-
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.
-
Aus
der
DE 197 46 894
A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem Daten zwischen einer
Mobilstation und einer Basisstation wahlweise mittels GSM oder mittels
einem TD/CDMA-Übertragungsverfahren übertragen
werden können.
Weiterhin ist eine Transcodiereinheit bekannt, die zur Kodierung
und Dekodierung von Daten mit unterschiedlicher Datenrate entsprechend
der zwei unterschiedlichen Übertragungsverfahren
ausgestaltet ist.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Übertragung
von Daten in einem Funkkommunikationssystem anzugeben, bei dem die Übertragungskapazität zwischen
Basisstation und Transkodiereinheit angepasst und wirtschaftlich
genutzt werden kann.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Verfah- ren 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. Die einem Teilnehmer
zugewiesene Übertragungskapazität wird in
Form von Zeitrahmen unterschiedlicher Rahmenlänge bereitgestellt und die Zeitrahmen
umfassen mindestens einen Teilrahmen konstanter Länge, wobei
unterschiedlich lange Zeitrahmen unterschiedlich viele Teilrahmen
aufweisen, die jeweils gleich lang sind. Jeweils der erste Teilrahmen
eines Zeitrahmens enthält
zusätzlich
zu Nutzdaten Signalisierungsinformationen 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.
-
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.
-
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.
-
Das
logische Verketten des ersten Teilrahmens und der weiteren Teilrahmen
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 Teilrah men 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 zuge wiesen.
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.
-
1 zeigt
einen Ausschnitt aus einem Funkkommunikationssystem, in dem das
erfindungsgemäße Verfahren
einsetzbar ist.
-
2 zeigt
einige Zeitrahmen.
-
3 zeigt
ein Ablaufdiagramm zur Zuweisung von Zeitrahmen.
-
4 zeigt
ein Ablaufdiagramm zur Ermittlung der Funkbedingungen.
-
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 1). Jede der Basisstationen
BTS ist einer Basisstationssteuerung BSC zugeordnet. Die Schnittstelle
zwischen Basisstation BTS und Basisstationssteuerung BSC wird als Abis-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 Asub-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 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 16kbit/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 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 Abis zwischen der Basisstation und
der Basisstationssteuerung, sowie die Schnittstelle Asub 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-Schwelle1, 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-Schwelle1
ist, so wird der Verbindung eine ACS-Gruppe mit robusteren und ggfs.
niedrigerratigeren Kodierverfahren für schlechte Funkbedingungen
zugewiesen (siehe 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 3), werden
Listen Z1 beziehungsweise Z2 erstellt,
die die Teilnehmer in der Reihenfolge enthalten, in der ihnen ein
anderer Zeitrahmen zugewiesen werden soll (siehe 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-Schwelle1 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 Zeit rahmen 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 3) verändert wird.
-
Bei
der Bestimmung der aktuellen Last müssten alle Dienste betrachtet
werden, die die entsprechenden Ressourcen belegen. Die Abis-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 Abis- und Asub-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 3). Dieses
sei beispielsweise der Fall. Damit wird der Ver- bindung 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 Abis-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 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.