DE10162564A1

DE10162564A1 - Intervallsteuerung für adaptive Modulation

Info

Publication number: DE10162564A1
Application number: DE10162564A
Authority: DE
Inventors: Edgar Bolinth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2003-07-03

Abstract

Bei der regelmäßigen Übertragung von Bit-Loading-Tabellen für adaptive Codierung und Modulation kommt es zu einem hohen Signalisierungs-Overhead. Um diesen Signalisierungs-Overhead zu reduzieren, wird in der Bit-Loading-Nachricht (AM LCCH) eine Intervall- bzw. Periodendauer festgelegt, in der die Information der Bit-Loading-Nachricht (AM LCCH) für das Modulationsverfahren angewendet werden soll. Damit braucht nicht mehr in jedem MAC-Rahmen eines HIPERLAN/2-Systems eine Bit-Loading-Nachricht (AM LCCH) übertragen zu werden. Darüber hinaus kann das Verfahren ebenfalls auf eine nicht fest vorgegebene, asynchrone Rahmenstruktur, wie sie beispielsweise bei Carreir Sense Multiple Access CSMA basierten Zugriffsverfahren wie IEEE802.11a, b vorhanden ist, angewendet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Senden von Daten über mindestens einen Mobilfunkkanal an einen Empfänger durch Empfangen einer Bit-Loading-Nachricht, die Informationen über ein für das Senden zu verwendendes Modulationsverfahren umfasst, von dem Empfänger, adaptives Modulieren der zu sendenden Daten auf der Grundlage der Bit-Loading- Nachricht und Senden der adaptiven, modulierten Daten an den Empfänger über einen Sendekanal. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Empfangen von adaptiv modulierten Daten sowie diesbezügliche Vorrichtungen.

Ein gravierendes Problem bei der Mobilfunkübertragung ist die Frequenzselektivität der Mobilfunkkanäle. Die Frequenzselektivität, hervorgerufen durch Mehrwegeausbreitung mit großen Laufzeitdifferenzen, bewirkt starke, lineare Verzerrungen des Empfangssignals, die den Einsatz aufwendiger Entzerrer oder einer Viterbi-Detektion erforderlich machen. Eine geeignete Alternative, den Nachteilen frequenzselektiver Kanäle entgegenzuwirken, besteht darin, die Mobilfunkkanäle adaptiv zu modulieren.

Adaptive Modulation wird in OFDM-Systemen (Orthogonal Frequency Devision Multiplexing) dazu verwendet, die Nachteile frequenzselektiver Fading-Kanäle zu reduzieren. Dabei werden die Daten über einzelne Subträger übertragen.

Das Prinzip der Adaptiven Modulation ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Der Sender überträgt über den Funkkanal Daten zu einem Empfänger. In dem Sender werden die zu sendenden Daten zunächst durch einen Codierer und Interleaver codiert und verschachtelt. Anschließend werden die Daten je nach Kanaleigenschaft mit unterschiedlicher Modulationswertigkeit moduliert. Geeignete Modulationsalphabete/verfahren hierfür sind z. B. die bekannten Amplitude/Phase-Shift- Keying-Verfahren BPSK, QPSK, 16 QAM, 64 QAM usw. mit den jeweiligen Modulationswertigkeiten 1, 2, 4 und 6. Bei hohem Signal/Rausch-Abstand ist der jeweilige Subträger mit einer hohen Bitzahl zu modulieren, während bei einem geringen Signal/Rausch-Verhältnis eine geringe Bitzahl genügt. Das Signal/Rausch-Verhältnis wird üblicherweise in dem Empfänger geschätzt und für die einzelnen Subträger in eine sogenannte Bit-Loading-Tabelle umgesetzt. Beispielsweise kann eine solche Bit-Loading-Tabelle Informationen über das Signal/Rauschverhältnis oder alternativ die angeforderte Modulationswertigkeit für jeden einzelnen Subträger enthalten. Diese Bit- Loading-Tabelle wird dem Sender übermittelt, so dass dieser einen Demultiplexer DEMUX und einen Multiplexer MUX für die Adaptive Modulation entsprechend ansteuern kann.

Gemäß Fig. 1 richtet der Demultiplexer DEMUX den vom Interleaver erhaltenen Bit-Strom an den jeweils einer bestimmten Modulationswertigkeit zugeordneten Modulator MOD₁, . . ., MOD_n-1, MOD_n. Dabei kann der Modulator MOD₁ beispielsweise ein BPSK- Modulator und der Modulator MOD_n ein 64-QAM-Modulator sein. Die nach der jeweiligen Modulation erhaltenen Zeiger werden dann durch den Multiplexer MUX, der ebenfalls über die Bit- Loading-Tabelle gesteuert wird, einer Inversen Fast-Fourier- Transformation IFFT unterzogen. Dort werden die Zeiger auf den jeweiligen Subträger für die Übertragung umgesetzt und anschließend auf die Trägerfrequenz hochmoduliert.

Im Empfänger läuft dieser Prozess im wesentlichen umgekehrt ab. Zunächst werden die Daten über eine Fast-Fourier-Transformation von den einzelnen Subträgern als Zeiger gewonnen. Ein anschließender Demultiplexer DEMUX weist die Daten entsprechend der Bit-Loading-Tabelle dem geeigneten Demodulator zu. Der vom Demodulator DEMOD₁, . . ., DEMOD_n-1, DEMOD_n gewonnene Bit-Strom wird über einen Multiplexer MUX einem Deinterleaver und Kanaldecodierer zugeführt.

Für die adaptive Modulation werden die Bit-Loading-Tabellen bzw. -Nachrichten üblicherweise in dem Empfänger berechnet. Als Berechnungsgrundlage dient in der Regel die Signalstärke RSSI (Radio Signals Strange Indication) oder das Signal/Rausch-Verhältnis SNR (Signal-to-Noice Interference Ratio). Nach der Berechnung durch den Empfänger ist die Bit-Loading- Tabelle dem Sender zu übermitteln. Bei Zeitduplexverfahren TDD (Time Division Duplex) und Frequenzduplexverfahren FDD (Frequency Division Duplex) wird üblicherweise für eine gewisse Zeitdauer, die typischerweise 10% der Kanalkohärenzzeit beträgt, ein stationärer Kanal WSS (Wide Sense Stationary) angenommen. In dieser Zeit ist die Bit-Loading-Tabelle gültig und muss nicht geändert werden. In der Praxis kommt es jedoch in der Regel zu einer Verzögerung von einem Zeitschlitz bzw. MAC-Rahmen zwischen der genauen Berechnung der Bit-Loading-Tabelle und dem tatsächlichen Zeitpunkt, zu dem die Bit-Loading-Tabelle angewendet wird.

Die ständige Übermittlung von Bit-Loading-Tabellen erfordert Netzkapazität bzw. einen sogenannten Signalisierungs-Overhead. Dieser ist insbesondere dann sehr hoch, wenn die Kohärenzzeiten der Mobilfunkkanäle kurz sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, den Overhead für das Signalisieren von Bit-Loading-Tabellen bei der adaptiven Modulation zu reduzieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren Verfahren zum Senden von Daten über mindestens einen Mobilfunkkanal an einen Empfänger durch Empfangen einer Bit- Loading-Nachricht, die Informationen über ein für das Senden zu verwendendes Modulationsverfahren umfasst, von dem Empfänger, adaptives Modulieren der zu sendenden Daten auf der Grundlage der Bit-Loading-Nachricht und Senden der adaptiv modulierten Daten an den Empfänger über einen Sendekanal, wobei die Bit-Loading-Nachricht eine Dauerangabe umfasst, die angibt, für welche Dauer die Information der Bit-Loading- Nachricht für das Modulationsverfahren, bestehend aus Modulation und Codierung, angewendet werden soll.

Darüber hinaus wird die oben genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Empfangen von Daten über mindestens einen Mobilfunkkanal von einem Sender durch Senden einer Bit- Loading-Nachricht, die Information über ein für ein Senden der Daten zu verwendendes Modulationsverfahren umfasst, an den Sender der Daten, Empfangen von adaptiv modulierten Daten von dem Sender über einen Empfangskanal und adaptives Demodulieren der empfangenen Daten, sowie Ermitteln einer Dauer, während der die Information der Bit-Loading-Nachricht für das Modulationsverfahren angewendet werden soll, aus einer Qualität des mindestens einen Mobilfunkkanals und Einbinden einer diesbezüglichen Dauerangabe in die Bit-Loading-Nachricht, so dass voraussichtlich weitere Bit-Loading-Nachrichten in periodischen Abständen gemäß der ermittelten Dauer gesendet werden.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen eine Vorrichtung zum Senden von Daten über mindestens einen Mobilfunkkanal an einen Empfänger mit einer Empfangseinrichtung zum Empfangen einer Bit-Loading-Nachricht, die Information über ein für das Senden zu verwendende Modulationsverfahren umfasst, von dem Empfänger, einer Modulationseinrichtung zum adaptiven Modulieren der zu sendenden Daten auf der Grundlage der Bit- Loading-Nachricht und einer Sendeeinrichtung zum Senden der adaptiv modulierten Daten an den Empfänger über einen Sendekanal, wobei die Bit-Loading-Nachricht eine Dauerangabe umfasst, die angibt, für welche Dauer die Information der Bit- Loading-Nachricht für das Modulationsverfahren angewendet werden soll, und mit der die Modulationseinrichtung entsprechend steuerbar ist.

Schließlich wird erfindungsgemäß bereitgestellt eine Vorrichtung zum Empfangen von von einem Sender über mindestens einen Mobilfunkkanal übertragenen Daten mit einer Sendeeinrichtung zum Senden einer Bit-Loading-Nachricht, die Information über ein von dem Sender zu verwendendes Modulationsverfahren umfasst, zu dem Sender, einer Empfangseinrichtung zum Empfangen adaptiv modulierter Daten von dem Sender über einen Empfangskanal und einer Demodulationseinrichtung zum adaptiven Demodulieren der empfangenen Daten, sowie eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Dauer, während der die Information der Bit-Loading-Nachricht für das Modulationsverfahren angewendet werden soll, aus einer Qualität des mindestens einen Mobilfunkkanals, wobei durch die Sendeeinrichtung die Dauer in einer Dauerangabe in der Bit-Loading-Nachricht übertragbar und weitere Bit-Loading-Nachrichten in periodischen Abständen gemäß der ermittelten Dauer übertragbar sind.

Erfindungsgemäß wird die Tatsache ausgenutzt, dass abhängig von der Kohärenzzeit des Fading-Kanals entweder einer, zwei oder auch eine wesentlich höhere Anzahl an MAC-Zeitrahmen verstreichen können, bis eine Änderung der Kohärenzzeit eine Änderung der Bit-Loading-Tabelle erfordert. Damit muss die Bit-Loading-Tabelle nicht unbedingt in jedem MAC-Rahmen übertragen bzw. aktualisiert werden, so dass die Menge an Overhead, bestehend aus unnötig übertragenen Bit-Loading-Tabellen, deutlich reduziert werden kann. Die Bit-Loading-Tabelle wird somit nicht mehr in einer festen Periode aktualisiert bzw. übertragen, insbesondere nicht in jedem MAC-Rahmen, sondern flexibel entsprechend der Kohärenzzeit des Übertragungskanals. Dabei wird die Gültigkeitsdauer einer Bit-Loading- Tabelle in der Bit-Loading-Nachricht vom Empfänger an den Sender übermittelt. Somit ist es möglich, die Bit-Loading- Signalisierung flexibel zu gestalten, da die Bit-Loading- Periode dynamisch an die zeitlichen Änderungen des Fading- Kanals angepasst werden kann.

Die Erfindung wird insbesondere am Beispiel des HIPERLAN/2 erläutert, so dass hinsichtlich der in diesem Dokument verwendeten Abkürzungen auf die HIPERLAN/2-Spezifikation, Version 1.0 von European Telecommunication Standards Institute Broadband Radio Access Network (ETSI BRAN) verwiesen wird.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
Fig. 1 ein Schema der adaptiven Modulation gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 ein Blockdiagramm zu dem Direct Link Mode;
Fig. 3 eine Struktur eines MAC-Rahmens im Direct Link Mode;
Fig. 4 ein Blockdiagramm zum Centralized Mode;
Fig. 5 eine Struktur eines MAC-Rahmens im Centralized Mode;
Fig. 6 das erfindungsgemäße Senden einer Bit-Loading-Nachricht, die für eine Periode p gültig ist;
Fig. 7 ein Flussdiagramm zur dynamischen Aktualisierung einer Bit-Loading-Tabelle.
Die nachfolgenden Ausführungsformen sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
Zunächst sei anhand der Fig. 2 bis 5 der Nachrichtentransport zwischen Mobilterminals bzw. einem Mobilterminal und einer Basisstation in der typischen MAC-Rahmenstruktur erläutert.
Fig. 2 zeigt eine Basisstation CC und zwei Mobilterminals MT1, MT2. Die Mobilterminals MT1, MT2 kommunizieren miteinander direkt, d. h. im Direct Link Mode. Im vorliegenden Fall wird zwischen MT1 und MT2 direkt ein Nutzdatenkanal DiL UDCH (Direct Link User Data CHannel) aufgebaut. Hierzu wird ein bidirektionaler Steuerkanal DiL LCCH (Link Control CHannel) verwendet. Außerdem schickt das Mobilterminal MT2 als Empfänger der Nutzdaten eine Bit-Loading-Tabelle über einen AM- Steuerkanal AM LCCH (Adaptive Modulation Link Control CHannel) an das Mobilterminal MT1.
In Fig. 2 sind darüber hinaus Steuerkanäle von den Mobilterminals MT1, MT2 zu der Basisstation CC symbolisch angedeutet. Hierzu sei erneut auf die HIPERLAN/2-Spezifikation hingewiesen.
Fig. 3 zeigt die Zeitschlitzstruktur der Transportkanäle in einem MAC-Rahmen im Direct Link Mode. Auf die Steuerkanäle BCH, FCH, ACH und RCH zu Beginn und am Ende des MAC-Rahmens ist hier nicht näher einzugehen. In einem ersten, kurzen Transportkanal SCH, der in Fig. 3 ebenso wie das Mobilterminal MT1 in Fig. 2 schraffiert dargestellt ist, ist das Mobilterminal MT1 aktiv und sendet die Verbindungssteuerinformation DiL LCCH. In der anschließenden Zeitschlitzfolge, die in Fig. 3 gepunktet dargestellt ist, ist das Mobilterminal MT2 aktiv. In einem ersten kurzen Transportkanal SCH (Short Transport CHannel) sendet MT2 ebenfalls eine Steuerinformation DiL LCCH. In einem anschließenden, kurzen Transportkanal sendet beispielsweise das Mobilterminal MT2 eine Bit-Loading- Tabelle als Verbindungssteuerinformation LCCH für adaptive Modulation AM. Anschließend, im nächsten, in Fig. 3 nicht dargestellten MAC-Rahmen sendet MT1 in langen Transportkanälen LCH (Long Transport CHannel) adaptiv modulierte Nutzdaten an MT2.
Demgegenüber ist in Fig. 4 und 5 der Centralized Mode dargestellt, bei dem die Basisstation CC bzw. das Mobilterminal MT1 als Zentralstation dient, über die das Mobilterminal MT2 gegebenenfalls mit weiteren Mobilterminals kommuniziert. Fig. 4 zeigt hierzu die einzelnen, logischen Kanäle, die zwischen beiden Kommunikationseinheiten aufgebaut werden. Im dargestellten Fall tritt MT2 als Sender auf, so dass im Up Link ein Datenkanal UDCH von MT2 zu CC/MT1 implementiert wird. Im Down Link wird der logische Kanal AM LCCH zur Übermittlung einer Bit-Loading-Nachricht, die durch Kanalschätzung von der Basisstation CC ermittelt wird, aufgebaut. Für die weiteren Kanäle sei wiederum auf die HIPERLAN/2-Spezifikation hingewiesen.
Fig. 5 zeigt die physikalischen Kanäle in einem MAC-Rahmen zu den in Fig. 4 dargestellten, logischen Kanälen. Die physikalischen Kanäle im Centralized Mode CM, der auch als Centralized Controlled Mode bezeichnet wird, entsprechen im wesentlichen denen des in Fig. 3 dargestellten Direct Link Mode DiL. Die physikalischen Kanäle lassen sich hier jedoch dem Up Link UL vom Mobilterminal zur Basisstation und Down Link DL von der Basisstation zum Mobilterminal zuordnen.
Erfindungsgemäß wird nun in die Bit-Loading-Nachricht eine Bit-Loading-Intervallinformation bzw. -Periodeninformation eingefügt. Mit der Übertragung der Bit-Loading-Nachricht legt der Empfänger beim Sender fest, wie lange, d. h. für wie viele MAC-Rahmen die Bit-Loading-Tabelle der Bit-Loading- Nachricht gültig sein soll. Der Empfänger sendet daraufhin mit der festgelegten Periode jeweils aktualisierte Bit- Loading-Nachrichten bzw. -Tabellen. Stellt der Datenempfänger fest, dass sich die Kohärenzzeit des Kanals geändert hat, so passt er entsprechend die Bit-Loading-Intervallinformation ("Bit-load" in Tabelle 1) in der Bit-Loading-Nachricht an. Daraufhin aktualisiert der Datenempfänger die Bit-Loading- Nachricht gemäß der neu ermittelten Intervall- bzw. Periodendauer.
Die folgende Tabelle 1 zeigt beispielhaft den Inhalt der genannten Bit-Loading-Nachricht zur adaptiven Modulation für einen Vorwärtstransportkanal (Forward Link) und einen Rückwärtstransportkanal (Reverse Link). Die anschließende Tabelle 2 zeigt eine Möglichkeit der Belegung des SCH-Felds, mit dem der Typ der Protokolldateneinheit PDU im Transportkanal SCH festgelegt werden kann. Tabelle 1 Inhalte einer AM-Bit-Loading-Nachricht in einem Forward-SCH und Reverse-SCH

Tabelle 2 SCH-Feld
In der Bit-Loading-Nachricht wird mit den ersten 4 Bits der Typ der Nachricht festgelegt. Nach einem hier nicht verwendeten Bit folgt das Bit-Load-ARQ-Bit. Das ARQ-Bit wird auf "0" gesetzt, wenn in der vorausgehenden Gegenverbindung die Bit- Loading-Nachricht fehlerfrei übertragen wurde. Andererseits wird das ARQ-Bit auf "1" gesetzt, wenn die Bit-Loading-Nachricht fehlerhaft übertragen wurde, so dass diese "1" als Anfrage zum erneuten Senden der Bit-Loading-Nachricht interpretiert werden kann. Die beiden folgenden Bits in der Bit- Loading-Nachricht werden dazu verwendet, die Periode festzulegen, mit der der Empfänger aktualisierte Bit-Loading-Nachrichten sendet. In dem Beispiel von Tabelle 1 kann mit den zwei Bits gewählt werden, dass in jedem MAC-Rahmen, in jedem 4. MAC-Rahmen, in jedem 8. MAC-Rahmen oder in jedem 32. MAC- Rahmen eine Bit-Loading-Nachricht gesendet wird. Im gewählten Beispiel kann somit der Signalisierungsaufwand auf bis zu 1/32 gesenkt werden.
Die weiteren Bits in der AM-Bit-Loading-Nachricht werden für die Bit-Loading-Tabelle mit der Zuordnung der Modulationsalphabete zu Subträgern bzw. Clustern von Subträgern und für den Redundanzcheck CRC verwendet, so dass die Bit-Loading- Nachricht insgesamt 72 Bits umfasst.
Fig. 6 zeigt nun die Verwendung und Wirkungsweise einer Bit- Loading-Nachricht mit einer Bit-Load-Periodeninformation für die periodische Anwendung der Bit-Loading-Tabelle. Im Centralized Mode CM oder Direct Link Mode DiL.
Die zeitliche Wiedergabe der Transportkanäle im (n - 1)-ten, n- ten und (n + 1)-ten MAC-Rahmen entspricht im Prinzip den Darstellungen von Fig. 3 und Fig. 5. Die für die Erfindung wesentlichen Transportkanäle sind für ein erstes Terminal MT1 schraffiert und ein zweites Terminal MT2 gepunktet dargestellt.
Im n-ten MAC-Rahmen wirkt sich eine frühere Bit-Loading- Nachricht AM LCCH (UL) aus dem Up Link noch auf den Datenkanal LCH des schraffierten Terminals MT1 im Down Link aus (obere, gestrichelte Linie in Fig. 6). Ebenso wirkt sich eine frühere Bit-Loading-Nachricht AMLCCH (DL) aus dem Down Link auf den Datenkanal LCH des gepunkteten Terminals MT2 im n-ten MAC-Rahmen im Up Link (UL) aus (untere gestrichelte Linie in Fig. 6). Dies bedeutet, dass die jeweiligen Datenkanäle gemäß den zuvor übertragenen Bit-Loading-Tabellen moduliert werden.
Im zweiten Steuerkanal SCH des n-ten MAC-Rahmens für das schraffierte Terminal sendet dieses eine Bit-Loading-Nachricht gemäß Tabelle 1 einschließlich einer 2 Bit großen Bit- Load-Periodeninformation. In Fig. 6 ist eine Periode mit "p" bezeichnet. Nach dem Senden der Bit-Loading-Nachricht kann in den folgenden p MAC-Rahmen, dem (n + 1)-ten, dem (n + 2)-ten bis einschließlich des (n + p)-ten MAC-Rahmens, das gepunktete Terminal in den Transportkanälen für die Modulation im Up Link, die im Down Link übertragene Bit-Loading-Tabelle verwenden.
In ähnlicher Weise sendet das gepunktete Terminal im n-ten MAC-Rahmen im Up Link eine Bit-Loading-Nachricht mit eigener Periodeninformation. Die Perioden im Up Link und Down Link müssen dabei nicht gleich sein. Die im Up Link gesendete Bit- Loading-Nachricht vom gepunkteten Terminal wird in den folgenden p MAC-Rahmen zur Modulation der Datentransportkanäle im Down Link von dem schraffierten Terminal verwendet.
Spätestens im in Fig. 6 dargestellten, (n + p)-ten MAC-Rahmen muss gemäß der Bit-Load-Periode p erneut eine aktualisierte Bit-Loading-Nachricht von dem gestrichelten Terminal an das gepunktete Terminal im Down Link übertragen werden. Im gepunkteten Terminal wirkt sich die neue Bit-Loading-Tabelle für das nächste Intervall an MAC-Rahmen aus.
In gleicher Weise sendet das gepunktete Terminal im (n + p)-ten MAC-Rahmen eine neue Bit-Loading-Nachricht. Diese wirkt sich im Down Link auf das/die in der Bit-Loading-Nachricht bezeichnete Intervall/Periode aus. Erneut sei darauf hingewiesen, dass anders als in Fig. 6 dargestellt ist, die Bit-Load- Periode im Up Link und Down Link unterschiedlich, sowohl bezüglich der Periodendauer als auch bezüglich einer beliebigen, zeitlichen Verschiebung zwischen den Periodenstartzeitpunkten im UL und DL sein kann.
Aus der Sicht des Senders von Daten wirkt sich die empfangene Bit-Loading-Nachricht so aus, dass die Bit-Load-Tabelle vom ersten möglichen MAC-Rahmen nach dem Empfang der Bit-Loading- Nachricht bis zum Ende des Intervalls, das mit der Bit-Load- Intervallinformation bzw. -Periodeninformation gemäß Tabelle 1 bezeichnet ist, verwendet wird. D. h. der Sender der Daten verwendet die übertragene Bit-Loading-Tabelle für den nächsten, die nächsten 4, die nächsten 8 oder die nächsten 32 MAC- Rahmen für die Datenmodulation.
Aus Sicht des Empfängers bedeutet das erfindungsgemäße Konzept der Übertragung einer Bit-Load-Periodeninformation, dass der Empfänger für die angegebene Periode von 1, 4, 8 oder 32 MAC-Rahmen vom Sender eine für die Periodendauer p zeitlich konstant bleibende, adaptive Modulation gemäß der in jedem Periodenintervall übertragenen Bit-Loading-Tabelle anfordert. D. h. vom Empfänger wird die Bit-Loading-Tabelle periodisch aktualisiert. Stellt der Empfänger nun fest, dass beispielsweise die Kohärenzzeit des Kanals sich geändert hat, so bedingt dies unter Umständen eine Änderung der Häufigkeit der Aktualisierung der Bit-Loading-Tabelle. In diesem Fall kann von dem Empfänger der Daten, auch vor Ablauf der aktuellen Periode, eine neue Bit-Loading-Nachricht mit einer aktualisierten Bit-Loading-Tabelle und einer angepassten Bit-Load- Periode an den Sender übertragen werden. In der Folge werden die Bit-Loading-Nachrichten entsprechend der neuen Bit-Load- Periode aktualisiert, wobei vorzugsweise bereits in zu nächstmöglichen Sendezeitpunkt die neue, aktualisierte Periode startet.
Durch das Übertragen einer adaptiven Bit-Loading AM LCCH, das in Intervallen bzw. Perioden von p MAC-Rahmen stattfindet, kann der Signalisierungs-Overhead reduziert werden. Dabei bleibt die während einer Periode bzw. eines Intervalls verwendete Bit-Loading-Tabelle unverändert. Kurzfristige, ausgeprägte Änderungen des Mobilfunkkanals können es jedoch erforderlich machen, dass die Bit-Loading-Tabelle vor Ablauf der Periode bzw. des Intervalls aktualisiert wird. In diesem Fall sendet der Empfänger der Daten unabhängig von der ursprünglich geplanten Periode eine aktualisierte Bit-Loading-Nachricht an den Sender. Dabei kann nicht nur die Bit-Loading- Tabelle, sondern auch die Bit-Load-Periode aktualisiert werden. Im Anschluss an diese nicht periodische Signalisierung erfolgt wieder der periodische Austausch der Bit-Loading- Informationen bzw. -Nachrichten.
Bei einer Weiterentwicklung überwacht im Direct Link Mode die Basisstation CC (Central Controller) alle Bit-Loading-Nachrichten, die zwischen zwei oder mehreren Mobilterminals ausgetauscht werden. Dies dient dazu, die Netzwerkressourcen, beispielsweise die Zuteilung einer bestimmten Anzahl von SCH's und LCH's an ein bestimmtes Terminal, die von dem entsprechenden Mobilterminal benötigt werden, flexibel zuzuweisen. Hierzu kann beispielsweise im Centralized Mode, wo der Nutzdatenaustausch über die Basissation CC abläuft, die Bit- Loading-Periode von der Basisstation aus verkürzt werden, wenn genügend Netzkapazitäten frei sind. Im Direct Link Mode, wo der Nutzdatenaustausch direkt, d. h. ohne CC, zwischen den Terminals abläuft, werden Bit-Loading-Tabelle und Periode einzig und allein von den Terminals festgelegt.
Zusätzlich zu der Übertragung einer Bit-Load-Periode in der Bit-Loading-Nachricht kann vorgesehen werden, ein Bit-Load- ARQ-Bit, wie bereits angedeutet, in der Bit-Loading-Nachricht zu übertragen. Damit läßt sich feststellen, ob der Sender der Daten die Bit-Loading-Nachricht vom Empfänger der Daten korrekt empfangen hat oder die Bit-Loading-Nachricht gegebenenfalls erneut gesendet werden muss.
Das erfindungsgemäße Konzept eignet sich, wie dargelegt, für HIPERLAN/2-Systeme und dabei für die beiden Operationsmodi: Central Control Mode CM und Direct Link Mode DiL. Es kann aber auch bei anderen Systemen, z. B. IEEE-Systemen, Anwendung finden. Darüberhinaus sei ausdrücklich erwähnt, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur auf TDD-Systeme d. h. Zeitduplexsysteme, sondern gleichermaßen auch auf FDD-Systeme, d. h. auf Frequenzduplexsysteme, angewendet werden kann.
Anhand von Fig. 7 sei nun das erfindungsgemäße Verfahren verdeutlicht. Zunächst wird ein Aktualisierungsintervall bzw. eine Aktualisierungsperiode auf einen Anfangswert oder einen Neuwert gesetzt. Anschließend muss der Empfänger der Daten beurteilen, ob es notwendig ist, das Aktualisierungsintervall zu ändern. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn beim Referenzcheck CRC Paketfehler nachgewiesen werden. Zusätzlich oder alternativ bestehen aber auch die Möglichkeiten, die Aktualisierungsintervalle bzw. -perioden aufgrund des Signal/Rauschverhältnisses oder der Schnelligkeit der Kanaländerung zu ändern.
Falls eine Änderung des Aktualisierungsintervalls notwendig ist, wird dieses geschätzt und auf den Neuwert gesetzt. Falls eine Änderung des Aktualisierungsintervalls nicht notwendig ist, wird die Bit-Loading-Nachricht entsprechend der gesetzten Periode fortlaufend erneuert, bis die Übertragung vollständig ist. Währendessen wird in einer Schleife ständig überwacht, ob eine Kanaländerung die Änderung des Aktualisierungsintervalls notwendig macht.

Claims

1. Verfahren zum Senden von Daten über mindestens einen Mobilfunkkanal an einen Empfänger durch
Empfangen einer Bit-Loading-Nachricht (AM LCCH), die Informationen über ein für das Senden zu verwendendes Modulationsverfahren umfasst, von dem Empfänger, adaptives Codieren und Modulieren der zu sendenden Daten auf der Grundlage der Bit-Loading-Nachricht (AM LCCH) und
Senden der adaptiv codierten und modulierten Daten an den Empfänger über einen Sendekanal,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bit-Loading-Nachricht (AM LCCH) eine Dauerangabe umfasst, die angibt, für welche Dauer die Information der Bit-Loading-Nachricht für das Modulationsverfahren angewendet werden soll.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Daten in Zeitrahmen (MAC-Rahmen) gesendet werden und die Dauerangabe ein Mehrfaches der Zeitrahmen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei für die Dauerangabe eines von einer Vielzahl von vorgegebenen Mehrfachen der Zeitrahmen (MAC-Rahmen) ausgewählt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Information eine Bit-Loading-Tabelle ist, die eine Modulationswertigkeit und Codierung für mehrere Subträger oder Cluster von mehreren Subträgern umfasst.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei vor oder gleichzeitig mit oder kurz nach dem Ablauf der Dauer gemäß der Dauerangabe eine weitere Bit-Loading- Nachricht (AM LCCH) empfangen wird, mit der die Dauer und/oder die Information für das Modulationsverfahren, vorzugsweise bestehend aus Modulation und Codierung pro Subträger bzw. Cluster von Subträgern, neu festgelegt werden.

6. Verfahren zum Empfangen von Daten über mindestens einen Mobilfunkkanal von einem Sender durch
Senden einer Bit-Loading-Nachricht (AM LCCH), die Informationen über ein für ein Senden der Daten zu verwendendes Modulationsverfahren umfasst, an den Sender der Daten,
Empfangen von adaptiv codierten und modulierten Daten von dem Sender über einen Empfangskanal und adaptives Demodulieren und Decodieren der empfangenen Daten,
gekennzeichnet durch
Ermitteln einer Dauer, während der die Information der Bit-Loading-Nachricht (AM LCCH) für das Modulationsverfahren angewendet werden soll, aus einer Qualität des mindestens einen Mobilfunkkanals und
Einbinden einer diesbezüglichen Dauerangabe in die Bit- Loading-Nachricht (AM LCCH), so dass voraussichtlich weitere Bit-Loading-Nachrichten in periodischen Abständen gemäß der ermittelten Dauer gesendet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Daten in Zeitrahmen (MAC-Rahmen) empfangen werden und die Dauerangabe ein Mehrfaches der Zeitrahmen ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei für die Dauerangabe eines von einer Vielzahl von vorgegebenen Mehrfachen der Zeitrahmen (MAC-Rahmen) ausgewählt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Information eine Bit-Loading-Tabelle ist, die eine Modulationswertigkeit und Codierung für mehrere Subträger oder Cluster von Subträgern umfasst.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei eine Qualität eines Übertragungskanals, über den die Daten empfangen werden, fortlaufend geschätzt wird, und daraus die Bit-Loading-Nachricht (AM LCCH) einschließlich der Dauer ermittelt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei unabhängig von der Dauer eine weitere Bit-Loading-Nachricht (AM LOCH) gesendet wird, wenn die Qualität des Übertragungskanals dies erfordert, und damit die Information und/oder die Dauer aktualisiert wird.

12. Vorrichtung zum Senden von Daten über mindestens einen Mobilfunkkanal an einen Empfänger mit
einer Empfangseinrichtung zum Empfangen einer Bit- Loading-Nachricht (AM LCCH), die Information über ein für das Senden zu verwendende Modulationsverfahren umfasst, von dem Empfänger,
einer Modulationseinrichtung zum adaptiven Codieren und Modulieren der zu sendenden Daten auf der Grundlage der Bit-Loading-Nachricht (AM LCCH) und
einer Sendeeinrichtung zum Senden der adaptiv codierten und modulierten Daten an den Empfänger über einen Sendekanal,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bit-Loading-Nachricht (AM LCCH) eine Dauerangabe umfasst, die angibt, für welche Dauer die Information der Bit-Loading-Nachricht für das Modulationsverfahren angewendet werden soll, und mit der die Modulationseinrichtung entsprechend steuerbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Daten in Zeitrahmen (MAC-Rahmen) übertragbar sind und die Dauerangabe ein Mehrfaches der Zeitrahmen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei für die Dauerangabe eines von einer Vielzahl von vorgegebenen Mehrfachen der Zeitrahmen (MAC-Rahmen) wählbar ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Information eine Bit-Loading-Tabelle ist, die eine Modulationswertigkeit und Codierung für mehrere Subträger oder Cluster von Subträgern umfasst.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei durch die Empfangseinrichtung ständig eine weitere Bit- Loading-Nachricht (AM LCCH) empfangbar ist, mit der die Dauer und/oder die Information für das Modulationsverfahren neu festlegbar ist.

17. Vorrichtung zum Empfangen von von einem Sender über mindestens einen Mobilfunkkanal übertragenen Daten mit einer Sendeeinrichtung zum Senden einer Bit-Loading- Nachricht (AM LCCH), die Information über ein von dem Sender zu verwendendes Modulationsverfahren umfasst, zu dem Sender,
einer Empfangseinrichtung zum Empfangen adaptiv codierten und modulierter Daten von dem Sender über einen Empfangskanal und
einer Demodulationseinrichtung zum adaptiven Demodulieren und Decodieren der empfangenen Daten,
gekennzeichnet durch
eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Dauer, während der die Information der Bit-Loading-Nachricht (AM LCCH) für das Modulationsverfahren angewendet werden soll, aus einer Qualität des mindestens einen Mobilfunkkanals, wobei durch die Sendeeinrichtung die Dauer in einer Dauerangabe in der Bit-Loading-Nachricht (AM LCCH) übertragbar und weitere Bit-Loading- Nachrichten in periodischen Abständen gemäß der ermittelten Dauer übertragbar sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Daten in Zeitrahmen (MAC-Rahmen) übertragbar sind und die Dauerangabe ein Mehrfaches der Zeitrahmen ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei für die Dauerangabe eines von einer Vielzahl von vorgegebenen Mehrfachen der Zeitrahmen (MAC-Rahmen) auswählbar ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die Information eine Bit-Loading-Tabelle ist, die eine Modulationswertigkeit und Codierung für mehrere Subträger oder Cluster von Subträgern umfasst.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei durch die Ermittlungseinrichtung aus der Qualität des mindestens einen Mobilfunkkanals fortlaufend eine Dauer für die Dauerangabe in der Bit-Loading-Nachricht (AM LCCH) ermittelbar ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei unabhängig von der ermittelten Dauer jederzeit eine aktuelle Bit-Loading- Nachricht (AM LCCH) durch die Sendeeinrichtung sendbar ist.

23. Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen mehreren Mobilterminals einschließlich eines Sendens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und eines Empfangens nach einem der Ansprüche 6 bis 11, durch zentrales Überwachen und/oder Steuern eines Übermittelns von Bit-Loading- Nachrichten anhand einer Netzauslastung.

24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei ein Mobilterminal zentral dazu veranlasst wird, eine Bit-Loading- Nachricht (AM LCCH) und/oder Bestätigungsnachricht insbesondere für das Anfordern eines robusteren Übertragungsmodus zu übertragen.

25. System zum Übertragen von Daten mit mehreren Mobilterminals (MT1, MT2), die jeweils eine Vorrichtung zum Senden nach einem der Ansprüche 12 bis 16 und eine Vorrichtung zum Empfangen nach einem der Ansprüche 17 bis 22 umfassen, mit einer Zentralsteuerungseinrichtung zum zentralen Überwachen und/oder Steuern eines Übermittelns von Bit-Loading-Nachrichten (AM LCCH) vorzugsweise anhand einer Netzauslastung.

26. System nach Anspruch 25, wobei die Mobilterminals durch die Zentralsteuerungseinrichtung derart ansteuerbar sind, dass sie eine Bit-Loading-Nachricht (AM LCCH) und/oder Bestätigungsnachricht insbesondere zum Anfordern eines robusteren Übertragungsmodus senden.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, 23 und 24, das ein TDD- oder ein FDD-Verfahren oder eine Kombination aus beidem ist.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, 23, 24 und 27, wobei die Dauer für welche die Information der Bit- Loading-Nachricht (AM LCCH) angewendet werden soll, sowohl auf eine feste Rahmenstruktur als auch auf eine nicht fest vorgegebene, asynchrone Rahmenstruktur, insbesondere bei einem Carrier Sense Multiple Access(CSMA)-basierten Zugriffsverfahren, angewendet wird.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, wobei die Dauer für welche die Information der Bit-Loading- Nachricht (AM LCCH) angewendet werden soll, sowohl auf eine feste Rahmenstruktur als auch auf eine nicht fest vorgegebene, asynchrone Rahmenstruktur, insbesondere bei einem Carrier Sense Multiple Access(CSMA)-basierten Zugriffsverfahren, anwendbar ist.