DE102005028179A1 - Method for establishing a connection by mobile terminals in communication networks with variable bandwidths - Google Patents

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Michael Färber
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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Verbindungsaufbau durch mobile Endgeräte in Kommunikationsnetzen mit variablen Bandbreiten, bei dem mobilen Endgeräten ein effizienter Verbindungsaufbau ermöglicht wird. Es wird ein Bündel von permanent gesendeten Subträgern, englisch Beacons, verwendet, um die grundlegenden Systeminformationen zu übertragen. Die Beacons haben zuvor festgelegte und damit den mobilen Endgeräten bekannte Positionen im Frequenzband, wobei diese Positionen, bezogen auf die Funkzellen, auch örtlich geclustert sein können.Method and device for connection establishment by mobile terminals in communication networks with variable bandwidths, in which mobile terminals an efficient connection setup is made possible. A bundle of permanently transmitted subcarriers, English beacons, is used to transmit the basic system information. The beacons have previously defined positions in the frequency band, which are therefore known to the mobile terminals, and these positions, with respect to the radio cells, can also be locally clustered.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbindungsaufbau durch mobile Endgeräte in Kommunikationsnetzen mit variablen Bandbreiten gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 9.The The present invention relates to a method and an apparatus for connection establishment by mobile terminals in communication networks with variable bandwidths according to independent claims 1 and 9th

Die dritte Generation der Mobilfunk-Kommunikationssysteme (abgekürzt 3G) stellt eine Vielzahl von Diensten zur Verfügung, unter anderem Dienste zur Übertragung von Sprachdaten (Telefongespräch) und Dienste zur Übertragung von andersartigen Mediadaten (E-Mail, Datendownloads, Instant Messaging, Videotelefonie). Die im bisherigen 3G-Standard festgelegte Systembandbreite beträgt 5Mhz. Die nächste Entwicklungsstufe von 3G, die derzeit vom „3rd Generation Partnership Project" (3GPP) diskutiert wird, unterstützt unterschiedliche Systembandbreiten. Für das „Universal Mobile Telecommunications System" (UMTS) wurde die Funkzugangstechnologie „UMTS Terrestrial Radio Access" (UTRA) entwickelt und von 3GPP spezifiziert. UTRA bietet variable Systembandbreiten von 1.25, 2.5, 5, 10, 15 und 20 MHz. Es ist es ein vorrangiges Ziel, die Zugriffs- und Reaktionszeiten für alle Endgeräte möglichst gering zu halten. Die in diesem Zusammenhang wichtigen Funkkontrollkanäle dienen der Übertragung netzwerkspezifischer Parameter wie zum Beispiel physikalischer Informationen zum Aufsynchronisieren oder zellspezifischen Daten, die in Downlink-Richtung von der Basisstation zu den mobilen Endgeräten hin gesendet werden.The third generation of mobile communication systems (3G for short) provides a variety of services, including services for transmission of voice data (telephone conversation) and Services for transmission different media data (email, data downloads, instant messaging, Video telephony). The defined in the previous 3G standard system bandwidth is 5Mhz. The next Stage of development of 3G, currently under the "3rd Generation Partnership Project "(3GPP) discussed is supported different system bandwidths. For the "Universal Mobile Telecommunications System "(UMTS) was the radio access technology "UMTS Terrestrial Radio Access "(UTRA) developed and specified by 3GPP. UTRA offers variable system bandwidths of 1.25, 2.5, 5, 10, 15 and 20 MHz. It is a priority objective the access and response times for all devices possible to keep low. The important in this context radio control channels are used the transmission network-specific parameters such as physical information for synchronization or cell-specific data in the downlink direction sent from the base station to the mobile terminals.

In konventionellen Systemen wie GSM oder WCDMA ist die Systembandbreite fest und damit von vornherein bekannt, ebenso die unteren und oberen Grenzen des verwendeten Frequenzbandes. Bezüglich GSM ist den mobilen Endgeräten zum Beispiel bekannt, dass das verwendete Frequenzband den Bereich von 890 bis 915 MHz abdeckt bei einem 200 kHz breiten Trägerraster. Diese Informationen können die mobilen Endgeräte für den Verbindungsaufbau nutzen und sich auf diese Weise sehr schnell auf den entsprechenden Funkkontrollkanal (Broadcast Control Channel, kurz BCCH) aufsynchronisieren.In conventional systems such as GSM or WCDMA is the system bandwidth firm and thus known from the beginning, as well as the lower and upper limits the frequency band used. With regard to GSM, the mobile terminals are to Example is known that the frequency band used the range of 890 to 915 MHz covering a 200 kHz wide carrier grid. This information can the mobile devices for the Use the connection and get in this way very quickly on the corresponding radio control channel (Broadcast Control Channel, short BCCH).

In 3G-Mobilfunksystemen ergibt sich für die mobilen Endgeräte das Problem, zunächst die Bandbreite des Funkkontrollkanals BOCH zu ermitteln, auf dem die notwendigen Systeminformationen übertragen werden. Weiterhin müssen die mobilen Endgeräte sowohl die Systemfrequenz ermitteln, auf der die Basisstationen senden, als auch die aktuell verwendete Rahmenstruktur (Frame Timing). Während in konventionellen System nur zwei dieser Parameter zu ermitteln sind (Systemfrequenz und Frame Timing), müssen durch die variablen Systembandbreiten in 3G-Mobilfunksystemen drei Parameter ermittelt werden (Systemfrequenz, Frame Timing und aktuell verwendete Bandbreite).In 3G mobile systems, the problem arises for mobile devices first to determine the bandwidth of the radio control channel BOCH, on the the necessary system information is transmitted. Farther have to the mobile devices both determine the system frequency on which the base stations Send as well as the currently used frame structure (Frame Timing). While in conventional system only two of these parameters to be determined are (system frequency and frame timing), must by the variable system bandwidths in 3G mobile systems three parameters are determined (system frequency, frame timing and currently used bandwidth).

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren, dass mobilen Endgeräten in 3G-Mobilfunk-Kommunikationssystemen mit variablen Systembandbreiten einen effizienten Verbindungsaufbau ermöglicht.task The invention is a method that uses mobile terminals in 3G mobile communication systems with variable system bandwidths an efficient connection setup allows.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst.These The object is with respect to the method by the features of Claim 1 and in terms of the device by the features of claim 9 solved.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verbindungsaufbau durch mobile Endgeräte in Kommunikationsnetzen mit variablen Bandbreiten kommuniziert eine Basisstation unter Verwendung einer bestimmten Systemfrequenz sowie einer bestimmten Bandbreite kleiner oder gleich der maximalen Systembandbreite und einer bestimmten Rahmenstruktur über einen Funkkontrollkanal mit mobilen Endgeräten. Es werden über den Funkkontrollkanal netzwerkspezifische Systeminformationen von der Basisstation zu den mobilen Endgeräten übertragen. Weiterhin werden eine oder mehrere Mengen von permanent gesendeten Subträgern Alpha, Beta, Gamma zuvor festgelegter Frequenz, zusammengefasst zu mindestens einem sogenannten Beacon, zur Übertragung von Frequenzkorrekturinformationen, genutzter Bandbreite und verwendeter Rahmenstruktur von der Basisstation zu den mobilen Endgeräten verwendet, wobei zumindest ein erster und zumindest ein zweiter der permanent gesendeten Subträger Alpha und Gamma zur Frequenzkorrektur verwendet werden, und wobei auf zumindest einem dritten der permanent gesendeten Subträger Beta Informationen zur aktuell vom Funkkontrollkanal BOCH verwendeten Bandbreite und zur verwendeten Rahmenstruktur übertragen werden. Die permanent gesendeten Subträger Alpha und Gamma werden von einem mobilen Endgerät in einem ersten Schritt des Verbindungsaufbaus zur Synchronisation der vom mobilen Endgerät genutzten Frequenz mit der verwendeten Systemfrequenz genutzt. In einem weiteren Schritt verwendet das mobile Endgerät nach erfolgter Synchronisation der Frequenz des mobilen Endgeräts mit der Systemfrequenz die auf dem permanent gesendeten Subträger Beta übertragenen Informationen zur aktuell vom Funkkontrollkanal BOCH verwendeten Bandbreite und zur verwendeten Rahmenstruktur zur Rekonfiguration. Nach erfolgter Rekonfiguration des mobilen Endgeräts werden die über den Funkkontrollkanal übertragenen Systeminformationen zum vollständigen Verbindungsaufbau verwendet.In the method according to the invention for connection establishment by mobile terminals in communication networks with variable bandwidths, a base station communicates using a certain system frequency and a certain bandwidth less than or equal to the maximum system bandwidth and a specific one Frame structure over a radio control channel with mobile terminals. It will be about the Radio control channel network specific system information from the Transfer base station to the mobile devices. Continue to be one or more sets of permanently transmitted subcarriers Alpha, Beta, gamma pre-set frequency, summarized to at least a so-called beacon, for transmission of frequency correction information, bandwidth used and used Frame structure used by the base station to the mobile terminals, wherein at least a first and at least a second of the permanent sent subcarrier Alpha and gamma are used for frequency correction, and where on at least a third of the permanently transmitted Subträger Beta Information currently used by the radio control channel BOCH Bandwidth and the frame structure used. The permanent sent subcarrier Alpha and gamma are from a mobile terminal in a first step of the connection setup for the synchronization of the frequency used by the mobile terminal with the used system frequency. Used in a further step the mobile device after synchronization of the frequency of the mobile terminal with the System frequency transmitted on the permanently transmitted subcarrier beta Information currently used by the radio control channel BOCH Bandwidth and frame structure used for reconfiguration. After the reconfiguration of the mobile terminal will be the above transmit the radio control channel System information to complete Connection establishment used.

Weiterhin umfasst die Erfindung eine Vorrichtung mit Mitteln zur Durchführung des oben dargestellten Verfahrens.Farther the invention comprises a device with means for carrying out the method presented above.

Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass mobilen Endgeräten in Kommunikationsnetzen mit variablen Bandbreiten ein effizienter Verbindungsaufbau ermöglicht wird, in dem ein Verfahren, basierend auf zwei Schritten, eingeführt wird. Anstatt zum Beispiel die mobilen Endgeräte alle im System möglichen Bandbreiten durchprobieren zu lassen, bis die aktuell verwendete Systembandbreite gefunden ist, werden Mengen von permanent gesendeten benachbarten Subträgern, englisch Beacons, verwendet, um die grundlegenden Systeminformationen zu übertragen. Die Beacons haben zuvor festgelegte und damit den mobilen Endgeräten bekannte Positionen im Frequenzband, wobei diese Positionen bezogen auf die Funkzellen auch örtlich geclustert sein können. Die erfindungsgemäße Codierung und Struktur der Subträger erlauben eine gleichzeitige Abschätzung z.B. der genauen Frequenz, der Rahmenstruktur sowie wei terer systemspezifischer Informationen wie der Bandbreite des gesendeten Funkkontrollkanals BCCH. Diese Information wird durch den mobilen Endgeräten bekannte Code-Sets zeitlich gespreizt. Mobile Endgeräte mit „Multiple Input, Multiple Output" (MIMO)-Fähigkeit können gleichzeitig verschiedene Beacon-Positionen nutzen und so durch Parallel-Empfang die Empfangsqualität steigern. Gleichzeitig wird so ein schnellerer und effizienterer Verbindungsaufbau ermöglicht. Ein weiterer MIMO-bedingter Vorteil ist die Auswertung des Dopplershifts und damit zusammenhängender Frequenzverschiebungen, die eine Optimierung der Funkverbindung ermöglichen.The The present invention has the advantage that mobile terminals in communication networks with variable bandwidths allow efficient connection establishment, in which a method based on two steps is introduced. Instead, for example, the mobile devices all possible in the system Let bandwidths through until the currently used System bandwidth is found, quantities of permanently sent adjacent subcarriers, english beacons, used to get the basic system information transferred to. The beacons have previously defined and thus known to the mobile devices Positions in the frequency band, these positions relative to the Radio cells also locally may be clustered. The coding according to the invention and structure of subcarriers allow a simultaneous estimation e.g. the exact frequency, the frame structure and other system-specific information such as the bandwidth of the broadcast radio control channel BCCH. These Information is timed by the mobile terminal known code sets spread. Mobile devices with "Multiple Input, Multiple Output "(MIMO) capability can simultaneously use different beacon positions and so on Parallel reception increase the reception quality. At the same time so a faster and more efficient connection setup allows. Another MIMO-related advantage is the evaluation of the Doppler shift and more related Frequency shifts that optimize the radio link enable.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.advantageous Further developments of the invention are specified in the dependent claims.

In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung wird die Frequenzkorrektur, basierend auf dem ersten und dem zweiten permanent gesendeten Subträger Alpha und Gamma, mit Hilfe eines Differenzverfahrens durchgeführt.In a further advantageous embodiment of the invention is the Frequency correction, based on the first and second permanent sent subcarrier Alpha and gamma, using a difference method.

In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung wird der erste permanent gesendete Subträger Alpha zur Frequenzkorrektur in Richtung einer niedrigeren Frequenz und der zweite permanent gesendete Subträger Gamma zur Frequenzkorrektur in Richtung einer höheren Frequenz genutzt.In a further advantageous embodiment of the invention is the first permanently transmitted subcarrier Alpha for frequency correction towards a lower frequency and the second permanently transmitted subcarrier gamma for frequency correction in the direction of a higher one Frequency used.

In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung erfolgt die Übertragung der Bandbreite des Funkkontrollkanals BOCH auf dem dritten permanent gesendeten Subträger Beta durch eine geeignete Codierung in Form von zeitlich wiederholt übertragenen Symbolsequenzen.In a further advantageous embodiment of the invention takes place the transfer the bandwidth of the radio control channel BOCH on the third permanent sent subcarrier Beta by a suitable coding in the form of temporally repeatedly transmitted Symbol sequences.

In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung erlauben die auf Beta übertragenen Symbole des Bitmusters in Kombination mit den auf den Beta umgebenden Subträgern übertragenen Symbolen eine genauere Identifizierung des für die Übertragung des BOCH verwendeten Codes.In allow a further advantageous embodiment of the invention the symbols transferred to beta of the bit pattern in combination with the symbols surrounding the beta subcarriers a more accurate identification of the one used for the transmission of the BOCH Codes.

In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung kann die Ausstrahlung der Beacons räumlich getrennt voneinander erfolgen, um Interferenzen zwischen benachbarten Zellen zu vermeiden.In a further advantageous embodiment of the invention, the Radiation of the beacons spatially separated from one another to avoid interference between adjacent ones Avoid cells.

In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung kann zur Steigerung der Empfangssensitivität eine Verschlüsselung der übertragenen Bits vorgenommen werden, vorzugsweise durch 16 Bit lange Walsh-Codes. Dies entspricht einer Spreizung der Information in der Zeit.In a further advantageous embodiment of the invention can for Increased reception sensitivity encryption the transmitted bits be made, preferably by 16-bit long Walsh codes. This corresponds to a spreading of the information in time.

In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung wird über die Beacons ein bestimmter Netzwerk-Code gesendet, der es im Fall von „Neighbour cell monitoring" ermöglicht zu überprüfen, ob der Betrieb eines mobilen Endgeräts in dem betreffenden Frequenzband erlaubt ist.In a further advantageous embodiment of the invention is over the Beacons sent a specific network code, which in the case of "Neighbor cell monitoring "allows to check if the Operation of a mobile terminal is allowed in the relevant frequency band.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung veranschaulicht. Dabei zeigt:in the The following is the invention with reference to an embodiment and with reference on the attached Drawing illustrates. Showing:

1: die Anordnung der Subträger Alpha, Beta und Gamma sowie des Funkkontrollkanals BOCH 1 : the arrangement of the subcarriers alpha, beta and gamma and the radio control channel BOCH

1 stellt die erfindungsgemäße zeitliche und frequenzbezogene Anordnung der Subträger Alpha, Beta und Gamma sowie des Funkkontrollkanals BOCH dar. Erfindungsgemäß werden die Subträger Alpha, Beta und Gamma sowie der Funkkontrollkanal BOCH in Form von einzelnen Funkkanälen, vorzugsweise OFDM-Funkkanälen, aufgebaut. Die vorliegende Erfindung lässt sich jedoch auch auf andere Systeme anwenden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel befindet sich der Subträger Beta zwischen den Subträgern Alpha und Gamma. Andere Varianten der Anordnung der Subträger sind denkbar. Für den Verbindungsaufbau in einem Mobilfunk-Kommunikationsnetz muss ein mobiles Endgerät eine initiale Zellsuche durchführen. Für einen erfolgreichen Verbindungsaufbau benötigt das mobile Endgerät Informationen über die aktuelle Bandbreite des Funkkontrollkanals BOCH, die kleiner oder gleich der Systembandbreite sein kann, Informationen zur Systemfrequenz und zur verwendeten Rahmenstruktur. Aufgrund der variablen Systembandbreite in 3G-Funknetzen ist eine Vielzahl von Systembandbreiten möglich. Die möglichen Systembandbreiten sind dem mobilen Endgerät bekannt, jedoch nicht die aktuell verwendete Bandbreite des Funkkontrollkanals BCCH. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht aus zwei Schritten, die im folgenden erläutert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf dem Konzept der permanent gesendeten Subträger, englisch Beacons, die die für einen Verbindungsaufbau notwendigen Systeminformationen konstant übertragen. Vorzugsweise kann zu diesem Zweck der OFDM-Downlink verwendet werden. OFDM-Übertragungen geschehen mithilfe einer Menge von Subträgern. Der typische Abstand zwischen zwei Subträgern beträgt dabei 20 bis 40 kHz. Ein Beacon setzt sich aus mehreren benachbarten solcher Subträger zusammen. Die in 1 dargestellte Ausprägung der Erfindung verwendet drei Subträger. Die Positionen der Beacons im Frequenzband ist standardmäßig festgelegt. Die Anzahl der verwendeten Beacons stellt einen Kompromiss aus möglicher Spektralkapazität und Overhead sowie annehmbarem Zeitbedarf hinsichtlich des Verbindungsaufbaus dar. Die Anzahl und die Positionen der Beacons hängt weiterhin von der Verfügbarkeit im Frequenzspektrum ab. Unter der Annahme, dass UMTS eine Downlink-Bandbreite von 70 MHz aufweist, sind beispielsweise sieben Beacons ausreichend für eine sichere Informationsübertragung während des Verbindungsaufbaus. In der in 1 dargestellten Ausprägung der Erfindung besteht ein Beacon aus drei adjazenten Subträgern Alpha, Beta und Gamma. Alpha und Gamma dienen zur Frequenzkorrektur und werden vorzugsweise mit einem Symbolmuster moduliert, dass einer konstanten Rotation im Vektorraum entspricht. Diese konstante Rotation bewirkt eine konstante Frequenzverschiebung. Die Symbolmuster werden im Ausführungsbeispiel so gewählt, dass Alpha eine konstante Frequenzverschiebung in Richtung einer niedrigeren Frequenz beinhaltet, während Gamma eine konstante Frequenzverschiebung in Richtung einer höheren Frequenz beinhaltet. Andere Varianten der Frequenzkorrektur auf der Basis von Alpha und Gamma sind denkbar, zum Beispiel geeignete Differenzverfahren, die eine Frequenzkorrektur durch Differenzbildung zwischen Alpha und Gamma darstellen. Beta beinhaltet im Ausführungsbeispiel Informationen zur Bandbreite des Funkkontrollkanals BOCH sowie Informationen zur Rahmenstruktur. Die Bandbreite des BCCH wird durch wiederholt gesendete Bitmuster bestimmter Länge codiert. Dies entspricht einer Codierung der Bandbreiteninformation in der Zeit. In 1 hat das auf Beta gesendete Bitmuster die Länge 2 und besteht aus den Symbolen B1 und B2. Die Wiederholung dieser Zweiersequenz codiert beispielhaft eine Systembandbreite von 2.5 MHz. Andere Bitmuster sind möglich, zum Beispiel könnte ein Bitmuster der Länge 3 die Systembandbreite 5 MHz codieren und ein Bitmuster der Länge 1 die kleinste verfügbare Systembandbreite. Für den Fall, dass die Bandbreite des BCCH kleiner ist als die maximale Systembandbreite, kann Beta auch Informationen zur Restbandbreite des Systems beinhalten. Vorteilhaft ist eine Bandbreite des BOCH, die der halben maximalen Systembandbreite entspricht, da sich in diesem Fall die Bandbreite des BOCH und die Restbandbreite entsprechen. Dies erlaubt die Verwendung gleicher Informationsstrukturen sowohl für den BOCH als auch für die Nutzdaten. 1 represents the temporal and frequency-related arrangement of the subcarrier alpha, beta and gamma and the radio control channel BOCH. According to the subcarriers alpha, beta and gamma and the radio control channel BOCH in the form of individual radio channels, preferably OFDM radio channels, constructed. However, the present invention can also be applied to other systems. In the present embodiment, the subcarrier beta is located between the subcarriers alpha and gamma. Other variants of the arrangement of subcarriers are conceivable. For establishing a connection in a mobile radio communication network, a mobile terminal must perform an initial cell search. For a successful connection, the mobile terminal needs information about the current bandwidth of the radio control channel BOCH, which may be less than or equal to the system bandwidth, information about the system frequency and the frame structure used. Due to the variable system bandwidth in 3G wireless networks, a variety of system bandwidths is possible. The possible system bandwidths are known to the mobile terminal, but not the currently used bandwidth of the radio control channel BCCH. The inventive method consists of two steps, which are explained below. The inventive method is based on the concept the permanently transmitted subcarrier, English Beacons, which constantly transmit the system information necessary for establishing a connection. Preferably, the OFDM downlink may be used for this purpose. OFDM transfers are done using a set of subcarriers. The typical distance between two subcarriers is 20 to 40 kHz. A beacon is composed of several adjacent such subcarriers. In the 1 illustrated embodiment of the invention uses three subcarriers. The positions of the beacons in the frequency band are set by default. The number of beacons used is a compromise of possible spectral capacity and overhead, as well as acceptable connection setup time requirements. The number and locations of the beacons also depends on availability in the frequency spectrum. Assuming that UMTS has a downlink bandwidth of 70 MHz, for example, seven beacons are sufficient for secure information transfer during call setup. In the in 1 illustrated expression of the invention consists of a beacon of three adjacent subcarriers alpha, beta and gamma. Alpha and gamma are used for frequency correction and are preferably modulated with a symbol pattern that corresponds to a constant rotation in the vector space. This constant rotation causes a constant frequency shift. In the exemplary embodiment, the symbol patterns are selected such that alpha involves a constant frequency shift in the direction of a lower frequency, while gamma includes a constant frequency shift in the direction of a higher frequency. Other variants of the frequency correction on the basis of alpha and gamma are conceivable, for example suitable differential methods which represent a frequency correction by forming the difference between alpha and gamma. In the exemplary embodiment, beta includes information about the bandwidth of the radio control channel BOCH and information about the frame structure. The bandwidth of the BCCH is encoded by repeatedly transmitted bit patterns of a certain length. This corresponds to encoding the bandwidth information in time. In 1 the bit pattern sent to Beta has the length 2 and consists of the symbols B1 and B2. The repetition of this two-sequence code exemplifies a system bandwidth of 2.5 MHz. Other bit patterns are possible, for example a 3-bit bit pattern could encode the 5 MHz system bandwidth and a 1-bit bit pattern the smallest available system bandwidth. In the event that the bandwidth of the BCCH is less than the maximum system bandwidth, Beta may also include information on the remaining bandwidth of the system. Advantageously, a bandwidth of the BOCH, which corresponds to half the maximum system bandwidth, since in this case the bandwidth of the BOCH and the remaining bandwidth correspond. This allows the use of the same information structures for both the BOCH and the payload.

Unabhängig vom verwendeten Sendeschema (vorzugsweise TDM, FDM oder OFDMA) werden die Beacons konstant gesendet, ohne dabei Leistungsanpassungen oder zeitliche Unterbrechungen vorzunehmen. Erfindungsgemäß ist den mobilen Endgeräten die Position der Beacons im Frequenzband bekannt.Independent of used transmission scheme (preferably TDM, FDM or OFDMA) are the Beacons sent constantly, without performance adjustments or time interruptions. According to the invention is the mobile devices the position of the beacons in the frequency band known.

In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verbindungsaufbau sucht ein mobiles Endgerät nach den permanent gesendeten Subträgern Alpha und Gamma. Diese Suche wird dadurch vereinfacht, dass die über Alpha und Gamma gesendeten Symbole ein typisches Muster aufweisen, das einer konstanten Frequenzmodulation entspricht. Weiterhin ist den mobilen Endgeräten im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Voraus bekannt, wie groß die von Alpha und Gamma übertragene Frequenzverschiebung ist und auf welche Frequenz sich diese Frequenzverschiebung bezieht. Auf diese Weise kann die Frequenz eines mobilen Endgeräts mit der Systemfrequenz synchronisiert werden.In a first step of the method according to the invention for establishing a connection is looking for a mobile device after the permanently transmitted subcarriers alpha and gamma. These Search is made easier by the fact that the ones sent via alpha and gamma Symbols have a typical pattern, that of a constant frequency modulation equivalent. Furthermore, the mobile terminals in the present embodiment known in advance how big the transmitted by alpha and gamma Frequency shift is and on what frequency this frequency shift refers. In this way, the frequency of a mobile terminal with the System frequency synchronized.

In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verbindungsaufbau kann ein mobiles Endgerät nach erfolgreicher Synchronisation mit der Systemfrequenz den permanent übertragenen Subträger Beta empfangen und durch Anwendung signalangepasster Filter sowie unter Verwendung des korrekten Systemcodes die Rahmenstruktur des Systems sowie die aktuell vom BCCH verwendete Bandbreite ermitteln. Im Anschluss daran kann das mobile Endgerät die empfangenen Informationen verwenden, um sich selbständig hinsichtlich der aktuellen Bandbreite des BOCH zu rekonfigurieren. Nach erfolgreicher Rekonfiguration kann das mobile Endgerät die vollständigen Systeminformationen empfangen, die auf dem Funkkontrollkanal BCCH gesendet werden.In a second step of the method according to the invention for establishing a connection can be a mobile device after successful synchronization with the system frequency, the permanently transmitted subcarriers Beta received and by application of matched filters as well using the correct system code, the frame structure of the System and the bandwidth currently being used by the BCCH. Following this, the mobile terminal can receive the received information use to be self-employed to reconfigure with respect to the current bandwidth of the BOCH. After successful reconfiguration, the mobile device can provide complete system information received, which are sent on the radio control channel BCCH.

Claims (11)

Verfahren zum Verbindungsaufbau durch mobile Endgeräte in Kommunikationsnetzen mit variablen Bandbreiten, a. bei dem eine Basisstation unter Verwendung einer bestimmten Systemfrequenz sowie einer bestimmten Bandbreite kleiner oder gleich der maximalen Systembandbreite und einer bestimmten Rahmenstruktur über einen Funkkontrollkanal (BOCH) mit mobilen Endgeräten kommuniziert, b. bei dem über den Funkkontrollkanal (BOCH), der eine Bandbreite kleiner oder gleich der maximalen Systembandbreite aufweist, netzwerkspezifische Systeminformationen von der Basisstation zu den mobilen Endgeräten übertragen werden, c. bei dem eine oder mehrere Mengen von permanent gesendeten Subträgern (Alpha, Beta, Gamma) zuvor festgelegter Frequenz, zusammengefasst zu mindestens einem sogenannten Beacon, zur Übertragung von Frequenzkorrekturinformationen, Bandbreite des Funkkontrollkanals (BCCH) und verwendeter Rahmenstruktur von der Basisstation zu den mobilen Endgeräten verwendet werden, wobei zumindest ein erster und zumindest ein zweiter der permanent gesendeten Subträger (Alpha, Gamma) zur Frequenzkorrektur verwendet werden, und wobei auf zumindest einem dritten der permanent gesendeten Subträger (Beta) Informationen zur aktuell vom Funkkontrollkanal (BCCH) verwendeten Bandbreite und zur verwendeten Rahmenstruktur übertragen werden, d. bei dem der erste und der zweite permanent gesendete Subträger (Alpha, Gamma) von einem mobilen Endgerät in einem ersten Schritt des Verbindungsaufbaus zur Synchronisation der vom mobilen Endgerät genutzten Frequenz mit der verwendeten Systemfrequenz genutzt werden, e. bei dem das mobile Endgerät in einem weiteren Schritt nach erfolgter Synchronisation der Frequenz des mobilen Endgeräts mit der Systemfrequenz die auf dem permanent gesendeten Subträger (Beta) übertragenen Informationen zur aktuell vom Funkkontrollkanal (BCCH) verwendeten Bandbreite und zur verwendeten Rahmenstruktur zur Rekonfiguration verwendet, und f. bei dem das mobile Endgerät nach erfolgter Rekonfiguration die über den Funkkontrollkanal (BCCH) übertragenen Systeminformationen für einen vollständigen Verbindungsaufbau verwendet.Method for establishing a connection by mobile terminals in communication networks with variable bandwidths, a. wherein a base station communicates with mobile terminals via a radio control channel (BOCH) using a particular system frequency and a certain bandwidth less than or equal to the maximum system bandwidth and a particular frame structure, b. wherein network-specific system information is transmitted from the base station to the mobile terminals via the radio control channel (BOCH) having a bandwidth equal to or less than the maximum system bandwidth, c. in which one or more quantities of perma nent transmitted sub-carriers (alpha, beta, gamma) of predetermined frequency, combined into at least one so-called beacon, for transmitting frequency correction information, bandwidth of the radio control channel (BCCH) and frame structure used by the base station to the mobile terminals, wherein at least a first and at least a second of the permanently transmitted subcarriers (alpha, gamma) are used for frequency correction, and wherein on at least a third of the permanently transmitted subcarriers (beta) information on the bandwidth currently being used by the radio control channel (BCCH) and the frame structure used is transmitted, d. in which the first and the second permanently transmitted subcarriers (alpha, gamma) are used by a mobile terminal in a first step of the connection setup to synchronize the frequency used by the mobile terminal with the system frequency used, e. in which, in a further step, after synchronization of the frequency of the mobile terminal with the system frequency, the mobile terminal uses the information currently transmitted by the radio control channel (BCCH) on the permanently transmitted subcarrier (beta) and the frame structure used for reconfiguration, and f , in which the mobile terminal, after reconfiguration, uses the system information transmitted via the radio control channel (BCCH) for complete connection establishment. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzkorrektur, basierend auf dem ersten und dem zweiten permanent gesendeten Subträger (Alpha, Gamma), mit Hilfe eines Differenzverfahrens geschieht.A method according to claim 1, characterized in that the Frequency correction, based on the first and second permanent sent subcarrier (Alpha, Gamma), using a difference method happens. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste permanent gesendete Subträger (Alpha) zur Frequenzkorrektur in Richtung einer niedrigeren Frequenz und der zweite permanent gesendete Subträger (Gamma) zur Frequenzkorrektur in Richtung einer höheren Frequenz genutzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized that the first permanently transmitted subcarrier (alpha) for frequency correction towards a lower frequency and the second permanently sent subcarrier (Gamma) for frequency correction in the direction of a higher frequency is being used. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Bandbreite des Funkkontrollkanals (BCCH) auf dem dritten permanent übertragenen Subträger (Beta) durch eine geeignete Codierung in Form von zeitlich wiederholt übertragenen Symbolsequenzen erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized that the transfer of Bandwidth of the radio control channel (BCCH) on the third permanently transmitted subcarriers (Beta) by a suitable coding in the form of temporally repeatedly transmitted Symbol sequences takes place. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem dritten permanent übertragenen Subträger (Beta) übertragenen Symbole zur Codierung der Bandbreite des Funkkontrollkanals (BCCH) in Kombination mit den auf den diesen dritten Subträger (Beta) umgebenden Subträgern (Alpha, Gamma) übertragenen Symbolen verwendet werden, um den für die Übertragung des Funkkontrollkanals (BCCH) verwendeten Code zu iden tifizieren.Method according to one of the preceding claims, characterized that transmitted on the third permanently transmitted subcarrier (beta) Symbols for coding the bandwidth of the radio control channel (BCCH) in combination with those on this third subcarrier (beta) surrounding subcarriers (Alpha, gamma) transmitted Symbols used to transmit the radio control channel (BCCH) used to identify the code. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausstrahlung mehrerer Beacons räumlich getrennt voneinander erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized that the broadcast of several beacons are spatially separated he follows. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die in Form von Bits übertragenen Informationen mit 16 Bit langen Walsh-Codes verschlüsselt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized that that is transmitted in the form of bits Information is encrypted using 16-bit Walsh codes. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Beacon ein bestimmter Netzwerk-Code gesendet wird, der es ermöglicht zu überprüfen, ob der Betrieb eines mobilen Endgeräts in dem betreffenden Frequenzband erlaubt ist.Method according to one of the preceding claims, characterized that over a beacon is sent a specific network code that it allows to check if the operation of a mobile terminal is allowed in the relevant frequency band. Vorrichtung zum Verbindungsaufbau in Kommunikationsnetzen mit variablen Bandbreiten, a. mit Mitteln zur Kommunikation unter Verwendung einer bestimmten Systemfrequenz sowie einer bestimmten Bandbreite kleiner oder gleich der maximalen Systembandbreite und einer bestimmten Rahmenstruktur über einen Funkkontrollkanal (BCCH), b. mit Mitteln zur Übertragung von netzwerkspezifische Systeminformationen über den Funkkontrollkanal (BCCH), c. mit Mitteln zum permanenten Senden einer oder mehrerer Mengen von permanent gesendeten Subträgern (Alpha, Beta, Gamma) zuvor festgelegter Frequenz, zusammengefasst zu mindestens einem sogenannten Beacon, zur Übertragung von Frequenzkorrekturinformationen, Bandbreite des Funkkontrollkanals (BCCH) und verwendeter Rahmenstruktur, d. mit Mitteln zur Frequenzkorrektur durch Verwendung zumindest eines ersten und zumindest eines zweiten der permanent gesendeten Subträger (Alpha, Gamma), e. mit Mitteln zur Übertragung von Informationen zur aktuell vom Funkkontrollkanal (BCCH) verwendeten Bandbreite sowie zur verwendeten Rahmenstruktur auf zumindest einem dritten der permanent gesendeten Subträger (Beta), f. mit Mitteln zu einem ersten Schritt des Verbindungsaufbaus durch Verwendung der auf den permanent gesendeten Subträgern (Alpha, Gamma) übertragenen Informationen zur Frequenzkorrektur zur Frequenzsynchronisation, g. mit Mitteln zur Rekonfiguration durch Nutzung der auf dem dritten permanent gesendeten Subträger (Beta) übertragenen Informationen zur aktuell vom Funkkontrollkanal (BCCH) verwendeten Bandbreite und zur verwendeten Rahmenstruktur, und h. mit Mitteln zur Verwendung der über den Funkkontrollkanal (BCCH) übertragenen Systeminformationen für einen vollständigen Verbindungsaufbau.Device for establishing a connection in communication networks with variable bandwidths, a. with means for communication using a certain system frequency and a certain bandwidth less than or equal to the maximum system bandwidth and a specific frame structure via a radio control channel (BCCH), b. with means for transmitting network-specific system information via the radio control channel (BCCH), c. means for permanently transmitting one or more sets of permanently transmitted subcarriers (alpha, beta, gamma) of predetermined frequency, aggregated to at least one so-called beacon, for transmitting frequency correction information, bandwidth of the radio control channel (BCCH) and frame structure used, d. with means for frequency correction by using at least a first and at least a second of the permanently transmitted subcarriers (alpha, gamma), e. with means for transmitting information on the bandwidth currently being used by the radio control channel (BCCH) and on the frame structure used on at least a third of the permanently transmitted sub-carriers (beta), f. means for a first step of establishing a connection by using frequency-frequency correction information transmitted on the permanently transmitted sub-carriers (alpha, gamma), g. with means for reconfiguration by using the information transmitted on the third permanently transmitted subcarrier (beta) information currently used by the radio control channel (BCCH) and the frame structure used, and h. with means for using the system information transmitted over the radio control channel (BCCH) for complete connection establishment. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Vorrichtung um eine Basisstation handelt.Apparatus according to claim 5, characterized in that it the device is a base station. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Vorrichtung um ein mobiles Endgerät handelt.Apparatus according to claim 5, characterized in that it the device is a mobile terminal.
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