DE19952076A1

DE19952076A1 - Wireless network with several access probabilities, forwarding at least one received reservation message by base station dependent on at least one further access probability

Info

Publication number: DE19952076A1
Application number: DE1999152076
Authority: DE
Inventors: Christoph Herrmann
Original assignee: Philips Corporate Intellectual Property GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1999-10-30
Filing date: 1999-10-30
Publication date: 2001-05-03

Abstract

The network includes at least one base station (1, 2, 3) and several associated terminals (4-14) for exchanging profit- and control data. A reservation message is send to an associated base station dependent on a first access probability for an assignment of a transmission capacity for at least one data packet. A forwarding of at least one received reservation message by the base station is dependent on at least one further access probability. An Independent claim is provided for a corresponding base station and a terminal used in the network.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein drahtloses Netzwerk mit mindestens einer Basisstation und mehreren zugeordneten Terminals zum Austausch von Nutz- und Steuerdaten, die jeweils zur Aussendung einer von einer ersten Zugriffswahrscheinlichkeit abhängigen Reservierungs-Meldung zur Zuweisung von Übertragungskapazität für wenigstens ein Datenpaket an die zugeordnete Basisstation vorgesehen sind.The invention relates to a wireless network with at least one base station and several assigned terminals for the exchange of user and control data in each case for sending a dependent on a first access probability Reservation message to assign transmission capacity for at least one Data packet are provided to the assigned base station.

In dem Dokument "TSG-RAN Working Group 2 (Radio layer 2 and Radio layer 3), Sophia-Antipolis, France, 16^th to 20^th August 1999, TS 25.321, V3.0.0 (1999-06), 3^rd Generation Partnership Project (3GPP); Technical Specification Group (TSG) RAN; Working Group 2 (WG2); MAC protocol specification" wird ein MAC-Protokoll (MAC = Medium Access Protocol) für ein Funknetzwerk vorgeschlagen. Das Funknetzwerk besteht aus mehreren Funkzellen mit jeweils einer Basisstation und darin befindlichen Terminals oder Mobilstationen. Nach der Registrierung und Synchronisierung eines Terminals, sendet ein Terminal beispielsweise zur Anforderung eines Nutzkanals ein Meldungspaket (Random-Access burst) über einen kollisionsbehafteten Kanal, der als RACH-Kanal bezeichnet wird (RACH = Random Access Channel). Das Meldungspaket besteht aus einem Präambelteil (Preamble part) und einem Datenteil (Data part). Bevor ein Meldungspaket von einem Terminal zur Basisstation gesendet werden kann, wird nur durch Aussendung einer Präambel getestet, ob z. B. die Sendeleistung des Terminals ausreichend ist. Hierbei muss vor der Sendung von einem Terminal geprüft werden, ob ein von dem Terminal gebildeter Zufallswert kleiner als ein von der Basisstation dem Terminal gesendeter Zugriffswahrscheinlichkeitswert (persistency probability) ist. Falls der Zufallswert kleiner als der Zugriffswahrscheinlichkeitswert ist, darf die Präambel gesendet werden. Wenn das eine Präambel sendende Terminal innerhalb einer bestimmten Zeit keine Meldung von der Basisstation empfangen hat, wird nach einer bestimmten Zeit ein erneuter Sendeversuch mit höherer Sendeleistung gestartet. Die Sendeleistung wird bei Bedarf bis zu einem vorgegebenen Maximalwert gesteigert. Im anderen Fall erhält das Terminal entweder eine Zuteilungs- oder Ablehnungsmeldung bzw. nach Ablauf einer vordefinierten Zeit (Time-out) weder eine Zuteilungs- noch eine Ablehnungsmeldung. Im zuletzt genannten Fall hat die Basisstation beispielsweise die gesendete Präambel nicht detektieren können. Bei einer Zuteilungsmeldung kann das Terminal den Datenteil des Meldungspakets mit der eingestellten Sendeleistung abschicken. Die Basisstation sendet beispielsweise eine Ablehnungsmeldung aus, wenn für die Aussendung des Datenteils keine Kanalkapazität vorhanden ist. Bei einer Ablehnungsmeldung wird ebenfalls nach einer bestimmten Zeit ein erneuter Sendeversuch mit der ursprünglichen Anfangssendeleistung gestartet und diese dann sukzessive erhöht (power ramping). Bei einem neuen Sendeversuch muss zuerst wieder ein Zufallswert mit dem Zugriffswahrscheinlichkeitswert verglichen werden. Dieser beschriebene Zugriffsvorgang gilt für alle Terminals. Damit wird nicht unterschieden zwischen Terminals, die erstmalig versuchen ein Meldungspaket abzusetzen, und solchen, die schon eine Ablehnungsmeldung von der Basisstation erhalten haben, sowie solchen, die weder Zuteilungs- noch Ablehnungsmeldung empfangen haben. Dies kann im Netzwerk zu inakzeptablen Wartezeiten für die Sendung von Meldungspaketen führen.The document "TSG-RAN Working Group 2 (Radio Layer 2 and Layer 3 Radio), Sophia-Antipolis, France, 16 ^th to 20 ^th August 1999, TS 25.321, V3.0.0 (1999-06), ^3rd Generation Partnership Project (3GPP); Technical Specification Group (TSG) RAN; Working Group 2 (WG2); MAC protocol specification ", a MAC protocol (MAC = Medium Access Protocol) is proposed for a radio network. The radio network consists of several radio cells, each with a base station and terminals or mobile stations located therein. After registering and synchronizing a terminal, a terminal sends, for example, a request packet for a user channel (random access burst) via a collision-related channel, which is referred to as the RACH channel (RACH = Random Access Channel). The notification package consists of a preamble part and a data part. Before a message packet can be sent from a terminal to the base station, only a preamble is used to test whether e.g. B. the transmission power of the terminal is sufficient. Before the transmission, a terminal must check whether a random value formed by the terminal is smaller than an access probability value (persistency probability) sent to the terminal by the base station. If the random value is less than the access probability value, the preamble may be sent. If the terminal sending a preamble has not received a message from the base station within a certain time, a retransmission with a higher transmission power is started after a certain time. If necessary, the transmission power is increased up to a predetermined maximum value. In the other case, the terminal receives either an assignment or rejection message or, after a predefined time (time-out), neither an assignment or a rejection message. In the latter case, for example, the base station was unable to detect the preamble sent. In the case of an assignment message, the terminal can send the data part of the message package with the set transmission power. For example, the base station sends out a rejection message if there is no channel capacity for the transmission of the data part. In the event of a rejection message, a retransmission with the original initial transmission power is also started after a certain time and this is then successively increased (power ramping). When a new transmission attempt is made, a random value must first be compared with the access probability value. This access procedure described applies to all terminals. This does not differentiate between terminals that are trying to send a message package for the first time and those that have already received a rejection message from the base station, as well as those that have received neither an assignment nor a rejection message. This can lead to unacceptable waiting times in the network for sending message packets.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein drahtloses Netzwerk zu schaffen, bei dem die Wartezeit für die Sendung von Meldungspaketen verringert ist.The invention has for its object to provide a wireless network in which the waiting time for sending message packages is reduced.

Die Aufgabe wird durch ein drahtloses Netzwerk der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das weitere Aussenden einer von der Basisstation wenigstens einmal empfangenen Reservierungs-Meldung von wenigstens einer weiteren Zugriffswahrscheinlichkeit abhängig ist und dass die Basisstation zur Aussendung der weiteren Zugriffswahrscheinlichkeit nur nach einer Ablehnung der Sendung eines kompletten Datenpakets vorgesehen ist.The task is achieved through a wireless network of the type mentioned solved, that the further transmission of one received by the base station at least once Reservation message depends on at least one further access probability is and that the base station for sending the further access probability only after a rejection of the transmission of a complete data packet is provided.

Unter dem erfindungsgemäßen drahtlosen Netzwerk ist ein Netzwerk mit mehreren Funkzellen zu verstehen, in denen jeweils eine Basisstation und mehrere Terminals Steuer- und Nutzdaten drahtlos übertragen. Eine drahtlose Übertragung dient zur Übertragung von Informationen z. B. über Funk-, Ultraschall- oder Infrarotwege. Under the wireless network according to the invention is a network with several To understand radio cells, in each of which a base station and several terminals control and transmit user data wirelessly. A wireless transmission is used for transmission of information e.g. B. via radio, ultrasound or infrared paths.

Erfindungsgemäß werden unterschiedliche Zugriffswahrscheinlichkeiten verwendet, um den Zugriffstyp individuell anpassen zu können. Hierbei werden Reservierungs-Wünsche also unterschiedlich behandelt. Ein Datenpaket enthält eine Präambel und einen Datenteil und sendet eine Präambel als ein Reservierungs-Wunsch eines Terminals aus. Eine Zuweisung von Übertragungskapazität bedeutet, dass ein Terminal einen Datenteil eines Meldungspakets über den RACH-Kanal übertragen kann. Ein Terminal ist nach Empfang einer Zuteilungsmeldung zur Aussendung des Datenteils des Datenpakets vorgesehen.According to the invention, different access probabilities are used to to be able to customize the access type. Here are reservation requests treated differently. A data packet contains a preamble and a data part and sends out a preamble as a reservation request from a terminal. A Allocation of transmission capacity means that a terminal is part of a data Message packet can be transmitted via the RACH channel. A terminal is upon receipt an allocation message for sending the data part of the data packet is provided.

Wenn ein Terminal nach Ablauf einer definierten Zeit nach Absenden eines Datenteils erstmals wieder eine Präambel absetzt, liegt ein Zugriffstyp erster Art vor. Ein Zugriffstyp zweiter Art bedeutet, dass ein Terminal nach Absenden einer Präambel eine Ablehnungsmeldung erhalten hat. Bei einem Zugriffstyp dritter Art sendet ein Terminal innerhalb der definierten Zeit nach Absenden eines Datenteils wieder eine Präambel. Wenn ein Terminal nach Absenden einer Präambel und schrittweisen Erhöhung der Sendeleistung bis zur Maximalsendeleistung (power ramping) weder eine Zuteilungs- noch eine Ablehnungsmeldung erhalten hat, liegt ein Zugriffstyp vierter Art vor. Hierbei werden die Zugriffswahrscheinlichkeiten für die Zugriffstypen erster, dritter und vierter Art periodisch über den Broadcast- oder Verteilkanal an alle Terminals gesendet, während die Zugriffswahrscheinlichkeit für den Zugriffstyp zweiter Art nur dann, wenn eine Ablehnungsmeldung verschickt wurde, über den Broadcast- oder Verteilkanal an alle Terminals gesendet wird. Im letzten Fall ist die Ablehnungsmeldung an die jeweils abgelehnte Präambel gebunden, so dass die Zugriffswahrscheinlichkeit für den Zugriffstyp zweiter Art nach Präambeln unterschiedlich bestimmt sein kann. Hiermit wird insbesondere die Wartezeit gegenüber den bekannten drahtlosen Netzwerken erhöht.If a terminal expires after a defined time after sending a data part issues a preamble for the first time, there is an access type of the first type. An access type second type means that a terminal sends a preamble Has received a rejection notice. With a third-type access type, a terminal sends a preamble within the defined time after sending a piece of data. If a terminal after submitting a preamble and gradually increasing the Transmitting power up to the maximum transmitting power (power ramping) is neither an allocation nor has received a rejection message, there is a fourth type of access. Here are the access probabilities for the access types first, third and fourth type periodically sent to all terminals via the broadcast or distribution channel, while the Access probability for the access type of the second type only if one Rejection message was sent to everyone via the broadcast or distribution channel Terminals is sent. In the latter case, the rejection notification is sent to the rejected preamble bound so that the access probability for the access type second type can be determined differently according to preambles. Hereby will in particular the waiting time compared to the known wireless networks is increased.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Figur näher erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figure. Show it:

Fig. 1 ein drahtloses Netzwerk mit mehreren Basisstationen und Terminals und Fig. 1 shows a wireless network with several base stations and terminals

Fig. 2 bis 5 Flussablaufdiagramme zur Erläuterung der Zuweisung eines RACH-Kanals für die Übertragung eines Datenpakets von einem Terminal. FIGS. 2 to 5 are flow charts for explaining the sequence assignment of the RACH channel for the transmission of a data packet from a terminal.

In Fig. 1 ist ein drahtloses Netzwerk, z. B. Funknetzwerk, mit mehreren Basisstationen 1 bis 3 und mehreren Terminals 4 bis 14 dargestellt. Einer Basisstation 1 bis 3 sind bestimmte Terminals 4 bis 14 zugeordnet. In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel sind der Basisstation 1 die Terminals 4 bis 7, der Basisstation 2 die Terminals 8 bis 10 und der Basisstation 3 die Terminals 11 bis 14 zugewiesen. Ein Steuerdatenaustausch findet zumindest zwischen der Basisstation und den Terminals statt. Ein Nutzdatenaustausch kann sowohl zwischen der Basisstation und den Terminals als auch direkt zwischen den Terminals durchgeführt werden. In beiden Fällen wird von der Basisstation die Verbindung zur Übertragung von Nutzdaten aufgebaut. Die Terminals 4 bis 14 sind in der Regel Mobilstationen, die von einer fest installierten Basisstation 1 bis 3 gesteuert werden. Eine Basisstation 1 bis 3 kann gegebenenfalls aber auch beweglich bzw. mobil sein.In Fig. 1 is a wireless network, e.g. B. radio network, with several base stations 1 to 3 and several terminals 4 to 14 . Certain terminals 4 to 14 are assigned to a base station 1 to 3 . In the example shown in FIG. 1, terminals 4 to 7 are assigned to base station 1 , terminals 8 to 10 to base station 2, and terminals 11 to 14 to base station 3 . Control data is exchanged at least between the base station and the terminals. User data can be exchanged between the base station and the terminals as well as directly between the terminals. In both cases, the connection to the transmission of user data is established by the base station. Terminals 4 to 14 are generally mobile stations that are controlled by a permanently installed base station 1 to 3 . A base station 1 to 3 may, however, also be movable or mobile.

In dem drahtlosen Netzwerk werden beispielsweise Funksignale nach dem FDMA-, TDMA- oder CDMA-Verfahren (FDMA = frequency division multiplex access, TDMA = time division multiplex access, CDMA = code division multiplex access) oder nach einer Kombination der Verfahren übertragen.In the wireless network, for example, radio signals according to the FDMA, TDMA or CDMA (FDMA = frequency division multiplex access, TDMA = time division multiplex access, CDMA = code division multiplex access) or after one Transfer combination of procedures.

Beim CDMA-Verfahren, das ein spezielles Code-Spreiz-Verfahren (code spreading) ist, wird eine von einem Anwender stammende Binärinformation (Datensignal) mit jeweils einer unterschiedlichen Codesequenz moduliert. Eine solche Codesequenz besteht aus einem pseudo-zufälligen Rechtecksignal (pseudo noise code), dessen Rate, auch Chiprate genannt, in der Regel wesentlich höher als die der Binärinformation ist. Die Dauer eines Rechteckimpulses des pseudo-zufälligen Rechtecksignals wird als Chipintervall T_C bezeichnet. 1/T_C ist die Chiprate. Die Multiplikation bzw. Modulation des Datensignals mit dem pseudo-zufälligen Rechtecksignal hat eine Spreizung des Spektrums um den Spreizungsfaktor N_C = T/T_C zur Folge, wobei T die Dauer eines Rechteckimpulses des Datensignals ist.In the CDMA method, which is a special code spreading method, binary information (data signal) originating from a user is modulated with a different code sequence in each case. Such a code sequence consists of a pseudo-random square-wave signal (pseudo noise code), the rate of which, also called the chip rate, is generally significantly higher than that of the binary information. The duration of a square-wave pulse of the pseudo-random square-wave signal is referred to as the chip interval T _C. 1 / T _C is the chip rate. The multiplication or modulation of the data signal with the pseudo-random square-wave signal results in a spreading of the spectrum by the spreading factor N _C = T / T _C , where T is the duration of a square-wave pulse of the data signal.

Nutzdaten und Steuerdaten zwischen wenigstens einem Terminal und einer Basisstation werden über von der Basisstation vorgegebene Kanäle übertragen. Ein Kanal ist durch einen Frequenzbereich, einen Zeitbereich und z. B. beim CDMA Verfahren durch einen Spreizungscode bestimmt. Die Funkverbindung von der Basisstation zu den Terminals wird als Downlink und von den Terminals zur Basisstation als Uplink bezeichnet. Somit werden über Downlink Kanäle Daten von der Basisstation zu den Terminals und über Uplink Kanäle Daten von Terminals zur Basisstation gesendet. Beispielsweise kann ein Downlink-Steuerkanal vorgesehen sein, der benutzt wird, um von der Basisstation Steuerdaten vor einem Verbindungsaulbau an alle Terminals zu verteilen. Ein solcher Kanal wird als Downlink-Verteil-Steuerkanal (broadcast control channel) bezeichnet. Zur Übertragung von Steuerdaten vor einem Verbindungsaufbau von einem Terminal zur Basisstation kann beispielsweise ein von der Basisstation zugewiesener Uplink-Steuerkanal verwendet werden, auf den aber auch andere Terminals zugreifen können. Ein Uplink- Kanal, der von mehreren oder allen Terminals benutzt werden kann, wird als gemeinsamer Uplink-Kanal (common uplink channel) bezeichnet. Nach einem Verbindungsaufbau z. B. zwischen einem Terminal und der Basisstation werden Nutzdaten über einen Downlink- und ein Uplink-Nutzkanal übertragen. Kanäle, die nur zwischen einem Sender und einem Empfänger aufgebaut werden, werden als dedizierte Kanäle bezeichnet. In der Regel ist ein Nutzkanal ein dedizierter Kanal, der von einem dedizierten Steuerkanal zur Übertragung von verbindungsspezifischen Steuerdaten begleitet werden kann.User data and control data between at least one terminal and a base station are transmitted via channels specified by the base station. A channel is through a frequency range, a time range and z. B. in the CDMA process by a Spreading code determined. The radio connection from the base station to the terminals is referred to as a downlink and from the terminals to the base station as an uplink. Consequently data are transmitted from the base station to the terminals and via downlink channels Uplink channels data sent from terminals to the base station. For example, a Downlink control channel may be provided which is used to get from the base station Distribute control data to all terminals before establishing a connection. Such a Channel is called the downlink broadcast control channel. For Transmission of control data from a terminal to a connection before it is established Base station can be, for example, an uplink control channel assigned by the base station can be used, but other terminals can also access it. An uplink Channel that can be used by several or all terminals is considered as common Common uplink channel. After establishing a connection z. B. user data is transmitted between a terminal and the base station via a downlink and transmit an uplink useful channel. Channels that are only between one transmitter and one Receiver are set up are called dedicated channels. Usually is a Payload channel is a dedicated channel used by a dedicated control channel for transmission can be accompanied by connection-specific tax data.

Zur Einbindung eines Terminals zu einer Basisstation ist ein kollisionsbehafteter Kanal zuständig, der im folgenden als signalisierter RACH-Kanal (RACH = Random Access Channel) bezeichnet wird. Über einen solchen signalisierten RACH-Kanal können auch Datenpakete übertragen werden.A collision channel is used to connect a terminal to a base station responsible, hereinafter referred to as the signaled RACH channel (RACH = Random Access Channel) is called. You can also use such a signaled RACH channel Data packets are transmitted.

Damit Nutzdaten zwischen der Basisstation und einem Terminal ausgetauscht werden können, ist es erforderlich, dass das Terminal mit der Basisstation synchronisiert wird. Beispielsweise ist aus dem GSM-System (GSM = Global System for Mobile communication) bekannt, in welchem eine Kombination aus FDMA- und TDMA- Verfahren benutzt wird, dass nach der Bestimmung eines geeigneten Frequenzbereichs anhand vorgegebener Parameter die zeitliche Position eines Rahmens bestimmt wird (Rahmensynchronisation), mit dessen Hilfe die zeitliche Abfolge zur Übertragung von Daten erfolgt. Ein solcher Rahmen ist immer für die Datensynchronisation von Terminals und Basisstation bei TDMA-, FDMA- und CDMA-Verfahren notwendig. Ein solcher Rahmen kann verschiedene Unter- oder Subrahmen enthalten oder mit mehreren anderen aufeinanderfolgenden Rahmen einen Superrahmen bilden. Aus Vereinfachungsgründen wird im folgenden von einem Rahmen ausgegangen, der als Referenzrahmen bezeichnet wird. Dieser Referenzrahmen kann beispielsweise der Rahmen mit einer Dauer von 10 ms im UMTS-System (UMTS = Universal Mobile Telecommunication System) sein.So that user data is exchanged between the base station and a terminal the terminal must be synchronized with the base station. For example, from the GSM system (GSM = Global System for Mobile communication) in which a combination of FDMA and TDMA Method is used that after determining an appropriate frequency range the temporal position of a frame is determined on the basis of predetermined parameters (Frame synchronization), with the help of which the time sequence for the transmission of Data is done. Such a framework is always for the data synchronization of terminals and base station necessary for TDMA, FDMA and CDMA processes. Such a Frame can contain different subframes or subframes or with several others successive frames form a super frame. For reasons of simplification In the following, a framework is assumed that is referred to as the reference framework becomes. This reference frame can be, for example, the frame with a duration of 10 ms be in the UMTS system (UMTS = Universal Mobile Telecommunication System).

Um eine Rahmensynchronisation durchführen zu können, müssen alle Terminals auf die Basisstation mit Hilfe von Impulsen, die von der Basisstation ausgesendet werden, synchronisiert werden. Falls kein Code-Spreiz-Verfahren (z. B. CDMA Verfahren) angewendet wird (z. B. wird ein TDMA Verfahren verwendet), entspricht die Impulsdauer genau dem für die Sendung eines Bits benötigten Zeitintervall. Bei Anwendung eines Code-Spreiz-Verfahrens entspricht die Impulsdauer einem Chipintervall. Ein Bitintervall entspricht dabei mehreren Chipintervallen. Zur Rahmensynchronisation ist die Sendung einer speziellen Impulssequenz durch die Basisstation erforderlich. Der Startzeitpunkt der Impulssequenz entspricht dem Startzeitpunkt eines Rahmens.To be able to carry out a frame synchronization, all terminals must be on the Base station with the help of pulses emitted by the base station be synchronized. If no code spreading procedure (e.g. CDMA procedure) is used (e.g. a TDMA method is used), the pulse duration corresponds exactly the time interval required for sending a bit. When using a The code spreading method corresponds to the pulse duration of a chip interval. A bit interval corresponds to several chip intervals. The program is for frame synchronization a special pulse sequence required by the base station. The start time of the Pulse sequence corresponds to the start time of a frame.

Wenn ein Terminal nach der Synchronisierung, ein Meldungspaket (random-access burst), das aus einem Präambelteil (preamble part) und einem Datenteil (data part) besteht, über einen kollisionsbehafteten Kanal, der als RACH-Kanal bezeichnet wird, (RACH = Random Access Channel) absetzen möchte, werden im Terminal verschiedene Schritte durchlaufen, die ein Flussablaufdiagramm in Fig. 2 angibt. Block 15 in der Fig. 2 zeigt den Start (S) des Flussablaufdiagramms an. Der Empfang verschiedener Steuerparameter im Terminal (BS → P_I, P_III, Mmax) von der zugeordneten Basisstation ist in Block 16 dargestellt. Beispielsweise sendet die Basisstation die Zugriffswahrscheinlichkeitswerte P_I, P_III und einen Maximalwert Mmax, der die maximale Anzahl von aufeinanderfolgenden Zugriffsversuchen auf den RACH-Kanal vorgibt. Zuerst wird eine Zählvariable M zu Null gesetzt (Block 17). Diese Zählvariable M bezeichnet die Anzahl der schon gestarteten aufeinanderfolgenden Sendeversuche des Terminals.If, after synchronization, a terminal receives a message packet (random access burst), which consists of a preamble part and a data part, via a collision-prone channel called the RACH channel (RACH = Random Access channel), various steps are carried out in the terminal, which are indicated by a flow chart in FIG. 2. Block 15 in FIG. 2 indicates the start (S) of the flowchart. The reception of various control parameters in the terminal (BS → P _I , P _III , Mmax) from the assigned base station is shown in block 16 . For example, the base station sends the access probability values P _I , P _III and a maximum value Mmax, which specifies the maximum number of successive attempts to access the RACH channel. First, a counter variable M is set to zero (block 17 ). This counter variable M denotes the number of consecutive attempts to send the terminal that have already started.

Der nächste Schritt im Flussablaufdiagramm führt zu einer Schleife. Den Schleifenanfang kennzeichnet ein Block 18, in dem die Zählvariable M inkrementiert wird. Dann wird in Block 19 überprüft, ob die Zählvariable M kleiner oder gleich dem Maximalwert Mmax ist. Wenn dies nicht der Fall ist, ergibt sich ein erstes Schleifenende (Block 20). Block 20 gibt einen Fehler E an. Im anderen Fall (Block 21) wird geprüft, um welchen Zugriffstyp ZT es sich handelt. Ein Zugriffstyp ZT_I erster Art liegt vor, wenn das Terminal zum ersten Mal versucht eine Präambel abzusetzen.The next step in the flowchart is a loop. The beginning of the loop is identified by a block 18 in which the counting variable M is incremented. It is then checked in block 19 whether the counter variable M is less than or equal to the maximum value Mmax. If this is not the case, a first loop end results (block 20 ). Block 20 indicates an error E. In the other case (block 21 ) it is checked which access type ZT it is. An access type ZT _{I of the} first type exists when the terminal tries for the first time to issue a preamble.

Wenn ein Zugriffstyp ZT_I erster Art vorliegt (Block 22), dann werden die von der zugeordneten Basisstation über einen Broadcast- oder Verteil-Kanal periodisch gesendeten Parameter P1 und Mmax aktualisiert (U: P_I, Mmax; U = Update). Eine Aktualisierung bedeutet, dass die zuletzt von der zugeordneten Basisstation empfangenen Parameter P_I und Mmax dann gültig sind. Anschließend (Block 23) entnimmt das Terminal einen Zufallswert RN (RN ∈ [0, 1)) aus einem nicht näher dargestellten Zufallsgenerator.If there is an access type ZT _{I of the} first type (block 22 ), then the parameters P1 and Mmax transmitted periodically by the assigned base station via a broadcast or distribution channel are updated (U: P _I , Mmax; U = update). An update means that the parameters P _I and Mmax last received by the assigned base station are then valid. Subsequently (block 23 ), the terminal takes a random value RN (RN ∈ [0, 1)) from a random generator (not shown in more detail).

In dem vorliegenden Fall (Zugriffstyp ZT_I erster Art) wird als nächstes im Block 24 der Zufallswert RN (Fig. 3: Block 25) mit dem Zugriffswahrscheinlichkeitswert P_I verglichen (In diesem Fall gehört das Terminal dem Zugriffstyp ZT_I erster Art an.). Ist der Zufalls wert RN größer als der Zugriffswahrscheinlichkeitswert P_I, kann das Terminal die Präambel nicht senden und startet nach einer Wartezeit TI(1) (Fig. 3: Block 26) wieder mit dem in Block 22 angegebenen Schritt. Im anderen Fall (Fig. 3: Block 27) darf das Terminal die Präambel absetzen (T → PRE). Das Terminal überprüft anschließend (Fig. 3: Block 28), ob innerhalb einer bestimmten Zeit eine Ablehnungsmeldung oder eine Zuteilungsmeldung von der zugeordneten Basisstation empfangen worden ist (RES?). Ist keine Meldung empfangen worden (No ACK), wird nach einer Wartezeit TI(2) (Fig. 3: Block 29) wieder mit dem in Block 18 (Fig. 2) angegebenen Schritt fortgesetzt (Schleifen anfang). Wird eine Ablehnungsmeldung empfangen (NACK), wird nach einer Wartezeit TI(3) (Fig. 3: Block 30) ebenfalls mit dem Schleifenanfang fortgesetzt. Bei einer Zuteilungsmeldung (ACK) wird, wie in Block 31 (Fig. 2) dargestellt, der Datenteil des Meldungspakets gesendet (IX). Damit endet (EN) der erste Zweig der Schleife (Block 32).In the present case (access type ZT _{I of the} first type), the random value RN ( FIG. 3: block 25 ) is next compared with the access probability value P _I in block 24 (in this case, the terminal belongs to the access type ZT _{I of the} first type). . If the random value RN is greater than the access probability value P _I , the terminal cannot send the preamble and starts again after a waiting time TI ( 1 ) ( FIG. 3: block 26 ) with the step specified in block 22 . In the other case ( Fig. 3: Block 27 ), the terminal may issue the preamble (T → PRE). The terminal then checks ( FIG. 3: block 28 ) whether a rejection message or an assignment message has been received from the assigned base station (RES?) Within a certain time. If no message has been received (No ACK), after a waiting time TI ( 2 ) ( FIG. 3: block 29 ), the step indicated in block 18 ( FIG. 2) is continued again (start of loop). If a rejection message is received (NACK), after a waiting time TI ( 3 ) ( FIG. 3: block 30 ), the loop also continues. In the case of an allocation notification (ACK), as shown in block 31 ( FIG. 2), the data part of the notification packet is sent (IX). This ends the first branch of the loop (block 32 ).

Wenn in Block 21 festgestellt wird, dass ein Zugriffstyp ZT_II zweiter Art vorliegt, werden als nächstes (Block 33) die von der zugeordneten Basisstation über einen Broadcast- oder Verteil-Kanal empfangenen Parameter P_II und Mmax als Reaktion auf die vorher empfangene Ablehnungsmeldung (NACK) entnommen (R. P_I, Mmax; R = Read). Der Parameter P_II wird anders als der Parameter P_I nicht periodisch versendet, um nicht unnötig Kapazität auf dem Broadcast- oder Verteil-Kanal zu verwenden. Auf das periodische Versenden kann verzichtet werden, weil der jeweilige Wert von P_II nur relevant wird, kurz nachdem eine Ablehnungsmeldung von der Basisstation verschickt wurde. Eine Entnahme bedeutet, dass die von dem Terminal entnommenen Parameter P_II und Mmax erstmals oder von da an gültig sind. Wie im vorherigen Fall entnimmt das Terminal anschließend (Block 23) einen Zufallswert RN (RN ∈ [0, 1)) aus dem nicht näher dargestellten Zufallsgenerator.If it is determined in block 21 that an access type ZT _{II of the} second type exists, the parameters P _II and Mmax received by the assigned base station via a broadcast or distribution channel are reacted next (block 33 ) in response to the previously received rejection message ( NACK) (R. P _I , Mmax; R = Read). The parameter P _II , unlike the parameter P _{I, is} not sent periodically in order not to unnecessarily use capacity on the broadcast or distribution channel. Periodic sending can be dispensed with, because the respective value of P _II only becomes relevant shortly after a rejection message has been sent by the base station. A removal means that the parameters P _II and Mmax taken from the terminal are valid for the first time or from then on. As in the previous case, the terminal then takes (block 23 ) a random value RN (RN ∈ [0, 1)) from the random generator (not shown in more detail).

Im Block 34 wird der Zufallswert RN (Fig. 4: Block 35) mit dem Zugriffswahrschein lichkeitswert P_II verglichen (In diesem Fall gehört das Terminal dem Zugriffstyp ZT_II zweiter Art an.). Ist der Zufallswert RN größer als der Zugriffswahrscheinlichkeitswert P_II, kann das Terminal die Präambel nicht senden und startet nach einer Wartezeit TII(1) (Fig. 4: Block 36) wieder mit dem in Block 33 angegebenen Schritt. Im anderen Fall (Fig. 4: Block 37) darf das Terminal die Präambel absetzen (T → PRE). Das Terminal überprüft anschließend (Fig. 4: Block 38), ob innerhalb einer bestimmten Zeit eine Ablehnungsmeldung oder eine Zuteilungsmeldung von der zugeordneten Basisstation empfangen worden ist (RES?). Ist keine Meldung empfangen worden (No ACK), wird nach einer Wartezeit TII(2) (Fig. 4: Block 39) wieder mit dem in Block 18 angegebenen Schritt fortgesetzt (Schleifenanfang). Wird eine Ablehnungsmeldung empfangen (NACK), wird nach einer Wartezeit TII(3) (Fig. 4: Block 40) ebenfalls mit dem Schleifenanfang fortgesetzt. Bei einer Zuteilungsmeldung (ACK) wird, wie in Block 41 (Fig. 2) gezeigt ist, der Datenteil des Meldungspakets gesendet (TX). Damit endet (EN) der zweite Zweig der Schleife (Block 42).In block 34 , the random value RN ( FIG. 4: block 35 ) is compared with the access probability value P _II (in this case, the terminal belongs to the access type ZT _{II of the} second type). If the random value RN is greater than the access probability value P _II , the terminal cannot send the preamble and, after a waiting time TII ( 1 ) ( FIG. 4: block 36 ), starts again with the step specified in block 33 . In the other case ( Fig. 4: Block 37 ), the terminal may issue the preamble (T → PRE). The terminal then checks ( FIG. 4: block 38 ) whether a rejection message or an assignment message has been received from the assigned base station (RES?) Within a certain time. If no message has been received (No ACK), after a waiting time TII ( 2 ) ( FIG. 4: block 39 ), the step indicated in block 18 is continued (start of loop). If a rejection message is received (NACK), after a waiting time TII ( 3 ) ( FIG. 4: block 40 ), the loop also continues. In the case of an allocation message (ACK), as shown in block 41 ( FIG. 2), the data part of the message packet is sent (TX). This ends the second branch of the loop (block 42 ).

Wenn in Block 21 festgestellt wird, dass ein Zugriffstyp ZT_III dritter Art vorliegt, werden die entsprechenden Schritte wie bei dem Zugriffstyp ZT_I erster Art durchlaufen (Blöcke 22 bis 32).If it is determined in block 21 that an access type ZT _{III of the} third type is present, the corresponding steps are carried out as for the access type ZT _{I of the} first type (blocks 22 to 32 ).

Wenn in Block 21 festgestellt wird, dass ein Zugriffstyp Z_IV, vierter Art vorliegt, werden als nächstes (Block 43) die von der zugeordneten Basisstation über einen Broadcast- oder Verteil-Kanal periodisch gesendeten Parameter P_IV und Mmax aktualisiert (U: P_IV Mmax; U = Update). Wie vorher entnimmt das Terminal anschließend (Block 23) einen Zufalls wert RN (RN ∈ [0, 1)) aus dem nicht näher dargestellten Zufallsgenerator.If it is determined in block 21 that there is a fourth type of access Z _IV , the parameters P _IV and Mmax periodically transmitted by the assigned base station over a broadcast or distribution channel are updated next (block 43 ) (U: P _IV Mmax; U = update). As before, the terminal then takes (block 23 ) a random value RN (RN ∈ [0, 1)) from the random generator (not shown in more detail).

Im Block 44 wird der Zufallswert RN (Fig. 5: Block 45) mit dem Zugriffswahrschein lichkeitswert P_IV, verglichen (In diesem Fall gehört das Terminal dem Zugriffstyp ZTn, vierter Art an.). Ist der Zufallswert RN größer als der Zugriffswahrscheinlichkeitswert P_IV, kann das Terminal die Präambel nicht senden und startet nach einer Wartezeit TIV(1) (Fig. 5: Block 46) wieder mit dem in Block 43 angegebenen Schritt. Im anderen Fall (Fig. 5: Block 47) darf das Terminal die Präambel absetzen (T → PRE). Das Terminal überprüft anschließend (Fig. 5: Block 48), ob innerhalb einer bestimmten Zeit eine Ablehnungsmeldung oder eine Zuteilungsmeldung von der zugeordneten Basisstation empfangen worden ist (RES?). Ist keine Meldung empfangen worden (No ACK), wird nach einer Wartezeit TIV(2) (Fig. 5: Block 49) wieder mit dem in Block 18 angegebenen Schritt fortgesetzt (Schleifenanfang). Wird eine Ablehnungsmeldung empfangen (NACK), wird nach einer Wartezeit TIV(3) (Fig. 5: Block 50) ebenfalls mit dem Schleifenanfang fortgesetzt. Bei einer Zuteilungsmeldung (ACK) wird, wie in Block 51 (Fig. 2) gezeigt ist, der Datenteil des Meldungspakets gesendet (TX). Damit endet (EN) der dritte Zweig der Schleife (Block 52).In block 44 , the random value RN ( FIG. 5: block 45 ) is compared with the access probability value P _IV (in this case, the terminal belongs to the access type ZTn, fourth type). If the random value RN is greater than the access probability value P _IV , the terminal cannot send the preamble and, after a waiting time TIV ( 1 ) ( FIG. 5: block 46 ), starts again with the step specified in block 43 . In the other case ( Fig. 5: Block 47 ), the terminal may issue the preamble (T → PRE). The terminal then checks ( FIG. 5: block 48 ) whether a rejection message or an assignment message has been received from the assigned base station (RES?) Within a certain time. If no message has been received (No ACK), after a waiting time TIV ( 2 ) ( FIG. 5: block 49 ), the step indicated in block 18 is continued (start of loop). If a rejection message is received (NACK), after a waiting time TIV ( 3 ) ( FIG. 5: block 50 ), the loop also continues. In the case of an allocation notification (ACK), as shown in block 51 ( FIG. 2), the data part of the notification packet is sent (TX). This ends the third branch of the loop (block 52 ).

Die Basisstation empfängt Präambeln innerhalb eines Zugriffs-Zeitraums, der ein Teil eines Referenzrahmens sein kann. Die Basisstation legt die Zugriffswahrscheinlichkeiten P_I bis P_IV fest, die beispielsweise von der Verkehrslast, Interferenzsituation, einer hohen Auslastung für die Signalverarbeitung bestimmter Schaltungsteile der Basisstation beim Empfang von dedizierten und RACH-Kanälen und von dem Pegel beim Präambelempfang ab.The base station receives preambles within an access period which can be part of a frame of reference. The base station specifies the access probabilities P _I to P _IV , which depend, for example, on the traffic load, interference situation, a high load for the signal processing of certain circuit parts of the base station when receiving dedicated and RACH channels and on the level during preamble reception.

Es werden unterschiedliche Zugriffswahrscheinlichkeiten verwendet, um Reservierungs- Wünsche zu behandeln. Wenn das Terminal nach Ablauf einer definierten Zeit nach Absenden eines Datenteils erstmals wieder eine Präambel absetzt liegt ein Zugriffstyp erster Art vor (erste Zugriffswahrscheinlichkeit). Wenn das Terminal nach Absenden einer Präambel eine Ablehnungsmeldung erhalten hat, bedeutet dies ein Zugriffstyp zweiter Art (zweite Zugriffswahrscheinlichkeit). Wenn das Terminal innerhalb der definierten Zeit nach Absenden eines Datenteils wieder eine Präambel versendet, liegt ein Zugriffstyp dritter Art vor (dritte Zugriffswahrscheinlichkeit). Wenn das Terminal nach Absenden einer Präambel und schrittweisen Erhöhung der Sendeleistung bis zu einer Maximalsendeleistung (power ramping) weder eine Zuteilungs- oder Ablehnungsmeldung erhalten hat, liegt ein Zugriffstyp vierter Art vor (vierte Zugriffswahrscheinlichkeit). Wie schon erwähnt, werden die Zugriffswahrscheinlichkeiten für die Zugriffstypen erster, dritter und vierter Art periodisch über den Broadcast- oder Verteilkanal an alle Terminals gesendet, während die Zugriffswahrscheinlichkeit für den Zugriffstyp zweiter Art nur dann wenn eine Ablehnungsmeldung verschickt wurde über den Broadcast- oder Verteilkanal an alle Terminals gesendet wird.Different access probabilities are used in order to Treat wishes. If the terminal after a defined time after Sending a piece of data for the first time sends a preamble is the first access type Type before (first access probability). If the terminal after sending a Preamble has received a rejection message, this means a type of access of the second type (second access probability). If the terminal within the defined time After sending a piece of data again sends a preamble, there is an access type third type before (third access probability). If the terminal after sending a preamble and gradual increase in transmission power up to one Maximum transmit power (power ramping) is neither an assignment or a rejection message received, there is a fourth type of access (fourth access probability). How already mentioned, the access probabilities for the access types first, third and fourth types periodically via the broadcast or distribution channel to all terminals sent, while the access probability for the access type second type only if a rejection message was sent via the broadcast or distribution channel to all terminals is sent.

Ist z. B. die Interferenz oder Verkehrslast zu hoch, sendet die Basisstation eine Ablehnungsmeldung (NACK) an mindestens ein Terminal. Über den schon erwähnten Broadcast- oder Verteilkanal wird außerdem eine Information über den Parameter P_II für die Terminals gesendet, die nach Aussenden ihrer Präambel die Ablehnungsmeldung (NACK) erhalten haben. Die Basisstation wählt in diesem Fall die Zugriffswahr scheinlichkeit P_II kleiner als die Zugriffswahrscheinlichkeit P_I. Hierbei können die Parameter P_II für jede mit einer Ablehnungsmeldung quittierte Präambel unterschiedliche Werte aufweisen.Is z. For example, if the interference or traffic load is too high, the base station sends a rejection message (NACK) to at least one terminal. Information about parameter P _II is also sent via the previously mentioned broadcast or distribution channel for the terminals which have received the rejection message (NACK) after sending their preamble. In this case, the base station chooses the access probability P _II less than the access probability P _I. Here, the parameters P _II can have different values for each preamble acknowledged with a rejection message.

Die von der Basisstation festgelegte Zugriffswahrscheinlichkeit P_II ist dagegen höher als die Zugriffswahrscheinlichkeit P_I, wenn eine hohen Auslastung für die Signalverarbeitung bestimmter Schaltungsteile der Basisstation beim Empfang von dedizierten und RACH- Kanälen vorliegt.The access probability P _II determined by the base station, on the other hand, is higher than the access probability P _I if there is a high load on the signal processing of certain circuit parts of the base station when receiving dedicated and RACH channels.

Ist der Pegel beim Präambelempfang gegenüber den übrigen Empfangspegeln unvertretbar hoch, dann setzt die Basisstation die Zugriffswahrscheinlichkeit P_II auf einen deutlich kleineren Wert als die Zugriffswahrscheinlichkeit P_I, weil der zu hohe Pegel schon zu einer merklichen Empfangsstörung in der Basisstation geführt hat. Ein unvertretbar hoher Präambelempfangspegel kann vorliegen, wenn sich eine Terminal sehr nah an der Basisstation befindet. If the level of preamble reception is unacceptably high compared to the other reception levels, then the base station sets the access probability P _II to a significantly lower value than the access probability P _I because the too high level has already led to a noticeable reception disturbance in the base station. An unacceptably high preamble reception level can exist if a terminal is very close to the base station.

Der Vorteil der Verwendung unterschiedlicher Zugriffswahrscheinlichkeiten zu jeweils einer Präambel liegt in der jeweils individuellen Anpassung an die jeweilige Situation für jedes Terminal und führt zu einer Reduktion der Zugriffszeit. Dadurch dass die Zugriffs wahrscheinlichkeit P_II nur nach Ausenden einer Ablehnungsmeldung (NACK) abgesetzt wird, ergibt sich eine geringere Signalisierungslast auf dem Broadcast- oder Verteilkanal. Hierbei wird aber nicht auf eine individuelle Behandlung der jeweiligen Ursachen für das Aussenden der Ablehnungsmeldung verzichtet.The advantage of using different access probabilities for each preamble lies in the individual adaptation to the respective situation for each terminal and leads to a reduction in access time. Because the access probability P _{II is} only issued after a rejection message (NACK) has been sent, there is a lower signaling load on the broadcast or distribution channel. However, individual treatment of the respective causes for sending out the rejection message is not waived.

Claims

1. The wireless network, characterized by at least one base station and a plurality of assigned terminals for exchanging user data and control data, which are respectively provided for emitting a frequency dependent on a first access probability reservation message for allocating transmission capacity for at least one data packet to the associated base station characterized ,
that the further transmission of a reservation message received at least once by the base station is dependent on at least one further access probability and
that the base station is only intended to transmit the further access probability after the transmission of a complete data packet has been rejected.

2. Wireless network according to claim 1, characterized, that the data packet comprises a preamble and a data part and that sending a preamble is a reservation request from a terminal.

3. Wireless network according to claim 2, characterized, that the terminal after receiving an assignment message to send the Data part of the data packet is provided.

4. Wireless network according to claim 1, characterized in
that a terminal is provided for the first transmission of a reservation message if the first access probability specified by the base station is greater than a random value formed in the respective terminal, and
that a terminal is provided for sending a reservation message received at least once by the base station if the further access probability specified by the base station is greater than a random value formed in the respective terminal.

5. Wireless network according to claim 4, characterized, that the base station only sends out a second access probability is provided if a rejection notification has previously been sent.

6. Wireless network according to claim 4, characterized in
that the base station is provided for the periodic transmission of the first, a third and a fourth access probability and
that a terminal is provided for comparing the first access probability with a random value formed in the respective terminal if the terminal wants to send a reservation message again after a defined period of time,
that a terminal is provided for comparing the third access probability with a random value formed in the respective terminal if the terminal wishes to send a reservation message again during the defined period, and
that a terminal for comparing the fourth access probability with a random value formed in the respective terminal is provided if, after a gradual increase in the transmission power up to a maximum value and repeated transmission of the reservation message, it has received neither an allocation message nor a rejection message.

7. base station in a wireless network with a plurality of assigned terminals for the exchange of user and control data and for sending a reservation message dependent on a first access probability for assigning transmission capacity for at least one data packet to the base station, characterized in that
that the further transmission of a reservation message received at least once by the base station is dependent on at least one further access probability and
that the base station is only intended to transmit the further access probability after the transmission of a complete data packet has been rejected.

8. Terminal in a wireless network with at least one base station and further assigned terminals for exchanging user and control data and for sending a reservation message dependent on a first access probability for assigning transmission capacity for at least one data packet to the assigned base station, characterized in that
that the further transmission of a reservation message received at least once by the base station is dependent on at least one further access probability and
that the terminal for receiving the further access probability is only provided after a complete data packet has been rejected.