DE10211587A1 - Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Funkkommunikationssystem - Google Patents

Abstract

Für die Übertragung von Daten zwischen einer Basisstation und einer Transkodiereinheit eines Funkkommunikationssystems wird einem Teilnehmer eine Übertragungskapazität zugewiesen, deren Größe aus einer vorgegebenen Menge mit mindestens zwei Größen ausgewählt wird. Die Übertragungskapazität kann in Form von Zeitrahmen unterschiedlicher Rahmenlänge bereitgestellt werden. Dabei ist es möglich, den Zeitrahmen als Kette einzelner Teilrahmen konstanter Länge zu realisieren, wobei unterschiedlich lange Zeitrahmen unterschiedlich viele Teilrahmen umfassen. Zusätzlich können Zugriffsrechte auf gemeinsame Ressourcen durch lastabhängige und durch Radiobedingungen gegebene Prioritäten gesteuert werden.

Description

• Funkkommunikationssysteme dienen der Übertragung von Informationen, Sprache oder Daten, mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle, auch Luftschnittstelle genannt, zwischen einer sendenden und einer empfangenden Funkstation. Ein Beispiel für ein Funkkommunikationssystem ist das bekannte GSM-Mobilfunknetz, dessen Architektur zum Beispiel in B. Walke, Mobilfunknetze und ihre Protokolle, Band 1, Teubner-Verlag Stuttgart, 1998, Seite 139 bis 151 und Seite 295 bis 311, beschrieben ist. Dabei ist zur Übertragung eines Teilnehmersignals jeweils ein durch einen schmalbandigen Frequenzbereich und einen Zeitschlitz gebildeter Kanal vorgesehen. Da sich ein Teilnehmersignal in einem Kanal in Frequenz und Zeit von den übrigen Teilnehmersignalen unterscheidet, kann die empfangende Funkstation eine Detektion der Daten des Teilnehmersignals vornehmen. In neueren Funkkommunikationssystemen, wie zum Beispiel dem UMTS-System, werden die einzelnen Teilnehmer darüber hinaus durch unterschiedliche Spreizcodes unterschieden.
• Ein Funkkommunikationssystem, zum Beispiel ein GSM-Mobilfunknetz, umfasst eine Vielzahl von Mobilvermittlungsstellen (MSC), die untereinander vernetzt sind, und die den Zugang zu einem Festnetz herstellen. Ferner sind diese Mobilvermittlungsstellen mit mindestens einer Basisstationssteuerung (Base Station Controller BSC) verbunden. Dabei ist zwischen der Mobilvermittlungsstelle und der Basisstationssteuerung jeweils eine Transkodiereinheit (Transcoding and Rate Adaptation Unit TRAU) vorgesehen. Die Basisstationssteuerung ermöglicht eine Verbindung zu mindestens einer Basisstation (Base Transceiver Station, BTS) und nimmt die Verwaltung der funktechnischen Ressourcen der angeschlossenen Basisstationen vor. Eine solche Basisstation ist eine Funkstation, die über eine Funkschnittstelle eine Nachrichtenverbindung zu Mobilstationen aufbauen kann.
• Bei einer Nachrichtenverbindung zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation werden digitale, quellenkodierte Sprachsignale der Mobilstation fehlerschutzkodiert und verschlüsselt über die Luftschnittstelle übertragen. Dabei wird der Nachrichtenverbindung ein Zeitschlitz eines Zeitrahmens zugewiesen. Verschiedene Nachrichtenverbindungen werden im Zeitmultiplex übertragen, wobei acht Zeitschlitze einen Zeitrahmen bilden.
• Bei der Übertragung von einer Mobilstation zu einer Basisstation werden in der Basisstation die Signale entschlüsselt und es wird der Fehlerschutz entfernt. Die Übertragung der digitalen Signale einer Nachrichtenverbindung, das heisst, eines Teilnehmers, zwischen der Basisstation und der Transkodiereinheit, erfolgt in einem Zeitrahmen, der als TRAU-frame oder TRAU-Zeitrahmen bezeichnet wird. Jedem Teilnehmer wird ein TRAU-frame fest zugeordnet. Ein TRAU-frame ist ein Zeitrahmen vorgegebener Länge, so dass die Übertragungskapazität 16 kbit/s oder 8 kbit/s beträgt. Die Länge eines TRAU- Zeitrahmens beträgt 20 ms.
• In der Transkodiereinheit werden Sprachsignale von Verbindungen ins Festnetz auf das Format des Festnetzes, zum Beispiel Standard ISDN-Format gewandelt. Dabei werden die 8 kbit/s oder 16 kbit/s TRAU-Zeitrahmen auf 64 kbit/s ISDN-Zeitrahmen umgesetzt. Für Verbindungen zwischen zwei Mobilstationen kann diese Umsetzung, die immer mit einem Verlust an Datenqualität verbunden ist, unterbleiben. Man spricht dann von Tandem free operation.
• Für die Übertragung der Daten zwischen der Basisstation und der Transkodiereinheit wird jeder Verbindung somit eine Übertragungskapazität fester Größe zugeteilt. Die Größe der Übertragungskapazität muss dabei so bemessen sein, dass die Nutz- Datenrate, die über die Luftschnittstelle in einem Zeitschlitz übertragen wird, zuzüglich erforderlicher Signalisierungsinformationen übertragen werden kann. Die Bemessung der Größe der einem Teilnehmer zugewiesenen Übertragungskapazität orientiert sich daher an der maximalen Datenrate, die für den Teilnehmer in einem Zeitschlitz auf der Luftschnittstelle übertragen werden kann. Durch die feste Zuordnung der Übertragungsrate auf der Luftschnittstelle zu der Übertragungskapazität eines TRAU-Zeitrahmes ist die mögliche Nutz-Datenrate auf der Luftschnittstelle auf maximal 16 kbit/s beschränkt. Eine weitere Reduzierung der maximal zu übertragenden Datenrate erfolgt durch zusätzliche Signalisierung.
• Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Funkkommunikationssystem anzugeben, bei dem die Übertragungskapazität zwischen Basisstation und Transkodiereinheit angepasst und wirtschaftlich genützt werden kann.
• Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den übrigen Ansprüchen hervor.
• In dem Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Funkkommunikationssystem werden einem Teilnehmer für die Übertragung der Daten zwischen einer Basisstation und einer Transkodiereinheit des Funkkommunikationssystems eine Übertragungskapazität zugewiesen, deren Größe aus einer vorgegebenen Menge mit mindestens zwei Größen ausgewählt wird. Durch Bereitstellen von Übertragungskapazität unterschiedlicher Größe kann die dem Teilnehmer zugewiesene Übertragungskapazität an die tatsächlich vorliegende Datenrate angepasst werden. Dadurch wird die Übertragungsstrecke zwischen Basisstation und Transkodiereinheit besser ausgenutzt.
• Es liegt im Rahmen der Erfindung, die einem Teilnehmer zugewiesene Übertragungskapazität in Form von Zeitrahmen unterschiedlicher Rahmenlänge bereitzustellen.
• Vorzugsweise umfassen die Zeitrahmen mindestens einen Teilrahmen konstanter Länge, wobei unterschiedlich lange Zeitrahmen unterschiedlich viele Teilrahmen aufweisen, die jeweils gleich lang sind. Bei Anwendung des Verfahrens in einem GSM- ähnlichen Mobilfunknetz hat diese Vorgehensweise den Vorteil, dass als Teilrahmen die bekannten TRAU-Zeitrahmen verwendet werden können und dass auf diese Weise eine lückenlose Umsetzung ins ISDN-Format realisiert werden kann.
• Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält jeweils der erste Teilrahmen eines Zeitrahmens zusätzlich zu Nutzdaten Signalisierungsinformation für die Datenübertragung. Falls der Zeitrahmen weitere Teilrahmen aufweist, enthalten die weiteren Teilrahmen zusätzlich zu Nutzdaten eine Kennung des Teilrahmens und eine Kennung des Zeitrahmens. Der erste Teilrahmen und die weiteren Teilrahmen werden dadurch logisch verkettet. Das hat den Vorteil, dass die Teilrahmen, die gemeinsam einen Zeitrahmen bilden, nicht unbedingt nacheinander übertragen werden müssen. Es kann beispielsweise nach dem ersten Teilrahmen eines ersten Zeitrahmens ein erster Teilrahmen eines zweiten Zeitrahmens übertragen werden und dann weitere Teilrahmen des ersten Zeitrahmens. Dadurch können die Echtzeitanforderungen verschiedener Teilnehmer besser berücksichtigt werden. Gleichzeitig wird überflüssiger Overhead dadurch vermieden, dass nur in dem ersten Teilrahmen die Signalisierungsinformation enthalten ist und die weiteren Teilrahmen lediglich eine Kennung des Teilrahmens und eine Kennung des Zeitrahmens enthalten, die zum Zusammensetzen der Teilrahmen zu dem Zeitrahmen erforderlich sind.
• Vorzugsweise enthalten die Teilrahmen Informationen zur Steuerung der zeitlichen Lage auf einer Schnittstelle zwischen der Basisstation und der Transkodiereinheit, mit denen das zeitliche Eintreffen der Teilrahmen in der Basisstation gesteuert wird. Für die Übertragung von Sprachdaten werden aus psycho-akustischen Gründen sehr hohe Anforderungen an die Verzögerungszeiten gestellt. Diese Anforderungen können gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung durch die Anwendung eines Mechanismus zur zeitlichen Synchronisation der Teilrahmen eines Zeitrahmens erfüllt werden. Hierbei wird der zeitliche Bezug zwischen den Teilrahmen hergestellt und zusätzliche Verzögerungszeiten vermieden.
• Dieses Verfahren kann auch bei Enhanced Circuit Switched Data (ECSD) zur Datenübertragung in einem GERAN-System (GSM EDGE Radio Access Network) eingesetzt werden. ECSD ist ein verbindungsvermitteltes Datenübertragungsverfahren dessen Daten auf der Luftschnittstelle acht PSK moduliert übertragen werden. Um die durch ECSD gegebene hohe Datenrate pro Zeitschlitz auf der Luftschnittstelle auch auf den terrestrischen Verbindungen effizient übertragen zu können, werden gemäß dieser Erfindung Zeitrahmen unterschiedlicher Länge dynamisch zugewiesen und deren Länge durch Prioritäten gesteuert.
• Das Verfahren ist darüber hinaus geeignet, für die Übertragung von Daten zwischen der Basisstation und der Transkodiereinheit nach einem Internetprotokoll(IP)-Verfahren oder einem ATM-Verfahren. In diesem Fall erfolgt die Datenübertragung zwischen Basisstation und Transkodiereinheit in Form von Datenpaketen. Den einzelnen Teilnehmern werden dabei unterschiedlich große Übertragungskapazitäten zugewiesen.
• Die Ausnutzung der Übertragungsstrecke zwischen Basisstation und Transkodiereinheit lässt sich dadurch weiter verbessern, dass die Zuweisung der Übertragungskapazität dynamisch erfolgt. Dabei wird anhand einer dem jeweiligen Teilnehmer zuerkannten Priorisierung und anhand der für den jeweiligen Teilnehmer festgestellten Funkbedingungen bei einer Änderung der Auslastung der Übertragungsstrecke dem jeweiligen Teilnehmer eine größere oder kleinere Übertragungskapazität zugewiesen. Dadurch wird sichergestellt, dass einerseits möglichst alle Teilnehmer bedient werden und andererseits möglichst viele Teilnehmer optimale Qualität erhalten.
• Es liegt im Rahmen der Erfindung, dazu für einen Teilnehmer, dem eine größere oder kleinere Übertragungskapazität zugewiesen wird, einen Wechsel der Sprachkodierung oder des Modulationsverfahrens oder der Zelle zu veranlassen.
• Die Anwendung des Verfahrens in einem Adaptive Multi Rate (AMR)-Verfahren ist besonders vorteilhaft. In einem AMR- Verfahren stehen verschiedene Kodierverfahren zur Verfügung, die einer Teilnehmerverbindung je nach Übertragungsbedingungen zugewiesen werden. Da die in AMR-Verfahren verwendeten Kodierverfahren im Gegensatz zu den GSM-Full Rate-, GSM-Half Rate-, sowie GSM-Enhanced Full Rate-Verfahren, bei denen eine starre Aufteilung der Gesamt-Bitrate in einen festen Kanalkodieranteil und einen festen Sprachkodieranteil vorgenommen wird, einen variablen Wechsel zwischen Kodierverfahren mit unterschiedlichen Kanalkodieranteilen beziehungsweise Sprachkodieranteilen aufweisen, sind AMR-Verfahren in der Lage, das verwendete Kodierverfahren adaptiv an die Übertragungsbedingungen der Luftschnittstelle anzupassen. Dadurch kann das für die momentane Übertragungsbedingung am besten geeignete Kodierungsverfahren ausgewählt und bei veränderten Übertragungsbedingungen kontinuierlich angepasst werden und damit die Sprachqualität im Mobilfunknetz deutlich verbessert werden.
• Für das sogenannte AMR-Wide Band-Verfahren wurden Kodierverfahren mit einer Quellbitrate zwischen 6,60 kbit/s und 23,85 kbit/s standardisiert. Diese Nutz-Bitrate wird für einen Teilnehmer über den ihm zugewiesenen Zeitschlitz über die Luftschnittstelle übertragen. Zwischen Basisstation und Transkodiereinheit müssen diese Bitraten in einem Zeitrahmen übertragen werden. Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Größe des verwendeten Zeitrahmens nach der vorliegenden Bitrate bemessen. Treten auf der Übertragungsstrecke zwischen Basisstation und Transkodiereinheit Engpässe auf, so werden Teilnehmern geringerer Priorität nur Kodierverfahren mit geringer Bitrate veranlasst, und es wird dem Teilnehmer ein kleinerer Zeitrahmen zugewiesen. Verschlechtern sich die Funkbedingungen für einen Teilnehmer deutlich, so wird für ihn ebenfalls ein Wechsel der Gruppe an möglichen Kodierverfahren zu einer Gruppe mit Kodierverfahren geringer Bitraten und damit größerer Robustheit auf der Luftschnittstelle veranlasst und es wird ihm ein kleinerer Zeitrahmen zugewiesen. Lässt dagegen die Auslastung im Netz nach, so wird für einen Teilnehmer höherer Priorität ein Wechsel zu einer Gruppe an Kodierverfahren mit höherer Bitrate veranlasst und es wird ihm eine größere Übertragungskapazität, d. h. ein größerer Zeitrahmen zugewiesen. Verbessern sich die Funkbedingungen für einen Teilnehmer und lässt es die Auslastung des Systems zu, so wird für diesen Teilnehmer ein Wechsel der Gruppe der Kodierverfahrens zu höheren Nutz-Bitraten veranlasst und es wird dem Teilnehmer ein größerer Zeitrahmen zugewiesen.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Funkkommunikationssystem, in dem das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbar ist.
• Fig. 2 zeigt einige Zeitrahmen.
• Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Zuweisung von Zeitrahmen.
• Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Ermittlung der Funkbedingungen.
• Fig. 5 zeigt die Erstellung von Zuweisungslisten.
• Ein Funkkommunikationssystem umfasst mehrere Basisstationen BTS1, BTS2, BTS3, über die eine Funkverbindung zu einer Mobilstation MS aufgebaut werden kann (siehe Fig. 1). Jede der Basisstationen BTS ist einer Basisstationssteuerung BSC zugeordnet. Die Schnittstelle zwischen Basisstation BTS und Basisstationssteuerung BSC wird als A_bis-Schnittstelle bezeichnet.
• Die Basisstationssteuerung BSC ist über eine Transkodiereinheit TRAU mit einer mobilen Vermittlungsstelle MSC verbunden, die die Schnittstelle zu anderen Netzen darstellt. Die Schnittstelle zwischen Basisstationssteuerung BSC und der Transkodiereinheit TRAU wird als A_sub-Schnittstelle, die Schnittstelle zwischen der Transkodiereinheit TRAU und der mobilen Vermittlungsstelle MSC wird als A-Schnittstelle bezeichnet.
• Auf der Übertragungsstrecke zwischen einer Basisstation und einer Transkodiereinheit eines Funkkommunikationssystems wird jedem Teilnehmer ein Zeitrahmen ZR1, ZR2, ZR3 zugewiesen (siehe Fig. 2). Die Zeitrahmen ZR1, ZR2, ZR3 weisen unterschiedliche Länge auf. Jeder Zeitrahmen ZR1, ZR2, ZR3 enthält mindestens einen ersten Teilrahmen TR11, TR21, TR31. Die längeren Zeitrahmen ZR1, ZR3 weisen darüber hinaus einen weiteren Teilrahmen TR12, TR32 auf. Die ersten Teilrahmen TR11, TR21, TR31 und die weiteren Teilrahmen TR12, TR32, weisen dieselbe, konstante Länge auf. Die ersten Teilrahmen TR11, TR21, TR31 und die weiteren Teilrahmen TR12, TR32 weisen eine solche Länge auf, dass sie auf der gegebenen Übertragungsstrecke eine Übertragungskapazität von 16 kbit/s haben. Sie haben somit eine Länge von 40 Oktetts = 320 bit.
• Die ersten Teilrahmen TR11, TR21, TR31 enthalten neben Nutzdaten auch Signalisierungsinformationen für die Datenübertragung, wie zum Beispiel Informationen zum Power Control, über Uplink-Messungen der Basisstation (zum Beispiel RXLEV, RXQUAL), Down Link Signalisierung von der Basisstation zur Mobilstation, sowie Redundanzinformation wie zum Beispiel CRC (Cyclic Redundancy Check).
• Die weiteren Teilrahmen TR12, TR32, enthalten neben Nutzdaten zusätzliche Informationen, die zur logischen Verkettung mit dem jeweiligen ersten Teilrahmen TR11, TR31, verwendet werden, wie beispielsweise die Angabe, der wievielte Teilrahmen des zu übertragenden Zeitrahmens der vorliegende ist und eine Kennung des Zeitrahmens, zu dem der jeweilige Teilrahmen gehört. Diese Kennung kann als verkürzte Zeitrahmennummer realisiert sein.
• Im Hinblick auf eine Abwärtskompatibilität ist es vorteilhaft, im ersten Teilrahmen TR11, TR21, TR31 zusätzlich eine Kennzeichnung für die Art des verwendeten Zeitrahmens vorzusehen.
• Vorzugsweise enthalten alle Teilrahmen Informationen zur Steuerung der zeitlichen Lage auf der Abis-Schnittstelle. Jeder Teilrahmen kann dadurch unabhängig von allen anderen Teilrahmen, die zu einem Zeitrahmen gehören, zeitlich verschoben werden. Dadurch können die Teilrahmen unterschiedliche Wege beim Schalten der 16 kbit/s Kanäle nehmen. Durch das zeitliche Verschieben kann gewährleistet werden, dass alle zu einem bestimmten Rahmen gehörenden Teilrahmen zum gleichen Zeitpunkt bei der Basisstation eintreffen. Dies ist wichtig, da die Teilrahmen in der Basisstation wieder zusammengesetzt werden müssen, bevor sie auf der Luftschnittstelle gesendet werden können. Das zeitliche Verschieben der Teilrahmen erfolgt durch Ergänzen und Weglassen von zusätzlichen Bits am Ende eines jeden Teilrahmens. Die Anzahl der weggelassenen oder angehängten Bits bestimmt die Zeit der Verschiebung (4 bit = 250 Microsekunden). Dadurch können Einflüsse bei der Abis Übertragung in 16 kbit/s Kanälen ausgeglichen werden.
• In der Übertragungsrichtung von der Mobilstation zur Basisstation, das heisst in Up Link-Richtung, muss die Basisstation den über die Luftschnittstelle empfangen Zeitrahmen in die benötigten Teilrahmen zerlegen.
• In der Übertragungsrichtung von der Basisstation zur Mobilstation, das heisst in Down Link-Richtung, extrahiert die Basisstation die Daten- und die Signalisierungsinformationen. In Down Link-Richtung entfernt und überprüft die BTS die Redundanzinformation CRC für jeden Teilrahmen. Anschließend werden für den gesamten Zeitrahmen die Nutzdaten aus allen zugehörigen Teilrahmen zusammengesetzt.
• Damit alle Teilrahmen zu einer bestimmten Zeit eintreffen berechnet und steuert die Basisstation den erforderlichen Zeitpunkt des Eintreffens für jeden Teilrahmen separat mit Hilfe der Transkodiereinheit. Für das Berechnen werden der Zeitpunkt zu dem ein einzelner Teilrahmen in Down Link-Richtung eintrifft und der Zeitpunkt zu dem der zusammengesetzte Rahmen auf der Luftschnittstelle gesendet werden muss benutzt. Etwaige Abweichungen werden der Transkodiereinheit in den Signalisierungsinformationen des zugehörigen Teilrahmens in Up Link-Richtung mitgeteilt. Daraufhin ergänzt bzw. lässt die Transkodiereinheit eine bestimmte Anzahl von Bits in Down Link-Richtung weg. Als Ergebnis treffen alle Teilrahmen, die zu einem Rahmen gehören, zum selben Zeitpunkt ein und können ohne Zwischenspeichern gesendet werden. Dies ist wegen der Echtzeitanforderungen an Sprachverbindungen besonders wichtig.
• Es folgt die Übertragung der Daten über die Luftschnittstelle. Dazu wird der gesamte Zeitrahmen gemäß dem gewählten Kodierverfahren kodiert und mit dem entsprechenden Modulationsverfahren übertragen.
• Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem AMR- Wide Band-Verfahren kann zur Zuweisung des Zeitrahmens mit der angepassten Länge zu einem Teilnehmer darauf zurückgegriffen werden, dass in AMR-Verfahren die verfügbaren Kodierverfahren in Gruppen mit maximal vier Kodierverfahren eingeteilt werden. Die möglichen Kodierverfahren werden in zum Beispiel vier Gruppen, die als Active Codec Set (ACS) bezeichnet werden, mit jeweils maximal vier Kodierverfahren eingeteilt. Jeder der Gruppen ACS1, ACS2, ACS3, ACS4 wird eine Zeitrahmenlänge vorgegeben.
• So wird beispielsweise der Gruppe ACS1 für AMR-Narrow Band, die Kodierverfahren mit Übertragungsraten von 12,2 kbit/s, 7,95 kbit/s, 5,9 kbit/s, sowie 4,75 kbit/s enthält, ein Zeitrahmen mit nur einem Teilrahmen zugewiesen. Dasselbe gilt für die Gruppe ACS2 für AMR-Wide Band, die zum Beispiel Kodierverfahren mit Übertragungsraten von 6,60, 8,85 und 12,65 kbit/s aufweist. Den Gruppen ACS3 für AMR-Wide Band, die Kodierverfahren mit Übertragungsraten von 23,85, 15,85, 12,65 und 6,60 kbit/s enthält, und die Gruppen ACS4 für AMR-Wide Band, die Kodierverfahren mit Übertragungsraten von 15,85 kbit/s, 12,65 kbit/s, 8,85 kbit/s und 6,60 kbit/s enthält, wird ein Zeitrahmen mit einem ersten Teilrahmen und einem weiteren Teilrahmen zugewiesen. Die Entscheidung, welcher Zeitrahmen einer Verbindung zugewiesen wird, wird anhand der Gruppe Kodierverfahren ACSi, i = 1 bis 4 getroffen, und dann die entsprechende Zeitrahmenlänge gewählt. Die Auswahl der Gruppe, die einer Verbindung zugewiesen wird, erfolgt einerseits nach verkehrslastbedingten Kriterien und andererseits nach Funkbedingungen, wobei beispielsweise die Pegelhöhe beim Gesprächsaufbau, die durch den RXLEV-Wert des SDCCH ermittelt wird, ausgewertet wird.
• Ein Wechsel der zugewiesenen ACS-Gruppe kann durch einen Handover, z. B. Intrazell-Handover und Zuweisung einer neuen ACS- Gruppe oder durch Austausch der in einem ACS enthaltenen Kodierverfahren während der Verbindung erfolgen.
• Um eine optimale Auslastung der Übertragungsstrecke zwischen Basisstation und Transkodiereinheit zu erzielen, werden die der jeweiligen Verbindung zugewiesenen Übertragungskapazitäten dynamisch angepasst (siehe Fig. 3). In einem Ausführungsbeispiel werden dazu drei Grenzwerte definiert. Überschreitet die momentane Last einen ersten Grenzwert, so wird neuen Verbindungen nur noch ein Zeitrahmen mit nur einem Teilrahmen zugewiesen. Überschreitet die momentane Last einen zweiten Grenzwert, so wird ausgewählten Verbindungen, die bis dahin einen Zeitrahmen mit mehreren Teilrahmen zur Verfügung hatten, ein Zeitrahmen mit nur einem Teilrahmen zugewiesen. Dazu ist in der Regel eine Änderung der ACS-Gruppe erforderlich. Die Änderung der möglichen Kodierverfahren kann über die Zuweisung einer neuen ACS-Gruppe erfolgen, die nur einen Zeitrahmen mit nur einem Teilrahmen belegt.
• Unterschreitet die momentane Last einen dritten Grenzwert, der sich als Differenz aus dem zweiten Grenzwerte und einem Hysteresewert errechnet, so wird ausgewählten Verbindungen, die bis dahin einen Zeitrahmen mit nur einem Teilrahmen nutzen können, ein Zeitrahmen mit mehreren Teilrahmen zugewiesen.
• Nimmt die momentane Last bis unter den ersten Grenzwert ab, so kann auch neuen Verbindungen wieder ein Zeitrahmen entsprechend den gegebenen Anforderungen zugewiesen werden.
• Die momentane Last des Systems wird beispielsweise dadurch bestimmt, dass alle hierfür relevanten Einflussgrößen betrachtet werden. Dazu gehört die Schnittstelle A_bis zwischen der Basisstation und der Basisstationssteuerung, sowie die Schnittstelle A_sub zwischen der Basisstationssteuerung und der Transkodiereinheit, sowie die Basisstationssteuerung und die Transkodiereinheit.
• Die Auswahl derjenigen Verbindungen, denen auf Grund der momentanen Last ein anderer Zeitrahmen zugewiesen wird, erfolgt einerseits nach einer Prioritätenliste und andererseits nach den gegebenen Funkbedingungen. Der C/I-Wert, der das Verhältnis von Nutzsignal zu Interferenzen wiedergibt, ist hierfür ein geeigneter Parameter zur Beurteilung der Funkbedingungen. Es werden beispielsweise zwei Schwellen definiert. Überschreitet der C/I-Wert eine erste Schwelle C/I-Schwellel, so kann der Verbindung eine ACS-Gruppe mit hochratigen Kodierverfahren für gute Funkbedingungen zugewiesen werden. Unterschreitet der C/I-Wert eine zweite Schwelle C/I-Schwelle2, die kleiner als die erste Schwelle C/I-Schwellel ist, so wird der Verbindung eine ACS-Gruppe mit robusteren und ggfs. niedrigerratigeren Kodierverfahren für schlechte Funkbedingungen zugewiesen (siehe Fig. 4). Die Zusammensetzung der Kodierverfahren für die unterschiedlichen ACS-Gruppen kann so gewählt werden, dass für die terrestrische Datenübertragung unterschiedlich grosse Zeitrahmen erforderlich sind.
• Für die Zuweisung eines größeren Zeitrahmens beziehungsweise eines kleineren Zeitrahmens für eine gegebene Verbindung wegen der aktuellen Last des Systems (siehe Fig. 3), werden Listen Z₁ beziehungsweise Z₂ erstellt, die die Teilnehmer in der Reihenfolge enthalten, in der ihnen ein anderer Zeitrahmen zugewiesen werden soll (siehe Fig. 5). Die Liste Z₁ für die Zuweisung eines kleineren Zeitrahmens und die Liste Z₂ für die Zuweisung eines größeren Zeitrahmens wird auf der Basis einer Prioritätenliste P und einer Funkbedingungenliste F erzeugt. Die Prioritätenliste P enthält für jeden Teilnehmer eine Priorität, die ihm auf Grund vom beim Betreiber vorliegenden Informationen, zum Beispiel Vertragsbedingungen oder Ähnlichem, zukommt. Die Liste der Funkbedingungen F enthält für jeden Teilnehmer den Abstand des aktuellen C/I-Wertes zu der ersten Schwelle C/I-Schwellel und zu der zweiten Schwelle C/I-Schwelle2. Die Listen Z₁, Z₂ werden auf der Basis der Listen P und F erzeugt. Die Liste Z₁, der Teilnehmer, denen ein kleinerer Zeitrahmen zugewiesen werden soll, enthält nur Teilnehmer, die einen größeren Zeitrahmen aktuell zugewiesen haben. Die Liste Z₂ der Teilnehmer, denen ein größerer Zeitrahmen zugewiesen werden soll, enthält nur Teilnehmer, denen aktuell ein kleinerer Zeitrahmen zugewiesen ist. Der an oberster Stelle stehende Teilnehmer der Listen Z₁, Z₂ ist derjenige, dessen zugewiesener Zeitrahmen bei dem nächsten Überbeziehungsweise Unterschreiten der entsprechenden Schwelle (siehe Fig. 3) verändert wird.
• Bei der Bestimmung der aktuellen Last müssten alle Dienste betrachtet werden, die die entsprechenden Ressourcen belegen. Die A_bis-Schnittstelle zwischen Basisstation und Basisstationssteuerung wird beispielsweise nicht nur von Sprachteilnehmern, sondern auch von paketvermittelten Datendiensten benutzt. Um die Auslastung einzelner Komponenten zu ermitteln, können beispielsweise Zähler implementiert werden, die die Auslastung aller Komponenten zählen.
• Im Fall einer Verbindung zwischen zwei Mobilstationen, bei denen in der Transkodiereinheit keine Umwandlung auf das ISDN-Format erfolgt, d. h. bei Tandem free operation, ist es vorteilhaft, bei der Beurteilung der Systemlast beide Mobilstationen und die zugeordneten Basisstationen, Basisstationssteuerungen und Transkodiereinheiten, sowie die zugehörigen A_bis- und A_sub-Schnittstellen zu betrachten. Nur wenn für beide Basisstationssysteme für die Verbindung ein Zeitrahmen mit mehreren Teilrahmen zur Verfügung steht, ist die Zuweisung derartiger Zeitrahmen für die Verbindung sinnvoll.
• Zum Aufbau eines neuen Gesprächs eines Teilnehmers 1 mit einer Teilnehmerpriorität 1 wird zunächst der RXLEV-Pegel des SDCCH ausgemessen. Anhand der Pegelhöhe wird beispielsweise festgestellt, dass die Funkbedingungen ausreichend gut sind, um eine ACS-Gruppe mit Kodierverfahren von hochratigen Quellbitraten zu verwenden. Dazu ist ein Zeitrahmen mit mehreren Teilrahmen erforderlich.
• Im nächsten Schritt wird überprüft, ob die momentane Verkehrslast geringer ist als der erste Grenzwert (siehe Fig.3). Dieses ist beispielsweise der Fall. Damit wird der Verbindung ein Zeitrahmen mit einem ersten Teilrahmen und einem weiteren Teilrahmen zugewiesen. Das Netz bietet der Verbindung damit optimale Qualität.
• Nun steigt die Last an der A_bis-Schnittstelle an und der erste Grenzwert wird überschritten. Zu dieser Zeit wird eine Anforderung eines weiteren Teilnehmers 2 erhalten, der ebenfalls ein Gespräch aufbauen möchte. Der Teilnehmer 2 hat eine Teilnehmerpriorität 2, die größer als die Teilnehmerpriorität 1 ist. Die Messung des RXLEV-Pegel des SDCCH ergibt, dass die Funkbedingungen geeignet zur Zuweisung einer ACS-Gruppe mit hochratigen Kodierverfahrens sind. Da aber die momentane Last höher als der erste Grenzwert ist, wird der Verbindung eine Gruppe ACS zugewiesen, das nur niederratige Kodierverfahren beinhaltet, für die ein Zeitrahmen mit nur einem ersten Teilrahmen ausreichend ist.
• Die momentane Last ist nun höher als der dritte Grenzwert, so dass bestehenden Verbindungen keine größeren Zeitrahmen zugeordnet werden können.
• Fällt nun die Last unter den dritten Grenzwert, so ist die Zuweisung größerer Zeitrahmen möglich. Auf Grund der guten Funkbedingungen wird der Teilnehmer 2 in die Liste Z₂ (siehe Fig. 5) für die Zuweisung eines größeren Zeitrahmens eingetragen. Da auf Grund des Unterschreitens der momentanen Last unter den dritten Grenzwert nun zusätzliche Ressourcen verfügbar sind, und in der Liste Z₂ kein Teilnehmer mit höherer Priorität enthalten ist, wird dem Teilnehmer 2 mit dem Wechsel der ACS-Gruppe und damit der für diese Verbindung zur Verfügung stehenden Kodierverfahrens ein Zeitrahmen mit einem ersten Teilrahmen und einem weiteren Teilrahmen zugewiesen. Mit der Zuweisung einer anderen ACS-Gruppe und der Möglichkeit der Verwendung höherratigerer Kodierverfahren wird die Sprachqualität der Verbindung des Teilnehmers 2 erhöht.
• Steigt die momentane Last wieder an und überschreitet sie den zweiten Grenzwert, so wird dem in der Liste Z₁ an erster Stelle stehenden Teilnehmer 1, der dieselben Funkbedingungen wie Teilnehmer 2 aber eine geringere Teilnehmerpriorität aufweist, ein kleinerer Zeitrahmen mit nur einem ersten Teilrahmen zugewiesen. Gleichzeitig wird der Teilnehmer 1 aus der Liste Z₁ gestrichen und, wegen der guten Funkbedingungen, in die Liste Z₂ aufgenommen.

Claims (6)

1. Verfahren zur Übertragung von Daten in einem Funkkommunikationssystem, bei dem einem Teilnehmer für die Übertragung von Daten zwischen einer Basisstation und einer Transkodiereinheit eine Übertragungskapazität zugewiesen ist, deren Größe aus einer vorgegebenen Menge mit mindestens zwei Größen ausgewählt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Übertragungskapazität in Form von Zeitrahmen unterschiedlicher Rahmenlänge bereitgestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Zeitrahmen mindestens einen Teilrahmen konstanter Länge umfassen, wobei unterschiedlich lange Zeitrahmen unterschiedlich viele Teilrahmen aufweisen.

4. Verfahren nach Anspruch 3,
bei dem jeweils der erste Teilrahmen eines Zeitrahmens Signalisierungsinformationen für die Datenübertragung enthält,
bei dem falls der Zeitrahmen weitere Teilrahmen aufweist, die weiteren Teilrahmen eine Kennung des Teilrahmens und eine Kennung des Zeitrahmens enthalten, und der erste Teilrahmen und die weiteren Teilrahmen logisch verkettet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die Teilrahmen Informationen zur Steuerung der zeitlichen Lage auf einer Schnittstelle zwischen der Basisstation und der Transkodiereinheit enthalten, mit denen das zeitliche Eintreffen der Teilrahmen in der Basisstation gesteuert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1,