DE102006000937A1

DE102006000937A1 - Verfahren zum Übertragen von Daten von einer ersten Kommunikationseinrichtung zu einer zweiten Kommunikationseinrichtung, Kommunikationseinrichtung und Computerprogrammelement

Info

Publication number: DE102006000937A1
Application number: DE102006000937A
Authority: DE
Inventors: Hyung-Nam Choi; Florian Steinmann
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2006-01-05
Filing date: 2006-01-05
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2026-01-06
Also published as: DE102006000937B4; US20070153684A1; CN1997175A; US7899010B2

Abstract

Die erste Kommunikationseinrichtung kann mindestens zwei Kommunikationsverbindungszustände einnehmen. Sie sendet, wenn sie sich in dem ersten Kommunikationsverbindungszustand befindet, abhängig von der Menge zu übertragender Daten diese mittels eines ersten gemeinsam genutzten Kommunikationskanals oder mittels eines zweiten gemeinsam genutzten Kommunikationskanals zu der zweiten Kommunikationseinrichtung. Wenn sie sich in einem zweiten Kommunikationsverbindungszustand befindet, sendet sie Daten mittels eines dritten gemeinsam genutzten Kommunikationskanals.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Daten von einer ersten Kommunikationseinrichtung zu einer zweiten Kommunikationseinrichtung, eine Kommunikationseinrichtung und ein Computerprogrammelement.

Der derzeitige UMTS-Standard, bezeichnet als Release 6, erlaubt eine maximale Netto-Übertragungsrate von 10 Mbps in Downlink-Übertragungsrichtung und 2 Mbps in Uplink-Übertragungsrichtung. Als Funkübertragungstechnologien sind FDD (Frequency Division Duplex, Frequenzmultiplexverfahren) und TDD (Time Division Duplex, Zeitmultiplexverfahren) spezifiziert, und das Vielfachzugriffsverfahren basiert auf CDMA (Code Division Multiple Access).

Derzeit wird in den 3GPP-Standardisierungsgremien (3GPP: 3^rd Generation Partnership Project) die Weiterentwicklung von UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) zu einem für Paketdatenübertragung optimierten Mobilfunk-Kommunikationssystem durch Verbesserung der Systemkapazität und spektralen Effizienz diskutiert.

Diese Arbeiten laufen in den 3GPP-Standardisierungsgremien unter der allgemeinen Bezeichnung „LTE" (Long Term Evolution).

Das Ziel bei LTE ist es, die maximalen Netto-Übertragungsraten zukünftig deutlich zu erhöhen, und zwar bis zu 100 Mbps in Downlink-Übertragungsrichtung und 50 Mbps in Uplink-Übertragungsrichtung.

Zur Verbesserung der Übertragung über die Luftschnittstelle werden unter anderem neue Vielfachzugriffsverfahren, neue Kanalstrukturen, Verfahren zur optimierten Funkressourcen-Kontrolle sowie neue Netzarchitekturen untersucht.

Hinsichtlich neuer Vielfachzugriffsverfahren ist ein potentieller Kandidat für den Uplink (d.h. für die Uplink-Übertragungsrichtung) IFDMA (Interleaved Frequency Division Multiple Access) in Kombination mit TDMA. Bei dem kombinierten Verfahren IFDMA/TDMA handelt es sich um ein Einträger-Vielfachzugriffsverfahren, in dem die Daten eines Teilnehmers im Frequenzspektrum über ein definiertes Frequenzband und im Zeitbereich über eine definierte Übertragungszeit gesendet werden.

Hinsichtlich neuer Kanalstrukturen ist es derzeit gemäß LTE vorgesehen, den Datenverkehr zukünftig nur noch über gemeinsame Transportkanäle zu realisieren, um so eine dynamischere Anpassung der Mobilfunkressourcen in einer Mobilfunkzelle zu ermöglichen. Im Fall von gemeinsamen Transportkanälen sollen die den gemeinsamen Transportkanälen assoziierten Mobilfunkressourcen auf alle Teilnehmer in einer Mobilfunkzelle in Abhängigkeit von der Verkehrslast und UE-Aktivität (Aktivität des Mobilfunk-Kommunikationsendgeräts, d.h. dem User Equipment (UE)) dynamisch aufgeteilt werden.

Die Anwendung eines neuen Vielfachzugriffsverfahrens in Kombination mit einer neuen Kanalstruktur führt zu einer Änderung der Datenübertragung auf der physikalischen Ebene und der Mobilfunkressourcen-Kontrolle auf RRC-Protokollschichtebene (RRC: Radio Resource Control). Das RRC-Kommunikationsprotokoll ist in [1] beschrieben.

Im derzeitigen UMTS-Kommunikationssystem, auch bezeichnet als UMTS Release 6, sind im Uplink zwei Typen von Transportkanälen definiert: die dedizierten Kanäle DCH (Dedicated Channel) sowie die gemeinsamen Kanäle RACH (Random Access Channel).

Im Fall einer aufzubauenden Funkverbindung zwischen Teilnehmer-Mobilfunk-Kommunikationsendgerät (User Equipment, UE) und Kommunikationsnetzwerk werden in Abhängigkeit von der aktuellen Verkehrssituation in einer Mobilfunkzelle und der angefragten Dienstqualität (Quality of Service, QoS) dem Teilnehmer-Mobilfunk-Kommunikationsendgerät von der RRC-Protokollschicht im RNC (Radio Network Controller) dedizierte Mobilfunkressourcen oder gemeinsame, anders ausgedrückt gemeinsam genutzte, Mobilfunkressourcen allokiert. Die DCH-Ressourcen werden einem Teilnehmer-Mobilfunk-Kommunikationsendgerät fest vergeben, solange die dedizierte Mobilfunkverbindung besteht. Die wesentlichen Eigenschaften eines dedizierten Transportkanals sind die geringe Übertragungsverzögerung, die Übertragung von hohen Datenraten bis 2 Mbps (netto), die Leistungseffizienz durch eine geschlossene Leistungsregelung und der Gewinn durch Makro-Diversität. Entsprechend sind die wesentlichen Eigenschaften eines gemeinsamen Transportkanals die relativ große Übertragungsverzögerung, die Übertragung von nur niedrigen bzw. mittleren Datenraten und die Leistungsineffizienz durch eine offene Leistungsregelung.

Maximal können bis zu 16 RACHs (Random Access Channel) in einer Mobilfunkzelle konfiguriert werden. Die Konfiguration dieser RACHs wird mittels des Broadcast-Kanals zu allen in der Mobilfunkzelle befindlichen UEs signalisiert. Die Auswahl eines RACHs erfolgt im UE in der RRC-Protokollschicht. Die RACH-Übertragung mittels der Luftschnittstelle erfolgt gemäß dem so genannten Slotted ALOHA-Zugriffsverfahren, d.h. es können Kollisionen durch zeitgleich sendende UEs auftreten, die denselben RACH ausgewählt haben.

Zur effizienten Kontrolle der einem UE zugeordneten Funkressourcen sind in der RRC-Protokollschicht fünf Kommunikationsverbindungszustände definiert: Idle Mode, CELL_PCH, URA_PCH, CELL_FACH und CELL_DCH, die sich voneinander unterscheiden durch die Art der allokierten Ressourcen, durch die Aktivität des UE und darin, wo bzw. auf welcher Ebene die Position des UE bekannt ist.

Details über die Kommunikationsverbindungszustände in der RRC-Protokollschicht sind in [1] beschrieben.

Die gemäß dem Stand der Technik möglichen Zustandsübergänge zwischen den einzelnen RRC-Zuständen sind in einem ersten Zustandsdiagramm 100 in 1 dargestellt.

• In einem ersten RRC-Zustand Idle Mode 101 besteht keine Signalisierungs-Kommunikationsverbindung und keine Nutzdaten-Kommunikationsverbindung zwischen Teilnehmer-Mobilfunk-Kommunikationsendgerät (UE) und dem RNC. Das Teilnehmer-Mobilfunk-Kommunikationsendgerät ist in dem Mobilfunk-Zugangsnetzwerk (UTRAN, UMTS Terrestrial Radio Access Network) gar nicht und im UMTS-Kernnetz (Core Network, CN) nur auf Ebene der Routing Area (RA) bzw. der Location Area (LA) bekannt. Im Idle Mode 101 kann eine UE die Systeminformationen auf dem Broadcast-Kanal (Broadcast Channel, BCH) lesen und Benachrichtigungen über den Benachrichtigungs-Kanal PCH (Paging Channel) empfangen.
• In einem zweiten RRC-Zustand CELL_PCH 102 besteht nur eine logische Signalisierungs-Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmer-Mobilfunk-Kommunikationsendgerät (UE) und dem RNC. In diesem Zustand kann ein UE die Broadcast-Nachrichten vom Kommunikationsnetzwerk empfangen und hört auf den gemeinsamen Benachrichtigungs-Kanal PCH. Die Position eines UE ist in diesem Zustand auf Zellenebene bekannt.
• Ein dritter RRC-Zustand URA_PCH 103 ist ähnlich dem zweiten RRC-Zustand CELL_PCH mit dem Unterschied, dass das Kommunikationsnetzwerk lediglich Kenntnis hat, in welcher Gruppe von Zellen URA (UTRAN Registration Area) sich das Teilnehmer-Mobilfunk-Kommunikationsendgerät (UE) befindet.
• In einem vierten RRC-Zustand CELL_FACH 104 bestehen eine Signalisierungs-Kommunikationsverbindung und eine Nutzdaten-Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmer-Mobilfunk-Kommunikationsendgerät (UE) und dem RNC. In diesem Zustand sind dem UE gemeinsame Ressourcen zugewiesen, die sie sich mit anderen UEs teilen muss, z.B. den Transportkanal RACH im Uplink und den Transportkanal FACH im Downlink. In diesem Zustand ist die Position des UE auf Zellebene bekannt.
• In einem fünften RRC-Zustand CELL_DCH 105 bestehen eine Signalisierungs-Kommunikationsverbindung und eine Nutzdaten-Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmer-Mobilfunk-Kommunikationsendgerät (UE) und dem RNC. In diesem Zustand sind dem UE dedizierte Ressourcen zugewiesen und die Position des UE ist auf Zellebene bekannt.

Innerhalb einer bestehenden Mobilfunk-Kommunikationsverbindung passt der RNC die einem UE konfigurierten Mobilfunkressourcen in Abhängigkeit von der jeweiligen Verkehrslast in der Mobilfunkzelle und der UE-Aktivität dynamisch an, d.h. wenn beispielsweise ein UE im fünften RRC-Zustand CELL_DCH 105 aktuell nur wenig Daten über die dedizierten Ressourcen empfängt bzw. sendet, kann der RNC durch explizite Signalisierung auf RRC-Protokollschichtebene einen Zustandsübergang des UE in den vierten RRC-Zustand CELL_FACH 104 anordnen. In diesem Fall wird die dedizierte Mobilfunk-Kommunikationsverbindung abgebaut, und im neuen vierten RRC-Zustand CELL_FACH 104 wird die Paketdatenübertragung dann mittels der gemeinsamen Ressourcen fortgesetzt. Falls die UE-Aktivität wieder steigt und die jeweilige Verkehrslast in der Mobilfunkzelle dies zulässt, kann eine neue dedizierte Mobilfunk-Kommunikationsverbindung aufgebaut werden.

Im Hinblick auf die Weiterentwicklung von UMTS zu einem für Paketdatenübertragung optimierten Mobilfunksystem werden u.a. neue Kanalstrukturen sowie Verfahren zur optimierten Funkressourcen-Kontrolle untersucht, d.h. zukünftig soll die Nutzdatenübertragung nur über gemeinsame (bzw. shared) Transportkanäle erfolgen und die Anzahl der RRC-Zustände soll reduziert werden.

In 2 ist in einem zweiten Zustandsdiagramm 200 ein Beispiel für die zukünftige Mobilfunkressourcen-Kontrolle mit nur drei RRC-Zuständen dargestellt:

• In einem ersten LTE-RRC-Zustand LTE_Detached 201 befindet sich ein Teilnehmer-Mobilfunk-Kommunikationsendgerät (UE) direkt nach dem Einschalten desselben. In diesem Zustand bestehen keine Signalisierungs-Kommunikationsverbindung und Nutzdaten-Kommunikationsverbindung zwischen dem UE und dem Kommunikationsnetzwerk. Weiterhin ist das UE im Kommunikationsnetzwerk nicht bekannt, kann aber die Systeminformationen auf dem Broadcast-Kanal BCH lesen.
• In einem zweiten LTE-RRC-Zustand LTE_Active 202 bestehen eine Signalisierungs-Kommunikationsverbindung und eine Nutzdaten-Kommunikationsverbindung zwischen dem UE und dem Kommunikationsnetzwerk. In diesem Zustand sind dem UE gemeinsame (bzw. shared) Ressourcen zugewiesen und die Position des UE ist auf Zellenebene bekannt.
• In einem dritten LTE-RRC-Zustand LTE_Idle 203 besteht nur eine Signalisierungs-Kommunikationsverbindung zwischen dem UE und dem Kommunikationsnetzwerk. In diesem Zustand kann ein UE die Systeminformationen auf dem Broadcast-Kanal BCH lesen und den Benachrichtigungs-Kanal PCH empfangen. Weiterhin kennt das Netzwerk die Position einer UE auf Zellengruppen-Ebene.

Grundlagen und Details über Eigenschaften von Mobilfunkkanälen und Vielfachzugriffsverfahren sind in [2] zu finden.

Im Allgemeinen handelt es sich bei einem Mobilfunkkanal um einen zeitvarianten und frequenzselektiven Kanal. Im Fall eines ortsfesten Senders wird die Zeitvarianz hervorgerufen durch die Bewegung des mobilen Empfängers. Die Frequenzselektivität wird hervorgerufen durch die Mehrwegeausbreitung. Die Eigenschaften des Mobilfunkkanals führen dazu, dass das Signal des Senders den mobilen Empfänger nicht nur auf dem direkten Weg, sondern auch auf verschiedenen Wegen mit unterschiedlichen Laufzeiten und Dämpfungseinflüssen erreicht. Das empfangene Signal setzt sich also aus einer Vielzahl von Komponenten zusammen, wobei sich deren Amplituden, Laufzeiten und Phasen zufällig verhalten. Das Empfangssignal stellt daher eine verzerrte und gestörte Version des Sendesignals dar. Eine Aufgabe des Empfängers ist es nun, die durch den Mobilfunkkanal eingebrachten Störungen im Sendesignal wieder rückgängig zu machen.

Zur Übertragung von Daten von verschiedenen Teilnehmern über den Mobilfunkkanal werden beispielsweise Vielfachzugriffsverfahren verwendet.

Aufgabe eines Vielfachzugriffsverfahrens ist es, den Zugriff der Teilnehmer auf den Mobilfunkkanal zu regeln, so dass diese sich nicht gegenseitig stören. Hierbei werden auch die Eigenschaften des Mobilfunkkanals berücksichtigt.

Es sind folgende grundlegende Vielfachzugriffsverfahren bekannt: TDMA, FDMA und CDMA, deren Grundprinzipien in den 3A, 3B, 3C symbolisch dargestellt sind. In den 3A, 3B, 3C ist jeweils mit F eine Frequenzachse bezeichnet und mit t eine Zeitachse.

Bei TDMA (Time Division Multiple Access) (vgl. erstes Diagramm 300 in 3A) steht jedem Teilnehmer das gesamte Frequenzband, aber nur eine definierte Übertragungszeit TTI (Transmission Time Interval) 301 zum Senden von Daten zur Verfügung. Während eines Übertragungs-Zeitintervalls TTI 301 ist nur ein Sender aktiv.

Bei FDMA (Frequency Division Multiple Access) (vgl. zweites Diagramm 310 in 3B) steht jedem Teilnehmer die gesamte Zeit, aber nur eine definierte (schmale) Frequenzbandbreite Δf 311 der Gesamt-Bandbreite zum Senden von Daten zur Verfügung. In jedem dieser Frequenzbänder Δf 311 darf jeweils nur ein Teilnehmer aktiv sein.

Bei CDMA (Code Division Multiple Access) (vgl. drittes Diagramm 320 in 3C) steht jedem Teilnehmer die gesamte Zeit und das gesamte Frequenzband zum Senden von Daten zur Verfügung. Um eine gegenseitige Beeinflussung der Signale der unterschiedlichen Sender zu vermeiden, wird jedem Teilnehmer ein binäres Codemuster 321, 322, 323 zugewiesen, die unabhängig voneinander sind und mit dessen Hilfe das Nutzsignal teilnehmerspezifisch codiert bzw. gespreizt wird.

Bei IFDMA (Interleaved Frequency Division Multiple Access) handelt es sich um einen Sonderfall von FDMA, bei dem die Signale der einzelnen Teilnehmer über das verfügbare Frequenzband B verteilt, d.h. ineinander verkämmt, übertragen werden. Dies wird erreicht, indem im Zeitbereich das zu sendende Signal zuerst um einen Faktor L komprimiert und anschließend CRF-mal aneinandergereiht wird. Durch die Komprimierung wird das originale Signalspektrum um den Faktor L gedehnt und in der Amplitude gestaucht. Aufgrund der CRF-fachen Wiederholung werden (CRF-1) Nullstellen in äquidistanten Abständen zwischen den einzelnen Trägerfrequenzen eingefügt. An diesen Lücken können dann Daten anderer Teilnehmer geeignet eingefügt werden. Hierdurch resultiert das kammförmige Frequenzspektrum. Je nach genutztem CRF unterscheidet man zwei Subformen von IFDMA, siehe 4A und 4B.

Distributed FDMA (im Folgenden auch bezeichnet als verteiltes FDMA) ergibt sich aus CRF > 1 und bietet Frequenz-Diversität (vgl. 4A). 4A zeigt in einem ersten Frequenzbanddiagramm 400 über einen vorgegebenen Frequenzbereich B vier Teil-Frequenzbereiche 401, 402, 403, 404, wobei alle den gleichen Aufbau haben und den Teilnehmern in jedem Teil-Frequenzbereich 401, 402, 403, 404 jeweils ein Frequenzband 405, 406, 407, 408 zugeordnet bekommen, in denen sie in dem jeweiligen Teil-Frequenzbereich 401, 402, 403, 404 Daten senden können.

Localized FDMA (im Folgenden auch bezeichnet als lokalisiertes FDMA) ergibt sich durch CRF = 1, entspricht dem klassischem FDMA und bietet Multiuser-Diversität (vgl. 4B). 4B zeigt in einem zweiten Frequenzbanddiagramm 410 jeweilige für unterschiedliche Teilnehmer vorgesehene Frequenzbereiche 411, 412, 413, 414, in denen die jeweiligen Teilnehmer ihre Daten senden können.

Bei einem künftigen Vielfachzugriffsverfahren basierend auf IFDMA/TDMA wird einem Nutzer zur Datenübertragung im Uplink eine definierte Frequenzbandbreite sowie Übertragungszeit vom Kommunikationsnetzwerk zugewiesen.

In 5 ist hierzu in einem ersten Zeit-Frequenz-Diagramm 500 ein Beispiel illustriert, in der sechs Nutzern (User A bis F) zu den Übertragungszeiten (TTI-1 bis TTI-6) verschiedene Ressourcen-Blöcke dynamisch vom Netzwerk zugewiesen werden. Weiterhin können definierte Ressourcen-Blöcke (in 5 mit „X" gekennzeichnet) vom Kommunikationsnetzwerk für spezielle Zwecke reserviert werden, beispielsweise zur Übertragung von Signalisierungsinformationen. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit ist in 5 ein „Localized FDMA"-System (d.h. ein IFDMA mit CRF = 1) dargestellt.

6 zeigt ein Blockdiagramm 600, in dem die in dem Mobilfunk-Kommunikationsendgerät vorgesehenen Übertragungskanäle in Uplink-Übertragungsrichtung gemäß 3GPP Long Term Evolution dargestellt sind. 6 zeigt drei logische Kanäle 601, 602, 603, nämlich einen Common Control Channel (CCCH) 601, einen Dedicated Control Channel (DCCH) 602 und einen Dedicated Traffic Channel (DTCH) 603. Die Daten der logischen Kanäle 601, 602, 603 werden abgebildet auf Transportkanäle 604, 605, gemäß 6 auf einen Random Access Channel (RACH) 604 und einen Enhanced Uplink Shared Channel (E-USCH) 605. Die Daten der Transportkanäle 604, 605 werden ihrerseits abgebildet auf physikalische Kanäle 606, 607, gemäß 6 auf einen Physical Random Access Channel (PRACH) 606 und einen Enhanced Physical Uplink Shared Channel (E-PUSCH) 607, mittels welchen die Daten über die Luftschnittstelle übertragen werden.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, in einem Vielfachzugriffsverfahren Daten effizient zu übertragen.

Das Problem wird durch ein Verfahren zum Übertragen von Daten von einer ersten Kommunikationseinrichtung zu einer zweiten Kommunikationseinrichtung, durch eine Kommunikationseinrichtung und durch ein Computerprogrammelement mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.

Beispielhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Die beschriebenen Ausgestaltungen gelten sinngemäß sowohl für das Verfahren zum Übertragen von Daten von einer ersten Kommunikationseinrichtung zu einer zweiten Kommunikationseinrichtung, für die Kommunikationseinrichtung als auch für das Computerprogrammelement.

Bei einem Verfahren zum Übertragen von Daten von einer ersten Kommunikationseinrichtung zu einer zweiten Kommunikationseinrichtung, wobei die erste Kommunikationseinrichtung mindestens zwei Kommunikationsverbindungszustände (gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung mindestens drei Kommunikationsverbindungszustände) einnehmen kann, sendet die erste Kommunikationseinrichtung, wenn sie sich in dem ersten Kommunikationsverbindungszustand befindet, abhängig von der Menge zu übertragender Daten diese mittels eines ersten gemeinsam genutzten Kommunikationskanals oder mittels eines zweiten gemeinsam genutzten Kommunikationskanals zu der zweiten Kommunikationseinrichtung. Wenn sie sich in dem zweiten Kommunikationsverbindungszustand befindet, sendet sie Daten mittels eines dritten gemeinsam genutzten Kommunikationskanals zu der zweiten Kommunikationseinrichtung.

Eine Kommunikationseinrichtung, beispielsweise eine Mobilfunk-Kommunikationseinrichtung, weist eine Datenübertragungs-Steuerungseinheit auf zum Steuern der Übertragung der Daten auf einen Kommunikationskanal. Die Datenübertragungs-Steuerungseinheit ist derart eingerichtet, dass sie mindestens zwei Kommunikationsverbindungszustände (gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung mindestens drei Kommunikationsverbindungszustände) bereitstellt, wobei, wenn sie sich in einem ersten Kommunikationsverbindungszustand befindet, abhängig von der Menge zu übertragender Daten diese einem ersten gemeinsam genutzten Kommunikationskanal oder einem zweiten gemeinsam genutzten Kommunikationskanal zuordnet, und wobei, wenn sie sich in einem zweiten Kommunikationsverbindungszustand befindet, die zu übertragenden Daten einem dritten gemeinsam genutzten Kommunikationskanal zuordnet. Ferner weist die Kommunikationseinrichtung eine Sendeeinheit auf zum Senden der Daten mittels des gemeinsam genutzten Kommunikationskanals, dem die zu übertragenden Daten zugeordnet sind.

Weiterhin ist ein Computerprogrammelement vorgesehen, welches, wenn es von der Kommunikationseinrichtung ausgeführt wird, die oben beschriebenen Verfahrensschritte aufweist.

Anschaulich kann ein Aspekt der Erfindung darin gesehen werden, dass die Kommunikationseinrichtung abhängig von der Menge zu übertragender Daten (anschaulich der Verkehrslast oder der beispielsweise in dem Sendepuffer des jeweiligen Kanals, beispielsweise des jeweiligen Transportkanals bzw. der jeweiligen den Kanal realisierenden oder unterstützenden Protokollschicht-Einheit gespeicherten zu übertragenden Daten oder einem Verlauf der Datenübertragung in einem vorgegebenen Zeitintervall in der Vergangenheit), beispielsweise in dem Aktiv-Kommunikationsverbindungszustand der Kommunikationseinrichtung bei einer größeren Menge zu übertragender Daten (beispielsweise bei einer Menge zu übertragender Daten die größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert) einen ersten gemeinsam genutzten Kommunikationskanal verwendet, beispielsweise einen Uplink Shared Channel (USCH) gemäß UMTS (beispielsweise einen Enhanced Uplink Shared Channel gemäß LTE) und für den Fall, dass nur eine geringe Menge von Daten von der Kommunikationseinrichtung zu übertragen sind (beispielsweise bei einer Menge zu übertragender Daten die kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert), einen zweiten gemeinsam genutzten Kommunikationskanal verwendet, beispielsweise einen ersten Random Access Channel (RACH). Ferner werden in dem zweiten Kommunikationsverbindungszustand, in welchem beispielsweise nur eine Signalisierungs- Kommunikationsverbindung zwischen den zwei Kommunikationseinrichtungen besteht, die Signalisierungsdaten mittels eines dritten gemeinsam genutzten Kommunikationskanals übertragen, beispielsweise mittels eines zweiten Random Access Channels (RACH).

Vorteile eines Aspekts der Erfindung sind beispielsweise darin zu sehen, dass die Übertragung von Daten für ein Vielfachzugriffsverfahren, beispielsweise für ein IFDMA/TDMA-Vielfachzugriffsverfahren, allgemein alternativ beispielsweise für ein FDMA-Vielfachzugriffsverfahren oder ein TDMA-Vielfachzugriffsverfahren, effizient angepasst ist. Die Mobilfunkressourcen-Kontrolle kann in Abhängigkeit von der UE-Aktivität und der Verkehrslast, beispielsweise in der Mobilfunkzelle, dynamischer angepasst werden.

Die erste Kommunikationseinrichtung und/oder die zweite Kommunikationseinrichtung können/kann als Mobilfunk-Kommunikationseinrichtung eingerichtet sein. Anders ausgedrückt kann die Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden im Mobilfunkbereich, wobei beispielsweise unterschiedliche gemeinsam genutzte Transportkanäle abhängig von dem Datenaufkommen, allgemein der Menge zu übertragender Daten, ausgewählt werden können in dem Aktiv-Kommunikationsverbindungszustand der Kommunikationseinrichtung, anders ausgedrückt in dem Kommunikationsverbindungszustand der Kommunikationseinrichtung, wenn zwischen den zwei Kommunikationseinrichtungen sowohl eine Signalisierungs-Kommunikationsverbindung als auch eine Nutzdaten-Kommunikationsverbindung aufgebaut ist.

Die erste Kommunikationseinrichtung kann ein Kommunikationsendgerät (im Fall des Einsatzes der Erfindung in einem Mobilfunk-Kommunikationssystem beispielsweise ein Mobilfunk-Kommunikationsendgerät, beispielsweise gemäß UMTS ein User Equipment (UE)) und die zweite Kommunikationseinrichtung kann eine Kommunikationsnetzwerk-Einrichtung sein (im Fall des Einsatzes der Erfindung in einem Mobilfunk-Kommunikationssystem beispielsweise eine Mobilfunk-Basisstation, beispielsweise gemäß UMTS eine NodeB). In diesem Fall erfolgt die Datenübertragung anschaulich in Uplink-Übertragungsrichtung, d.h. von einem Kommunikationsendgerät zu einem Kommunikationsnetzwerkeinheit.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann die erste Kommunikationseinrichtung eine Kommunikationsnetzwerk-Einrichtung sein (im Fall des Einsatzes der Erfindung in einem Mobilfunk-Kommunikationssystem beispielsweise eine Mobilfunk-Basisstation, beispielsweise gemäß UMTS eine NodeB) und die zweite Kommunikationseinrichtung kann ein Kommunikationsendgerät (im Fall des Einsatzes der Erfindung in einem Mobilfunk-Kommunikationssystem beispielsweise ein Mobilfunk-Kommunikationsendgerät, beispielsweise gemäß UMTS ein User Equipment (UE)). In diesem Fall erfolgt die Datenübertragung anschaulich in Downlink-Übertragungsrichtung, d.h. von einer Kommunikationsnetzwerkeinheit zu einem Kommunikationsendgerät.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung in einem beliebigen Kommunikationssystem, beispielsweise in einem Festnetz-Kommunikationssystem oder in einem Mobilfunk-Kommunikationssystem (beispielsweise in einem Mobilfunk-Kommunikationssystem gemäß GSM (Global System for Mobile Communications), GPRS (General Packet Radio Service), EDLE (Enhanced Data-Rates for GSM Evolution), UMTS, CDMA2000, FOMA (Freedom of Mobile Multimedia Access), allgemein beispielsweise in einem Mobilfunk-Kommunikationssystem der zweiten Generation, der dritten Generation oder einer zukünftigen Generation), eingesetzt werden kann.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann die erste Kommunikationseinrichtung in dem ersten Kommunikationsverbindungszustand eine Signalisierungs-Kommunikationsverbindung und eine Daten-Kommunikationsverbindung mit der zweiten Kommunikationseinrichtung aufgebaut haben (gemäß LTE entspricht dies beispielsweise dem Kommunikationsverbindungszustand LTE_Active).

Ferner kann die erste Kommunikationseinrichtung in dem zweiten Kommunikationsverbindungszustand nur eine Signalisierungs-Kommunikationsverbindung mit der zweiten Kommunikationseinrichtung aufgebaut haben (gemäß LTE entspricht dies beispielsweise dem Kommunikationsverbindungszustand LTE_Idle).

Als wobei als gemeinsam genutzte Kommunikationskanäle gemeinsam genutzte Mobilfunkkanäle, beispielsweise gemeinsam genutzte Transportkanäle (auch bezeichnet als „Common" oder „Shared" Channels, beispielsweise der so genannte Random Access Channel (RACH) und/oder der so genannte Uplink Shared Channel (USCH), beispielsweise der so genannte Enhanced Uplink Shared Channel (E-USCH)) eingesetzt werden.

In diesem Fall kann beispielsweise als der zweite gemeinsam genutzter Kommunikationskanal ein erster Random Access Channel eingesetzt werden und als der dritte gemeinsam genutzte Kommunikationskanal ein zweiter Random Access Channel. Anschaulich bedeutet diese Ausgestaltung der Erfindung, dass der zweite gemeinsam genutzter Kommunikationskanal und der dritte gemeinsam genutzter Kommunikationskanal vom gleichen Typ sind, beispielsweise sind beide gemeinsam genutzten Kommunikationskanäle vom Typ Random Access Channel. Der erste gemeinsam genutzte Kommunikationskanal ist beispielsweise ein Uplink Shared Channel (USCH) oder ein Enhanced Uplink Shared Channel (E-USCH).

Dem zweiten Kommunikationskanal und dem dritten Kommunikationskanal können unterschiedliche Zeitbereiche und/oder unterschiedliche Frequenzbereiche zugeordnet sein.

In diesem Fall wird als Vielfachzugriffsverfahren beispielsweise ein IFDMA/TDMA-Vielfachzugriffsverfahren eingesetzt, wie es oben erläutert wurde. Alternativ kann aber auch ein reines FDMA-Vielfachzugriffsverfahren, ein reines TDMA-Vielfachzugriffsverfahren oder ein anderes FDMA/TDMA-Vielfachzugriffsverfahren im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden.

Sind die Kommunikationskanäle Transportkanäle, so werden gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die Daten von dem ersten Kommunikationskanal auf einen ersten gemeinsam genutzten physikalischen Kommunikationskanal abgebildet (beispielsweise auf einen Physical Uplink Shared Channel) und die Daten des ersten Kommunikationskanals werden mittels des ersten gemeinsam genutzten physikalischen Kommunikationskanals an die zweite Kommunikationseinrichtung übertragen (beispielsweise mittels des Physical Uplink Shared Channels).

Ferner können die Daten von dem zweiten Kommunikationskanal auf einen zweiten gemeinsam genutzten physikalischen Kommunikationskanal abgebildet werden (beispielsweise auf einen Physical Random Access Channel) und die Daten des zweiten Kommunikationskanals können mittels des zweiten gemeinsam genutzten physikalischen Kommunikationskanals an die zweite Kommunikationseinrichtung übertragen werden (beispielsweise mittels des Physical Random Access Channels).

Weiterhin können die Daten von dem dritten Kommunikationskanal auf einen dritten gemeinsam genutzten physikalischen Kommunikationskanal abgebildet werden (beispielsweise auf einen (anderen) Physical Random Access Channel) und die Daten des dritten Kommunikationskanals können mittels des dritten gemeinsam genutzten physikalischen Kommunikationskanals an die zweite Kommunikationseinrichtung übertragen werden (beispielsweise mittels des Physical Random Access Channels).

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird anschaulich ein Verfahren zur effizienten Datenübertragung und Funkressourcen-Kontrolle in einer IFDMA/TDMA-basierten Funkschnittstelle im Uplink vorgeschlagen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Figuren sind, soweit zweckmäßig, ähnliche oder identische Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen
1 ein Zustandsdiagramm der gemäß dem Radio Resource Protocol vorgesehenen Zustände und Zustandsübergänge;
2 ein Zustandsdiagramm der gemäß dem Radio Resource Protocol gemäß 3GPP Long Term Evolution vorgesehenen Zustände und Zustandsübergänge;
3A bis 3C Diagramme, in denen die Funktionsweisen unterschiedlicher Vielfachzugriffsverfahren dargestellt sind, wobei in 3A TDMA erläutert ist, in 3B FDMA und in 3C CDMA;
4A und 4B Diagramme, in denen die Funktionsweisen von einem verteilten FDMA-Verfahren (4A) und von einem lokalisierten FDMA-Verfahren (4B) dargestellt sind;
5 ein Blockdiagramm, in dem das Prinzip einer Ressourcen-Allokierung in Uplink-Übertragungsrichtung gemäß IFDMA/TDMA dargestellt ist;
6 ein Blockdiagramm, in dem die in dem Mobilfunk-Kommunikationsendgerät vorgesehenen Übertragungskanäle in Uplink-Übertragungsrichtung gemäß 3GPP Long Term Evolution dargestellt sind;
7 ein Kommunikationssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
8 ein Blockdiagramm, in dem die in dem Mobilfunk-Kommunikationsendgerät vorgesehenen Übertragungskanäle in Uplink-Übertragungsrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt sind;
9 ein Zustandsdiagramm der gemäß dem Radio Resource Protocol gemäß 3GPP Long Term Evolution vorgesehenen Zustände und Zustandsübergänge gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
10 ein Blockdiagramm, in dem eine Ressourcen-Allokierung in Uplink-Übertragungsrichtung gemäß IFDMA/TDMA gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.
7 zeigt ein UMTS-Mobilfunk-Kommunikationssystem 700, aus Gründen der einfacheren Darstellung insbesondere die Komponenten des UMTS-Mobilfunk-Zugangsnetzwerkes (UMTS Terrestrial Radio Access Network, UTRAN), welches eine Mehrzahl von Mobilfunk-Netzwerk-Teilsystemen (Radio Network Subsystems, RNS) 701, 702 aufweist, welche jeweils mittels einer so genannten Iu-Schnittstelle 703, 704 mit dem UMTS-Kernnetzwerk (Core Network, CN) 705 verbunden sind. Ein Mobilfunk-Netzwerk-Teilsystem 701, 702 weist jeweils eine Mobilfunk-Netzwerk-Kontrolleinheit (Radio Network Controller, RNC) 706, 707 auf sowie eine oder mehrere UMTS-Basisstationen 708, 709, 710, 711, welche gemäß UMTS auch als NodeB bezeichnet werden.
Innerhalb des Mobilfunk-Zugangsnetzwerkes sind die Mobilfunk-Netzwerk-Kontrolleinheiten 706, 707 der einzelnen Mobilfunk-Netzwerk-Teilsysteme 701, 702 mittels einer so genannten Iur-Schnittstelle 712 miteinander verbunden. Jede Mobilfunk-Netzwerk-Kontrolleinheit 706, 707 überwacht jeweils die Zuordnung von Mobilfunk-Ressourcen aller Mobilfunkzellen in einem Mobilfunk-Netzwerk-Teilsystem 701, 702.
Eine UMTS-Basisstation 708, 709, 710, 711 ist jeweils mittels einer so genannten Iub-Schnittstelle 713, 714, 715, 716 mit einer der UMTS-Basisstationen 708, 709, 710, 711 zugeordneten Mobilfunk-Netzwerk-Kontrolleinheit 706, 707 verbunden.
Jede UMTS-Basisstation 708, 709, 710, 711 spannt anschaulich funktechnisch eine oder mehrere Mobilfunkzellen (CE) innerhalb eines Mobilfunk-Netzwerk-Teilsystems 701, 702 auf. Zwischen einer jeweiligen UMTS-Basisstation 708, 709, 710, 711 und einem Teilnehmergerät 718 (User Equipment, UE), im Folgenden auch bezeichnet als Mobilfunk-Endgerät, in einer Mobilfunkzelle werden Nachrichtensignale bzw. Datensignale mittels einer Luftschnittstelle, gemäß UMTS bezeichnet als Uu-Luftschnittstelle 717, vorzugsweise gemäß einem Vielfachzugriff-Übertragungsverfahren übertragen.
Beispielsweise wird gemäß dem UMTS-FDD-Modus (Frequency Division Duplex) eine getrennte Signalübertragung in Uplink- und Downlink-Richtung (Uplink: Signalübertragung vom Mobilfunk-Endgerät 718 zur jeweiligen UMTS-Basisstation 708, 709, 710, 711; Downlink: Signalübertragung von der jeweiligen zugeordneten UMTS-Basisstation 708, 709, 710, 711 zu dem Mobilfunk-Endgerät 718) durch eine entsprechende separate Zuweisung von Frequenzen oder Frequenzbereichen erreicht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird als Vielfachzugriff-Übertragungsverfahren das oben beschriebene IFDMA/TDMA-Vielfachzugriff-Übertragungsverfahren und beispielsweise eine FDD-Funkübertragungstechnologie eingesetzt.
Mehrere Teilnehmer, anders ausgedrückt mehrere aktivierte oder in dem Mobilfunk-Zugangsnetzwerk angemeldete Mobilfunk-Endgeräte 718 in derselben Mobilfunkzelle werden vorzugsweise mittels definierter Frequenzbereiche und Übertragungszeitintervalle voneinander signaltechnisch getrennt.
In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass in 7 aus Gründen der einfachen Darstellung nur ein Mobilfunk-Endgerät 718 dargestellt ist. Allgemein sind jedoch eine beliebige Anzahl von Mobilfunk-Endgeräten 718 in dem Mobilfunksystem 700 vorgesehen.
Die Kommunikation eines Mobilfunk-Endgeräts 718 mit einem anderen Kommunikationsgerät kann mittels einer vollständigen Mobilfunk-Kommunikationsverbindung zu einem anderen Mobilfunk-Endgerät aufgebaut sein, alternativ zu einem Festnetz-Kommunikationsgerät.
In 8 sind in einem Blockdiagramm 800 die in dem Mobilfunk-Kommunikationsendgerät 718 vorgesehenen und darin implementierten Übertragungskanäle in Uplink-Übertragungsrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Wie in 8 dargestellt sind als logische Kanäle 801 vorgesehen ein Common Control Channel (CCCH) 802, ein Dedicated Control Channel (DCCH) 803 und ein Dedicated Traffic Channel (DTCH) 804. Die Daten der logischen Kanäle 801 werden abgebildet auf Transportkanäle 805, wobei gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung drei Transportkanäle 805 vorgesehen sind, ein erster Random Access Channel (RACH-1) 806, ein zweiter Random Access Channel (RACH-2) 807 und ein Enhanced Uplink Shared Channel (E-USCH) 808. Die Daten der Transportkanäle 805 werden ihrerseits abgebildet auf physikalische Kanäle 809, gemäß 8 beispielsweise auf einen ersten Physical Random Access Channel (PRACH-1) 810, einen zweiten Physical Random Access Channel (PRACH-2) 811 und einen Enhanced Physical Uplink Shared Channel (E-PUSCH) 812, mittels welchen die Daten über die Luftschnittstelle Uu 717 übertragen werden.
9 zeigt in einem dritten Zustandsdiagramm 900 ein Beispiel für die Mobilfunkressourcen-Kontrolle gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit nur drei RRC-Zuständen:

• In einem ersten RRC-Zustand LTE_Detached 901 befindet sich ein Teilnehmer-Mobilfunk-Kommunikationsendgerät (UE) direkt nach dem Einschalten desselben. In diesem Zustand bestehen keine Signalisierungs-Kommunikationsverbindung und Nutzdaten-Kommunikationsverbindung zwischen dem UE 718 und dem Kommunikationsnetzwerk 701, 702. Weiterhin ist das UE 718 im Kommunikationsnetzwerk 701, 702 nicht bekannt, kann aber die Systeminformationen auf dem Broadcast-Kanal BCH lesen.
• In einem zweiten RRC-Zustand LTE_Active 902 bestehen eine Signalisierungs-Kommunikationsverbindung und eine Nutzdaten-Kommunikationsverbindung zwischen dem UE 718 und dem Kommunikationsnetzwerk 701, 702. In diesem Zustand sind dem UE 718 gemeinsame (bzw. shared) Ressourcen zugewiesen und die Position des UE 718 ist auf Zellenebene bekannt.
• In einem dritten RRC-Zustand LTE_Idle 903 besteht nur eine Signalisierungs-Kommunikationsverbindung zwischen dem UE 718 und dem Kommunikationsnetzwerk 701, 702. In diesem Zustand kann ein UE 718 die Systeminformationen auf dem Broadcast-Kanal BCH lesen und den Benachrichtigungs-Kanal PCH empfangen. Weiterhin kennt das Netzwerk die Position einer UE 718 auf Zellengruppen-Ebene.

Wie im Folgenden noch näher erläutert wird, sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung folgende Zustandsübergänge zwischen den RRC-Zuständen 901, 902, 903 vorgesehen:

• Ein erster Zustandsübergang 904 von dem ersten RRC-Zustand LTE_Detached 901 zu dem zweiten RRC-Zustand LTE_Active 902; im Rahmen dieses Zustandsübergangs werden eine Signalisierungs-Kommunikationsverbindung und eine Nutzdaten-Kommunikationsverbindung zwischen dem UE 718 und dem Kommunikationsnetzwerk 701, 702 aufgebaut.
• Ein zweiter Zustandsübergang 905 von dem zweiten RRC-Zustand LTE_Active 902 zu dem ersten RRC-Zustand LTE_Detached 901; im Rahmen dieses Zustandsübergangs werden die aufgebauten Signalisierungs-Kommunikationsverbindung und Nutzdaten-Kommunikationsverbindung zwischen dem UE 718 und dem Kommunikationsnetzwerk 701, 702 abgebaut.
• Ein dritter Zustandsübergang 906 von dem zweiten RRC-Zustand LTE_Active 902 zu dem dritten RRC-Zustand LTE_Idle 903; im Rahmen dieses Zustandsübergangs wird die aufgebaute Nutzdaten-Kommunikationsverbindung zwischen dem UE 718 und dem Kommunikationsnetzwerk 701, 702 abgebaut, wobei allerdings die aufgebaute Signalisierungs-Kommunikationsverbindung zwischen dem UE 718 und dem Kommunikationsnetzwerk 701, 702 erhalten bleibt.
• Ein vierter Zustandsübergang 907 von dem dritten RRC-Zustand LTE_Idle 903 zu dem zweiten RRC-Zustand LTE_Active 902; im Rahmen dieses Zustandsübergangs wird eine Nutzdaten-Kommunikationsverbindung zwischen dem UE 718 und dem Kommunikationsnetzwerk 701, 702 aufgebaut.
• Ein fünfter Zustandsübergang 908 von dem dritten RRC-Zustand LTE_Idle 903 zu dem ersten RRC-Zustand LTE_Detached 901; im Rahmen dieses Zustandsübergangs wird die aufgebaute Signalisierungs-Kommunikationsverbindung zwischen dem UE 718 und dem Kommunikationsnetzwerk 701, 702 abgebaut.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine effiziente Datenübertragung und Funkressourcen-Kontrolle in einer IFDMA/TDMA-basierten Funkschnittstelle im Uplink bereitgestellt.
Es wird die in 8 dargestellte Kanalstruktur angenommen sowie die in 9 dargestellte und oben erläuterte Funkressourcen-Kontrolle mit nur drei RRC-Zuständen 901, 902, 903 angenommen, wobei nur zwei Typen von gemeinsamen, anders ausgedrückt gemeinsam genutzten, Transportkanälen und physikalischen Kanälen vorgesehen sind.
Mittels des vorgesehenen ersten Typs von Transportkanal, gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung mittels des Transportkanals E-USCH, welcher auf den physikalischen Kanal E-PUSCH abgebildet wird, sollen Signalisierungsinformationen und Nutzerdaten mit niedriger bis zu hoher Datenrate (bspw. von ungefähr 64kbps bis ungefähr 50Mbps) und relativ kurzer Übertragungsverzögerung (beispielsweise < 5ms) übertragen werden. Die Konfiguration dieser Kanäle (CRF-Parameter, Frequenz-Offsets, etc.) werden der UE 718 dediziert vom Netzwerk 701, 702, beispielsweise von dem RNC 706, signalisiert. Eine Nutzung dieser Kanäle ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung dem UE 718 nur erlaubt, wenn es sich in dem zweiten RRC-Zustand LTE_Active 902 befindet. Diese Kanäle können prinzipiell in allen TTIs und Frequenzressourcen-Blöcke gesendet werden außer in denen, die für RACH-Transportkanäle Typ 1 und Typ 2, wie sie im Folgenden noch näher erläutert werden, reserviert sind (vgl. Blockdiagramm 1000 in 10, in dem eine Ressourcen-Allokierung in Uplink-Übertragungsrichtung gemäß IFDMA/TDMA gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist).
Mittels des vorgesehenen zweiten Typs von Transportkanal, gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung mittels des Transportkanals RACH, welcher auf den physikalischen PRACH abgebildet wird, sollen nur Signalisierungsinformationen und Nutzerdaten mit mittlerer bzw. niedriger Datenrate (beispielsweise von ungefähr 64kbps bzw. ungefähr 1Mbps) und relativ langer Übertragungsverzögerung (beispielsweise >> 5ms, beispielsweise > 10 ms, beispielsweise > 100 ms) übertragen werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zwei Unterarten des RACH-Transportkanals definiert mit den folgenden Eigenschaften:

• RACH-Transportkanal Typ 1 (im Rahmen dieser Beschreibung auch bezeichnet als RACH-1): Die Konfiguration dieser Kanäle (CRF-Parameter, Frequenz-Offsets, etc.) werden per Broadcast-Kanal BCH an alle in der Mobilfunkzelle befindlichen Teilnehmer signalisiert. In einer Mobilfunkzelle können eine Anzahl N (N ist eine beliebige natürliche Zahl) dieser Kanäle konfiguriert sein. Eine Nutzung dieser Kanäle ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dem UE 718 nur erlaubt, wenn es sich in dem dritten RRC-Zustand LTE_Idle 903 befindet. Ein UE 718 wählt sich einen Kanal zufällig aus. Hierdurch kann es zu Kollisionen mit anderen UEs kommen, die denselben Kanal ausgewählt haben. Diese Kanäle können nur zu bestimmten (reservierten) TTIs (beispielsweise TTI-4 1004 in Blockdiagramm 1000 in 10) gesendet werden. Dies hat den Vorteil einer geringeren Frequenzstörungs-Anfälligkeit der Übertragung mittels dieser Kanäle. Es ist darauf hinzuweisen, dass in alternativen Ausführungsformen diese Kanäle nur in bestimmten (reservierten) Frequenzbereichen gesendet werden. In einer anderen alternativen Ausführungsformen kann es vorgesehen sein, dass diese Kanäle nur zu bestimmten (reservierten) TTIs in bestimmten (reservierten) Frequenzbereichen gesendet werden.
• RACH-Transportkanal Typ 2 (im Rahmen dieser Beschreibung auch bezeichnet als RACH-2): Die Konfiguration dieser Kanäle (CRF-Parameter, Frequenz-Offsets, etc.) werden der UE 718 dediziert vom Netzwerk 701, 702 signalisiert. Eine Nutzung dieser Kanäle ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dem UE 718 nur erlaubt, wenn es sich in dem zweiten RRC-Zustand LTE_Active 902 befindet. Für mehreren UEs können vom Netzwerk 701, 702 derselbe RACH-Transportkanal Typ 2 allokiert werden. Hierdurch kann es ebenfalls zu Kollisionen mit anderen UEs kommen. Allerdings liegt es in der Kontrolle des Netzwerks 701, 702 eventuell Kollisionen durch geeignete Rekonfiguration dieser Kanäle aufzulösen. Diese Kanäle können nur zu bestimmten (reservierten) TTIs gesendet werden. Diese Kanäle können nur zu bestimmten (reservierten) TTIs (beispielsweise TTI-1 1001, TTI-2 1002, TTI-5 1003, TTI-6 1006 in Blockdiagramm 1000 in 10) gesendet werden. Dies hat den Vorteil einer geringeren Frequenzstörungs-Anfälligkeit der Übertragung mittels dieser Kanäle. Es ist darauf hinzuweisen, dass in alternativen Ausführungsformen diese Kanäle nur in bestimmten (reservierten) Frequenzbereichen gesendet werden. In einer anderen alternativen Ausführungsformen kann es vorgesehen sein, dass diese Kanäle nur zu bestimmten (reservierten) TTIs in bestimmten (reservierten) Frequenzbereichen gesendet werden.

Somit können gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem definierten TTI und/oder einem definierten Frequenzband entweder Daten mittels RACH-Kanälen vom Typ 1 oder Daten mittels RACH-Kanälen vom Typ 2 gesendet werden, aber nicht gleichzeitig Daten mittels RACH-Kanälen vom Typ 1 und mittels RACH-Kanälen vom Typ 2. Anschaulich ist somit eine eindeutige Zuordnung vorgesehen von einem Kommunikationsverbindungszustand, beispielsweise einem RRC-Zustand des UEs 718 zu der Sendeberechtigung von Daten auf vordefinierte Kanäle, beispielsweise Transportkanäle.
Die Allokierung der Funkressourcen für E-USCH und RACH erfolgt durch das Netzwerk 701, 702 auf Basis einer definierten Übertragungsperiode, d.h. nach einer definierten Anzahl von TTIs wiederholt sich das Übertragungsschema.
Innerhalb einer bestehenden Funkverbindung passt das Mobilfunknetz die einem UE 718 konfigurierten Mobilfunkressourcen in Abhängigkeit von der jeweiligen Verkehrslast in der Mobilfunkzelle und der UE-Aktivität dynamisch an, d.h. wenn sich beispielsweise ein UE 718 im zweiten RRC-Zustand LTE_Active 902 befindet und aktuell nur wenig Daten über die E-USCH-Ressourcen sendet, kann das Mobilfunknetz das UE 718 anweisen, die Nutzdatenübertragung mittels der RACH-Ressourcen vom Typ 2 fortzusetzen. Und falls temporär keine Daten zur Uplink-Übertragung anstehen, kann das Mobilfunknetz dem UE 718 einen Zustandsübergang in den dritten RRC-Zustand LTE_Idle 903 signalisieren, in dem das UE 718 dann Signalisierungsinformationen nur mittels RACH-Ressourcen vom Typ 1 übertragen kann.
Das UE 718 befindet sich in einer Mobilfunkzelle, in der Localized FDMA konfiguriert ist, d.h. IFDMA mit CRF = 1, alternativ in einer Mobilfunkzelle, in der Distributed FDMA konfiguriert ist, d.h. IFDMA mit CRF > 1.
Es wird eine Konfiguration der Uplink-Ressourcen gemäß 10 betrachtet, in der eine periodische TDMA-Struktur mit der Periode 4 angenommen wird. Demnach sind jeweils in den ersten zwei TTIs 1001, 1002 Ressourcenblöcke 1007, 1008 für RACH-Transportkanäle Typ 2 reserviert. Weiterhin ist jedem vierten TTI (beispielsweise TTI-4 1004) für RACH-Transportkanäle vom Typ 1 die Ressourcenblöcke 1009, 1010, 1011 reserviert.
Gemäß einer Ausführungsform wird angenommen, dass das UE 718 sich in dem ersten RRC-Zustand LTE_Detached 901 befindet und dass es eine Anfrage zur Aufbau einer Mobilfunkverbindung an das Mobilfunknetz senden möchte.
Hierzu liest das UE 718 die Konfiguration der drei RACH-Transportkanäle Typ 1 (das UE 718 darf, da es sich in dem ersten RRC-Zustand LTE_Detached 901 befindet, nur RACH-Transportkanäle Typ 1 verwenden), die per Broadcast-Kanal an alle in der Mobilfunkzelle befindlichen Teilnehmer signalisiert werden, die wie folgt angenommen wird:
TTI = 4
RACH/PRACH-1: CRF = 1, Frequenz-Offset 1
RACH/PRACH-2: CRF = 1, Frequenz-Offset 2
RACH/PRACH-3: CRF = 1, Frequenz-Offset 3
Das UE 718 wählt sich den Kanal RACH/PRACH-2 (vom Typ 1) zufällig aus und sendet die Anfrage zum nächstmöglichen Zeitpunkt in TTI-4 1004. In diesem Zusammenhang wechselt das UE 718 selbstständig in den zweiten RRC-Zustand LTE_Active 902.
Gemäß einer anderen Ausführungsform wird angenommen, dass das Mobilfunknetz die Verbindungsanfrage empfängt und dem UE 718 für die aufzubauende Mobilfunkverbindung gemeinsame E-USCH-Ressourcen konfiguriert, d.h. das Mobilfunknetz signalisiert dem UE 718 den Zustandswechsel von dem ersten RRC-Zustand LTE_Detached 901 in den zweiten RRC-Zustand LTE_Active 902 und die Konfiguration der E-USCH-Ressourcen (CRF = 1, Frequenz-Offset X) durch einen gemeinsamen Downlink Signalisierungskanal. In der nachfolgenden Uplink-Übertragung sendet das UE 718 den E-USCH-Kanal zur Übertragung von Signalisierungsinformationen und Nutzerdaten in allen für das UE 718 allokierten TTIs und Ressourcenblöcke.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird angenommen, dass das UE 718 sich in dem zweiten RRC-Zustand LTE_Active 902 befindet und dass das Mobilfunknetz aufgrund abnehmender UE-Aktivität entscheidet, dem UE 718 zur Datenübertragung die RACH-Ressourcen Typ 2 zu allokieren. Das Mobilfunknetz signalisiert dem UE 718 diese Rekonfiguration mit den neuen RRCH-Ressourcen Typ 2 (CRF = 1, Frequenz-Offset Y). Nach Empfang der Nachricht baut das UE 718 die E-USCH-Ressourcen ab. Nachfolgend kann das UE 718 bei Bedarf den allokierten RACH-Kanal vom Typ 2 zur Übertragung von Signalisierungsinformationen und Nutzerdaten in den für RACH-Transportkanäle vom Typ 2 reservierten Frequenzressourcen und TTIs nutzen, aber jeweils höchstens einmal pro Periode.
Zusammenfassend kann ein Aspekt der Erfindung darin gesehen werden, dass zur Übertragung von Signalisierungsinformationen und Nutzerdaten mit mittlerer bzw. niedriger Datenrate und relativ langer Übertragungsverzögerung zwei Typen von RACH-Transportkanäle definiert und verwendet werden.
In einem vorgegebenen definierten TTI können entweder RACH-Kanäle vom Typ 1 oder vom Typ 2 gesendet werden, aber nicht gleichzeitig RACH-Kanäle vom Typ 1 und vom Typ 2 in demselben TTI.
Die Allokierung der Funkressourcen für E-USCH und RACH erfolgt durch das Netzwerk auf Basis einer definierten Übertragungsperiode, d.h. nach einer definierten Anzahl von TTIs wiederholt sich das Übertragungsschema.
In diesem Dokument sind folgende Veröffentlichungen zitiert:

3GPP TS 25.331 V5.13.0 Release 5, Technical Specification, Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Radio Resource Control (RRC) protocol specification (3GPP), Juni 2005;
K.D. Kammeyer, Nachrichtenübertragung, Teubner, Stuttgart, ISBN 3-519-16142-7, Seiten 621 bis 638, 1996

100: Erstes Zustandsdiagramm
101: Erster RRC-Zustand
102: Zweiter RRC-Zustand
103: Dritter RRC-Zustand
104: Vierter RRC-Zustand
105: Fünfter RRC-Zustand
200: Zweites Zustandsdiagramm
201: Erster LTE-RRC-Zustand
202: Zweiter LTE-RRC-Zustand
203: Dritter LTE-RRC-Zustand
300: Erstes Diagramm
301: Übertragungs-Zeitintervall
310: Zweites Diagramm
311: Frequenzbandbreite
320: Drittes Diagramm
321: Binäres Codemuster
322: Binäres Codemuster
323: Binäres Codemuster
400: Erstes Frequenzbanddiagramm
401: Teil-Frequenzbereich
402: Teil-Frequenzbereich
403: Teil-Frequenzbereich
404: Teil-Frequenzbereich
405: Frequenzband
406: Frequenzband
407: Frequenzband
408: Frequenzband
410: Zweites Frequenzbanddiagramm
411: Frequenzbereich
412: Frequenzbereich
413: Frequenzbereich
414: Frequenzbereich
500: Erstes Zeit-Frequenz-Diagramm
600: Blockdiagramm
601: CCCH
602: DCCH
603: DTCH
604: RACH
605: E-USCH
606: PRACH
607: E-PUSCH
700: UMTS-Mobilfunk-Kommunikationssystem
701: Mobilfunk-Netzwerk-Teilsystem
702: Mobilfunk-Netzwerk-Teilsystem
703: Iu-Schnittstelle
704: Iu-Schnittstelle
705: UMTS-Kernnetzwerk
706: Mobilfunk-Netzwerk-Kontrolleinheit
707: Mobilfunk-Netzwerk-Kontrolleinheit
708: UMTS-Basisstation
709: UMTS-Basisstation
710: UMTS-Basisstation
711: UMTS-Basisstation
712: Iur-Schnittstelle
713: Iub-Schnittstelle
714: Iub-Schnittstelle
715: Iub-Schnittstelle
716: Iub-Schnittstelle
717: Uu-Luftschnittstelle
718: Teilnehmergerät
800: Blockdiagramm
801: Logische Kanäle
802: CCCH
803: DCCH
804: DTCH
805: Transportkanäle
806: Erster RACH
807: Zweiter RACH
808: E-USCH
809: Physikalische Kanäle
810: Erster PRACH
811: Zweiter PRACH
812: E-PUSCH
900: Drittes Zustandsdiagramm
901: Erster RRC-Zustand
902: Zweiter RRC-Zustand
903: Dritter RRC-Zustand
904: Erster Zustandsübergang
905: Zweiter Zustandsübergang
906: Dritter Zustandsübergang
907: Vierter Zustandsübergang
908: Fünfter Zustandsübergang
1000: Blockdiagramm
1001: Übertragungs-Zeitintervall
1002: Übertragungs-Zeitintervall
1003: Übertragungs-Zeitintervall
1004: Übertragungs-Zeitinterval
1005: Übertragungs-Zeitintervall
1006: Übertragungs-Zeitintervall
1007: Ressourcenblock RACH-Transportkanal Typ 2
1008: Ressourcenblock RACH-Transportkanal Typ 2
1009: Ressourcenblock RACH-Transportkanal Typ 1
1010: Ressourcenblock RACH-Transportkanal Typ 1
1011: Ressourcenblock RACH-Transportkanal Typ 1

Claims

Verfahren zum Übertragen von Daten von einer ersten Kommunikationseinrichtung zu einer zweiten Kommunikationseinrichtung, wobei die erste Kommunikationseinrichtung mindestens zwei Kommunikationsverbindungszustände einnehmen kann, wobei die erste Kommunikationseinrichtung, • wenn sie sich in dem ersten Kommunikationsverbindungszustand befindet, abhängig von der Menge zu übertragender Daten diese mittels eines ersten gemeinsam genutzten Kommunikationskanals oder mittels eines zweiten gemeinsam genutzten Kommunikationskanals zu der zweiten Kommunikationseinrichtung sendet, •wenn sie sich in dem zweiten Kommunikationsverbindungszustand befindet, Daten mittels eines dritten gemeinsam genutzten Kommunikationskanals zu der zweiten Kommunikationseinrichtung sendet.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei als erste Kommunikationseinrichtung und/oder als zweite Kommunikationseinrichtung eine Mobilfunk-Kommunikationseinrichtung eingesetzt werden/wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei als erste Kommunikationseinrichtung ein Kommunikationsendgerät eingesetzt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als zweite Kommunikationseinrichtung eine Kommunikationsnetzwerk-Einrichtung eingesetzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei als erste Kommunikationseinrichtung eine Kommunikationsnetzwerk-Einrichtung eingesetzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 5, wobei als zweite Kommunikationseinrichtung ein Kommunikationsendgerät eingesetzt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Kommunikationseinrichtung in dem ersten Kommunikationsverbindungszustand eine Signalisierungs-Kommunikationsverbindung und eine Daten-Kommunikationsverbindung mit der zweiten Kommunikationseinrichtung aufgebaut hat.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Kommunikationseinrichtung in dem zweiten Kommunikationsverbindungszustand nur eine Signalisierungs-Kommunikationsverbindung mit der zweiten Kommunikationseinrichtung aufgebaut hat.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei als gemeinsam genutzte Kommunikationskanäle gemeinsam genutzte Mobilfunkkanäle eingesetzt werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei als gemeinsam genutzte Kommunikationskanäle Transportkanäle eingesetzt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 9 und 10, wobei als erster gemeinsam genutzter Kommunikationskanal ein Uplink Shared Channel eingesetzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei als erster gemeinsam genutzter Kommunikationskanal ein Enhanced Uplink Shared Channel eingesetzt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei als zweiter gemeinsam genutzter Kommunikationskanal ein erster Random Access Channel eingesetzt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei als dritter Kommunikationskanal ein zweiter Random Access Channel eingesetzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei dem zweiten Kommunikationskanal und dem dritten Kommunikationskanal unterschiedliche Zeitbereiche und/oder unterschiedliche Frequenzbereiche zugeordnet sind.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, • wobei die Daten von dem ersten Kommunikationskanal auf einen ersten gemeinsam genutzten physikalischen Kommunikationskanal abgebildet werden, und • wobei die Daten des ersten Kommunikationskanals mittels des ersten gemeinsam genutzten physikalischen Kommunikationskanals an die zweite Kommunikationseinrichtung übertragen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 16, • wobei die Daten von dem ersten Kommunikationskanal auf einen Physical Uplink Shared Channel abgebildet werden, und • wobei die Daten des ersten Kommunikationskanals mittels des Physical Uplink Shared Channels an die zweite Kommunikationseinrichtung übertragen werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 17, • wobei die Daten von dem zweiten Kommunikationskanal auf einen zweiten gemeinsam genutzten physikalischen Kommunikationskanal abgebildet werden, und • wobei die Daten des zweiten Kommunikationskanals mittels des zweiten gemeinsam genutzten physikalischen Kommunikationskanals an die zweite Kommunikationseinrichtung übertragen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 18, • wobei die Daten von dem zweiten Kommunikationskanal auf einen Physical Random Access Channel abgebildet werden, und • wobei die Daten des zweiten Kommunikationskanals mittels des Physical Random Access Channels an die zweite Kommunikationseinrichtung übertragen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 18 oder 19, • wobei die Daten von dem dritten Kommunikationskanal auf einen dritten gemeinsam genutzten physikalischen Kommunikationskanal abgebildet werden, und • wobei die Daten des dritten Kommunikationskanals mittels des dritten gemeinsam genutzten physikalischen Kommunikationskanals an die zweite Kommunikationseinrichtung übertragen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 20, • wobei die Daten von dem dritten Kommunikationskanal auf einen Physical Random Access Channel abgebildet werden, und • wobei die Daten des dritten Kommunikationskanals mittels des Physical Random Access Channels an die zweite Kommunikationseinrichtung übertragen werden.
Kommunikationseinrichtung, • mit einer Datenübertragungs-Steuerungseinheit zum Steuern der Übertragung der Daten auf einen Kommunikationskanal, • wobei die Datenübertragungs-Steuerungseinheit derart eingerichtet ist, dass sie mindestens zwei Kommunikationsverbindungszustände bereitstellt, • wobei, wenn sie sich in einem ersten Kommunikationsverbindungszustand befindet, abhängig von der Menge zu übertragender Daten diese einem ersten gemeinsam genutzten Kommunikationskanal oder einem zweiten gemeinsam genutzten Kommunikationskanal zuordnet, • wobei, wenn sie sich in einem zweiten Kommunikationsverbindungszustand befindet, die zu übertragenden Daten einem dritten gemeinsam genutzten Kommunikationskanal zuordnet, • mit einer Sendeeinheit zum Senden der Daten mittels des gemeinsam genutzten Kommunikationskanals, dem die zu übertragenden Daten zugeordnet sind.
Computerprogrammelement zum Übertragen von Daten von einer ersten Kommunikationseinrichtung zu einer zweiten Kommunikationseinrichtung, wobei die erste Kommunikationseinrichtung mindestens zwei Kommunikationsverbindungszustände einnehmen kann, welches, wenn es von der ersten Kommunikationseinrichtung ausgeführt wird, aufweist: • wenn sich die erste Kommunikationseinrichtung in dem ersten Kommunikationsverbindungszustand befindet, sendet sie abhängig von der Menge zu übertragender Daten diese mittels eines ersten gemeinsam genutzten Kommunikationskanals oder mittels eines zweiten gemeinsam genutzten Kommunikationskanals zu der zweiten Kommunikationseinrichtung, • wenn sie sich in dem zweiten Kommunikationsverbindungszustand befindet, sendet sie Daten mittels eines dritten gemeinsam genutzten Kommunikationskanals zu der zweiten Kommunikationseinrichtung.