DE19731205A1

DE19731205A1 - Verfahren und Funk-Kommunikationssystem zur Informationsübertragung mittels ATM-Zellen

Info

Publication number: DE19731205A1
Application number: DE19731205A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing Koch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-07-21
Filing date: 1997-07-21
Publication date: 1999-01-28
Also published as: KR20010022098A; WO1999005880A3; WO1999005880A2; EP0998832A2; RU2182744C2; CN1265259A; BR9811529A; ID24220A; JP2001511632A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Funk-Kommunika tionssystem zur Informationsübertragung mittels ATM-Zellen über eine Funkschnittstelle zwischen Basisstationen und Mo bilstationen. Mobilstationen können auch ortsfeste Endgeräte im Sinne eines Zugangsnetzwerkes sein.

Wie aus R.Händel, "Evolution der Netze mit ATM", telcom report 17 (1994), Heft 1, S. 8-11, bekannt ist, werden zukünf tige Breitbandnetze, auf dem ATM (asynchronous transfer mode) Prinzip aufbauen. In diesen Netzen werden eine Reihe neuer Dienste möglich sein. Im Sommer 1996 wurde eine WATM (wire less asynchronous transfer mode) Arbeitsgruppe innerhalb des ATM-Forums gegründet, deren Arbeitsziel es ist, eine Anpas sung von Funk-Kommunikationssystemen PCS (personal communi cation services) und ATM-Technik zu schaffen.

Wie aus WATM Working Group List, Document Nr. LTD-WATM-01.03, Abschnitt 3, Physical Layer, hervorgeht, sind Entfernungen zwischen Basisstation (Satellit) und Mobilstation von bis zu 22 000 Meilen geplant. Die Anwendung für diese maximale Ent fernung ist im Satellitenfunk. Andererseits sieht die ältere Version dieses Dokuments WATM Working Group List, Document Nr. LTD-WATM-01.00, 2.12.1996, Abschnitt 2.3.1, Physical Layer, für Office Anwendungen Entfernungen von 30 bis 500 m vor. Eine Synchronisation der Informationsübertragung über die Funkschnittstelle ist in beiden Anwendungen nicht vor gesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Funk-Kom munikationssystem eine Informationsübertragung mit ATM-Zellen anzugeben, die die Limitierungen der Entfernungen, d. h. auf Satellitenstrecken oder auf kleine Zellen (< 500 m), zwischen der Basisstation und den Mobilstationen aufhebt. Die Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentan spruchs 1 und das Funk-Kommunikationssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß in bei den Fällen der oben beschriebenen Szenarios die Unterschiede der Signallaufzeiten zwischen Basisstation und den verschie denen Mobilstationen vernachlässigbar sind und deshalb bisher keine zusätzlichen Probleme der Steuerung der Sendezeitpunkte für die Informationsübertragung über die Funkschnittstelle auftraten. Alle Mobilstationen konnten gleich behandelt wer den. Im ersten Fall (Satellitenfunk) ist die Gesamtsignal laufzeit sehr groß und die unterschiedliche Position der Mo bilstationen auf der Erde vernachlässigbar. Im zweiten Fall fallen die Unterschiede der Signallaufzeiten zwischen den Mobilstationen durch die kurzen Entfernungen nicht ins Ge wicht.

Soll jedoch eine Funkübertragung von ATM-Zellen in einem terrestrischen Funk- Kommunikationssystem, beispielsweise einem Mobilfunknetz, ohne große Kapazitätsverluste verwirk licht werden, so müssen die unterschiedlichen Entfernungen der Mobilstationen von der Basisstation berücksichtigt werden.

Erfindungsgemäß sendet deshalb eine Basisstation eine erste Meldung, mit der eine Konfigurierung der Funkschnittstelle eingeleitet wird. Eine Mobilstation empfängt die erste Mel dung, worauf diese Mobilstation eine zweite Meldung sendet. Die Basisstation bestimmt einen Empfangszeitpunkt für die zweite Meldung und daraus einen Korrekturwert, der zur Synchronisation der Informationsübertragung über die Funk schnittstelle verwendet wird. Durch die Synchronisation der Übertragung der ATM-Zellen wird bei hoher Ausnutzung von funktechnischen Ressourcen der Funkschnittstelle auch ein Entfernungsbereich von größer 500 m und kleiner 22 000 Meilen für die Informationsübertragung mittels ATM-Zellen erschlos sen. Somit kann die Zellgröße mit derzeitig existenten öf fentlichen Mobilfunknetzen, wie z. B. GSM, vergleichbar sein.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung über mittelt die Basisstation mit einer dritten Meldung den Korrekturwert an die Mobilstation, so daß die Mobilstation mit Hilfe des Korrekturwertes eine Synchronisation der Informationsübertragung über die Funkschnittstelle durch führt. Somit übernimmt die Basisstation, d. h. netzseitige Komponenten, die Berechnung von Korrekturwerten für die Mobilstationen, so daß die Mobilstationen von solchen Aufgaben entlastet werden und den jeweiligen Korrekturwert lediglich in einen entsprechenden Sendezeitpunkt umsetzen.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Funkschnittstelle eine direkte Zellenübertragung von ATM-Zellen, d. h. eine an ATM-Zellen ausgerichtete Funkschnittstelle, oder eine Über tragung von ATM-Zellen innerhalb eines digitalen Mobilfunk netzes vorsieht. In beiden Fällen ermöglicht die Synchro nisation der Informationsübertragung die Schaffung einer zellularen Struktur des Funk-Kommunikationssystems, wie sie in terrestrischen Mobilfunknetzen benötigt wird.

Wird ein bestehendes digitales Mobilfunknetzes zur Übertra gung der ATM-Zellen benutzt, kann dessen Funkschnittstelle eine auf CDMA basierende Funkschnittstelle (Funkschnitt stelle, die durch Teilnehmerkodes den Teilnehmerzugriff ermöglicht), eine auf FDMA basierende Funkschnittstelle (Funkschnittstelle, die durch Frequenzvergabe den Teilneh merzugriff ermöglicht) oder eine auf TDMA basierende Funk schnittstelle (Funkschnittstelle, die durch Zeitmultiplex den Teilnehmerzugriff ermöglicht) sein. Auch Kombinationen der verschiedenen Verfahren zur Teilnehmerseparierung sind mög lich.

Zur Übertragung der netzseitig bestimmten Werte zur Synchro nisation wird die dritte Meldung als eine separate Signali sierung oder eine Inband-Signalisierung innerhalb der Infor mationsübertragung an die Mobilstation übermittelt. Die separate Signalisierung hat z. B. den Vorteil, daß Signali sierungsnachrichten einfacher zur Funktionseinheit, die sie bearbeiten soll, geleitet werden können.

Die Inband-Signalisierung hingegen hat z. B. den Vorteil, daß hierbei keine zusätzliche Verkehrslast auf der Funkschnitt stelle erzeugt wird. Außerdem ist das Empfangsteil der Mobil station einfacher zu implementieren.

Wird eine Inband-Signalisierung gewählt, so wird innerhalb einer ATM-Zelle, die aus einem Organisationsblock und einem Nutzdatenblock besteht, im Organisationsblock ein Feld für die dritte Meldung vorgesehen. In dieses Feld wird der Kor rekturwert eingetragen. Vorteilhafterweise ersetzt dieses Feld zumindest teilweise eine Information über einen vir tuellen Pfad, welche bei einer Übertragung über die Funk schnittstelle nicht mehr benötigt wird. Das Feld enthält dabei mindestens acht bit Informationen zur Korrektur des Sendezeitpunktes der Mobilstation, d. h. zur Synchronisation.

Bei der Nutzung bestehender digitaler Mobilfunknetze mit TDMA-Teilnehmerseparierung kann eine ATM-Zelle genau in einem Zeitschlitz übertragen werden oder auf mehrere Zeitschlitze aufgeteilt werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, in ei nem Zeitschlitz mehrere ATM-Zellen zu übertragen. In jedem Fall bietet die in den Ausführungsbeispielen beschriebene Synchronisation die Grundlage für eine Informationsübertra gung ausgehend von mehreren Mobilstationen in unterschied licher Entfernung zur Basisstation, ohne daß nacheinander gesendete Informationen verschiedener Mobilstationen sich gegenseitig auslöschen.

Anhand von Ausführungsbeispielen, die auf die Figuren Bezug nehmen, wird die Erfindung näher erläutert.

Dabei zeigen

Fig. 1 ein Szenario einer Informationsübertragung mittels ATM-Zellen über eine Funkschnittstelle,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Informations übertragung von einer Mobilstation zum ATM-Netz,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Zelle eines zellularen Mobilfunknetzes,

Fig. 4 ein Übersichtsbild verschiedener Synchronisations möglichkeiten,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Signalisierungs flusses zwischen Basisstationssystem und Mobil station,

Fig. 6 einen virtuellen Kanal mit einer Mobilstation zugeteilten ATM-Zellen,

Fig. 7 eine Definition für den Korrekturwert als Zeitverzögerung aufgrund der Signallaufzeit,

Fig. 8 und 9 Darstellungen des Organisationsblockes einer ATM-Zelle für eine Inband-Signalisierung,

Fig. 10 und 11 Darstellungen der Aufteilung von ATM-Zellen auf Zeitschlitze einer TDMA-Funkschnittstelle,

Fig. 12 eine Definition für den Korrekturwert als Zeitver zögerung aufgrund der Signallaufzeit und der Zuteilungsrate für eine Mobilstation.

Fig. 1 zeigt ein allgemeines Szenario mit mobilen Teilnehmern von Mobilfunknetzen, die entweder an ein Vermittlungsnetz PSTN mit herkömmlichen Vermittlungseinrichtungen oder an ein ATM (backbone) Netz mit ATM-Vermittlungseinrichtungen an schließbar sind. Im Falle des ATM (backbone) Netzes wird zusätzlich eine Funkschnittstelle zur Informationsübertragung mit ATM-Zellen definiert, wodurch eine WATM (wireless asyn chronous tranfer mode) Funkschnittstelle entsteht. Auch die Mobilstationen MS sind folglich zum Empfang von ATM-Zellen geeignet. WATM wird eingesetzt, um eine Anpassung des ATM- Netzes an die Mobilitätsfunktionen zu ermöglichen.

Es wird in der ATM-Signalisierung ein MAP (mobile application part) definiert. Entsprechend Fig. 2 ist dieser MAP in einem Basisstationscontroller BSC definiert, der mit zumindest einer Basisstation BTS verbunden ist. Der Basisstations controller BSC und die Basisstation BTS bilden ein Basissta tionssystem BSS, das den netzseitigen Abschluß der Funk schnittstelle darstellt. Der Basisstationscontroller BSC ist mit dem ATM-Netzwerk über drahtgebundene Kanäle verbunden. Zwischen der Basisstation BTS und der Mobilstation MS besteht die Funkschnittstelle, über die ATM-Zellen in beiden Rich tungen übertragen werden. In der Basisstation BTS ist eine Synchronisationseinheit S enthalten, die die Synchronisation der Funkschnittstelle steuert.

In Fig. 2 ist nur eine einzige Mobilstation MS gezeigt, aus Fig. 3 wird jedoch deutlich, daß eine Basisstation BTS eine Zelle innerhalb eines das Funk-Kommunikationssystem bildenden Mobilfunknetzes versorgt. Innerhalb der Zelle können sich mehrere Mobilstationen MS aufhalten, die über die Funk schnittstelle zur Basisstation BTS eine Verbindung aufbauen können (MOC mobile originated call) oder zu denen eine Ver bindung aufgebaut (MTC mobile terminated call) werden kann.

Die Mobilstationen MS haben innerhalb der Zelle einen belie bigen Abstand zur Basisstation BTS, wobei sie sich innerhalb der Zelle frei bewegen können, ohne daß die Verbindungen zur Basisstation BTS abreißen. Die Zelle hat einen Radius von bis zu einigen Kilometern, wodurch die Signallaufzeiten zwischen den Mobilstationen MS und der Basisstation BTS zwischen nahe zu Null und einigen µs variieren kann. Hinzu kommen Einflüsse der Mehrwegeausbreitung, die das Problem der unterschied lichen Signallaufzeiten weiter verschärfen. Anders als bei Satelliten- oder Officeanwendungen müssen die Unterschiede entsprechend der folgenden Ausführungsbeispiele ausgeregelt werden.

Fig. 4 zeigt mögliche Einsatzumgebungen für eine Synchroni sierung der Informationsübertragung über die Funkschnitt stelle. Im Rahmen des WATM können die ATM-Zellen entweder direkt übertragen werden - hierbei ist eine Anpassung der Funkschnittstelle an die Größe und Übertragungsgeschwindig keit der ATM-Zellen möglich - oder die Übertragung erfolgt über digitale Mobilfunknetze, die entweder eine CDMA (code division multiple access), eine FDMA (frequency division multiple access) oder eine TDMA (time division multiple access) Struktur haben. CDMA basierte Mobilfunknetze sind beispielsweise das IS-95 Mobilfunknetz oder ein Wideband-CDMA Mobilfunknetz. TDMA basierte Systeme sind beispielsweise GSM (global system for mobile communication), PCS1900 oder ein TD/CDMA-System mit gemeinsamer Detektion (joint detection). Ein FDMA System ist beispielsweise ein GSM Mobilfunknetz, bei dem ein Träger, d. h. pro Zelle eine Frequenz mit allen Zeit schlitzen, für eine WATM Übertragung vorgesehen ist.

Diese Übertragungsvarianten von ATM-Zellen über die Funk schnittstelle können jeweils von zwei unterschiedlichen Sig nalisierungsverfahren zur Synchronisation begleitet sein. Synchronisationsinformationen können als separate oder Inband-Signalisierung übertragen werden. Da es sich erfin dungsgemäß um eine zeitliche Synchronisation der Funk schnittstelle handelt, kann man Ausführungsbeispiele unter scheiden, bei denen die Funkschnittstelle an sich nicht zeitlich gegliedert ist und Ausführungsbeispiele, bei denen durch Zeitschlitze bereits eine zeitliche Gliederung der Funkschnittstelle vorliegt.

Auf die Besonderheiten der Übertragung von ATM-Zellen wird im folgenden nicht eingegangen. Diese können der einschlägigen Fachliteratur entnommen werden. Voraussetzung für die Infor mationsübertragung mittels ATM-Zellen über die Funkschnitt stelle ist die Definition der Größe der ATM-Zellen, z. B. 53 Byte pro ATM-Zelle, und die Übertragungsgeschwindigkeit. Ge nerell wird ein ATM-Zellenraster eingerichtet. Auf der Funk schnittstelle teilen sich mehrere Mobilstationen MS einen virtuellen Pfad (VP virtuell path) oder einen virtuellen Kanal (VC virtuell channel). Zur Adressierung eines Teil nehmers, in diesem Falle einer Mobilstation MS, sind Iden tifikationszeichen VPI, VCI für den virtuellen Pfad VP bzw. den virtuellen Kanal VC vorgesehen. Diese Idendifikations zeichen VPI, VCI sind in einen Organisationsblock header einer ATM-Zelle eingetragen und dienen der Vermittlung dieser ATM-Zelle an den Adressaten.

Der Signalisierungsablauf zwischen dem Basisstationssystem BSS und der Mobilstation MS wird in Fig. 5 gezeigt. Zur Kon figuration der Funkschnittstelle sendet das Basisstations system BSS über die Basisstation BTS eine erste Meldung mes1 auf einem Organisationskanal ihrer Funkzelle, die von der empfangsbereiten Mobilstation MS empfangen wird. Damit wird ein virtuellen Kanal VC für weitere Signalisierungsmeldungen eingerichtet. Anhand dieses Organisationskanals kann sich die Mobilstation MS abstimmen. Auch ein Rufen der Mobilstation MS beim MTC-Verbindungsaufbau zur Mobilstation MS kann hiermit erfolgen.

Die Mobilstation MS sendet eine zweite Meldung mes2 mit einer Zugriffsnachricht (access burst), falls sie einen abgehenden Ruf (MOC) wünscht oder auf einen ankommenden Ruf (MTC) rea giert. Die zweite Meldung mes2 steht in keinem festen zeit lichen Bezug zur ersten Meldung mes1. Anhand dieser zweiten Meldung mes2 ermittelt eine Synchronisationseinheit S der Ba sisstation BTS einen Empfangszeitpunkt t1 für die zweite Meldung mes2 und aus dem Empfangszeitpunkt t1 einen Korrek turwert kor1. Ggf. wird der Korrekturwert kor1 nach Auswer tung mehrerer zweiter Meldungen mes2 mit erhöhter Genauigkeit bestimmt. Die Bestimmung des Korrekturwertes kor1 kann alter nativ zur Synchronisationseinheit S in einer Basisstation BTS auch in anderen Komponenten des Basisstationssystems BSS, beispielsweise eine Synchronisationseinheit S im Basissta tionscontroller BSC, durchgeführt werden.

Der bestimmte Korrekturwert kor1 wird zur Synchronisation der Informationsübertragung über die Funkschnittstelle verwendet. Während des Verbindungsaufbaus teilt das Basisstationssystem BSS der Mobilstation MS einen virtuellen Kanal VC zu und übermittelt den Korrekturwert kor1 an die Mobilstation MS mit einer dritten Meldung mes3. Die Mobilstation MS führt mit Hilfe des Korrekturwertes kor1 die Synchronisation, d. h. das Einstellen des Sendezeitpunktes bzw. der Sendezeitpunkte für die Informationsübertragung mittels ATM-Zellen über die Funk schnittstelle durch.

Auch während des Bestehens der Verbindung bestimmt im Basis stationssystem BSS eine Synchronisationseinheit S die Emp fangszeitpunkte t1 von gesendeten Informationen der Mobil station MS und ermittelt fortlaufend Korrekturwerte kor1. Dies muß nicht für jede einzelne ATM-Zelle erfolgen. Die Abstände zwischen zwei Bestimmungen sollten jedoch an die Änderungsgeschwindigkeit der Signallaufzeit, d. h. der Posi tion der Mobilstation MS angepaßt sein. Die ermittelten Kor rekturwerte kor1 werden mit dritten Meldungen mes3 an die Mobilstation MS gemeldet und von dieser verarbeitet.

Dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist gemein, daß das ATM-Zellenraster in der Funkzelle auf einer Frequenz (direkte Übertragung von ATM-Zellen mit eigener Funkschnitt stelle oder FDMA) oder einem Teilnehmerkode (CMDA) eingeführt wird. Die Basisstation BTS steuert das zeitliche Raster der Übertragung, d. h. der Abgrenzung der ATM-Zellen.

Fig. 6 zeigt einen virtuellen Kanal VC, den sich mehrere Mo bilstationen MS teilen. Eine Mobilstation MS schreibt ihre Daten nach einem vorgegebenen Schema in die ihr zugeteilten ATM-Zellen. Alternativ zur den ATM-Zellen mit 53 Byte können auch Minizellen gemäß AAL2 (ATM Adaptation Layer 2) verwendet werden. Dies bedeutet, daß eine ATM-Zelle nicht immer Infor mationen nur einer Mobilstation MS enthält, sondern eine zweite feinere Struktur eingeführt wird.

Durch die Entfernung zwischen Mobilstation MS und Basissta tion BTS kommt es zu einer nicht vernachlässigbaren Zeit verschiebung zwischen Sendezeitpunkt und Empfangszeitpunkt t1 einer Meldung. Die Signallaufzeit ist in Fig. 7 gezeigt und stellt die zeitliche Verschiebung des Zeitrasters bei der Mobilstation MS und der Basisstation BTS dar. Sie wird hier mit dem Korrekturwert kor1 gleichgesetzt. Es sind hierbei auch beliebige andere Umrechnungsmethoden von Korrekturwert kor1 zu den Ausgleichsgrößen für die Signallaufzeit einsetz bar.

Abhängig von der Anzahl bits, die für die Signalisierung des Korrekturwertes kor1 zur Verfügung stehen, kann der Sende zeitpunkt sehr genau eingestellt werden. Werden 6 bits für den Korrekturwert kor1 benutzt, dann können Genauigkeiten wie im GSM-Mobilfunknetz erreicht werden. Eine leichte Anpassung an dieses Netz ist damit gewährleistet.

Werden 8 bits benutzt, dann kann bei einer Inband-Signali sierung der VPI ersetzt werden. Damit ergibt sich ein leicht zu bewältigender Änderungsaufwand bei der Gestaltung der Informationen im Organisationsblock header. Die Identifika tionsinformation des virtuellen Pfades VPI wird in einer Funkzelle nicht mehr benötigt, da sie üblicherweise nur in den Vermittlungsknoten eines ATM-Netzes ausgewertet wird.

Bei mehr als 8 bit müssen weitere Felder des Organisations blocks header, z. B. Teile des VCI überschrieben werden. Die Genauigkeit der Korrekturinformation wird erhöht. Für die Identifikationsinformation des virtuellen Kanals VCI ist dies nicht weiter bedenklich, da in einer Funkzelle in der Regel mit weniger als 216 Verbindungen zu rechnen ist.

Die Fig. 8 und 9 zeigen zwei Beispiele für eine ATM-Zelle, in die der Korrekturwert kor1 in den Organisationsblock header eingetragen ist. Bei Fig. 8 ersetzen 8 bit Korrektur wert kor1 die Identifikationsinformation des virtuellen Pfades VPI. Bei Fig. 9 werden in der Basisstation BTS die Informationen der Identifikationsinformation des virtuellen Pfades VPI überschrieben und zusätzlich 4 bit des Feldes für die Identifikationsinformation des virtuellen Kanals VCI genutzt.

Die Felder für die Informationen für
generic flow control: GFC
payload type: PT
cell loss priority: CLP
header error control: HEC
werden nicht verändert.

Im ersten Ausführungsbeispiel werden folgende Definitionen eingeführt. Bei direkter Übertragung von ATM-Zellen ist eine Zelle gleichzeitig ein virtueller Kanal VC und ein virtueller Pfad VP. Bei einer Funkschnittstelle auf CDMA Basis ist ein Teilnehmerkode auf einer Frequenz ein VC und ein VP. Bei ei ner Funkschnittstelle auf FDMA Basis ist eine Frequenz ein VC und ein VP. Eine Kombination der drei Fälle ist möglich.

Der Korrekturwert kor1 wird in die Signalisierungsinformation des MAP eingetragen. Die Basisstation BTS sendet auf dem WATM-Signalisierungskanal diese Information an die Mobil station MS mit jeder Signalisierungsnachricht. Hierbei kann entweder ein zusätzlicher virtueller Kanal VC zwischen Ba sisstation BTS und Mobilstation MS eingerichtet sein oder jede x-te ATM-Zelle im Kanal zur Nutzdatenübertragung wird zur Signalisierung genutzt.

Der zeitliche Abstand t jeder Signalisierungsnachricht ist maximal:

t = c.dt/v

mit
c = Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle in Luft
dt = maximal erlaubte zeitliche Verschiebung
v = Geschwindigkeit der bewegten Mobilstation MS (z. B. 250 km/h).

Die maximale Zellgröße ist dann smax = c.dt.

Alternativ zur Signalisierung mittels ATM-Zellen können die Korrekturwerte kor1 mit einer PCS (personal communication system) access network Signalisierungsinformation übertragen werden. Dies setzt voraus, daß die ATM-Zellübertragung über ein digitales Mobilfunknetz erfolgt, das eine solche Signa lisierung bereitstellt.

Die Mobilstation MS berechnet aus dem Korrekturwert kor1, um wieviel Zeiteinheiten die ATM-Zellen vor einer Referenzzeit der Basisstation BTS gesendet werden müssen, um die Signal laufzeit auszugleichen. Die Basisstation BTS empfängt die ATM-Zellen innerhalb des normalen Zeitrasters.

Im zweiten Ausführungsbeispiel werden folgende Definitionen eingeführt. Bei direkter Übertragung von ATM-Zellen ist eine ATM-Zelle ein virtueller Kanal VC. Bei einer Funkschnitt stelle auf CDMA Basis ist ein Teilnehmerkode auf einer Fre quenz ein VC. Bei einer Funkschnittstelle auf FDMA Basis ist eine Frequenz ein VC. Eine Kombination der drei Fälle ist möglich.

Der Korrekturwert kor1 wird in ein z. B. gemäß Fig. 8 oder 9 definiertes Feld des Organisationsblocks header einer ATM- Zelle eingetragen. Die Basisstation BTS sendet damit den Korrekturwert kor1 an die Mobilstation MS mit jeder ATM- Zelle. Die Häufigkeit des Senden des Korrekturwertes kor1 ist damit unkritisch. Die maximale Zellausdehnung smax ist wie im ersten Ausführungsbeispiels definiert.

Das dritte und vierte Ausführungsbeispiel haben eine TDMA Funkschnittstelle gemeinsam. Ein virtueller Kanal VC kann als Überlagerung über dem Zeitraster nach dem TDMA-Schema an gesehen werden. Die Fig. 10 und 11 zeigen die Nutzung von ATM-Zellen durch eine Mobilstation MS, wobei die übrigen Zellen durch andere Mobilstationen belegt werden können. Der Zeitschlitz O wird für die Informationsübertragung mittels ATM-Zellen gemäß WATM genutzt. Je nach hänge der Zeitschlitze und der zulässigen Übertragungsgeschwindigkeit werden ent weder mehrere ATM-Zellen (Fig. 10) in einen Zeitschlitz eingetragen, eine ATM-Zelle pro Zeitschlitz übertragen (nicht dargestellt) oder eine ATM-Zelle auf zumindest zwei Zeit schlitze (Fig. 11) verteilt. Zusätzlich zum Zeitschlitz 0 können auch weitere Zeitschlitze für den virtuellen Kanal VC vorgesehen sein. Damit erhöht sich die maximale Übertra gungsrate.

Damit eine Mobilstation MS den Sendezeitpunkt für eine ATM- Zelle berechnen kann, sind der Korrekturwert kor1, gemäß Fig. 12, eine Senderate n, d. h. der zeitliche Abstand zwischen zwei von der Mobilstation MS nutzbaren ATM-Zellen, und die zeitliche Lage m des virtuellen Kanals VC innerhalb des TDMA- Rasters nötig.

Die Mobilstation MS darf folglich jede n-te ATM-Zelle belegen (Fig. 12; n = 2) und jeden m-ten Zeitschlitz (Fig. 12; m = 8) be nutzen. Die Mobilstation MS benutzt zwei Timer. Der erste Timer tm1 ist der Timer des TDMA Rasters, der zweite Timer tm2 regelt das ATM-Zellenraster.

Die Basisstation BTS richten den virtuellen Kanal auf dem Zeitschlitz 0 ein. Die Mobilstation MS regelt mittels ersten Timer tm1, daß der zweite Timer tm2 dann weiterzählt, wenn mittels ersten Timer tm1 der Zeitschlitz 0 identifiziert wurde. Beim Verbindungsaufbau wird der zweite Timer tm2 initialisiert. Beim Verbindungsaufbau teilt die Basisstation BTS der Mobilstation MS mit, welche ATM-Zelle (n) die Mobil station MS belegen darf.

Wenn der erste Timer tm1 meldet, daß der Zeitschlitz 0 ge füllt ist, stoppt die Mobilstation MS die Übertragung. Der Wert des zweiten Timers tm2 wird zwischengespeichert und später wiederverwendet. Wenn der erste Timer tm1 wiederum den virtuellen Kanal VC der ATM-Übertragung meldet, sendet die Mobilstation MS den Rest der ATM-Zelle. Mit dem Korrekturwert kor1 korrigiert die Mobilstation MS den zweiten Timer tm2.

Im dritten Ausführungsbeispiel werden folgende Definitionen eingeführt. Ein oder mehrere Zeitschlitze sind gleichzeitig ein virtueller Kanal VC und ein virtueller Pfad VP.

Die Übertragung von n ist schon in WATM vorgesehen. Der Kor rekturwert kor1 und m werden in die Signalisierungsinfor mation des MAP eingetragen. Die Basisstation BTS sendet auf dem WATM-Signalisierungskanal diese Information an die Mobil station MS mit jeder Signalisierungsnachricht. Hierbei kann entweder ein zusätzlicher virtueller Kanal VC zwischen Ba sisstation BTS und Mobilstation MS eingerichtet sein oder jede x-te ATM-Zelle im Kanal zur Nutzdatenübertragung wird zur Signalisierung genutzt.

Der zeitliche Abstand t jeder Signalisierungsnachricht ist maximal:

t = c.dt/v

Die maximale Zellgröße ist dann smax = c.dt.

Alternativ zur Signalisierung mittels ATM-Zellen können die Korrekturwerte kor1 mit einer PCS (personal communication system) access network Signalisierungsinformation übertragen werden. Dies setze voraus, daß die ATM-Zellübertragung über ein digitales Mobilfunknetz erfolgt, das eine solche Signa lisierung bereitstellt.

Im vierten Ausführungsbeispiel wird folgende Definition eingeführt. Ein oder mehrere Zeitschlitze sind ein virtueller Kanal VC. Der Korrekturwert kor1 wird in ein z. B. gemäß Fig. 8 oder 9 definiertes Feld des Organisationsblocks header einer ATM-Zelle eingetragen. Die Basisstation BTS sendet damit den Korrekturwert kor1 an die Mobilstation MS mit jeder ATM-Zelle. n und m werden in einer Signalisierungnachricht von der Basisstation BTS an die Mobilstation MS mitgeteilt.

Claims

1. Verfahren zur Informationsübertragung mittels ATM-Zellen über eine Funkschnittstelle zwischen Basisstationen (BTS) und Mobilstationen (MS) in einem Funk-Kommunikationssystem, bei dem
eine Basisstation (BTS) eine erste Meldung (mes1) aussendet,
eine Mobilstation (MS) die erste Meldung (mes1) empfängt,
die Mobilstation (MS) eine zweite Meldung (mes2) sendet,
die Basisstation (BTS) einen Empfangszeitpunkt (t1) für die zweite Meldung (mes2) bestimmt,
die Basisstation (BTS) einen Korrekturwert (kor1) aus dem Empfangszeitpunkt (t1) ermittelt, und
der Korrekturwert (kor1) zur Synchronisation der Informa tionsübertragung über die Funkschnittstelle verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem
die Basisstation (BTS) den Korrekturwert (kor1) an die Mobil station (MS) mit einer dritten Meldung (mes3) übermittelt, und
die Mobilstation (MS) mit Hilfe des Korrekturwertes (kor1) eine Synchronisation der Informationsübertragung über die Funkschnittstelle durchführt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Funkschnittstelle eine direkte Zellenübertragung von ATM- Zellen vorsieht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Funkschnittstelle eine Übertragung von ATM-Zellen inner halb eines digitalen Mobilfunknetzes vorsieht.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das digitale Mobilfunknetz eine CDMA-Funkschnittstelle auf weist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem das digitale Mobilfunknetz eine FDMA-Funkschnittstelle auf weist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem das digitale Mobilfunknetz eine TDMA-Funkschnittstelle auf weist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem die dritte Meldung (mes3) eine separate Signalisierung an die Mobilstation (MS) darstellt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem die dritte Meldung (mes3) eine Inband-Signalisierung inner halb der Informationsübertragung an die Mobilstation (MS) darstellt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem eine ATM-Zelle aus einem Organisationsblock (header) und einem Nutzdatenblock besteht und innerhalb des Organisations blocks (header) ein Feld (TA) für die dritte Meldung (mes3) vorgesehen ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das Feld (TA) mindestens vier bit Informationen enthält und zumindest Teile des Feldes VPI im Organisationsblock (header) der ATM-Zelle ersetzt.

12. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem eine ATM-Zelle auf mehrere Zeitschlitze aufgeteilt wird oder in einem Zeitschlitz mehrere ATM-Zellen übertragen werden.

13. Funk-Kommunikationssystem mit einer Funkschnittstelle zur Informationsübertragung mittels ATM-Zellen zwischen Basis stationen (BTS) und Mobilstationen (MS), mit zumindest einer Basisstation (BTS), einer Mehrzahl von Mobilstationen (MS) in unterschiedlicher Entfernung von der Basisstation (BTS) und einer Synchronisationseinheit (S), wobei
die Basisstation (BTS) eine zweite Meldung (mes2) von einer Mobilstation (MS) empfängt, und
die Synchronisationseinheit (S) einen Empfangszeitpunkt (t1) der zweiten Meldung (mes2) bestimmt, der die Grundlage für einen Korrekturwert (kor1) bildet und zur Synchronisation der Funkübertragung verwendet wird.