DE10315058A1 - Data transmission method - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Daten auf einem gemeinsamen Funkkanal, der jeweils zwischen einer Basisstation (BS) und einer Vielzahl von Terminals (UE) in einem UMTS-Kommunikationssystem im FDD-Modus als gemeinsamer Zufalls-Zugriffskanal (HS-PRACH) bereitgestellt wird. Hierbei soll in dem Fall eines gemeinsam genutzten Zufalls-Zugriffskanals (HS-PRACH) für eine Aufwärtsrichtungs-Übertragung ein gemeinsamer Kontrollkanal (HS-S-CCPCH) als Rückkanal für eine Sendeleistungskontrolle bei einer paketorientierten Übertragung genutzt werden. Nach erfolgreichem Ablauf einer Anfrage zur Benutzung des gemeinsamen Zufalls-Zugriffskanals mittels eines Präambelteils sendet das Terminal einen Nachrichtenteil auf dem gemeinsamen Aufwärtsrichtungs-Übertragungskanal. Über den gemeinsamen Kontrollkanal werden von der Basisstation Bestätigungen (ACK, NACK) über den Erhalt von Daten zurück an das Terminal gesendet. Aufgrund des Inhalts der Bestätigung stellt das Terminal die Sendeleistung ein. Zur Einstellung wird zumindest einer der folgenden Parameter verwendet: ein Leistungserhöhungsparameter, ein Wiederholungsparameter, ein Leistungserhöhungsschwellenparameter, ein Leistungserniedrigungsparameter sowie ein Leistungserniedrigungsschwellenparameter.The invention relates to a method for transmitting data on a common radio channel, which is provided between a base station (BS) and a plurality of terminals (UE) in a UMTS communication system in FDD mode as a common random access channel (HS-PRACH) becomes. Here, in the case of a shared random access channel (HS-PRACH) for an uplink transmission, a common control channel (HS-S-CCPCH) is to be used as a return channel for transmission power control in a packet-oriented transmission. Upon successful completion of a request to use the common random access channel using a preamble part, the terminal sends a message part on the common uplink transmission channel. Confirmations (ACK, NACK) of the receipt of data are sent back to the terminal from the base station via the common control channel. The terminal sets the transmission power based on the content of the confirmation. At least one of the following parameters is used for setting: a performance increase parameter, a repetition parameter, a performance increase threshold parameter, a performance decrease parameter and a performance decrease threshold parameter.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Daten über einen von mehreren Terminals gemeinsam benutzten Funkkanal, bei welchem eine Regelung der Sendeleistung erfolgt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Terminal, eine Basisstation und ein Kommunikationssystem.The The invention relates to a method for transmitting data via a radio channel shared by several terminals, on which the transmission power is regulated. Furthermore, the Invention a terminal, a base station and a communication system.
In sogenannten CDMA (Code Division Multiple Access) Kommunikations-Systemen, bei denen sich alle Teilnehmer das gleiche Frequenzspektrum teilen und sich lediglich durch unterschiedliche Codes (vgl. Abschnitt Begriffsklärungen) unterscheiden, muss gewährleistet werden, dass ein Terminal nahe der Basisstation nicht das Signal von weiter entfernten Terminals überlagert. Aus diesem Grund wird eine dynamische Leistungskontrolle bzw. "Powercontrol" vorgenommen. Dafür sind auf den dedizierten Kanälen spezielle Bits vorgesehen, mit denen ein Terminal eine Rückmeldung an die Basisstation senden kann, um so z.B. die bei schlechtem Empfang eine Leistungserhöhung durch die Basisstation anzufordern. Auf der anderen Seite sendet die Basisstation Kontrollbits an die jeweiligen Terminals und fordert jedes einzelne Terminal auf, die Sendeleistung zu erhöhen, beizubehalten oder abzusenken.In so-called CDMA (Code Division Multiple Access) communication systems, where all participants share the same frequency spectrum and only by different codes (see section Definitions) distinguish must be guaranteed be that a terminal near the base station does not receive the signal overlaid by more distant terminals. For this reason, a dynamic power control or "power control" is carried out. For that are on the dedicated channels special bits are provided with which a terminal provides feedback can send to the base station, e.g. those with poor reception an increase in performance through the base station. On the other hand sends the base station sends control bits to the respective terminals and requests to maintain each individual terminal to increase the transmission power or lower.
Diese geschlossene Leistungseinstellung existiert allerdings nur auf den dedizierten Kanälen und nicht auf den gemeinsam genutzten Kanälen.This closed power setting exists only on the dedicated channels and not on the shared channels.
Die
Problematik bei gemeinsamen Kanälen
wird im folgenden anhand eines Beispiels eines nach dem UMTS (Universal
Mobile Telecommunications System)-Standard arbeitenden Komunikationssystems
geschildert. Für
eine ausführlichere
Erklärung
bzw. Begriffsklärungen
sei auf die Figurenbeschreibung verwiesen:
Derzeit sind im
FDD-Modus zur Paketdatenübertragung
für den
Uplink zwei Typen von physikalischen Kanälen spezifiziert: der zugeordnete
physikalische Datenkanal bzw. "Dedicated
Physical Data Channel" DPDCH
sowie der physikalische Zufallszugriffskanal bzw. "Physical Random Access
Channel" PRACH.
Der DPDCH erlaubt maximale Paketdatenübertragungsraten bis 5.76 Mbps
(Megabits pro Sekunde) als Bruttodatenrate, allerdings ist dieser
Kanal nicht optimal für
stoßartigen
Datenverkehr, wie es typisch ist für Paketdatenübertragungen,
da der Auf- und Abbau des Kanals verhältnismäßig viel Zeit erfordert. Der
gemeinsame Kanal PRACH hingegen ist für stoßartigen Paketdatenverkehr
ausgelegt, allerdings erlaubt der PRACH nur maximale Datenraten
bis 120 kbps (Kilobits pro Sekunde) als Bruttodatenrate. Im Fall
einer aufzubauenden Paketdatenverbindung zwischen dem Terminal UE
und dem UMTS-Netzwerk
UTRAN wird in Abhängigkeit
von der aktuellen Verkehrssituation in der Funkzelle und der angefragten
Dienstqualität
bzw. „Quality
of Service" QoS
des Terminals vom UTRAN entweder dedizierte oder gemeinsame Funkressourcen
allokiert.The problem with common channels is described below using an example of a communication system operating according to the UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) standard. For a more detailed explanation or clarification of terms, please refer to the description of the figures:
Currently, two types of physical channels are specified in the FDD mode for packet data transmission for the uplink: the assigned physical data channel or "Dedicated Physical Data Channel" DPDCH and the physical random access channel or "Physical Random Access Channel" PRACH. The DPDCH allows maximum packet data transfer rates of up to 5.76 Mbps (megabits per second) as a gross data rate, but this channel is not ideal for intermittent data traffic, as is typical for packet data transfers, since it takes a relatively long time to set up and tear down the channel. The common channel PRACH, on the other hand, is designed for burst-like packet data traffic, but the PRACH only allows maximum data rates of up to 120 kbps (kilobits per second) as a gross data rate. In the case of a packet data connection to be set up between the terminal UE and the UMTS network UTRAN, depending on the current traffic situation in the radio cell and the requested quality of service or "Quality of Service" QoS of the terminal, either UTRAN allocates dedicated or shared radio resources.
Im UMTS FDD-Mode ermöglicht der gemeinsame Kanal PRACH die Uplink-Übertragung von burstartigen Datenverkehr, welcher Signalisierungsinformationen oder Nutzerdaten enthalten kann, bis 120 kilo Bits pro Sekunde (kbps) als Bruttodatenrate. Maximal können bis zu 16 PRACHs in einer Zelle konfiguriert werden. Die Konfiguration der PRACHs wird in den Systeminformationsblöcken bzw. "system information Blocks" (SIB) 5 bzw. 6 über dem Broadcast-Kanal BCH in der Zelle übertragen. Innerhalb von SIB 5/SIB 6 wird die Konfiguration für jeden PRACH im Informationselement bzw. "information element" (IE) „PRACH system information list" festgelegt.in the UMTS FDD mode enables the common channel PRACH the uplink transmission of burst-like Data traffic, which signaling information or user data can contain up to 120 kilo bits per second (kbps) as a gross data rate. Maximum can up to 16 PRACHs can be configured in one cell. The configuration the PRACHs is in the system information blocks or "system information blocks" (SIB) 5 or 6 above the Broadcast channel BCH transmitted in the cell. Within SIB 5 / SIB 6 will be the configuration for each PRACH is specified in the information element or "information element" (IE) "PRACH system information list".
Tabelle 1 zeigt die Liste der Informationselemente im „PRACH system information list".table 1 shows the list of information elements in the “PRACH system information list ".
Tabelle 1: Informationselemente des „PRACH system information list" nach UMTS-Release 5 Table 1: Information elements of the "PRACH system information list" according to UMTS Release 5
Die Funktion bzw. Bedeutung der einzelnen Informationselemente ist wie folgt:
- – PRACH info: Hierbei wird die Konfiguration des PRACHs hinsichtlich der verfügbaren Signaturen, Zugriffszeitschlitze bzw. "Access Slots" AS, Spreizfaktoren SF für den Datenteil sowie des für die Präambel verwendeten Verwürfel- bzw. "Scrambling"-Codes signalisiert;
- – Transport channel identity: Gibt die Identität des RACH-Transportkanals an, welcher auf den PRACH abgebildet ist;
- – RACH TFS: Gibt die Menge der erlaubten Transportformate für den konfigurierten RACH an;
- – RACH TFCS: Gibt die Menge der erlaubten Transportformat-Kombinationen für den konfigurierten RACH an;
- – PRACH partitioning: Basierend auf die im IE "PRACH Info" konfigurierten Signaturen und Zugriffszeitschlitze AS werden in diesem Informationselement bis zu acht Zugriffsserviceklassen ASC signalisiert. In jeder ASC kann jeweils eine Untermenge von den insgesamt verfügbaren Signaturen und Zugriffszeitschlitze konfiguriert werden, so dass eine ASC eine Unterteilung bzw. Partition der PRACH-Ressourcen darstellt;
- – Persistence scaling factors: Gibt die Ubertragungswahrscheinlichkeiten an, mit der eine RACH-Übertragungsprozedur von der MAC-Protokollschicht gestartet wird;
- – AC-to-ASC mapping table: Hiermit wird die Abbildung der Access Classes zu den Access Service Classes signalisiert, mit der ein "idle mode"-Terminal UE in der Lage ist, eine initiale Nachricht im Uplink zu senden;
- – Primary CPICH DL TX power: Die Leistung mit der der P-CPICH in der Funkzelle gesendet wird, wird zur Berechnung der initialen Ausgangsleistung der PRACH-Präambel herangezogen;
- – Constant value: Konstanter Wert, der zur Berechnung der initialen Ausgangsleistung der PRACH Präambel herangezogen wird;
- – PRACH power offset: Gibt die Parameter für die PRACH Präambelübertragung an, wie die Schrittweite für die Leistungseinstellung und die maximale Anzahl der Präambel-Retransmissionen;
- – RACH transmission parameters: Gibt die Parameter zur Kontrolle der RACH-Übertragung auf der MAC-Protokollschicht-Ebene an, weitere Details sind im Zusammenhang mit Tabelle 4 näher erläutert;
- – AICH info: Gibt die Parameter für den jeweiligen PRACH assozierten AICH an.
- - PRACH info: The configuration of the PRACH is signaled with regard to the available signatures, access time slots or "access slots" AS, spreading factors SF for the data part and the scrambling or "scrambling" code used for the preamble;
- - Transport channel identity: specifies the identity of the RACH transport channel, which is mapped to the PRACH;
- - RACH TFS: Specifies the number of permitted transport formats for the configured RACH;
- - RACH TFCS: Specifies the number of permitted transport format combinations for the configured RACH;
- - PRACH partitioning: Based on the signatures and access time slots AS configured in IE "PRACH Info", up to eight access service classes ASC are signaled in this information element. A subset of the total available signatures and access time slots can be configured in each ASC, so that an ASC represents a subdivision or partition of the PRACH resources;
- Persistence scaling factors: specifies the transmission probabilities with which an RACH transmission procedure is started by the MAC protocol layer;
- - AC-to-ASC mapping table: This signals the mapping of the access classes to the access service classes, with which an "idle mode" terminal UE is able to send an initial message in the uplink;
- - Primary CPICH DL TX power: The power with which the P-CPICH is sent in the radio cell is used to calculate the initial output power of the PRACH preamble;
- - Constant value: Constant value that is used to calculate the initial output power of the PRACH preamble;
- - PRACH power offset: Specifies the parameters for the PRACH preamble transmission, such as the step size for the power setting and the maximum number of preamble retransmissions;
- - RACH transmission parameters: Specifies the parameters for controlling the RACH transmission at the MAC protocol layer level, further details are explained in connection with Table 4;
- - AICH info: Indicates the parameters for the respective PRACH associated AICH.
Im Fall einer Paketdatenübertragung über den PRACH, sendet das Terminal UE nach einem festgelegten Muster mit Zufallskomponenten (ALOHA-Verfahren) zunächst eine Präambel zum UTRAN und hört in einem genau vorgegebenen Zeitschlitz auf dem AICH auf eine Bestätigung. Das UTRAN kann hier den Wert 0, 1, –1 senden. Eine "0" steht für keine Bestätigung aber auch keine Ablehnung. Dies ist der Standardwert und wird auch gesendet, wenn das UTRAN die Präambel nicht eindeutig einem Terminal UE zuordnen konnte. Eine "1" bedeutet eine Bestätigung (ACK) und eine "–1" eine Ablehnung (NRCK). Erst nach Empfang eines ACK sendet das Terminal Daten auf dem PRACH.in the Case of a packet data transmission via the PRACH, the terminal UE sends along according to a defined pattern Random components (ALOHA method) first a preamble to UTRAN and listen in a precisely specified time slot on the AICH for a confirmation. The UTRAN can send the value 0, 1, –1 here. A "0" stands for no confirmation, however no rejection. This is the default and is also sent if the UTRAN the preamble could not clearly assign to a terminal UE. A "1" means a confirmation (ACK) and a "-1" a rejection (NRCK). Only after receipt an ACK, the terminal sends data on the PRACH.
Im
Einzelnen ist die Leistungssteuerung bzw. Leistungseinstellung auf
dem PRACH dabei wie folgt spezifiziert:
Eine Basisstation sendet
auf einem von allen Terminals in der Funkzelle empfangbarem Sammelruf-
bzw. "Broadcast"-Kanal BCH die Parameter
für die
Nutzung der in der Funkzelle konfigurierten PRACHs. Durch Empfang
und Auswertung dieser Daten weiß jedes
Terminal, mit welchem Code und zu welcher Zeit zuzüglich eines
zufälligen
Zeitintervall es auf dem PRACH senden kann. Es wird ebenfalls eine
Initial-Leistung für
das Senden der Präambel
als Parameter mitgeteilt. Nach Auswahl eines bestimmten PRACHs sendet
das Terminal nun mit der als Initial-Leistung vorgegebenen Sendeleistung
eine Präambel
und hört
in einem bestimmten Zeitschlitz auf eine Bestätigung von dem Netzwerk auf
dem AICH. Bei einer Ablehnung wird zu einem anderen Zeitpunkt erneut
eine Präambel
mit der Initial-Leistung
gesendet. Empfängt
das Terminal nur den Standardwert, der weder Bestätigung noch
Ablehnung bedeutet, sendet es die Präambel erneut. Allerdings diesmal
mit einer um ein ebenfalls in den Parametern spezifiziertem Delta
erhöhten
Sendeleistung. Erfolgt eine Bestätigung,
kann ein Datenpaket auf dem PRACH in Abhängigkeit von der Leistung der
letzten erfolgreich übertragenen
Präambel
gesendet werden.The power control or power setting on the PRACH is specified as follows:
A base station sends the parameters for the use of the PRACHs configured in the radio cell on a collective call or "broadcast" channel BCH that can be received by all terminals in the radio cell. By receiving and evaluating this data, each terminal knows with which code and at what time plus a random time interval it can send on the PRACH. An initial service for sending the preamble is also communicated as a parameter. After selecting a specific PRACH, the terminal now sends a preamble with the transmission power specified as the initial power and listens to a confirmation from the network on the AICH in a specific time slot. If the request is rejected, a preamble with the initial service is sent again at another time. If the terminal only receives the default value, which means neither confirmation nor rejection, it sends the preamble again. However, this time with a transmission power increased by a delta that is also specified in the parameters. If a confirmation is given, a data packet can be sent on the PRACH depending on the performance of the last successfully transmitted preamble.
Prinzipiell können alle Terminals UE innerhalb einer UMTS-Zelle gemeinsam die PRACHs zur Datenübertragung verwenden. Der Zugriff der Terminals UE auf einen PRACH ist nach dem "Slotted ALOHA"-Verfahren geregelt, bei der jedes Terminal UE einen passenden PRACH zufällig auswählt und diesen nur zu Beginn von festen Zeitintervallen, den sogenannten Zugriffszeitschlitzen bzw. "access slots" (AS), sendet. Dabei hängt die Nutzung des zufällig ausgewählten PRACHs von den Zugriffsserviceklassen ASCs (Access Service Classes) ab, die im IE „PRACH partitioning" spezifiziert werden. Tabelle 2 zeigt die Parameter, mit der jeder ASC konfiguriert wird. Durch die ASCs wird eine priorisierte PRACH-Nutzung geregelt.in principle can all terminals UE within a UMTS cell together the PRACHs for data transmission use. The access of the terminals UE to a PRACH is after regulated by the "Slotted ALOHA" process, where each terminal UE randomly selects a suitable PRACH and this only at the beginning of fixed time intervals, the so-called Access time slots or "access slots "(AS), sends. It depends the use of the random chosen PRACHs from the access service classes ASCs (Access Service Classes) from the IE "PRACH partitioning " become. Table 2 shows the parameters with which each ASC is configured becomes. The ASCs regulate a prioritized use of PRACH.
Tabelle 2: Informationselemente des „PRACH partitioning" zur ASC-Konfiguration nach UMTS-Release 5 Table 2: Information elements of "PRACH partitioning" for ASC configuration according to UMTS Release 5
Der
PRACH besteht aus einem Präambelteil
(preamble part) und einem Nachrichtenteil (message part). Der PRACH-Nachrichtenteil wiederum
besteht aus einem Kontrollteil und einem Datenteil. Die Random Access-Übertragung
besteht aus einem oder mehreren Präambeln der Länge 4096
Chips und der eigentlichen Nachricht. In den Präambeln wird eine zufällig gewählte Signatur
s übertragen.
Nach einer positiven Bestätigung
(ACK) für
den korrekten Empfang der Präambel
auf dem Aquisition Indicator Channel (AICH) durch die Basisstation,
sendet das Terminal UE die Daten auf dem PRACH-Nachrichtenteil zu einem festgelegten
Zeitpunkt auf Basis der Zugriffszeitschlitze AS. In
Die Sendeleistung des PRACH-Nachrichtenteils wird dabei auf Basis der Sendeleistung des erfolgreich gesendeten Präambels eingestellt. Des weiteren werden die OVSF-Channelisation Codes für den PRACH Nachrichtenteil aus der erfolgreich übertragenen Präambel-Signatur bestimmt. Maximal gibt es 16 dieser Signaturen, die auf einen der 16 Knoten im OVSF-Codebaum zeigen. Die Signaturen korrespondieren mit einem Code mit Spreizfaktor SF = 16. Abhängig von der Signatur s wird der darunterliegende Code-Subbaum für den PRACH Nachrichtenteil verwendet.The The transmission power of the PRACH message part is based on the Transmission power of the successfully sent preamble set. Furthermore become the OVSF channelization codes for the PRACH message section from the successfully transferred Preamble signature certainly. There is a maximum of 16 of these signatures, which are assigned to one of the Show 16 nodes in the OVSF code tree. The signatures correspond with a code with spreading factor SF = 16. Depending on the signature s the code subtree below for the PRACH message part used.
Die Anzahl der Signaturen und Uplink-Zugriffszeitschlitze AS, die einem Terminal UE zur Datenübertragung über den PRACH zur Verfügung stehen, wird durch die Priorität der ASCs festgelegt. Maximal können bis zu 8 ASCs für ein PRACH spezifiziert werden, wobei diese ASCs so numeriert sind, so dass die Zugriffsdienstklasse mit der Nr. 0 bzw. "ASC#0" die höchste Priorität und die Zugrfiffsdienstklasse mit der Nr. 7 bzw. "ASC#7" die niedrigste Priorität hat. Je höher die Priorität ist, desto grösser kann die Anzahl der verfügbaren Signaturen und der Uplink Zugriffszeitschlitze AS (zusammengefasst in den sogenannten RACH-Subchannels) im ASC konfiguriert sein. Im inaktiven Übertragungsmodus bzw. im "Idle Mode" wählt die Funk-Ressourcen-Kontroll- bzw. "Radio Resource Control" (RRC)-Schicht im Terminal UE die Zugriffsdienst klasse ASC auf Basis der Zugriffsklassen bzw. "Access Classes" (AC) aus. Bei den Zugriffsklassen bzw. "Access Classes" handelt es sich hierbei um einen Mechanismus, mit dem ein Netzwerkbetreiber den Zugriff von im Untätigkeitsmodus bzw. "Idle Mode Terminals in seiner Funkzelle kontrollieren kann. Im UMTS-Standard sind insgesamt 16 ACs spezifiziert, beispielsweise erlaubt die Zugriffsklasse AC15 nur einen Zugriff von Terminals, die zu Mitarbeitern des Netzwerkbetreibers gehören.The Number of signatures and uplink access time slots AS that one Terminal UE for data transmission via the PRACH available stand by priority of the ASCs set. Up to to 8 ASCs for a PRACH can be specified, these ASCs are numbered so so that the access service class with the number 0 or "ASC # 0" has the highest priority and the Access service class with the number 7 or "ASC # 7" has the lowest priority. ever higher the priority is, the bigger can be the number of available signatures and the uplink access time slots AS (summarized in the so-called RACH subchannels) must be configured in ASC. In inactive transmission mode or in "Idle Mode" selects the Radio resource control or "radio Resource Control "(RRC) layer in the UE terminal the access service class ASC based on the access classes or "Access Classes" (AC). Both Access classes or "Access Classes " it is a mechanism by which a network operator access from idle mode or "Idle Mode Can control terminals in its radio cell. There are a total of 16 in the UMTS standard ACs specified, for example, the access class allows AC15 only one access from terminals leading to employees of the network operator belong.
In
- 1. Vor Start der eigentlichen Nachrichtenübertragung sendet die Terminal UE eine zufällig gewählte Präambel der Länge 4096 Chips zum UTRAN. Falls das UTRAN die Präambel kor rekt detektieren kann, sendet es eine positive Bestätigung (ACK) auf dem Akquisitions-Indikator-Kanal bzw. "Acquisition Indicator Channel" AICH zum Terminal UE. Falls das UTRAN die Präambel nicht korrekt detektieren kann, sendet es eine negative Bestätigung (NACK) auf dem AICH zum Terminal UE.
- 2. Es wird angenommen, dass das UTRAN die vom Terminal UE gesendete Präambel nicht korrekt detektieren konnte, so dass ein NACK auf dem AICH zurückgesendet wird.
- 3. Die Terminal UE sendet nach einer zufälligen Wartezeit eine neue zufällig gewählte Präambel zum UTRAN. Dabei wird diese Präambel mit einer etwas höheren Leistung als bei der vorherigen Präambel-Übertragung gesendet.
- 4. Diesmal kann das UTRAN die vom Terminal UE gesendete Präambel korrekt detektieren, so dass ein ACK auf dem AICH zurückgesendet wird.
- 5. Die Sendeleistung für den folgenden PRACH Nachrichtenteil bzw. "message part" wird auf Basis der Sendeleistung der erfolgreich gesendeten Präambel eingestellt. Terminal UE sendet die Nachricht auf dem PRACH Nachrichtenteil zum nächstmöglichen Zeitpunkt zum UTRAN und wartet auf eine Bestätigung über den S-CCPCH.
- 6. Es wird angenommen, dass das UTRAN die vom Terminal UE gesendete Nachricht auf dem PRACH Nachrichtenteil fehlerfrei empfangen konnte, so dass ein ACK über dem S-CCPCH zurückgesendet wird. Damit ist die Zufallszugriffsübertragung beendet.
- 1. Before the actual message transmission starts, the terminal UE sends a randomly selected preamble length of 4096 chips to the UTRAN. If the UTRAN can correctly detect the preamble, it sends a positive confirmation (ACK) on the acquisition indicator channel or "acquisition indicator channel" AICH to the terminal UE. If the UTRAN cannot correctly detect the preamble, it sends a negative confirmation (NACK) on the AICH to the terminal UE.
- 2. It is assumed that the UTRAN could not correctly detect the preamble sent by the UE terminal, so that a NACK is sent back on the AICH.
- 3. After a random waiting time, the terminal UE sends a new, randomly selected preamble to the UTRAN. This preamble is sent with a slightly higher output than in the previous preamble transmission.
- 4. This time the UTRAN can correctly detect the preamble sent by the UE terminal, so that an ACK is sent back on the AICH.
- 5. The transmission power for the following PRACH message part or "message part" is set on the basis of the transmission power of the successfully sent preamble. Terminal UE sends the message on the PRACH message part to the UTRAN as soon as possible and waits for confirmation via the S-CCPCH.
- 6. It is assumed that the UTRAN was able to receive the message sent by the UE terminal on the PRACH message part without errors, so that an ACK is sent back via the S-CCPCH. This completes the random access transfer.
Nachteilhafterweise erfolgt keine weitere Leistungsanpassung bis zum Ende der Datenübertragung. Der PRACH wird unter anderem zum initialen Verbindungsaufbau durch das Terminal UE verwendet.Disadvantageously there is no further performance adjustment until the end of the data transmission. The PRACH is used, among other things, for the initial connection establishment by the Terminal UE used.
In
Die
Basisstation sendet mit einem gewissen Zeitversatz bzw. "time offset" TO, dessen Länge gleich τp–a ist,
eine Bestätigung
(0, +1, –1) über den
AICH. Im Fall einer positiven Bestätigung ACK (+1) beginnt das Terminal
UE dann nach einer Zeit τp–m den
PRACH Nachrichtenteil PRACH NT zu senden, welcher einen Datenteil
D und einen Steuerteil C enthält.
Im Beispiel nach
Wie bereits geschrieben, findet dabei nach der anfänglichen Leistungsanpassung keine weitere Leistungsanpassung mehr statt.How already written, takes place after the initial performance adjustment no further performance adjustment takes place.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren für eine geschlossene Leistungsregelung auf gemeinsam benutzten Kanälen anzugeben.outgoing From this prior art it is the object of the present invention a procedure for specify closed power control on shared channels.
Diese Aufgabe wird durch die Ansprüche 1, 3, 4 und 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This Task is through claims 1, 3, 4 and 5 solved. Advantageous refinements are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, Parameter zu definieren, mittels derer eine Leistungsregelung auf einem von mehreren Terminals benutzten Kanal erfolgen kann.The Invention is based on the idea of defining parameters by means of who used a power control on one of several terminals Channel can be done.
Es ist Kern der Erfindung, bei einem UMTS FDD System für den Fall, dass ein gemeinsamer Zufallszugriffskanal für eine Aufwärtsrichtungs-Übertragung genutzt wird, einen gemeinsamen Kontrollkanal als Rückkanal für eine Sendeleistungskontrolle bei einer paketorientierten Übertragung zu nutzen. Der vorgeschlagene gemeinsame Aufwärtskanal wird im Rahmen der Anmeldung mit HS-PRACH bezeichnet, der gemeinsame Kontrollkanal als HS-S-CCPCH.It is the essence of the invention in a UMTS FDD system in the event that a common random access channel is used for an uplink transmission to use a common control channel as a return channel for transmission power control in a packet-oriented transmission. The proposed common uplink channel is referred to in the registration with HS-PRACH, the ge common control channel as HS-S-CCPCH.
Nach erfolgreichem Ablauf einer Anfrage zur Benutzung des gemeinsamen Zufallszugriffskanals mittels eines Präambelteils, sendet das Terminal einen Nachrichtenteil auf dem gemeinsamen Aufwärtsrichtungs-Übertragungskanal.To successful completion of a request to use the common The terminal sends a random access channel using a preamble part a message part on the common uplink transmission channel.
Über den gemeinsamen Kontrollkanal werden von der Basisstation Bestätigungen über den Erhalt von Daten zurück an das Terminal gesendet. Aufgrund des Inhalts der Bestätigung stellt das Terminal die Sendeleistung ein.On the Common control channel are confirmed by the base station via the Receiving data back sent to the terminal. Based on the content of the confirmation the terminal enters the transmission power.
Zur Einstellung wird zumindest einer der folgenden Parameter verwendet: Ein Leistungserhöhungsparameter, ein Wiederholungsparameter, ein Leistungserhöhungsschwellenparameter, ein Leistungserniedrigungsparameter sowie ein Leistungserniedrigungsschwellenparameter.to Setting, at least one of the following parameters is used: A performance increase parameter, a repeat parameter, a performance increase threshold parameter Derating parameter and a derating threshold parameter.
So wird beispielsweise im Falle einer negativen Bestätigung (NACK) nach einer durch den Leistungserhöhungsschwellenparameter festgelegten Anzahl von Empfängen einer negativen Bestätigung die Sendeleistung um einen durch den Leistungserhöhungsparameter festgelegten Wert erhöht. Der Wiederholungsparameter gibt dabei an wie oft ein Übertragungsrahmen mit erhöhter Leistung gesendet wird.So for example, in the event of a negative confirmation (NACK) according to one determined by the performance increase threshold parameter Number of receptions a negative confirmation the transmission power by one by the power increase parameter set value increased. The repetition parameter specifies how often a transmission frame with increased Power is sent.
Analog kann im Falle des Empfangs, einer bestimmten, durch den Leistungserniedrigungsschwellenparameter festgelegten Anzahl von positiven Bestätigungen (ACK) die Sendeleistung um einen durch den Leistungserniedrigungsparameter definierten Wert erniedrigt werden.Analogous can, in the case of reception, a certain one, by the power reduction threshold parameter specified number of positive confirmations (ACK) the transmission power by a value defined by the power reduction parameter be humiliated.
Bei zusätzlicher Nutzung des HS-PRACH für eine verbesserte Uplink-Verbindung, insbesondere bei stoßartigem Datenaufkommen und die Verteilung auf einen längeren Zeitraum, kann die Leistungskontrolle so deutlich verbessert werden.at additional Use of HS-PRACH for an improved uplink connection, especially for bumpy ones Data traffic and distribution over a long period of time can reduce performance be improved so significantly.
Ein Terminal oder eine Basisstation, welche sich für diese Verfahren eignen, sind zumindest mit einer Sende-/Empfangseinrichtung und einer Prozessoreinrichtung ausgestattet, wel che so zusammenwirken, dass eine Leistungsregelung erfolgen kann.On Terminal or a base station, which are suitable for these methods at least with a transceiver and a processor equipped, which cooperate so that a power regulation can be done.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand von Figuren erklärt. Es zeigen:Further Advantages and refinements of the invention are described below explained by figures. It demonstrate:
Zunächst sollen die im Rahmen der Anmeldung verwendeten Begriffe näher erklärt werden.First of all the terms used in the registration are explained in more detail.
1. Begriffsklärungen1. Definitions
Bei einem Kommunikationssystem oder Kommunikationsnetzwerk handelt es sich um eine Struktur zum Austausch von Daten. Es kann sich hierbei um ein zellulares Mobilfunk-netzwerk handeln, das beispielsweise nach dem GSM- (Global System of Mobile Communications)- Standard oder dem UMTS- (Universal Mobile Telecommunications System)-Standard arbeitet. In einem Kommunikationssys-tem sind allgemein Terminals und Basisstationen vorgesehen, die über eine Funkschnittstelle miteinan der in Verbindung treten. Im UMTS weist das Kommunikationssystem oder Funküber-tragungsnetzwerk zumindest Basisstationen, hier auch NodeB genannt, sowie Funknetzwerk-Steuerungseinheiten bzw. "Radio Network Controller" (RNC) zum Verbinden der einzelnen Basis-stationen auf. Das terrestrische Funkzugriffsnetz bzw. "Universal Terrestrial Radio Access Network" (UTRAN) ist der funktechnische Teil eines UMTS-Netzes, in dem beispielsweise auch die Funkschnittstelle zur Verfügung gestellt wird. Eine Funkschnittstelle ist stets genormt und definiert die Gesamtheit der physikalischen und protokollarischen Festlegungen für den Datenaustausch, beispielsweise das Modulationsverfahren, die Bandbreite, den Frequenzhub, Zugangsverfahren, Sicherungsprozeduren oder auch Vermittlungstechniken. Das UTRAN umfasst also zumindest Basisstationen sowie zumindest einen RNC.A communication system or communication network is a structure for exchanging data. This can be a cellular mobile radio network that works, for example, according to the GSM (Global System of Mobile Communications) standard or the UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) standard. Terminals and base stations are generally provided in a communication system and connect to one another via a radio interface. In the UMTS, the communication system or radio transmission network has at least base stations, here also called NodeB, and radio network control units or "Radio Network Controllers" (RNC) for connecting the individual base stations. The terrestrial radio access network or "Universal Terrestrial Radio Access Network" (UTRAN) is the radio-technical part of a UMTS network in which, for example, the Radio interface is provided. A radio interface is always standardized and defines the entirety of the physical and protocol specifications for data exchange, for example the modulation method, the bandwidth, the frequency swing, access methods, security procedures or switching techniques. The UTRAN thus comprises at least base stations and at least one RNC.
Bei zellulären Mobilfunksystemen können. verschiedene Funkübertragungstechnologien vorgesehen sein, die definieren, wie die physikalischen Verbindungsressourcen aufgeteilt werden. Im Falle von UMTS ist momentan ein Frequenzmehrfachzugriffs-Modus bzw. Frequency Division Duplex (FDD)-Modus vorgesehen, sowie unterschiedliche Zeitmehrfachzugriffs-Modi bzw. Time Division Duplex (TDD)-Modi. Beim FDD-Modus erfolgt die Datenübertragung von sogennanten "Up-" und "Downlink"-Verbindungen auf unterschiedlichen Frequenzen per Frequenzmultiplex, während bei den beiden TDD-Modi die Datenübertragung von Up- und Downlink auf der gleichen Frequenz per Zeitmultiplex erfolgt.at cellular Mobile radio systems can. different radio transmission technologies be provided that define how the physical connection resources be divided. In the case of UMTS, there is currently a frequency multiple access mode or frequency Division duplex (FDD) mode is provided, as well as different time multiple access modes or Time Division Duplex (TDD) modes. In FDD mode, this is done data transfer of so-called "up" and "down link" connections different frequencies by frequency division multiplex, while at data transfer in both TDD modes of uplink and downlink on the same frequency by time division he follows.
Eine Basisstation ist eine zentrale Einheit in einem Kommunikationsnetzwerk, die im Falle eines zellulären Mobilfunknetzwerks Terminals oder Kommunikationsendgeräte innerhalb einer Zelle des Mobilfunknetzwerks über einen oder mehrere Funkkanäle bedient. Die Basisstation stellt die Luftschnittstelle zwischen Basisstation und Terminal bereit. Sie übernimmt die Abwicklung des Funkbetriebs mit den mobilen Teilnehmern und überwacht die physikalische Funkverbindung. Darüber hinaus überträgt sie die Nutz- und Statusnachrichten an die Terminals. Die Basisstation hat keine Vermittlungsfunktion, sondern lediglich eine Versorgungsfunktion. Eine Basisstation umfaßt zumindest eine Sende/Empfangseinheit.A Base station is a central unit in a communication network, which in the case of a cellular Cellular network terminals or communication terminals within a cell of the mobile radio network is operated via one or more radio channels. The base station provides the air interface between the base station and terminal ready. It takes over the handling of radio operations with the mobile participants and monitored the physical radio link. It also transmits the user and status messages to the terminals. The base station has no switching function, but just a supply function. A base station comprises at least a transmitting / receiving unit.
Ein Terminal kann ein beliebiges Kommunikationsendgerät sein, über das ein Benutzer in einem Kommunikationssystem kommuniziert. Es fallen beispielsweise Mobilfunkendgeräte wie Mobiltelefone oder tragbare Computer mit einem Funkmodul darunter. Ein Terminal wird oft auch als "Mobilstation" (MS) oder in UMTS "User Equipment" (UE) bezeichnet.On Terminal can be any communication terminal via which a user communicates in a communication system. It fall for example, mobile terminals like cell phones or portable computers with a radio module underneath. A terminal is often also referred to as a "mobile station" (MS) or in UMTS "user equipment" (UE).
Im Mobilfunk wird zwischen zwei Verbindungsrichtungen unterschieden. Die Abwärtsverbindung bzw. "Downlink" (DL) bezeichnet die Übertragungsrichtung von der Basisstation zum Terminal. Die Aufwärtsverbindung bzw. "Uplink" (UL) bezeichnet die entgegengesetzte Übertragungsrichtung vom Terminal zur Basisstation.in the Mobile radio is differentiated between two connection directions. The downlink or "Downlink" (DL) the direction of transmission from the base station to the terminal. The uplink or "uplink" (UL) designated the opposite direction of transmission from the terminal to the base station.
In Breitbandübertragungssystemen, wie beispielsweise einem UMTS-Mobilfunknetz ist ein Kanal ein Teilbereich einer zur Verfügung stehenden Gesamtübertragungskapazität. Als Funkkanal wird im Rahmen dieser Anmeldung ein drahtloser Kommunikationsweg bezeichnet.In Wideband transmission systems, such as a UMTS cellular network, a channel is a sub-area one available standing total transmission capacity. As a radio channel becomes a wireless communication path in the context of this application designated.
In einem Mobilfunksystem, beispielsweise UMTS, gibt es für die Übertragung von Daten zwei Arten von physikalischen Kanälen: festzugeordnete Kanäle bzw. "Dedicated Channels" und gemeinsam benutzte bzw. "Common Channels". Bei den Dedicated Channels wird eine physikalische Ressource nur für die Über tragung von Informationen für ein bestimmtes Terminal reserviert. Bei den Common Channels können Informationen übertragen werden, die für alle Terminals gedacht sind, beispielsweise der primäre gemeinsame physikalische Steuerungskanal bzw. "Primary Common Control Physical Channel" (P-CCPCH) im Downlink, oder aber alle Terminals teilen sich eine physikalische Ressource, indem jedes Terminal diese nur kurzzeitig nutzen darf. Dies ist beispielsweise beim physikalischen Zufalls Zugriffskanal bzw. "Physical Random Access Channel" (PRACH) im Uplink der Fall.In a mobile radio system, for example UMTS, is available for the transmission Two types of physical channels of data: dedicated channels or "dedicated channels" and "common channels". With the dedicated Channels become a physical resource only for the transmission of information for a certain terminal reserved. The common channels can transmit information be the for all terminals are thought of, for example the primary common physical control channel or "primary common control physical channel" (P-CCPCH) in the downlink, or all terminals share a physical resource, by allowing each terminal to use it only for a short time. This is for example in the case of the physical random access channel or "physical random access Channel "(PRACH) the case in the uplink.
Bei der Übertragung über einen "Common Channel" oder "Dedicated Channel" werden die Daten neben einer Bandbreitenspreizung mittels eines Spreiz-Codes bzw. "Channelisation Codes" zur robusteren Übertragung zusätzlich einer Verwürfel bzw. "Scrambling" Prozedur zur Kennzeichnung einer spezifischen Verbindung unterzogen. Dazu werden in Abhängigkeit der Übertragungsrichtung, des Kanaltyps und der Funkübertragungstechnologie verschiedene Typen von Verwürfel-Codes bzw. "scrambling codes" eingesetzt.at The data is transmitted via a "Common Channel" or "Dedicated Channel" in addition to bandwidth spreading using a spreading code or "channelization code" for more robust transmission additionally a scramble or "scrambling" procedure for identification subjected to a specific connection. To do this will depend the direction of transmission, of the channel type and radio transmission technology different types of scramble codes or "scrambling codes ".
Während ein Bit aus einer Datensequenz meist als Symbol bezeichnet wird, wird ein Bit einer bandbreiten-gespreizten Sequenz als Chip bezeichnet.During a Bit from a data sequence is usually referred to as a symbol a bit of a bandwidth-spread sequence called a chip.
In Mobilfunksystemen, wie beispielsweise solchen basierend auf UMTS, sind neben leitungsvermittelten bzw. "circuit switched" Diensten auch paketorientierte bzw. "packet switched" Dienste vorgesehen.In Mobile radio systems, such as those based on UMTS, In addition to circuit-switched or "circuit switched" services, packet-oriented or "packet switched" services are also provided.
Insbesondere in Mobilfunksystemen der 2. bzw. 3. Generation, wie dem GSM bzw. UMTS, erfolgt die Datenübertragung über den Funkkanal allgemein in einer fest vorgegebenen zeitlichen Struktur, dem Übertragungsrahmen, welcher oft auch nur als Rahmen oder Frame bezeichnet wird. Ein Übertragungsrahmen stellt also die periodische Basis-Zeitstruktur dar, mit der Daten physikalisch übertragen werden. In UMTS beträgt ein Rahmen 10 ms. Zur Durchführung von bestimmten Funktionen, wie Kanalschätzung und Leistungskontrolle, ist ein Rahmen in Zeit-schlitze unterteilt, beispielsweise in UMTS in 15 Zeitschlit-ze. Ein Zeitschlitz ist also ein fest zugeordneter Zeitab-schnitt innerhalb eines Übertragungsrahmens.In particular in mobile radio systems of the 2nd or 3rd generation, such as the GSM or UMTS, the data transmission via the radio channel generally takes place in a predetermined time structure, the transmission frame, which is often also referred to as a frame. A transmission frame provides that is, the periodic basic time structure with which data is physically transmitted. In UMTS, a frame is 10 ms. To carry out certain functions, such as channel estimation and performance control, a frame is divided into time slots, for example in UMTS into 15 time slots. A time slot is therefore a permanently assigned time segment within a transmission frame.
Auf Basis der zeitlichen Struktur, bestehend aus Rahmen und Zeitschlitzen, kann man weitere zeitliche Unterstrukturen, beispielsweise Unterrahmen bzw. "Subframes", definieren. Beispielsweise könnte man in UMTS einen Unterrahmen definieren, der drei Zeitschlitze umfassen soll, so dass sich ein Rahmen dann aus 5 Unterrahmen zusammensetzt.On Basis of the temporal structure, consisting of frames and time slots, you can use other temporal substructures, for example subframes or "Subframes". For example could one defines a subframe in UMTS, the three time slots should include, so that a frame is then composed of 5 subframes.
Eine Übertragungsrahmenlänge bzw. ein Übertragungszeitintervall bzw. "transmission time interval" (TTI) bezeichnet die Zeitlänge, über die Daten, welche zusammen kodiert wurden, aufgrund einer Verwürfelung, z.B. einem sogenannten "Scrambling" oder "Interleaving", zeitlich aufgespreizt werden. Ein TTI kann beispielsweise in Bezug auf Zeitschlitze angegeben werden.A transmission frame length or a transmission time interval or "transmission time interval "(TTI) denotes the length of time over which Data that was encoded together due to scrambling, e.g. a so-called "scrambling" or "interleaving", spread out over time become. For example, a TTI can be specified in terms of time slots become.
Damit kann insbesondere das Übertragungszeitintervall, in dem Daten von der Medium-Zugangsschicht bzw. "Medium Access Layer" (MAC) (OSI-Schicht 2, OSI: Open System Interconnecti-on) zur physikalischen Schicht (OSI-Schicht 1) in Form von sog. Transportblöcken (= Verbund von Datenpaketen fester Länge) übertragen werden, bezeichnet sein. Weiterhin kann damit beispielsweise das Übertragungszeitintervall, in dem die Daten dann physikalisch über die Luftschnittstelle übertragen werden, bezeichnet sein.In order to the transmission time interval, in the data from the medium access layer or "Medium Access Layer" (MAC) (OSI layer 2, OSI: Open System Interconnecti-on) to the physical layer (OSI layer 1) in Form of so-called transport blocks (= Combination of data packets of fixed length) are transmitted his. Furthermore, the transmission time interval, in to which the data is then physically transferred transmit the air interface will be designated.
Beispielsweise im Fall, für den gilt TTI = 40ms, werden zum einen alle 40ms Daten von der MAC-Schicht zur physikalischen Schicht gesendet. Zum anderen werden diese Daten dann von der physikalischen Schicht innerhalb von 4 Rahmen übertragen.For example in the case for the TTI = 40ms applies, data is from the MAC layer every 40ms sent to the physical layer. On the other hand, this data then transmitted from the physical layer within 4 frames.
2. Ausgestaltungen der Erfindung2. Refinements the invention
2.1 Kombination der Leistungsregelungsparameter mit verkürzten Rahmenformaten2.1 Combination of the power control parameters with shortened frame formats
Eine mögliche Erweiterung zur effizienteren Datenübertragung auf dem HS-PRACH ist die Segmentierung eines Datenpaketes in mehrere kleinere Abschnitte, die innerhalb eines festgelegten Abschnittes zu einem zufälligen Zeitpunkt gesendet werden. Es erfolgt eine Bestätigung über den Empfang der einzelnen Segmente über den HS-S-CCPCH. Bei fehlgeschlagener Bestätigung innerhalb einer vorgegebenen Zeit wird das Segment wiederholt. Die Gesamtlänge zur Übertragung eines Paketes kann sich dadurch deutlich erhöhen. Je länger eine Datenübertragung andauert, um so bedeutsamer wird die Verwendung einer geschlossenen Leistungskontrolle.A possible Extension for more efficient data transmission on the HS-PRACH is the segmentation of a data packet into several smaller sections, those within a specified section at a random time be sent. There is a confirmation of the receipt of the individual segments via the HS-S-CCPCH. In the event of a failed confirmation within a specified one Time the segment is repeated. The total length for the transmission of a packet can thereby increase significantly. The longer a data transfer the more important the use of a closed one becomes Power control.
2.2 Spezifizierung der Leistungsregelungsparameter2.2 Specification of the Power control parameters
Wird der HS-PRACH als zusätzliche Datenverbindung genutzt, um die Interferenz in der Zelle zu verringern, wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung einer Erweiterung der sekundäre gemeinsame Kontrollkanal bzw. "Secondary Common Control Physical Channel" (S-CCPCH), nämlich der im folgenden als Hoch geschwindigkeitskanal bzw. HS-S-CCPCH bezeichnete Kanal, als separater Rückkanal für eine erweiterte Leistungskontrolle während der Datenübermittlung genutzt.Becomes the HS-PRACH as an additional Data connection used to reduce interference in the cell is according to one advantageous embodiment of an expansion of the secondary common Control channel or "Secondary Common Control Physical Channel "(S-CCPCH), namely hereinafter referred to as high-speed channel or HS-S-CCPCH Channel, as a separate return channel for one advanced performance control during the data transmission used.
Wesentlich für eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine effiziente Leistungsregelung für den gemeinsam benutzten Kanal PRACH im UMTS FDD-Modus, insbesondere vorteilhaft im Fall verkürzter Rahmenlängen. Im folgenden wird eine Ausführungsform mit folgenden Merkmalen vorgeschlagen:Essential for one Design of the method according to the invention is an efficient power control for the shared channel PRACH in UMTS FDD mode, particularly advantageous in the case of shortened frame lengths. in the the following is an embodiment proposed with the following features:
a) Erweiterung der ASC mit neuen Parameterna) Extension of the ASC with new parameters
Innerhalb des Informationselementes „PRACH system information list" (Tabelle 1) wird im IE „PRACH partitioning" (Tabelle 2) die ASC-Konfiguration um folgende fünf Parameter erweitert:
- – Ein Leistungserhöhungsparameter "PowerUp NACK "Delta" (PND): Stellt ein Delta in der Einheit dBm ein, um das im Falle des Empfangs von NACK die Leistung erhöht wird.
- – Ein Leistungserhöhungswiederholparameter "PowerUp NACK Repeat" (PNR): Stellt die Anzahl der Wiederholungen mit Leistungserhöhung im Falle des Empfangs von NACK ein.
- – Eine Leistungserhöhungsschwelle "PowerUp Treshold" (PUT): Stellt die aufeinanderfolgende Anzahl der empfangenen NACKs ein, bei der die Leistung erhöht wird.
- – Ein Leistungserniedrigungsparameter "PowerDown Delta" (PDD): Stellt ein Delta in der Einheit dBm ein, um das im Falle des Empfangs von ACK die Leistung gesenkt wird.
- – Eine Leistungserniedrigungsschwelle „PowerDown Treshold" (PDT): Stellt die aufeinanderfolgende Anzahl der empfangenen ACKs ein, bei der die Leistung gesenkt wird.
- - A power increase parameter "PowerUp NACK" Delta "(PND): Sets a delta in dBm by which the power is increased if NACK is received.
- - A power increase repeat parameter "PowerUp NACK Repeat" (PNR): Sets the number of repetitions with power increase when NACK is received.
- - A PowerUp Threshold (PUT): Sets the successive number of NACKs received at which the power is increased.
- - A power reduction parameter "PowerDown Delta" (PDD): sets a delta in dBm, by which the performance is reduced if ACK is received.
- - A PowerDown Threshold (PDT): Sets the successive number of ACKs received at which the power is reduced.
Tabelle 3 zeigt das erweiterte Informationselement IE „PRACH partitioning" zur ASC-Konfiguration mit den entsprechenden Wertebereiche der neuen Parameter. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können alle Parameter oder nur eine Auswahl aus ihnen vorgesehen sein.table 3 shows the expanded information element IE “PRACH partitioning” for ASC configuration with the corresponding value ranges of the new parameters. According to one advantageous embodiment can all Parameters or only a selection from them can be provided.
Tabelle 3 Table 3
Tabelle 3Table 3
b) Leistungskontrolle bzw. Leistungseinstellung auf dem PRACHb) Performance control or power setting on the PRACH
Bei
Empfang einer festgelegten Anzahl von NACKs (Hysterese) wird das
Datenpaket-Segment mit der um den im Parameter „PowerUp NACK Delta" festgelegten Wert
erhöhten
Leistung wiederholt. Die Wiederholung geschieht bis zu der angegebenen
Anzahl in „PowerUp
NACK Repeat", bevor
ein erneuter Verbindungsaufbau mit Präambel und initialisierter Leistung
geschieht (siehe
In
Auf dem Kontrollteil werden nur spezifische Kontrollinformationen der physikalischen Schicht gesendet, wie sog. "Pilot-Bits" zur Kanalschätzung und "TFCI-Bits" als Transportformat-Kombinationsindikator für den Datenteil. Auf dem Datenteil wird die eigentliche Nachricht vom RACH-Transportkanal gesendet. Die Anzahl der auf dem Kontroll- und Datenteil übertragenen Datenbits pro Rahmen bzw. Zeitschlitz NPilot, NTFCI, NData ergibt sich aus dem Spreizfaktor (SF) des verwendeten OVSF-Spreiz-Codes (OVSF Orthogonal Variable Spreading Factor) und der im Uplink verwendeten Modulationsart BPSK (Binary Phase Shift Keying). Der Kontrollteil wird hierbei immer mit einem Spreiz-Code mit einem Spreizfaktor von 256 gespreizt, so dass 10 Bits in einem Zeitschlitz der Länge 2560 Chips übertragen werden. Für den Datenteil sind Spreiz-Codes mit einem Spreizfaktor von 32, 64, 128 oder 256 möglich. Dies bedeutet, dass pro Zeitschlitz der Länge 2560 Chips zumindest 10 Bits bei einem Spreizfaktor von 256 bis maximal 80 Bits bei einem Spreizfaktor von 32 übertragen werden können.Only specific control information of the physical layer is read on the control part det, such as so-called "pilot bits" for channel estimation and "TFCI bits" as a transport format combination indicator for the data part. The actual message is sent from the RACH transport channel on the data part. The number of data bits transmitted on the control and data part per frame or time slot NPilot, NTFCI, NData results from the spreading factor (SF) of the OVSF spreading code used (OVSF Orthogonal Variable Spreading Factor) and the modulation type BPSK used in the uplink (Binary Phase Shift Keying). The control part is always spread with a spreading code with a spreading factor of 256, so that 10 bits are transmitted in a time slot with a length of 2560 chips. Spreading codes with a spreading factor of 32, 64, 128 or 256 are possible for the data part. This means that at least 10 bits with a spreading factor of 256 to a maximum of 80 bits with a spreading factor of 32 can be transmitted per time slot with a length of 2560 chips.
Die verschiedenen Ausgestaltungen und Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen somit eine effiziente Uplink-Datenübertragung für stoßartige Paketdatenanwendungen im UMTS FDD-Modus mit Hilfe des für Leistungsanpassung über den HS-S-CCPCH verbesserten PRACHs.The various configurations and embodiments of the invention enable thus an efficient uplink data transmission for jerky Packet data applications in UMTS FDD mode using the for performance adjustment via the HS-S-CCPCH improved PRACHs.
2.3 Detaillierte Ausführungsbeispiele 2.3 Detailed embodiments
Für die folgenden zwei Ausführungsbeispiele gelten folgende Annahmen:
- – In einer UMTS-Zelle stehen sowohl PRACHs und HS-PRACHs bzw. S-CCPCHs und HS-SCCPCHs zur effizienteren Datenübertragung im Uplink zur Verfügung.
- – Es wird ein Terminal UE im "Connected" Mode betrachtet, das auf dem HS-PRACH eine Präambel sendet und auf dem AICH ein ACK empfängt.
- – Für den HS-PRACH wurden die neuen Parameter im ASC wie folgt konfiguriert: – PowerUp NACK Delta (PND) = 3 – PowerUp NACK Repeat (PNR) = 3 – PowerUp Treshold (PUT) = 2 – PowerDown Delta (PDD) = 3 – PowerDown Treshold (PDT) = 2
- - In a UMTS cell, both PRACHs and HS-PRACHs or S-CCPCHs and HS-SCCPCHs are available for more efficient data transmission in the uplink.
- - A terminal UE in "Connected" mode is considered, which sends a preamble on the HS-PRACH and receives an ACK on the AICH.
- - For the HS-PRACH, the new parameters in the ASC were configured as follows: - PowerUp NACK Delta (PND) = 3 - PowerUp NACK Repeat (PNR) = 3 - PowerUp Treshold (PUT) = 2 - PowerDown Delta (PDD) = 3 - PowerDown Threshold (PDT) = 2
Ausführungsbeispiel 1: Sendeleistungserhöhung bei Random Access-ÜbertragungEmbodiment 1: increase in transmission power Random Access transmission
In
Die Basisstation BS verwendet den AICH nur als Rückkanal für die vom Terminal UE gesendete Präambel, während die Basisstation BS den HS-S-CCPCH nur als Rückkanal für den gesendeten HS-PRACH verwendet.The Base station BS uses the AICH only as a return channel for that sent by the terminal UE Preamble, while the base station BS uses the HS-S-CCPCH only as a return channel for the transmitted HS-PRACH.
Nach
mehrmaligen, beispielsweise 2-maligen Erhalt eines NACK sendet das
Terminal UE den HS-PRACH-Nachrichtenteil HS-PRACH NT mit erhöhter Sendeleistung.
In
Das
erste Ausführungsbeispiel
ist in
In diesem Beispiel sei angenommen, dass UTRAN durch ein ACK auf dem AICH zum definierten Zeitpunkt von τp–a = 1.5 Zugriffszeitschlitze eine Bestätigung sendet. Somit kann das Terminal UE die eigentlichen Daten auf dem HS-PRACH zum definierten Zeitpunkt von τp–m = 3 Zugriffszeitschlitze versenden. Das erste Datensegment 1 wird mit einer aus der bei der Präambel verwendeten Leistungseinstellung abgeleiteten Leistung gesendet. In diesem Beispiel sei angenommen, dass UTRAN, einen gestörten Empfang dieser Daten durch ein NACK auf dem HS-S-CCPCH bestätigt. Das erste Datensegment 1 wird daher wiederholt. Dabei wird keine Änderung in der Leistungseinstellung vorgenommen, da der "PowerUp Treshold" auf zwei eingestellt ist und somit erst bei der zweiten Wiederholung eine Änderung der Sendeleistung erfolgt. Auch das wiederholte Segment wird vom UTRAN durch ein NACK auf dem HS-S-CCPCH negativ bestätigt. Nun erfolgt bei der zweiten Wiederholung eine Leistungsänderung nach dem Wert "PowerUp Delta" PND um +3dBm. Das gleiche Verfahren würde auch bei dem Empfang des Standardwertes 0 erfolgen.In this example it is assumed that UTRAN sends an acknowledgment through an ACK on the AICH at the defined time of τ p – a = 1.5 access time slots. Thus, the terminal UE can send the actual data on the HS-PRACH at the defined time of τ p-m = 3 access time slots. The first data segment 1 is sent with a power derived from the power setting used in the preamble. In this example it is assumed that UTRAN confirms that this data has been received by a NACK on the HS-S-CCPCH. The first data segment 1 is therefore repeated. No change is made in the power setting, since the "PowerUp Threshold" is set to two and therefore the transmission power is not changed until the second iteration. The repeated segment is also negatively confirmed by the UTRAN by a NACK on the HS-S-CCPCH. Now with the second one Repetition of a power change according to the value "PowerUp Delta" PND by + 3dBm. The same procedure would also take place when the standard value 0 was received.
In diesem Beispiel würde das Terminal UE bis zu maximal drei Wiederholungen des gleichen Datensegmentes mit jeweils erhöhter Leistung senden, da der Parameter "PowerUp Repeat" PUR hier auf drei eingestellt ist und der Schwellwert "PowerUp Treshold" PUT bereits erreicht ist. Dabei wird die im Stand der Technik für den PRACH definierten maximalen Leistung nicht überschritten.In this example would the terminal UE up to a maximum of three repetitions of the same Data segment with increased Send power because the parameter "PowerUp Repeat" PUR is set to three here and the threshold value "PowerUp Treshold "PUT already is reached. The state of the art for PRACH defined maximum power is not exceeded.
Der
weitere Verlauf des Ausführungsbeispiel
ist nicht mehr Bestandteil der
Ausführungsbeispiel 2: Sendeleistungsabsenkung bei Random Access-ÜbertragungEmbodiment 2: transmission power reduction with random access transmission
Das
zweite Ausführungsbeispiel
ist in
Wieder sendet das Terminal UE nach dem ALOHA-Verfahren eine Präambel auf dem HS-PRACH mit einer initialen Leistungseinstellung. In diesem Beispiel sei ebenfalls angenommen, dass UTRAN durch ein ACK auf dem AICH zum definierten Zeitpunkt eine Bestätigung sendet. Das Initialisierungs-Verfahren weicht nicht von dem Standard ab, so dass der Fall eines nicht erfolgreichen Sendens der Präambel hier nicht weiter berücksichtigt werden muss. Das Terminal UE kann wie im ersten Beispiel die eigentlichen Daten auf dem HS-PRACH versenden. In diesem Beispiel sei angenommen, dass UTRAN, den fehlerfreien Empfang des ersten Datensegments 1 durch ein ACK auf dem HS-S-CCPCH bestätigt.Again Terminal UE sends a preamble according to the ALOHA procedure the HS-PRACH with an initial power setting. In this Example is also assumed that UTRAN by an ACK sends the AICH a confirmation at the defined time. The initialization process does not deviate from the standard, so the case of an unsuccessful Sending the preamble not considered further here must become. As in the first example, the UE terminal can do the actual Send data on the HS-PRACH. In this example, suppose that UTRAN, the error-free reception of the first data segment 1 confirmed by an ACK on the HS-S-CCPCH.
Die Zeitdauer, welche das Senden des HS-PRACH Nachrichtenteils beansprucht, ist mit HS-PRACH TTI bezeichnet.The Length of time it takes to send the HS-PRACH message part, is labeled HS-PRACH TTI.
Das zweite Datensegment 2 wird vom Terminal UE gesendet. Dabei wird keine Änderung in der Leistungseinstellung vorgenommen, da die "PowerDown Treshold" PDT auf zwei eingestellt ist und somit erst nach zwei aufeinanderfolgend bestätigten Segmenten eine Änderung der Sendeleistung in dem dritten Segment erfolgt. Auch der Empfang des zweiten Segmentes wird von UTRAN durch ein ACK auf dem HS-S-CCPCH bestätigt. Nun erfolgt bei Senden des dritten Datensegmentes 3 eine Leistungsänderung nach dem Wert "PowerDown Delta" PDD um –3dBm. Die nächste Absenkung der Sendeleistung erfolgt nicht sofort im darauffolgenden bestätigten Datensegment 4, sondern erst nach erneutem Erreichen des Schwellwertes "PowerDown Treshold" PDT. Denkbar ist noch eine minimale Sendeleistung einzuführen, die nicht unterschritten weiter werden soll.The second data segment 2 is sent by the terminal UE. Doing so no change made in the power setting, since the "PowerDown Threshold" PDT is set to two and thus a change only after two successively confirmed segments the transmission power takes place in the third segment. The reception too of the second segment is from UTRAN through an ACK on the HS-S-CCPCH approved. Now, when the third data segment 3 is sent, there is a change in performance after the value "PowerDown Delta "PDD by -3dBm. The next The transmission power is not reduced immediately the following confirmed Data segment 4, but only after reaching the "PowerDown Threshold" PDT again. Is conceivable to introduce a minimum transmission power that did not fall below should continue.
Auch wenn die vorliegende Erfindung insbesondere anhand von Beispielen aus UMTS beschrieben wurde, so ist sie doch auch eine Vielzahl unterschiedlicher Kommunikationssysteme und Kanäle in ihnen anzuwenden. Als Hinweis auf die Einsatzbreite dienen auch die Begriffsklärungen unter Ziffer 1.Also when the present invention is particularly based on examples was described from UMTS, so it is also a variety of different Communication systems and channels to apply in them. Also serve as an indication of the range of use the terminology under number 1.
AbkürzungenAbbreviations
- ACK AcknowledgementACK Acknowledgment
- AICH Acquisition Indicator ChannelAICH Acquisition Indicator Channel
- ASC Access Service ClassASC Access Service Class
- BCH Broadcast ChannelBCH broadcast channel
- CCCH Common Control ChannelCCCH Common Control Channel
- CPICH Common Pilot ChannelCPICH Common Pilot Channel
- DCCH Dedicated Control ChannelDCCH Dedicated Control Channel
- DL DownlinkDL downlink
- DPDCH Dedicated Physical Data ChannelDPDCH Dedicated Physical Data Channel
- FBI Feedback InformationFBI feedback information
- FDD Frequency Division DuplexFDD Frequency Division Duplex
- HS-PRACH High Speed PRACHHS-PRACH High Speed PRACH
- HS-S-CCPCH High Speed S-CCPCHHS-S-CCPCH High Speed S-CCPCH
- kbps kilo bits per secondkbps kilo bits per second
- Mbps Mega bits per secondMbps Mega bits per second
- Mcps Mega chips per secondMcps mega chips per second
- NACK Negative AcknowledgementNACK Negative Acknowledgment
- PRACH Physical Random Access ChannelPRACH Physical Random Access Channel
- QoS Quality of ServiceQoS Quality of Service
- S-CCPCH Secondary Common Control Physical ChannelS-CCPCH Secondary Common Control Physical Channel
- SF Spreading FactorSF spreading factor
- TDD Time Division DuplexTDD Time Division Duplex
- TFCI Transport Format Combination IndicatorTFCI Transport Format Combination Indicator
- TFL Transmission Frame LengthTFL transmission frame length
- TFS Transport Format SetTFS Transport Format Set
- TM Transparent ModeTM Transparent Mode
- TPC Transmit Power ControlTPC Transmit Power Control
- TST Transmission Start TimeTST Transmission Start Time
- TSTP Transmission Start Time ProbabilityTSTP Transmission Start Time Probability
- TTI Transmission Time Interval TTI transmission time interval
- TX TransmitTX Transmit
- UE User EquipmentUE user equipment
- UMTS Universal Mobile Telecommunications SystemUMTS Universal Mobile Telecommunications System
- UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access NetworkUTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network
Claims (5)
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