DE102005006399A1

DE102005006399A1 - Verfahren zur Steuerung einer Signalübertragung in einem Funk-Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE102005006399A1
Application number: DE102005006399A
Authority: DE
Inventors: Mohammad Ali Dr. Memar; Thomas Ulrich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-02-11
Filing date: 2005-02-11
Publication date: 2006-08-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Datenübertragung in einem Funk-Kommunikationssystem. Erfindungsgemäß werden Daten eines Dienstes (Dienst 1, Dienst 2) in jeweils zumindest einem Zeitintervall (TTI) von zumindest zwei Basisstationen (NB1, NB2) des Funk-Kommunikationssystems ausgesendet. Die Aussendungen werden von einer den Basisstationen (NB1, NB2) zugeordneten Funknetzsteuerung (RNC) des Funk-Kommunikationssystems zeitlich gesteuert, wobei die zeitliche Steuerung unabhängig von einer jeweiligen Länge des Zeitintervalls (TTI) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Signalübertragung in einem Funk-Kommunikationssystem sowie eine Funknetzsteuerung und ein Funk-Kommunikationssystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Funk-Kommunikationssystemen erfolgt eine Kommunikation zwischen beteiligten Stationen über elektromagnetische Wellen, die über eine Luftschnittstelle übertragen werden. Je nach Funk-Kommunikationssystem können einzelne oder alle Teilnehmer-Endgeräte stationär oder mobil sein. Funk-Kommunikationssysteme, die eine Mobilität von Teilnehmer-Endgeräten unterstützen, werden allgemein als Mobilfunksysteme bezeichnet. Es existieren Mobilfunksysteme unterschiedlicher Mobilfunkstandards. Bekannt sind beispielsweise Mobilfunkstandards der zweiten Generation, wie beispielsweise IS-95 und GSM (Global System of Mobile Communications), oder der dritten Generation, wie beispielsweise CDMA2000 und UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).

In Mobilfunksystemen, wie beispielsweise den oben genannten GSM- und UMTS-Systemen, ist die Einführung so genannter MBMS (Multimedia Broadcast Multicast Service)-Dienste vorgesehen. Bezüglich des UMTS-Standards ist die Implementierung derartiger Dienste unter anderem in der technischen Spezifikation 3GPP TS 25.346, 6.3.0 (2004-12-23) Introduction of the Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS) in the Radio Access Network (RAN); Stage 2 (Release 6), beschrieben. Weitergehende Informationen sind darüber hinaus den entsprechenden technischen Spezifikationen 3GPP TS 22.146 V6.6.0 (2004-10-01), TS 23.246 V6.5.0 (2005-01-13) und TS 29.846 V6.0.0 (2004-09-27) entnehmbar.

Für den Empfang derartiger MBMS-Dienste ist vorgesehen, dass ein MBMS-Dienste empfangendes Teilnehmer-Endgerät die in dem jeweiligen Dienst übertragenen Daten von zumindest zwei Basisstationen empfängt und gemäß einem bekannten so genannten Soft-Combinings kombiniert, wodurch vorteilhaft eine größere Detektionssicherheit und somit eine höhere Dienstgüte erzielt wird.

Dies ist beispielhaft in der 1 dargestellt, wobei bei der Bezeichnung der Komponenten die Terminologie des UMTS-Standards verwendet wurde, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. Von zwei über eine gemeinsame Funknetzsteuerung (RNC – Radio Network Controller) mit weiteren bekannten Komponenten des Mobilfunksystems zur Bereitstellung von MBMS-Diensten verbundenen Basisstationen (NB – Node B) werden Daten zweier MBMS-Dienste (Dienst 1 und Dienst 2) ausgesendet, die von einem in dem Überlappungsbereich der Funkzellen (Z1 und Z2) der Basisstationen (NB1 und NB2) befindlichen Teilnehmer-Endgerät (UE – User Equipment) empfangen werden.

Da die Basisstationen zeitlich nicht miteinander synchronisiert sind, werden die Daten der MBMS-Dienste entsprechend mit einem bestimmten Zeitversatz von den Basisstationen ausgesendet und von dem Teilnehmer-Endgerät, gegebenenfalls zu- oder abzüglich eines weiteren Zeitversatzes aufgrund unterschiedlicher Laufzeiten der Signale, entsprechend zeitversetzt empfangen. Sofern in dem Teilnehmer-Endgerät ein Soft-Combining der empfangenen Daten durchgeführt werden soll, muss in diesem ein ausreichend großer Speicher zur Speiche rung der empfangenen Signale der beiden Basisstationen vorgesehen werden, um trotz des zeitlichen Versatzes ein Soft-Combining durchführen zu können. Da bei dem Soft-Combining-Verfahren zudem aus den einzelnen empfangenen Signalen gewonnene Soft-Werte gespeichert werden, ist hierfür ein vergleichsweise großer Speicher in dem Teilnehmer-Endgerät erforderlich. Gemäß unter anderem dem Dokument R1-041503 des 3GPP TSG-RAN1 Meeting #39, Shin Yokohama, Japan, 15–19 November 2004, einsehbar über den Link http://www.3gpp.org/liaisons/outgoing%5Flss/r1%2D39%2Dmeeting .htm ist jedoch vorgesehen, den Pufferspeicher in den Teilnehmer-Endgeräten auf eine Größe zur Speicherung von höchstens einem so genannten TTI (Transmission Time Interval) zuzüglich eines Zeitschlitzes zu beschränken. Somit kann nur ein begrenzter Zeitversatz durch Speicherung von Soft-Werten in dem Teilnehmer-Endgerät ausgeglichen werden.

Weiterhin ist gemäß dem Standard für den FDD-Modus (FDD – Frequency Division Duplex) des UMTS-Mobilfunksystems nach der technischen Spezifikation 3GPP TS 25.212, V6.3.0 (2004-12) „Multiplexing and channel coding (FDD)", Release 6, und insbesondere nach dem Kapitel 4.2.14 dieser technischen Spezifikation, vorgesehen, dass auf einen so genannten CCTrCH (Coded Composite Transport Channel), d.h. einen physikalischen Kanal, welcher mehreren Transportkanälen zur zeitlich getrennten Nutzung zur Verfügung steht, Transportkanäle nach einem koordinierten Zeitschema gemultiplext werden. Hierbei muss die in dem Kapitel 4.2.14 angegebene Gleichung CFN mod Fmax = 0 erfüllt sein. CFN bezeichnet dabei eine so genannte Verbindungsrahmennummer (Connection Frame Number) mit einer Länge einer Einheit von 10ms, und Fmax bezeichnet eine maximale Anzahl von Funkrahmen innerhalb eines Übertragungszeitinter valls (TTI – Transmission Time Interval) aller Transportkanäle, die auf einen gemeinsamen CCTrCH gemultiplext werden.

Auf Basis dieser Bedingungen kann nun eine Situation auftreten, wie sie beispielhaft in der 2a dargestellt ist. Es sei angenommen, dass die Basisstationen (NB1, NB2) der 1 Signale zweier Dienste (Dienst 1, Dienst 2), beispielsweise MBMS-Dienste mit einem Übertragungszeitintervall (TTI) von 80ms bzw. 40ms, in ihren Funkzellen (Z1, Z2) aussenden. Die Funkzellen (Z1, Z2) der beiden Basisstationen (NB1, NB2) stellen dabei eine so genannte Service Area dar, in der gleiche Dienste von darin befindlichen Teilnehmer-Endgeräten empfangen werden können. Weiterhin sei angenommen, dass das Teilnehmer-Endgerät (UE) ein Soft-Combining-Verfahren auf Basis der von den beiden Basisstationen (NB1, NB2) empfangenen Signale anwendet.

In dem Beispiel der 2a steuert die Funknetzsteuerung (RNC) die Aussendung des ersten Dienstes (Dienst 1) in der Funkzelle (Z1) der ersten Basisstation (NB1) (Referenz-Basisstation für die Service Area) derart, dass das Übertragungszeitintervall der Länge 80ms mit Beginn der Verbindungsrahmennummer CFN1 = 8 beginnt. Die zweite Basisstation (NB2) ist, wie dargestellt, nicht zeitlich mit der ersten Basisstation (NB1) synchronisiert, d.h., der Beginn der Verbindungsrahmennummer CFN2 = 72 ist zeitlich früher, beispielsweise um einige Chips, als der Beginn der Verbindungsrahmennummer CFN1 = 8 der ersten Basisstation (NB1). Nach der oben genannten Bedingung CFN mod Fmax = 0 kann die Funknetzsteuerung (RNC) die Aussendung des ersten Dienstes (Dienst 1) in der Funkzelle (Z2) der zweiten Basisstation (NB2) somit erst nach Ablauf weiterer 8 Verbindungsrahmen, also mit Beginn der Verbindungsrahmennummer CFN2 = 80 beginnen.

Der hierdurch entstehende große zeitliche Versatz von nahezu 8 Verbindungsrahmen führt nun zu Problemen bzw. Nachteilen. Wie vorangehend beschrieben, wird der Speicher in dem empfangenden Teilnehmer-Endgerät dienstspezifisch nach der Länge des Übertragungszeitintervalls (TTI) zuzüglich eines Zeitschlitzes dimensioniert. Da in dem dargestellten Beispiel der zeitliche Versatz zwischen den Aussendungen des ersten Dienstes in den beiden Funkzellen (Z1, Z2) annähernd der Länge des Übertragungszeitintervalls entspricht, verbleibt ein Sicherheitsbereich für das Soft-Combining von lediglich etwas mehr als einem Zeitschlitz. Dieser kurze Sicherheitsbereich kann jedoch aufgrund unterschiedlicher Einflüsse, wie beispielsweise Übertragungsverzögerungen, Jitter im Netzwerk oder anderen Verzögerungen, verloren gehen, wodurch nachteilig die Wahrscheinlichkeit steigt, dass das Teilnehmer-Endgerät kein Soft-Combining der empfangenen Signale der beiden Basisstationen (NB1, NB2) durchführen kann.

Für den dargestellten Fall, dass von den beiden Basisstationen (NB1, NB2) gleich im Anschluss an die Übertragung des ersten Dienstes (Dienst 1) die Übertragungszeitintervalle der Länge 40ms des zweiten Dienstes (Dienst 2), d.h. mit Beginn der Verbindungsrahmennummer CFN1 = 16 bzw. CFN2 = 88 ausgesendet werden, hätte das Teilnehmer-Endgerät keinerlei Möglichkeiten, ein Soft-Combining durchzuführen, da das entsprechende Zeitfenster für das Soft-Combining (40ms zuzüglich eines Zeitschlitz bei einem TTI von 40ms) um nahezu 40ms überschritten würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Funknetzsteuerung und ein Funk-Kommunikationssystem an zugeben, die eine effiziente Verwendung des Soft-Combining-Verfahrens in Teilnehmer-Endgeräten ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Verfahrens, der Funknetzsteuerung sowie des Funk-Kommunikationssystems gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand abhängiger Patentansprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren, die Funknetzsteuerung sowie das Funk-Kommunikationssystem ermöglichen eine Steuerung der Aussendung insbesondere von MBMS-Diensten von zumindest zwei Basisstationen mit einer feineren zeitlichen Granularität. Hierdurch werden vorteilhaft die nur beschränkt zur Verfügung stehenden Funkressourcen effizienter genutzt sowie sichergestellt, dass die Aussendungen empfangende Teilnehmer-Endgeräte vorangehend beschriebene Soft-Combining-Verfahren effizient anwenden können.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten beispielhaften Situation näher beschrieben. Dabei zeigen
1 Komponenten eines Funk-Kommunikationssystems in einer beispielhaften Anordnung,
2a eine zeitliche Steuerung der Aussendung von Diensten in zwei Funkzellen, und
2b eine zeitliche Steuerung der Aussendung von Diensten in zwei Funkzellen gemäß der Erfindung.
In der 2b ist das einleitend beschriebene Szenario der 2a nochmals unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Nach der Erfindung wird die in dem Kapitel 4.2.14 der technischen Spezifikation 3GPP TS 25.212, V6.3.0 (2004-12) definierte Bedingung CFN mode Fmax = 0 beispielhaft durch die Bedingung CFN mod 2 = 0 ersetzt. Der Wert 2 wurde hierbei gewählt, um Übertragungszeitintervalle TTI jeweils bei einer geraden Verbindungsrahmennummern CFN beginnen zu können. Die Bedingung CFN mod 2 = 0 ist insbesondere realisierbar, wenn ausschließlich MBMS-bezogene Transportkanäle in einen dedizierten MBMS S-CCPCH gemultiplext werden.
Wie in der 2b dargestellt, ist die Funknetzsteuerung RNC auf Basis dieser Bedingung in der Lage, die Aussendung des ersten Dienstes Dienst 1 in der Funkzelle Z2 der zweiten Basisstation NB2 bereits mit dem Beginn der Verbindungsrahmennummer CFN2 = 74, d.h. lediglich mit einem zeitlichen Versatz von ca. 20ms, beginnen zu können. Hierdurch wird vorteilhaft sicher gestellt, dass das empfangende Teilnehmer-Endgerät UE die von den beiden Basisstationen NB1, NB2 empfangenen Signale gemäß dem Soft-Combining-Verfahren kombinieren kann.
Direkt im Anschluss an die Übertragung des ersten Dienstes Dienst 1 in einem Übertragungszeitintervall von 80ms steuert die Funknetzsteuerung RNC die Übertragung des zweiten Dienstes Dienst 2 in einem Übertragungszeitintervall von 40ms. Entsprechend dem Beispiel der 2a beginnt die Aussendung des zweiten Dienstes Dienst 2 in der Funkzelle Z1 der ersten Basisstation NB1 mit Beginn der Verbindungsrahmennummer CFN1 = 16. Die Aussendung des zweiten Dienstes Dienst 2 in der Funkzelle Z2 der zweiten Basisstation NB2 beginnt mit Beginn der Verbindungsrahmennummer CFN2 = 82, d.h. wiederum mit einem zeitlichen Versatz von lediglich ca. 20ms. Trotz des kürzeren Übertragungsintervalls TTI des zweiten Dienstes Dienst 2 und eines damit einhergehenden kleiner dimensionierten Speicherbereiches ist das empfangende Teilnehmer-Endgerät UE in der Lage, auch empfangene Signale des zweiten Dienstes Dienst 2 gemäß dem Soft-Combining-Verfahren zu kombinieren.
Vor einer Übertragung der Dienste wird dem Teilnehmer-Endgerät UE auf einem den MBMS-Diensten zugeordneten gesonderten Signalisierungskanal die Konfiguration der Übertragung signalisiert. Das Teilnehmer-Endgerät UE empfängt dabei nur den Signalisierungskanal einer der Basisstationen, in den dargestellten Beispielen sei dies die erste Basisstation NB1. In dem Signalisierungskanal signalisiert die erste Basisstation NB1 zumindest einen Startzeitpunkt für die eigene Aussendung (CFN1 = 8), die Länge des Übertragungsintervalls (TTI = 80ms), den Dienst (Dienst 1) sowie den zeitlichen Versatz des Startzeitpunktes (20ms bzw. 2 CFN) bzw., sofern dies der ersten Basisstation NB1 bekannt ist, den Startzeitpunkt für die Aussendung durch die zweite Basisstation NB2 (CFN2 = 74). Weitere alternative Ausführungsformen zur Signalisierung dieses Versatzes sind denkbar. Entsprechend diesen signalisierten Parametern passt das Teilnehmer-Endgerät UE den Empfang von Signalen der beiden Basisstationen NB1, NB2 an.

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Signalübertragung in einem Funk-Kommunikationssystem, bei dem Daten eines Dienstes (Dienst 1, Dienst 2) in jeweils zumindest einem Zeitintervall (TTI) von zumindest zwei Basisstationen (NB1, NB2) des Funk-Kommunikationssystems ausgesendet werden, und die Aussendungen von einer den Basisstationen (NB1, NB2) zugeordneten Funknetzsteuerung (RNC) des Funk-Kommunikationssystems zeitlich gesteuert werden, wobei die zeitliche Steuerung unabhängig von einer jeweiligen Länge des Zeitintervalls (TTI) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die zeitliche Steuerung unabhängig von einem eine maximal mögliche Länge des Zeitintervalls (TTI) für die Übertragung des Dienstes (Dienst 1, Dienst 2) angebenden Parameter erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Basisstationen (NB1, NB2) bezüglich einer Zeitstruktur nicht miteinander synchronisiert sind.
Verfahren nach einen vorhergehenden Anspruch, bei dem die Basisstationen (NB1, NB2) bezüglich einer Rahmenstruktur (CFN) nicht miteinander synchronisiert sind.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Daten zumindest einem MBMS-Dienst zugeordnet sind.
Verfahern nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem ein Teilnehmer-Endgerät (UE) die Daten des Dienstes (Dienst 1, Dienst 2) von den zumindest zwei Basisstationen (NB1, NB2) mittels eines Soft-Combining-Verfahrens empfängt.
Funknetzsteuerung (RNC) eines Funk-Kommunikationssystems, die mit zumindest zwei Basisstationen (NB1, NB2) zum Aussenden von Daten eines Dienstes (Dienst 1, Dienst 2) in jeweils zumindest einem Zeitintervall (TTI) verbunden ist, aufweisend Mittel zum zeitlichen Steuern der Aussendungen der Basisstationen (NB1, NB2), wobei die zeitliche Steuerung unabhängig von einer jeweiligen Länge des Zeitintervalls (TTI) erfolgt.
Funk-Kommunikationssystem, mit zumindest zwei Basisstationen (NB1, NB2) zum Aussenden von Daten eines Dienstes (Dienst 1, Dienst 2) in jeweils zumindest einem Zeitintervall (TTI) verbunden ist, zumindest einem Teilnehmer-Endgerät (UE) aufweisend Mittel zum Empfangen der Daten des Dienstes (Dienst 1, Dienst 2) von den zumindest zwei Basisstationen (NB1, NB2) gemäß einem Soft-Combining-Verfahren, und zumindest einer Funknetzsteuerung (RNC) aufweisend Mittel zum zeitlichen Steuern der Aussendungen der Basisstationen (NB1, NB2), wobei die zeitliche Steuerung unabhängig von einer jeweiligen Länge des Zeitintervalls (TTI) erfolgt.