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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung der Mehrkanal- oder
Multimedia-Datenübertragung von
einer Mobilstation zum Netz, speziell in einem GSM-Mobiltelefonsystem,
das auch unter der Bezeichnung GERAN-GSM/EDGE Radio Access Network (GSM/EDGE-Funkzugangsnetz)-bekannt ist.
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In
früheren
Ausführungsformen
des GSM wird die Kanalcodierung, die in der Aufwärtsstrecke verwendet werden
soll, vom Netz gewählt.
Dies gilt sowohl im Fall der Auswahl des Codec-Modus für den Adaptive Multi-Rate
(AMR)-Sprachcodec als auch im Fall der Auswahl des Codierschemas
für GPRS
und EGPRS. Die Auswahl erfolgt auf der Grundlage des Zustands der
Aufwärtsstrecke – das heißt, des Übertragungsweges
von der Mobilstation zum Netz – und
wird an die Mobilstation signalisiert. Befindet sich die Aufwärtsstrecke
in einem guten Zustand, können
große
Datenmengen übertragen
werden. Die Mobilstation war an der Definition des Kanalcodierschemas,
das in der Aufwärtsstrecke
benutzt werden sollte, nicht beteiligt.
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In
früheren
Ausführungsformen
des GSM/GPRS ist die Kommunikation zwischen einem Netz und einer
Mobilstation als ein einzelner Datenblockstrom oder eine Mehrzahl
von Datenblockströmen
(TBF, Temporary Block Flow) definiert, wobei ein Datenblockstrom
TBF eine Reihe von Prozeduren ist, die Protokolle für die Datenübertragung,
die Datenbestätigung
etc. definieren. Zu einem beliebigen Zeitpunkt ist es lediglich
einem Datenblockstrom TBF erlaubt, Daten in der Aufwärtsstrecke
zu übertragen.
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Das
Netz würde
an die Mobilstation ein USF-Signal (USF = Uplink State Flag, Kennzeichen
für den Zustand
der Aufwärtsstrecke)
senden. Dieses Signal informiert die Mobilstation darüber, welcher
Datenblockstrom TBF die Erlaubnis erhält, den Funkkanal zu nutzen.
Die Mobilstation war an der Definition des Datenblockstroms TBF,
dem die Übertragung
von Daten erlaubt wurde, nicht beteiligt. Dies kann vom Netz abgewickelt
werden, weil in einem einzelnen Funk-Datenblock immer nur ein Datenblockstrom
TBF übertragen
werden kann.
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Eine
Verbesserung des GSM-Dienstes neueren Datums ist die vorgeschlagene
FLO (Flexible Layer One, flexible Schicht 1) – Technologie. Diese Verbesserung
wird es erlauben, Daten, die zu verschiedenen Datenblockströmen TBF
gehören,
in einem einzigen Funk-Datenblock von der Mobilstation an das Netz
zu übertragen.
Beispielsweise könnten
die verschiedenen Datenblockströme
TBF Sprachdaten, Steuerungsdaten, einer Bilddatei, Videodaten, den
Daten eines interaktiven webbasierten Dienstes oder nicht identifizierten
Nutzerdaten für
die Übertragung
durch das Netz entsprechen. Jeder dieser Datentypen wird eine definierte
Priorität
aufweisen sowie eine tolerierte Laufzeitverzögerung. Wenn beispielsweise
eine statische Bilddatei übertragen
wird, ist es wichtig, dass alle Daten empfangen werden, aber es
ist von relativ geringer Bedeutung, ob die gesamte Datei eine lange
Zeit benötigt,
bevor sie an ihrem Bestimmungsort ankommt. Dagegen ist es bei der Übertragung
von Sprachdaten wichtig, dass die Daten mit einer möglichst
geringen Verzögerung
eintreffen, während
der gelegentliche Verlust einiger Daten eher unbedeutend ist. Die
Steuerungssignalisierung zwischen der Mobilstation und dem Netz
dagegen muss sowohl schnell als auch völlig exakt empfangen werden.
Vergleichbare Kriterien könnten
auch für
andere Arten von Daten definiert werden.
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Beispielsweise
können
Steuerungsdaten, Sprach- und Videodaten zusammen in einem einzigen Funk-Datenblock
gebündelt (gemultiplext)
werden und können
alle Datentypen die Anforderungen an Qualität und rechtzeitige Zustellung
erfüllen.
Falls sich die Qualität
der Aufwärtsstrecke
verschlechtert, ist es unter Umständen nicht mehr möglich, alle
diese Arten von Daten gemeinsam zu übertragen. Es muss eine Entscheidung
getroffen werden, ob beispielsweise lediglich noch die Steuerungsdaten,
die Steuerungsdaten und die Videodaten oder die Steuerungsdaten
und die Sprachdaten übertragen
werden.
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In
bekannten Versionen des Flexible Layer One FLO sendet der Sender,
zusammen mit den Daten, ein TFCI (Transport Format Combination Indicator,
Transportformatkombinations-Indikator)-Signal an den Empfänger, um diesen über eine
bestimmte Transportformatkombination (TFC, Transport Format Combination),
also eine Kombination von Datentypen, die während der Übertragung verwendet wurde,
zu informieren. Ein wesentlicher Nachteil dieses Systems ist, dass
die von der Mobilstation zu verwendende Transportformatkombination
TFC von dem Netz nicht gewählt
werden kann, da das Netz die Datentypen sowie die Menge der Daten
jedes Typs nicht kennt, die die Mobilstation übertragen muss. Dementsprechend
ist es wünschenswert, dass
die Mobilstation in die Entscheidung über das zu verwendende Datenübertragungsformat
mit eingebunden wird.
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Im
UTRAN-System unterliegt die Planung der Daten in der Aufwärtsstrecke
der Kontrolle durch die Mobilstation. Nähere Einzelheiten hierzu finden
sich in 3GPP TS 25.133, 3GPP TS 25.321 und 3GPP TS 25.331, die auf
der Internet-Seite www.3gpp.org zur Verfügung stehen. Die Mobilstation übernimmt
die dynamische Kontrolle der Formatierung in der Aufwärtsstrecke,
wenngleich die Basisstation die Möglichkeit hat, die Auswahl,
die der Mobilstation zur Verfügung
steht, in einer halb-statischen Art und Weise zu begrenzen. Die in
der Aufwärtsstrecke
zu verwendende Transportformatkombination TFC hängt in einem gewissen Umfang von
den Bedingungen im Funkkanal ab. Das System ist derart ausgelegt,
dass die Basisstation von allen Mobilstationen den gleichen Signalpegel
empfängt.
Sprache, Daten und andere Dienste stellen unterschiedliche Anforderungen
an die Leistung, die in einem festgelegten Empfangssignalpegel berücksichtigt
sein können. Die
von der Mobilstation abgestrahlte Leistung wird mithilfe einer Rückkopplungsschleife
so angepasst, dass der Empfangssignalpegel an der Basisstation (BTS,
Base Transceiver Station, oder Knoten B) annähernd konstant und gleich einem
Wert, der vom Netz festgesetzt wurde, bleibt. Im UTRAN-System kann
diese Rückkopplungsschleife
mit einer Geschwindigkeit von 1500 Hz arbeiten. Dadurch wird die
Mobilstation in die Lage versetzt, anhand der vom Netz angeordneten
Sendeleistung einen Schätzwert
zu den Bedingungen in der Aufwärtsstrecke
zu beschaffen, was eine effektive Anpassung der Transportformatkombination
TFC an die Bedingungen in der Aufwärtsstrecke ermöglicht.
Die entsprechende Rückkopplungsschleife
im GSM/GERAN arbeitet jedoch nur mit 2 Hz. Dies ist zu langsam,
um die Transportformatkombination TFC effektiv an die Bedingungen
in der Aufwärtsstrecke
anpassen zu können.
Demzufolge kann ein System, das dem im UTRAN-System verwendeten
System vergleichbar ist, im GSM/GERAN-System nicht eingesetzt werden.
Ein Kriterium, das auf der geschätzten
Sendeleistung der Mobilstation beruht, wie es für das UTRAN-System benutzt wird, ist zwar für ein CDMA-System
geeignet (in dem die Leistung eine gemeinsam genutzte Ressource
ist), funktioniert jedoch in einem TDMA-System wie GSM/GERAN nicht.
Demnach müssen
für das
GSM/GERAN-System andere Kriterien definiert werden, damit die Mobilstation
entscheiden kann, ob eine Transportformatkombination TFC für die Verwendung
zur Verfügung
steht oder nicht.
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Die
vorliegende Erfindung sucht entsprechend nach einem Verfahren, wie
ein effektiver Mechanismus bereitgestellt werden kann, mit dessen
Hilfe die Mobilstation eine geeignete Transportformatkombination
TFC basierend auf den Bedingungen in der Aufwärtsstrecke auswählen kann.
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Für den Flexible
Layer One (FLO)-Betrieb im GSM/GERAN ist in 3GPP vereinbart worden,
dass die in der Aufwärtsstrecke
zu verwendende Transportformatkombination TFC durch die Mobilstation
ausgewählt wird.
Damit jedoch in jedem Übertragungszeitintervall
(TTI, Transmission Time Interval) die optimale Transportformatkombination
TFC ausgewählt
werden kann, muss die Mobilstation über einen Schätzwert zu
den Bedingungen im Funkkanal verfügen, beispielsweise das Kanal-Störsignal-Verhältnis (CIR,
Channel-to-Interference Ratio). Das Problem hierbei ist, dass die
Funkkanalbedingungen in der Aufwärtsstrecke
der Mobilstation nicht bekannt sind, sondern lediglich dem Netz.
Aus diesem Grunde ist in dem für
diese Anwendung für
GERAN vorgeschlagenen Algorithmus die Mobilstation auf Unterstützung durch
das Netz angewiesen, um eine Auswahl treffen zu können.
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Ein
in etwa vergleichbares Schema für
die Anwendung in UTRAN-Kommunikationssystemen
ist in Tdoc R1-02-1277, vorgestellt auf dem TSG-RAN WG1 #29 Meeting
im November 2002, beschrieben, das im Internet unter www.3gpp.org
zur Verfügung
steht.
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In
der internationalen Patentanmeldung WO 00/28760 A2 ist ein System
beschrieben, in dem die zulässigen
Transportformatkombinationen von dem Netz ausgewählt und einer Mobilstation
bekannt gegeben werden.
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Die
Mobilstation kann unter Umständen
eine Änderung
der zulässigen
Transportformatkombinationen anfordern, die das Netz wahlweise zulassen
kann.
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In
dem US-amerikanischen Patent 6.181.686 wird ein Messwert der Qualität der Aufwärtsstrecke
an die Mobilstation gesendet. Die Mobilstation kann diese Information
dazu verwenden zu entscheiden, ob eine Änderung des Datenübertragungsmodus
erforderlich ist.
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Die
US-amerikanische Patentanmeldung 202/0164980 beschreibt eine Funkkommunikationsvorrichtung
mit einer flexibel konfigurierbaren Schicht über Transportkanäle.
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Die
Erfindung stellt dementsprechend in einem Mobilfunkkommunikationssystem,
welches ein Netz und mindestens eine Mobilstation umfasst, ein Verfahren
zum Auswählen
einer Transportformatkombination TFC, die für die Datenübertragung von der Mobilstation
an das Netz über
einen Kanal mit veränderbarer
Qualität
verwendet werden soll, bereit. Dieses Verfahren beinhaltet die folgenden
Schritte im Netz:
- a) Definieren eines Satzes
möglicher
Transportformatkombinationen TFC;
- b) Berechnen einer erforderlichen Kanalqualität für die effektive
Nutzung jeder der Transportformatkombinationen TFC;
- c) Anzeigen der Transportformatkombinationen TFC und der erforderlichen
Kanalqualitätswerte
für die
Mobilstation;
- d) Berechnen einer tatsächlich
vorhandenen Qualität
des Kanals mit veränderbarer
Qualität;
und
- e) Anzeigen der tatsächlich
vorhandenen Qualität
des Kanals mit veränderbarer
Qualität
für die
Mobilstation; sowie an der Mobilstation:
- f) Speichern der Transportformatkombinationen TFC und der zugehörigen erforderlichen
Kanalqualitätswerte;
- g) Empfangen der Anzeige der tatsächlich vorhandenen Kanalqualität;
- h) Auswählen
einer der Transportformatkombinationen TFC, deren Anforderungen
an die Kanalqualität nicht über der
tatsächlich
vorhandenen Kanalqualität
liegen; und
- i) Informieren des Netzes über
die ausgewählte
Transportformatkombination TFC;
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anzeige der tatsächlich
vorhandenen Kanalqualität
des Kanals mit veränderbarer
Qualität
mittels Inband-Signalisierung an die Mobilstation übermittelt
wird, wobei die Anzeige der tatsächlich
vorhandenen Kanalqualität
des Kanals mit veränderbarer
Qualität
in jedem Funk-Datenblock in der Abwärtsstrecke enthalten ist, und
zwar an Datenpositionen, die normalerweise für den Transport von Nutzerinformationen
zugewiesen sind.
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Der
Schritt (h) des Auswählens
einer der Transportformatkombinationen TFC kann unter Umständen unter
Berücksichtigung
des Typs der Daten, die von der Mobilstation übertragen werden sollen, erfolgen.
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Die
Transportformatkombinationen TFC ermöglichen vorzugsweise die Übertragung
von Datenblöcken,
wobei in jedem Datenblock jeweils Daten unterschiedlicher Datenblockströme TBF enthalten
sind.
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Die
Berechnung der tatsächlich
vorhandenen Kanalqualität
des Kanals mit veränderbarer
Qualität kann
in regelmäßigen Abständen während der
laufenden Datenübertragung
erfolgen.
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Die
relative Kanalqualität
kann als die minimal erforderliche Kanalqualität berechnet werden, sodass Daten,
die über
den Kanal übertragen
werden, mit einer Fehlerrate unterhalb eines definierten Schwellenwertes
empfangen werden.
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Der
Schritt (c) des Anzeigens der Transportformatkombinationen TFC und
der erforderlichen Kanalqualität
für die
Mobilstation kann folgende Schritte beinhalten:
- (c1)
Einordnen der Transportformatkombinationen TFC in eine Rangfolge
gemäß den entsprechenden
Anforderungen an die Kanalqualität;
und
- (c2) Anzeigen der Rangstufe (TFCI) jeder Transportformatkombination
TFC zusammen mit den Transportformatkombinationen selbst für die Mobilstation.
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Der
Schritt (c2) des Anzeigens der Rangstufe jeder Transportformatkombination
TFC kann beinhalten, dass die Transportformatkombinationen selbst
nach Rangstufen geordnet in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge
angezeigt werden.
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Der
Schritt des Anzeigens der tatsächlich
vorhandenen Kanalqualität
des Kanals mit veränderbarer Qualität umfasst
das Anzeigen der Rangstufe der Transportformatkombination TFC mit
den höchsten
Anforderungen an die Kanalqualität,
die auf dem Kanal in der gegebenen Qualität effektiv eingesetzt werden
könnte.
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Die
Rangstufe kann als ein absoluter Wert angegeben werden. Alternativ
kann die Rangstufe auch als ein relativer Wert angegeben werden,
bei dem es sich um einen Versatz gegenüber einem vorherigen Wert der Rangstufe
handelt.
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Die
vorliegende Erfindung stellt darüber
hinaus ein Kommunikationssystem bereit, das dafür ausgelegt ist, gemäß dem beschriebenen
Verfahren betrieben zu werden. Ferner stellt die vorliegende Erfindung
ein Netz bereit, das dafür
ausgelegt ist, in einem solchen Kommunikationssystem betrieben zu
werden. Außerdem
stellt die vorliegende Erfindung eine Mobilstation bereit, die dafür ausgelegt
ist, in einem solchen Kommunikationssystem betrieben zu werden.
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Die
vorstehend beschriebenen sowie weitere Merkmale, Eigenschaften und
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher anhand der
folgenden Beschreibung bestimmter Ausführungsformen, die lediglich beispielhaften
Charakter haben, sowie bei Betrachtung der beigefügten Zeichnungen,
wobei:
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1 schematisch
die Zuordnung von Transportformatkombinations-Indikatoren TFCI zu
Transportformatkombinationen TFC darstellt und wobei die Angabe
eines TFCI einen Bereich zulässiger
TFCs definiert;
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2 die
Ergebnisse von Simulationen darstellt, die einen Vergleich des Durchsatzes
von Nutzerdaten für
verschiedene alternative Signalisierungsverfahren gemäß bestimmten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung darstellen, wobei der Betrieb im bestätigten Modus (Acknowledged
Mode, AM) der Funkverbindungskontrolle (RLC, Radio Link Control)
angenommen wird;
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3 die
Ergebnisse von Simulationen darstellt, die einen Vergleich der SDU
FER (Service Data Unit Frame Erasure Rate, Übertragungsrahmen-Auslöschungsrate
der Dienstdateneinheit) für
verschiedene alternative Signalisierungsverfahren gemäß bestimmten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung darstellen, wobei der Betrieb im bestätigten Modus
der Funkverbindungskontrolle RLC angenommen wird;
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4 die
Ergebnisse von Simulationen darstellt, die einen Vergleich des Durchsatzes
von Nutzerdaten für
verschiedene alternative Signalisierungsverfahren gemäß bestimmten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung darstellen, wobei der Betrieb im unbestätigten Modus
(Unacknowledged Mode, UM) der Funkverbindungskontrolle RLC angenommen
wird;
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5 die
Ergebnisse von Simulationen darstellt, die einen Vergleich der Übertragungsrahmen-Auslöschungsrate
der Dienstdateneinheit SDU FER für
verschiedene alternative Signalisierungsverfahren gemäß bestimmten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung darstellen, wobei der Betrieb im unbestätigten Modus
der Funkverbindungskontrolle RLC angenommen wird; und
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6 schematisch
ein derzeitiges Format eines Funk-Datenblocks für den Flexible Layer One FLO vor
dem Vorgang des Interleavings sowie ein neues Format, welches eine
mögliche
Position der Inband-Bits angibt, gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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Ein
Beispiel für
die Erfindung wird im Folgenden grundlegend beschrieben. Hintergrundinformationen zur
TFC-Auswahl sind in 3GPP TR 45.902, vorgestellt auf dem 3GPP TSG
GERAN#15 Meeting im Juni 2003, enthalten, das auf der Internet-Seite
www.3gpp.org zur Verfügung
steht.
- 1. Das Netz konfiguriert eine Reihe
möglicher
Dienstmixe – Transportformatkombinationen
(TFC) – und
signalisiert diese an die Mobilstation. Bei der Definition des Satzes
von Transportformatkombinationen (TFCS, Transport Format Combination
Set) werden die Transportformatkombinationen TFC gemäß den Funkbedingungen
oder der Signalqualität,
die für
die Erreichung der vorgegebenen Dienstgüte notwendig sind/ist, in Rangstufen
eingeordnet. So könnte
beispielsweise die Anforderung lauten, dass unter den aktuellen
Funkbedingungen die auf allen Transportkanälen (TrCH, Transport Channel) übertragenen
Transport-Datenblöcke, die
in der Transportformatkombination TFC enthalten sind, mit einer
Blockfehlerrate (BLER, Block Error Ratio) niedriger als ein vorgegebener
Wert, beispielsweise 1 %, empfangen werden. Entsprechend gilt: Je
höher der
Transportformatkombinations-Indikator TFCI, desto besser muss die
Qualität
der Funkstrecke sein. Dies lässt
sich beispielsweise in dem Empfangssignalpegel (RXLEV), der Bitfehlerwahrscheinlichkeit
(BEP, Bit Error Probability), der Blockfehlerrate (BLER) auf den
verschiedenen Transportkanälen
TrCH oder anderen Parametern ausdrücken.
- 2. Die Rangfolge wird der Mobilstation beim Verbindungsaufbau
durch die Reihenfolge mitgeteilt, in der sie in der Zuweisungsnachricht
signalisiert werden: die Transportformatkombinationen TFC werden
in der Zuweisungsnachricht in aufsteigender Reihenfolge nach der
Qualität,
die die Verbindung jeweils erfordert, signalisiert. Es wurde vereinbart,
im GERAN-System denselben Mechanismus zu verwenden, der auch im UTRAN-System zum Einsatz
kommt, und bei dem die Transportformatkombinations-Indikatoren TFCI
nicht explizit in den Konfigurationsnachrichten signalisiert werden,
sondern den Transportformatkombinationen TFC in der Reihenfolge
zugewiesen werden, in der sie von der Mobilstation in einer Schicht-3-Nachricht empfangen
werden, wenngleich dies keine zwingende Anforderung der vorliegenden
Erfindung ist. Beispielsweise wird der ersten zu signalisierenden
Transportformatkombination TFC ein Transportformatkombinations-Indikator
TFCI=0 zugewiesen, einer zweiten TFC einen TFCI=1 etc. Mit diesem
Mechanismus werden, wenn die Transportformatkombinationen TFC in
aufsteigender Reihenfolge nach der erforderlichen Qualität der Verbindung
signalisiert werden, denjenigen Transportformatkombinationen, die
bessere Kanalbedingungen erfordern, höhere TFCIs zugewiesen.
- 3. Basierend auf der vom Basisstations-Subsystem (BSS, Base
Station Subsystem) durchgeführten
Messung bestimmt das Netz in regelmäßigen Abständen während einer Verbindung die
höchste
zulässige Transportformatkombination
TFC, die die TFC mit der höchsten
Funkstreckenqualität
darstellt, welche unter den gegebenen Funkbedingungen die Dienstgütekriterien
erfüllen
würde.
- 4. Das Netz sendet in der Abwärtsstrecke die Anzeige einer
solchen Transportformatkombination TFC, beispielsweise indem es
den zugehörigen
Transportformatkombinations-Indikator TFCI signalisiert.
- 5. Die Mobilstation darf nur solche Transportformatkombinationen
TFC verwenden, deren Transportformatkombinations-Indikator TFCI
nicht höher
ist als der TFCI der höchsten
zulässigen
TFC, die von dem Netz angegeben wird. Einige dieser Transportformatkombinationen
TFC können
unter Umständen
der Verwendung für
die Signalisierung höherer
Schichten vorbehalten sein. In diesem Fall werden sie von der Medienzugriffssteuerungs
(MAC, Medium Access Control) – Schicht
nicht als zur Auswahl stehende Kandidaten betrachtet. Anschließend wählt die
Mobilstation die betreffende Transportformatkombination TFC aus,
die für
die Übertragung
in der Aufwärtsstrecke
verwendet werden soll, beispielsweise anhand der Priorität der zur Übertragung
anstehenden Daten sowie anderer Planungskriterien.
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Die
vorliegende Erfindung stellt entsprechend ein Betriebsverfahren
für die Übertragung
von Datenblöcken
bereit, wobei jeder Datenblock jeweils Daten aus verschiedenen Datenblockströmen TBF
enthält
und wobei der Übertragungskanal
von veränderbarer
Qualität
ist. Die Erfindung kommt insbesondere für die Übertragung von Daten von Mobilstationen
durch das GSM- oder das GERAN-System zum Einsatz.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die vom Netz unterstützte Auswahl
einer Transportformatkombination TFC in der Aufwärtsstrecke. Eine Transportformatkombination
definiert die Arten und Datenraten der verschiedenen Datentypen,
die über
einen „Flexible
Layer One" FLO von
einer Mobilstation an das Netz übertragen
werden. Jede Transportformatkombination TFC stellt bestimmte Anforderungen
an Datenrate und Laufzeitverzögerungen,
und dies definiert eine Mindestqualität der Funkbedingungen, die
für die
Verwendung der betreffenden TFC erforderlich ist. Die Transportformatkombinationen
TFC können
je nach den Funkbedingungen, das heißt, entsprechend der Signalqualität in der
Aufwärtsstrecke,
die für
die Verwendung einer bestimmten TFC erforderlich ist, in eine Rangfolge
eingeordnet sein. Wie in 1 dargestellt können diese
in geeigneter Weise mit Transportformatkombinations-Indikatoren
(TFCI) verbunden und nach Wert geordnet sein, wobei eine Transportformatkombination
TFC, die durch einen TFCI mit einer höheren Nummer gekennzeichnet ist,
ein Signal höherer
Qualität
erfordert, um verwendet werden zu können, als es bei einer TFC
mit einem niedrigeren TFCI der Fall ist.
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In
dem dargestellten Beispiel wird angenommen, dass die Signalqualität gerade
ausreichend ist, um die Verwendung der TFC#6 zuzulassen, derjenigen
Transportformatkombination, die durch den Transportformatkombinations-Indikator
TFCI = 5 bezeichnet wird. Da die Transportformatkombinationen TFC#1
bis TFC#5, die durch die TFCI = 0 bis 4 gekennzeichnet sind, jeweils
eine geringere Signalqualität
erfordern als TFC#6, steht auch jede dieser Transportformatkombinationen
zur Verfügung.
Dagegen kann, da die Transportformatkombinationen TFC#7 bis TFC#10,
die durch die TFCI = 6 bis 9 bezeichnet sind, eine höhere Signalqualität erfordern
als TFC#6, keine dieser TFCs verwendet werden. Diese Situation ist
in 1 veranschaulicht, in der die Transportformatkombinationen
in den schattiert umrandeten Kästchen
verfügbar
sind. Beispielsweise kann der TFCI=0 für die TFC#1 stehen, die nur
für den
Transport von Steuerungsnachrichten vorgesehen ist; der TFCI=3 für die TFC#4,
die nur für
den Transport von Konversationsdiensten vorgesehen ist; der TFCI=5 für die TFC#6,
die dafür
vorgesehen ist, Konversationsdienste zu transportieren, die mit
einer geringen Menge interaktiver Daten gemultiplext sind; und der
TFCI=9 für
die TFC#10, die dafür
vorgesehen ist, Steuerungs-Konversationsdienste gemultiplext mit
einem Hintergrunddienst zu transportieren. Natürlich handelt es sich bei diesen
Definitionen lediglich um Beispiele und können andere Definitionen vorgesehen
werden, die von den Arten von Daten, die übertragen werden sollen, sowie
von deren jeweiliger Priorität
abhängen.
Die Anforderungen jeder Transportformatkombination TFC an die Signalqualität in der
Aufwärtsstrecke
können beispielsweise
in dem Empfangssignalpegel (RXLEV), der Bitfehlerwahrscheinlichkeit
(BEP), der Blockfehlerrate (BLER) auf den verschiedenen Transportkanälen TrCH
oder anderen Parametern ausgedrückt
werden.
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Die
Einordnung der Transportformatkombinationen TFC in eine Rangordnung
erfolgt durch das Netz. Die Rangordnung muss der Mobilstation mitgeteilt
werden. Dazu können
die Definitionen der Transportformatkombinationen TFC in aufsteigender
oder absteigender Reihenfolge ihrer Transportformatkombinations-Indikatoren TFCI
an die Mobilstation übertragen
werden, das heißt,
aufsteigend oder absteigend in der Reihenfolge der erforderlichen
Qualität
in der betreffenden Funk-Aufwärtsstrecke,
sodass die Mobilstation die TFC-Definitionen an der korrekten Position
in dem in 1 dargestellten Stapel speichern
kann.
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Im
Betrieb ermittelt eine Komponente des Netzes, beispielsweise das
Basisstations-Subsystem BSS, die aktuellen Funkbedingungen in der
Aufwärtsstrecke.
Dies erfolgt auf eine Art und Weise, die dem Fachmann auf diesem
Gebiet der Technik bekannt ist. Das Netz ermittelt die Transportformatkombination
TFC des Wertes des Zeigers 10, der die höchste zulässige TFC angibt, die unter
den herrschenden Funkkanalbedingungen effektiv übertragen werden kann. Das
Netz sendet diesen Transportformatkombinations-Indikator TFCI in
der Abwärtsstrecke
an die Mobilstation. Diese Übertragung
kann mithilfe eins der Verfahren erfolgen, die an späterer Stelle
noch beschrieben werden.
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Das
Netz – üblicherweise
in der Basisstation (BTS, Base Transceiver Station) – berechnet
die höchstzulässige Transportformatkombination
TFC, indem auf die gemessenen Werte, die die Qualität der Funkübertragung
repräsentieren,
ein Algorithmus angewandt wird. Beispielsweise können die Messwerte etwa den Empfangssignalpegel
(RXLEV), die Bitfehlerwahrscheinlichkeit (BEP) oder die Blockfehlerrate
(BLER) darstellen. Diese Berechnung kann durch die Medienzugriffssteuerungs
(MAC)-Schicht der Basisstation durchgeführt werden, das heißt, durch
den Teil der Steuerungs-Software
an der Basisstation, der zum Steuern der Signalisierung an die Mobilstation
dient.
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Die
Basisstation kann ähnliche
Berechungen durchführen,
um die in der Abwärtsstrecke,
das heißt
für Übertragungen
an die Mobilstation, zu verwendende Transportformatkombination TFC
zu ermitteln. Die für
diese Berechnung erforderlichen Messwerte müssen von der Mobilstation bereitgestellt
werden, um die Funkbedingungen – die
Signalqualität – in der
Abwärtsstrecke
anzuzeigen.
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Danach
kann die Mobilstation frei aus den zulässigen – den in dem Beispiel in 1 mit
schattiertem Rand dargestellten – Transportformatkombinationen
TFC wählen.
Wie schon an früherer
Stelle angesprochen, stellt jede Transportformatkombination TFC
typischerweise eine andere Kombination der Übertragung für verschiedene
Datentypen in einzelnen Funk-Datenblöcken bereit. Die Mobilstation
wählt diejenige
Transportformatkombination TFC aus, die dem Typ, der Menge und der
Priorität
der zu übertragenden
Daten am besten entspricht. Diese Auswahl erfolgt in der Regel durch
die Medienzugriffssteuerungs (MAC)-Schicht der Mobilstation, die
Bestandteil der in der Mobilstation gespeicherten Software ist,
welche ihre Funktion definiert. Anschließend sendet die Mobilstation
eine Information über
die Transportformatkombination TFC, die sie verwenden wird, an das
Netz.
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Das
von dem Netz verwendete Signalisierungsverfahren sollte in den 3GPP-Standards
enthalten sein, um Kompatibilität
zwischen Mobilstationen und Netzeinrichtungen unterschiedlicher
Hersteller zu gewährleisten.
Die Regeln und Kriterien, die von der Medienzugriffssteuerungs (MAC)-Schicht
zugrunde gelegt werden, sollten ebenfalls standardisiert sein.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verfahren, die eingesetzt
werden, um die höchste zulässige Transportformatkombination
TFC an die Mobilstation zu signalisieren. Die vorliegende Erfindung stellt
zahlreiche alternative Verfahren bereit für die Signalisierung des TFCI-Wertes, der die höchste zulässige TFC
anzeigt, an die Mobilstation.
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Drei
hauptsächliche
Verfahren, wie das Netz den Wert des Transportformatkombinations-Indikators TFCI,
der die höchste
zulässige
Transportformatkombination TFC angibt, an die Mobilstation signalisiert,
sind: Inband-Signalisierung; Verwenden von Bits aus dem SACCH-Kanal
(Slow Associated Control CHannel, langsamer zugeordneter Steuerkanal),
die dem dedizierten Verkehrskanal zugeordnet sind; und Verwenden
eines neuen Signalisierungskanals, der mit dem langsamen zugeordneten
Steuerkanal SACCH mit integrierter verbesserter Leistungsregelung
SACCH/TP verknüpft
ist und den EPCCH-Kanal (Enhanced Power Control CHannel, erweiterter
Leistungsregelungskanal) ersetzt. Jede dieser Alternativen wird
separat, jeweils zusammen mit alternativen Möglichkeiten zur Mitteilung
des Transportformatkombinations-Indikators TFCI entweder als absoluter
Wert oder als relativer Wert, erläutert.
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„Inband-Signalisierung" bedeutet, dass der
Transportformatkombinations-Indikator TFCI, der dem Wert des TFCI
entspricht, welcher die höchste
zulässige
Transportformatkombination TFC angibt, in jedem Funk-Datenblock in der
Abwärtsstrecke
enthalten ist, und zwar an Datenpositionen, die normalerweise für den Transport
von Nutzerinformationen, beispielsweise Sprach- oder Videosignalen,
zugewiesen sind. Alle 20 Millisekunden wird ein Funk-Datenblock
gesendet. Die Inband-Signalisierung zu nutzen hat den Vorteil, dass
alle 20 Millisekunden ein neuer TFCI-Wert, der die höchstzulässige TFC angibt, an die Mobilstation
signalisiert werden könnte,
womit die Anpassung an die Bedingungen in der Aufwärtsstrecke
sehr schnell erfolgen könnte. Ein
Nachteil dieser Anordnung ist allerdings, dass durch die Signalisierung
in jedem Funk-Datenblock Funkressourcen belegt werden, was zu einer
Minderung der Leistung führt.
Beispielsweise ist ein höheres
Träger-Störsignal-Verhältnis (CIR,
Carrier to Interference Ratio) erforderlich, damit die in dem Funk-Datenblock übertragenen
Transport-Datenblöcke
dieselbe Blockfehlerrate (BLER) erzielen.
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Für bestimmte
Anwendungen ist die schnelle Anpassung des TFCI-Wertes, der die höchstzulässige Transportformatkombination
TFC angibt, unter Umständen
nicht erforderlich, sodass die Inband- Signalisierung zu einer unnötigen Verschwendung
von Ressourcen führen
würde.
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Ein
möglicher
Kompromiss könnte
darin bestehen, die Bits des Wertes des Zeigers 10, der die höchste zulässige TFC
angibt, auf mehrere Funk-Datenblöcke
zu verteilen. Nimmt man an, dass eine codierte TFCI-Sequenz aus
N Bits besteht, und dass n von diesen Bits in jedem Funk-Datenblock übertragen
werden, dann ergibt sich als Anpassungsintervall (also die Zeit,
die für
das Übertragen
eines neuen Wertes für
den TFCI benötigt
wird):
[N/n] × 20
ms, das heißt
r × 20
ms, wobei (r-1)·n < N ≤ r·n ist
und r eine ganze Zahl ist.
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Für die Zwecke
der vorliegenden Beschreibung soll angenommen werden, dass N immer
gleich der Anzahl der codierten Bits ist, die dem 5-Bit-TFCI entsprechen
(beispielsweise 36 Bits im Fall von GMSK Full-Rate-Kanälen); es
könnte
jedoch auch entschieden werden, dass N gleich der Größe des in
der Abwärtsstrecke
verwendeten Transportformatkombinations-Indikators TFCI sein soll.
Bezüglich
des Wertes von n ist eine mögliche
Anordnung, dass nur zwei Bits aus jedem Funk-Datenblock „gestohlen" werden (n = 2).
Das bedeutet, dass 18 Funk-Datenblöcke benötigt werden, um einen mit 36
Bits codierten Transportformatkombinations-Indikator TFCI zu übertragen,
das entspricht 360 Millisekunden. Alternativ könnten entweder 6 oder 8 Bits aus
jedem Funk-Datenblock „gestohlen" werden. Dies würde die
Signalisierung beschleunigen.
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Bei
den GMSK Full-Rate-Kanälen
ließe
sich der Fall von n = 8 auch erzielen, indem zwei Bits aus jedem
Funk-Signalpaket gestohlen werden. Diese beiden Bits könnten – beispielsweise – die Bits
neben dem TSC sein (d. h. die Stealing-Flags). Dies würde jedoch
einige Änderungen
an dem derzeitigen Interleaving-Algorithmus für den Flexible Layer One (FLO)
notwendig machen.
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Die
Inband-Signalisierung hat den Nachteil, dass weniger Bits in einem
Funk-Datenblock genutzt werden, um Nutzdaten zu transportieren,
und dass daher die Leistung der physikalischen Schicht in gewisser
Weise verschlechtert wird. Wenn jedoch die Anzahl der Bits, die
zum Signalisieren des TFCI-Wertes, der die höchstzulässige Transportformatkombination
TFC angibt, verwendet werden, gering ist, dann bleibt diese Verschlechterung
begrenzt.
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6 zeigt
schematisch ein derzeitiges Format eines Funk-Datenblocks für den Flexible
Layer One FLO vor dem Vorgang des Interleavings sowie das neue Format
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, welches eine mögliche Position der Inband-Bits
angibt. Die Nutzerdaten sind die Bit-Kette, die sich aus dem Algorithmus
für die
Datenratenanpassung ergibt.
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Eine
alternative Anordnung zum Signalisieren des Wertes des Zeigers 10,
der die höchstzulässige Transportformatkombination
TFC angibt, an die Mobilstation, ist das Verwenden von Bits aus
dem langsamen zugeordneten Steuerkanal SACCH, die dem dedizierten
Verkehrskanal zugeordnet sind. In einer SACCH-Nachricht stehen derzeit 2 Reserve-Bits
zur Verfügung;
sie sind in dem SACCH-Header enthalten wie in Unterabschnitt 7.1.1
(für den
A/Gb-Modus des GERAN) und 7.1.2 (für den Iu-Modus des GERAN) von
3GPP TS 44.004, im Internet verfügbar
unter www.3gpp-org, dargestellt. Demnach ist jede SACCH-Nachricht
darauf beschränkt,
nur zwei (2) Bits zu transportieren. Andererseits sind für das Signalisieren
des Wertes des Transportformatkombinations-Indikators TFCI in der
Regel fünf
(5) Bits erforderlich (wenn er uncodiert gesendet wird). Es ist
also nicht möglich,
den TFCI-Wert, der die höchstzulässige Transportformatkombination
TFC angibt, in einer einzigen SACCH-Nachricht zu signalisieren.
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Eine
Möglichkeit
könnte
sein, drei (3) SACCH-Nachrichten zu verwenden. In diesem Fall beträgt das Aktualisierungsintervall,
das heißt
die Zeit, die zwischen dem Empfang zweier aufeinander folgender
Befehle vergeht, 3 × 480
ms = 1440 ms.
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Gemäß einer
weiteren Alternative kann der langsame zugeordnete Steuerkanal mit
integrierter verbesserter Leistungsregelung SACCH/TP verwendet werden, ähnlich wie
der bekannte Betrieb mit EPC (Enhanced Power Control, verbesserte
Leitungsregelung). Statt den dazugehörigen EPCCH-Kanal zu nutzen, kann
parallel zu dem EPCCH-Kanal ein neuer Kanal bereitgestellt werden, über den
der Transportformatkombinations-Indikator TFCI, der die höchste zulässige Transportformatkombination
TFC angibt, an die Mobilstation signalisiert wird. In jedem SACCH/TP-Signalpaket
stehen zwölf
(12) Bits zur Verfügung,
und für
die Übertragung
eines Transportformatkombinations-Indikators TFCI werden 36 Bits
benötigt,
wenn dieser codiert ist. Damit wären
drei (3) SACCH-Signalpakete erforderlich, um einen TFCI-Wert zu übermitteln.
Für die
Signalisierung dieser Signalpakete kann zwischen zwei Alternativen
gewählt
werden. Zum einen kann ein neuer Wert für den Transportformatkombinations-Indikator
TFCI, der der höchstzulässigen Transportformatkombination TFC
entspricht, alle drei (3) SACCH-Signalpakete, also alle 360 Millisekunden,
gesendet werden. Dies ergäbe das
kürzeste
Aktualisierungsintervall. Als zweite Möglichkeit kann ein neuer Wert
für den
TFCI, der der höchstzulässigen TFC
entspricht, alle vier (4) SACCH-Signalpakete, also alle 480 Millisekunden,
gesendet werden. Dadurch würde
zwar das Aktualisierungsintervall verlängert, aber es hätte den Vorteil,
dass die Übertragung des
Transportformatkombinations-Indikators
TFCI mit der Dauer eines SACCH-Blocks synchronisiert würde.
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Das
Hauptproblem bei jeder dieser Anordnungen ist ein relativ langes
Aktualisierungsintervall, durch das sich die Bereitstellung eines
TFCI-Wertes, der die höchstzulässige Transportformatkombination
TFC angibt, für
die Mobilstationen verzögern
kann. Wenn die Bedingungen im Kanal sehr kurzfristig schwanken,
ist unter Umständen
ein Anpassungsintervall von 360 Millisekunden zu lang und kann unter
Umständen
die Leistung des Systems unzureichend sein. Ein weiterer Nachteil
der Verwendung des SACCH/TP ist, dass die Enhanced Power Control
EPC nicht zusammen mit dem Flexible Layer One FLO eingesetzt werden
kann. Dies wird zurzeit als ernstzunehmender Nachteil angesehen,
und derartige Anordnungen werden zurzeit nicht bevorzugt.
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Bei
allen vorstehend vorgeschlagenen Schemata besteht das hauptsächliche
Problem in der zeitlichen Verzögerung,
mit der die Basisstation BTS oder eine andere Komponente des Netzes
die Messungen durchführt
und das Netz den Wert des Transportformatkombinations-Indikators
TFCI, der die höchste
zulässige Transportformatkombination
TFC angibt, an die Mobilstation sendet. Die tatsächliche Verzögerung ist
bis zu einem gewissen Grad abhängig
von dem für
die Signalisierung verwendeten Schema. Unter Umständen ist
die Anpassungsgeschwindigkeit zu niedrig, was sich aus einem langen
Aktualisierungsintervall ergibt. Wenn die Bedingungen im Kanal sehr
kurzfristig schwanken, wird die Leistung dieser Prozedur aller Wahrscheinlichkeit nach
nicht sehr gut sein.
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Ein
alternativer Ansatz wäre,
dass, anstatt jedes Mal den vollständigen absoluten TFCI-Wert
zu senden, ein inkrementeller Wert übermittelt wird. Das Netz könnte beispielsweise
nur „AUFWÄRTS" oder „ABWÄRTS" signalisieren und
dadurch veranlassen, dass der Transportformatkombinations-Indikator TFCI, der der
höchstzulässigen Transportformatkombination
TFC entspricht, welche durch den Zeiger 10 in 1 repräsentiert
ist, um eine Einheit erhöht
bzw. verringert wird. Dies wird als Signalisieren des relativen
Wertes bezeichnet. Der anfängliche
Wert des TFCI, der der höchstzulässigen TFC
entspricht, könnte
in der Zuweisungsnachricht zusammen mit der Konfiguration des Satzes
von Transportformatkombinationen TFCS signalisiert werden.
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In
einem Beispiel könnten
die beiden Reserve-Bits im Header des langsamen zugeordneten Steuerkanals
SACCH genutzt werden. In einem derartigen Beispiel könnte ein
Befehl, durch den der Wert des Zeigers 10, der den höchsten zulässigen Wert
des Transportformatkombinations-Indikators TFCI angibt, um einen relativen
Wert verändert
wird, mithilfe dieser beiden Bits folgendermaßen codiert werden:
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Der
SACCH-Header wird alle 480 Millisekunden übertragen, das heißt, dass
das Aktualisierungsintervall mit einem Vielfachen von 480 Millisekunden,
je nach der Größenordnung
der Änderung,
relativ lang ist.
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Im
Fall, dass ein Kanal parallel zum SACCH/TP-Kanal (alternativ zum
EPCCH-Kanal) verwendet wird, könnte
eine uncodierte Nachricht aus zwei (2) Bits mithilfe der zwölf (12)
in jedem SACCH-Signalpaket verfügbaren
Bits codiert werden, wobei jedes SACCH-Signalpaket eine Länge von
120 Millisekunden hat. Wenn zwei Bits aus jedem Funk-Datenblock „gestohlen" werden und eine
codierte Nachricht aus zwölf
(12) Bits besteht, kann alle 120 Millisekunden ein Befehl gesendet
werden. Ferner kann, wenn aus jedem Funk-Datenblock sechs (6) Bits
gestohlen werden, beispielsweise zwei Bits pro Signalpaket, eine
12-Bit-Nachricht innerhalb von zwei Übertragungszeitintervallen
TTI gesendet werden, das heißt,
alle 40 Millisekunden.
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Dieses
Betriebsschema, bei dem der relative Wert signalisiert wird, ist
unter Umständen
am besten geeignet, wenn die Inband-Signalisierung gewählt wird. Auch hier kann wieder,
wenn aus jedem Funk-Datenblock zwei (2) Bits gestohlen werden und
eine codierte Nachricht aus 12 Bits besteht, ein Befehl alle 120
Millisekunden gesendet werden. Und wenn aus jedem Funk-Datenblock sechs
(6) Bits gestohlen werden, kann eine 12-Bit-Nachricht innerhalb von zwei Übertragungszeitintervallen
TTI gesendet werden, das heißt,
alle 40 Millisekunden.
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Der
Vorteil beim Signalisieren des relativen Wertes ist, dass die Anpassung
an den Kanal schneller erfolgt, allerdings kann der Wert des Transportformatkombinations-Indikators
TFCI, der die höchste
zulässige Transportformatkombination
TFC angibt, immer nur in kleinen Schritten verändert werden. Obwohl hier eine kürzere Reaktionszeit
möglich
ist, kann es sogar länger
dauern, gravierende Änderungen
des höchstzulässigen TFCI
zu signalisieren.
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Eine Übersicht über die
möglichen
Alternativen für
die Signalisierung des TFCI-Wertes, der die höchstzulässige TFC angibt, in GMSK Full-Rate-Kanälen, wie
sie in dem vorstehenden Abschnitt beschrieben worden sind, liefert
die Tabelle 1. In dieser Tabelle wird für jedes alternative Schema
das Aktualisierungsintervall angegeben.
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Einige
Simulationsergebnisse, in denen die Leistung der beschriebenen Signalisierungsalternativen verglichen
wird, werden nachstehend vorgestellt.
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Obwohl
die vorstehende Beschreibung am Beispiel von GMSK Full-Rate-Kanälen erfolgte,
lassen sich vergleichbare Verfahren auch auf 8-PSK Full-Rate-Kanäle anwenden,
wie im Folgenden beispielhaft beschrieben werden soll. Wie im Unterabschnitt
7.5 von 3GPP TR 45.902 erläutert
wird, beträgt
die Anzahl der Bits einer codierten TFCI-Sequenz in 8-PSK-modulierten
Basic Physical Subchannels (BPSCH, physische Basis-Unterkanäle) das
Doppelte der entsprechenden Bitzahl eines GMSK-Kanals. Demnach müssen die
Werte, die in Tabelle 1 angegeben sind, wie in Tabelle 2 gezeigt
geändert
werden. Allerdings erfolgt die Übertragung auf
dem langsamen zugeordneten Steuerkanal SACCH immer mittels GMSK;
daher ergeben sich Unterschiede ausschließlich bei den Inband-Lösungen:
Die beiden Lösungen,
bei denen der SACCH-Header oder ein neuer, parallel zu dem SACCH/TP-Kanal übertragener
Kanal verwendet wird, werden hiervon nicht beeinflusst (es wird
angenommen, dass in diesen beiden Fällen die für GMSK Full-Rate-Kanäle definierten
TFCI-Sequenzen verwendet
würden).
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Es
ist angenommen worden, dass zum Signalisieren eines relativen Wertes
nach dem Inband-Verfahren eine 24-Bit-Sequenz verwendet wird, was
der doppelten Länge
gegenüber
dem Fall der GMSK Full-Rate-Kanäle
entspricht. Hierdurch ist die Anpassungsrate gleich.
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Tabelle
2 zeigt eine Übersicht über mögliche Alternativen
zum Signalisieren des Wertes des Zeigers 10, der die höchstzulässige Transportformatkombination
TFC angibt, an die Mobilstation mittels 8-PSK Full-Rate-Kanälen.
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Man
beachte, dass im Fall der Inband-Lösungen, um die Signalisierungsrate
gleich der von GMSK Full-Rate-Kanälen zu halten, vier (4) codierte
Bits entweder aus einem Funk-Datenblock
oder aus einem Signalpaket „gestohlen" werden, statt zweier
Symbole (6 Bits) wie bei den GMSK Full-Rate-Kanälen.
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Im
Fall von GMSK Half-Rate-Kanälen
wird die Codierung des Transportformatkombinations-Indikators TFCI
bewirkt, indem lediglich das mittlere Segment der Codierung, die
für GMSK
Full-Rate-Kanäle
definiert ist (siehe Unterabschnitt 7.5 in 3GPP TR 45.902), verwendet
wird. Das bedeutet, dass die TFCI-Sequenzen nur halb so viele Bits enthalten
wie im Fall der Full-Rate-Kanäle.
Unter der Maßgabe,
dass auch in einem Funk-Datenblock
nur die Hälfte
der Bits zur Verfügung
steht, wird vorgeschlagen, dass bei Inband-Lösungen aus jedem Funk-Datenblock nur ein
(1) Bit gestohlen wird. Hierdurch verändert sich die Signalisierungsrate
gegenüber dem
Fall der Full-Rate-Kanäle nicht,
wie in Tabelle 3 zu sehen.
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Beim
Signalisieren eines relativen Wertes nach dem Inband-Verfahren ist angenommen
worden, dass eine 6-Bit-Sequenz verwendet wird. Dies würde es erlauben,
dieselbe Anpassungsrate wie im Fall der Full-Rate-Kanäle beizubehalten;
allerdings kann die Fehlerrate für
die Befehle höher
liegen als bei den GMSK Full-Rate-Kanälen, ein Aspekt, der durch
Simulation untersucht werden kann.
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Tabelle
3 zeigt eine Übersicht über mögliche Alternativen
zum Signalisieren des Wertes des Zeigers 10, der die höchstzulässige Transportformatkombination
TFC angibt, an die Mobilstation mittels GMSK Half-Rate-Kanälen.
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Im
Fall von 8-PSK Half-Rate-Kanälen
wird die Codierung des Transportformatkombinations-Indikators TFCI
bewirkt, indem lediglich das mittlere Segment der Codierung, die
für 8-PSK
Full-Rate-Kanäle
definiert ist, verwendet wird (die Anzahl der Bits ist dieselbe
wie im Fall von GMSK Full-Rate-Kanälen). Die Aktualisierungsintervalle
hierfür
sind in Tabelle 4 angegeben.
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Simulierte Ergebnisse
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Vorstehend
sind mögliche
Verfahren zum Auswählen
und Signalisieren der Transportformatkombination TFC, die in der
Aufwärtsstrecke
für Flexible
Layer One FLO verwendet werden soll, beschrieben. Es folgen Simulationsergebnisse,
in denen die verschiedenen Alternativen verglichen werden, sowie
Vergleiche, welches dieser Schemata die optimale Leistung bietet.
Sowohl der bestätigte
als auch der unbestätigte
Modus der Funkverbindungskontrolle RLC wird berücksichtigt. Der Simulator,
der für
diese Simulationen verwendet wurde, ist demjenigen vergleichbar,
der für
die in GP-031389, „Performance
of FLO with one transport block per transport channel per TTI", Siemens, GERAN#15,
Florida (USA), 23-27 Juni 2003, beschriebenen Untersuchungen verwendet
wurde, wobei lediglich ein Transport-Datenblock pro Transportkanal
und Übertragungszeitintervall
TTI angenommen wird.
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Eine
Zusammenfassung der simulierten Alternativen für die TFC-Signalisierung ist in Tabelle 5 enthalten.
In der Tabelle ist für
jedes alternative Schema das Anpassungsintervall und das Signalisierungsverfahren angegeben.
Alle Transportformatkombinationen TFC sind 8-PSK-moduliert.
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Tabelle
6 fasst die Simulationsparameter zusammen, die für alle simulierten Alternativen
verwendet wurden.
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Tabelle
7 stellt den verwendeten Satz von Transportformatkombinationen TFCS
dar. Alle Transportformatkombinationen TFC sind 8-PSK-moduliert.
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Die
TFC-Aktualisierungsintervalle des Verbindungsanpassungs-Algorithmus und die
Mittelungsintervalle für
Kanalmessungen für
alle Simulationen sind in Tabelle 8 zusammengefasst.
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2 und 3 zeigen
die Ergebnisse für
Durchsatz bzw. Übertragungsrahmen-Auslöschungsrate der
Dienstdateneinheit SDU FER für
die simulierten Alternativen bei Betrieb im bestätigten Modus der Funkverbindungskontrolle
RLC. Die Graphen in den 2 und 3 stellen
den Durchsatz bzw. die Übertragungsrahmen-Auslöschungsrate
der Dienstdateneinheit SDU FER bezogen auf das Träger-Störsignal-Verhältnis CIR
dar.
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Eine
gute Durchsatzleistung wird mit Signalisierungsintervallen von 120
Millisekunden oder weniger erzielt. Die Schwankungen im Durchsatz
und in der Übertragungsrahmen-Auslöschungsrate
der Dienstdateneinheit SDU FER für
die Schemata mit Aktualisierungsintervallen von mehr als 120 Millisekunden
sind schätzungsweise
auf nicht-optimale Entscheidungen durch den Verbindungsanpassungs-Algorithmus
zurückzuführen, was
unter den herrschenden Kanalbedingungen zu einer nicht-optimalen
Transportformatkombination TFC führt.
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Wie
in den 2 und 3 gezeigt, wird die beste Leistung
aller simulierten Alternativen im Hinblick auf hohen Durchsatz und
niedrige Übertragungsrahmen-Auslöschungsrate
der Dienstdateneinheit SDU FER bei Signalisierung des absoluten
Wertes und einem Aktualisierungsintervall von 100 Millisekunden
erzielt.
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4 und 5 zeigen
die Ergebnisse für
Durchsatz bzw. Übertragungsrahmen-Auslöschungsrate der
Dienstdateneinheit SDU FER für
die simulierten Alternativen bei Betrieb im unbestätigten Modus
der Funkverbindungskontrolle RLC bezogen auf das Träger-Störsignal-Verhältnis CIR.
Der Durchsatz ist bei den verschiedenen Alternativen nahezu gleich.
In Bezug auf die Übertragungsrahmen-Auslöschungsrate
der Dienstdateneinheit SDU FER jedoch ist, wie in 5 veranschaulicht,
die Leistung bei Verwendung eines TFC-Aktualisierungsintervalls
von 1440 Millisekunden deutlich schlechter als bei den anderen Alternativen,
da sie eine höhere Übertragungsrahmen-Auslöschungsrate
der Dienstdateneinheit SDU FER aufweist, sodass sie entsprechend
nicht als eine bevorzugte Ausführungsform
anzusehen ist.
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Gestützt auf
die Ergebnisse dieser Simulationen ist eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine derartige, bei der der absolute
TFCI-Wert im Inband-Verfahren signalisiert wird und das Aktualisierungsintervall
eine Länge
von 100 Millisekunden hat.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf eine begrenzte
Anzahl spezifischer Ausführungsformen
beschrieben wurde, die lediglich beispielhalber angeführt wurden,
ist für
den Fachmann auf diesem Gebiet der Technik offensichtlich, dass
weitere alternative Verfahren zur Durchführung der Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie sie in den beigefügten
Patentansprüchen
definiert ist, zur Anwendung gebracht werden können.
