DE10125390A1 - Mobile radio communication system has a clock generator for synchronising a number of base stations - Google Patents

Mobile radio communication system has a clock generator for synchronising a number of base stations

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Abstract

The mobile radio communication system has a core network (CN) and a radio access network that has a controller (RC) and base stations (BS) coupled to a data network, i.e. LAN or WAN. These radio communicate with mobile units. To ensure synchronisation of the base stations with the controller a clock generator outputs synchronisation signals.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mobilfunk-Kommunikationssystem mit einem Referenzsignalgeber zur Synchronisation von Basisstati­ onen mit Funknetz-Steuereinrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a mobile radio communication system a reference signal generator for the synchronization of base states onen with radio network control devices according to the preamble of claim 1.

Mobilfunk-Kommunikationssysteme können in ein Kernnetz CN, in dem Nutz- und Signalisierungsdaten einer Vielzahl von Endge­ räten über weite Strecken leitungsgebunden befördert werden, und ein Funkzugangsnetz (RAN: Radio Access Network) aufge­ teilt werden, welches im Allgemeinen eine Mehrzahl von physi­ kalischen Netzwerkknoten, insbesondere Funknetz- Steuereinrichtungen RC (RC: Radio Controller) umfasst, deren Aufgabe es ist, von den Endgeräten empfangene Daten in ein für die Übertragung auf dem Kernnetz CN geeignetes Format um­ zusetzen und umgekehrt das Format der vom Kernnetz empfange­ nen Daten an die Funkübertragung anzupassen und an diejenige Basisstation BS weiterzuleiten, in deren Sendebereich sich das betreffende Endgerät befindet. Ein solches Kommunikati­ onssystem ist in Fig. 3 gezeigt.Mobile radio communication systems can be divided into a core network CN, in which useful and signaling data of a large number of end devices are transported over long distances, and a radio access network (RAN: Radio Access Network), which generally comprises a plurality of physical network nodes , In particular radio network control devices RC (RC: Radio Controller), the task of which is to convert data received from the terminals into a format suitable for transmission on the core network CN and vice versa the format of the data received from the core network to the radio transmission adapt and forward to the base station BS in whose transmission range the relevant terminal is located. Such a communication system is shown in Fig. 3.

Die zu leitenden Daten umfassen einerseits Nutzdaten, d. h. Daten, die zwischen zwei Benutzern (von denen mindestens ei­ ner eine mobile Station nutzt) übermittelt werden sollen, und andererseits Signalisierungsdaten, die zur Steuerung interner Vorgänge des Mobilfunk-Kommunikationssystems erzeugt und ver­ arbeitet werden.The data to be routed on the one hand include user data, i. H. Data between two users (at least ei ner uses a mobile station) are to be transmitted, and on the other hand, signaling data used to control internal Operations of the mobile radio communication system generated and ver be working.

Im Funkzugangsnetz RAN kann zwischen Funktionalitäten, die für die Übertragung von Nutzdaten, und Funktionalitäten, die für die Übertragung und Verarbeitung der Signalisierungsdaten verantwortlich sind, unterschieden werden. Erstere werden als Teilnehmerebenenfunktionen (UPF: User Plane Functions) und letztere als Steuerebenenfunktionen (CPF: Control Plane Func­ tions) bezeichnet.In the radio access network RAN you can choose between functionalities that for the transmission of user data, and functionalities that for the transmission and processing of signaling data are responsible. The former are considered Subscriber level functions (UPF: User Plane Functions) and  the latter as control level functions (CPF: Control Plane Func tions).

Die Kommunikation einer Basisstation BS mit einer mobilen Station UE erfolgt über Mehrfachkanalzugriffsverfahren, wie z. B. GSM (Global System for Mobile Communications) oder UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), die einer Viel­ zahl von mobilen Stationen UE ermöglichen, parallel zueinan­ der eine Funkverbindung aufzubauen und für einen Datenaus­ tausch mit entfernten Einrichtungen zu benutzen.The communication of a base station BS with a mobile one Station UE takes place via multi-channel access methods, such as z. B. GSM (Global System for Mobile Communications) or UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), which is a lot number of mobile stations UE enable parallel to each other who establish a radio connection and for a data out exchange with remote facilities.

Um eine störende Überlagerung der Signale der vielen Funkver­ bindungen zu verhindern, findet die Kommunikation z. B. über eindeutig zugeordnete Frequenzen innerhalb fest zugeordneter Zeitschlitze und/oder mit Hilfe kodierter Signale statt.In order to avoid interfering superimposition of the signals of the many radio To prevent ties, communication finds z. B. about clearly assigned frequencies within permanently assigned Time slots and / or with the help of coded signals instead.

Zum Senden der Daten, zur Verarbeitung der empfangenen Signa­ le und zur Rückerkennung der Daten aus einem empfangenen Sig­ nal benötigen die Basisstationen als auch die Funknetz- Steuereinrichtungen ein stabiles Zeit-Referenzsignal (Syn­ chronisationssignal). Dieses Referenzsignal wird bisher übli­ cherweise von der Funknetz-Steuereinrichtung zusammen mit den Nutzdaten leitungsgebunden oder per Richtfunk an eine Basis­ station BS übertragen oder wird aus dem Verbindungsnetz (z. B. einem Telephonnetz) generiert. Dieses Signal kann auch am Ort der Basisstationen durch genaue Uhren oder über ein Satelli­ tensystem (GPS) erzeugt werden. Die Vor-Ort-Erzeugung ist a­ ber aufwändig und teuer.To send the data, to process the received signal le and for the recognition of the data from a received Sig The base stations and the radio network Control devices a stable time reference signal (Syn chronisationssignal). So far, this reference signal is common by the radio network control device together with the User data wired or via radio to a base station BS or is transferred from the connection network (e.g. a telephone network). This signal can also be in place the base stations through exact clocks or via a Satelli system (GPS) can be generated. The on-site generation is a Over complex and expensive.

Erfolgt die Kommunikation zwischen einer Basisstation und der Funknetz-Steuereinrichtung jedoch mittels eines Paketversand- Netzes, (z. B. mittels Internetprotokoll (IP)), also über ein Datennetz, wie beispielsweise ein Ethernet-LAN (Local Area Network)oder ein asynchrones WAN (Wide Area Network), so ist es auf Grund von Verzögerungen zwischen einzelnen Übertra­ gungswegen und auf Grund des Einflusses von Störgrößen oft­ mals nicht mehr gewährleistet, dass das Synchronisationssig­ nal aus der Übertragungsleitung regeneriert werden kann. Dies gilt z. B. für Basisstationen, die über ein LAN in Gebäuden an die Funknetz-Steuereinrichtung angeschlossen sind. Diese LANs unterstützen die Übertragung des Zeit-Referenzsignals nicht immer (z. B. Ethernet).Is the communication between a base station and the Radio network control device, however, by means of a packet Network (e.g. using the Internet Protocol (IP)), i.e. via a Data network, such as an Ethernet LAN (Local Area Network) or an asynchronous WAN (Wide Area Network) it due to delays between individual transfers due to the influence of disturbance variables no longer guaranteed that the synchronization sig  nal can be regenerated from the transmission line. This applies z. B. for base stations using a LAN in buildings are connected to the radio network control device. This LANs support the transmission of the time reference signal not always (e.g. Ethernet).

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache Möglichkeit zur Übertragung eines Synchronisations­ signals insbesondere für ein Mobilfunk-Kommunikationssystem zu schaffen, bei dem die Basisstationen über ein asynchrones Datennetz an eine Funknetz-Steuereinrichtung angebunden sind.It is therefore the object of the present invention, a easy way to transfer a synchronization signals in particular for a mobile radio communication system to create, in which the base stations via an asynchronous Data network are connected to a radio network control device.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 ange­ gebenen Merkmale. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.This object is achieved by the in claim 1 given characteristics. Further embodiments of the invention are the subject of subclaims.

Der wesentliche erfinderische Gedanke besteht darin, das Syn­ chronisationssignal über das Stromnetz an die Basisstationen des Systems zu übertragen.The main inventive idea is that the syn Chronization signal via the power network to the base stations of the system.

Ein gattungsgemäßes Mobilfunk-Kommunikationssystem mit einem Kernnetz und einem Funkzugangsnetz mit zumindest einer Funk­ netz-Steuereinrichtung, an der mehrere Basisstationen ange­ bunden sind, umfasst daher einen Taktgeber, mit dem ein Syn­ chronisationssignal über das Stromnetz übertragen wird.A generic cellular communication system with one Core network and a radio access network with at least one radio Network control device on which several base stations are attached are bound, therefore includes a clock with which a syn Chronization signal is transmitted via the power grid.

Das Synchronisationssignal ist vorzugsweise ein reines Takt­ signal, kann aber auch ein Synchronisationsbefehl sein, der eine Identifikationskennung beinhaltet, die vom Empfänger er­ kannt wird.The synchronization signal is preferably a pure clock signal, but can also be a synchronization command that contains an identification code that the recipient is known.

Das Synchronisations- bzw. Taktsignal dient dabei der Syn­ chronisation einer Funknetz-Steuereinrichtung mit einer Ba­ sisstation. Vorzugsweise werden aber auch die Basisstationen untereinander mit Hilfe des Taktsignals synchronisiert. The synchronization or clock signal serves the syn Chronization of a radio network control device with a Ba sisstation. However, the base stations are also preferred synchronized with each other with the help of the clock signal.  

Der erfindungsgemäße Taktgeber ist dabei vorzugsweise am Standort der Funknetz-Steuereinrichtung angeordnet und über­ trägt das Synchronisationssignal an die Basisstationen sowie direkt an die Taktbaugruppe der Funknetz-Steuereinrichtung. Der Taktgeber kann aber auch an jedem beliebigen anderen Ort angeordnet sein und das Referenzsignal über das Stromnetz an eine Funknetz-Steuereinrichtung und die daran angebundenen Basisstationen übertragen.The clock according to the invention is preferably on Location of the radio network control device arranged and over carries the synchronization signal to the base stations as well directly to the clock module of the radio network control device. The clock can also be at any other location be arranged and the reference signal via the power grid a radio network control device and those connected to it Base stations.

Das Synchronisationssignal kann entweder vom Taktgeber selbst erzeugt oder von einem anderen Signal abgeleitet sein, das z. B. vom Kernnetz oder vom RC eingespeist wird.The synchronization signal can either from the clock itself generated or derived from another signal that z. B. is fed from the core network or from the RC.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Basisstationen über ein asynchrones Datennetz, insbe­ sondere ein LAN oder WAN, an eine Funknetz-Steuereinrichtung angeschlossen.According to a preferred embodiment of the invention several base stations over an asynchronous data network, esp in particular a LAN or WAN, to a radio network control device connected.

Die Funknetz-Steuereinrichtung kann auch eine verteilte Ar­ chitektur aufweisen, wobei mehrere Teilnehmerebenenfunktionen UPF oder Steuerebenenfunktionen CPF einzeln am Datennetz an­ geschlossen sind. Dabei werden zumindest die Teilnehmerebe­ nenfunktionen mit dem Synchronisationssignal versorgt.The radio network controller can also be a distributed ar have architecture, with several subscriber level functions UPF or control level functions CPF individually on the data network are closed. At least the participant level functions with the synchronization signal.

Gemäß einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung haben die Basisstationen einen Synchronisationssignalempfänger, der das Synchronisationssignal an der Spannungsversorgung abgreift und an die Taktbaugruppe der Basisstationen weiterleitet.According to a special embodiment of the invention Base stations a synchronization signal receiver that the Taps the synchronization signal at the power supply and forwarded to the clock module of the base stations.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeich­ nungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the accompanying drawing Examples explained in more detail. Show it:

Fig. 1 ein Mobilfunk-Kommunikationssystem gemäß einer Aus­ führungsform der Erfindung; Fig. 1, a mobile radio communication system according to an imple mentation of the invention;

Fig. 2 ein Mobilfunk-Kommunikationssystem gemäß einer ande­ ren Ausführungsform der Erfindung; und Figure 2 shows a mobile radio communication system according to another embodiment of the invention. and

Fig. 3 ein bekanntes Mobilfunk-Kommunikationssystem. Fig. 3 shows a known mobile radio communication system.

Das in Fig. 1 dargestellte Mobilfunk-Kommunikationssystem umfasst ein Kernnetz CN und ein Funkzugangsnetz RAN. Das Funkzugangsnetz RAN hat mehrere Funknetz-Steuereinrichtungen RC mit einer Vielzahl von Basisstationen BS.The mobile radio communication system shown in FIG. 1 comprises a core network CN and a radio access network RAN. The radio access network RAN has several radio network control devices RC with a multiplicity of base stations BS.

Die Anbindung der Basisstationen BS an die Funknetz- Steuereinrichtung erfolgt unter Ausnutzung eines Datennetzes wie z. B. eines asynchronen LAN oder WAN, das z. B. IP-basiert sein kann.The connection of the base stations BS to the radio network Control device takes place using a data network such as B. an asynchronous LAN or WAN, the z. B. IP-based can be.

Am Standort der Funknetz-Steuereinrichtung ist ein Taktgeber TG vorgesehen, der ein Synchronisationssignal an die einzel­ nen Basisstationen BS über das Stromnetz 10 ausgibt. Das Syn­ chronisationssignal kann außerdem direkt an die Taktbaugruppe der Funknetz-Steuereinrichtung weitergeleitet werden.At the location of the radio network control device, a clock generator TG is provided, which outputs a synchronization signal to the individual NEN base stations BS via the power network 10 . The syn chronization signal can also be forwarded directly to the clock module of the radio network control device.

Die einzelnen Basisstationen haben einen Synchronisations­ signalempfänger, der das Synchronisationssignal an der Stromversorgung abgreift und an die Taktbaugruppe der Basis­ station BS weiterleitetThe individual base stations have a synchronization signal receiver that the synchronization signal at the Power supply tapped and to the clock module of the base station BS forwards

Eine weitere, in Fig. 2 gezeigte, Ausgestaltung des RAN stellt die Aufteilung der Funknetz-Steuereinrichtung RC in räumlich getrennte Teilnehmerebenenfunktionen UPF (UPF: User Plane Functions) und Steuerebenenfunktionen CPF (CPF: Control Plane Functions) dar. Die Teilnehmerebenenfunktionen dienen insbesondere zur Übertragung von Sprache und Daten einer mo­ bilen Station UE während die Steuerebenenfunktionen Verwal­ tungsaufgaben im System übernehmen.A further embodiment of the RAN shown in FIG. 2 is the division of the radio network control device RC into spatially separate subscriber level functions UPF (UPF: User Plane Functions) and control level functions CPF (CPF: Control Plane Functions). The subscriber level functions are used in particular for transmission of voice and data of a mobile station UE while the control level functions take on administrative tasks in the system.

Der Taktgeber TG ist im Dargestellten Beispiel an einem be­ liebigen Ort angeordnet. Dies ist bei einer konzentrierten RC möglich, bei einer in UPF/CPF aufgeteilten Funknetz- Steuereinrichtung nötig - hier gibt der Taktgeber TG dann ne­ ben den Basisstationen BS auch an die UPF das Synchronisati­ onssignal über das Stromnetz 10 aus.In the example shown, the clock generator TG is arranged at an arbitrary location. This is possible with a concentrated RC, with a radio network control device divided into UPF / CPF - here the clock generator TG then outputs the synchronization signal via the power network 10 to the UPF in addition to the base stations BS.

Die mit dem Referenzsignal versorgten Einrichtungen haben ei­ nen Synchronisationssignalempfänger, der das Synchronisati­ onssignal abgreift und an nachfolgende Schaltkreise weiter­ leitet.The devices supplied with the reference signal have egg NEN synchronization signal receiver that the Synchronisati taps on signal and forward to subsequent circuits passes.

Das Synchronisationssignal braucht insbesondere nicht ver­ schlüsselt zu werden.The synchronization signal in particular does not need ver to be keyed.

Bezüglich Fig. 3 wird auf die Eingangs gemachten Erläuterun­ gen verwiesen.Referring to FIG. 3, reference is made to the gen input EXPLANATIO made.

Claims (12)

1. Mobilfunk-Kommunikationssystem, umfassend ein Kernnetz (CN) und ein Funk-Kommunikationsnetz (RAN) mit zumindest ei­ ner Funknetz-Steuereinrichtung (RC), an der mehrere Basissta­ tionen (BA) angebunden sind, die mit mobilen Stationen (UE) über Funk kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, dass ein Taktgeber (TG) vorgesehen ist, mit dem ein Synchro­ nisationssignal zur Synchronisation der Basisstationen (BS) mit der zugehörigen Funknetz-Steuereinrichtung (RC) über das Stromnetz übertragen wird.1. Mobile radio communication system comprising a core network (CN) and a radio communication network (RAN) with at least one radio network control device (RC), to which several base stations (BA) are connected, which are connected to mobile stations (UE) Communicate radio, characterized in that a clock generator (TG) is provided with which a synchronization signal for synchronizing the base stations (BS) with the associated radio network control device (RC) is transmitted via the power network. 2. Mobilfunk-Kommunikationssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Synchronisationssignal ein Taktsignal ist.2. Mobile radio communication system according to claim 1 characterized, that the synchronization signal is a clock signal. 3. Mobilfunk-Kommunikationssystem nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstationen durch ein vom Signal- bzw. Taktgeber (TG) zugeführtes Synchronisationssignal untereinander syn­ chronisiert sind.3. Mobile radio communication system according to claim 1 or 2 characterized, that the base stations by one of the signal or clock generator (TG) supplied synchronization signal syn are chronized. 4. Mobilfunk-Kommunikationssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Taktgeber (TG) am Standort der Funknetz- Steuereinrichtung (RC) angeordnet ist und das Synchronisati­ onssignal über das Stromnetz (10) an die zugehörigen Basis­ stationen (BS) übertragen wird.4. Mobile radio communication system according to claim 1, characterized in that the clock (TG) is arranged at the location of the radio network control device (RC) and the synchronization signal on the power network ( 10 ) is transmitted to the associated base stations (BS). 5. Mobilfunk-Kommunikationssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Taktgeber (TG) separat vom übrigen System angeordnet ist und das Synchronisationssignal über das Stromnetz (10) an die Basisstationen (BS) übermittelt wird. 5. Mobile communication system according to claim 1, characterized in that the clock (TG) is arranged separately from the rest of the system and the synchronization signal is transmitted to the base stations (BS) via the power network ( 10 ). 6. Mobilfunk-Kommunikationssystem nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Synchronisationssignal von der Funknetz- Steuereinrichtung (RC) erzeugt und an den Taktgeber (TG) ge­ leitet oder vom Taktgeber (TG) an die Funknetz- Steuereinrichtung (RC) geleitet wird.6. Cellular communication system according to one of the previous ones the claims characterized, that the synchronization signal from the radio network Control device (RC) generated and ge to the clock generator (TG) conducts or from the clock generator (TG) to the radio network Control device (RC) is directed. 7. Mobilfunk-Kommunikationssystem nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstationen (BS) einen Synchronisationssignal­ empfänger aufweisen, der das Synchronisationssignal an der Stromversorgung abgreift und an die Taktbaugruppe der Basis­ stationen (BS) weiterleitet.7. Cellular communication system according to one of the previous ones the claims characterized, that the base stations (BS) have a synchronization signal Have receiver that the synchronization signal at the Power supply tapped and to the clock module of the base stations (BS) forwards. 8. Mobilfunk-Kommunikationssystem nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Basisstationen (BS) über ein Datennetz (LAN/WAN) an eine Funknetz-Steuereinrichtung angebunden sind und über das Stromnetz synchronisiert werden.8. Cellular communication system according to one of the previous ones the claims characterized, that several base stations (BS) via a data network (LAN / WAN) are connected to a radio network control device and via the power grid can be synchronized. 9. Mobilfunk-Kommunikationssystem nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Teilnehmerebenenfunktionen (UPF) oder Steuerebe­ nenfunktionen (CPF) am Datennetz (LAN/WAN) angeschlossen sind.9. Mobile radio communication system according to claim 8 characterized, that multiple subscriber level functions (UPF) or control level functions (CPF) connected to the data network (LAN / WAN) are. 10. Mobilfunk-Kommunikationssystem nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Teilnehmerebenenfunktionen (UPF) mit dem Synchronisationssignal versorgt werden.10. Mobile radio communication system according to claim 9 characterized, that at least the subscriber level functions (UPF) with the Synchronization signal are supplied. 11. Mobilfunk-Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Datennetz (LAN/WAN) auf einem Paketversand- Protokoll, z. B. dem Internetprotokoll (IP) basiert.11. Mobile radio communication system according to one of claims 8 until 10, characterized,  that the data network (LAN / WAN) is sent on a packet Protocol, e.g. B. based on the Internet Protocol (IP). 12. Mobilfunk-Kommunikationssystem nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Taktgeber (TG) Bestandteil des Kernnetzes (CN) ist.12. Mobile radio communication system according to claim 1 or 3, characterized, that the clock generator (TG) is part of the core network (CN).
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