DE19911117C1 - Verfahren und Funktion zum Multiplexen von Diensten in Funk-Kommunikationssystemen - Google Patents

Abstract

Erfindungsgemäß werden z. B. in TD-CDMA-Funk-Kommunikationssystemen zum Multiplexen von Diensten in einem Kanal einer Funkschnittstelle nacheinander Daten unterschiedlicher Dienste und Mittambeln übertragen, wobei die Daten der unterschiedlichen Dienste durch Mittambeln getrennt werden. Damit wird eine einfache Separierung der Dienste im Empfänger durch "Blind Detection" ermöglicht, ohne daß zusätzliche Information (z. B. TFCI) übertragen und decodiert werden muß.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Funkstation zum Multiplexen von Diensten.

In Funk-Kommunikationssystemen werden Nachrichten (beispiels­ weise Sprache, Bildinformation oder andere Daten) mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle übertragen. Die Funkschnittstelle bezieht sich auf eine Ver­ bindung zwischen einer Basisstation und Teilnehmerstationen, wobei die Teilnehmerstationen Mobilstationen oder ortsfeste Funkstationen sein können. Das Abstrahlen der elektromagne­ tischen Wellen erfolgt dabei mit Trägerfrequenzen, die in dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Für zukünftige Funk-Kommunikationssysteme, beispielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) oder andere Systeme der 3. Generation sind Frequenzen im Frequenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen.

Bei der Übertragung von Daten in einem Mobilfunksystem als Beispiel eines Funk-Kommunikationssystems bei der Funküber­ tragung zwischen einer Basisstation und einer Mobilstation bzw. zwischen Mobilstation und einer Basisstation können ver­ schiedene Dienste gemultiplext werden (z. B. in einen soge­ nannten Coded Composite Transport Channel). Dies erfordert im Empfänger die Möglichkeit zur Separierung bzw. zum Demul­ tiplexen dieser Dienste. Aus der DE 197 33 336 A1 ist es bekannt, über eine Funkschnittstelle Funkblöcke zu senden, die zwei durch eine Mittambel getrennte Datenteile enthalten. Jeder Funkblock ist einem Dienst zugeordnet, so daß die Dienste durch eine Schutzzeit zwischen den Funkblöcken separierbar sind.

In bekannten Multiplex-Verfahren - siehe ETSI SMG2 UMTS L1 Expert Group, Tdoc SMG2 UMTS-L1, 391/98, vom 8. bis 11. September 1998, exi­ stiert die Möglichkeit, die zu übertragenden Daten der ver­ schiedenen Dienste lückenlos aneinanderzuschieben und dann soviele Ressourcen zu belegen, wie das entstehende Datenpaket erfordert. Dies ist in Fig. 1 dargestellt.

Die Ressourcen werden also komplett (Ressource 1), nur zum Teil (Ressource 2) oder gar nicht (Ressource 3) belegt. Die Grenzen der Ressourcen sind unabhängig von den Grenzen der Dienste. Dieses Verfahren erfordert eine zusätzlich zu über­ tragende Information (z. B. in Form eines Transport Format In­ dicators, TFCI), damit die Grenzen der Dienste im Empfänger bekannt sind und die Dienste wieder separiert werden können.

Ein bisher bestehendes Verfahren, das ohne solch eine Zusatz­ information auskommt, wird durch Fig. 2 wiedergegeben. Es wer­ den innerhalb der zur Verfügung stehenden Ressourcen Start­ punkte für die Dienste angegeben. Die Startpunkte müssen nicht mit den Grenzen der Ressourcen übereinstimmen. Ab den Startpunkten werden die Ressourcen dann mit den Daten der zu übertragenden Dienste aufgefüllt, bis zum nächsten Start­ punkt. Dabei ist es möglich, daß die zur Verfügung stehenden Ressourcen von einem Dienst nicht vollständig genutzt werden.

Daraus resultiert eine unterbrochene Übertragung (Discon­ tinous Transmission, DTX). Durch die Definition des Start­ punktes für jeden Dienst ist eine eindeutige Separierung der Dienste im Empfänger möglich, ohne daß eine zusätzliche In­ formation notwendig ist (= Blind Detection).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand beim Multiplexen von Diensten zu verringen.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und die Funkstation mit den Merkmalen nach Anspruch 9 gelöst. Vor­ teilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprü­ chen zu entnehmen.

Erfindungsgemäß werden zum Multiplexen von Diensten in einem Funk-Kommunikationssystem in einem Kanal einer Funkschnitt­ stelle nacheinander Daten unterschiedlicher Dienste und Mitt­ ambeln übertragen, wobei die Daten der unterschiedlichen Dienste durch Mittambeln voneinander getrennt werden.

Damit wird eine einfache Separierung der Dienste im Empfänger durch "Blind Detection" ermöglicht, ohne daß zusätzliche In­ formation (z. B. TFCI) übertragen und decodiert werden muß. Eine solche Information kann jedoch trotzdem innerhalb eines Dienstes übertragen werden. Die Länge der Datenteile von zwei um eine Mittambel gruppierten Diensten ist unabhängig vonein­ ander einstellbar, ohne daß dies vorher signalisiert werden muß.

Dadurch, daß Mittambel und Daten dicht nacheinander übertragen werden, verbessert sich die Detektionsgüte. Die Mittambeln dienen zur Kanalschätzung und stimmen somit den Empfänger ab. Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn zumindest ein Teil der Dienste keine Echtzeitdienste sind, so daß nicht fortlaufend Daten übertragen werden. Der Signalisierungsaufwand ist bei solchen Diensten größer.

Eine Kombination mit DTX kann leicht erfolgen, indem die Res­ source nicht vollständig oder gar nicht aufgefüllt wird. So­ mit wird die Interferenz und der Leistungsverbrauch der Funk­ station verringert. Weiterhin werden Datenratenanpassungen nicht über eine Variation des Spreizfaktors, sondern durch ein variables Auffüllen erreicht. Dies senkt wiederum den Signalisierungsaufwand.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der beilie­ genden Zeichnungen näher erläutert.

Dabei zeigen

Fig. 3 ein Dienstmultiplexen nach der Erfindung,

Fig. 4 den schematischen Aufbau eines Funk-Kommunikations­ systems, und

Fig. 5 eine Struktur der Funkschnittstelle.

Das vorgeschlagene Verfahren bezieht sich auf den Fall, daß innerhalb der verwendeten Ressourcen je eine Trainingssequenz (Mittambel) zur Kanalschätzung übertragen wird. Durch die Endpunkte der Mittambel werden nun die Startpunkte der Dien­ ste festgelegt, d. h. die Startpunkte der Dienste werden nicht flexibel innerhalb der Ressourcen vergeben, sondern sind durch die Lage der Mittambel bestimmt.

Die zur Verfügung stehende Ressource wird nun zu beiden Sei­ ten der Mittambel mit den Daten der jeweiligen Dienste auf­ gefüllt. Gegebenenfalls wird der zur Vergügung stehende Raum nicht vollständig genutzt; dort findet dann keine Datenüber­ tragung statt. Damit wird eine einfache Separierung der Dienste im Empfänger durch "Blind Detection" ermöglicht, ohne daß zusätzliche Information (z. B. TFCI) übertragen und decodiert werden muß. Wird ein Teil der Ressource nicht zur Übertragung genutzt, dann wird die Interferenz auf andere Ü­ bertragungen im Sinne von DTX verringert.

Das Auffüllen der beiden Hälften der Ressource erfolgt unab­ hängig voneinander. Die Variationen der Datenrate und/oder Kodierung sind für jeden Dienst, der als Trägerdienst (tele­ service oder bearer service) auf die Ressourcen zugreift und Sprach-, Fax- oder unterschiedliche Datendienste beinhalten kann, optimiert einstellbar.

Beide Dienste sind vorteilhafterweise einer Teilnehmerstation MS, z. B. als Sprachdienst (Dienst 1) und dazugehöriger Sig­ nalisierung (Dienst 2) oder zwei unterschiedliche Datendien­ ste (Dienst 1 und Dienst 2) zugeordnet. Die zwei Dienste können jedoch auch unterschiedlichen Teilnehmerstationen MS zugeordnet sein. Die Erfindung ist sowohl für die Aufwärts- als auch für die Abwärtsrichtung einsetzbar.

Die zur Verfügung stehenden Ressourcen können effektiver und flexibler genutzt werden. Dies gilt besonders dann, wenn einer Verbindung (bzw. einem Coded Composite Transport Channel) mehrere Ressourcen zugewiesen wurden. Dann kann in jeder der zur Verfügung stehenden Ressourcen das Verfahren nach Fig. 3 angewandt und eine einfache Separierung der Dien­ ste durch Blind Detection erreicht werden. Dadurch, daß die Dienste direkt an die Mittambel angrenzen, ist ein Ein- und Ausschalten der Leistung innerhalb der zu übertragenden Daten nicht erforderlich. Dies verringert die Anforderungen an die Leistungsverstärkung.

Im folgenden wird die Einsatzumgebung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, wobei die Funkstation, die das Multi­ plexen durchführt, als Teilnehmerstation MS oder Basisstation BS ausgebildet sein kann.

Das in Fig. 4 dargestellte Mobilfunksystem als Beispiel eines Funk-Kommunikationssystems besteht aus einer Vielzahl von Mo­ bilvermittlungsstellen MSC, die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN herstellen. Weiterhin sind diese Mobilvermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einer Einrichtung RNC zur Steuerung der Basisstationen BS und zum Zuteilen von funktechnischen Ressourcen, d. h. einem Funk­ ressourcenmanager, verbunden. Jede dieser Einrichtungen RNC ermöglicht wiederum eine Verbindung zu zumindest einer Basis­ station BS. Eine solche Basisstation BS kann über eine Funk­ schnittstelle eine Verbindung zu einer Teilnehmerstation, z. B. Mobilstationen MS oder anderweitigen mobilen und statio­ nären Endgeräten, aufbauen. Durch jede Basisstation BS wird zumindest eine Funkzelle gebildet.

In Fig. 4 sind beispielhaft Verbindungen V1, V2, V3 zur Über­ tragung von Nutzinformationen ni (Sprache, Daten) und Signa­ lisierungsinformationen als Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwi­ schen Mobilstationen MS und einer Basisstation BS darge­ stellt.

Ein Operations- und Wartungszentrum OMC realisiert Kontroll- und Wartungsfunktionen für das Mobilfunksystem bzw. für Teile davon. Die Funktionalität dieser Struktur ist auf andere Funk-Kommunikationssysteme übertragbar, in denen die Erfin­ dung zum Einsatz kommen kann, insbesondere für Teilnehmer­ zugangsnetze mit drahtlosem Teilnehmeranschluß und für im unlizensierten Frequenzbereich betriebene Basisstationen und Teilnehmerstationen.

Im folgenden - Fig. 5 - wird die Funkschnittstelle mit TDD- Übertragungsverfahren (time division duplex) erklärt, die insbesondere für eine asymmetrische Kapazitätsverteilung der Ressourcen in Auf- und Abwärtsrichtung vorteilhaft ist.

Gemäß einer TDMA-Komponente (time division multiple access) ist eine Aufteilung eines breitbandigen Frequenzbands, bei­ spielsweise der Bandbreite B = 5 MHz in mehrere Zeitschlitze ts gleicher Zeitdauer, beispielsweise 16 Zeitschlitze ts0 bis ts15 pro Rahmen fr vorgesehen. Ein Teil der Zeitschlitze ts werden in Abwärtsrichtung DL und ein Teil der Zeitschlitze werden in Aufwärtsrichtung UL benutzt. Bei diesem TDD-Über­ tragungsverfahren entspricht das Frequenzband für die Auf­ wärtsrichtung UL dem Frequenzband für die Abwärtsrichtung DL.

Innerhalb eines Zeitschlitze ts6 werden Informationen meh­ rerer Verbindungen in Funkblöcken FB übertragen. Die Daten d sind verbindungsindividuell mit einer Feinstruktur, einem Spreizkode c, gespreizt, so daß empfangsseitig beispielsweise n Verbindungen durch diese CDMA-Komponente (code division multiple access) separierbar sind.

Ein Zeitschlitz und ein Spreizkode definieren einen Kanal bzw. eine Ressource, in dem die Daten und Mittambeln nach Fig. 3 angeordnet werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum Multiplexen von Diensten in einem Funk-Kom­ munikationssystem, bei dem in einem Kanal einer Funkschnittstelle nacheinander Daten un­ terschiedlicher Dienste und Mittambeln übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten der unterschiedlichen Dienste durch die Mittam­ beln voneinander getrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittambeln zur Kanalschätzung dienen.

3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dienste keine Echtzeitdienste sind.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitig eine sogenannte "blin­ de Detektion" zum Demultiplexen der Daten der unterschied­ lichen Dienste durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Basisstationen (BS) und Teilnehmer­ stationen (MS) über die Funkschnittstelle miteinander ver­ bunden sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkschnittstelle nach einem TDD-Teilnehmerseparie­ rungsverfahren organisiert ist.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei durch eine Mittambel voneinander getrennte Dienste einer Teilnehmerstation (MS) zugeordnet sind.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenraten und/oder die Kodierung zweier durch eine Mittambel voneinander getrennter Dienste unabhängig voneinander einstellbar sind.

9. Funkstation zum Multiplexen von Diensten in einem Funk- Kommunikationssystem,
mit Übertragungsmitteln zum Zusammenstellen von nacheinander zu übertragenden Daten unterschiedlicher Dienste, wobei die Daten der unterschiedlichen Dienste durch Mittambeln vonein­ ander getrennt werden, und
mit Sendemitteln zum Senden der durch die Mittambel getrenn­ ten Daten über eine Funkschnittstelle.