DE19747453C1 - Verfahren und Mobil-Kommunikationssystem zur Übertragung von Informationen über eine Funkschnittstelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von In­ formationen über eine Funkschnittstelle in einem Mobil-Kom­ munikationssystem, das Übertragungskanäle bereitstellt, in denen jeweils gleichzeitig Nutzinformationen mehrerer Ver­ bindungen zwischen Mobilstationen und einer Basisstation ent­ halten und durch eine verbindungsindividuelle Feinstruktur unterscheidbar sind, sowie ein entsprechendes Mobil-Kommuni­ kationssystem.

Der Aufbau von digitalen Funknetzen ist in J. Oudelaar, "Evo­ lution towards UMTS", PIMRC 94, 5th IEEE International Symp. on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, The Ha­ gue, NL, 18.-22. September 1994, S. 852-856, und M. Lenti, H. Hageman, "Paging in UMTS", RACE Mobile Telecommunications Workshop, Vol. 1, Amsterdam, NL, 17.-19. Mai 1994, S. 405-410, gezeigt.

Das bekannte Mobilfunksystem nach dem GSM-Standard (Global System for Mobile Communication) ist ein Mobil-Kommunika­ tionssystem mit einer TDMA-Komponente als Vielfachzugriffs­ verfahren (time division multiple access) zur Teilnehmersepa­ rierung. Gemäß einer Rahmenstruktur (TDMA-Rahmen) werden In­ formationen mehrerer Teilnehmerverbindungen in Zeitschlitzen übertragen. Die Informationsübertragung erfolgt blockweise in Funkblöcken (bursts). Man kann zwischen Übertragungskanälen für Nutzinformationen - wie Sprache, Daten oder Signalisie­ rung - und Übertragungskanälen für Organisationsinformationen - wie Angaben zum Aufenthaltsbereich, zur Funkzelle, zur Ka­ nalstruktur und zu Optionen, die innerhalb der Zelle unter­ stützt werden - unterscheiden. Die Übertragungskanäle für Nutzinformationen betreffen Verbindungen zwischen den Mobil­ stationen und einer Basisstation (point-to-point Verbindun­ gen) in der Abwärtsrichtung (downlink) wie in der Aufwärts­ richtung (uplink). Die Übertragungskanäle (z. B. BCCH, broadcast control channel; FCCH, frequency correction chan­ nel; SCH, synchronization channel) für die Organisations­ informationen beziehen sich dagegen auf Verbindungen von einer Basisstation zu mehreren Mobilstationen (point-to- multipoint Verbindungen) nur in der Abwärtsrichtung (down­ link).

Aus der DE 197 13 667 C1 ist ein Mo­ bil-Kommunikationssystem bekannt, das eine TDMA-Teilnehmer­ separierung zur blockweisen Übertragung der Nutzinformationen in Zeitschlitzen nutzt und die Organisationsinformationen für eine Dauerwellenübertragung unabhängig von den Zeitschlitzen vorbereitet. Darüber hinaus ist eine CDMA-Komponente als Vielfachzugriffsverfahren (code division multiple access) zur Teilnehmerseparierung in einem Zeitschlitz vorgesehen. Dabei sind die in dem als Übertragungskanal ausgebildeten Zeit­ schlitz gleichzeitig enthaltenen Nutzinformationen mehrerer Verbindungen durch Spreizkodes unterscheidbar. Die Datenrate der Organisationsinformationen ist wesentlich kleiner als die Datenrate der Nutzinformationen. Die Basisstation ist mit ei­ ner Antenneneinrichtung verbunden, die aus einer Anzahl von Einzelstrahlern besteht, die jeweils in einen Sektor der durch die Basisstation versorgten Funkzelle gerichtet ab­ strahlen (Prinzip der adaptiven Antennen). Dabei werden die Nutzinformationen und Organisationsinformationen mit etwa gleicher Leistung abgestrahlt.

Der Einsatz einer derartiger Antenneneinrichtung führt zu ei­ nem Antennengewinn durch adaptive Strahlformung nur für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (Einzelverbindungen), nicht je­ doch für Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen (Mehrfachverbin­ dungen), bei denen auf eine Mehrzahl von Mobilstationen par­ allel zugegriffen wird (siehe oben). Über alle Einzelstrahler müssten daher die Organisationsinformationen mit einer höhe­ ren Leistung abgestrahlt werden, um den fehlenden Antennenge­ winn auszugleichen, was eine Erhöhung der Gesamt-Sende­ leistung für den Übertragungskanal zur Folge hätte.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 744 842 A2 ist ein Mobilfunksystem mit einem TDMA-Vielfachzugriffsverfahren be­ kannt, bei dem Übertragungskanäle für die Kommunikation einer Vermittlungseinrichtung mit Mobilstationen zugewiesen werden. Dabei können in einem Beispiel die Übertragungskanäle unmit­ telbar und nach einem Kontrollkanal angeordnet werden. Aus der US-Patentschrift 5,341,397 ist ein Mobilfunksystem mit einem CDMA-Vielfachzugriffsverfahren bekannt, bei dem jeder Gruppe von Basisstationen zur Kommunikation in zugehörigen Funkzellen des zellular aufgebauten Mobilfunksystems ein an­ derer Satz von Frequenzen zugewiesen wird. Auf diese Weise erreicht man eine Zuteilung unterschiedlicher Frequenzgruppen zu Funkzellen mit unterschiedlichen Sendeleistungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Mobil-Kommunikationssystem der oben angegebenen Art anzu­ geben, durch das eine wirtschaftliche Informationsübertragung auch für Organisationsinformationen auf Punkt-zu-Mehrpunkt- Verbindungen erreichbar ist. Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich des Mo­ bil-Kommunikationssystems mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 ge­ löst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das erfindungsgemäße Verfahren für ein Mobil-Kommunikations­ system sieht vor, zur gleichzeitigen Übertragung von Organi­ sationsinformationen von der Basisstation zu mehreren Mobil­ stationen einen Übertragungskanal bereitzustellen, in dem die Anzahl der Verbindungen mit den gleichzeitig enthaltenen und gemäß einer verbindungsindividuellen Feinstruktur unter­ scheidbaren Nutzinformationen im Vergleich zur maximalen An­ zahl übertragbarer Verbindungen mit Nutzinformationen redu­ ziert wird. Die Organisationsinformationen werden in den aus­ gewählten Übertragungskanal eingefügt, sowie die Organi­ sationsinformationen darin mit einer Sendeleistung über­ tragen, die im Vergleich zu den jeweiligen Sendeleistungen für die Verbindungen mit den Nutzinformationen erhöht ist.

Durch die erfindungsgemäße Kombination der Reservierung eines bestimmten Übertragungskanals für die Organisationsinforma­ tionen mit der Reduzierung der Verbindungsanzahl gegenüber der maximalen Anzahl übertragbarer Verbindungen kann die Sen­ deleistung für die Organisationsinformationen entsprechend erhöht werden. Dies bedeutet bei Einsatz von adaptiven Anten­ nen zum omnidirektionalen Abstrahlen der Organisationsinfor­ mationen auf den Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen einen - üb­ licherweise nur bei Einzelverbindungen erzielbaren - Anten­ nengewinn für die Übertragung, ohne die Gesamt-Sendeleistung des ausgewählten Übertragungskanals erhöhen zu müssen. Der Vorteil liegt in einem Kapazitätsgewinn durch eine höhere An­ zahl von gleichzeitig mit Organisationsinformationen versorg­ baren Verbindungen bzw. Mobilstationen bei gleichbleibender Bandbreite auf der Funkschnittstelle. Eine effiziente und wirtschaftliche Informationsübertragung in Bezug auf die Or­ ganisationsinformationen, die möglichst vielen Mobilstationen in der von der Basisstation betreuten Funkzelle zur Verfügung gestellt werden sollen, ist die Folge. Die funktechnischen Ressourcen werden sowohl für die Nutzinformations- als auch für die Organisationsinformationsübertragung gut genutzt. Die Organisationsinformationen sind auch bei Verwendung adaptiver Antennen zum Abstrahlen - mit den oben angegebenen Vorteilen - verfügbar. Leistungsschwankungen oder -erhöhungen über die Gesamt-Sendeleistung eines Übertragungskanals hinaus, die durch die Interferenzen anderer Teilnehmersignale zu begren­ zen ist, sind durch die Erfindung ausgeschlossen.

Die Übertragung der Organisationsinformationen erfolgt vor­ teilhafterweise in einem ausgewählten Übertragungskanal, der einer von durch Zeitschlitze einer TDMA-Komponente gebildeten Übertragungskanälen oder - zusätzlich oder alternativ - einer von durch Frequenzkanäle einer FDMA-Komponente gebildeten Übertragungskanälen ist. Die Anwendung von Komponenten an sich bekannter Vielfachzugriffsverfahren vereinfacht die bes­ sere Ausnutzung der in einer Funkzelle verfügbaren funktech­ nischen Ressorcen - die Bandbreite - bei dem Abstrahlen der Organisationsinformationen auf den Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbin­ dungen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Mobil-Kommunikationssystem eine CDMA-Komponente mit individuellen Spreizkodes als verbindungsindividuelle Fein­ struktur zur Unterscheidung der Nutzinformationen mehrerer Verbindungen auf. Die Nutzinformationen werden also breitban­ dig, z. B. in einem 1,6 oder 2,0 MHz Frequenzband, übertragen. Besonders in derartigen Mobil-Kommunikationssystemen ist eine korrekte Leistungsregelung bezüglich der Informationsübertra­ gung wichtig, da Nutzinformationen mehrerer Teilnehmerverbin­ dungen Punkt-zu-Punkt und Organisationsinformationen Punkt- zu-Mehrpunkt gleichzeitig in einem Übertragungskanal übertra­ gen werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden zur Übertragung verschiedener Organisationsinformationen zumin­ dest zwei dieser Organisationsinformationen in dem ausgewähl­ ten Übertragungskanal zusammengefaßt. Vorzugsweise wird auch ein zeitliches Multiplexen verschiedener Organisationsin­ formationen in dem ausgewählten Übertragungskanal durchge­ führt, was die Steuerung der Informationsübertragung auf den Punkt-zu-Mehrpunkt Verbindungen vereinfacht.

Der größere Prozessgewinn für die Organisationsinformationen wird vorteilhafterweise dadurch erreicht, daß die Gesamt-Sen­ deleistung des ausgewählten Übertragungskanals mit den Orga­ nisationsinformationen im Vergleich zu der Gesamt-Sende­ leistung eines Übertragungskanals ohne die Organisationsin­ formationen kleiner oder gleich eingestellt wird.

Die getrennte Behandlung von Nutzinformationen und Organisa­ tionsinformationen bringt besonders dann Vorteile, wenn mit einer der Basisstation zugeordneten Antenneneinrichtung eine gerichtete Abstrahlung (z. B. durch adaptive Antennen) für die Nutzinformationen möglich ist. Die Organisationsinformationen werden in diesem Fall omnidirektional, aber dennoch durch die Erfindung mit einem Antennengewinn abgestrahlt. Für die Nutz­ informationen lassen sich durch die Richtwirkung der adapti­ ven Antennen größere Reichweiten erzielen.

Das Mobil-Kommunikationssystem zur Übertragung von Informa­ tionen über eine Funkschnittstelle gemäß dem Gegenstand der Erfindung weist auf: Eine Signalverarbeitungseinrichtung zum Bereitstellen von Organisationsinformationen für die gleich­ zeitige Übertragung von der Basisstation zu mehreren Mobil­ stationen, eine Steuereinrichtung zur Auswahl eines Übertra­ gungskanals für die Übertragung der Organisationsinformatio­ nen und zur Reduzierung der Anzahl der Verbindungen mit Nutz­ informationen im Vergleich zur maximalen Anzahl übertragbarer Verbindungen mit Nutzinformationen in diesem ausgewählten Übertragungskanal, sowie eine Sendeeinrichtung zum Einstellen einer Sendeleistung für die Organisationsinformationen in dem ausgewählten Übertragungskanal, die im Vergleich zu den je­ weiligen Sendeleistungen für die Verbindungen mit den Nutzin­ formationen erhöht ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels bezugnehmend auf zeichnerische Darstellungen näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Mobil-Kommunikationssy­ stems,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Rahmenstruktur der Funkschnittstelle,

Fig. 3 das Blockschaltbild einer Basisstationssteuerung und einer Basisstation, und

Fig. 4 das Blockschaltbild einer Mobilstation.

Das in Fig. 1 dargestellte Mobil-Kommunikationssystem ent­ spricht in seiner Struktur einem bekannten GSM-Mobilfunknetz, das eine Mehrzahl von Mobilvermittlungsstellen MSC, Basissta­ tionssteuerungen BSC, Basisstationen BS und Mobilstationen MS sowie zumindest ein Operations- und Wartungszentrum OMC auf­ weist. Die Mobilvermittlungsstellen MSC sind untereinander vernetzt bzw. stellen den Zugang zu einem anderen Kommunika­ tionsnetz, z. B. einem Festnetz PSTN, her. Weiterhin sind die­ se Mobilvermittlungsstellen MSC jeweils mit zumindest einer Basisstationssteuerung BSC verbunden. Jede Basisstations­ steuerung BSC ermöglicht wiederum eine Verbindung zu minde­ stens einer Basisstation BS. Eine solche Basisstation BS ist eine Funkstation, die über eine Funkschnittstelle eine oder mehrere Funkverbindungen zu Mobilstationen MS aufbauen, ab­ bauen und aufrechthalten kann. Das beispielsweise an eine Ba­ sisstationssteuerung BSC angeschlossene Operations- und War­ tungszentrum OMC realisiert Kontroll- und Wartungsfunktionen für das Mobilfunknetz bzw. für deren Netzeinrichtungen. Die Funktionalität dieser Struktur ist nicht auf das dargestellte GSM-System beschränkt, sondern auch auf andere Mobil-Kommu­ nikationssysteme übertragbar, sodaß die Erfindung auch dort zum Einsatz kommen kann.

In Fig. 1 sind beispielhaft drei Funkverbindungen zur Übertra­ gung von Nutzinformationen ni, z. B. Sprach- oder Dateninfor­ mationen oder Signalisierungsinformationen, zwischen drei Mo­ bilstationen MS und einer Basisstation BS in der Abwärtsrich­ tung wie in der Aufwärtsrichtung dargestellt. Die Übertragung der Nutzinformationen ni erfolgt somit auf Punkt-zu-Punkt- Verbindungen. Die Basisstation BS ist mit einer Antennenein­ richtung AE verbunden, die z. B. aus drei Einzelstrahlern be­ steht. Jeder Einzelstrahler strahlt gerichtet in einen Sektor der durch die Basisstation BS versorgten Funkzelle. Grund­ sätzlich ist auch eine größere Anzahl von Einzelstahlern - bei Einsatz adaptiver Antennen - möglich, die auf die räumli­ che Position der Mobilstation MS abgestimmte Abstrahlungskeu­ len erzeugen. Damit ist für die Übertragung der Nutzinforma­ tionen ni ein Kapazitätsgewinn - adaptiver Antennengewinn - durch eine höhere Anzahl von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen bei gleichbleibender Bandbreite erzielbar. Die funktechnischen Ressourcen werden besser ausgenutzt.

Außer den Nutzinformationen ni werden von der Basisstation BS auch Organisationsinformationen oi den Mobilstationen MS auf Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen - gegebenenfalls andauernd - zur Verfügung gestellt. Diese Organisationsinformationen oi umfassen beispielsweise Grundinformationen zur Identifikation des Netzes, des Aufenthaltsbereichs (LA, location area) und der Funkzelle (CI, cell identity), aber auch Informationen über die verfügbaren Übertragungskanäle der Basisstation BS und über die Frequenzen der benachbarten Funkzellen. Die Or­ ganisationsinformationen oi werden dabei in bestimmten logi­ schen Übertragungskanälen - Kontrollkanälen - wie z. B. dem Rundfunkkanal (BCCH, broadcast control channel) mit Frequenz­ kanal (FCCH, frequency control channel) und Synchronisations­ kanal (SCH, synchronization channel) oder dem allgemeinen Steuerkanal (CCCH, common control channel) in Abwärtsrichtung gesendet und empfangen. Über alle Einzelstrahler der Anten­ neneinrichtung AE erfolgt gleichzeitig die Abstrahlung der Organisationsinformationen oi omnidirektional.

Die Kommunikationsverbindungen mit den Nutzinformationen ni und den Organisationsinformationen oi zwischen der Basissta­ tion BS und den Mobilstationen MS unterliegen einer Mehrwege­ ausbreitung, die durch Reflektionen beispielsweise an Gebäu­ den zusätzlich zum direkten Ausbreitungsweg hervorgerufen werden. Durch die gerichtete Abstrahlung der Nutzinformatio­ nen ni über bestimmte Einzelstrahler der Antenneneinrichtung AE ergibt sich im Vergleich zur omnidirektionalen Abstrahlung ein größerer Antennengewinn. Die Qualität der Kommunikations­ verbindungen wird durch eine gerichtete Abstrahlung verbes­ sert, kann aber bei dem bekannten Mobil-Kommunikationssystem nur für die Punkt-zu-Punkt-Verbindungen und nicht für die Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen erzielt werden.

Geht man von einer Bewegung der Mobilstationen MS aus, dann führt die Mehrwegeausbreitung zusammen mit weiteren Störungen dazu, daß bei der empfangenden Mobilstation MS sich die Si­ gnalkomponenten der verschiedenen Ausbreitungswege der Infor­ mationssignale zeitabhängig überlagern. Aufgabe einer Basis­ station BS in Verbindung mit einer Basisstationssteuerung BSC ist es, den geringeren Antennengewinn bei der omnidirektiona­ len Abstrahlung der Organisationsinformationen oi in Abwärts­ richtung auszugleichen, um eine möglichst effektive und wirt­ schaftliche Nutzung der Funkressourcen bei gleichbleibender Bandbreite erreichen zu können. Die gesamte Sendeleistung für den Übertragungskanal, in dem die Organisationsinformationen oi übertragen werden, soll dabei nicht überschritten werden.

In Fig. 2 ist die Rahmenstruktur für die Übertragung der In­ formationen über die Funkschnittstelle mit einer Bandbreite B, beispielsweise B = 1,6 MHz oder B = 2 MHz, gezeigt. Die Funkschnittstelle hat dabei eine Zeitmultiplex-(TDMA) oder Frequenzmultiplex-(FDMA)Komponente und eine Kodemultiplex- Komponente (CDMA). Vorzugsweise wird die Informationsübertra­ gung gemäß der Erfindung am Beispiel der Kombination von TDMA- und CDMA-Komponente zu einem TDMA/CDMA-Mobilfunk-Kom­ munikationssystem beschrieben, ist aber auch auf jede Kombi­ nation der obigen Vielfachzugriffsverfahren anwendbar. Mehre­ re Frequenzbänder - die in der Fig. 2 nicht im einzelnen dar­ gestellt sind - können für das Mobilfunk-Kommunikations­ system vorgesehen sein.

Die TDMA-Komponente umfasst eine Zeitachse t, die derart in ein Zeitraster, bestehend aus beispielsweise acht Zeitschli­ tzen ts1, ts2... pro Zeitrahmen unterteilt ist, daß eine Übertragung der Informationen in Funkblöcken (bursts) er­ folgt. Die FDMA-Komponente umfasst eine Frequenzachse f mit einem Frequenzraster, bestehend aus mehreren Frequenzkanälen FK1, FK2.... Die Zeitschlitze bzw. Frequenzkanäle bilden die Übertragungskanäle, in denen jeweils gleichzeitig die Nutzin­ formationen mehrerer Verbindungen zwischen den Mobilstationen und der Basisstation enthalten sind. Dabei sind die in einem durch beispielsweise den Zeitschlitz t2 gebildeten Übertra­ gungskanal ÜK enthaltenen Nutzinformationen ni je Funkblock mit Hilfe von Spreizkodes c1 bis c8 gemäß der CDMA-Komponente auf der Kodeachse c unterscheidbar. Die Spreizcodes c1 bis c8 bilden eine verbindungsindividuelle Feinstruktur, mit der im vorliegenden Beispiel maximal acht parallele Teilnehmersig­ nale der Mobilstationen gleichzeitig übertragen werden kön­ nen. Für die Nutzinformationen bildenden Daten-, Sprach- und Signalisierungssignale wird vorzugsweise ein einheitliches Spreizverfahren verwendet. Für die Nutzinformationen ni auf den Verbindungen wird eine Leistungsregelung durchgeführt, die abhängig von den individuellen bei der jeweiligen Mobil­ station und der Basisstation BS gemessenen und signalisierten Empfangsleistungen ist. Die gesamte Sendeleistung pro Zeit­ schlitz zum Abstrahlen der Informationen ist konstant.

Zur gleichzeitigen Übertragung der Organisationsinformationen oi in Abwärtsrichtung wird ein Übertragungskanal ÜKS im Sy­ stem bereitgestellt oder ausgewählt, den im vorliegenden Bei­ spiel der Zeitschlitz ts1 - bzw. alternativ der Frequenzkanal FK1 - bildet. Der Übertragungskanal ÜKS mit den Organisati­ onsinformationen oi liegt vorzugsweise immer im ersten Zeit­ schlitz eines TDMA-Rahmens oder eines Multirahmens. Im Über­ tragungskanal ÜKS ist die Anzahl der Verbindungen mit den Nutzinformationen ni im Vergleich zur maximalen Anzahl über­ tragbarer Verbindungen reduziert, im vorliegenden Beispiel von insgesamt acht Verbindungen auf sechs Verbindungen. Die Nutzinformationen ni der verbleibenden sechs Verbindungen sind - wie üblich - durch die Spreizcodes c1 bis c6 voneinan­ der zu unterscheiden. Die üblicherweise vorhandenen Nutzin­ formationen der beiden übrigen Verbindungen werden durch die Organisationsinformationen oi zumindest teilweise oder voll­ ständig ersetzt und in den ausgewählten Übertragungskanal ÜKS eingetragen. In einem Sonderfall dient der Übertragungskanal ÜKS nur zur Übertragung von Organisationsinformationen oi, Nutzinformationen sind nicht mehr enthalten.

Für die Organisationsinformationen oi in dem Übertragungska­ nal ÜKS erfolgt eine Leistungsregelung derart, daß sie mit einer - vorzugsweise konstanten - Sendeleistung abgestrahlt und übertragen werden, die im Vergleich zu den jeweiligen Sendeleistungen für die Verbindungen mit den Nutzinformatio­ nen ni erhöht ist. Durch die Reduzierung der Verbindungen mit Nutzinformationen kann die Sendeleistung für die Organisati­ onsinformationen entsprechend erhöht und die gesamte Sende­ leistung trotzdem konstant gehalten werden. Dies bedeutet bei Einsatz der adaptiven Antennen als Antenneneinrichtung zum omnidirektionalen Abstrahlen der Organisationsinformationen oi auf den Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen einen - üblicher­ weise nur bei Einzelverbindungen erzielbaren - Antennengewinn für die Übertragung, ohne die Gesamt-Sendeleistung des ausge­ wählten Übertragungskanals erhöhen zu müssen. Der Vorteil liegt in einem Kapazitätsgewinn durch eine höhere Anzahl von gleichzeitig mit Organisationsinformationen versorgbaren Ver­ bindungen bzw. Mobilstationen bei gleichbleibender Bandbreite auf der Funkschnittstelle. Eine effiziente und wirtschaftli­ che Informationsübertragung in Bezug auf die Organi­ sationsinformationen, die möglichst vielen Mobilstationen in der von der Basisstation betreuten Funkzelle zur Verfügung gestellt werden sollen, ist die Folge. Die funktechnischen Ressourcen werden sowohl für die Nutzinformations- als auch für die Organisationsinformationsübertragung gut genutzt.

Die Spreizung der Daten d - Sprache, Daten oder Signalisie­ rung - der Nutzinformationen ni und die Spreizung der Daten oia, oib, oid der Organisationsinformationen oi erfolgt gemäß der Darstellung in Fig. 2. Dabei kennzeichnen die Daten oia, oib, oid verschiedene Organisationsinformationen, die bei­ spielsweise von unterschiedlichen Kontrollkanälen (siehe oben zu Fig. 1) bereitgestellt werden. Diese können - vorzugsweise zeitlich gemultiplext - in einem einzigen anstatt in mehreren ausgewählten Übertragungskanälen ÜKS zusammengefasst sein. Für die Nutzinformationen ni wird die Spreizung jedes Daten­ symbols d mit einem der Spreizkodes c1 bis c6 durchgeführt, wobei der Spreizfaktor, definiert durch Anzahl Chips pro Da­ tensymbol, mit Q1 bis Q6 bezeichnet ist. Der Spreizfaktor Q1 des ersten Teilnehmersignals ist beispielsweise gleich drei. Der Spreizkode c1 wiederholt sich von Datensymbol d zu Daten­ symbol d. Die Spreizung der Daten oia, oib, oid der Organisa­ tionsinformationen oi kann nach einem DS-CDMA-Verfahren (Dir­ ect Sequence), wobei die Symboldauer eines dieser Datensymbo­ le beispielsweise größer ist als die der Daten d der Nutzin­ formationen ni. Der DS-Spreizkode ist ein fortlaufender Spreizkode - mit Q7 und Q8 bezeichnet -, der größer als der der Nutzinformationen ni ist. Die Länge der Chips zur Sprei­ zung der Nutzinformationen ni und der Organisationsinforma­ tionen oi ist gleich. Auf die Spreizung der Organisations­ informationen oi kann auch verzichtet werden, da sie einheit­ lich einer Mehrzahl von Mobilstationen zur Verfügung gestellt werden. In diesem Fall werden sie einfach in den ausgewählten Übertragungskanal ÜKS eingefügt und mit der erhöhten Sende­ leistung übertragen. Sind zusätzlich zu den Organisations­ informationen oi keine Nutzinformationen ni im ausgewählten Übertragungskanal ÜKS vorhanden, kann im vorliegenden Bei­ spiel die Leistung des Kanals um den Faktor acht - entspre­ chend 9 dB - zum omnidirektionalen Abstrahlen der Informatio­ nen erhöht werden.

Fig. 3 zeigt die Struktur einer Basisstationssteuerung BSC und einer Basisstation BS im Mobil-Kommunikationssystem nach Fig. 1. Die Basisstationssteuerung BSC weist eine Signalverarbei­ tungseinrichtung SP, beispielsweise einen digitalen Signal­ prozessor, sowie eine Steuereinrichtung ST mit Kombinations­ einheit MUX und Auswahleinheit AUS auf. Die Kombinations­ einheit MUX dient zum Verknüpfen der Signale der Nutzinfor­ mationen ni und der Signale der Organisationsinformationen oi, die von der Signalverarbeitungseinrichtung SP für die Übertragung in Abwärtsrichtung vorbereitet und bereitgestellt wurden. Die Auswahleinheit AUS teilt den Übertragungskanal ÜK für reine Nutzinformationsübertragung oder den Übertragungs­ kanal ÜKS für die Übertragung von Organisationsinformationen oi, gegebenenfalls ergänzt durch Nutzinformationen ni, zu.

In einer Multiplexeinrichtung der Kombinationseinheit MUX werden die Teilnehmersignale von mehreren - im vorliegenden Beispiel von maximal acht - Kommunikationsverbindungen einem Zeitschlitz zugeordnet. Durch die Spreizung der Nutzinforma­ tionen ni in der Signalverarbeitungseinrichtung SP mit den zugeordneten Spreizkodes entstehen Signale, die in der Kombi­ nationseinheit MUX zu einem gemeinsamen breitbandigen Signal überlagert werden. Die Reduzierung der Anzahl der Verbindun­ gen mit Nutzinformationen zugunsten der Aufnahme von Organi­ sationsinformationen wird von der Steuereinrichtung ST veran­ laßt und von der Kombinationseinheit MUX ausgeführt.

Der für die Informationsübertragung geeignete Übertragungska­ nal ÜK/ÜKS wird der Basisstation BS mitgeteilt, die eine Sen­ deeinrichtung SE mit Leistungssteuereinheit LS und Übertra­ gungseinheit UE aufweist. In der letztgenannten Einheit fin­ det eine Umsetzung in ein analoges hochfrequentes Signal statt, das - moduliert und verstärkt - als Sendesignal tx über die Antenneneinrichtung AE ausgestrahlt wird. Dabei stellt die Leistungssteuereinheit LS die erhöhte Sendelei­ stung für die Übertragung der Organisationsinformationen zu den Mobilstationen ein, wobei dies in Abhängigkeit der Anzahl der verringerten simultanen Verbindungen mit Nutzinformatio­ nen erfolgt. Die Gesamt-Sendeleistung für den vorzugsweise durch den Zeitschlitz gebildeten ausgewählten Übertragungska­ nal bleibt gleich oder wird bestenfalls kleiner.

Eine Struktur der Mobilstationen MS eingesetzt zeigt Fig. 4. Von der Antenneneinrichtung AE empfangene Empfangssignale rx werden in einer Hochfrequenzeinheit HF, die mit der Übertra­ gungseinheit UE der Sendeeinrichtung in der Basisstation kor­ respondiert, verstärkt, ins Basisband umgesetzt und demodu­ liert. In einem Analog/Digital-Wandler ADC werden die Emp­ fangssignale in Symbole mit diskretem Wertevorrat umgewan­ delt, beispielsweise digitalisiert. Eine Koppeleinrichtung KE verbindet den Analog/Digital-Wandler ADC mit einer Signalver­ arbeitungseinrichtung SP, die als digitaler Signalprozessor einen JD-Prozessor JD-P zum verbesserten Detektieren der Nutzinformationen ni nach dem JD-Verfahren (joint detection) und einen RAKE-Empfänger zum Detektieren der Organisati­ onsinformationen oi enthält.

Die Detektion erfolgt parallel, wobei die Signalverabeitungs­ einrichtung SP die empfangenen Daten der Nutzinformationen ni (siehe Fig. 2) mit den im Empfänger bekannten Spreizkodes kor­ reliert, damit die Bandbreite der Empfangssignale verringert und der Abstand von Signalpegel zu Rauschpegel vergrößert wird. Damit ist die Datendetektion auch bei starken Interfe­ renzen durch Störer oder zwischen den Symbolen möglich. In den Mobilstationen MS mißt der RAKE-Empfänger RAKE die Emp­ fangsleistung für die Organisationsinformationen oi und be­ nutzt sie als Referenz für Entscheidungen zum Wechsel in an­ dere Zellen und für eine Leistungsregelung.

Claims (11)

1. Verfahren zur Übertragung von Informationen über eine Funkschnittstelle in einem Mobil-Kommunikationssystem, das Übertragungskanäle (ÜK) bereitstellt, in denen jeweils gleichzeitig Nutzinformationen (ni) mehrerer Verbindungen zwischen Mobilstationen (MS) und einer Basisstation (BS) ent­ halten und durch eine verbindungsindividuelle Feinstruktur unterscheidbar sind, bei dem

• 1. für die gleichzeitige Übertragung von Organisationsinforma­ tionen (oi) von der Basisstation (BS) zu mehreren Mobilsta­ tionen ein ausgewählter Übertragungskanal (ÜKS) bereitge­ stellt wird, in dem die Anzahl der Verbindungen mit Nutzin­ formationen (ni) im Vergleich zur maximalen Anzahl übertrag­ barer Verbindungen mit Nutzinformationen (ni) reduziert wird,
• 2. die Organisationsinformationen (oi) in den ausgewählten Übertragungskanal (ÜKS) eingefügt werden, und
• 3. die Organisationsinformationen (oi) in dem ausgewählten Übertragungskanal (ÜKS) mit einer Sendeleistung übertragen werden, die im Vergleich zu den jeweiligen Sendeleistungen für die Verbindungen mit den Nutzinformationen (ni) erhöht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Mobil-Kommunikationssystem eine TDMA-Komponente mit durch Zeitschlitze (ts1, ts2) gebildeten Übertragungskanälen (ÜK) aufweist, von denen ein Übertragungskanal der ausgewählte Übertragungskanal (ÜKS) ist, der die Organisationsinforma­ tionen (oi) enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Mobil-Kommunikationssystem eine FDMA-Komponente mit durch Frequenzkanäle (FK1, FK2) gebildeten Übertragungskanälen (ÜK) aufweist, von denen ein Übertragungskanal der ausgewählte Übertragungskanal (ÜKS) ist, der die Organisationsinformation (oi) enthält.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Mobil-Kommunikationssystem zur Unterscheidung der Nutzin­ formationen (ni) mehrerer Verbindungen eine CDMA-Komponente mit individuellen Spreizkodes (c1 bis c8) als verbindungsin­ dividuelle Feinstruktur aufweist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zur Übertragung verschiedener Organisationsinformationen (oia, oib, oid) zumindest zwei dieser Organisationsinformati­ onen in dem ausgewählten Übertragungskanal (ÜKS) zusammenge­ faßt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Mobil-Kommunikationssystem ein zeitliches Multiplexen der verschiedenen Organisationsinformationen (oia, oib, oid) durchführt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der ausgewählte Übertragungskanal (ÜKS) für die Reduzierung der Verbindungen mit den gleichzeitig enthaltenen Nutzinfor­ mationen (ni) und für die Übertragung der Organisationsinfor­ mationen (oi) von einer Basisstationssteuerung (BSC) des Mo­ bil-Kommunikationssystems ausgewählt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Sendeleistung zur Übertragung der Organisationsinforma­ tionen (oi) in dem ausgewählten Übertragungskanal (ÜKS) von der Basisstation (BS) des Mobil-Kommunikationssystems einge­ stellt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Gesamt-Sendeleistung des ausgewählten Übertragungskanals (ÜKS) mit den Organisationsinformationen (oi) kleiner oder gleich der Gesamt-Sendeleistung eines Übertragungskanals ohne die Organisationsinformationen (oi) eingestellt wird.

10. Mobil-Kommunikationssystem zur Übertragung von Informa­ tionen über eine Funkschnittstelle, wobei Übertragungskanäle (ÜK) bereitgestellt werden, in denen jeweils gleichzeitig Nutzinformationen (ni) mehrerer Verbindungen zwischen Mobil­ stationen (MS) und einer Basisstation (BS) enthalten und durch eine verbindungsindividuelle Feinstruktur unterscheid­ bar sind, mit

• 1. einer Signalverarbeitungseinrichtung (SP) zum Bereitstellen von Organisationsinformationen (oi) für die gleichzeitige Übertragung von der Basisstation (BS) zu mehreren Mobilsta­ tionen,
• 2. einer Steuereinrichtung (ST) zur Auswahl eines Übertra­ gungskanals (ÜKS) für die Übertragung der Organisationsinfor­ mationen (oi) und zur Reduzierung der Anzahl der Verbindungen mit Nutzinformationen (ni) im Vergleich zur maximalen Anzahl übertragbarer Verbindungen mit Nutzinformationen (ni) in dem ausgewählten Übertragungskanal (ÜKS),
• 3. einer Sendeeinrichtung (SE) zum Einstellen einer Sendelei­ stung für die Organisationsinformationen (oi) in dem ausge­ wählten Übertragungskanal (ÜKS), die im Vergleich zu den je­ weiligen Sendeleistungen für die Verbindungen mit den Nutzin­ formationen (ni) erhöht ist.

11. Mobil-Kommunikationssystem nach Anspruch 10, bei dem die Signalverarbeitungseinrichtung (SP) und die Steuerein­ richtung (ST) in einer Basisstationssteuerung (BSC) und die Sendeeinrichtung (SE) in der Basisstation (BS) angeordnet sind.