DE10318889A1 - Verfahren zur Auswahl einer Schnittstelle eines multistandardfähigen Kommunikationsgerätes und eine entsprechende Vorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung einer Codesequenz von und/oder zu einem Kommunikationsgerät in wahlweise einem von mindestens zwei standardisierten Kommunikationsnetzen, wobei das Kommunikationsgerät zur Kommunikation mit den jeweiligen standardisierten Kommunikationsnetzen mindestens je eine entsprechend standardisierte Schnittstelle und je eine standardisierte Empfangseinheit aufweist, wobei bei einer aktuellen Datenübertragung zur Selektion der Schnittstelle eine Bitfehlerrate einer empfangenen Codefolge durch die jeweilige Empfangseinheit bestimmt und ausgewertet wird.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung in Form von Codefolgen von und/oder zu einem Kommunikationsgerät in wahlweise einem von mindestens zwei standardisierten Kommunikationsnetzen sowie ein entsprechendes multistandardfähiges Kommunikationsgerät.
• Derzeitig kommt zusehends seitens des Marktes die Forderung "Wireless Network Technologie: Anywhere, Anytime". Dazu werden zukünftig integrierte drahtlose multistandardfähige Kommunikationsgeräte benötigt. Bekannt sind bereits Kommunikationsgeräte mit mehreren verschiedenen standardisierten Schnittstellen zur wahlweisen Kommunikation mit einem entsprechend standardisierten Kommunikationsnetz. Es gibt bereits erste Kommunikationsgeräte mit einer integrierten WLAN-(Wireless Local Area Network)Schnittstelle gemäß dem Standard IEEE802.11b und einer zweiten integrierten GSM- bzw. GPRS-Schnittstelle. In einem derartigen Kommunikationsgerät kann aufgrund des Vorhandenseins der beiden Schnittstellen gewählt werden, über welches der beiden Kommunikationsnetze, WLAN oder GSM, eine Datenübertragung erfolgen soll. In einer derartigen Kombination übernimmt das WLAN beispielsweise einen breitbandigen, preiswerten Internetzugriff innerhalb eines sogenannten "hot spots" und das GSM einen bandbreitenbegrenzten, roamingfähigen Zugang zu einem zellularen Netzwerk. Bei einem „hot spot" handelt es sich um einen Ort, der durch eine starke Nachfrage für drahtlose Verbindungen gekennzeichnet ist, wie beispielsweise ein Flughafen oder ein Bahnhof.
• Neben diesen sich ergänzenden Anwendungen eines multistandardfähigen Kommunikationsgerätes gibt es auch Anwendungen, die von beiden Standards, das heißt sowohl von WLAN wie auch von GSM, alternativ realisiert werden können. Datentransferfunktionen, wie beispielsweise ein Download aus dem Internet, können beispielsweise sowohl über WLAN wie auch über GSM erfolgen. In einem "hot spot", in dem zusätzlich ein GSM-Netz erreichbar ist, kann demnach ein Download über WLAN oder GSM erfolgen.
• Eine aus dieser Funktionalität abgeleitete Aufgabe ist die automatische Selektion der Mobilfunk- bzw. WLAN-Schnittstelle.
• Nach dem Stand der Technik wird eine Lösung verwendet, welche die Signalstärke des WLAN- und GSM-Signals im Empfänger misst und als Entscheidungsgrundlage zur Wahl der Schnittstelle nutzt. Die Signalstärke ist jedoch nicht hinreichend geeignet, da ein Signal mit großer Signalstärke zum Einen auch ein qualitativ schlechtes, beispielsweise ein gestörtes Signal sein kann. Ferner arbeitet WLAN in einem offenen Frequenzband (ISM: industry scientific medicine) und zudem wird das offene Frequenzband zukünftig von weiteren Funkstandards okkupiert (IEEE802.11b, IEEE802.11g). Darüber hinaus ist die Bandbreite von GSM mit 200kHz und die Bandbreite von WLAN mit > 1MHz sehr unterschiedlich. Daraus folgt eine unterschiedliche Empfindlichkeit des Empfängers.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es nunmehr, ein geeignetes Verfahren bereit zu stellen, mit dessen Hilfe es möglich ist, bei einer Datenübertragung von und/oder zu einem Kommunikationsgerät der eingangs genannten Art eine Selektion einer geeigneten Schnittstelle vornehmen zu können.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein erfindungsgemäßes multistandardfähiges Kommunikationsgerät gemäß Anspruch 7.
• Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Übertragung einer Codesequenz von und/oder zu einem Kommunikationsgerät in wahlweise einem von mindestens zwei standardisierten Kommunikationsnetzen bereitgestellt, wobei das Kommunikationsgerät zur Kommunikation mit den jeweiligen standardisierten Kommunikationsnetzen mindestens je eine entsprechend standardisierte Schnittstelle und je eine standardisierte Empfangseinheit aufweist, wobei bei einer aktuellen Datenübertragung zur Selektion der Schnittstelle eine Bitfehlerrate einer empfangenen Codefolge durch die jeweilige Empfangseinheit bestimmt und ausgewertet wird.
• In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als standardisierte Kommunikationsnetze ein WLAN- und ein GSM- oder ein GPRS-Netz gewählt.
• Bei einer Datenübertragung in Form von Codefolgen treten Fehler auf, die durch ungünstige Übertragungseigenschaften des Mobilfunkkanals verursacht werden. Ein Maß für die Qualität des Mobilfunkkanals ist die Bitfehlerrate BER (Bit Error Rate). Ein typischer, als gut zu bezeichnender, Mobilfunkkanal weist beispielsweise ein BER von 10^–2...–3 auf. Für eine gute Sprach- und insbesondere Datenübertragung ist jedoch ein BER von 10^–6 erforderlich. Eine wesentliche Aufgabe digitaler Mobilfunksysteme ist daher die Fehlererkennung und Fehlerkorrektur. Komponenten zur Realisierung dieser Aufgabe sind (Ka nal-)Kodierer in einer Sendeeinheit des Kommunikationsgerätes und (Kanal-)Dekodierer in einer Empfangseinheit des Kommunikationsgerätes. In der Empfangseinheit werden, durch die vom (Kanal-)Kodierer eingefügten redundanten Bits, Fehler erkannt und korrigiert. Dies erfolgt ohne zusätzliche Mitwirkung der Sendeeinheit, weshalb diese Kodierung als Forward Error Correction (FEC) genannt wird.
• In der Praxis wird zwischen Block- und Faltungskodierer (auch oft als Block- und Faltungskoder bezeichnet) unterschieden. Als ein wesentlicher Unterschied zu Blockkodierer, wird bei Faltungskodierer, die auch als Convolutional Coder bezeichnete werden, nicht einzelne (Bit-) Blöcke einzeln kodiert, sondern ein kontinuierlicher "Bit-Strom". Eine besondere Ausführungsform des Convolutional Coders ist der bei vielen Mobilfunk- und WLAN Standards eingesetzte Viterbi-Dekodierer. Neben der Fehlerkorrektur wird bei diesem Dekodierer eine Information über die BER geliefert, die wiederum ein Maß für die Qualität des Funkkanals ist.
• In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dabei zur Ermittlung der BER ein Viterbi-Dekoder verwendet. Ein Viterbi-Dekoder wird beispielsweise bereits in einer auf GSM-basierenden Empfangseinheit eines Kommunikationsgerätes genutzt. Der Viterbi-Dekoder arbeitet nach dem sogenannten Maximun-Likelihood-Prinzip. Dies ist ein Prinzip der Detektion mit geringster Fehlerwahrscheinlichkeit. Ein Viterbi-Dekoder schätzt zur Empfangscodefolge die Codefolge ab, die mit größter Wahrscheinlichkeit gesendet worden ist. Der Viterbi-Dekoder ermittelt aus einer empfangenen faltungscodierten Codefolge die wahrscheinlichste Codefolge, also diejenige Codefolge, die den geringsten Abstand zur Empfangsfolge hat.
• Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorzugsweise so ausgestaltet sein, dass die ausgewerteten Bitfehlerraten in Bezug auf die jeweiligen Schnittstellen verglichen werden und entsprechend der geringsten Bitfehlerrate die Schnittstelle ausgewählt wird. Erfindungsgemäß erfolgt dies durch eine Vergleichseinrichtung und eine Auswahleinrichtung. Eingangsinformationen der Vergleichseinrichtung sind die BERs der alternativen Mobilfunkstandards.
• Die Ausgangsinformation der Vergleichseinrichtung ist ein Selektionssignal für die Auswahleinrichtung. Die Auswahleinrichtung selektiert die Schnittstelle, welche die geringste BER aufweist. Dies erfolgt durch eine Umschaltung der Schnittstellen.
• Die Umschaltung der Schnittstellen, die auch als Adaption der Betriebsart bezeichnet wird, bedarf die zeitgleich oder zeitnahe Empfangsbereitschaft der jeweiligen Empfangseinheiten.
• Ferner umfasst die vorliegende Erfindung ein multistandardfähiges Kommunikationsgerät, das mindestens zwei standardisierte Schnittstellen und mindestens zwei entsprechend standardisierte Empfangseinheiten zur Kommunikation mit mindestens zwei standardisierten Kommunikationsnetzen aufweist, wobei jede Empfangseinheit mindestens eine Bestimmungs- und Auswerteeinheit zur Bestimmung und Auswertung einer Bitfehlerrate einer empfangenen Codefolge umfasst.
• In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kommunikationsgeräts, kann das Kommunikationsgerät mit einem WLAN- und einem GSM- oder einem GPRS-Netz kommunizieren. Das bedeutet, dass das multistandardisierte Kom munikationsgerät sowohl eine Schnittstelle zur Kommunikation mit einem WLAN als auch eine Schnittstelle zur Kommunikation mit einem GSM- bzw. GPRS-Netz aufweist. Ferner verfügt das Kommunikationsgerät auch über eine auf WLAN basierende Empfangseinheit sowie eine auf GSM bzw. GPRS basierende Empfangseinheit. Somit können bestimmte Anwendungen, wie beispielsweise Datentransferfunktionen mittels WLAN oder GMS bzw. GPRS realisiert werden. Ein Download aus dem Internet kann in einem "hot spot", wo neben dem WLAN zusätzlich ein GSM-Netzwerk erreichbar ist, nun alternativ über WLAN oder GSM erfolgen. Um entscheiden zu können, welche Realisierung besser ist, das heißt wo geringere Übertragungsfehlern auftreten, umfasst nun erfindungsgemäß jede Empfangseinheit, das heißt sowohl die auf WLAN basierende als auch die auf GSM basierende Empfangseinheit eine Bestimmungs- und Auswerteeinheit zur Bestimmung und Auswertung einer Bitfehlerrate einer empfangenen Codefolge. Die Bitfehlerrate BER (Bit Error Rate) gibt eine Maß für die Qualität der Übertragung an. Diese Information wird nun erfindungsgemäß genutzt, um zu entscheiden welche Schnittstelle, das heißt die auf WLAN oder die auf GSM basierende Schnittstelle für die aktuelle Anwendung verwendet werden soll.
• In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kommunikationsgerät ist die Bestimmungs- und Auswerteeinheit ein Viterbi-Dekoder. Ein Viterbi-Dekoder arbeitet, wie bereits erwähnt, nach dem Maximum-Likelihood-Prinzip, das heißt nach dem Prinzip der Detektion mit geringster Fehlerwahrscheinlichkeit.
• Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Figur aufgezeigt. Es zeigt
• 1 Schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen multistandardfähigen Kommunikationsgerätes
• In 1 ist schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen multistandardfähigen Kommunikationsgerätes 1 dargestellt. Das hier dargestellte Kommunikationsgerät 1 weist zwei Schnittstellen und zwei standardisierte Empfangseinheiten auf. Im vorliegenden Fall umfasst das Kommunikationsgerät 1 eine GSM-Empfangseinheit 2 mit einem GSM-Dekoder 3 und einer GSM-Kommunikationseinrichtung 4 und eine WLAN-Empfangseinheit 5 mit einem entsprechenden WLAN-Dekoder 6 und einer WLAN-Kommunikationseinrichtung 7. Durch den GSM-Dekoder 3 wird bei Empfang einer Codefolge über die GSM-Kommunikationseinrichtung 4 eine Bitfehlerrate BER GSM bestimmt und an eine Vergleichs- und Auswerteeinrichtung 8 weitergeleitet. Gleichzeitig wird durch den WLAN-Dekoder 6 bei Empfang derselben Codefolge über die WLAN-Kommunikationseinrichtung 7 eine Bitfehlerrate BER WLAN bestimmt und ebenfalls an die Vergleichs- und Auswerteeinheit 8 weitergeleitet. Die Vergleichs- und Auswerteeinheit 8 wertet nunmehr die empfangenen Bitfehlerraten BER GSM und BER WLAN aus und gibt ein Selektionssignal an eine Auswahleinrichtung 9 weiter. Die Auswahleinrichtung 9 wählt nun aufgrund des Selektionssignals aus, welche Schnittstelle für eine aktuelle Anwendung verwendet werden soll. Die Auswahl der Schnittstelle orientiert sich im Allgemeinen daran, über welche Schnittstelle die Übertragung mit geringeren Übertragungsfehlern behaftet ist. Die Bitfehlerrate BER GSM bzw. BER WLAN gibt jeweils ein Maß für die Qualität der jeweiligen Übertragung an.

Claims (8)

1. Verfahren zur Übertragung einer Codesequenz von und/oder zu einem Kommunikationsgerät in wahlweise einem von mindestens zwei standardisierten Kommunikationsnetzen, wobei das Kommunikationsgerät zur Kommunikation mit den jeweiligen standardisierten Kommunikationsnetzen mindestens je eine entsprechend standardisierte Schnittstelle und je eine standardisierte Empfangseinheit aufweist, wobei bei einer aktuellen Datenübertragung zur Selektion der Schnittstelle eine Bitfehlerrate einer empfangenen Codefolge durch die jeweilige Empfangseinheit bestimmt und ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als standardisierte Kommunikationsnetze ein WLAN- und ein GSM- oder GPRS-Netz gewählt werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bitfehlerrate mittelbar über eine Ermittlung einer wahrscheinlichsten Codefolge, die zu von den jeweiligen Empfangseinheiten empfangenen Codefolgen nach einer vorgegebenen Metrik am geringsten beabstandet ist, ermittelt und ausgewertet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der wahrscheinlichsten Codefolge ein sogenannter Maximum-Likelihood-Detektor, insbesondere ein Viterbi-Dekoder verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgewerteten Bitfehlerraten in Bezug auf die jeweiligen Schnittstellen verglichen werden und entsprechend der geringsten Bitfehlerrate die Schnittstelle ausgewählt wird.
6. Multistandardfähiges Kommunikationsgerät, das mindestens zwei standardisierte Schnittstellen und mindestens zwei entsprechend standardisierte Empfangseinheiten zur Kommunikation mit mindestens zwei standardisierten Kommunikationsnetzen aufweist, wobei jede Empfangseinheit mindestens eine Bestimmungs- und Auswerteeinheit zur Bestimmung und Auswertung einer Bitfehlerrate einer empfangenen Codefolge umfasst, eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich der durch die jeweiligen Empfangseinheiten bestimmten Bitfehlerraten und eine Auswahleinheit zur Auswahl der Schnittstelle vorgesehen ist.
7. Kommunikationsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsgerät mit einem WLAN- und einem GSM- oder GPRS-Netz kommunizieren kann.
8. Kommunikationsgerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungs- und Auswerteeinheit ein sogenannter Maximum-Likelihood-Detektor, insbesondere ein Viterbi-Dekoder ist.