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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Informationsübertragung zwischen mindestens einer Sendeeinheit und mindestens
einer Empfangseinheit, wobei sich mehrere Sende- und/oder
Empfangseinheiten eine vorgegebene Anzahl von
bereitgestellten Übertragungskanälen teilen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg
aufzuzeigen, wie zwischen mindestens einer Sende- und mindestens
einer Empfangseinheit ein Informationsaustausch in effektiver
und zuverlässiger Weise über mindestens einen
Übertragungskanal durchgeführt werden kann. Diese Aufgabe wird bei einem
Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass von
der jeweiligen Sende- und/oder Empfangseinheit für eine
aktuell durchzuführende Informationsübertragung jeweils ein noch
freier Übertragungskanal aus der Gruppe der bereitgestellten
Übertragungskanäle nach mindestens einer Rangliste belegt
wird, in der alle bereitgestellten Übertragungskanäle in der
Reihenfolge ihrer bevorzugten Vergabe klassifiziert worden
sind.
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Wird für eine Sende- und/oder Empfangseinheit also eine
Informationsübertragung gewünscht, so wird ein freier
Übertragungskanal aus der Gruppe der bereitgestellten
Übertragungskanäle nach einer Rangliste ausgewählt, in der diese nach dem
Grad ihrer bevorzugten Vergabe sortiert sind. Dadurch wird
ein Übertragungskanal mit höherem Rang mit größerer
Wahrscheinlichkeit als ein Übertragungskanal mit niedrigerem Rang
vergeben. Bei Kenntnis dieser erhöhten Wahrscheinlichkeit in
der jeweiligen Empfangseinheit, an die die
Informationsübertragung von einer zugeordneten Sendeeinheit gerichtet ist,
kann die Information sicherer sowie effektiver in der
Empfangseinheit detektiert werden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Funkkommunikationsgerät
sowie eine Basisstation, die jeweils zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sind.
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Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen wiedergegeben.
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Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend
anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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Fig. 1 in schematischer Darstellung verschiedene
Funkkanäle, die beim HSDPA-Übertragungsverfahren (High
Speed Downlink Packed Access) in UMTS (Universal
Mobile Telecommunication System) auf der
Luftschnittstelle zwischen einer Basisstation und
einer Vielzahl von Funkkommunikationsgeräten in
deren Funkzelle verwendet werden,
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Fig. 2 in schematischer Darstellung im komplexen
Signalraum HI(= HSDPA-Indikator)-Symbole, mit denen
dem jeweiligen Funkkommunikationsgerät über die
Luftschnittstelle nach Fig. 1 mitgeteilt wird,
welcher spezifische Kontrollkanal (SHCCH = Shared
Control Chanel) einer Gruppe von mehreren,
bereitgestellten Kontrollkanälen ihm zur
Informationsübertragung aktuell zugeordnet wird,
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Fig. 3 eine Tabelle, in der die HI-Symbole nach Fig. 2
vier verschiedenen SHCCH-Kontrollkanälen
zugeordnet sind,
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Fig. 4 Ranglisten, nach denen für die
Funkkommunikationsendgeräte beispielhaft beim HSDPA-
Übertragungsverfahren nach Fig. 1 jeweils ein
bevorzugter SHCCH-Übertragungskanal gemäß dem
erfindungsgemäßen Prinzip vergeben wird,
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Fig. 5 weitere Ranglisten für vier SHCCH-Kontrollkanäle
in Reihenfolge ihrer Bevorzugung und Zuordnung zu
vier HI-Symbolen, und
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Fig. 6 die Ranglisten nach Fig. 5 für weniger als vier
SHCCH-Kontrollkanäle in Reihenfolge ihrer
Bevorzugung und Zuordnung zu den vier HI-Symbolen.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den
Fig. 1 mit 6 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Im Mobilfunksystem UMTS (= Universal Mobile Telecommunication
System) lassen sich Paketdaten in der sogenannten
Vorwärtsstrecke (downlink) HR einer Basisstation BS über mindestens
eine Funkstrecke bzw. Luftschnittstelle LS zum jeweiligen
Funkkommunikationsgerät MS1 per sogenanntem HSDPA-
Verfahren (= High Speed Downlink Packet Access) mit besonders
hohen Datenraten übertragen. Dies ist in Fig. 1 schematisch
dargestellt. Dort halten sich in der Funkzelle der
strichpunktiert umrahmt angedeuteten Basisstation BS mehrere
Funkkommunikationsgeräte MS1, MS2, . . . MSi, insbesondere
Mobilfunkgeräte auf. Die Übertragung per HSDPA unterscheidet sich
dabei von der normalen UMTS-Funkübertragung insbesondere
durch:
- - Modulation höherer Ordnung
- - Automatische Wiederholungsanfrage (HARQ = Hybrid
Automatic Repeat Request)
- - Adaptive Modulation und Kodierung (AMCS = Adaptive
Modulation and Coding Scheme)
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Detaillierte Angaben und Spezifizierungen zu Funktion und
Wirkungsweise des HSDPA-Verfahren in UMTS sind insbesondere in
3GPP technical document R1-01-989, "TR 25.858 v 0.0.4 - High
Speed Downlink Packet Access: Physical Layer Aspects"
gemacht.
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Die eigentlich zu übertragenden Paketdaten werden auf einem
speziell hierfür vorgesehenen Hochgeschwindigkeits-Kanal, dem
sogenannten HS-DSCH (= High Speed Downlink Shared CHannel)
übertragen. Zugehörige Kontroll-Informationen (wie z. B.
Transport-Format, HARQ-Informationen, UE-Id = User Equipment
Identifier) werden der jeweiligen Mobilstation (= MS)
zeitlich vorher auf einem speziellen Kontrollkanal (SHCCH =
Shared Control CHannel) mitgeteilt. Es kann dabei gleichzeitig
mehrere SHCCHs geben. Deren Anzahl ist in der Praxis
vorzugsweise geringer als die Anzahl der Mobilstationen, die sich in
einer Funkzelle aufhalten und mit deren Basisstation
kommunizieren wollen. Die SHCCHs sind vorzugsweise mit verschieden
orthogonalen CDMA-Codes (code division multiple access)
beaufschlagt und dadurch unterscheidbar gemacht. In der Fig. 1
sind beispielhaft drei Kontrollkanäle SHCCHk mit k = 1 bis 3
parallel nebeneinander eingezeichnet. Ein bestimmter SHCCHk
wird zweckmäßigerweise immer nur einer bestimmten
Mobilstation MS1 in eindeutiger Weise während derselben Zeitdauer TTI
zugeordnet, d. h. es wird pro kommunizierender Mobilstation
lediglich eine Einzelbelegung eines spezifischen
Kontrollkanals vorgenommen und nicht eine Doppel- oder Mehrfachbelegung
desselben Übertragungskanals durch mehrere Mobilstationen
gleichzeitig. Die auf einem SHCCH übertragene UE-Id gibt an,
zu welcher Mobilstation der jeweilige SHCCH gehört. Damit es
für die jeweilige Mobilstation MSi nicht erforderlich ist,
alle SHCCHs zu dekodieren, um ihren zugehörigen SHCCHk zu
finden, wird der Mobilstation auf einem nur ihr zugeordneten
dedizierten Kanal (DPCH = Dedicated Physical CHannel)
signalisiert, welcher spezifische Kontrollkanal SHCCHk aus der
Vielzahl von SHCCHs ihr speziell für eine bestimmte
Informations- bzw. Datenübertragung über die Luftschnittstelle LS
zugeordnet ist.
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In Fig. 1 sind diese für das HSDPA-Verfahren relevanten
Kanäle DPCH, SHCCHk, HS-DSCH und ihre zeitlichen Verhältnisse
zueinander schematisch dargestellt. Pro Zeitintervall TTI
werden über den DPCH drei Zeitschlitze, d. h. slots, SL1 mit
SL3 übertragen. Der für die jeweilige Mobilstation MSi
verwendete SHCCHk wird durch einen speziellen HSDPA-Indikator
(HI = HSDPA Indicator) mitgeteilt. Dieser wird nach dem
HSDPA-Verfahren im ersten Slot SL1 des jeweiligen
Zeitintervalls TTI angezeigt, falls für die jeweilige Mobilstation MSi
ein bestimmter SHCCHk für den Empfang von Datenpaketen des
Basisstation allokiert ist. Der HI-Indikator HI im DPCH
verweist also als eine Art Zeiger auf denjenigen SHCCHk, der von
der jeweiligen Mobilstation MSi zum Empfang von
Kontroll-Informationen über Datenpakete, die von der Basisstation BS im
downlink HR zeitlich später über den HS-DSCH gesendet werden,
verwendet werden soll. Der Indikator HI wird im vorliegenden
Ausführungsbeispiel jeweils durch eines der Symbole P0 mit P4
gebildet, das einen von fünf verschiedenen Werten (0, 0),
(1, 1), (-1, -1), (1, -1), (-1, 1) annehmen kann. Fig. 2 zeigt
die möglichen Werte der HI-Symbole P0 mit P4 im komplexen
Signalraum KSR. Die HI-Symbole P1 mit P4 werden vorzugsweise
mit Hilfe einer QPSK-Modulation (quadrature phase shift
key) in der Basisstation BS erzeugt.
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Die Tabelle von Fig. 3 zeigt eine bespielhafte Zuordnung der
maximal vier SHCCHs, d. h. SHCCHk mit k = 1 - 4 zu den Symbolen P1
mit P4. Im einzelnen ist dort dem Kontrollkanal SHCCH1 das
Symbol P1, dem Kontrollkanal SHCCH2 das Symbol P2, dem
Kontrollkanal SHCCH3 das Symbol P3, sowie dem Kontrollkanal
SHCCH4 das Symbol P4 zugeordnet. Dem Symbol P0 ist kein SHCCH
zugewiesen.
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Allgemein ausgedrückt wird für eine möglichst zuverlässige
und effektive Informationsübertragung zwischen mindestens
einer Sendeeinheit wie z. B. BS und mindestens einer
Empfangseinheit wie z. B. MSi nun in vorteilhafter Weise folgendes
Kanalvergabeprinzip durchgeführt, wobei sich mehrere Sende-
und/oder Empfangseinheiten wie z. B. MSi eine vorgegebene
Anzahl (k = 1 bis 4) von bereitgestellten Übertragungskanälen wie
z. B. SHCCHk, k = 1 bis 4 teilen:
Von der jeweiligen Sende- und/oder Empfangseinheit wie z. B.
MSi wird für eine aktuell durchzuführende
Informationsübertragung jeweils ein noch freier Übertragungskanal wie z. B.
SHCCHk aus der Gruppe der bereitgestellten Übertragungskanäle
nach einer Rangliste belegt, in der alle bereitgestellten
Übertragungskanäle in der Reihenfolge ihrer bevorzugten
Vergabe klassifiziert worden sind.
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Speziell beim HSDPA-Verfahren kann dieses Kanalauswahlprinzip
dahingehend durchgeführt werden, bestimmte SHCCHs an
bestimmte Mobilstationen bevorzugt zu vergeben. Vorteilhaft ist
dabei, dass die den bevorzugten SHCCHs zugeordneten HI-Symbole
mit erhöhter Wahrscheinlichkeit übertragen werden. Bei
Kenntnis der erhöhten Wahrscheinlichkeit in der jeweiligen
Mobilstation, die von der Basisstation Datenpakete erhalten soll,
kann diese Mobilstation das HI-Symbol in vorteilhafter Weise
sicherer als zuvor ohne das erfindungsgemäße
Kanalauswahlprinzip detektieren.
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Die Detektions-Sicherheit in der jeweiligen Mobilstation (MS)
kann in vorteilhafter Weise weiter erhöht werden, wenn zur
Signalisierung der für eine MS wahrscheinlichsten SHCCHs
möglichst weit auseinanderliegende Symbole gewählt werden.
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An die Basisstation BS von Fig. 1 sind besipielhaft 8
Mobilstationen MSi mit i = 1 bis 8 MS zur HSDPA-Übertragung im
Downlink angemeldet. Bei der Anmeldung zur HSDPA-Übertragung
wurden den Mobilstationen MSi mit i = 1-8 die nach der Tabelle
RA1 von Fig. 4 gezeigten Bevorzugungen in Form von
Ranglisten RALi mit i = 1-8 von SHCCHs zugewiesen und mitgeteilt. Die
Reihenfolge der Ziffern 1 mit 4 in den Ranglisten
repräsentiert dabei die Bevorzugung, mit der die Symbole P1 mit P4
stellvertretend für die Kontrollkanäle SHCCH1 mit SHCCH4 der
jeweiligen Mobilstation zugeordnet werden. Beispielsweise
ordnet die Rangliste RAL1 von Fig. 4 für die Mobilstation
MSi die vier Kontrollkanäle SHCCH1 mit SHCCH4 mit folgender
abfallender Priorisierung: SHCCH1, SHCCH2, SHCCH3, SHCCH4.
Die Rangliste RAL2 von Fig. 4 für die Mobilstation MS2
hingegen weist den vier Kontrollkanälen SHCCH1 mit SHCCH4
(repräsentiert durch ihre zugeordneten Symbole P1 mit P4)
folgende abfallende Rang- bzw. Priorisierungsabfolge zu: SHCCH4,
SHCCH3, SHCCH1, SHCCH2. Entsprechend variieren die
Bevorzugungen der vier Kontrollkanäle nach den weiteren Ranglisten
RAL3 mit RAL8 von Fig. 4.
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Alternativ oder zusätzlich hiervon kann die Zuordnung der
bevorzugten SHCCHs zu einzelnen Mobilstationen auch anhand
eines bekannten anderen Parameters in der jeweiligen
Mobilstation und Basisstation BS berechnet werden, was weiter unter
näher ausgeführt wird.
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Sollen an eine MS Daten per HSDPA übertragen werden, so wird
vorzugsweise zunächst solange gewartet, bis mindestens einer
der vier SHCCHs nicht für andere MSs verwendet wird. Dann
wird der von der betrachteten Mobilstation MSi am stärksten
bevorzugte SHCCH entsprechend der zuhehörigen Rangliste RAL1
für diese Mobilstation MSi vergeben, wenn er nicht für andere
MSs verwendet wird. Wenn der SHCCH bereits für andere MSs
verwendet wird, so wird der am zweit stärksten bevorzugte
SHCCH gewählt, usw.
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Von allen möglichen HI-Symbolen wird also das dem am
stärksten bevorzugten SHCCHk zugeordnete Symbol am häufigsten
übertragen. Seien die a priori Wahrscheinlichkeiten pi, i = 1, . . ., 5
der fünf möglichen HI-Symbole in der jeweiligen MS bekannt
(z. B. aus Erfahrungswerten). Diese a priori
Wahrscheinlichkeit gibt an, mit welcher Wahrscheinlichkeit das jeweilige
Symbol P1 mit P4 von der Basisstation zur jeweiligen
Mobilstation übertragen wird, die Datenpakete empfangen soll.
Seien außerdem die bedingten Wahrscheinlichkeiten dafür, dass
das HI-Symbol x empfangen wird unter der Bedingung, dass das
i-te Symbol gesendet wurde, am Empfänger bekannt. p(x|i) ist
dabei in der Praxis im allgemeinen gaußverteilt. Die
zugehörige Standardabweichung und der Mittelwert können in
vorteilhafter Weise durch Leistungs- und Interferenz-Messungen durch
die jeweilige MS bestimmt werden. Aus p(x|i) und pi kann nun
das HI-Symbol imax mit der größten a posteriori
Wahrscheinlichkeit p(imax|x) bestimmt werden:
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Dieser (optimale) MAP-Detektor (= Maximum A Posteriori-
Detektor) (Einzelheiten dazu finden sich im Buch von K. D.
Kammeyer: "Nachrichtenübertragung, 2. Aufl., Reihe
Informationstechnik, Teubner, Stuttgart, 1996) detektiert umso
weniger fehlerhaft, je stärker sich die a priori
Wahrscheinlichkeiten pi voneinander unterscheiden. Diese Bedingung wird nun
gerade durch die erfindungsgemäße Bevorzugung bestimmter
übertragener Symbole erreicht. Daher führt das
erfindungsgemäße Kanalvergabeprinzip zu besonders wenig fehlerhafter
Übertragung der HI-Symbole.
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Um Kollisionen zwischen mehreren MSs bei der Vergabe
bevorzugter SHCCHs zu vermeiden, werden die Bevorzugungen nach den
Ranglisten RALi der verschiedenen MSs zweckmäßigerweise so
vergeben, dass möglichst alle SHCCHs gleich oft bevorzugt
werden. Dies wird im gegebenen Bsp. durch die Festlegungen
der Bevorzugungsliste nach der Tabelle von Fig. 4 erreicht.
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Die Übertragungsqualität lässt sich weiter verbessern, indem
die am häufigsten übertragenen HI-Symbole einer MS möglichst
weit auseinander liegend gewählt werden, weil dadurch
Verwechslungen zwischen diesen Symbolen vermieden werden. Dies
wird in vorteilhafter Weise durch die Ranglisten RAL1 der
Tabelle von Fig. 4 erreicht, da dort die am stärksten
bevorzugten SHCCHs Symbolen P1 mit P4 zugeordnet sind, die
besonders weit auseinanderliegen, beispielsweise die diagonal
gegenüberliegenden Symbole P1 und P2 oder P3 und P4 im
komplexen Signalraum von Fig. 2.
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Bei 4 SHCCHs ergeben sich nach den obigen beiden Kriterien
also 4 Möglichkeiten für den am höchsten priorisierten
SHCCHs. Der zweithöchste SHCCHS ist damit ebenfalls
festgelegt. Für den dritten gibt es dann noch zwei Möglichkeiten,
danach ist der 4-te wieder festgelegt. Es gibt also insgesamt
4.2 = 8 Möglichkeiten, die alle in der Tabelle RA1 von Fig. 4
gezeigt sind.
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Alternativ oder zusätzlich zu einer Übertragung der Zuordnung
der bevorzugten SHCCHs zu einzelnen MS kann diese auch anhand
eines bekannten anderen Parameters in der jeweiligen
Mobilstation und Basisstation berechnet werden. Dieser Parameter
kann beispielsweise eine MS Identität oder eine temporäre
Identität MS-ID sein, im weiteren MS-ID genannt. Solche
Identitäten werden ohnehin zur Identifizierung der MS benötigt.
Man kann also davon ausgehen, dass sie bereits zugeteilt
sind. Dabei können die Bevorzugungen von SHCCHs durch einen
festgelegten Algorithmus aus der MS-ID berechnet werden. Ein
solcher Algorithmus kann beispielsweise dadurch realisiert
werden, dass eine Tabelle (oder Zuordnungsvorschrift) ähnlich
der Tabelle RA1 von Fig. 4 definiert wird, welche einem
Index bevorzugte SHCCHs zuordnet. Aus der MS-ID wird dann durch
einen festgelegten Algorithmus dieser Index berechnet und
daraus werden die bevorzugten SHCCHs abgeleitet. Im
einfachsten Fall kann der Index insbesondere als MS-ID modulo der
Anzahl der in der Tabelle enthaltenen Einträge berechnet
werden.
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Es kann natürlich geschehen, dass zufälliger Weise zwei MS
angesprochen werden sollen, denen beiden der gleiche
bevorzugte SHCCH zugeteilt ist. In diesem Fall wird einem dieser
MS zweckmäßigerweise ein weniger bevorzugter SHCCH zugeteilt.
Bei einer festen (expliziten oder impliziten) Zuordnung kann
dies für längere Zeit geschehen, wenn an diese beiden MS
häufig Daten übertragen werden sollen. Um dies zu vermeiden,
kann der o. g. Algorithmus dahingehend erweitert werden, dass
nicht nur aus der MS-ID der Index ermittelt wird, sondern
darin auch weitere zeitvariante Größen eingehen, z. B. eine
System-Rahmen-Nummer (SFN = System-Frame-Number) oder
Übertragungs-Zeitintervall-Nummer (TTI = Transmission Time
Interval). Damit lässt sich die Zuordnung der MS zu Indizes
(und damit bevorzugten SHCCHs) zeitlich verwürfeln
(scrambeln), so dass eine Kollision nicht wiederholt (permanent)
auftritt. Mit anderen Worten ausgedrückt kann es also
zweckmäßig sein, die Zuordnung der Ranglisten RAL1 zu den
Mobilstationen MS1 zeitlich zu variieren.
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Es besteht in UMTS der Vorschlag, dass einer Mobilstation,
wenn ihr in einem TTI ein SHCCH zugeordnet wurde, und sie
auch im nächsten TTI einen SHCCH erhält, dann immer dieser
SHCCH zugeteilt wird, was eine Komplexitätseinsparung
erlaubt. Wird das im vorigen Abschnitt beschriebene zeitliche
Verwürfeln der Ranglisten angewandt, so kann
zweckmäßigerweise beim nächsten TTI ebenfalls der gleiche SHCCH zugeordnet
werden, also nicht der beim nächsten TTI nach der
Verwürfelungsvorschrift zuzuordnende SHCCH. Wenn die jeweilige MS den
ersten TTI dann überhört, so wird sie beim zweiten TTI
allerdings nicht mehr auf dem bevorzugten SHCCH angesprochen, d. h.
sie hat es etwas schwerer, wieder Tritt zu fassen. Dies wird
aber dadurch ausgeglichen, dass sie beim ersten TTI eine
verbesserte Wahrscheinlichkeit hatte, den korrekten SHCCH zu
erkennen. Als weitere Optimierung kann man bei der
Verwürfelungsvorschrift außerdem darauf achten, dass der bei einem
TTI bevorzugte SHCCH nicht im nächsten TTI eine besonders
schlechte Priorität erhält (z. B. der viert-wahrscheinlichste
Rang).
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Zur Zeit ist für das UMTS Funkkommunikationssystem noch nicht
sicher, dass der einer MS zugeordnete SHCCH durch einen HI
signalisiert wird. Es wird diskutiert, stattdessen sämtliche
für eine MS mögliche SHCCHs durch die MS dekodieren, und
aufgrund der auf dem SHCCH mitgeschickten MS-ID die MS
festzustellen zu lassen, ob und welcher SHCCH ihr zugeordnet ist.
Auch in diesem Fall ist es vorteilhaft, die SHCCHs mit
bestimmten Bevorzugungen zu vergeben. Dies hat dann
insbesondere folgende zwei Vorteile:
- 1. Wenn die Dekodierung der SHCCHs seriell und nicht
parallel vorgenommen wird, kann zuerst der am stärksten
bevorzugte SHCCH dekodiert werden. Die Wahrscheinlichkeit
dafür, dass weitere SHCCHs dekodiert werden müssen, ist
dann erniedrigt. Im Mittel müssen weniger SHCCHs
dekodiert werden. Als weitere Möglichkeit kann vorgesehen
werden, dass die Mobilstation auf den bevorzugten, also
wahrscheinlicheren SHCCHs aufwendigere
Detektionsverfahren einsetzt, und dafür auf weniger bevorzugten SHCCHs
aufwandgünstigere Verfahren einsetzt, um die gleiche
(worst-case) Gesamtverarbeitungsdauer zu erreichen.
Trotzdem wird man mit dieser Strategie im Durchschnitt
eine Performance-Verbesserung erreichen.
- 2. Wenn alle SHCCHs dekodiert werden, können nicht eindeutig
empfangene SHCCH-Zuordnungen eindeutig entschieden
werden. Wenn z. B. auf zwei SHCCHs dieselbe gewünschte MS-ID
festgestellt wird, kann zugunsten des stärker bevorzugten
SHCCH entschieden werden. Dieser SHCCH wurde der MS mit
größerer Wahrscheinlichkeit zugeordnet. Die Zuordnung
wird häufiger richtig sein.
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Eine entsprechende Kanalauswahl durch Bevorzugungslisten bzw.
Ranglisten läßt sich selbstverständlich in entsprechender
Weise bei HSDPA in Uplink-Richtung (RR) (d. h. vom
jeweiligen Funkkommunikationsgerät zur Basisstation) durchführen.
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Das beispielhaft anhand der HSDPA-Signalisierung des UMTS
erläuterte erfindungsgemäße Prinzip läßt sich in vorteilhafter
Weise auch für andere Informationsübertragungsverfahren als
HSDPA zwischen mindestens einer Sendeeinheit und mindestens
einer Empfangseinheit verwenden, wo sich mehrere Sende-
und/oder Empfangseinheiten (MS1) eine vorgegebene Anzahl (k = 1
bis 4) von bereitgestellten Übertragungskanälen (SHCCHk, k = 1
bis 4)) teilen. Insbesondere kann es dort eingesetzt werden,
wo mehrere Empfängern Daten übermittelt werden, die
voneinander abhängig sind (wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Nummern der zu verwendenden SHCCHs).
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Für z. B. vier SHCCHs lassen sich prinzipiell 24 verschiedene
Bevorzugungslisten (= 4 Fakultät) definieren. Im obigen
Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wurde nur eine Untermenge von 8
Bevorzugungslisten verwendet. Grund hierfür ist, dass nur für
die 8 angegebenen SHCCHs die beiden am meisten bevorzugten
HI-Symbole P1/P2 sowie P3/P4 (siehe Fig. 2) am weitesten
voneinander entfernt liegen. Dadurch werden
Verwechslungsfehler zwischen den beiden wahrscheinlichsten Symbolen
vermieden.
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Auf der anderen Seite ist es günstig, möglichst viele
verschiedene Bevorzugungslisten zu definieren, um Kollisionen
zwischen den Zuordnungen der SHCCHs zu MSs zu vermeiden.
Solche Kollisionen könnten nämlich insbesondere dann auftreten,
wenn gleichzeitig mehrere Mobilfunkstationen auf eine
vordefinierte Anzahl von Bevorzugungslisten zugreifen, die kleiner
als die Anzahl zugreifender Mobilfunkstationen ist. Je
kleiner die Anzahl der zuteilbaren Ranglisten und je größer die
Anzahl der gleichzeitig zugreifenden Mobilstationen ist, umso
häufiger kommt es zu Kollisionen.
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Weit entfernte bevorzugte HI-Symbole lassen sich mit 24
verschiedenen Bevorzugungslisten kombinieren, wenn das obige, zu
Fig. 4 angegebene Ausführungsbeispiel in vorteilhafter Weise
folgendermaßen modifiziert wird:
Im obigen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 signalisiert das
Symbol P1, dass der jeweiligen MS der i-te HSCCH zugeordnet
ist. Stattdessen soll nun bei dieser vorteilhaften Variante
das Symbol P1 bedeuten, dass der bevorzugteste HSCCH
zugeordnet ist, P2 bedeutet, dass der zweitbevorzugteste HSCCH
zugeordnet ist, usw. Die beiden wahrscheinlichsten (weil
bevorzugtesten) Symbole liegen daher jetzt stets am weitesten
auseinander (P1 und P1), auch wenn 24 verschiedene
Bevorzugungslisten definiert werden. Die Tabelle RA2 in Fig. 5 definiert
24 verschiedene Bevorzugungslisten RAL1 mit RAL24. Die HI-
Kodierung wird dabei nun ebenfalls durch die Tabelle RA2
definiert. So bedeutet die Rangliste RAL1 mit der
Ziffernabfolge 1, 2, 3, 4 beispielsweise, dass der Mobilstation MS0
(Index i = 0) die SHCCHs in der Rangreihenfolge SHCCH1, SHCCH2,
SHCCH3, SHCCH4 zugeordnet werden, wobei deren Allokation bzw.
Auswahl durch die HI-Symbole P1, P2, P3, P4 (siehe Fig. 2)
zeitlich vorher der Mobilstation MS0 über die
Luftschnittstelle mitgeteilt werden. Entsprechend dazu bedeutet die
Rangliste RAL8 mit der Ziffernabfolge 4, 3, 2, 1
beispielsweise, dass der Mobilstation MS7 (Index i = 7) die SHCCHs in
der Rangreihenfolge SHCCH4, SHCCH3, SHCCH2, SHCCH1 zugeordnet
werden, wobei deren Allokation wiederum durch dieselbe HI-
Symbolabfolge P1, P2, P3, P4 (siehe Fig. 2) zeitlich vorher
der Mobilstation MS7 über die Luftschnittstelle mitgeteilt
werden. Allgemein betrachtet heißt dass, dass die HI-Symbole
stets mit derselben vordefinierbaren Reihenfolge wie z. B. P1,
P2, P3, P4 den SHCCHs der verschiedenen Ranglisten wie z. B.
RAL1 mit RAL24 zugeordnet werden. Dabei hat das erste HI-
Symbol wie hier P1 den höchsten Rang, das nächste HI-Symbol
wie hier P2 den zweithöchsten Rang, usw.
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Analog lassen sich Bevorzugungs- und Kodierungstabellen auch
für andere Anzahlen als vier SHCCHs definieren.
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Insbesondere bei weniger als 4 SHCCHs bietet diese
Zuteilungsvariante den Vorteil, dass immer die beiden am meisten
bevorzugten HI-Symbole wie hier P1/P2 oder P3/P4 am weitesten
voneinander entfernt liegen. Würden beispielsweise nur 3
SHCCHs konfiguriert, so gibt es ein HI-Symbol, nämlich das
Symbol P3, das keinen gegenüberliegenden Nachbarn hat. Es
würde daher eine Performance-Einbuße bedeuten, dieses Symbol
bevorzugt zu verwenden, was andererseits aber nötig wäre, um
alle Mobilstationen gleichmäßig auf alle Symbole verteilen zu
können. Durch die hier vorgestellte Konfiguration ist immer
P1 der bevorzugteste Punkt im komplexen Signalraum KSR von
Fig. 2, gefolgt vom diametral entgegenliegenden Punkt P2.
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Die Bevorzugungs- und Kodierungstabellen für andere Anzahlen
als vier SHCCHs lassen sich vorzugsweise folgendermaßen
definieren, wobei Ns die Anzahl der SHCCHs sei:
- 1. Die Listen werden derart definiert, dass sie alle
Permutationen der Ns SHCCHS umfassen, wobei ggf. eine Konvention
bezüglich der Anordnung dieser Konfigurationen getroffen
werden muss. So können die Ranglisten der Tabelle RA2 von
Fig. 5 beispielsweise aufsteigend sortiert werden.
- 2. Die Listen basieren immer auf der Liste für 4 SHCCHS.
Werden aber weniger als 4 SHCCHs konfiguriert, so werden nur
die ersten 4 beachtet. Beispielsweise würde die MS mit dem
Index i = 0 die Zuordnung 1, 2, 3, 4 treffen, bei nur 3 SHCCHs
würde die 4 weggelassen werden was 1, 2, 3 ergibt und bei
nur 2 SHCCs würde auch die 3 weggelassen werden, was 1, 2
ergibt. Dies veranschaulicht die Tabelle RA3 von Figur 6:
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Für die MS mit Index i = 1 ergeben sich die Ranglisten 3, 4, 1, 2
(4 SHCCHs); 3, 1, 2 (3 SHCCHs) und 1, 2 (2 SHCCHs). Es ergibt
sich für die beiden Mobilstationen MS0, MS1 (mit Index 0 und
1) für den Fall von 2 HSCCHs somit die selbe
Bevorzugungsliste, bei den Mobilstationen mit Index 0, 1, 3 sogar für 2 und
3 HSCCHs. Dies ist aber nicht nachteilig, vielmehr kann hier
ausgenutzt werden, dass mit weniger SHCCHs auch nur weniger
Permutationen existieren, und somit weniger unterschiedliche
Bevorzugungslisten gebildet werden können. Entweder kann man
nur weniger Indizes verwenden, (bei 3 oder 2 statt 4 SHCCHs
nur 6 oder 2 statt 24, welche dann nicht durch Berechnung mod
24 sondern nur mod 6 oder mod 2 berechnet würden) oder man
akzeptiert, dass jeweils 4 oder 12 Indizes i dieselbe
Bevorzugungsliste ergeben. Beides hat aber im Endeffekt dieselbe
Wirkung, daher ist unerheblich, welches Verfahren man
anwendet. Die Ableitung der Listen für weniger als 4 SHCCHs aus
der Liste für 4 SHCCHs hat aber den Vorteil, dass insgesamt
weniger Listen in der jeweiligen Mobilstation gespeichert
werden brauchen.
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In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsvariante werden
in der jeweiligen Mobilstation überhaupt keine Listen
benötigt, und die Mobilstation braucht auch keinen Index
berechnen. Stattdessen wird von der jeweilig zugeordneten
Basisstation jeder Mobilstation in deren Funkzelle individuell eine
geordnete Liste der für sie in Frage kommenden SHCCHs
signalisiert. Die Basisstation stellt dabei sicher, dass die
Listen, welche an die verschiedenen Mobilstationen gesendet
werden, unterschiedlich sind, insbesondere, dass möglichst alle
möglichen Permutationen gleichmäßig verwendet werden. Die
Basisstation kann dabei die bereits beschriebenen Verfahren
anwenden, z. B. Permutationen basierend auf der MS-ID oder einem
Index verwenden, es können aber auch beliebige andere
Verfahren verwendet werden. Jede Mobilstation kennt vorzugsweise
nur die eigene Liste und verwendet diese Liste direkt in der
gegebenen Reihenfolge. Dieses Verfahren spart Komplexität in
der Mobilstation, da der Zwischenschritt der Indizierung
entfällt. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Basisstation bei
der Zuordnung der Bevorzugungslisten freier ist und ggf.
weiteres Vorwissen verwenden kann. Ein Nachteil dieses
Verfahrens ist, dass die SHCCHs für alle Mobilstationen individuell
signalisiert werden, insbesondere kann diese Information
nicht über gemeinsam genutzte Kanäle an alle Mobilstationen
verteilt werden (wie z. B. BCCH = broadcast control channel).
Letzteres ist für HSDPA bei UMTS aber ohnehin nicht
vorgesehen. Daher handelt es sich hier nicht wirklich um einen
Nachteil, der in der Praxis relevant wäre. Eine Signalisierung
ausschließlich über den BCCH ist außerdem schon deshalb nicht
zweckmäßig, da ja in der jeweiligen Funkzelle insgesamt mehr
als 4 SHCCHs konfiguriert sein könnten, von denen jeder
einzelnen Mobilstation aber nur ein Subset (= eine Untermenge)
von höchstens 4 SHCCHs zugeordnet wird. Dieser Subset würde
zweckmäßigerweise nämlich auf jeden Fall individuell
signalisiert werden.