DE19641084A1 - Verfahren, Vorrichtung und Kommunikationsnetzwerk zum Vermeiden von Kollisionen bei Funkkommunikation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Telekommuni­ kationsnetzwerk zum Vermeiden von Kollisionen bei bidirektionaler Kommuni­ kation im Zeitmultiplex, bei der Meldungen in einem ersten Zeitschlitz in einer ersten Kommunikationsrichtung und in einem zweiten Zeitschlitz in einer zweiten, entgegengesetzten Kommunikationsrichtung übertragen werden.

Die meisten derzeitigen mobilen Kommunikationssysteme bieten Daten- und Sprachdienste auf Grundlage einer Durchschalte-Vermittlungstechnik an. Bei der Durchschalte-Vermittlungstechnik wird die Kommunikationsverbindung dauernd aufrechterhalten, obwohl zeitweilig keine Information übertragen wird. Dies belegt in unnötiger Weise Übertragungsressourcen, wie sie auch von vielen anderen Benutzern gemeinsam verwendet werden, wodurch das Auf­ rechterhalten einer durchgeschalteten Verbindung zu einem Teilnehmer Über­ tragungsressourcen für die anderen Benutzer unnötig belegt. Ein anderer Nachteil bei der Durchschalte-Vermittlungstechnik ist die impulsbündelähn­ liche Charakteristik der Datendienste. Es ist bekannt, daß paketvermittel­ te Informationsübertragung die Kanalbenutzung effektiver macht.

Zukünftige mobile Kommunikationsnetzwerke werden dazu in der Lage sein, so gut dies die festliegenden Netzwerke können, sowohl leitungsvermittelte als auch paketvermittelte Übertragung auszuführen, z. B. ISDN-Übertragung (In­ tegrated Services Digital Network) und ATM-Übertragung (Asynchronous Trans­ fer Mode). Für mobile Kommunikationsnetzwerke ist ein Protokoll bekannt, das auf PRMA (Packet Reservation Multiple Access) zum Weiterleiten paket­ vermittelter Information beruht. Dies wird auch als "Paketfunk" bezeichnet. PRMA ist eine Technik für einen Multiplexvorgang betreffend in Paketen formatierte digitale Sprach- oder Datensignale auf eine im Zeitmultiplex genutzte Trägerwelle. Anders gesagt, verwendet PRMA innerhalb eines Funkka­ nals das TDMA(Time Division Multiple Access)- oder Zeitvielfachzugriffsver­ fahren, bei dem Sende- und Empfangsvorgänge zu vorbestimmten Zeiten im Zeitmultiplex erfolgen. Das PRMA-Protokoll wurde entwickelt, um die Diskon­ tinuität von Sprachübertragung dazu zu nutzen, mehr Sprachbenutzer zu un­ terstützen, als dies die Sprachkanäle bei einer Trägerwelle im Zeitmulti­ plex vorsehen. In diesem Fall wird ein Kanal einer mobilen Station zugeord­ net, z. B. einem Sprachkanal, wenn Sprachsignale erzeugt werden, und wenn die Sprachsignale enden, wird der Kanal freigegeben, damit die mobile Sta­ tion nicht in unnötiger Weise Kapazität belegt, sondern der Kanal für ande­ re Zwecke frei ist, z. B. für Sendevorgänge anderer Mobilstationen in der Zelle. Das PRMA-Protokoll wird bei mobilen Kleinzonen-Kommunikationssystemen zur Kommunikation zwischen einer mobilen Station und einer Basisstation verwendet. Die Kommunikationsverbindung von einer mobilen Station zu einer Basisstation wird als Aufwärtsverbindung bezeichnet, und die Kommunikati­ onsverbindung von einer Basisstation zu einer mobilen Station wird als Abwärtsverbindung bezeichnet.

Die auf TDMA beruhenden Kommunikationssysteme verwenden im allgemeinen entweder TDD (Time Division Duplex) oder FDD (Frequency Division Duplex). Bei einem TDD verwendenden System werden sowohl Aufwärts- als auch Abwärts­ übertragungen im allgemeinen mit derselben Frequenz im Zeitmultiplex, d. h. zu verschiedenen Zeitpunkten, ausgeführt. Die Übertragung von Information wird im Zeitschlitz eines sogenannten TDMA-Rahmens ausgeführt, was bedeu­ tet, daß eine mobile Station bei der Aufwärtsübertragung z. B. in einem Zeitschlitz überträgt und die Basisstation bei der Abwärtsverbindung in einem anderen Zeitschlitz überträgt. Bei mehreren auf Leitungsvermittlung beruhenden Kommunikationssystemen wird Zeitmultiplex z. B. dadurch reali­ siert, daß ein bestimmter Zeitschlitz eines Rahmens einer bestimmten mobi­ len Station sowohl für Aufwärts- als auch Abwärtsverbindung zugeordnet wird und der Aufwärtsrahmen z. B. um einige wenige Zeitschlitze im Vergleich mit dem Abwärtsrahmen verzögert wird, was dazu führt, daß dieselben Zeit­ schlitze im Aufwärts- und im Abwärtsrahmen einander nicht überlappen. Bei dieser Art eines Systems hängen die Aufwärts- und die Abwärtskommunikation miteinander zusammen, was bedeutet, daß Zeitschlitze für eine mobile Sta­ tion paarweise für die Aufwärts- und die Abwärtsverbindung zugeordnet wer­ den, d. h., immer gleichzeitig für den Sende- und den Empfangsschlitz. So kann gewährleistet werden, daß zwischen Aufwärts- und Abwärtsübertragungen keine Kollision auftritt. Andererseits ist diese Vorgehensweise hinsicht­ lich der Nutzung von Ressourcen ineffizient. Wenn, zusätzlich hierzu, die Zuordnung oder Reservierung von Zeitschlitzen für eine bestimmte mobile Station symmetrisch ist, bedeutet dies, daß eine mobile Station bei Auf­ wärts- und Abwärtsverbindung gleich viele Zeitschlitze sendet und empfängt.

Andererseits sind Systeme bekannt, die auf dem PRMA-Protokoll beruhen, und das später detaillierter beschriebene System GSM GPRS (Global System for Mobile Communication - General Packet Radio Service), bei denen Aufwärts- und Abwärtsübertragungen voneinander unabhängig sind, was bedeutet, daß einer mobilen Station gesondert ein Sendezeitschlitz für Aufwärtsübertra­ gung und gesondert ein Empfangszeitschlitz für Abwärtsübertragung, die völlig unabhängig voneinander sind, zugeordnet werden.

Bei einem System, das den obenangegebenen frequenzunterteilten Duplexbe­ trieb (FDD) verwendet, werden Aufwärts- und Abwärtsübertragungen bei ver­ schiedenen Frequenzen ausgeführt. Bei einem System dieser Art können Sende- und Empfangsvorgänge gleichzeitig erfolgen. Andererseits existieren Syste­ me, wie GSM, die sowohl Zeitmultiplex als auch Frequenzmultiplex verwenden, was bedeutet, daß selbst dann, wenn Sende- und Empfangsvorgänge bei ver­ schiedenen Frequenzen stattfinden, sie nicht gleichzeitig erfolgen.

Ein Problem bei Systemen, bei denen Aufwärts- und Abwärtsübertragungsvor­ gänge voneinander unabhängig sind, sind Kollisionen, was bedeutet, daß die Aufwärts- und Abwärtsübertragungen überlappen. Bei Systemen, die unabhängi­ ge Aufwärts- und Abwärtsübertragungsvorgänge verwenden, ist es der Basis­ station nicht bekannt, welche mobile Station gleichzeitig dann in Aufwärts­ verbindung überträgt, wenn die Basisstation ein Paket in der Abwärtsüber­ tragung senden sollte. Diese Art von Situation ist in Fig. 1 veranschau­ licht, gemäß der Abwärts- und Aufwärtsübertragungen voneinander unabhängig sind, und in der Figur weist der jeweilige TDMA-Rahmen in der Mitte für die Aufwärts- und Abwärtsverbindung gleichzeitige Kommunikation zu bzw. von derselben mobilen Station auf, was zu Kollision führt, wobei mindestens eine der Übertragungen verlorengeht. Zum Beispiel werden beim vorstehend beschrie­ benen Paketfunksystem, das voneinander unabhängige Aufwärts- und Abwärts­ verbindungsvorgänge verwendet, die Pakete zu Zeitpunkten erzeugt, die bei­ nahe unmöglich vorhergesagt werden können. Auf ähnliche Weise können die von der Basisstation gesendeten Pakete in völlig unvorhersagbarer Weise an der mobilen Station eintreffen. In diesem Fall können die Aufwärts- und Abwärtsübertragungen kollidieren, was zum Verlust von Daten für mindestens eine Richtung führt. Kollisionen können zwischen verschiedenen Datenflüssen oder zwischen Paketen derselben Verbindung auftreten, wenn z. B. eine mobi­ le Station die vorige Übertragung bestätigt, wodurch die Bestätigung in der Aufwärtsverbindung und die nächste Übertragung in der Abwärtsverbindung kollidieren können. Es existiert ein Verfahren zum Vermeiden einer solchen Art von Kollisionen, bei dem eine mobile Station nach jedem ihrer Sendevor­ gänge auf die Bestätigung von der Basisstation wartet, bevor sie den nächs­ ten Sendevorgang ausführt. Jedoch ist es möglich, daß während der nächsten Aufwärtsverbindung der mobilen Station eine gleichzeitige Übertragung von der Basisstation zu der mobilen Station in der Abwärtsverbindung auftritt. Eine andere Alternative zum Vermeiden von Kollisionen wäre es, eine mobile Station mit zwei Sendeempfängern auszustatten. Jedoch ist dies aus Kosten- und Größengründen nicht erwünscht. Eine Basisstation ist normalerweise mit mehreren Sendeempfängern versehen, was kein Problem darstellt, jedoch liegt das tatsächliche Problem bei mobilen Stationen, die mit einem Sendeempfän­ ger versehen sind, die, wegen der verwendeten Lösung, nicht völlig gleich­ zeitig senden und empfangen können und so nicht dazu in der Lage sind, eine Vollduplexverbindung auszuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Kommunikationsnetzwerk zu schaffen, bei denen auch bei bidirektio­ naler Kommunikation im Zeitmultiplex Kollisionen zwischen Aufwärts- und Abwärtsübertragungen verhindert werden können.

Diese Aufgabe ist durch die Lehren der beigefügten unabhängigen Ansprüche gelöst. Es wird ein Zeitschlitz erfaßt, der bei Übertragung in einer ers­ ten Richtung verwendet wird, und auf Grundlage dieser Erfassung wird für Übertragung in der zweiten Richtung ein Zeitschlitz ausgewählt, der nicht mit dem bei der Übertragung in der ersten Richtung verwendeten Zeitschlitz überlappt.

Dies kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dadurch erzielt werden, daß so vorgegangen wird, daß dann, wenn eine mobile Station selbst weiß, daß sie von einem Typ ist, der nicht gleichzeitig senden und empfangen kann (hier wird eine deartige mobile Station als Einfach- oder Halbduplex­ mobilstation bezeichnet), sie erfaßt, z. B. bei der Signalgabe bei vir­ tuellem Verbindungsaufbau, welche Zeitschlitze in der Abwärtsverbindung verwendet werden, und sie wählt für ihre Aufwärtsverbindung einen Schlitz aus, der nicht mit dem bei der Abwärtsverbindung verwendeten Zeitschlitz überlappt. In diesem Fall überträgt die mobile Station eine Kanalanforde­ rung in einem solchen Zeitschlitz an das Netzwerk, der nicht mit dem Ab­ wärtsverbindungszeitschlitz übereinstimmt, und zwar als Hinweis, daß sie als Aufwärtszeitschlitz denjenigen Zeitschlitz erwünscht, in dem die Anfor­ derung übertragen wurde, wobei sie gleichzeitig das Netzwerk darüber infor­ miert, daß sie eine "einfache" mobile Station ist. Zusätzlich kann sie die Anzahl erforderlicher Zeitschlitze mitteilen, falls diese höher als Eins ist. Als Bestätigung für die Kanalreservierung liefert das Netzwerk in der Abwärtsverbindung den Empfangszeitschlitz, der für die Aufwärtsübertragung zu verwenden ist. Vorzugsweise wählt das Netzwerk, z. B. eine Basisstation, den Abwärtsverbindungszeitschlitz jeweils so, daß er nicht mit dem Auf­ wärtsverbindungszeitschlitz überlappt. Falls aus irgendeinem Grund eine Überlappung auftreten sollte, könnte die mobile Station den an sie vergebe­ nen Zeitschlitz nicht benutzen, sondern sie erfaßt dann erneut, welche Zeitschlitze der Abwärtsverbindung verwendet werden, und sie sendet eine neue Kanalanforderung. Wenn die Signalabgabe für die Kanalreservierung in den gemeinsamen Steuerkanälen eines bestimmten Zeitschlitzes konzentriert ist und wenn der Datenverkehr in anderen Zeitschlitzen erfolgt, kann die mobile Station in einer Kanalanforderung die Zeitschlitze angeben, die sie bei der Aufwärtsverbindung verwenden kann. In diesem Fall kann das Netz­ werk, z. B. eine Basisstation, einen der angegebenen Kanäle als solchen reservieren, der von der mobilen Station für Übertragung von dieser aus verwendet werden kann.

Die Erfindung kann auch gemäß einer anderen Ausführungsform dadurch reali­ siert werden, daß so vorgegangen wird, daß das Netzwerk (z. B. ein Netz­ werkunterstützungsknoten oder eine Basisstation), während sie Daten aus einer Aufwärtsübertragung empfängt, aus den übertragenen Daten die Identi­ tät der mobilen Station ausliest und so erfaßt, welcher Zeitschlitz in der Aufwärtsverbindung verwendet wird (der Zeitschlitz, in dem die Aufwärts­ übertragungsdaten empfangen wurden), und sie für die Abwärtsübertragung zur mobilen Station einen Zeitschlitz verwendet, der nicht mit der Aufwärts­ übertragung überlappt. Das Netzwerk informiert die mobile Station über den Abwärtsverbindungszeitschlitz, und die mobile Station verwendet als Auf­ wärtsverbindungszeitschlitz automatisch denjenigen Zeitschlitz, in dem die erste Empfangsübertragung stattfand.

Das erfindungsgemäße Verfahren, zu dem eben zwei Ausführungsformen be­ schrieben wurden, kann mit einer Vorrichtung ausgeführt werden, wie sie bei bidirektionaler Kommunikation im Zeitmultiplex verwendet wird und die eine Einrichtung zum Erfassen des bei Übertragung in der ersten Richtung verwen­ deten Zeitschlitzes und eine Einrichtung zum Auswählen des Zeitschlitzes für die Übertragung in der zweiten Einrichtung, auf Grundlage der Erfas­ sung, in solcher Weise, daß keine Überlappung mit dem ersten Zeitschlitz vorliegt, aufweist.

Die Erfindung ist für Kommunikationsvorgänge für besonderen Nutzen, bei denen Aufwärts- und Abwärtsübertragungen voneinander unabhängig sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß der bei Übertragung in der ersten Richtung verwendete erste Zeitschlitz erfaßt wird und auf Grundlage der Erfassung als zweiter Zeitschlitz ein solcher ausgewählt wird, der nicht mit dem ersten Zeitschlitz überlappt.

Die Vorrichtung und das Telekommunikationsnetzwerk gemäß der Erfindung zeichnen sich jeweils dadurch aus, daß sie eine Einrichtung zum Erfassen des bei der Übertragung in der ersten Richtung verwendeten ersten Zeit­ schlitzes und eine Einrichtung zum Auswählen des zweiten Zeitschlitzes für die Übertragung in der zweiten Richtung auf Grundlage der Erfassung auf solche Weise, daß keine Überlappung mit dem ersten Zeitschlitz vorliegt, aufweisen.

Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen unter Bezugnahme auf die beige­ fügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 veranschaulicht Zeitmultiplexkommunikation bei Aufwärts- und Ab­ wärtsübertragung, wobei eine Kollision auftritt;

Fig. 2 veranschaulicht den Aufbau eines Telekommunikationsnetzwerks bei Paketfunkdienst-Datenübertragung gemäß dem GSM-GPRS-System;

Fig. 3 veranschaulicht ein Beispiel für das Einloggen einer mobilen Station in ein Netzwerk;

Fig. 4 veranschaulicht die Realisierung einer erfindungsgemäßen Mobilsta­ tion in Form eines Blockdiagramms;

Fig. 5 veranschaulicht die Realisierung einer erfindungsgemäßen Basissta­ tion in Form eines Blockdiagramms; und

Fig. 6 veranschaulicht die Realisierung eines erfindungsgemäßen Unterstüt­ zungsknotens in Form eines Diagramms.

Für besseres Verständnis der Erfindung wird, unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3, ein bekannter Paketfunkdienst beschrieben, bei dem Aufwärts- und Abwärtsübertragungen voneinander unabhängig sind und bei dem demgemäß die Gefahr von Kollisionen besteht. Die Beschreibung gilt auch für Ausführungs­ formen der Erfindung, wenn die Anwendungsumgebung für die Erfindung ähnlich ist, was vorzugsweise der Fall ist. Als Beispiel wird der gerade für das GSM-Mobilfunksystem entwickelte Paketfunkdienst GSM GPRS verwendet. GPRS ist ein neuer GSM-Dienst, der GSM-Teilnehmern Paketfunkdienste bietet. GPRS reserviert Funkressourcen nur dann, wenn etwas zu übertragen ist, was es ermöglicht, daß alle mobilen Stationen dieselben Ressourcen abhängig von ihren Bedürfnissen gemeinsam verwenden. Das vorliegende normale leitungs­ vermittelte Netzwerk des GSM-Systems ist für leitungsvermittelte Sprach­ übertragungen konzipiert. Das Hauptziel des GPRS-Dienstes besteht darin, eine Verbindung zwischen einer mobilen Station und einem öffentlichen Da­ tennetzwerk unter Verwendung bekannter Protokolle wie TCP/IP, X.25 und CLNP zu realisieren. Jedoch besteht eine Verbindung zwischen dem paketvermittel­ ten GPRS-Dienst und den leitungsvermittelten Diensten des GSM-Systems. Die Ressourcen eines physischen Kanals können wiederverwendet werden, und be­ stimmte Signalgabevorgänge können gemeinsam verwendet werden. Zeitschlitze können in derselben Trägerwelle zur Verwendung bei leitungsvermitteltem Dienst und bei paketvermitteltem GPRS-Dienst reserviert werden.

Fig. 2 veranschaulicht Telekommunikations-Netzwerkverbindungen beim paket­ vermittelten GPRS-Dienst. Für GPRS-Dienste ist das Hauptelement in der Netzwerkinfrastruktur ein GPRS-Unterstützungsknoten, d. h. ein sogenannter GSN (GPRS Support Node = GPRS-Unterstützungsknoten). Es handelt sich um einen Mobilitätswegverfolger, der die Verbindung und Kooperation zwischen verschiedenen Datennetzwerken bewirkt, z. B. zum öffentlichen Paketdaten­ netzwerk PSPDN (Public Switched Packet Data Network = öffentliches, paket­ vermitteltes Datennetzwerk) mittels Gi-Verbindung oder zu einem anderen, operatorbetriebenen GPRS-Netzwerk über Gp-Verbindung, mit Mobilitätsverwal­ tung mittels GPRS-Registern über Gr-Verbindung, mit Weitergabe von Datenpa­ keten an mobile Stationen unabhängig von ihrem Ort. Rein körperlich gese­ hen, kann ein GPRS-Unterstützungsknoten GSN in ein MSC (mobiles Vermitt­ lungszentrum) integriert sein, oder es kann, beruhend auf der Architektur von Datennetzwerk-Wegfindern, ein gesondertes Netzwerkelement sein. Benut­ zerdaten laufen direkt mittels Gb-Verbindung zwischen einem Unterstützungs­ knoten GSN und einem Basisstationssystem BSS, das aus Basisstationen BTS und Basisstationssteuerungen BSC läuft, wobei jedoch zwischen einem Unter­ stützungsknoten GSN und dem mobilen Vermittlungszentrum MSC die signalge­ bende Gs-Verbindung besteht. In Fig. 2 kennzeichnen die durchgezogenen Linien zwischen Blöcken Datenverkehr, und die gestrichelten Linien reprä­ sentieren Signalgabe. Körperlich können Daten transparent durch das mobile Vermittlungszentrum MSC laufen. Die Funkschnittstelle zwischen der Basis­ station BTS und der mobilen Station MS ist durch das Bezugszeichen Um mar­ kiert. Die Bezugszeichen Abis und A repräsentieren die Schnittstelle zwi­ schen der Basisstation BTS und der Basisstationssteuerung BSC bzw. zwischen der Basisstationssteuerung BSC und dem mobilen Vermittlungszentrum MSC, wobei es sich um eine signalgebende Verbindung handelt. Das Bezugszeichen Gn repräsentiert die Verbindung zwischen verschiedenen Unterstützungsknoten desselben Betreibers. Die Unterstützungsknoten sind im allgemeinen in Über­ leitungs-Unterstützungsknoten GGSN (Gateway-GSN) und Dienste- oder Binnen­ unterstützungsknoten SGSN (Dienste-GSN) unterteilt, wie es in Fig. 2 darge­ stellt ist.

Fig. 3 veranschaulicht in Form eines Pfeilmusters einen Beispielsfall für verschiedene Stadien, wenn eine mobile Station, wenn sie eingeschaltet ist, in ein Netzwerk einloggt. Zunächst werden die mobile Station und das GPRS-Netzwerk synchronisiert, was auf ähnliche Weise wie beim normalen leitungs­ vermittelten mobilen GSM-Netzwerk erfolgt. Wenn eine mobile Station in einen Paketfunkvorgang einloggen möchte, z. B. unter Verwendung von GRPS-Diensten, startet sie einen bestimmten Logonprozeß, einen sogenannten GRPS-Logonprozeß. Die mobile Station MS überträgt zunächst eine Kanalan­ forderung für Funkverkehr an das Basisstationssystem (Stadium 1). Das Ba­ sisstationssystem BSS bestätigt die Anforderung (Stadium 2), wonach die mobile Station MS eine Anforderung für Paketdienste an das Basisstations­ system BSS sendet (Stadium 3). Danach wird im mobilen Vermittlungszentrum MSC die Authentizität überprüft, und es werden, wie es vom GSM-System be­ reits bekannt ist, Verschlüsselungsschlüssel zwischen der mobilen Station MS und dem Netz ausgetauscht (Stadium 4). Danach sendet diese mobile Sta­ tion MS eine Anforderung zum Einloggen in den Paketdienst an den Paket­ dienst-Unterstützungsknoten SGSN (Stadium 5). Die Anforderung umfaßt unter anderem die Teilnehmerkennung für den Mobilfunk und Parameterinformation für die Verschlüsselung. Der Dienstunterstützungsknoten SGSN führt den Adressenanforderungsprozeß für den Verbindungsunterstützungsknoten GGSN aus (Stadium 6). Der Dienstunterstützungsknoten SGSN sendet die Logonanfor­ derung für Paketdienste an den Verbindungsunterstützungsknoten GGSN (Stadi­ um 7), der den Ort der mobilen Station MS dadurch registriert, daß er die Wegermittlungstabelle aktualisiert (Stadium 8) und auf die Logonanforderung reagiert (Stadium 9). In diesem Stadium bestätigt der Dienstunterstützungs­ knoten SGSN sein Logon für die Paketdienste an die mobile Station MS (Sta­ dium 10), und er ordnet der mobilen Station MS die Identität einer zeitwei­ ligen logischen Verbindung TTLI (Temporary Logical Link) zu, die bei den Datenübertragungsvorgängen zwischen der mobilen Station MS und dem Dienst­ unterstützungsknoten SGSN als Adresse zu verwenden ist. Diese TTLI wird zur Identifizierung der mobilen Station MS in der Luftschnittstelle Um verwen­ det. Die Logon-Bestätigungsmeldung vom Dienstunterstützungsknoten SGSN an die mobile Station MS enthält im allgemeinen auch die Kennung der mobilen Station und die Kennung der Zelle (innerhalb der sich die mobile Station befindet). Was das Stadium 10 betrifft, ist es von der leitungsvermittelten Technologie her bekannt, daß eine mobile Station einem bestimmten Kanal oder einem bestimmten Zeitschlitz in einem TDMA-Rahmen zugeordnet wird, der für Sende- und Empfangsvorgänge zu verwenden ist, was bedeutet, daß die Aufwärts- und Abwärtsübertragungskanäle paarweise zugeordnet werden. Beim GSM-GPRS-Paketdienst informiert ein Dienstunterstützungsknoten SGSN eine mobile Station MS über einen oder mehrere Abwärtsverbindungskanäle zur Verwendung bei Abwärtskommunikation. Die mobile Station bestätigt, daß sie für Paketdienstverbindung bereit ist (Stadium 11), wonach der Austausch von Verschlüsselungsparametern für Paketdienste zwischen der mobilen Station MS und dem Dienstunterstützungsknoten SGSN ausgeführt wird (Stadium 12). Da­ nach geht die mobile Station in den Leerlaufmodus über, und der Kanal wird freigegeben (Stadium 13).

Die mobile Station nimmt den Kanal unmittelbar dann in Gebrauch, wenn sie etwas zu senden hat, d. h., wenn sie eine Kanalanforderung in Form eines PRA(Packet Random Access = wahlfreier Zugriff auf Pakete)-Impulsbündels, das auch als Kanalreservierungs-Impulsbündel bezeichnet werden kann, an das Netzwerk (Basisstation) sendet. Eine mobile Station kann eine Kanalreser­ vierungsanforderung PRA in einem logischen Reservierungskanal (sogenannter PRA-Kanal) in einem zu diesem Zweck reservierten Zeitschlitz senden. Das Netzwerk bestätigt die Anforderung durch Senden eines Paketbestätigungs-Impulsbündels PAG (Packet Access Grant = Paketzugriff gewährt) an die mobi­ le Station.

Die vorstehend beschriebenen, in Fig. 3 veranschaulichten Stadien sind in der GSM-GPRS-Dienstespezifikation GSM 04.60 spezifiziert, und sie sind als solche dem Fachmann bekannt. Bei einem System wie dem in Fig. 3 veranschau­ lichten sind die Aufwärtsübertragungsvorgänge von einer mobilen Station MS zu einer Basisstation BTS sowie die Abwärtsübertragungsvorgänge von einer Basisstation BTS an eine mobile Station MS voneinander unabhängig, und zwischen Aufwärts- und Abwärtsübertragungsvorgängen können Kollisionen auftreten.

Um bei einem mobilen Kommunikationssystem Kollisionen zu vermeiden, wird bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung so vorgegangen, daß dann, wenn eine mobile Station selbst weiß, daß sie von einem Typ ist, der nicht gleichzeitig senden und empfangen kann, anders gesagt, wenn es sich um eine "einfache" mobile Station handelt, sie das Netzwerk über ihr Kommu­ nikations-Funktionsvermögen (Halbduplex/Duplex) informiert, wenn sie in das Netz einloggt, anders gesagt, sie gibt die Information, daß es sich um eine "einfache" mobile Station handelt. Beim vorigen Beispiel des GSM-GPRS-Paketdienstes kann eine mobile Station diese Information im Stadium 5, d. h. in Verbindung mit der GPRS-Logonanforderung, an einen Dienstunter­ stützungsknoten SGSN geben. Diese Information kann aus z. B. einem oder mehreren Bits bestehen, abhängig von denen die Basisstation BTS oder der Unterstützungsknoten SGSN die mobile Station als "einfache" mobile Station erkennt.

Wenn sich eine mobile Station MS in den Bereich eines anderen Unterstüt­ zungsknotens SGSN bewegt, überträgt sei eine Anforderung für Wegeermitt­ lungsaktualisierung (wie in Fig. 3 - Stadium 5) an diesen neuen Unterstüt­ zungsknoten SGSN, und von diesem wird die Information zum Verbindungsunter­ stützungsknoten GGSN (siehe Stadium 7) weitergeleitet, der die Information aktualisiert (siehe Stadium 8), und als Bestätigung für die Aktualisierung der Wegermittlungstabelle eine Antwort an die mobile Station sendet (siehe Stadien 9 und 10). In diesem Fall muß die mobile Station, wenn sie die Wegermittlungsaktualisierung anfordert, erneut darüber informieren, daß sie eine "einfache" Station ist. Diese Art von Information kann auch Infor­ mation darüber enthalten, wieviele Zeitschlitze angefordert werden.

Wenn eine mobile Station als "einfache" mobile Station erkannt wurde, ist es der Basisstation BTR oder dem Unterstützungsknoten SGSN bekannt, daß ein bestimmter Empfangszeitschlitz für Abwärtskommunikation zuzuordnen ist, um eine Situation zu vermeiden, bei der die mobile Station, wenn sie später etwas zu senden hat, eine Kanalanforderung PRA in einem solchen Zeitschlitz sendet, der zu einer Kollision mit einer Abwärtsübertragung führt. Dies kann im Stadium 10 des Beispiels in Fig. 3 auftreten, wenn der Unterstüt­ zungsknoten SGSN den Logonvorgang der mobilen Station für Paketdienste klarstellt.

Wenn sich eine mobile Station MS in den Bereich eines anderen Unterstüt­ zungsknotens SSN bewegt und sie an diesen neuen Unterstützungsknoten SGSN eine Anforderung für Wegermittlungsaktualisierung gesendet hat, wie oben beschrieben, empfängt sie vom neuen Unterstützungsknoten SGSN zusammen mit einer Bestätigung hinsichtlich der Wegermittlungsaktualisierungsanforderung (siehe Fig. 3 - Stadium 10) Information zum Zeitschlitz, der bei Abwärts­ verbindung zu benutzen ist.

Wenn eine mobile Station MS etwas zu senden hat, erfaßt sie, z. B. aus Steuerkanälen (wie sie dem Fachmann z. B. aus dem GSM-GPRS-System bekannt sind), unter Verwendung eines Zugriffssteueralgorithmus MAC (Media Access Control = Medienzugriffssteuerung) einen Zeitschlitz oder Zeitschlitze, in denen ihr ein Sendevorgang zugeordnet ist. Zusätzlich kennt die mobile Station bereits seit dem Logonprozeß den Zeitschlitz/die Zeitschlitze, der/die für Abwärtsübertragungen zugeordnet wurde/wurden. Auf Grundlage der Erfassung sendet die mobile Station MS eine Kanalanforderung PRA in einem solchen Zeitschlitz, der nicht mit dem bei der Abwärtsverbindung verwende­ ten Zeitschlitz überlappt, an das Netzwerk. Als Hinweis dafür, daß sie als Aufwärtsverbindungszeitschlitz denselben Zeitschlitz wünscht, in dem die Anforderung übertragen wurde, informiert sie das Netzwerk darüber, daß sie eine "einfache" mobile Station ist. Zusätzlich kann sie Information über die Anzahl benötigter Zeitschlitze erteilen, wenn mehr als einer erforder­ lich ist. Die Anzahl der Zeitschlitze bei Aufwärtsverbindung muß nicht dieselbe wie bei Abwärtsverbindung sein, sondern die mobile Station kann z. B. drei Zeitschlitze für Aufwärtsverbindung reservieren und zwei Zeit­ schlitze für Abwärtsverbindung anfordern.

Wenn in den gemeinsamen Steuerkanälen eines bestimmten Zeitschlitzes Si­ gnalgabe betreffend eine Kanalanforderung erfolgt, während in anderen Zeit­ schlitzen Datenverkehr erfolgt, kann eine mobile Station MS in einer Kanal­ reservierungsanforderung PRA die Zeitschlitze anzeigen, die sie bei Auf­ wärtsverbindung verwenden kann. Diese Art von Information kann acht Bits umfassen, und wenn acht Kanäle, oder tatsächlich Zeitschlitze in einem TDMA-Rahmen, wie im GSM-System, vorliegen, betrifft jedes Bit einen Kanal. Der Bitwert "0" kann einen Kanal anzeigen, den die mobile Station nicht wünscht, und der Bitwert "1"- kann einen Kanal anzeigen, den die mobile Station für Kommunikation in Aufwärtsrichtung zu benutzen wünscht. Alterna­ tiv kann die Information 4 Bits betragen, wenn ein Bit anzeigt, daß die mobile Station "einfach" ist und drei Bits die Ordnungsnummer (0 bis 7 in binärer Form) des Schlitzes anzeigen, in dem die mobile Station MS empfan­ gen kann. Dann ordnet das Netzwerk der mobilen Station einen geeigneten Kanal für Aufwärtsübertragung zu. Die Abwärtsübertragungskanäle, wie sie für die fragliche mobile Station MS geeignet sind, müssen bereits im Logon ausgehandelt worden sein (Fig. 3). Nun kann das Netz, z. B. die Basissta­ tion BTS, einen der von der mobilen Station gewünschten Kanäle für die Sendevorgänge der mobilen Station reservieren.

Bei der Bestätigung der Kanalanforderung ordnet das Netzwerk den Abwärts­ übertragungs-Zeitschlitz zu. Vorzugsweise wählt das Netzwerk, z. B. der Netzwerkunterstützungsknoten SGSN oder die Basisstation BTS, den jeweiligen Zeitschlitz für die Abwärtsverbindung so aus, daß er nicht mit einem Auf­ wärtsverbindungs-Zeitschlitz überlappt. Falls aus irgendeinem Grund Über­ lappung auftreten sollte, kann die mobile Station MS den ihr zugeordneten Zeitschlitz nicht benutzen, sondern muß eine neue Kanalanforderung PRA senden.

Eine mobile Station verfügt über eine Einrichtung zum Erfassen des Zeit­ schlitzes, wie er bei Abwärtsverbindung verwendet wird, und eine Einrich­ tung zum Auswählen des Aufwärtsverbindungs-Zeitschlitzes, auf Grundlage dieser Erfassung, in solcher Weise, daß er nicht mit dem bei der Abwärts­ verbindung verwendeten Zeitschlitz überlappt. Dieser Realisierungsteil einer mobilen Station wird später in diesem Dokument ausführlicher be­ schrieben.

Um Kollisionen zu vermeiden, wird im mobilen Kommunikationssystem bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung so vorgegangen, daß das Netzwerk (z. B. ein Netzwerkunterstützungsknoten SGSN oder eine Basisstation BTS) beim Empfang eines Sendevorgangs von einer mobilen Station MS bei einer Aufwärtsübertragung aus den gesendeten Daten die Kennung der mobilen Sta­ tion liest und so den bei der Aufwärtsverbindung verwendeten Zeitschlitz erfaßt, und sie für die Abwärtsübertragung einen solchen Zeitschlitz aus­ wählt, der nicht mit dem bei der Aufwärtsübertragung überlappt.

In Verbindung mit der Kanalanforderung PRA bei Aufwärtsverbindung von einer mobilen Station MS liest eine Basisstation BTS die Kennung der mobilen Station aus dem Kanalanforderungs-Impulsbündel PRA aus und erfaßt so den bei der Aufwärtsverbindung verwendeten Zeitschlitz, und sie wählt für die Übertragung in Abwärtsrichtung an die fragliche mobile Station einen Zeit­ schlitz aus, der nicht mit dem bei der Aufwärtsübertragung überlappt. Die Basisstation BTS bestätigt die Paketanforderung in der Kanalanforderung PRA mittels einer Bestätigung PAG, in der sie die mobile Station MS über den zu verwendenden Zeitschlitz informiert. Zum Realisieren dieses zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels verfügt das Netzwerk, z. B. eine Basisstation BTS, über eine Einrichtung zum Erfassen des bei der Aufwärtsverbindung verwendeten Zeit­ schlitzes sowie über eine Einrichtung zum Auswählen des Abwärtsverbindungs-Zeitschlitzes, auf Grundlage der Erfassung in solcher Weise, daß der Ab­ wärtsverbindungs-Zeitschlitz nicht mit dem bei der Aufwärtsverbindung ver­ wendeten Zeitschlitz überlappt. Eine Basisstation kann z. B. eine Nach­ schlagetabelle aufweisen, in der sie die Aufwärts- und Abwärtsverbindungs-Zeitschlitze für verschiedene mobile Stationen aktualisiert. Die Realisie­ rung einer Basisstation wird für diesen Teil später und detaillierter in diesem Dokument beschrieben.

Im Fall eines Systems, bei dem mehr als ein Zeitschlitz bei der Aufwärts- und Abwärtsverbindung verwendet wird, wählt das Netzwerk jeweils alle Zeit­ schlitze für die Abwärtsverbindung so, daß sie nicht mit den Aufwärtsver­ bindungs-Zeitschlitzen überlappen.

Wenn das erste und zweite Ausführungsbeispiel, wie vorstehend angegeben, miteinander verglichen werden, besteht bei ihnen der Unterschied, daß beim zweiten Ausführungsbeispiel eine Basisstation eine mobile Station auf ir­ gendeine Weise identifizieren muß, d. h., daß sie deren Kennung empfangen muß (aktuelle, vorübergehende oder andere Identifizierung). Dies kann ein Problem darstellen. Z. B. besteht im 87-Bit-Kanalanforderungsimpulsbündel oder im Zugriffsimpulsbündel, das nur 36 Nichtkanal-Codebits für Informati­ on aufweist, kein Raum für die Kennungszahl oder den Code der mobilen Sta­ tion. In diesem Fall kann eine Basisstation BTS aus dem PRA-Impulsbündel, das sie empfängt, nicht erfahren, welche der mobilen Stationen innerhalb ihres Gebiets das Impulsbündel gesendet hat, und die Realisierung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel funktioniert dann nicht. Jedoch kann eine Rea­ lisierung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden.

Eine mobile Station gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und eine solche gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel können für die Übertragung in Auf­ wärtsrichtung und für die Übertragung in Abwärtsrichtung jeweils einen solchen Zeitschlitz auswählen, daß diese nicht überlappen, da die mobile Station mit dem Netz synchronisiert ist, wie oben angegeben, was der erste Vorgang nach dem Einschalten einer mobilen Station ist. Außerdem umfaßt eine mobile Station, wie bei bekannten, auf der TDMA-Technologie beruhenden Systemen, einen Timer, durch den die mobile Station die genaue zeitliche Lage der Zeitschlitze bei Aufwärts- und Abwärtsverbindung kennt.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer mobilen Station MS gemäß der beanspruchten Erfindung beschrieben. Der Über­ tragungsteil verfügt über einen Puffer 20, in dem die zu sendenden Daten abgespeichert werden. Der Puffer 20 verfügt über Steuerungsanschluß an eine Kanalanforderungs(oder PRA)-Erzeugungseinrichtung 21, die das Funkti­ onsvermögen der mobilen Station kennt, d. h., ob sie zu Vollduplex- oder Halbduplexverbindungen in der Lage ist. Wenn Daten im Puffer 20 abgespei­ chert sind, sendet er ein Steuersignal an die PRA-Erzeugungseinrichtung 21, die dann eine Kanalanforderung für einen PRA-Sendevorgang erzeugt. Wenn die mobile Station vom Halbduplextyp ist, erzeugt die PRA-Erzeugungseinrichtung ein solches Paketkanalanforderungs-Impulsbündel PRA, das die Information enthält, daß die mobile Station eine "einfache mobile Station ist, und die die Anzahl der schließlich angeforderten Zeitschlitze enthält. Das Erzeugen einer Kanalanforderung sowie eine PRA-Erzeugungseinrichtung sind dem Fachmann bekannt. Beim Ausführungsbeispiel zur Erfindung werden im PRA-Impulsbündel in der PRA-Erzeugungseinrichtung 21 Bits hinzugefügt, um die obenangegebene Information im Impulsbündel hinzuzufügen. Das Impulsbündel ist auf jeden Fall eine Gruppe von Bits, die in der PRA-Erzeugungseinrichtung 21 erzeugt werden. Die Modifizierung oder Hinzufügung von Information wird dadurch ausgeführt, daß ein Impulsbündel erzeugt wird, das sich hin­ sichtlich der hinzugefügten Information leicht von einem normalen Impuls­ bündel unterscheidet. Außerdem kann, gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, der Sendevorgang für das PRA-Impulsbündel in einem Zeitschlitz ausgeführt werden, für den Kollisionen bei der Datenübertragung vermieden sind. Die Datenbits im PRA-Impulsbündel werden in einer Fehlercodiereinheit 22 FEC (Forward Error Correction) fehlercodiert, und sie werden an einen Umschalter 23 weitergegeben. Daten werden auch vom Puffer 20 an den Um­ schalter 23 weitergegeben, wobei aus dem Puffer zu sendende Pakete für Paketsendevorgänge und FEC-Fehlercodierung in einer zweiten Fehlercodie­ rungseinheit 24 entnommen werden, für Übergabe in eine Verschachtelungsein­ heit 25, in der die Daten für den Sendevorgang verschachtelt werden. Der Umschalter 23 befindet sich in einer Position A, während Datenpakete gesen­ det werden, und er befindet sich in einer Position B, während ein Kanalanforderungs-Impulsbündel PRA gesendet wird. Ein Ende des Umschalters 23 ist so ausgebildet, daß es Daten ferner an eine Modulations- und Sendeeinheit 26 liefert, in der die Daten moduliert und in einem Impulsbündel (in Im­ pulsbündeln) an die Luftschnittstelle übertragen werden. Die PRA-Erzeugungseinrichtung 21 gehört als Teil zur MAC(Multiple Access Control = Mehr­ fachzugriffssteuerung oder Media Access Control = Medienzugriffssteuerung, was in der Figur nicht getrennt erkennbar ist)-Einheit, die den Paketfunk­ betrieb der mobilen Station steuert. Die MAC-Steuereinheit fordert als Aufwärtsverbindungs-Zeitschlitz einen solchen Zeitschlitz an, der nicht mit dem bei der Abwärtsverbindung verwendeten Zeitschlitz überlappt, und sie nimmt eine solche Steuerung vor, daß das PRA-Impulsbündel in einem von ihr selbst ausgewählten Aufwärtsverbindungs-Zeitschlitz gesendet wird.

Im Empfangsteil wird ein Impulsbündel empfangen und in der Empfangs- und Demodulationseinheit 27 demoduliert, die ferner mit einem zweiten Umschalt­ er 28 verbunden ist, der, während er sich in einer Stellung C befindet, Datenpakete enthaltende Impulsbündel empfängt, für die in einer Einheit 29 eine Entschachtelung und in einer FEC-Fehlerkorrektureinheit 30 Fehlerer­ kennung und -korrektur ausgeführt werden, von wo die empfangenen Datenpake­ te für weitere Verarbeitung in einen zweiten Puffer 31 eingespeichert wer­ den. Wenn die mobile Station im Paketkanalanforderungs-Impulsbündel PRA die Information gesendet hat, daß sie von "einfachem" Typ ist, wartet sie weiterhin auf eine Paketanforderungs-Bestätigungsmitteilung PAG, wobei sich der Umschalter 28 in einer Stellung D befindet. Der Umschalter befindet sich auch in der Stellung D, wenn eine mobile Station auf Mitteilungen wartet, die über Steuerkanäle (Steuerzeitschlitze) eintreffen. Eine PAG-Mitteilung enthält Information zum Zeitschlitz (zu den Zeitschlitzen), der (die) der mobilen Station in der Aufwärtsverbindung zugeordnet ist (sind). Das PAG-Mitteilungsimpulsbündel wird entsprechend in einer zweiten FEC-Fehlerkorrektureinheit 32 einer Fehlererkennung und -korrektur zugeführt, von wo aus es in einen PAG-Interpretierer 33 übernommen wird, der vorzugs­ weise ein Detektor ist, der die empfangene Mitteilung liest und anzeigt, ob sie Kanalreservierungsinformation enthält. Der PAG-Interpretierer 33 steu­ ert den Sendeteilpuffer 20, und wenn eine Kanalreservierung eintrifft, beginnt die mobile Station damit, Daten aus dem Puffer 20 im zugeordneten Zeitschlitz zu senden. Auch der PAG-Interpretierer 33 ist ein Teil der MAC-Steuereinheit. In Fig. 4 ist auch eine ARQ(Automatic Retransmissions Request = Anforderung für automatisches Rücksenden)-Einheit 34 zum Senden und Verarbeiten einer automatischen Rücksendeanforderung vorhanden, wie sie in einem Empfangsimpulsbündel empfangen wird. Die ARQ-Einheit 34 hängt wahlweise vom verwendeten Paketdienstprotokoll ab und ist für die Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Basisstation BTS beschrieben. Der Sendeteil verfügt über einen Puffer 40, in den die zu sendenden Daten eingespeichert werden. Der Puffer 40 verfügt über eine Steuerverbindung zu einer PP(Packet Paging - Personenruf-Paketbildung)-Erzeugungseinrichtung 41. Personenruf-Paketbildung PP wird dazu verwendet, eine mobile Station über ein Paketübertragung zu informieren, die an die mobile Station MS zu senden ist. Daten, die von einem festen Netzwerk, z. B. dem Internet herrühren, gelangen zu einem Dienstunterstützungsknoten SGSN, der die Daten für den Sendevorgang an die mobile Station MS überträgt. Die Pakete vom Unterstützungsknoten SGSN kom­ men im Puffer 40 in einer Basisstation BTS (oder einem Basisstationssystem BSS) an. Wenn Daten in den Puffer 40 eingespeichert sind, sendet er ein Steuersignal an die PP-Erzeugungseinrichtung 41, die nun eine Personenruf-Paketbildungsmitteilung an die mobile Station erzeugt. Diese PP-Mitteilung wird in einer Fehlercodiereinheit 42 FEC-fehlercodiert (oder faltungsco­ diert) und an einen Umschalter 43 weitergeleitet. Daten werden auch vom Puffer 40 an den Umschalter 43 geliefert, aus dem zu sendende Pakete für Paketsendevorgänge entnommen werden, die in einer zweiten Fehlercodierein­ heit 44 FEC-fehlercodiert und in eine Verschachtelungseinheit 45 übernommen werden, in der die Daten für den Sendevorgang verschachtelt werden. Der Umschalter 43 befindet sich während des Sendens von Datenpaketen in einer Stellung P, während er sich beim Senden einer PP-Mitteilung in einer Stel­ lung F befindet. Ein Ende des Umschalters 43 ist so ausgebildet, daß er Daten ferner an eine Modulations- und Sendeeinheit 46 überträgt, in der die Daten moduliert werden und in einem Impulsbündel (in Impulsbündeln) an eine Luftschnittstelle gesendet werden. Wenn eine virtuelle Verbindung (im GPRS-Logon-Stadium (Fig. 3)) errichtet wird, informiert die mobile Station den Unterstützungsknoten SGSN, daß sie eine "einfache" mobile Station ist, was bedeutet, daß sie nicht in jedem Zeitschlitz mit beliebiger Lage empfangen kann. So weiß der Unterstützungsknoten SGSN, daß er Pakete nur in geeigne­ ten Kanälen senden darf, und innerhalb der Pakete teilt er sogar die geeig­ neten Zeitschlitze an die Basisstation BTS/das Basisstationssystem BSS mit, so daß das Basisstationssystem weiß, daß es die PP-Mitteilung in einem solchen Zeitschlitz senden kann, in dem die mobile Station empfängt. Wenn die PP-Mitteilung an die mobile Station MS gesendet wurde, kann die Basis­ station BTS zum vereinbarten Zeitpunkt Daten an die mobile Station MS im vereinbarten Kanal senden (anders gesagt, mit der ausgehandelten Frequenz im vereinbarten Zeitschlitz).

Im Empfangsteil wird ein Impulsbündel empfangen und in einer Empfangs- und Demodulationseinheit 47 demoduliert, die ferner mit einem zweiten Umschalt­ er 48 verbunden ist, der, während er sich in einer Stellung G befindet, Datenpakete enthaltende Impulsbündel empfängt, für die in einer Einheit 49 eine Entschachtelung ausgeführt wird und in einer FEC-Fehlerkorrektureinheit 50 eine Fehlererkennung und -korrektur ausgeführt wird, von wo die empfangenen Datenpakete für weitere Verarbeitung in einen weiteren Puffer 51 eingespeichert werden. Wenn die Basisstation damit rechnet, von der mobilen Station MS ein Impulsbündel PRA für wahlfreien Zugriff oder andere Steuermitteilungen zu empfangen, befindet sich der Umschalter 28 in einer Stellung H, während er sich zu anderen Zeiten, wenn Daten erwartet werden, in der Stellung G befindet. Die empfangenen Steuermitteilungen werden in einer zweiten FEC-Fehlerkorrektureinheit 52 entsprechend einer Fehlererken­ nung und -korrektur unterworfen, von wo sie an eine Verarbeitungseinheit 53 weitergegeben werden, die auf eine Funktion zum Erzeugen einer Anforderung für automatisches Rücksenden ARQ für einen Sendevorgang und zum Verarbeiten einer in einem Empfangsimpulsbündel empfangenen Anforderung für automati­ sches Rücksenden aufweisen kann. Die ARQ-Funktion 34 ist abhängig vom ver­ wendeten Paketdienstprotokoll wahlfrei und für die Erfindung nicht erfor­ derlich. Die Verarbeitungseinheit 43 steuert den Puffer 40 und liefert Information an den Unterstützungsknoten SGSN weiter, und wenn die Kanalan­ forderung PRA eintrifft, sendet die Basisstation BTS in den vereinbarten Zeitschlitzen eine Paketanforderungsbestätigung PAG an die mobile Station MS. Die Basisstation BTS sendet die Information zur Reservierung bei Ab­ wärtsverbindung im PP-Kanal. Die Basisstation BTS empfängt Datenpaketsend­ ungen, die an einen Unterstützungsknoten SGSN weitergeliefert werden, um an ein Telekommunikationsnetzwerk, z. B. das Internet, weitergegeben zu wer­ den.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Unterstützungsknotens SGSN beschrieben. Daten, die von einem festen Datennetzwerk 59, z. B. dem Internet, am Unterstützungsknoten SGSN eintreffen, werden in einem Datenprozessor 60 verarbeitet und in einen Puffer 61 eingespeichert. Der Datenprozessor 60 befragt einen Signalgabe­ prozessor 62, wo das Paket hinzusenden ist, und der Signalgabeprozessor 62 sucht aus einem Ortsverzeichnis 63, das als im Speicher abgespeicherte Nachschlagetabelle realisiert sein kann, die Information heraus, in welchem Kanal das Paket an die fragliche mobile Station MS gesendet werden soll. Der Signalgabeprozessor 62 gibt die Information zum Zeitschlitz an den Datenprozessor 60 weiter, der das vom Puffer 61 zu sendende Datenpaket im korrekten Kanal an die Basisstation BTS weiterliefert und dazu Information zum Zeitschlitz hinzufügt, in dem die Daten an der Luftschnittstelle an die mobile Station gesendet werden sollen.

Diese Erfindung verringert die Gefahr von Kollisionen in einem Kommunikati­ onsnetzwerk und verhindert sie vorzugsweise vollständig, insbesondere bei einem mobilen Kommunikationssystem eines Kommunikationsnetzwerks, das bei bidirektionaler Funkkommunikation im Zeitmultiplex arbeitet, wobei Mittei­ lungen in Aufwärtsverbindung in einem Zeitschlitz und in Abwärtsverbindung in einem anderen Zeitschlitz unabhängig voneinander übertragen werden. Die Erfindung erleichtert bei einem Kommunikationssystem wie dem obigen, die Verwendung einer mobilen Station mit einem einzigen Sendeempfänger, wobei die verbleibende Gefahr für Kollisionen klein oder verschwunden ist.

Claims (20)

1. Verfahren zum Vermeiden von Kollisionen in einem Telekommunikations­ netzwerk mit bidirektionaler Kommunikation im Zeitmultiplex, bei der Mit­ teilungen in einer ersten Kommunikationsrichtung in einem ersten Zeit­ schlitz und in einer zweiten; entgegengesetzten Kommunikationsrichtung in einem zweiten Zeitschlitz übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der in der ersten Kommunikationsrichtung verwendete erste Zeitschlitz erfaßt wird und
• - für den zweiten Zeitschlitz auf Grundlage dieser Erfassung ein solcher Zeitschlitz ausgewählt wird, der nicht mit dem ersten Zeitschlitz über­ lappt.

2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - in der ersten Kommunikationsrichtung Mitteilungen von einer Basisstation (BTS) an eine mobile Station (MS) übertragen werden;
• - in der zweiten Kommunikationsrichtung Mitteilungen von einer mobilen Station (MS) an eine Basisstation (BTS) übertragen werden;
• - der in der ersten Kommunikationsrichtung verwendete erste Zeitschlitz in der mobilen Station (MS) erfaßt wird und
• - für den zweiten Zeitschlitz auf Grundlage der Erfassung ein solcher Zeit­ schlitz ausgewählt wird, der nicht mit dem ersten Zeitschlitz überlappt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl des zweiten Zeitschlitzes dadurch an die Basisstation (BTS) mitgeteilt wird, daß an sie, in der zweiten Kommunikationsrichtung, eine Mitteilung im zweiten Zeitschlitz übertragen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Mitteilung die Basisstation über die Kommunikationsfähigkeiten der mobilen Station (MS) informiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitteilung eine Paketkanalanforderung (PRA) ist.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in der ersten Kommunikationsrichtung verwendete erste Zeitschlitz dann erfaßt wird, wenn eine Verbindung zwischen der mobilen Station (MS) und dem Tele­ kommunikationsnetzwerk aufgebaut wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - in der ersten Kommunikationsrichtung Mitteilungen von einer mobilen Sta­ tion (MS) an eine Basisstation (BTS) übertragen werden;
• - in der zweiten Kommunikationsrichtung Mitteilungen von einer Basisstation (BTS) an eine mobile Station (MS) übertragen werden;
• - der in der ersten Kommunikationsrichtung verwendete erste Zeitschlitz in der Basisstation (BTS) erfaßt wird und
• - in der Basisstation (BTS) auf Grundlage der Erfassung als zweiter Zeit­ schlitz ein solcher Zeitschlitz ausgewählt wird, der nicht mit dem ersten Zeitschlitz überlappt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zeitschlitz dadurch erfaßt wird, daß ein Zeitschlitz registriert wird, in dem die Basisstation (BTS) die Mitteilung von der mobilen Station (MS) empfängt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erfassen des ersten Zeitschlitzes die Kennung der mobilen Station (MS) aus der von ihr empfangenen Mitteilung erfaßt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kommunika­ tion zwischen der Basisstation (BTS) und mehreren mobilen Stationen (MS) ein Register zu Zeitschlitzen in der ersten und zweiten Kommunikationsrich­ tung für jede einzelne mobile Station (MS) aktualisiert wird.

11. Vorrichtung (MS, BTS, BSS, GSN) für bidirektionale Kommunikation im Zeitmultiplex in einem Telekommunikationsnetzwerk, mit

• - einer Einrichtung (27-34) für Kommunikation in einer ersten Kommunika­ tionsrichtung in einem ersten Zeitschlitz und
• - einer Einrichtung (20-26) für Kommunikation in einer zweiten Kommunika­ tionsrichtung in einem zweiten Zeitschlitz;

gekennzeichnet durch

• - eine Einrichtung (33) zum Erfassen des in der ersten Kommunikationsrich­ tung verwendeten Zeitschlitzes; und
• - eine Einrichtung (31, 33) zum Auswählen des zweiten Zeitschlitzes auf Grundlage der Erfassung für die zweite Kommunikationsrichtung in solcher Weise, daß dieser zweite Zeitschlitz nicht mit dem ersten Zeitschlitz überlappt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es eine mobile Station (MS) ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Basisstation (BTS) ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Basisstationssystem (BSS) mit mindestens einer Basisstation (BTS) und einer Basisstationssteuerung (BSC) ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Telekommunikationsnetzwerk-Unterstützungsknoten (GSN) ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch

• - eine Einrichtung zum Empfangen von Mitteilungen in einer Basisstation (BTS) in der ersten Kommunikationsrichtung;
• - eine Einrichtung zum Senden von Mitteilungen an eine Basisstation in der zweiten Kommunikationsrichtung und
• - eine Einrichtung (31, 33) zum Mitteilen der Auswahl des zweiten Zeit­ schlitzes an die Basisstation (BTS) durch Steuern der an die Basisstation (BTS) zu sendenden Mitteilung im zweiten Zeitschlitz.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (21) zum Erzeugen der Hinweismitteilung (PRA) zur Auswahl des zweiten Zeitschlitzes aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (21) zum Hinzufügen einer Mitteilung innerhalb der Hinweismitteilung (PRA), die die Kommunikationsfähigkeiten der mobilen Station (MS) angibt.

19. Telekommunikationsnetzwerk mit einem Unterstützungsknoten (SGSN), einer Basisstation (BTS) und einer mobilen Station (MS) eines mobilen Netz­ werks, dadurch gekennzeichnet, daß das Telekommunikationsnetzwerk eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18 aufweist.