DE10038483A1 - Verfahren zur Signalübertragung in einem Funk-Kommunikationssystem - Google Patents
Verfahren zur Signalübertragung in einem Funk-KommunikationssystemInfo
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Abstract
Erfindungsgemäß wird in einem Funk-Kommunikationssystem, das ein TDMA-Teilnehmerseparierungsverfahren unterstützt, ein Zeitschlitz eines Frequenzkanals (C1) für eine Übertragung in Abwärtsrichtung einem allgemeinen Signalisierungskanal zugewiesen und der gleiche Zeitschlitz eines korrespondierenden weiteren Frequenzkanals für eine Übertragung in Aufwärtsrichtung unabhängig davon einem Verkehrskanal zugewiesen. Zusätzlich wird bei der jeweiligen Zuweisung der Kanäle zumindest ein Parameter für ein Frequenzsprungverfahren signalisiert.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Basisstationssy
stem zur Signalübertragung in einem Funk-Kommunikationssy
stem, insbesondere in einem Mobilfunksystem.
In Mobilfunksystemen nach dem Stand der Technik werden Nutz
daten und Signalisierungsinformationen in einem mittels funk
technischer Ressourcen über eine Funkschnittstelle übertra
gen. Das derzeit weltweit weitverbreitetste Mobilfunksystem
ist das GSM-Mobilfunksystem (Global System for Mobile Commu
nications), wie es beispielsweise aus J: Biala "Mobilfunk und
Intelligente Netze", Vieweg Verlag, 1994, bekannt ist. Dieses
System weist eine Teilnehmerseparierung gemäß einem TDMA-Ver
fahren (Time Division Multiple Access) auf, bei dem ein Fre
quenzkanal, ein sogenannter Carrier, zusätzlich in periodisch
wiederkehrende Zeitschlitze unterteilt wird. Ein physikali
scher Übertragungskanal wird somit durch ein Frequenzband so
wie einen Zeitschlitz charakterisiert.
In dem erwähnten GSM-Mobilfunksystem ist die Funkschnitt
stelle in acht Zeitschlitze unterteilt, die jeweils einen
Zeitrahmen bilden. Der erste Zeitschlitz eines Frequenzkanals
für die Abwärtsrichtung, d. h. von einer Basisstation zu Teil
nehmerstationen, ist in der Regel für einen allgemeinen Orga
nisationskanal, den sogenannten BCCH (Broadcast Control Chan
nel), reserviert. Dieser Kanal dient einer Übertragung von
allgemeinen Informationen bezüglich der Organisation des Mo
bilfunksystems. Die weiteren physikalischen Übertragungska
näle werden für weitere Signalisierungskanäle und für Verkehrskanäle
(TCH-Traffic Channel) zur Übertragung von Nutz
daten von Kommunikationsverbindungen zu Teilnehmerstationen
verwendet.
Der allgemeine Organisationskanal ist nach dem aktuellen Kon
zept wie beischriben in einem bestimmten Zeitschlitz eines
Frequenzkanals angeordnet. Zur Verbesserung der Übertragungs
qualität wird ein sogenanntes Frequenzsprungverfahreh (Fre
quency Hopping) angewendet. Bei diesem Verfahren wird der
Frequenzkanal der Verkehrskanäle von Zeitrahmen zu Zeitrahmen
geändert, wodurch es bei einem ausreichenden Frequenzabstand
zwischen den dabei verwendeten Frequenzkanälen vorteilhaft zu
einer Dekorrelation der Mehrwegeeffektes (Multipath Effect)
und einer Verbesserung der Übertragungsqualität kommt.
Dieses Verfahren bietet jedoch bei Basisstationskonfiguratio
nen mit nur einer oder zwei Frequenzkanälen aufgrund der man
gelnden Frequenzdiversität keinerlei Vorteil. Daher wird in
derartigen Konfigurationen ein sogenanntes Synthesizer-
Sprungverfahren eingesetzt. Bei diesem Verfahren kann die Ba
sisstation den Frequenzkanal von Zeitschlitz zu Zeitschlitz
ändern, wobei wiederum der Frequenzkanal mit dem allgemeinen
Organisationskanal dieses Verfahren nicht durchführen kann.
Diese bekannten Verfahren weisen den gemeinsamen Nachteil
auf, daß für Verkehrskanäle in dem gleichen Zeitschlitz wie
der allgemeine Signalisierungskanal kein Frequenzsprungver
fahren möglich ist, da dieser zur einfacheren Detektion durch
die Teilnehmerstationen einer sich nicht verändernden Re
source zugeordnet sein muß.
In einer Weiterentwicklung des GSM-Standards wird in dem Do
kument von Lucent Technologies "Capacity Benefits of Independent
Uplink and Downlink Channel Assignment", ETSI 51402 Wor
king Session on EDGE, Tdoc 51402 2e00-129, Agenda Item 6.1.4,
May 8-12, 2000, Bellevue, WA, vorgeschlagen, eine unabhängige
Zuweisung von Funkresourcen in Aufwärts-(Uplink) und Ab
wärtsrichtung (Downlink) zu verwirklichen. Dieses Zuwei
sungsprinzip besitzt gegenüber dem aktuellen Verfahren, nach
dem eine feste Zuordnung zwischen dem Verkehrskanal in Auf
wärts- und Abwärtsrichtung besteht, den Vorteil, daß unidi
rektionale Verkehrskanäle zugewiesen werden können, und hier
durch ein statistisches Multiplexen angewendet werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
ein Basisstationssystem anzugeben, die eine Verbesserung der
Übertragungsqualität in einem Funk-Kommunikationssystem mit
unidirektionaler Resourcenzuweisung ermöglicht. Diese Aufgabe
wird durch die Merkmale des Verfahrens und des Basisstations
systems gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vor
teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen
Patentansprüchen zu entnehmen.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie das erfindungsgemäße Ba
sisstationssystem ermöglichen vorteilhaft, daß durch die un
abhängige Zuweisung von Funkresourcen und Parametern eines
Frequenzsprungverfahrens für die Aufwärts- und Abwärtsrich
tung in der Aufwärtsrichtung für jeden Verkehrskanal ein Fre
quenzsprungverfahren eingesetzt werden kann. Dieses gilt vor
teilhaft auch für den die Funkresourcen in dem Zeitschlitz,
in dem auch in Abwärtsrichtung der allgemeine Signalisie
rungskanal gesendet wird. Die Übertragungsqualität für Ver
kehrskanäle in Aufwärtsrichtung profitiert von dem Prozeßge
winn des Frequenzsprungverfahrens in besonderer Weise, da
diese Übertragungsrichtung aufgrund der begrenzten Sendeleistung
der Teilnehmerstationen die bezüglich der Übertragungs
qualität kritischere Übertragungsrichtung darstellt.
Besonders vorteilhaft wird das erfindungsgemäße Verfahren so
wie das erfindungsgemäße Basisstationssystem in einem Funk-
Kommunikationssystem mit einem TDMA-Teilnehmerseparierungs
verfahren, beispielsweise dem GSM-Mobilfunksystem, einge
setzt.
Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachfol
gend erläutert.
Dabei zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Funk-Kommunikationssy
stems, insbesondere eines bekannten GSM-Mobilfunk
systems, und
Fig. 2 eine Struktur der Funkschnittstelle des GSM-Mobil
funksystems.
Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Funk-Kommunikati
onssystems, speziell eines bekannten GSM-Mobilfunksystems.
Diese Struktur läßt sich jedoch in einfacher Weise auf andere
Systeme übertragen, in dem die Erfindung ebenfalls verwirk
licht werden kann.
Das GSM-Mobilfunksystem besteht aus einer Vielzahl von Mobil
vermittlungsstellen MSC (Mobile Switching Center), die einen
Übergang zu einem leitungsgebundenen Festnetz PSTN ermögli
chen. Jede Mobilvermittlungsstelle MSC ist mit einer Vielzahl
von Basisstations-Steuerungen BSC (Base Station Controller)
verbunden, die jeweils eine zentrale Verwaltung von Funkres
sourcen für ein oder mehrere Basisstationen BS (Base Station)
durchführen. Die Basisstationen BS ermöglichen wiederum eine
Verbindung zu einer Vielzahl von Teilnehmerstationen MS über
eine Funkschnittstelle entsprechend einem spezifischen Teil
nehmerseparierungsverfahren. Dabei wird nach einer Übertra
gung in Aufwärtsrichtung UL (Uplink) von den Teilnehmersta
tionen MS zu der Basisstation BS bzw. der Abwärtsrichtung DL
(Downlink) von der Basisstation BS zu den Teilnehmerstationen
MS unterschieden. Durch jede Basisstation BS wird zumindest
eine mit funktechnischen Ressourcen versorgte Funkzelle Z ge
bildet. Die Teilnehmerstationen MS sind beispielsweise als
mobile Funkstationen oder als ortsfeste drahtlose Netzab
schlußgeräte, beispielsweise eines drahtlosen Teilnehmeran
schlüßsystems (Access Network), verwirklicht. Die Mobilver
mittlungsstelle MSC ist weiterhin mit einem Operations- und
Wartungszentrum OMC (Operation and Maintenance Center) ver
bunden, in dem wichtige Parameter des Systems administriert
werden und das eine Mensch-Maschine-Schnittstelle darstellt.
Auf der Funkschnittstelle zwischen der Basisstation BS und
den Teilnehmerstationen MS werden Signalisierungsinformatio
nen und Nutzdaten unterschiedlicher Dienste übertragen. So
werden von der Basisstation BS beispielsweise in einem spezi
fischen allgemeinen Organisationskanal B (BCCH-Broadcast
Control Channel) allgemeine Informationen bezüglich der Orga
nisation des Mobilfunksystems periodisch gesendet, die von
den Teilnehmerstationen MS ausgewertet werden. Weitere Signa
lisierungskanäle, beispielsweise zur Resourcenzuweisung, wer
den sowohl in Abwärts-DL als auch in Aufwärtsrichtung UL
übertragen. Den größten Anteil der zur Verfügung stehenden
Übertragungskapazität beanspruchen Verkehrskanäle T (TCH-
Traffic Channel), in denen Nutzinformationen wie beispiels
weise Sprachinformationen über die Funkschnittstelle übertra
gen werden.
In der Basisstations-Steuerung BSC ist neben bekannten und
nicht dargestellten Einrichtungen eine erfindungsgemäße Steu
ereinrichtung ST verwirklicht. Ausgehend von beispielsweise
einer ermittelten Verkehrsbelastung in der Funkzelle führt
die Steuereinrichtung ST eine Zuteilung der Funkresourcen zu
den unterschiedlichen Kanälen bzw. Diensten durch.
In der Fig. 2 ist die Struktur der GSM-Funkschnittstelle dar
gestellt. Diese Struktur basiert auf einem TDMA-Teilnehmerse
parierungsverfahren. Neben einer Unterteilung in mehrere Fre
quenzkanäle C1, C2 mit einem jeweiligen Frequenzband von
200 kHz entsprechend einem FDMA-Verfahren (Frequency Division
Multiple Access) erfolgt eine zeitliche Trennung von Verbin
dungen durch eine Anzahl von sukzessiv gesendeten Zeitschlit
zen ts0 . . . ts7. In dem GSM-Mobilfunksystem werden jeweils acht
Zeitschlitze ts0 . . . ts7 zu einem Zeitrahmen tf zusammengefaßt,
der periodisch gesendet wird.
In der Fig. 2 sind beispielhaft jeweils zwei Frequenzkanäle
C1, C2 bzw. C3, C4 für jeweils die Abwärtsrichtung DL und die
Aufwärtsrichtung UL zur Erläuterung des erfindungsgemäßen
Verfahrens dargestellt.
Nach dem beschriebenen bekannten Verfahren des GSM-Mobilfunk
systems ist der allgemeine Signalisierungskanal B einem fe
sten Zeitschlitz ts0 und einem festen Frequenzkanal C1 zuge
ordnet. Dieses hat zur Folge, daß für den Verkehrskanal T in
Abwärtsrichtung DL in dem ersten Zeitschlitz ts0 des zweiten
Frequenzkanals C2 kein Frequenzsprungverfahren durchgeführt
werden kann, da kein weiterer Frequenzkanal zur Verfügung
steht. Durch die bidirektionale Zuweisung der Funkresourcen
kann in gleicher Weise auch für die Verkehrskanäle T in Aufwärtsrichtung
UL in dem ersten Zeitschlitz ts0 der Frequenz
kanäle C3 und C4 kein Frequenzsprungverfahren durchgeführt
werden, da der Verkehrskanal T in dem Frequenzkanal C3 wie
der allgemeine Signalisierungskanal B nicht den Frequenzkanal
ändert. Somit kann auch für den Verkehrskanal T in dem Fre
quenzband C4 kein Frequenzsprungverfahren eingesetzt werden.
Für das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft die in
dem genannten ETSI Tdoc-Dokument gezeigte getrennte Zuweisung
von Funkresourcen für die Aufwärts-UL und Abwärtsrichtung DL
verwendet. Die darin beschriebene unidirektionale Kanalbe
schreibung ermöglicht das Senden von zweigetrennten Zuwei
sungsnachrichten zu einer Teilnehmerstation MS, eine für die
Aufwärtsrichtung UL und eine für die Abwärtsrichtung DL. Mit
tels dieser Nachrichten wird die Teilnehmerstation MS über
die Resourcenzuweisung informiert.
Für das erfindungsgemäße Verfahren werden diese Zuweisungs
nachrichten um zusätzliche Informationen bezüglich eines Fre
quenzsprungverfahrens ergänzt. Diese Parameter beinhalten
beispielsweise einen Satz von Frequenzkanälen (MA-Mobile
Allocation), die für das Frequenzsprungverfahren verwendet
wird, eine Information bezüglich eines Versatzes, der den
Startpunkt des Frequenzsprungverfahrens definiert (MAIO-Mo
bile Allocation Indication Offset), und eine Information be
züglich der Sprungsequenz (FHSN-Frequency Hopping Sequence
Number). Diese Parameter werden sowohl für die Zuweisung von
Resourcen für die Aufwärtsrichtung UL als auch für die Ab
wärtsrichtung DL verwendet.
Soll für einen Kanal in Abwärtsrichtung DL, beispielsweise
den allgemeinen Signalisierungskanal B, kein Frequenzsprung
verfahren durchgeführt werden, so werden spezifische Parameter
definiert, oder die beschriebenen Parameter derart verän
dert, daß der Satz von Frequenzkanälen (MA) nur einen einzi
gen Frequenzkanal enthält. Diese Konfiguration erfüllt die
Bedingung einer kontinuierlichen Presenz des allgemeinen Si
gnalisierungskanals B auf einer festen Resource, währenddes
sen in der Aufwärtsrichtung ein Frequenzsprungverfahren ein
gesetzt werden kann.
Die Zuweisungsnachrichten bzw. die darin enthaltenen Parame
ter sind vorteilhaft derart beschrieben, daß Teilnehmersta
tionen, denen noch keine unidirektionale Zuweisung bekannt
ist, die zusätzlichen Informationen ignorieren und/oder die
Zuweisung als bekannte bidirektionale. Zuweisung verstehen.
Teilnehmerstationen, die in der Lage sind, die unidirektio
nale Zuweisung und die Informationen bezüglich des Frequenz
sprungsverfahrens auszuwerten, können das darin definierte
Frequenzsprungverfahren vorteilhaft anwenden.
Claims (5)
1. Verfahren zur Signalübertragung in einem Funk-Kommunika
tionssystem, das eine Teilnehmerseparierung gemäß einem TDMA-
Verfahren unterstützt, bei dem
ein Zeitschlitz (ts0) eines Frequenzkanals (C1) für eine
Übertragung in Abwärtsrichtung (DL) einem allgemeinen Signa
lisierungskanal (B) zugewiesen wird, und der gleiche Zeit
schlitz (ts0) eines korrespondierenden weiteren Frequenzka
nals (C3) für eine Übertragung in Aufwärtsrichtung (UL) unab
hängig davon einem Verkehrskanal (T) zugewiesen wird, wobei
bei der jeweiligen Zuweisung der Kanäle (B, T) zusätzlich zu
mindest ein Parameter für ein Frequenzsprungverfahren signa
lisiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem
dem allgemeinen Signalisierungskanal (B) signalisiert wird,
daß kein Frequenzsprungverfahren durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem
als Parameter ein Satz von Frequenzkanälen, ein Versatz zur
Definition des Beginns des Frequenzsprungverfahrens und/oder
eine Sequenznummer zur Definition der Sprungsequenz signali
siert wird.
4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem
dem allgemeinen Signalisierungskanal (B) nur ein Frequenzka
nal (C1) als Parameter signalisiert wird.
5. Basisstationssystem (BSS) eines Funk-Kommunikationssy
stems zur Signalübertragung, mit
einem TDMA-Teilnehmerseparierungverfahren,
einer Basisstations-Steuerung (BSC) mit einer Steuerein richtung (ST) zur Zuweisung eines allgemeinen Signalisie rungskanals (B) zu zumindest einen Zeitschlitz (ts0) eines Frequenzkanals (C1) für eine Übertragung in Abwärtsrich tung (DL), und zur davon unabhängigen Zuweisung eines Ver kehrskanals (T) zu dem gleichen Zeitschlitz (ts0) eines korrespondierenden weiteren Frequenzkanals (C3) für eine Übertragung in Aufwärtsrichtung (UL), und
zumindest einer mit der Basisstations-Steuerung (BSC) ver bundenen Basisstation (BS), in deren Funkzelle (Z) sich zumindest eine Teilnehmerstation (MS) befindet, zur Signa lisierung der Zuweisung sowie von jeweils zumindest einem Parameter für ein Frequenzsprungverfahren.
einem TDMA-Teilnehmerseparierungverfahren,
einer Basisstations-Steuerung (BSC) mit einer Steuerein richtung (ST) zur Zuweisung eines allgemeinen Signalisie rungskanals (B) zu zumindest einen Zeitschlitz (ts0) eines Frequenzkanals (C1) für eine Übertragung in Abwärtsrich tung (DL), und zur davon unabhängigen Zuweisung eines Ver kehrskanals (T) zu dem gleichen Zeitschlitz (ts0) eines korrespondierenden weiteren Frequenzkanals (C3) für eine Übertragung in Aufwärtsrichtung (UL), und
zumindest einer mit der Basisstations-Steuerung (BSC) ver bundenen Basisstation (BS), in deren Funkzelle (Z) sich zumindest eine Teilnehmerstation (MS) befindet, zur Signa lisierung der Zuweisung sowie von jeweils zumindest einem Parameter für ein Frequenzsprungverfahren.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE10038483A1 true DE10038483A1 (de) | 2002-02-21 |
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Family Applications (1)
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DE2000138483 Withdrawn DE10038483A1 (de) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | Verfahren zur Signalübertragung in einem Funk-Kommunikationssystem |
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FI104525B (fi) * | 1996-11-13 | 2000-02-15 | Nokia Networks Oy | Taajuushyppelymenetelmä ja radiojärjestelmä |
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EP1107637A1 (de) * | 1999-12-07 | 2001-06-13 | Motorola Semiconducteurs S.A. | Zellulares Funkkommunikationssystem mit Frequenzspringen auf dem Steuerungskanal |
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- 2000-08-07 DE DE2000138483 patent/DE10038483A1/de not_active Withdrawn
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Also Published As
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WO2002013407A3 (de) | 2002-07-18 |
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