DE19928662A1 - Verfahren zum quasi-periodischen Übertragen von Signalisierungsdaten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum periodischen Übertragen von Signalisierungsdaten zwischen einer Basisstation und mehreren Endgeräten eines Datenübertragungssystems, DOLLAR A - wobei die Signalisierungsdaten in einer Übertragungsrahmenstruktur, bestehend aus mehreren Übertragungsrahmen (Frame #...) mit jeweils mehreren Fenstern übertragen werden und DOLLAR A - wobei die Signalisierungsdaten mindestens einer Datenklasse zugeordnet sind. DOLLAR A Um dieses Verfahren dahingehend weiterzubilden, daß die für die Übertragung von Signalisierungsdaten benötigte Übertragungskapazität möglichst gering ist, schlägt die Erfindung vor, daß mehrere Übertragungsrahmen (Frame #...) zu einem Überrahmen (HF) zusammengefaßt sind, wobei jeweils in mindestens einem Fenster des Übertragungsrahmens (HF) gleichartige Signalisierungsdaten derselben Datenklasse zusammengefaßt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum quasi­ periodischen Übertragen von Signalisierungsdaten zwischen einer Basisstation und mehreren Endgeräten eines Datenübertragungssystems,

• - wobei die Signalisierungsdaten in einer Übertragungsrahmenstruktur bestehend aus Übertragungsrahmen mit mehreren Fenstern übertragen werden und
• - wobei die Signalisierungsdaten mindestens einer Datenklasse zugeordnet sind.

Als Basisstation im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eines von mehreren Datenübertragungsgeräten verstanden, zwischen denen eine Datenübertragung durchgeführt wird, wobei die Basisstation die Datenübertragung koordiniert. Die Basisstation kann stationär oder mobil ausgebildet sein. Als Signalisierungsdaten werden Daten bezeichnet, die von der Basisstation an die Endgeräte eines Datenübertragungssystems übermittelt werden. Die Endgeräte benötigen die Signalisierungsdaten, um sich in dem Datenübertragungssystem akquirieren und registrieren zu können. Damit ein Endgerät in dem Datenübertragungssystem akquirieren und sich registrieren lassen kann, kann bspw. über das Endgerät eine Nutzerkennung und ein Zugangscode eingegeben werden. Der Zugangscode wird in der Basisstation überprüft und, falls er richtig ist, wird das Endgerät in dem Datenübertragungssystem durch die Basisstation registriert.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Signalisierungsdaten in einer Übertragungsrahmenstruktur zu übertragen. Die Übertragungsrahmenstruktur weist mehrere Übertragungsrahmen auf, die jeweils in mehrere Fenster unterteilt sind. Bekannte Verfahren zur Übertragung von Daten in einer Übertragungsrahmenstruktur sind bspw. das Time-Division- Multiple-Access (TDMA)-Verfahren, das Frequency-Division- Multiple-Access (FDMA)-Verfahren oder das Code-Division- Multiple-Access (CDMA)-Verfahren. Auch Verknüpfungen mehrerer Übertragungsverfahren sind denkbar. Es gibt eingeführte Verfahren, bei denen in jedem Übertragungsrahmen mindestens ein Fenster zur Übertragung der Signalisierungsdaten vorgesehen ist.

Die Signalisierungsdaten können verschiedenen Datenklassen angehören. Die Datenklassen sind bspw. unterteilt nach Synchronisationsmustern, nach endgerätespezifischen oder nach teilnehmerspezifischen Daten. Als Teilnehmer werden die Nutzer der Endgeräte bezeichnet. Technisch unterschiedliche Endgeräte benötigen unterschiedliche Signalisierungsdaten, die auf den jeweiligen Endgerätetyp abgestimmt sind. Die unterschiedlichen Endgerätetypen in dem Datenübertragungssystem werden mit unterschiedlichen Signalisierungsdaten versorgt. Nicht allen Teilnehmern werden dieselben Signalisierungsdaten auf ihre Endgeräte übertragen. In Abhängigkeit von bspw. der derzeitigen räumlichen Position, dem Zuständigkeitsbereich oder, z. B. im hoheitlichen oder militärischen Bereich, dem Dienstrang der Teilnehmer werden auf die Endgeräte der Teilnehmer unterschiedliche Signalisierungsdaten übertragen. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß jedem Endgerät die Signalisierungsdaten übermittelt werden, die dem Endgerätetyp oder dem Teilnehmertyp entsprechen.

In einem Datenübertragungssystem sind mehrere Endgeräte einer Basisstation zugeordnet. Mehrere Endgeräte empfangen häufig Signalisierungsdaten derselben Datenklasse, bspw. weil die Daten in diesen Endgeräten nach denselben Mustern synchronisiert werden oder weil diese Endgeräte demselben Endgerätetyp angehören. Da die Signalisierungsdaten nach dem Stand der Technik in mindestens einem Fenster eines jeden Übertragungsrahmen übertragen werden, kommt es häufig vor, daß gleichartige Signalisierungsdaten für mehrere Endgeräte mehrfach übertragen werden. Diese mehrfach übertragenen, aber gleichartigen Signalisierungsdaten beanspruchen einen Teil der Übertragungskapazitäten des Datenübertragungssystems, die somit nicht für eine Übertragung von Nutzdaten über das Datenübertragungssystem zur Verfügung stehen.

Deshalb liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, daß die für die Übertragung von Signalisierungsdaten benötigte Übertragungskapazität möglichst gering ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art vor, daß mehrere Übertragungsrahmen zu einem Überrahmen zusammengefaßt sind, wobei jeweils in mindestens einem Fenster des Überrahmens gleichartige Signalisierungsdaten derselben Datenklasse zusammengefaßt sind.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß zusätzliche Übertragungskapazität des Datenübertragungssystems für Nutzdaten zur Verfügung gestellt werden kann, wenn für mehrere Übertragungsrahmen Signalisierungsdaten derselben Datenklasse zusammengefaßt und die zusammengefaßten Signalisierungsdaten dann nur einmal an mehrere Endgeräte übertragen werden.

Zunächst werden mehrere Übertragungsrahmen zu einem Überrahmen zusammengefaßt. In dem Überrahmen werden gleichartige Signalisierungsdaten derselben Datenklasse zusammengefaßt und in der Regel nur einmal je Überrahmen an die entsprechenden Endgeräte übermittelt. Dadurch wird erheblich weniger Übertragungskapazität für die Übermittlung der Signalisierungsdaten benötigt als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Übertragungsverfahren. Die nunmehr frei gewordene Übertragungskapazität kann für die Übertragung von Nutzdaten zur Verfügung gestellt werden.

In mindestens einem Fenster eines Überrahmens werden jeweils Signalisierungsdaten übermittelt, die derselben Datenklasse angehören. Abhängig von der Datenklasse gibt es in einem Überrahmen Signalisierungsdaten, die für alle Endgeräte, für eine Gruppe von Endgeräten oder nur für ausgewählte Endgeräte bestimmt sind. Je größer die Anzahl der Endgeräte ist, für die gleichartige Signalisierungsdaten derselben Datenklasse bestimmt sind, desto größer ist das Einsparpotential an Übertragungskapazität für die Signalisierungsdaten des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem aus den Stand der Technik bekannten Übertragungsverfahren.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Signalisierungsdaten endgerätespezifisch sind. Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, daß die Signalisierungsdaten teilnehmerspezifisch sind. Jedem Endgerät werden die Signalisierungsdaten übermittelt, die dem Endgerätetyp oder dem Teilnehmertyp entsprechen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei beliebigen Übertragungsverfahren, z. B. bei Frequency-Division-Multiple- Access (FDMA)- oder Code-Division-Multiple-Access (CDMA)- Übertragungsverfahren, angewandt werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, daß das Verfahren nach dem Time- Division-Multiple-Access (TDMA)-Übertragungsverfahren arbeitet, wobei die Übertragungsrahmen als TDMA-Rahmen und die Fenster als Zeitschlitze in den TDMA-Rahmen ausgebildet sind. Bei der Datenübertragung, insbesondere bei der Funkübertragung über ein Satellitensystem, wird häufig von der Möglichkeit eines Vielfachzugriffes (Multiple Access) Gebrauch gemacht, um eine bessere Auslastung vorhandener Übertragungskapazitäten zu erzielen. Ein Verfahren für einen Vielfachzugriff ist das sog. Time-Division-Multiple-Access (TDMA)-Übertragungsverfahren. Bei dem TDMA-Verfahren wird ein zu übertragendes Datensignal (bestehend aus Signalisierungsdaten und Nutzdaten) in Übertragungsrahmen übermittelt, die in mehrere Zeitschlitze aufgeteilt sind. In einem Zeitschlitz sind Daten des Datensignals enthalten, die zwischen der Basisstation und einem Endgerät übertragen werden sollen. In einem Übertragungsrahmen können also in mehreren Zeitschlitzen die Daten für mehrere Datenübertragungsverbindungen zwischen der Basisstation und mehreren Endgeräten übertragen werden. Bei dem empfangenden Endgerät wird das übertragene Datensignal dann aus den Daten des entsprechenden Zeitfensters mehrerer Übertragungsrahmen rekonstruiert.

Vorteilhafterweise wird die Erfindung für die Datenübertragung über Funkstrecken verwendet. Das Verfahren wird vorzugsweise zur Datenübertragung zwischen einem Nachrichtensatelliten und Endgeräten eines Satellitennachrichtensystems verwendet. Alternativ wird vorgeschlagen, daß das Verfahren zur Datenübertragung zwischen einer Basisstation und Endgeräten eines Mobilfunksystems verwendet wird. Das Mobilfunksystem kann als ein militärisches Funksystem oder als ein hoheitliches Funksystem (z. B. für die Polizei) ausgebildet sein.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Überrahmen bestehend aus mehreren Übertragungsrahmen.

In Fig. 1 ist am Beispiel eines Satelliten-Kommunikations- Systems eine Übertragungsrahmenstruktur zum periodischen Übertragen von Datensignalen zwischen einer Basisstation und mehreren Endgeräten eines Datenübertragungssystems dargestellt. Als Basisstation im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eines von mehreren Datenübertragungsgeräten verstanden, zwischen denen eine Datenübertragung durchgeführt wird, wobei die Basisstation die Datenübertragung direkt oder indirekt koordiniert. Die Basisstation kann stationär oder mobil ausgebildet sein.

Die zu übertragenden Datensignale weisen Signalisierungsdaten und Nutzdaten auf. Als Signalisierungsdaten werden Daten bezeichnet, die von der Basisstation an die Endgeräte eines Datenübertragungssystems übermittelt werden. Die Endgeräte benötigen die Signalisierungsdaten, um sich zu initialisieren, um in dem Datenübertragungssystem akquirieren und sich registrieren zu können. Die Signalisierungsdaten können verschiedenen Datenklassen angehören. Die Datenklassen sind bspw. unterteilt nach Synchronisationsmustern (GAD), nach Daten für Endgerätetypen (MAD) oder endgerätespezifischen Daten (SAD). So benötigen technisch unterschiedliche Endgeräte unterschiedliche Signalisierungsdaten, die auf den jeweiligen Endgerätetyp abgestimmt sind. Die Endgerätedaten (teilnehmerspezifischen Daten) umfassen bspw. den Zuständigkeitsbereich eines Teilnehmers oder (z. B. im hoheitlichen oder militärischen Bereich) den Dienstrang eines Teilnehmers, aber auch Akquisitionsparameter oder Synchronisationsmuster. Als Teilnehmer werden die Nutzer der Endgeräte bezeichnet. Je nach Endgerätetyp oder Teilnehmertyp werden die Endgeräte in einem Datenübertragungssystem mit unterschiedlichen Signalisierungsdaten versorgt.

Die Überrahmenstruktur aus Fig. 1 weist eine Vielzahl von Übertragungsrahmen (Frame #. . .) mit jeweils einer Vielzahl von Fenstern auf. Die Übertragung der Daten mit der Übertragungsrahmenstruktur erfolgt nach dem Time-Division- Multiple-Access (TDMA)-Übertragungsverfahren. Die Übertragungsrahmen (Frame #. . .) sind als Time-Division- Multiple-Access (TDMA)-Rahmen und die Fenster als Zeitschlitze in den TDMA-Rahmen ausgebildet. Mehrere Übertragungsrahmen (Frame #. . .) sind zu einem Überrahmen HF (Hyperframe) zusammengefaßt. In definierten Zeitschlitzen des Überrahmens HF sind jeweils gleichartige Signalisierungsdaten derselben Datenklasse zusammengefaßt.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel des Satelliten- Kommunikations-Systems wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Übertragung von Akquisitionsparametern als Signalisierungsdaten erläutert. Bei den Akquisitionsparametern gibt es drei Datenklassen, nämlich GAD (globale Akquisitionsdaten), MAD (SGT-typenspezifische Akquisitionsdaten) und SAD (terminalspezifische Akquisitionsdaten) für SGTs (Satellite Ground Terminals). Die GAD sind für alle Endgeräte des Satelliten-Kommunikations- Systems, die MAD nur für einen Teil der Endgeräte und die SAD jeweils nur für ein bestimmtes Endgerät gültig.

Da die GAD für alle Endgeräte gültig sind, werden sie je Überrahmen HF nur einmal an sämtliche Endgeräte des Satelliten-Kommunikations-Systems übertragen. Analog wird für die Gruppen von Endgeräten, die in demselben Modulationsmode arbeiten, verfahren. Für jeden unterstützten Modulationsmode (jeden Endgerätetyp) werden die MAD nur einmal je Überrahmen HF übertragen. Die SAD werden für jedes einzelne Endgerät mindestens einmal je Überrahmen HF übertragen.

Der Überrahmen HF in dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 besteht aus vier Regionen 1, 2, 3, 4, die durch vertikale Striche voneinander getrennt sind. In der ersten Region 1 sind lediglich GAD-Parameter enthalten, d. h. Parameter, die für alle SGTs gültig sind. In der zweiten Region 2 sind modulationsmodeabhängige Parameter für Modulationsmode 1 (MAD 1) und SGT-individuelle Parameter für die SGTs 1. . .n im Modulationsmode 1 (SAD 1 bis SAD n) enthalten. In der dritten Region 3 sind modulationsmodeabhängige Parameter für Modulationsmode 2 (MAD 2) und SGT-individuelle Parameter für die SGTs n+1. . .p im Modulationsmode 2 (SAD n+1 bis SAD p) enthalten. In der vierten Region 4 schließlich sind modulationsmodeabhängige Parameter für Modulationsmode 3 (MAD 3) und SGT-individuelle Parameter für die SGTs p+1. . .q im Modulationsmode 3 (SAD p+1 bis SAD q) enthalten. Die Regionen 1, 2, 3, 4 müssen nicht notwendigerweise in sich zusammenhängend übertragen werden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Übertragung von Signalisierungsdaten zwischen einer Basisstation und mehreren Endgeräten eines Datenübertragungssystems kann die für die Übertragung der Signalisierungsdaten nötige Übertragungskapazität entscheidend reduziert werden. Die dadurch freigewordene Übertragungskapazität kann für die Übertragung von Nutzdaten zur Verfügung gestellt werden.

Die Größe des Überrahmens HF sowie die Größe und Lage der Regionen 1, 2, 3, 4 innerhalb des Überrahmens HF werden entsprechend des erwarteten Verkehrsaufkommens und möglicher anderer operationaler Randbedingungen eingestellt.

Claims (7)

1. Verfahren zum quasiperiodischen Übertragen von Signalisierungsdaten zwischen einer Basisstation und mehreren Endgeräten eines Datenübertragungssystems,

• - wobei die Signalisierungsdaten in einer Übertragungsrahmenstruktur bestehend aus mehreren Übertragungsrahmen (Frame #. . .) mit jeweils mehreren Fenstern übertragen werden und
• - wobei die Signalisierungsdaten mindestens einer Datenklasse zugeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Übertragungsrahmen (Frame #. . .) zu einem Überrahmen (HF) zusammengefaßt sind, wobei jeweils in mindestens einem Fenster des Überrahmens (HF) gleichartige Signalisierungsdaten derselben Datenklasse zusammengefaßt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalisierungsdaten endgerätespezifisch sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalisierungsdaten teilnehmerspezifisch sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren nach dem Time-Division- Multiple-Access (TDMA)-Übertragungsverfahren arbeitet, wobei die Übertragungsrahmen (Frame #. . .) als TDMA-Rahmen und die Fenster als Zeitschlitze in den TDMA-Rahmen ausgebildet sind.

5. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Datenübertragung über Funkstrecken.

6. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zur Datenübertragung zwischen einem Nachrichtensatelliten und Endgeräten eines Satellitennachrichtensystems verwendet wird.

7. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zur Datenübertragung zwischen einer Basisstation und Endgeräten eines Mobilfunksystems verwendet wird.