DE10319311A1

DE10319311A1 - Verfahren zum Betrieb eines Funkkommunikationssystems

Info

Publication number: DE10319311A1
Application number: DE10319311A
Authority: DE
Inventors: Patricia Bertram; Christina Gessner; Christian Klaussner; Stephan Laue
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2003-04-29
Filing date: 2003-04-29
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2023-04-30
Also published as: DE10319311B4; WO2004098223A1; US20070110007A1; EP1656807A1; RU2005136978A; BRPI0409880A

Abstract

In einem Funkkommunikationssystem, in dem jeweils einem Funkkanal in Aufwärtsrichtung ein Funkkanal in Abwärtsrichtung zugeordnet ist, empfängt eine Teilnehmerstation Daten, die von einer netzseitigen Funkstation über einen Funkkanal in Abwärtsrichtung ausgesendet werden, ohne dass eine logische Verbindung zwischen der Teilnehmerstation und der netzseitigen Funkstation eingerichtet ist. Es wird von der Teilnehmerstation eine Nachricht über einen Funkkanal in Aufwärtsrichtung gesendet, der dem Funkkanal in Abwärtsrichtung zugeordnet ist. Die Nachricht wird von der netzseitigen Funkstation über den Funkkanal in Abwärtsrichtung ausgesendet.

Description

Funkkommunikationssysteme dienen der Übertragung von Informationen, Sprache oder Daten, mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle zwischen einer sendenden und einer empfangenden Funkstation. Ein Beispiel für ein Funkkommunikationssystem ist das bekannte GSM-Mobilfunknetz, sowie dessen Weiterentwicklung GPRS, 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.

Zur Paketdatenvermittlung umfasst ein Funkkommunikationssystem, zum Beispiel ein GSM-Mobilfunknetz mit GPRS, eine Vielzahl von Paketdatendienstknoten (Serving GPRS Support Node SGSN), die untereinander vernetzt sind und die den Zugang zu einem Festdatennetz herstellen. Zur leitungsvermittelten Datenübertragung umfasst das Funkkommunikationssystem Mobilvermittlungsstellen, die untereinander vernetzt sind und die den Zugang zu einem Festnetz herstellen. Die Paketdatendienstknoten und die Mobilvermittlungsstellen sind ferner mit Basisstationssteuerungen (BSC) verbunden. Jede Basisstationssteuerung ermöglicht wiederum eine Verbindung zu mindestens einer Basisstation (BTS) und nimmt die Verwaltung der funktechnischen Ressourcen der angeschlossenen Basisstationen vor. Basisstation und Basistationssteuerung werden als Basisstationssystem bezeichnet. Eine Basisstation ist eine Sende/Empfangseinheit, die über eine Funkschnittstelle eine Nachrichtenverbindung zu Teilnehmerstationen aufbauen kann. Dabei wird ein Funkkanal von der Basisstation zur Teilnehmerstation als Funkkanal in Abwärtsrichtung oder Downlink-Funkkanal und ein Funkkanal von der Teilnehmerstation zur Basisstation als Funkkanal in Aufwärtsrichtung oder Uplink-Funkkanal bezeichnet.

Man unterscheidet zwei Betriebsmodi einer Teilnehmerstation: Im Ruhezustand, für den in der Fachwelt der Begriff "Idle mode" gebräuchlich ist, besteht keine logische Verbindung zwischen der Teilnehmerstation und einer Basisstation. Im dedizierten Zustand, für den auch der Begriff "dedicated mode" gebräuchlich ist, besteht eine logische Verbindung zwischen der Teilnehmerstation und einer Basisstation, in der der Teilnehmerstation ein dedizierter Kanal zugeordnet ist, über den eine Nachrichtenübertragung erfolgen kann.

Es sind neuartige Datendienste vorgeschlagen worden, bei denen eine Funkstation, zum Beispiel eine Basisstation, Daten aussendet, ohne dass diese Daten einer speziellen Verbindung zugeordnet sind. Vielmehr werden die Daten im Sinne einer Rundfunkaussendung gesendet und können von allen im Funkkommunikationsnetz befindlichen Teilnehmerstationen insbesondere innerhalb der Reichweite der Basisstation oder einer definierten Gruppe von im Funkkommunikationssystem befindlichen Teilnehmerstationen empfangen werden. Die empfangenden Teilnehmerstationen können sich dabei im Ruhezustand, d.h. Idle Mode, befinden. Zu diesen Dienste gehört auch der unter dem Begriff "Multimedia Broadcast Multicast Services" mit der Abkürzung "MBMS" für den GERAN-Standard und den UTRAN-Standard vorgeschlagene Dienst.

Potentielle Teilnehmer derartiger Datendienste können sich im Funkkommunikationssystem registrieren lassen. Sie werden dann mit einer Kennung versehen und können als Gruppe bestimmten Signalisierungskanälen, zum Beispiel als Paging-Gruppe einem Paging-Kanal, zugewiesen werden. Die Abrechnung für diese Dienste erfolgt über die Registrierung.

In diesen Datendiensten werden die Daten ausschließlich von einer netzseitigen Funkstation ausgesendet. Das heißt, es werden ausschließlich Funkkanäle in Abwärtsrichtung benutzt. In Funkkommunikationssystemen beispielsweise entsprechend oder ähnlich dem GERAN-Standard sind jeweils ein Funkkanal in Abwärtsrichtung und ein Funkkanal in Aufwärtsrichtung einander fest zugeordnet. Bei diesen Datendiensten wird in diesem Fall nur der Funkkanal in Abwärtsrichtung genutzt.

Es ist vorgeschlagen worden, den zugeordneten Funkkanal in Aufwärtsrichtung in den MBMS-Dienst zum Zählen der Teilnehmer auf einem speziellen Kanal mit wahlfreiem Zugriff oder für normale Daten in Aufwärtsrichtung zu verwenden (siehe z. B. GP-030667, 3GPP TSG GERAN#14 Meeting).

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Funkkommunikationssystems anzugeben, bei dem Funkkanäle in Aufwärtsrichtung und Funkkanäle in Abwärtsrichtung effektiv genutzt werden.

Dieses Problem wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den übrigen Unteransprüchen hervor.

In einem Funkkommunikationssystem, in dem jeweils ein Funkkanal in Aufwärtsrichtung und ein Funkkanal in Abwärtsrichtung einander zugeordnet sind, empfängt eine Teilnehmerstation Daten, die von einer netzseitigen Funkstation über einen Funkkanal in Abwärtsrichtung ausgesendet werden, ohne dass eine logische Verbindung zwischen der Teilnehmerstation und der netzseitigen Funkstation eingerichtet ist. Die netzseitige Funkstation ist beispielweise als Basistationssystem mit Basisstation und Basistationssteuerung ausgebildet. Bei den Daten handelt es sich beispielsweise um Daten eines MBMS-Dienstes. Von der Teilnehmerstation wird über einen Funkkanal in Aufwärtsrichtung, der dem Funkkanal in Abwärtsrichtung, über den die Daten gesendet werden, zugeordnet ist, eine Nachricht gesendet. Diese Nachricht wird von der netzseitigen Funkstation über den Funkkanal in Abwärtsrichtung ausgesendet.

Dadurch kann die Nachricht von allen Teilnehmern ebenfalls empfangen werden, die die Daten, die von der netzseitigen Funkstation über den Funkkanal in Abwärtsrichtung ausgesendet werden, empfangen. Bei der Nachricht kann es sich beispielsweise um einen Kommentar zu den empfangenen Daten handeln. Stellen die empfangenen Daten beispielsweise einen Videoclip dar, so kann die Nachricht ein Feedback zu dem Videoclip enthalten.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Teilnehmerstation die Parameter des zugeordneten Funkkanals in Aufwärtsrichtung einer Signalisierungsnachricht der netzseitigen Funkstation entnimmt. Alternativ bestimmt die Teilnehmerstation die Parameter des zugeordneten Funkkanals in Aufwärtsrichtung aufgrund der Parameter des Funkkanals in Abwärtsrichtung.

Vorzugsweise erfolgt die Aussendung der Nachricht über den Funkkanal in Abwärtsrichtung mit einer geringeren Priorität als die Aussendung der Daten über den Funkkanal in Abwärtsrichtung. Dadurch wird sichergestellt, dass die Echtzeitanforderung an die Aussendung der Daten über den Funkkanal in Abwärtsrichtung eingehalten werden können.

Vorzugsweise wird die Nachricht in der netzseitigen Funkstation gespiegelt und gemultiplext mit den Daten über den Funkkanal in Abwärtsrichtung ausgesendet. Dabei wird die Nachricht in der netzseitigen Funkstation empfangen und von der netzseitigen Funkstation über den Funkkanal in Abwärtsrichtung gemeinsam mit den Daten ausgesendet. Ein Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass das übrige Funkkommunikationssystem nicht mit der Nachricht belastet wird. Es ist dabei insbesondere denkbar, dass für die Nachricht, die nur bis zu der netzseitigen Funkstation gelangt, keine Gebühren erhoben werden.

Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, die Nachricht mit einer Kennung zu versehen, die anzeigt, dass die Nachricht von der netzseitigen Funkstation nicht in Richtung eines Kernnetzes des Funkkommunikationssystems übertragen wird. Durch die Kennung wird sichergestellt, dass die Nachricht von der netzseitigen Funkstation wiederum über den Kanal in Abwärtsrichtung ausgesendet wird, ohne dass die Nachricht ins Kernnetz gelangt.

Diese Kennung kann beispielsweise in dem Radio link control Medium access control Protokoll eingetragen werden.

Die Nachricht kann von der Teilnehmerstation zu der netzseitigen Funkstation gesendet werden, ohne dass eine logische Verbindung zwischen der Funkstation und der netzseitigen Funkstation eingerichtet ist, d. h. wenn sich die Teilnehmerstation im Ruhezustand oder im sogenannten Idle mode befindet.

Darüber hinaus kann die Nachricht zwischen der Teilnehmerstation und der netzseitigen Funkstation übertragen werden, wenn zwischen der Teilnehmerstation und der netzseitigen Funkstation in Aufwärtsrichtung eine Verbindung zur Paketdatenübertragung eingerichtet ist.

Ferner kann in dem Funkkommunikationssystem eine spezielle Verbindungsart vorgesehen sein, die für derartige Nachrichten reserviert ist, die über Funkkanäle in Aufwärtsrichtung gesendet werden, die Funkkanäle in Abwärtsrichtung zugeordnet sind, über die Daten gesendet werden, ohne dass eine logische Verbindung zwischen der sendenden netzseitigen Funkstation und die Daten empfangenden Teilnehmerstationen eingerichtet ist.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, den Umfang der Nachricht zu beschränken. Es kann z. B. dadurch erfolgen, dass die Anzahl der je Teilnehmer gesendeten Nachrichten pro Zeit oder pro Datenaussendung begrenzt wird. Ferner können für die einzelnen Teilnehmer Regeln aufgestellt werden. Damit soll verhindert werden, dass einzelne Teilnehmer den Funkkanal in Aufwärtsrichtung übermäßig nutzen. Diese Begrenzungen oder Regeln müssen der Teilnehmerstation vorab per Signalisierung mitgeteilt werden.

Das Verfahren erlaubt eine Interaktivität der Teilnehmer, ohne dass eine dedizierte Verbindung zwischen der netzseitigen Funkstation und den Teilnehmerstationen erforderlich wäre. Das Verfahren kann ohne Beteiligung des Kernnetzes durchgeführt werden. Durch entsprechende Priorisierung der Nachrichten wird ein negativer Einfluss auf die Datenaussendung in dem Funkkanal in Abwärtsrichtung vermieden. Das Verfahren ist für alle Datenaussendungen geeignet, die ohne logische Verbindung zwischen einer Teilnehmerstation und einer netzseitigen Funkstation erfolgen. Beim Empfang und beim Wiederaussenden der Nachricht sind weder eine Prozessierung der Daten noch eine Teilnehmeridentifikation erforderlich.

Im folgenden wird das Verfahren anhand eines Beispiels, das in der Figur dargestellt ist, näher erläutert.
Die Figur zeigt einen Nachrichtenfluss in einem Funkkommunikationssystem.
In einem Funkkommunikationssystem, das beispielsweise entsprechend oder ähnlich dem GERAN Standard aufgebaut ist, werden in einem MBMS Datendienst 1 Daten von einer Paketvermittlungseinheit SGSN über ein Basisstationssystem BSS, das eine Basisstationssteuerung BSC und eine Basisstation BTS umfasst, Daten ausgesendet. Eine erste Teilnehmerstation MS1 und eine zweite Teilnehmerstation MS2 empfangen die von dem MBMS Dienstes 1 ausgesendeten Daten, ohne dass eine logische Verbindung zwischen der ersten Teilnehmerstation MS1 bzw. der zweiten Teilnehmerstation MS2 und dem Basisstationssystem BSS bestünde. Die erste Teilnehmerstation MS1 sendet eine Nachricht, die z.B. ein Feedback zu den empfangenen Daten enthält, über einen Funkkanal in Aufwärtsrichtung, der dem Funkkanal in Abwärtsrichtung, über den die Daten des MBMS Dienstes 1 gesendet wurden, zugeordnet ist, an das Basisstationssystem BSS.
In dem Basisstationssystem BSS erfolgt eine Umleitung 3 der Nachricht 2. Dazu wird für die Nachricht in dem Radio link control Medium access control Protokoll eine Kennung eingetragen, die kennzeichnet, dass diese Nachricht nicht an die Paketvermittlungseinheit SGSN übertragen wird. In dem Basisstationssystem BSS wird die Nachricht 2 mit den Daten des MBMS Dienstes 1, die von der Paketvermittlungseinheit SGSN, an das Basisstationssystem BSS übertragen werden, gemultiplext und in einer gemeinsamen Übertragung 4 über den Kanal in Abwärtsrichtung an die erste Teilnehmerstation MS1 und die zweite Teilnehmerstation MS2 gesendet.
Dabei ist die Priorität der Nachricht 2 geringer als die der Daten des MBMS Dienstes 1, so dass Echtzeitanforderungen des MBMS Dienstes 1 erhalten bleiben. Sowohl die Teilnehmerstation MS1 als auch die Teilnehmerstation MS2 können nun die Daten des MBMS Dienstes 1 und die Nachricht 2 empfangen. Auf diese Weise wird die Nachricht 2 allen Teilnehmerstationen zur Verfügung gestellt, die Daten des MBMS Dienstes 1 empfangen.
Da die Nachricht 2 in dem Basisstationssystem BSS umgeleitet wird, ohne an die Paketvermittlungseinheit SGSN oder darüber hinaus in das Funkkommunikationssystem zu gelangen, kann der Empfang die Umleitung und die Aussendung der Nachricht 2 gebührenfrei erfolgen. Dieser Dienst ist dann in der für den MBMS Dienst 1 erhobenen Gebühr enthalten. In dem Basisstationssystem BSS wird keinerlei Identifikation der Nachricht 2 vorgenommen. Sie wird transparent umgeleitet. Sie wird ebenso wie die Daten des MBMS Dienstes 1 ungerichtet im Sinne einer Rundfunkübertragung ausgesendet.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Funkkommunikationssystems, – bei dem jeweils ein Funkkanal in Aufwärtsrichtung und ein Funkkanal in Abwärtsrichtung einander zugeordnet sind, – bei dem eine Teilnehmerstation Daten empfängt, die von einer netzseitigen Prüfstation über einen Funkkanal in Abwärtsrichtung ausgesendet werden, ohne dass eine logische Verbindung zwischen der Teilnehmerstation und der netzseitigen Funkstation eingerichtet ist, – bei dem von der Teilnehmerstation eine Nachricht über einen Funkkanal in Aufwärtsrichtung gesendet wird, der dem Funkkanal in Abwärtsrichtung zugeordnet ist, – bei dem die Nachricht von der netzseitigen Funkstation über den Funkkanal in Abwärtsrichtung ausgesendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, – bei dem die Teilnehmerstation die Parameter des zugeordneten Funkkanals in Aufwärtsrichtung einer Signalisierungsnachricht der netzseitigen Funkstation entnimmt oder aufgrund der Parameter des Funkkanals in Abwärtsrichtung bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, – bei dem die Aussendung der Nachricht über den Funkkanal in Abwärtsrichtung mit einer geringeren Priorität als die Aussendung der Daten über den Funkkanal in Abwärtsrichtung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, – bei dem die Nachricht in der netzseitigen Funkstation gespiegelt wird und gemultiplext mit den Daten über den Funkkanal in Abwärtsrichtung ausgesendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, – bei dem die Nachricht mit einer Kennung versehen wird, die anzeigt, dass die Nachricht von der netzseitigen Funksta tion nicht in Richtung eines Kernnetzes des Funkkommunikationssystems übertragen wird.
Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 5, – bei dem die Nachricht von der Teilnehmerstation zu der netzseitigen Funkstation gesendet wird, ohne dass eine logische Verbindung zwischen der Teilnehmerstation und der netzseitigen Funkstation eingerichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, – bei dem zwischen der Teilnehmerstation und der netzseitigen Funkstation in Aufwärtsrichtung eine Verbindung zur Paketdatenübertragung eingerichtet wird, über die die Nachricht übertragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, – bei dem der Umfang der Nachricht beschränkt wird.