend sind, und so dass die Leistungsaufnahme in der Mobilstation minimiert werden kann.
Außerdem ist die maximale erlaubte Paketgröße im RACH ebenfalls ein wichtiges Stück der Informationen, die vom System übertragen werden, um einen auf eine zu große Paketgröße zurückzuführenden Ausfall der Datenübertragung zu verhindern.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Anmeldung wird ein Verfahren zum Übertragen von Paketdaten auf der Aufwärtsstrecke von einer Mobilstation an ein System in der Weise geschaffen, dass ein gemeinsamer Kanal oder ein zweckgebundener Kanal zum Senden eines Datenpakets ausgewählt wird und das Datenpaket unter Verwendung des ausgewählten Kanals gesendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwellenwert eines Kanalauswahlparameters definiert wird, der Schwellenwert des Kanalauswahlparameters an die mobile Station gesendet wird, ein momentaner Wert des Kanalauswahlparameters mit dem Schwellenwert des Kanalauswahlparameters durch die Mobilstation verglichen wird und die Auswahl anhand des Vergleichs ausgeführt wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung

– ist ein Schwellenwert des Kanalauswahlparameters in der Mobilstation gespeichert,
– wird der zur Mobilstation gesendete momentane Wert des Kanalauswahlparameters mit dem Schwellenwert des Kanalauswahlparameters verglichen, und
– die Auswahl anhand des Vergleichs ausgeführt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung

– wird ein Wert, der dem Kanalauswahlparameter entspricht, in der Mobilstation anhand der Parameter des zu übertragenden Datenpakets berechnet,
– wird der zur Mobilstation gesendete letzte momentane Wert des Kanalauswahlparameters mit dem berechneten Wert des Kanalauswahlparameters verglichen, und
– die Auswahl anhand des Vergleichs ausgeführt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Zellenfunksystem geschaffen, das umfasst: Mittel zum Senden von Paketdaten auf der Aufwärtsstrecke von einer Mobilstation an das System unter Verwendung eines ausgewählten Kanals, Mittel zum Auswählen eines gemeinsamen Kanals oder eines zweckgebundenen Kanals zum Senden eines Datenpakets, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner umfasst: Mittel zum Definieren eines Schwellenwerts eines Kanalauswahlparameters, Mittel zum Senden des Schwellenwerts des Kanalauswahlparameters von dem System an die Mobilstation, um den Schwellenwert des Kanalauswahlparameters mit einem momentanen Wert des Kanalauswahlparameters zu vergleichen, und Mittel für die Ausführung der Kanalauswahl anhand dieses Vergleichs.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Mobilstation geschaffen, die mit einem Zellenfunksystem verbunden ist und Mittel zum Senden von Paketdaten auf der Aufwärtsstrecke an das System unter Verwendung eines ausgewählten Kanals umfasst, wobei der ausgewählte Kanal entweder ein gemeinsamer Kanal oder ein zweckgebundener Kanal ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem umfasst: Mittel zum Empfangen eines Schwellenwertes eines Kanalauswahlparameters von dem System, Mittel zum Speichern des Schwellenwertes des Kanalauswahlparameters und Mittel zum Vergleichen des Schwellenwertes des Kanalauswahlparameters mit einem momentanen Wert des Kanalauswahlparameters als Grundlage für die Kanalauswahl.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die Erfindung wird im folgenden ausführlicher unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, worin
1 die Struktur eines Zellenfunknetzes der dritten Generation veranschaulicht,
2 die Protokollschichten in einem Funkzugangnetz der dritten Generation zeigt,
3 die Datenpaketübertragung auf der Aufwärtsstrecke im RACH veranschaulicht,
4 die Übertragung einzelner Datenpakete in einem Aufwärtsstrecken-DCH veranschaulicht,
5 die Übertragung von Daten, die aus mehreren Datenpaketen bestehen, in einem Aufwärtsstrecken-DCH veranschaulicht,
6 einen Ablaufplan eines Verfahrens gemäß der Erfindung zum Managen der Paketdatenübertragung auf der Aufwärtsstrecke zeigt,
7 die Struktur einer Protokolldateneinheit veranschaulicht, und
8 einen Blockschaltplan einer Mobilstation gemäß der Erfindung zeigt.
1 bis 5 sind bereits oben im Zusammenhang mit der Beschreibung des Standes der Technik erörtert worden, deshalb wird im folgenden die Erfindung hauptsächlich unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 beschrieben.
6 zeigt einen Ablaufplan eines Verfahrens gemäß der Erfindung zum Übertragen der Paketdaten auf der Aufwärtsstrecke 600. Zuerst werden für die Kanalauswahlparameter die Schwellenwerte bestimmt und im Speicher der Mobilstation gespeichert, Schritt 620. Es sollte angemerkt werden, dass ein Kanalauswahlparameter einen systemspezifischen unveränderlichen Schwellenwert besitzen kann, wie z. B. die Datenpaketgröße, während manche Kanalauswahlparameter einen momentanen Wert erfordern können, der dem Schwellenwert zugeordnet ist, wie z. B. die RACH-Last. Manche Schwellenwerte können sich folglich dynamisch ändern.
Im Schritt 630 sendet das UTRAN in einem gemeinsamen Kanal einen oder mehrere der Kanalauswahlparameter. Diese Informationen können in alternativen gemeinsamen Kanälen wie folgt gesendet werden:

– im BCH an Mobilstationen in der Ruhebetriebsart,
– im FACH an Mobilstationen der RACH/FACH-Betriebsart, oder
– im PCH oder BCH an Mobilstationen in der RACH/PCH-Betriebsart oder in der Paket-Ruhebetriebsart. Diese Betriebsart ist außerdem als die verbundene URA-Betriebsart bekannt.

Im UMTS-System können die Informationen z. B. in den SYSTEM-INFORMA-TION-Nachrichten enthalten sein.
Außerdem können die Kanalauswahlparameter in einem DCH gesendet werden, z. B. wenn ein derartiger Kanal für die Paketdatenübertragung reserviert ist.
Wurde eine Anforderung empfangen, ein Datenpaket zu senden, Schritt 640, trifft die (RLC/)MAC-Schicht entweder eine autonome Entscheidung über die Verwendung eines gemeinsamen Kanals gegen die Verwendung eines zweckgebundenen Kanals anhand der vom System empfangen Parameter oder sie fordert die RRC-Schicht auf, den geeigneten Kanaltyp zu bestimmen.
Im folgenden ist ein Beispiel beschrieben, in dem der Kanalauswahlparameter die zu übertragende Datenmenge ist. Wenn während der RACH/FACH-Betriebsart ein Datenpaket oder eine Dienstdateneinheit SDU von der RLC-Schicht an der MAC-Schicht ankommt, vergleicht die MAC die Größe der SDU mit der maximal erlaubten Größe. Falls die Größe des RLC-Pakets größer als die maximale erlaubte Größe im RACH ist, fordert die MAC-Schicht Übertragungsbetriebsmittel in der Form eines zweckgebundenen Kanals von der RRC-Schicht an. Die RRC-Schicht achtet auf die Zeichengabe für die Zuweisung der Paketbetriebsmittel über die Funkschnittstelle und informiert die MAC-Schicht über die Verkehrskanal-Parameter (DCH-Parameter), die sie verwenden kann, wobei sie, falls notwendig, die physikalische Schicht (L1) konfiguriert. Falls die Größe des RLC-Pakets kleiner als die maximale erlaubte Paketgröße ist, plant die MAC-Schicht das Senden der Daten im RACH autonom.
Falls die Entscheidung lautet, einen DCH zuzuweisen, informiert die MAC-Schicht die RRC-Schicht, die auf die Zeichengabe für die Kapazitätsanforderung über die Funkschnittstelle achtet, Schritt 680. Die RRC-Schicht der Mobilstation verwendet diesen Parameter zusammen mit dem Wert der Bitfehlerrate (BER-Wert), um die maximale erlaubte RLC-PDU-Größe (PDU = Protokolldateneinheit) für jeden speziellen Funkzugangkanal zu berechnen. Der BER-Wert ist notwendig, um die Anzahl der möglichen Übertragungswiederholungen zu schätzen. Falls es mehrere Funkzugangkanäle mit verschiedenen BER-Parameterwerten gibt, kann die maximale RLC-PDU für jeden von ihnen verschieden sein. Die maximale erlaubte RLC-PDU-Größe wird zur MAC-Schicht der Mobilstation gesendet.
7 zeigt beispielhaft eine RLC-PDU-Struktur, die 160 Bits umfasst, wenn die Übertragungsrate 16 kbit/s beträgt, und die 320 Bits umfasst, wenn die Übertragungsrate 32 kbit/s beträgt. Außerdem enthält ein 10-ms-Rahmen der Schicht 1 z. B. die CRC (die zyklische Redundanzprüfung) der L1 und mögliche Flankenformungsbits.
8 zeigt in einem vereinfachten Blockschaltplan eine Mobilstation 800 gemäß der Erfindung und ihre Verbindung mit einem Zellenfunksystem. Die Mobilstation umfasst eine Antenne 801, um von den Basisstationen gesendete Hochfrequenzsignale (HF-Signale) zu empfangen. Ein empfangenes HF-Signal wird mittels eines Schalters 802 zu einem HF-Empfänger 811 geleitet, in dem das Signal verstärkt und digital umgesetzt wird. Das Signal wird dann im Block 812, der vorteilhaft eine RAKE-Kombinationseinrichtung umfasst, gleichgerichtet und demoduliert. Die Entschachtelung wird im Block 813 ausgeführt, während die Entschlüsselung im Block 814 ausgeführt wird. Dann wird die Signalverarbeitung im Block 830 ausgeführt. Die empfangenen Daten können als solche im Speicher der Mobilstation gespeichert werden, oder die verarbeiteten Paketdaten werden alternativ nach der Signalverarbeitung zu einer möglichen externen Vorrichtung, wie z. B. einem Computer, transportiert. Eine Steuereinheit steuert die obenerwähnten Empfangsblöcke in Übereinstimmung mit einem in der Einheit gespeicherten Programm.
Die Übertragung gemäß der Erfindung von einer Mobilstation wird z. B. wie folgt ausgeführt. Gesteuert durch den Steuerblock 803 führt der Block 833 die Signalverarbeitung aus, während der Block 820 das verarbeitete Signal verschlüsselt, z. B. in der MAC-Schicht, wobei der Block 821 das Signal z. B. in der Schicht L1 verschachtelt. Im Block 822 werden aus den codierten Daten Bündel überzeugt, die im Block 823 in ein HF-Signal moduliert und verstärkt werden. Das zu übertragende HF-Signal wird mittels eines Schalters 802 zur Antenne 801 geleitet. Die Steuereinheit 803 steuert außerdem diese Verarbeitungs- und Übertragungsfunktionen.
Die Steuereinheit 803 steuert die Empfangsblöcke in der Weise, dass die Parameter, die mit der Auswahl des Aufwärtsstreckenkanals in Beziehung stehen, von einem gemeinsamen Kanal gemäß der Erfindung empfangen werden. Die Kanalauswahl wird vorteilhaft in der Steuereinheit 803 ausgeführt, die außerdem die Sendeblöcke steuert, so dass die Paketdaten im ausgewählten Kanal übertragen werden.
8 zeigt außerdem ein Tastenfeld 831 und eine Anzeige 832, die zu einer herkömmlichen Mobilstation gehören. Die Blöcke der Mobilstation gemäß der Erfindung können unter Verwendung von Komponenten implementiert sein, die per se bekannt sind. Die Steuereinheit, die die anderen Blöcke steuert, führt jedoch die Blockfunktionen entsprechend spezieller Software aus und verwirklicht folglich die obenbeschriebenen Blockfunktionen gemäß der Erfindung.
Außerdem zeigt 8 die Komponenten des Zellenfunksystems, die bei der Übertragung der Daten verwendet werden. Die Sendung und der Empfang des HF-Signals werden durch die Antenne 850 von einer oder mehreren Basisstationen 851 verwirklicht. Die Verbindung wird von einer Basisstation 851 über eine Basisstations-Steuereinheit 852 zu einer Vermittlung 853 hergestellt. Die Vermittlung 853 ist, abgesehen von anderen Basisstations-Systemen in dem System, unter anderem außerdem mit einer Heimatdatei 854 und dem öffentlichen Fernsprechnetz PSTN verbunden. Das Basisstations-System sendet die der Auswahl des Paketdaten-Übertragungskanals zugeordneten Parameter zur Mobilstation gemäß der Erfindung und empfängt die von der Mobilstation durch einen von der Mobilstation ausgewählten Kanal gesendeten Paketdaten.
Sowohl die Namen der Signale, Kanäle, Systeme und Systemkomponenten als auch die Namen der anderen Objekte, die in den obigen Beispielen verwendet werden, stimmen mit den Plänen für ein sogenanntes Mobilkommunikationssystem der dritten Generation überein, das hier lediglich beispielhaft erörtert ist, um ein Beispiel einer möglichen Anwendung der Erfindung zu schaffen. Die Erfindung ist nicht auf irgendein spezielles Mobilkommunikationssystem eingeschränkt, sondern sie kann innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, modifiziert werden.

Claims

Verfahren zum Übertragen von Paketdaten auf der Aufwärtsstrecke von einer Mobilstation an ein System in der Weise, dass – ein gemeinsamer Kanal (RACH) oder ein zweckgebundener Kanal (DCH) zum Senden eines Datenpakets ausgewählt wird und – das Datenpaket unter Verwendung des ausgewählten Kanals gesendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Schwellenwert eines Kanalauswahlparameters definiert wird (620), – der Schwellenwert des Kanalauswahlparameters an die mobile Station gesendet wird (630), – ein momentaner Wert des Kanalauswahlparameters mit dem Schwellenwert des Kanalauswahlparameters durch die Mobilstation verglichen wird (650) und – die Auswahl anhand des Vergleichs ausgeführt wird (660).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der momentane Wert, der dem Kanalauswahlparameter entspricht, bei der Mobilstation anhand der Parameter der zu übertragenden Datenpakete berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der für die Datenpaketübertragung ausgewählte Kanal ein zweckgebundener Kanal (DCH) ist, ein Kanal (DCH) nach der Auswahl zugewiesen wird, woraufhin das Datenpaket auf dem zugewiesenen Kanal (DCH) übertragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalauswahlparameter-Wert auf einem gemeinsamen Kanal gesendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalauswahlparameter-Wert auf einem der folgenden gemeinsamen Kanäle gesendet wird: BCH, FACH, PCH.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalauswahlparameter-Wert auf einem DCH gesendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kanalauswahl einer oder mehrere der folgenden Parameter verwendet werden: – Datenpaketgröße, – maximal erlaubte Datenpaketgröße auf dem RACH, – erforderliche Bitrate, – zulässige Übertragungsverzögerung – Priorität der zu übertragenden Daten, – Last auf dem Übertragungskanal und – Übertragungsleistungspegel, der auf dem RACH erforderlich ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Datenpakets anhand der Datenmenge in RLC-Puffern bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der an die Mobilstation gesendete Kanalauswahlparameter-Wert einen oder mehrere der folgenden Werte umfasst: – maximal erlaubte Datenpaketgröße auf dem RACH, – Last auf dem Übertragungskanal und – maximal erlaubter Leistungspegel auf dem RACH.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der an die Mobilstation gesendete Kanalauswahlparameter-Wert ein Schwellenwert für die Daten in dem (den) RLC-Puffer(n) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalauswahlparameter so definiert sind, dass sie sämtliche Mobilstationen in dem Bereich, in dem die Parameter versendet werden, betreffen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalauswahlparameter so definiert sind, dass sie eine Untermenge aller Mobilstationen in dem Bereich, in dem die Parameter versendet werden, betreffen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalauswahlparameter so definiert sind, dass sie eine einzige Mobilstation betreffen.
Zellenfunksystem, das umfasst: – Mittel zum Senden von Paketdaten auf der Aufwärtsstrecke von einer Mobilstation an das System unter Verwendung eines ausgewählten Kanals, – Mittel zum Auswählen eines gemeinsamen Kanals (RACH) oder eines zweckgebundenen Kanals (DCH) zum Senden eines Datenpakets, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner umfasst: – Mittel zum Definieren eines Schwellenwerts eines Kanalauswahlparameters, – Mittel zum Senden des Schwellenwerts des Kanalauswahlparameters von dem System an die Mobilstation, um den Schwellenwert des Kanalauswahlparameters mit einem momentanen Wert des Kanalauswahlparameters zu vergleichen, und – Mittel für die Ausführung der Kanalauswahl anhand dieses Vergleichs.
Mobilstation, die mit einem Zellenfunksystem verbunden ist und Mittel zum Senden von Paketdaten auf der Aufwärtsstrecke an das System unter Verwendung eines ausgewählten Kanals umfasst, wobei der ausgewählte Kanal entweder ein gemeinsamer Kanal (RACH) oder ein zweckgebundener Kanal (DCH) ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem umfasst: – Mittel zum Empfangen eines Schwellenwertes eines Kanalauswahlparameters von dem System, – Mittel zum Speichern des Schwellenwertes des Kanalauswahlparameters und – Mittel zum Vergleichen des Schwellenwertes des Kanalauswahlparameters mit einem momentanen Wert des Kanalauswahlparameters als Grundlage für die Kanalauswahl.
Mobilstation nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem umfasst: – Mittel für die Ausführung der Kanalauswahl anhand des Ergebnisses des Vergleichs.
Mobilstation nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: – Mittel zum Berechnen eines Wertes, der dem Kanalauswahlparameter entspricht, anhand der Parameter des zu sendenden Datenpakets, – Mittel zum Vergleichen eines momentanen Wertes des zuletzt an die Mobilstation gesendeten Kanalauswahlparameters mit dem berechneten Wert des Kanalauswahlparameters und – Mittel zum Ausführen der Kanalauswahl anhand dieses Vergleichs.
Mobilstation nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Kanalauswahlparameter entsprechende Wert die Datenmenge in dem (den) Funkverbindungs-Steuerungspuffer(n) (RLC-Puffer(n)) ist und der letzte momentane Wert des letzten Kanalauswahlparameters ein Schwellenwert für die Datenmenge in dem (den) Funkverbindungs-Steuerungspuffer(n) (RLC-Puffer(n)) ist.
Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 in einem UMTS-System.
Zellenfunksystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es ein UMTS-System ist.
Verwendung der Mobilstation nach einem der Ansprüche 15 bis 18 in einem UMTS-System.