DE10031675A1 - Verfahren zum gleichzeitigen Übertragen mehrerer Teildatenströme und Vorrichtung zum Korrigieren von Übertragungsfehlern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die gleichzeitige Übertragung mehrerer Teildatenströme in einem zusammengesetzten Datenstrom mit variablem Format. Bei wenigstens einem dieser Teildatenströme wird eine Fehlerkorrektur durchgeführt, indem, wenn eine erste Übertragung eines Blocks des Teildatenstroms als fehlerhaft erkannt wird, eine zweite Übertragung angefordert und der Block anhand der bei den zwei Übertragungen empfangenen Daten rekonstruiert wird. Falls aber zusätzlich auch ein Fehler in einem sogenannten Kontrolldatenstrom erkannt wird, wird angenommen, daß eine Information über das variable Format fehlerhaft empfangen worden ist, die Datenströme werden verworfen und neu übertragen.

Description

Die Erfindung betrifft ein gegen Übertragungsfehler toleran­ tes Verfahren zum gleichzeitigen Übertragen mehrerer Teilda­ tenströme in einem Kommunikationsnetz, insbesondere einem Funk-Kommunikationssystem und eine Vorrichtung zum Korrigie­ ren von Übertragungsfehlern der Teildatenströme.

In Funk-Kommunikationssystemen werden Nachrichten wie etwa Sprache, Bildinformationen oder andere Daten mit Hilfe elek­ tromagnetischer Wellen über eine Funkschnittstelle übertra­ gen. Bei digitalen Funk-Kommunikationssystemen werden Daten häufig in Paketen, auch als PDUs bezeichnet, verschickt, die mit einer Identifizierungsnummer, auch Sequenznummer genannt, versehen werden können. Bei der Fehlerkorrektur durch automa­ tische Wiederholdungsanforderung (automatic repeat request, ARQ) ermöglichen es solche Sequenznummern einer Datensenke, fehlerhaft empfangene Pakete zu benennen und die zur Korrek­ tur dieser Pakete benötigte Information von der Quelle anzu­ fordern. Sogenannte Hybridverfahren kombinieren eine Codie­ rung der Daten, die die Korrektur eines Teils der Übertra­ gungsfehler anhand von Redundanz des verwendeten Codes er­ laubt, mit Wiederholungsanforderungen in dem Fall, daß keine eindeutige Korrektur des Fehlers anhand des Codes möglich ist.

Beim Hybrid ARQ I verwirft die Senke einen fehlerhaft empfan­ genen Block und informiert die Quelle über die Sequenznummer des betroffenen Blocks, den die Quelle daraufhin nochmals verschickt. Beim Hybrid ARQ II/III wird ein fehlerhaft emp­ fangener Datenblock mit nachträglich von der Datenquelle angeforderter Zusatzinformation verknüpft, um den ursprünglich gesendeten Block korrekt wieder herzustellen.

Bei einigen Kommunikationssystem werden mehrere Teildaten­ ströme, die von verschiedenen Quellen stammen und/oder für verschiedene Senken bestimmt sind, zu einem Gesamtdatenstrom gemultiplext und gemeinsam übertragen. Die Formate der Teildatenströme, zum Beispiel die Größe der Blöcke und ihre Anzahl pro Zeiteinheit, können dabei mit der Zeit variieren. Diese zeitliche Veränderlichkeit der Zusammensetzung des Ge­ samtdatenstroms macht es erforderlich, daß an dessen Empfän­ ger eine Formatinformation übertragen wird, anhand derer der Empfänger wiederum eine Aufteilung des Gesamtdatenstroms in die Teildatenströme durchführt.

Falls die Formatinformation fehlerhaft übertragen wird, kann der Empfänger die Aufteilung in die Teildatenströme nicht korrekt durchführen; einzelne Teildatenströme können zuviele, zuwenig oder gar keine Daten erhalten, sie erhalten nicht diejenigen Daten, die für sie bestimmt sind, etc. Ein Problem ergibt sich, falls auf wenigstens einen der Teildatenströme ein Fehlererkennungs- und Korrekturverfahren angewendet wird, bei dem, wenn ein Block als fehlerhaft empfangen und erkannt wird, dieser nicht vollständig verworfen und erneut angefor­ dert wird, sondern eine Rekonstruktion des ursprünglichen Blocks durch eine Verknüpfung des zunächst fehlerhaft empfan­ genen Blocks mit den bei der Wiederholdungsanforderung emp­ fangenen Informationen versucht wird. Solche Fehlererken­ nungs- und Korrekturverfahren wie insbesondere die Verfahren vom Typ Hybrid ARQ II beziehungsweise III sind an sich vor­ teilhaft, weil sie es bei der Fehlerkorrektur erlauben, einen übertragenen Block selbst dann möglicherweise sicher zu re­ konstruieren, wenn beide Übertragungsversuche für sich allein genommen fehlerhaft sind. Sie sind jedoch völlig wirkungslos und sogar einfacheren Verfahren unterlegen, wenn einer der zwei zu verknüpfenden Datenblöcke mit den eigentlich für den Teildatenstrom bestimmten Daten in keinem Zusammenhang steht. Deshalb eignen sie sich nur schlecht für die Fehlererkennung und -korrektur von Teildatenströmen eines zusammengesetzten Datenstroms, bei denen ein Fehler in der Übertragung der For­ matinformation dazu führen kann, daß in einem Teildatenstrom Daten eines anderen Teilnehmers eingeführt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zum gleichzeitigen Übertragen mehrerer Teildatenströme in einen zusammengesetzten Datenstrom, das mit der nachfolgenden An­ wendung von Fehlerkorrekturverfahren kompatibel ist, bei de­ nen ein Datenblock des Teildatenstroms durch Bilden einer Verknüpfung zwischen bei verschiedenen Übertragungsversuchen des betreffenden Datenblocks empfangenen Daten rekonstruiert wird, sowie eine hierfür geeignete Fehlerkorrekturvorrichtung anzugeben.

Die Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die Vorrichtung mit den Merkmalen des An­ spruchs 13 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.

Anstatt jeden einzelnen Teildatenstrom für sich zu korrigie­ ren, wird bei dem Verfahren nach Anspruch 1 ein Datenstrom - im Prinzip willkürlich - als Kontrolldatenstrom ausgewählt, und Fehler bei der Übertragung des Kontrolldatenstroms werden als Indiz für einen Fehler bei der Übertragung der Formatin­ formation angesehen. Diese Indizwirkung ist gegeben, weil ein Fehler bei der Übertragung der Formatinformation im allgemei­ nen dazu führen wird, daß in den Blöcken aller Teilströme Übertragungsfehler, insbesondere also auch des Kontrolldaten­ stroms, zu finden sind. Wenn der Kontrolldatenstrom fehlerhaft ist, führt dies zur Verwerfung der Datenblöcke aller Teildatenströme, die in einem gemeinsamen Paket des zusammen­ gesetzten Datenstroms mit dem fehlerhaften Block des Kon­ trolldatenstroms übertragen worden sind. Die Entscheidung ob ein Block eines Teildatenstroms, der nicht der Kontrolldaten­ strom ist, verworfen werden muß, erfolgt also nicht anhand einer Fehleruntersuchung dieses Blocks selber, sondern sie ist gewissermaßen "von außen gesteuert".

Wenn im Gegensatz dazu ein Fehler in einem Teildatenstrom er­ kannt wird, der nicht der Kontrolldatenstrom ist, so führt dies nicht zur Verwerfung des gesamten Pakets des zusammenge­ setzten Datenstroms. Vielmehr wird in einem solchen Fall zweckmäßigerweise nur der als fehlerhaft erkannte Block neu angefordert; die nicht fehlerhaften Blöcke der anderen Teil­ datenströme können verwendet werden. Da im Falle des fehler­ freien Empfangs des Kontrolldatenstroms davon auszugehen ist, daß die Formatinformation korrekt empfangen worden ist, die Aufteilung des Paketes des zusammengesetzten Stroms in Blöcke der Teildatenströme also korrekt vorgenommen worden ist, muß in einem solchen Fall ein fehlerbehafteter Block eines Teil­ datenstroms nicht vollständig verworfen werden, sondern es kann versucht werden, durch Verknüpfen des fehlerhaften Blocks mit bei einem zweiten Übertragungsversuch des gleichen Blocks empfangenen Daten, zum Beispiel nach einem Verfahren vom Typ Hybrid ARQ II oder III, den ursprünglichen Datenblock zu rekonstruieren.

Um zu vermeiden, daß periodische Störungen der Übertragung bei einem zweiten Übertragungsversuch des Blocks die gleichen Fehler wie beim ersten Versuch hervorrufen, ist es zweckmä­ ßig, für die erste und die zweite Übertragung eines gleichen Blocks jeweils unterschiedliche Codierverfahren einzusetzen. Dabei ist es auch vorteilhaft, wenn das bei der zweiten Übertragung verwendete Codierverfahren eine höhere Redundanz auf­ weist als das erste.

Die Wahrscheinlichkeit, daß bei der Übertragung eines Blocks des Kontrolldatenstroms in dem zusammengesetzten Datenstrom ein Fehler auftritt, der bei Anwendung eines Hybridverfahrens nicht gegebenenfalls durch ein Fehlerkorrekturverfahren am Empfänger behebbar ist, wächst mit zunehmender Länge des Kon­ trolldatenblocks. Die Wahrscheinlichkeit, daß ein Fehler im Kontrolldatenblock auftritt und erkannt wird, der tatsächlich auf eine fehlerhafte Übertragung der Formatinformation zu­ rückgeht, ist von der Länge des Kontrolldatenblocks unabhän­ gig. Da Fehler bei der Übertragung des Kontrolldatenblocks selbst ebenfalls zur Verwerfung und Neuübertragung eines vollständigen Datenpakets führen, selbst wenn die Formatin­ formation richtig übertragen worden ist, ist es natürlich wünschenswert, die Wahrscheinlichkeit dieser Fehler im Ver­ hältnis zu der eines Fehlers der Formatinformation zu mini­ mieren. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß die Blöcke des Kontrolldatenstroms jeweils kleiner sind als die der anderen Datenströme.

Weiterhin ist wünschenswert, daß dieser Kontrolldatenstrom stärker fehlergeschützt wird als die anderen Datenströme, d. h. auf den Kontrolldatenstrom sollte ein Fehlererkennungs- und ggf. -korrekturverfahren angewendet werden, bei dem die Wahrscheinlichkeit, daß ein Fehler unerkannt bzw. unberich­ tigt bleibt, kleiner ist als bei den für die anderen Daten­ ströme angewendeten Verfahren.

Um die Übertragungsbandbreite nicht unnötig zu belasten, sollte der Kontrolldatenstrom aber nicht ausschließlich zur Kontrolle der korrekten Übertragung der Formatinformation dienen, sondern gleichzeitig Daten übertragen, die vom Emp­ fänger auch für andere Zwecke benötigt werden. So kann als Kontrolldatenstrom insbesondere ein Signalisierungsdatenstrom eingesetzt werden, oder ein Datenstrom, der Steuerinformatio­ nen für die Fehlererkennung am Empfänger wie etwa Sequenznum­ mern der einzelnen Blöcke, zu deren Codierung verwendete Co­ dierpolynome etc. befördert.

Die Aufgabe kann ferner gemäß einer zweiten Ausgestaltung des Verfahrens - auch ohne die Festlegung eines speziellen Kon­ trolldatenstroms - gelöst werden, indem immer dann, wenn ein Fehler in Blöcken mehrerer einem gleichen Paket des zusammen­ gesetzten Datenstroms entstammender Teildatenströme erkannt wird, die Blöcke aller Teildatenströme, die dem betreffenden Paket entstammen, verworfen und erneut angefordert werden.

Bei diesem Verfahren ist die Wahrscheinlichkeit, daß ein vollständiges Datenpaket verworfen wird, um so geringer, je größer die Zahl der Teildatenströme ist, die gleichzeitig fehlerhafte Blöcke aufweisen müssen. Da im Falle einer feh­ lerhaft übertragenen Formatinformation in der Regel die Blöc­ ke aller Teildatenströme fehlerhaft sein werden, kann als Kriterium für das Verwerfen eines vollständigen Pakets fest­ gelegt werden, daß alle Teildatenströme bis auf wenigstens einen fehlerhaft sein müssen; das heißt ein Paket wird nicht verworfen, sofern auch nur einer der daraus gewonnenen Blöcke der Teildatenströme fehlerfrei ist.

Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnun­ gen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Mobilfunknet­ zes, in dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist;

Fig. 2 den Aufbau eines Datenpakets des zusammengesetzten Datenstroms;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer ersten Ausgestaltung einer Vorrichtung zum Korrigieren von Übertragungsfehlern des zusammengesetzten Datenstroms;

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausgestaltung der Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt die Struktur eines Funk-Kommunikationssystems, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist. Es um­ faßt eine Vielzahl von Mobilvermittlungsstellen MSC, die un­ tereinander vernetzt sind, beziehungsweise den Zugang zu ei­ nem Festnetz PSTN herstellen. Weiterhin sind diese Mobilver­ mittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einem Basisstati­ onscontroller BSC verbunden. Jeder Basisstationscontroller BSC ermöglicht wiederum eine Verbindung zu zumindest einer Basisstation BS. Eine solche Basisstation BS kann über eine Funkschnittstelle eine Nachrichtenverbindung V1, V2, Vk zu Teilnehmerstationen MS1, MS2, . . ., MSk, . . ., MSn aufbauen.

Die Funktionalität dieser Struktur ist auf andere Funkkommu­ nikationssysteme übertragbar, in denen die Erfindung zum Ein­ satz kommen kann, insbesondere für Teilnehmerzugangsnetze mit drahtlosem Teilnehmeranschluß.

Bei Funk-Kommunikationssystemen der sogenannten dritten Gene­ ration, wie etwa dem UMTS-System, werden Endgeräte in der La­ ge sein, eine Mehrzahl von Diensten wie etwa Sprachtelefonie, Faxübertragung, Internetzugriff etc. auf einer einzigen Nach­ richtenverbindung abzuwickeln. Dies bedeutet, daß auf einer Verbindung zwischen dem Endgerät und der Basisstation jeweils ein zusammengesetzter Datenstrom übertragen wird, der Daten aus den verschiedenen Diensten entsprechenden Teildatenströ­ men enthält. Jeder Dienst entspricht somit einer Datenquelle am Sender beziehungsweise einer Datensenke am Empfänger, de­ ren Teildatenströme getrennt gehalten werden müssen.

Das Datenaufkommen in den verschiedenen Teildatenströmen kann im Laufe der Zeit variieren, infolgedessen variiert auch die auf dem zusammengesetzten Datenstrom übertragene Datenmenge sowie die Anteile der Teildatenströme an dem gesamten Über­ tragungsaufkommen.

Um eine korrekte Zerlegung des zusammengesetzten Datenstroms in seine Teildatenströme beim jeweiligen Empfänger, das heißt bei der Teilnehmerstation oder der Basisstation, zu ermögli­ chen, wird in dem zusammengesetzten Datenstrom eine Formatin­ formation übertragen, die den Aufbau der einzelnen Pakete des zusammengesetzten Datenstroms aus Blöcken der Teildatenströme beschreibt.

Fig. 2 zeigt einen möglichen Aufbau eines Pakets des zusam­ mengesetzten Datenstroms. Auf den Header H, der die Formatin­ formation enthält, folgen Abschnitte unterschiedlicher Länge, die jeweils Blöcken PDU1, PDU2, . . ., PDU4 verschiedener Teil­ datenströme entsprechen. Die Formatinformation enthält zum Beispiel Angaben über die jeweilige Länge der Blöcke PDU1, . . ., PDU4 und ihre Lage in dem Paket. Jeder Block enthält ei­ ne Prüfsummeninformation, anhand derer am Empfänger nach der Zerlegung des zusammengesetzten Datenstroms in die Teildaten­ ströme überprüft werden kann, daß die einzelnen Blöcke unver­ sehrt übertragen worden sind.

Falls bei der Übertragung der Formatinformation ein Fehler aufgetreten ist, können die Blöcke am Empfänger nicht in ih­ rer ursprünglichen Form wiederhergestellt werden. Es ist da­ her von größter Bedeutung, daß die Formatinformation fehler­ frei übertragen wird. Zu diesem Zweck werden für ihre Über­ tragung Codierungen mit einem hohen Grad an Redundanz verwendet, die auch bei einer gestörten Übertragung die korrekte Wiederherstellung der Formatinformation mit hoher Wahrschein­ lichkeit erlauben. Falls jedoch bei dieser Wiederherstellung ein falsches Ergebnis herauskommt, hat beim UMTS-System der Empfänger keine Möglichkeit, dies zu erkennen. Die falsche Formatinformation wird daher der Zerlegung des Datenpakets des zusammengesetzten Datenstroms zugrundegelegt, und eine falsche Verteilung der Daten auf die Teildatenströme ist die Folge. In einem solchen Fall ist durch Auswerten der Prüfsum­ meninformation für jeden Teildatenstrom erkennbar, daß der ihm zugeordnete Datenblock fehlerhaft ist.

Wenn für die Teildatenströme jeweils Fehlerkorrekturverfahren zum Beispiel vom Typ Hybrid ARQ I verwendet werden, bei denen im Falle der Erkennung eines Fehlers der betreffende Block verworfen und seine erneute Übertragung angefordert wird, so wird der Fehler bei der Zerlegung des zusammengesetzten Da­ tenstroms auf der Ebene der Teildatenströme erkannt und abge­ fangen. Die Tatsache, daß beim UMTS-System keine eigenständi­ ge Kontrolle der korrekten Übertragung der Formatinformation vorgesehen ist, bleibt daher folgenlos.

Bei den Korrekturverfahren vom Typ Hybrid ARQ II oder III wird jedoch ein fehlerhafter Block nicht unmittelbar verwor­ fen, stattdessen wird er gepuffert und seine erneute Übertra­ gung wird angefordert, und anschließend wird anhand der bei den zwei Übertragung empfangenen Daten die Rekonstruktion des ursprünglichen Blocks versucht. Falls aber der Fehler bei der Übertragung des ersten Blocks auf eine fehlerhafte Formatin­ formation zurückgeht, die bei der ersten Übertragung empfan­ genen Daten also möglicherweise nicht für den betreffenden Teildatenstrom bestimmt waren, kann eine solche Vorgehenswei­ se nicht zu einer erfolgreichen Rekonstruktion führen.

Fig. 3 und 4 zeigen zwei Blockdiagramme von Ausgestaltun­ gen einer Vorrichtung zum Zerlegen des zusammengesetzten Da­ tenstroms in Teildatenströme und zum Korrigieren von Fehlern der Teildatenströme, die die Anwendung von Fehlerkorrektur­ verfahren vom Typ Hybrid ARQ II oder III auf Teildatenströme eines zusammengesetzten Datenstroms ermöglichen, und die ge­ gen Fehler bei der Übertragung der Formatinformation unemp­ findlich sind.

Die Vorrichtung der Fig. 3 kann Teil eines Endgeräts MS oder einer Basisstation BS eines UMTS-Funk-Kommunikationssystems sein. Sie umfaßt einen Decoder DEC, der Pakete eines zusam­ mengesetzten Datenstroms von der Sender-/Empfängereinheit des Endgeräts MS oder der Basisstation empfängt. Der Decoder DEC extrahiert aus jedem empfangenen Paket die Formatinformation, wertet sie aus und verteilt anhand dieser Information die Nutzdaten das heißt die Blöcke PDU1, . . ., PDU4 des Pakets auf eine Mehrzahl von Teildatenströmen, von denen in der Figur nur die drei Teildatenströmen entsprechenden Schaltungskompo­ nenten dargestellt sind.

Jedem Teildatenstrom ist eine Fehlerkorrektureinrichtung EC'₁, EC₂, EC₃, . . . zugeordnet, die die Daten des entsprechen­ den Teildatenstroms vom Decoder DEC empfängt und an jedem vom dort empfangenen Datenblock eine Unversehrtheitskontrolle durchführt.

Falls ein Teildatenstrom senderseitig redundant codiert wor­ den ist, kann vor der Unversehrtheitskontrolle die redundante Information von der Fehlerkorrektureinrichtung EC'₁, EC₂, EC₃ genutzt werden, um Übertragungsfehler in dem Block zu erken­ nen und zu korrigieren.

Die Vorrichtung weist zwei verschiedene Typen von Fehlerkor­ rektureinrichtungen auf, einen ersten Typ, dem die Fehlerkorrektureinrichtungen EC₂, EC₃ und gegebenenfalls weitere, in der Figur nicht dargestellte, angehören. Sie wenden Hybrid ARQ II- oder III-Verfahren an und sind zu diesem Zweck je­ weils mit einem Puffer B für die Zwischenspeicherung fehler­ haft empfangener Datenblöcke ausgestattet. Die Fehlerkorrek­ tureinrichtung EC'₁ arbeitet nach dem Hybrid-ARQ-I-Verfahren, sie benötigt keinen Puffer.

Die von den Fehlerkorrektureinrichtungen EC₂, EC₃, verarbei­ teten Teildatenströme werden als normale Datenströme bezeich­ net; der von der Fehlerkorrektureinrichtung EC'₁ verarbeitete bildet einen Kontrolldatenstrom.

Wenn eine der Fehlerkorrektureinrichtungen EC₂, EC₃ einen Feh­ ler in einem an sie übergebenen Datenblock feststellt, spei­ chert sie diesen in dem ihr zugeordneten Puffer B und gibt ein Fehlererkennungssignal an einem Ausgang ED aus. Das Feh­ lererkennungssignal erreicht über ein Odergatter OR einen Eingang RRQ₂ beziehungsweise RRQ₃ des Decoders DEC, der dar­ aufhin die erneute Übertragung des fehlerhaft empfangenen Blocks durch den Sender anfordert. Andere, im gleichen Paket des zusammengesetzten Datenstrom übertragene, aber fehler­ freie Blöcke anderer Teildatenströme müssen nicht erneut übertragen werden.

Wenn der betreffende Block ein zweites Mal übertragen wird, verknüpft die Fehlerkorrektureinheit EC₂ oder EC₃ die Daten der zweiten Übertragung mit den gepufferten Daten und ist da­ durch mit hoher Wahrscheinlichkeit in der Lage, den ursprüng­ lichen Datenblock wieder herzustellen, selbst wenn auch bei der zweiten Übertragung noch Fehler aufgetreten sein sollten. Der nun als fehlerfrei angesehene Datenblock wird an eine Senke (nicht dargestellt) ausgegeben.

Die Fehlerkorrektureinheit EC'₁ benötigt keinen Puffer, weil sie jeden Datenblock verwirft, in dem sie einen Fehler er­ kennt. Sie gibt ein Fehlererkennungssignal an einem Ausgang ED aus. Dieses Signal liegt zum einen direkt an einem dem er­ sten Teildatenstrom zugeordneten Eingang RRQ₁ des Decoders DEC an und veranlaßt dadurch den Decoder DEC, die erneute Übertragung des Datenblocks des ersten Teildatenstroms anzu­ fordern. Gleichzeitig liegt das Signal über die Odergatter OR an den allen anderen Teildatenströmen zugeordneten Eingängen RRQ₂, RRQ₃ des Decoders an und veranlaßt diesen so, auch die erneute Übertragung der Blöcke aller anderen Teildatenströme anzufordern, die dem gleichen Paket angehört haben wie das als fehlerhaft erkannte Paket des ersten Teildatenstroms.

Ferner ist der Ausgang ED der Fehlererkennungseinrichtung EC'₁ mit Löscheingängen aller Puffer B der anderen Fehlerkor­ rektureinrichtungen EC₂, EC₃, . . . verbunden, mit der Wirkung, daß bei Erkennung eines Fehlers durch die Fehlererkennungs­ einrichtung EC'₁ die Inhalte der Puffer aller anderen Fehler­ korrektureinrichtungen gelöscht werden.

Wenn die Fehlerkorrektureinheit EC'₁ einen Fehler im Kon­ trolldatenstrom erkennt, führt dies also zum einen dazu, daß die Datenblöcke sämtlicher Teildatenströme, die in einem Pa­ ket mit dem als fehlerhaft erkannten Datenblock übertragen worden sind, mithin der gesamte Datenblock des zusammenge­ setzten Datenstroms, erneut angefordert wird, und zum anderen werden die Fehlerkorrektureinrichtungen EC₂, EC₃, . . . der nor­ malen Teildatenströme sämtlich zurückgesetzt, so daß bei ei­ ner erneuten Übertragung des Pakets die Datenblöcke dieser Teildatenströme so verarbeitet werden, als seien sie zum er­ sten Mal übertragen worden.

Dabei kommt es nicht darauf an, welcher der verschiedenen Teildatenströme der Fehlererkennungseinrichtung EC'₁, zugeordnet wird, denn wenn die Formatinformation falsch übertragen worden ist, ist davon auszugehen, daß alle oder zumindest die Mehrheit der erzeugten Datenpakete fehlerhaft sein werden. So ist es zum Beispiel möglich, wenn beim Aufbau einer Verbin­ dung zunächst nur ein Teildatenstrom, zum Beispiel mit Tele­ foniedaten, erzeugt wird, diesen Teildatenstrom der Fehler­ korrektureinrichtung EC'₁ zuzuordnen und später hinzukommende Teildatenströme den anderen Fehlerkorrektureinrichtungen EC₂, EC₃. Falls der erste Teildatenstrom zwischenzeitlich ver­ siegt, muß jedoch einer der anderen Teildatenströme der Feh­ lerkorrektureinrichtung EC'₁ zugeordnet werden, damit das Verfahren weiter funktionieren kann.

Dieses Problem läßt sich vermeiden, wenn der ersten Fehler­ korrektureinrichtung EC'₁ ein eigener Teildatenstrom fest zu­ gewiesen wird, der während des Bestehens einer Verbindung im­ mer übertragen wird. Dies kann zum Beispiel ein Signalisie­ rungsdatenstrom sein oder ein Datenstrom, der lediglich für die Decodierung der anderen Teildatenströme nützliche Infor­ mationen überträgt. Diese Variante hat den zusätzlichen Vor­ teil, daß das Datenaufkommen eines derartigen Teildatenstroms in der Regel kleiner ist als das Datenaufkommen für Sprachü­ bertragung, Telefax oder ähnliche Dienste, so daß die Blöcke dieses Teildatenstroms in jedem Datenpaket des zusammenge­ setzten Datenstroms im Vergleich zu den Blöcken der anderen Teildatenströme klein sind und daher eine relativ geringe An­ fälligkeit für nicht durch fehlerhafte Formatinformation ver­ ursachte Fehler haben.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausgestaltung der Vorrichtung zum Korrigieren von Übertragungsfehlern. Sie umfaßt wie die Aus­ gestaltung der Fig. 3 einen Decoder DEC, der den zusammenge­ setzten Datenstrom vom Sende-/Empfangsteil einer Teilnehmer­ station oder einer Basisstation empfängt und anhand der For­ matinformation auf eine Mehrzahl von Teildatenströmen, in Fig. 4 drei Stück, aufteilt. Jeder der Teildatenströme durch­ läuft anschließend eine Fehlerkorrektureinrichtung EC₁, EC₂ bzw. EC₃. Bei der Ausgestaltung der Fig. 4 sind die Fehler­ korrektureinrichtungen alle baugleich, jeder ist ein Puffer B zugeordnet, und alle arbeiten nach einem Verfahren vom Typ Hybrid ARQ II oder III.

Die Ausgänge ED für das Fehlererkennungssignal jeder Fehler­ korrektureinrichtung sind zum einen in der bereits mit Bezug auf Fig. 3 beschriebenen Weise mit einem Eingang RRQ₁, RRQ₂ oder RRQ₃ des Decoders DEC über ein Odergatter OR verbunden. Wenn der Decoder DEC an einem Teildatenstrom zugeordneten Eingang ein Fehlererkennungssignal empfängt, veranlaßt er die erneute Übertragung des betreffenden Blocks durch den Sender.

Zum anderen sind die Ausgänge ED der Fehlerkorrektureinrich­ tung EC₁, EC₂, EC₃ über ein Undgatter mit Rücksetzeingängen R aller Puffer B verbunden. Das Undgatter AND liefert immer dann ein Ausgangssignal, wenn alle Fehlerkorrektureinrichtun­ gen EC₁, EC₂, EC₃ gleichzeitig ein Fehlererkennungssignal lie­ fern. Dieses Ausgangssignal des Undgatters setzt alle Puffer B zurück, so daß bei einer erneuten Übertragung der fehler­ haft empfangenen Blöcke diese von den Fehlerkorrektureinrich­ tungen so verarbeitet werden, als würden sie zum ersten Mal übertragen.

Bei der Vorrichtung der Fig. 4 werden alle Teildatenströme in gleicher Weise verarbeitet. Jeder Teildatenstrom ist somit ein normaler Datenstrom, auf den bezogen die anderen Teilda­ tenströme als Kontrolldatenströme fungieren.

Diverse Weiterentwicklungen der hier beschriebenen Vorrich­ tungen und ihrer Arbeitsweise sind möglich. So kann zum Bei­ spiel der Decoder, je nachdem, ob er an allen Eingängen oder nur an einzelnen von ihnen Fehlererkennungssignale ermpfängt, die erneute Übertragung der betroffenen Blöcke mit unter­ schiedlichen Codierungen anfordern. Wenn an allen Eingängen Fehlererkennungssignale anliegen, die Puffer B also zurückge­ setzt worden sind, wird die erneute Übertragung unter Verwen­ dung der gleichen Codierung wie bei der ersten Übertragung angefordert; wenn das Fehlererkennungssignal nur an einzelnen Eingängen anliegt, wird die erneute Übertragung unter Verwen­ dung einer anderen Codierung angefordert. Dadurch wird er­ reicht, daß in den Fällen, wo die Fehlerkorrektureinrichtung eine Rekonstruktion eines Blocks durch Verknüpfen der bei zwei Übertragungen erhaltenen Daten versucht, der bei der er­ sten Übertragung aufgetretene Fehler sich bei der zweiten nicht exakt wiederholen kann. Dadurch wird die Wahrschein­ lichkeit, daß der Block anhand der zwei Übertragungen rekon­ struiert werden kann, verbessert.

Es können auch unterschiedliche Grade von Redundanz bei den für die zwei Übertragungen des gleichen Blocks verwendeten Codierungen eingesetzt werden. Wenn die Zahl der Übertra­ gungsfehler bei der ersten Übertragung sehr groß gewesen ist, kann es zum Beispiel zweckmäßig sein, bei der zweiten Über­ tragung nur einen Bruchteil, zum Beispiel die Hälfte, der Da­ ten des ursprünglichen Blocks zu übertragen und durch eine erhöhte Menge von redundanten Daten eine sichere Rekonstruk­ tion zumindest dieses Bruchteils zu erleichtern. Die so ge­ wonnene Sicherheit kann bereits ausreichen, um eine Rekon­ struktion auch des nicht erneut übertragenen Bruchteils des Blocks zu ermöglichen.

Claims (16)

1. Verfahren zum gleichzeitigen Übertragen mehrerer Teilda­ tenströme, bei dem jeweils Blöcke (PDU1, PDU2, PDU3, PD4) der mehreren Teildatenströme zu einem Paket eines zusam­ mengesetzten Datenstroms zusammengefügt werden, Pakete des zusammengesetzten Datenstroms von einem Sender (BS; MSk) zu einem Empfänger (MSk; BS) übertragen und am Empfänger wieder in Blöcke der mehreren Teildatenströme aufgeteilt werden, wobei in wenigstens einzelnen Paketen eine Forma­ tinformation (H) übertragen wird, anhand derer der Empfän­ ger (MSk; BS) die Aufteilung der Pakete durchführt, und bei dem an den empfangenen Teildatenströmen eine Fehlerer­ kennung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei wenigstens einem der Teildatenströme, als normaler Teilda­ tenstrom bezeichnet, eine Fehlerkorrektur vorgenommen wird, indem

• a) wenn ein Fehler in einem bei einer ersten Übertra­ gung empfangenen Block des normalen Teildatenstroms er­ kannt wird und kein Fehler in dem im gleichen Paket mit dem fehlerhaften Block übertragenen Block wenigstens eines anderen Teildatenstroms, als Kontrolldatenstrom bezeich­ net, erkannt wird, eine zweite Übertragung des Blocks an­ gefordert wird und der Block anhand der bei der ersten und der zweiten Übertragung empfangenen Daten rekonstruiert wird, und
• b) wenn ein Fehler in einem bei einer ersten Übertra­ gung empfangenen Block des normalen Teildatenstroms er­ kannt wird und ein Fehler in dem im gleichen Paket mit dem fehlerhaften Block übertragenen Block des Kontrolldaten­ stroms erkannt wird, der Block des normalen Teildaten­ stroms verworfen und neu angefordert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der fehlerhafte Block des Kontrolldatenstroms verwor­ fen und neu angefordert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zusammengesetzte Datenstrom mehrere normale Teildatenströme umfaßt, und daß allen normalen Teildaten­ strömen der gleiche Kontrolldatenstrom zugeordnet ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bis auf den einen Kontrolldatenstrom alle Teildatenströme normale Teildatenströme sind.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall der Alternative a) für die er­ ste und die zweite Übertragung unterschiedliche Codierun­ gen eingesetzt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der zweiten Übertragung verwendete Codierung eine hö­ here Redundanz aufweist als die erste.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontrolldatenstrom fest vorgegeben ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke des Kontrolldatenstroms kleiner sind als die der anderen Teildatenströme.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontrolldatenstrom ein Signalisierungsdatenstrom ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kontrolldatenstrom stärker fehlergeschützt wird als die normalen Datenströme.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kontrolldatenstrom Steuerinformation für die Fehlererkennung befördert.

12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einem normalen Teildatenstrom eine Mehrzahl von ande­ ren Teildatenströmen als Kontrolldatenströme zugeordnet sind.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem einen normalen Teildatenstrom alle anderen Teildaten­ ströme als Kontrolldatenströme zugeordnet sind.

14. Vorrichtung zum Korrigieren von Übertragungsfehlern eines zusammengesetzten Datenstroms mit einer Einrichtung (DEC) zum Zerlegen des zusammengesetzten Datenstroms in die Teildatenströme und einer Korrektureinrichtung (EC₁, EC₂, EC₃, . . .) für jeden Teildatenstrom, dadurch gekennzeich­ net, daß wenigstens einem Teildatenstrom, als normaler Da­ tenstrom bezeichnet, eine erste Korrektureinrichtung (EC₁, EC₂, EC₃, . . .) zugeordnet ist, die eine Korrektur eines bei einer ersten Übertragung fehlerhaft empfangenen Daten­ blocks durch Anfordern einer zweiten Übertragung des Blocks und Verknüpfen der bei der ersten und zweiten Über­ tragung empfangenen Daten vornimmt, daß die erste Korrek­ tureinrichtung (EC₂, EC₃) einen Eingang (R) für ein Rück­ setzsignal aufweist, das die erste Korrektureinrichtung (EC₂, EC₃) veranlaßt, einen fehlerhaft empfangenen Daten­ block zu verwerfen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einem Teildatenstrom eine zweite Fehlerkorrek­ tureinrichtung (EC₁) zugeordnet ist, die einen fehlerhaft übertragenen Datenblock immer verwirft und seine erneute Übertragung anfordert, und die bei Erkennung eines Fehlers das Rücksetzsignal ausgibt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mehrzahl von ersten Fehlerkorrektureinrichtungen (EC₁, EC₂, EC₃) aufweist, die bei Erkennung eines Fehlers jeweils ein Fehlererkennungssignal liefern, und daß sie ein logisches Gatter (AND) zum Erzeugen des Rücksetzsi­ gnals aus den Fehlererkennungssignalen aufweist.