-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswahl eines Übertragungskanals
eines Funkkommunikationssystems zur Übertragung von Daten von einer Funkstation
an wenigstens eine Teilnehmerstation sowie eine entsprechende Funkstation
und ein entsprechendes Computerprogramm.
-
In
Mobilfunksystemen gemäß dem UMTS-Standard
(UMTS: Universal Mobile Telecommunications System) wird seit der
Release 5 des Standards eine besonders effiziente Übertragung von
Paketdaten ermöglicht.
Bei dieser als HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) bezeichneten Datenübertragung
wird eine hohe Datenrate dadurch erreicht, dass eine Funkstation
(engl.: Node B) die für eine
dedizierte Datenübertragung
an eine Teilnehmerstation zu verwendenden Übertragungskanäle selbstständig verwaltet.
Hierzu wird der Funkstation von einem Funknetzkontroller (RNC: Radio
Network Controller) eine bestimmte Menge von Übertragungskanälen zugewiesen
aus denen die Funkstation dann eine beliebige Anzahl für die dedizierte
Datenübertragung über eine
Luftschnittstelle auswählen kann.
-
Insgesamt
steht nur eine begrenzte Anzahl von Übertragungskanälen für Datenübertragungen von
der Funkstation an Teilnehmerstationen zur Verfügung. Dies führt dazu,
dass der Funknetzkontroller der Funkstation die Verwaltung von Übertragungskanälen wieder
entzieht, wenn Übertragungskanäle für Daten
benötigt
werden, deren Übertragung
vom Funknetzkontroller gesteuert wird. Für derartige Daten bestimmt
der Funknetzkontroller, welche Übertragungskanäle verwendet
werden und gibt die entsprechenden Übertragungskanäle der Funkstation
explizit vor. Solche Daten sind beispielsweise Daten von so genannten
MBMS-Diensten (MBMS: Multimedia Broadcast Multicast Service). Daten
von MBMS-Diensten (z. B. Videodaten oder Softwaredownloads) werden
gleichzeitig an mehrere Teilnehmerstationen übertragen. Die Zuweisung von Übertragungskanälen an die
Funkstation zur Auswahl von Übertragungskanälen für HSDPA
Datenübertragungen
sowie das Aufheben einer Zuweisung und eine anschließende Auswahl
eines Übertragungskanals durch
den Funknetzkontroller ist allerdings mit erheblichem Signalisierungsaufwand
verbunden und zieht daher Verzögerungen
bei der Übertragung
der Daten nach sich. Zeitkritische Dienste erleiden daher Qualitätseinbußen durch
die Signalisierungslast.
-
Aus
der WO 00/70890 A1 ist ein Verfahren zur Optimierung von Datenübertragungen
zwischen einer Netzeinheit und wenigstens zwei Sende- und Empfangseinheiten
in wenigstens einer Basisstation bekannt, bei dem Übertragungsressourcen
für die Datenübertragungen
in zwei Kategorien eingeteilt werden. Eine erste Kategorie umfasst
permanente Punkt-zu-Punkt Verbindungen zwischen der Netzeinheit
und den wenigstens zwei Sende- und
Empfangseinheiten und die zweite Kategorie umfasst logische Punkt-zu-Mehrpunkt
Verbindungen zwischen der Netzeinheit und den wenigstens zwei Sende-
und Empfangseinheiten. Für Übertragungen
in der zweiten Kategorie von den wenigstens zwei Sende- und Empfangseinheiten
zur Netzeinheit wird den Sende- und
Empfangseinheiten Übertragungskapazität von der
Netzeinheit je nach Bedarf zugewiesen.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren
zur Auswahl eines Übertragungskanals
eines Funkkommunikationssystems zur Übertragung von Daten von einer
Funkstation an wenigstens eine Teilnehmerstation sowie eine Funkstation
und ein Computerprogramm anzugeben, die eine Auswahl eines Übertragungskanals
mit möglichst
geringem Signalisierungsaufwand ermöglichen.
-
Diese
Aufgabe wird mit dem Verfahren, der Funkstation sowie dem Computerprogramm
gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
-
Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Auswahl eines Übertragungskanals
eines Funkkommunikationssystems zur Übertragung von Daten von einer
Funkstation an wenigstens eine Teilnehmerstation empfängt die
Funkstation eine erste Information von einer Netzeinrichtung, der
eine Menge von Übertragungskanälen entnehmbar
ist, aus der die Funkstation einen Übertragungskanal auswählt, falls
Daten an eine einzige Teilnehmerstation zu übertragen sind. Die Funkstation
empfängt
eine zweite Information von der Netzeinrichtung, der eine Teilmen ge
der Menge von Übertragungskanälen entnehmbar
ist, aus der die Funkstation einen Übertragungskanal auswählt, falls
Daten an mehrere Teilnehmerstationen zu übertragen sind. Weiterhin wählt die
Funkstation einen ersten Übertragungskanal
aus der Menge von Übertragungskanälen zur Übertragung
von ersten Daten an eine einzige Teilnehmerstation zu einem ersten
Zeitpunkt aus. Die Funkstation empfängt von der Netzeinrichtung
zweite Daten zu einem zweiten Zeitpunkt, erkennt anhand der zweiten
Daten, dass die zweiten Daten an mehrere Teilnehmerstationen zu übertragen
sind, und wählt
daraufhin einen zweiten Übertragungskanal
aus der Teilmenge zur Übertragung
der zweiten Daten aus.
-
Durch
die Erfindung wird ermöglicht,
dass die Funkstation einen ersten Übertragungskanal selbstständig aus
einer vorgegebenen Menge von Übertragungskanälen auswählt, um
zu einem ersten Zeitpunkt erste Daten an eine einzige Teilnehmerstation
zu übertragen
und zu einem zweiten Zeitpunkt einen zweiten Übertragungskanal aus einer
Teilmenge der Menge von Übertragungskanälen auswählt, um zweite
Daten an mehrere Teilnehmerstationen zu übertragen. Auf diese Weise
können Übertragungsressourcen
eingespart werden, da für
die Übertragung
der ersten und zweiten Daten der gleiche Übertragungskanal genutzt werden
kann. Insbesondere können
so Daten von Einnutzer-Diensten,
d. h. Diensten, die beispielsweise mittels HSDPA (High Speed Downlink
Packet Access) an eine einzige Teilnehmerstation gesendet werden,
und Daten von Mehrnutzer-Diensten, beispielsweise MBMS-Diensten
(MBMS: Multimedia Broadcast Multicast Service), die gleichzeitig
an mehrere Teilnehmerstationen gesendet bzw. von diesen empfangen
werden, auf ein gemeinsames Kontingent von Übertragungskanälen zugreifen.
Die Teilmenge der Menge von Übertragungskanälen umfasst
selbstverständlich mindestens
einen Übertragungskanal
und maximal alle Übertragungskanäle der Menge
von Übertragungskanälen.
-
Ein
besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Funkstation
die zweiten Daten als Daten erkennt, die an meh rere Teilnehmerstationen
zu übertragen
sind und daraufhin den zweiten Übertragungskanal
selbstständig
aus der vorgegebenen Teilmenge der Menge von Übertragungskanälen auswählt. Eine
explizite Signalisierung zwischen der Netzeinrichtung und der Funkstation,
durch die der zweite Übertragungskanal
zur Übertragung
der zweiten Daten ausgewählt
wird ist nicht erforderlich. Weiterhin ist keine explizite Signalisierung
erforderlich, die das Ende der Übertragung
der zweiten Daten anzeigt. Dadurch nämlich, dass die Funkstation
Daten, die an eine einzige Teilnehmerstation zu übertragen sind von Daten, die
an mehrerer Teilnehmerstationen zu übertragen sind, unterscheiden
kann, kann die Funkstation das Ende der Übertragung der zweiten Daten
selbst erkennen und kann den zweiten Übertragungskanal anschließend erneut
für eine
weitere Datenübertragung
selbstständig
auswählen.
-
Die
Verwendung einer Teilmenge hat den Vorteil, dass auf den Übertragungskanälen, die
nicht zur Teilmenge gehören,
während
der Übertragung der
zweiten Daten weitere Daten übertragen
werden können,
die an jeweils eine einzige Teilnehmerstation, beispielsweise mittels
HSDPA, zu übertragen sind.
Weiterhin liegt ein Vorteil der Erfindung darin, dass die Funkstation
selbstständig
zusätzlich
zum zweiten Übertragungskanal
noch weitere Übertragungskanäle aus der
Teilmenge für
die Übertragung der
zweiten Daten auswählen
kann. Darüber
hinaus können
durch die Auswahl weiterer Übertragungskanäle aus der
Teilmenge weitere Daten, die an mehrere Teilnehmerstationen zu übertragen
sind, gleichzeitig mit den zweiten Daten an die gleichen oder auch an
andere Teilnehmerstationen gesendet werden.
-
Die
erfindungsgemäße Funkstation
sowie das erfindungsgemäße Computerprogramm
weisen alle Merkmale auf, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
erforderlich sind.
-
Die
Erfindung wird im folgenden anhand von der Figur dargestellten Ausführungsbeispielen
einer erfindungsgemäßen Aus wahl
von Übertragungskanälen zur Übertragung
von Daten näher
erläutert.
-
Eine
Teilnehmerstation ist im Folgenden jede Station, die Signale empfangen
oder senden kann. Eine Teilnehmerstation ist beispielsweise ein
Mobiltelefon oder auch eine ortsbewegliche oder ortsfeste Vorrichtung
zur Übertragung
von Bild- und/oder
Tondaten, zum Fax-, Short Message Service SMS- und Email-Versand
und zum Internet-Zugang. Es handelt sich mithin um eine allgemeine
Sende- und/oder Empfangseinheit eines Funkkommunikationssystems.
-
Eine
Funkstation ist im Folgenden eine netzseitige Einrichtung eines
Funkkommunikationssystems, die zur Übertragung und zum Empfang
von Signalisierungsdaten und Nutzdaten an bzw. von Teilnehmerstationen
ausgebildet ist. Eine sendende Station ist beispielsweise eine Basisstation
eines Funkkommunikationssystems.
-
Eine
Netzeinrichtung ist im Folgenden eine Einrichtung eines Funkkommunikationssysytems,
die Datenübertragungen
an Teilnehmerstationen steuert und zu diesem Zweck Daten an mehrere
Funkstationen weiterleitet, von denen die Daten an die entsprechenden
Teilnehmerstationen gesendet werden. Eine Netzeinrichtung ist insbesondere
ein Funknetzkontroller (engl.: Radio Network Controller (RNC)) oder
ein Basisstationskontroller (engl.: Base Station Controller (BSC)).
-
Die
Erfindung kann vorteilhaft in beliebigen Funkkommunikationssystemen
verwendet werden. Unter Funkkommunikationssystemen sind Systeme zu
verstehen, in denen eine Datenübertragung
zwischen Stationen über
eine Luftschnittstelle erfolgt. Die Datenübertragung kann sowohl bidirektional
als auch unidirektional erfolgen. Funkkommunikationssysteme sind
insbesondere beliebige Mobilfunksysteme beispielsweise nach dem
GSM-(Global System for Mobile Communication) oder dem UMTS-(Universal
Mobile Telecommunication System) Standard. Auch zukünftige Mobilfunksysteme
beispielsweise der vierten Generation sollen unter Funkkommunikationssystemen
verstanden werden.
-
Im
folgenden wird die Erfindung am Beispiel eines Mobilfunksystems
nach dem UMTS-Standard beschrieben, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
-
In
der Figur sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung schematisch dargestellt. Eine Netzeinrichtung RNC
signalisiert einer Funkstation NodeB vor einer Übertragung von Daten mit einer
ersten Information KAZU1 eine Menge von vier Übertragungskanälen K1,
K2, K3, K4, aus der die Funkstation NodeB selbstständig Übertragungskanäle auswählt, falls Daten
an eine einzige Teilnehmerstation zu übertragen sind. Mittels einer
zweiten Information KAZU2 wird der Funkstation NodeB von der Netzeinrichtung eine
Teilmenge der Menge von Übertragungskanälen K1,
K2, K3, K4 signalisiert, aus der die Funkstation NodeB selbstständig Übertragungskanäle auswählt, falls
Daten an eine mehrere Teilnehmerstationen zu übertragen sind. In einem ersten
Ausführungsbeispiel
ist der zweiten Information KAZU2 entnehmbar, dass die Teilmenge
aus dem dritten Übertragungskanal
K3 der Menge von Übertragungskanälen K1,
K2, K3, K4 besteht.
-
Die
Funkstation NodeB weist eine Sende- und Empfangseinheit SE zum Empfangen
und Senden von Nutz- und Signalisierungsdaten auf. Eine Steuereinheit
P dient zur Steuerung der Sende- und Empfangseinheit
SE sowie zum Auswerten der ersten und zweiten Information KAZU1,
KAZU2 und zum Auswählen
eines Übertragungskanals
K1, K2, K3, K4.
-
Die
vier Übertragungskanäle K1, K2,
K3, K4 unterscheiden sich beispielsweise durch unterschiedliche
Spreiz- oder Verwürflungscodes
(engl.: spreading codes bzw. scrambling codes), die bekanntermaßen in CDMA-Systemen
(CDMA: Code Division Multiple Access) zur Unterscheidung von Übertragungskanälen eingesetzt
werden. Selbstverständlich
können
sich die Übertra gungskanäle K1, K2,
K3, K4 zusätzlich
oder alternativ durch die Verwendung unterschiedlicher Frequenzen,
unterschiedlicher Zeitschlitze oder anderer Eigenschaften unterscheiden,
die eine Unterscheidbarkeit der Übertragungskanäle und somit
eine Zuordnung von übertragenen
Daten zu einem jeweiligen Übertragungskanal
ermöglichen.
-
Zu
einem ersten Zeitpunkt t1 empfängt
die Funkstation NodeB erste Daten HSDPA1, die ausschließlich für eine erste
Teilnehmerstation UE1 bestimmt sind und überträgt die ersten Daten HSDPA1 nach
Auswahl des ersten Übertragungskanals
K1 aus der Menge von Übertragungskanälen K1,
K2, K3, K4 auf dem ersten Übertragungskanal
K1 an die erste Teilnehmerstation UE1. Um eine hohe Datenrate zu
erreichen, werden die ersten Daten HSDPA1 auf dem ersten Übertragungskanal
K1 beispielsweise mittels HSDPA (HSDPA: High Speed Downlink Packet
Access) übertragen.
-
Ebenfalls
zum ersten Zeitpunkt t1 empfängt die
Funkstation NodeB weitere Daten HSDPA2, die ausschließlich für eine zweite
Teilnehmerstation UE2 bestimmt sind. Um eine noch höhere Datenrate
als für
die ersten Daten HSDPA1 zu erreichen, wählt die Funkstation NodeB zur Übertragung
der weiteren Daten HSDPA2 den zweiten und den dritten Übertragungskanal
K2, K3 aus der Menge von Übertragungskanälen K1,
K2, K3, K4 aus und überträgt die weiteren
Daten HSDPA2 mittels HSDPA auf dem zweiten und dritten Übertragungskanal
K2, K3 an die zweite Teilnehmerstation UE2.
-
Zu
einem zweiten Zeitpunkt t2 empfängt
die Funkstation NodeB zweite Daten MBMS von der Netzeinrichtung
RNC. Die Funkstation erkennt anhand der zweiten Daten MBMS, dass
die zweiten Daten MBMS an die erste und zweite Teilnehmerstation UE1,
UE2 zu übertragen
sind. Aufgrund der vor dem zweiten Zeitpunkt t2 anhand der zweiten
Information KAZU2 erfolgten Festlegung des dritten Übertragungskanals
K3 als Teilmenge der Menge von Übertragungskanälen K1,
K2, K3, K4, die für
Daten verwendet werden, die an mehrere Teilnehmerstationen zu übertragen
sind, überträgt die Funkstation
NodeB die zweiten Daten MBMS auf dem dritten Übertragungskanal K3 an die
erste und zweite Teilnehmerstation UE1, UE2.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel
ist die Übertragung
der ersten und der weiteren Daten HSDPA1, HSDPA2 zum zweiten Zeitpunkt
t2 bereits beendet. Selbstverständlich
ist die Funkstation NodeB so ausgebildet, dass sie eine zum zweiten
Zeitpunkt t2 noch nicht abgeschlossene Übertragung von Daten, die an eine
einzige Teilnehmerstation zu übertragen
sind, auf einem der anderen Übertragungskanäle K1, K2, K4
fortführen
kann, die nicht zur Teilmenge gehören. Weiterhin kann die Funkstation
NodeB eine Datenübertragung
auch unterbrechen, bis die Übertragung der
zweiten Daten MBMS beendet ist.
-
Bei
den zweiten Daten MBMS handelt es sich beispielsweise um Videodaten
oder Programmcodes (Software), die an mehrere Teilnehmerstationen
gleichzeitig zu übertragen
sind. Insbesondere kann es sich bei den zweiten Daten um Daten eines MBMS-Dienstes
(MBMS: Multimedia Broadcast Multicast Service) handeln, die sowohl über einen
einzigen Übertragungskanal
(point-to-multipoint) als auch über
mehrere Übertragungskanäle (point-to-point)
an die für
den Empfang vorgesehenen Teilnehmerstationen gleichzeitig übertragen
werden können.
-
Ob
von der Netzeinrichtung RNC empfangene Daten an eine einzige oder
an mehrere Teilnehmerstationen zu übertragen sind, kann die Funkstation
NodeB anhand der empfangenen Daten beispielsweise daran erkennen,
dass für
eine Übertragung
der jeweiligen Daten von der Netzeinrichtung RNC an die Funkstation
NodeB jeweils unterschiedliche Transportkanäle verwendet werden. Transportkanäle können sich
dabei durch unterschiedliche Adressen in der Funkstation NodeB,
unterschiedliche Datenformate oder sogar unterschiedliche physikalische
Leitungen unterscheiden.
-
Nach
der Übertragung
der zweiten Daten MBMS werden in einem zweiten Ausführungsbeispiel im
Funkkommunikationssystem zusätzliche Übertragungsressourcen
für Daten
benötigt,
die an mehrere Teilnehmerstationen zu übertragen sind. Die Netzeinrichtung
RNC überträgt daher
erneut die zweite Information KAZU2, der diesmal entnehmbar ist,
dass die Teilmenge nachfolgend aus dem dritten und vierten Übertragungskanal
K3, K4 besteht.
-
Die
Funkstation NodeB empfängt
zu einem dritten Zeitpunkt t3 dritte und vierte Daten MBMS_A, MBMS_B,
die an mehrere Teilnehmerstationen zu übertragen sind. Die dritten
Daten MBMS_A sind an die erste Teilnehmerstation UE1 und weitere,
nicht dargestellte Teilnehmerstationen zu übertragen, während die
vierten Daten MBMS_B an die zweite Teilnehmerstation UE2 und weitere,
nicht dargestellte Teilnehmerstationen zu übertragen sind. Die Funkstation
wählt selbstständig aus
der Teilmenge der Menge von Übertragungskanälen K1,
K2, K3, K4 jeweils einen Übertragungskanal
für die
dritten und vierten Daten MBMS_A, MBMS_B aus. Die dritten Daten
MBMS_A überträgt die Funkstation
NodeB auf dem dritten Übertragungskanal
K3 und die vierten Daten MBMS_B auf dem vierten Übertragungskanal K4.
-
In
einem dritten Ausführungsbeispiel
werden zu einem vierten Zeitpunkt t4 fünfte Daten MBMS_C von der Netzeinrichtung
RNC zur Übertragung
an die erste und zweite Teilnehmerstation UE1, UE2 empfangen. Zum
vierten Zeitpunkt t4 sind sowohl der dritte Übertragungskanal K3 als auch
der vierte Übertragungskanal
K4 verfügbar
und es liegen in der Funkstation NodeB keine weiteren Daten zur Übertragung an
mehrere Teilnehmerstationen vor. Die Funkstation NodeB wählt nun
den dritten und den vierten Übertragungskanal
K3, K4 für
die fünften
Daten MBMS_C aus. Auf diese Weise können die fünften Daten MBMS_C, bei denen
es sich beispielsweise um Videodaten handelt, mit einer besonders
hohen Datenrate, d. h. in einer ho hen Videoqualität und ohne
unerwünschte Übertragungsunterbrechungen, übertragen
werden.
-
Selbstverständlich signalisiert
die Funkstation NodeB vor jeder Datenübertragung den ausgewählten Übertragungskanal
an die entsprechende Teilnehmerstation, damit diese auf dem ausgewählten Übertragungskanal
die jeweiligen Daten empfangen kann.
-
Zum
Auswerten der ersten und zweiten Information KAZU1, KAZU2 sowie
zum Auswählen
von Übertragungskanälen K1,
K2, K3, K4 kann ein Computerprogramm verwendet werden, das beispielsweise
in der Steuereinheit P der Funkstation NodeB abläuft, d. h. auf einem Computer
oder Prozessor ausgeführt
wird. Das Computerprogramm wird entweder in einen Speicher der Funkstation
NodeB geladen und von dort ausgeführt oder es befindet sich auf
einem Datenträger,
beispielsweise einer Diskette, einer CD (Compact Disc), einer DVD
(Digital Versatile Disc) oder einem entfernten Server. Der Zugriff
auf den Datenträger
und somit auf das Computerprogramm erfolgt durch die Funkstation
NodeB über
ein entsprechendes Lesegerät
bzw. eine Datenleitung oder eine Funkverbindung.