DE60022873T2

DE60022873T2 - Asymmetrische datenübertragung zur verwendung in einer multi-modulationsumgebung

Info

Publication number: DE60022873T2
Application number: DE60022873T
Authority: DE
Inventors: Markus Hakaste; Shkumbin Hamiti; Harri Jokinen; Eero Nikula
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Sisvel International SA
Priority date: 1999-05-03
Filing date: 2000-05-02
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2020-05-03
Also published as: ATE305703T1; EP1175794A4; ES2248073T3; US6377817B1; JP4460173B2; JP2002543719A; CN1151689C; AU4692600A; DE60022873D1; CN1354954A; EP1175794B1; WO2000067498A1; EP1175794A1

Description

PRIORITÄTSANSPRUCH AUS PARALLEL ANHÄNGIGER VORLÄUFIGER PATENTANMELDUNG
Hiermit wird gemäß 35 U.S.C. §119(e) Priorität aus der parallel anhängigen vorläufigen Patentanmeldung Nr. 60/132,196 mit dem Titel "Asymmetric Data Transmission in Multi-Modulation Environment" von Markus Hakaste et al. beansprucht, die am 03.05.99 eingereicht wurde.
GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Funktelefone und insbesondere auf Funktelefone oder Mobilstationen, die zu einem Betrieb mit einem digitalen drahtlosen Telekommunikationsnetzwerk fähig sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein modernes drahtloses Telekommunikationssystem ist als "Global System for Mobile Communication (GSM) Evolution (EDGE)" bekannt, das "Enhanced Circuit Switched Data (ECSD)" und "Enhanced Global Packet Radio Service (EGPRS)" umfasst. Die Lehren dieser Erfindung sind besonders relevant für den ECSD-Aspekt ebenso wie für andere Typen von TDMA-Systemen mit schaltungsvermittelten Diensten, wie etwa das IS-136-System in den Vereinigten Staaten.
Während des EDGE-Standardisierungsprozesses haben einige Mobilgeräte- oder Mobilstationshersteller Bedenken zum Ausdruck gebracht, dass sie nicht in der Lage sind, in ihren Sendern unverzüglich eine 8-PSK-Modulation zu unterstützen. Die 8-PSK-Modulation wurde für GSM zusätzlich zum Modulationstyp Gauß'scher Minimalumtastung (GMSK) ausgewählt, der bereits in Verwendung war. Einige Hersteller haben auch ein Interesse an einer Bereitstellung kostengünstiger Mobilgeräte zum Ausdruck gebracht, die 8-PSK-Übertragungen nicht unterstützen würden.
Wie leicht wahrgenommen werden kann machen es diese Einschränkungen sehr schwierig, schaltungsvermittelte Dienste hoher Bitrate mit einer 8-PSK-Modulation zu unterstützen, ohne die Art und Weise zu verändern, in der diese Dienste in der GSM-Spezifikation definiert sind.
Momentan definiert die GSM-Spezifikation schaltungsvermittelte Dienste als "symmetrische" Dienste, das heißt unter Verwendung der gleichen Modulation/Kanalcodierung sowohl in der Aufwärtsstreckenrichtung (Mobilstation (MS) zu Funkbasisstation (BTS)) als auch in der Abwärtsstreckenrichtung (BTS zu MS). Außerdem gab es keine Vorschläge bzw. Ansätze dahingehend, wie ECSD-Dienste für jene „einfachen" Mobilstationen zu unterstützen sind, die nicht in der Lage wären, in der Aufwärtsstreckenrichtung mit einer 8-PSK-Modulation zu übertragen.
Ein Problem, das sich aus dieser Situation ergibt, besteht im Fall von schaltungsvermittelten GSM- oder anderen "symmetrischen" Systemen darin, die Verwendung unterschiedlicher Modulationstypen auf der gleichen Funkschnittstelle zu ermöglichen, wobei die "einfachen" Mobilstationen die Systemfähigkeiten nicht voll nutzen können, ohne einen komplexen Sender zu haben, der alle Systemmodulationsschemata unterstützt. Dies beruht größtenteils auf der momentanen symmetrischen Beschaffenheit der Funkschnittstelle, auf der die gleiche Modulation/Kanalcodierung sowohl für MS-Empfang (Abwärtsstrecke bzw. Downlink) als auf für MS-Übertragung (Aufwärtsstrecke bzw. Uplink) verwendet wird.
Ein weiteres Problem, das sich im Fall des (der) vorstehend beschriebenen Systems (Systeme) ergibt, besteht darin, dass die MS gemäß momentaner GSM-Spezifikationen die Abwärtsstrecken-Modulation/Kanalcodierung auch für eine Aufwärtsstreckenübertragung verwenden muss, falls von der MS mit einer "komplexeren" MS, die mehrere der Systemmodulationsschemata unterstützt, eine in Abwärtsstreckenrichtung voreingestellte Datenübermittlung gefordert wird, zum Beispiel die Übermittlung einer großen Datei auf der Abwärtsstrecke. Diese Art von Übertragung ist jedoch aus Sicht von MS-Energieverbrauch und/oder Aufwärtsstrecken-Robustheit bzw. -Stabilität nicht optimal. Und falls man eine ausreichende Größe einer BTS-Senderleistung annimmt, heißt das, dass die ECSD-Strecke, falls auf der Aufwärtsstrecke eine GMSK-Modulation verwendet wird, für einen größeren Abstand beibehalten werden kann als bei einer 8-PSK-Modulation. Dies ist insbesondere dann zutreffend, wenn die MS mit begrenzten Senderleistungsklassen arbeitet. In diesem Zusammenhang sollte beachtet werden, dass das Streckenbudget für den Fall einer 8-PSK-Modulation selbst dann schlechter ist, wenn die MS-Ausgabeleistung für 8-PSK und für GMSK gleich ist.
Die WO-98/37713 offenbart eine Luftschnittstelle für zellulare Kommunikationen mit einem Paketdatensteuerkanal und einem Paketdatenverkehrskanal, die einen Mehrmodulationsstufenbetrieb unterstützen. Es werden Vorgänge zur Auswahl einer Modulation hoher Stufe oder niedriger Stufe für die Paketkanäle durch eine Mobilstation beschrieben.
AUFGABEN UND VORTEILE DER ERFINDUNG
Es ist eine erste Aufgabe und ein erster Vorteil dieser Erfindung, eine Methode bereitzustellen, um Mobilstationen mit variierenden Modulationsfähigkeiten in einem drahtlosen Telekommunikationssystem unterzubringen.
Es ist eine zweite Aufgabe und ein zweiter Vorteil dieser Erfindung, ein drahtloses Kommunikationssystem mit einer Fähigkeit bereitzustellen, auf der Abwärtsstrecke oder auf der Aufwärtsstrecke selektiv symmetrische oder asymmetrische Datendienste bereitzustellen und ferner zu ermöglichen, dass auf der Abwärtsstrecke und der Aufwärtsstrecke unterschiedliche Modulationstypen und Bitraten verwendet werden.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch Verfahren und Vorrichtungen gemäß Ausführungsbeispielen dieser Erfindung werden die vorhergehenden und weitere Probleme bewältigt und werden die Aufgaben der Erfindung realisiert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zum Unterstützen von Datenübertragungsdiensten in einem digitalen drahtlosen Kommunikationssystem bereitgestellt, das zwischen einer Mobilstation und einem drahtlosen Netzwerk mit einem ersten Modulationstyp arbeitet, mit den Schritten eines bidirektionalen Koppelns einer Mobilstation über eine Funkschnittstelle an das Netzwerk, und gekennzeichnet durch ein Anwenden eines zweiten, anderen Modulationstyps in einem ersten Fall in einer Abwärtsstreckenrichtung vom Netzwerk zur Mobilstation, sofern nicht zumindest eine einer Vielzahl von Bedingungen als zutreffend festgestellt wird, wobei eine dieser Bedingungen darin besteht, dass der zweite Modulationstyp vom Netzwerk sowohl in der Aufwärtsstreckenrichtung als auch in der Abwärtsstreckenrichtung unterstützt wird, aber von der Mobilstation nur in der Aufwärtsstreckenrichtung unterstützt wird, und dagegen ein Anwenden eines zweiten, anderen Modulationstyps in einem zweiten Fall in einer Aufwärtsstreckenrichtung von der Mobilstation zum Netzwerk, sofern nicht zumindest eine einer Vielzahl von Bedingungen als zutreffend festgestellt wird, wobei eine dieser Bedingungen darin besteht, dass der zweite Modulationstyp vom Netzwerk sowohl in der Aufwärtsstreckenrichtung als auch in der Abwärtsstreckenrichtung unterstützt wird, aber von der Mobilstation nur in der Abwärtsstreckenrichtung unterstützt wird.
Die Lehren dieser Erfindung stellen ein Datenübertragungsverfahren und -system (z.B. GSM-EDGE) für schaltungsvermittelte und andere Dienste bereit, das vorzugsweise bei TDMA-basierten Systemen eingesetzt wird und auf der Funkschnittstelle die Verwendung eines oder mehrerer Modulationstypen (z.B. 8-PSK-Modulation) zusätzlich zu einer "normalen" Modulation (z.B. GMSK-Modulation) unterstützt. Eine zusätzliche (z.B. auf 8-PSK basierende) Modulation/Kanalcodierung kann unter einer Vielfalt unterschiedlicher Bedingungen bei der Abwärtsstreckenübertragung verwendet werden, während bei den Aufwärtsstreckenübertragungen die normale (z.B. auf GMSK basierende) Modulation/Kanalcodierung verwendet werden kann.
Eine erste Bedingung ergibt sich daraus, dass die Funkbedingungen die Verwendung der zusätzlichen Modulation in beiden Richtungen zulassen, aber der Mobilstationssender die zusätzliche Modulation nicht unterstützt. Die Mobilstation kann zum Beispiel fähig sein, 8-PSK-Abwärtsstreckenübertragungen zu empfangen, aber nur für GMSK-modulierte Aufwärtsstreckenübertragungen tauglich sein.
Eine zweite Bedingung ergibt sich daraus, dass die Funkbedingungen die Verwendung der zusätzlichen Modulationen beiden Richtungen zulassen und die Mobilstation die zusätzliche Modulation unterstützt, aber der Nutzer einen in Abwärtsstreckenrichtung voreingestellten (oder einen in Aufwärtsstreckenrichtung voreingestellten) Datenübertragungsdienst anfordert.
Eine dritte Bedingung ergibt sich daraus, dass die Mobilstation die Verwendung der zusätzlichen Modulationen in beiden Richtungen unterstützt, aber die Aufwärtsstrecken- (oder die Abwärtsstrecken-) Funkbedingungen die Verwendung der zusätzlichen Modulation (z.B. aufgrund von Streckenbudgetbeschränkungen) nicht erlauben.
Unter allen vorhergehenden Bedingungen wird zum Übermitteln der Datenrahmen (z.B. 14,5 kbps-Funkstreckenprotokoll (RLP)) in beiden Richtungen das gleiche Schicht-3- (L-3) Protokollformat verwendet.
Unter der zweiten Bedingung verwendet die Mobilstation gemäß der Nutzeranforderung auf der Aufwärtsstrecke automatisch die normale Modulation und verwendet die Basisstation eine blinde Detektion bzw. Erfassung der Aufwärtsstreckenübertragungsblöcke, um den für die Aufwärtsstreckenübertragungen verwendeten Modulationstyp zu identifizieren.
Ebenfalls unter der zweiten Bedingung gibt die Mobilstation während einer Rufaufbausignalisierung an, dass der in Abwärtsstreckenrichtung voreingestellte Dienst vom Nutzer angefordert wird, und richtet das Netzwerk die Verbindung dementsprechend ein.
Unter der dritten Bedingung kann das Netzwerk, falls das Streckenbudget für eine 8-PSK-Modulation (oder einen anderen Typ einer zusätzlichen Modulation) nicht ausreichend ist, einen Leistungssteuerpegel befehlen, der von der Mobilstation für die zusätzliche Modulation nicht unterstützt wird. In diesem Fall wird die Mobilstation vorzugsweise einen nächsten unterstützten Ausgabeleistungssteuerpegel verwenden.
Die Lehren dieser Erfindung ermöglichen die Verwendung unterschiedlicher Datenraten für die Aufwärtsstrecke und die Abwärtsstrecke, wodurch eine verbesserte Funkressourcenausnutzung, eine einfachere ECSD-Mobilstationsimplementierung und, unter der Annahme eines verringerten Energieverbrauchs für die ECSD-Mobilstation, eine erweiterte Reichweite der Zelle für ECSD-Dienste bereitgestellt wird. Selbst wenn die Mobilstationsausgabeleistung sowohl für den 8-PSK- als auch für den GMSK-Modulationsfall gleich ist, ist das Streckenbudget in diesem Zusammenhang ferner, wie vorstehend angedeutet wurde, für 8-PSK im Allgemeinen schlechter.
Auch kann auf der Aufwärtsstrecke eine niedrigere Datenrate erwünscht sein, um den Energieverbrauch der Mobilstation zu reduzieren und/oder eine unnötige Interferenz in der Abwärtsstreckenrichtung zu vermeiden. Dies ist besonders bei dem Fall zutreffend, dass die eine oder die andere Richtung weniger Daten zu übertragen hat und der Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungsmodus (selbst wenn unterstützt) nicht benötigt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehend dargelegten und weitere Merkmale der Erfindung werden im folgenden Abschnitt "Ausführliche Beschreibung der Erfindung" eher ersichtlich, wenn dieser in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen gelesen wird, bei denen zeigen:
1 verschiedene mögliche Aufwärtsstrecken- (UL) und Abwärtsstrecken- (DL) Datenratenkombinationen, ausgedrückt in Tausenden von Bits pro Sekunde (kbps);
2 ein Beispiel einer Signalisierung zwischen der Mobilstation (MS), der Funkbasisstation (BTS), der Basisstationssteuerung (BSC) und der Mobilvermittlungsstelle (MSC) für einen (expliziten) asymmetrischen Fall;
3 ein Beispiel einer Signalisierung zwischen MS, BTS, BSC und MSC für einen (impliziten) asymmetrischen Fall; und
4 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines drahtlosen digitalen Telekommunikationssystems, das zum Ausführen dieser Erfindung geeignet ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es sollte von vornherein verstanden werden, dass bestimmte Aspekte der Lehren dieser Erfindung, obwohl die Erfindung nachstehend im Kontext eines Systems vom TDMA-Typ (z.B. GSM oder erweitertes GSM) beschrieben wird, auf andere Typen von Systemen wie etwa CDMA-Systeme ausgedehnt werden können. Außerdem sind die Lehren dieser Erfindung nicht nur zur Verwendung mit schaltungsvermittelten Ausführungsbeispielen beschränkt, sondern haben eine breitere Anwendbarkeit. Die Lehren dieser Erfindung können zum Beispiel ebenso auf Paketfunkdienste ausgedehnt werden. Im Allgemeinen kann jedes System, das zur Verwendung unterschiedlicher Modulationstypen fähig ist, von der Verwendung der hierin gefundenen Lehren profitieren, obwohl der Gewinn bei einem System, das als "grundlegenden" Modulationstyp eine lineare Modulation einsetzt, d.h. das einen grundlegenden Modulationstyp einsetzt, der die besten Reichweiteneigenschaften bereitstellt, weniger bedeutsam sein kann.
4 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild eines zellularen Telekommunikationssystems 10 gemäß einem derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung.
Für die Zwecke dieser Beschreibung wird angenommen, dass das System 10 ein GSM-System oder ein System vom GSM-Typ ist. Die Lehren dieser Erfindung sind jedoch nicht nur für eine Verwendung bei GSM- oder GSM-Typ-Systemen beschränkt.
In Zellen (Zelle_1, ..., Zelle_n), von denen jede mit einer Funkbasisstation (BTS) 14 verknüpft ist, befindet sich eine Vielzahl von Mobilstationen (MS) 12. Die verschiedenen BTS 14 sind mit einer Basisstationssteuerung (BSC) 16 gekoppelt, die wiederum mit einer Mobilvermittlungsstelle (MSC) 18 gekoppelt ist. Die MSC 18 stellt über eine "A"-Schnittstelle 18A Verbindungen zu externen Telefon- und Datennetzwerken wie etwa dem öffentlichen Telefonnetz (PSTN) 20 ebenso wie zu Paketdatennetzwerken, usw. bereit. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann jede BTS 14 ihre eigene BSC 16 haben. Die BSC 16 umfasst eine Funkressourcenverwaltungs-Softwarekomponente oder -Funktion 16A, die zum Verwalten der Funkstrecken in den verschiedenen Zellen eingesetzt wird, oder ein Pendant zu dieser.
Während diese Erfindung nachstehend im Kontext von GSM-EDGE beschrieben wird, ist dies nur ein Beispiel dafür, wo und wie die Lehren dieser Erfindung angewandt werden können.
Zunächst ist zu bemerken, dass gegenwärtige Signalisierungsmechanismen für GSM und für Hochgeschwindigkeits-Schaltungsvermittlungsdaten (HSCSD, definiert in GSM 03.34) keine Unterstützung für den Fall bereitstellen, bei dem für die Aufwärtsstrecke und die Abwärtsstrecke unterschiedliche Kanalcodierungen verwendet werden. Um eine Lösung verringerter Komplexität bereitzustellen, ist es wünschenswert, die gegenwärtigen Signalisierungsmechanismen zum größtmöglichen Ausmaß einzusetzen. Die Signalisierung für die Unterstützung asymmetrischer Fälle bei ECSD kann auf verschiedene Arten erreicht werden. Im Allgemeinen gibt es zwei derzeit bevorzugte Lösungen (explizite Signalisierung und implizite Signalisierung), von denen beide gemäß den Lehren dieser Erfindung ausgenutzt werden können.
Explizite Signalisierung
Ein erster Ansatz wird als explizite Signalisierung bezeichnet, bei der mehrere neue Parameter zu den bestehenden Signalisierungsinformationselementen hinzugefügt werden. Das Folgende ist eine allgemeine Beschreibung der Signalisierungsveränderungen gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel.
Betriebsklasse
Bei einem Ausführungsbeispiel gibt die Mobilstation 12 in einer Nachricht "Betriebsklasse Änderung" ihre volle oder teilweise Unterstützung für EDGE an. Genauer gesagt bezeichnet die Mobilstation 12 eine von zwei Möglichkeiten zur Verwendung einer zusätzlichen Modulation (z.B. 8-PSK) zusätzlich zu der normalen Modulation (z.B. GMSK):

1. Die zusätzliche Modulation wird für Aufwärtsstreckenübertragung und Abwärtsstreckenempfang unterstützt.
2. Die zusätzliche Modulation wird nur für Abwärtsstreckenempfang unterstützt.

Rufsteuerung
Um den Vorzug für einen asymmetrischen Dienst durch die Mobilstation 12 zu bezeichnen, werden zumindest zwei Bits in einem Feld eines Trägerfähigkeitsinformationselements bereitgestellt. Die Aufbaunachricht ist ein Typ von Nachricht, die fähig ist, dieses Informationselement zu transportieren. Eine beispielhafte Verwendung von Codepunkten in diesem Funktionselement ist wie folgt:
Zusätzlich zu dem Vorhergehenden können zusätzliche Codepunkte in anderen Signalisierungsnachrichten vorliegen, wie etwa in der WAIUR ("Wanted Air Interface User Rate": Gewünschte Luftschnittstellen-Nutzerrate), die zu diesem Zweck eingesetzt werden können.
Der Nutzer der Mobilstation 12 oder des drahtlosen Netzwerks kann auch wählen, während eines Rufs, der als symmetrischer Ruf eingeleitet wurde, zu einem asymmetrischen Dienst umzuschalten, oder umgekehrt. Dies kann zum Beispiel durch Verwendung eines Modifikationsvorgangs erreicht werden, der das Trägerfähigkeitsinformationselement wie vorstehend modifiziert enthält.
Funkressourcen
Bei GSM ist die BSC 16 für die Funkressourcenverwaltung (RR-Verwaltungssoftwarekomponente 16A) verantwortlich und macht zur Handhabung der Funkressourcen Gebrauch von unterschiedlichen Signalisierungsnachrichten. Ein gemäß 2 dargestelltes Beispiel zeigt die Verwendung einer Kanalaktivierungsnachricht während eines von einem Mobilgerät abgehenden (MO-) Rufs. Um den asymmetrischen Dienst zu unterstützen, besteht ein Erfordernis für eine Definition neuer Kanalmodi.
Bezug nehmend auf 1 definiert ein Ausführungsbeispiel die Kanalmodi wie folgt (UL + DL):
Für die Abwärtsstrecken- (DL-) voreingestellte Betriebsart:
Assym_Modus 1: 14,5 + 43,5
Assym_Modus 2: 14,5 + 28,8
Assym_Modus 3: 28,8 + 43,5
Für die Aufwärtsstrecken- (UL-) voreingestellte Betriebsart:
Assym_Modus 4: 43,5 + 40,5
Assym_Modus 5: 28,8 + 14,5
Assym_Modus 6: 43,5 + 28,8
A-Schnittstelle
Die Informationen, die die MSC 18 von der Mobilstation 12 über die Nachricht "Betriebsklasse Änderung" erhält, werden während des Zuordnungsvorgangs verwendet, um asymmetrische Dienste zu unterstützen. Dieses Ausführungsbeispiel erfordert daher Veränderungen an den Informationselementen in den Nachrichten auf der A-Schnittstelle 18A. Ein Beispiel ist gemäß 2 für eine Zuordnungsanforderungsnachricht gezeigt.
Implizite Signalisierung
Sich nun zu dem Fall wendend, bei dem die Mobilstation 12 auf der Aufwärtsstrecke eine 8-PSK-Modulation unterstützt, ist es bevorzugt, dass sich das drahtlose Netzwerk auf eine blinde Detektion bzw. Erfassung der Modulation durch die BTS 14 verlässt, die die BSC 16 dann, falls erforderlich, bezüglich des auf der Luftschnittstelle verwendeten Kanalmodus informiert. Dies wird als implizite Signalisierung betrachtet, da der Modulationstyp direkt aus den Mobilstationsübertragungen bestimmt (erfasst) wird, ohne eine explizite Signalisierung zu erfordern.
Die blinde Detektion oder Identifizierung der Aufwärtsstreckenmodulation kann auf den unterschiedlichen Phasenrotationseigenschaften der 8-PSK-Modulation und der GMSK-Modulation beruhen. Insbesondere ist bei GMSK eine fortlaufende π/2-Rotation definiert, während bei 8-PSK eine fortlaufende 3π/8-Rotation definiert ist (siehe zum Beispiel GSM 05.02 und 05.04). Basierend auf diesen Unterschieden kann die Aufwärtsstreckenmodulation im Empfänger der BTS 14 ohne vorheriges Wissen über die im Sender der Mobilstation 12 verwendete Modulation zuverlässig identifiziert werden (d.h. es ist keine zusätzliche Signalisierung erforderlich).
Ein Beispiel des Ausführungsbeispiels, bei dem die Mobilstation 12 auf der Aufwärtsstrecke 8-PSK unterstützt, ist beim impliziten Signalisierungsfall gemäß 3 gezeigt. Bei diesem Beispiel verwendet die Mobilstation 12 das Informationselement "Betriebsklasse_Änderung", um das Netzwerk über ihre Modulationsfähigkeiten zu informieren. Das Netzwerk hat dann Kenntnis darüber, dass die Mobilstation 12 sowohl für die Aufwärtsstrecke als auch für die Abwärtsstrecke 8-PSK-fähig ist. Entscheidet das Netzwerk, die Verwendung von Asymmetrie zu erlauben, setzt die BSC 16 (bei diesem Beispiel) dann die Kanalaktivierungs- und die Zuordnungsbefehlsnachricht ein, um die Asymmetrie zu ermöglichen. In diesem Fall überträgt die Mobilstation 12 auf der Aufwärtsstrecke mit irgendeiner zulässigen Rate. Zum Beispiel und erneut Bezug nehmend auf 1 kann die MS, falls die Abwärtsstreckendatenrate 43,5 kbps beträgt, auf der Aufwärtsstrecke entweder mit 14,5 kbps oder 43,5 kbps übertragen.
Verschiedene Gründe zur Änderung des Modus der Kanalaufwärtsstrecke könnten basieren auf (a) dem Streckenanpassungsalgorithmus in der Mobilstation 12, (b) ob das Streckenbudget zur Verwendung der zusätzlichen Modulation (z.B. 8-PSK) auf der Aufwärtsstrecke nicht ausreichend ist, oder (c) ob die Anwendung auf der Aufwärtsstrecke keine Übertragungsfähigkeit hoher Bitrate erfordert.
Für den Fall, dass das Abwärtsstreckebudget die zweite Modulation nicht unterstützt, könnten verschiedene Gründe zur Änderung des Modus der Kanalabwärtsstrecke basieren auf (a) dem Streckenanpassungsalgorithmus, (b) ob das Streckenbudget zur Verwendung der zusätzlichen Modulation (z.B. 8-PSK) auf der Abwärtsstrecke nicht ausreichend ist, oder (c) ob die Anwendung auf der Abwärtsstrecke keine Übertragungsfähigkeit hoher Bitrate erfordert.
Die Signalisierung für den asymmetrischen Fall kann die gleiche sein wie für den symmetrischen Fall, mit der Ausnahme, dass das Informationselement (IE) für Betriebsklasse 3 zum Herleiten des geeigneten asymmetrischen Modus verwendet werden kann.
Es ist bevorzugt, dass die Mobilstation 12 einen Algorithmus verwendet, der häufige Änderungen des Aufwärtsstreckenmodus während eines Rufs verhindert. Jedes Mal, wenn sich der Aufwärtsstreckenmodus ändert, kann die BTS 14 die BSC 16 über die Änderung informieren.
Ein Beispiel dafür ist gemäß 3 gezeigt, bei dem eine Aufwärtsstreckenkanalmodusnachricht zum Zweck des Informierens der BSC 16 bezüglich der Änderung der Kanalmodusaufwärtsstrecke verwendet wird. Alternativ kann ein Informationselement in einer der Nachrichten von der BTS 14 zu der BSC 16, wie etwa eine Messergebnisnachricht, zur Signalisierung der Änderung des Aufwärtsstreckenmodus der Mobilstation 12 verwendet werden. Es wird bemerkt, dass es Fälle gibt, bei denen die BSC 16 Kenntnis von den Änderungen des Aufwärtsstreckenmodus hat oder haben sollte, wie etwa in dem Fall, dass eine Leistungssteuerung für einen Betrieb mit erweiterter Reichweite verwendet wird.
Es sollte auch anerkannt werden, dass auf der Aufwärtsstrecke eine niedrigere Datenrate wünschenswert sein kann, um den Energieverbrauch der Mobilstation 12 zu reduzieren und/oder unnötige Interferenz in der Abwärtsstreckenrichtung zu vermeiden. Dies ist besonders für den Fall zutreffend, dass die eine oder die andere Richtung weniger Daten zu übertragen hat und der Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungsmodus (selbst wenn unterstützt) nicht benötigt wird.
Wie vorstehend erwähnt sollte anerkannt werden, dass Aspekte dieser Erfindung, obwohl die Erfindung im Kontext eines Systems vom TDMA-Typ (z.B. GSM) beschrieben wurde, auf andere Typen von Systemen ausgedehnt werden können, wie etwa, aber nicht ausschließlich, auf CDMA-Systeme. Außerdem sind die Lehren dieser Erfindung nicht nur zur Verwendung mit schaltungsvermittelten Ausführungsbeispielen beschränkt, sondern haben eine breitere Anwendbarkeit.
Und unter der vorhergehend erörterten dritten Bedingung gehört es auch zum Umfang dieser Erfindung, dass die Mobilstation 12 eine Übertragung automatisch mit der normalen Modulation (z.B. GMSK) beginnt, und dass die BTS 14 von der BSC 16 optional bezüglich dieser Betriebsart informiert werden kann, so dass eine blinde Detektion des Aufwärtsstreckenmodulationstyps durch die BTS 14 nicht erforderlich ist. Das heißt, während es derzeit bevorzugt sein kann, dass die Mobilstation 12 ihren Modus nicht ändert, ohne über eine explizite Signalisierung angewiesen zu sein, und daher keine Streckenanpassung durchführt, liegt es innerhalb des Umfangs dieser Lehren, eine Fähigkeit für die Mobilstation 12 bereitzustellen, auf diese Art und Weise zu arbeiten.
Während die Erfindung insbesondere im Hinblick auf bevorzugte Ausführungsbeispiele dieser gezeigt und beschrieben wurde, ist es für einen Fachmann daher selbstverständlich, dass Veränderungen von Form und Einzelheiten bei dieser durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Unterstützen von Datenübertragungsdiensten in einem digitalen drahtlosen Kommunikationssystem (10), das zwischen einer Mobilstation (12) und einem drahtlosen Netzwerk mit einem ersten Modulationstyp arbeitet, mit den Schritten: bidirektionales Koppeln einer Mobilstation über eine Funkschnittstelle an das Netzwerk; und gekennzeichnet durch Anwenden eines zweiten, anderen Modulationstyps in einem ersten Fall in einer Abwärtsstreckenrichtung vom Netzwerk zur Mobilstation, sofern nicht zumindest eine einer Vielzahl von Bedingungen als zutreffend festgestellt wird, wobei eine dieser Bedingungen darin besteht, dass der zweite Modulationstyp vom Netzwerk sowohl in der Aufwärtsstreckenrichtung als auch in der Abwärtsstreckenrichtung unterstützt wird, aber von der Mobilstation nur in der Aufwärtsstreckenrichtung unterstützt wird, dagegen Anwenden eines zweiten, anderen Modulationstyps in einem zweiten Fall in einer Aufwärtsstreckenrichtung von der Mobilstation zum Netzwerk, sofern nicht zumindest eine einer Vielzahl von Bedingungen als zutreffend festgestellt wird, wobei eine dieser Bedingungen darin besteht, dass der zweite Modulationstyp vom Netzwerk sowohl in der Aufwärtsstreckenrichtung als auch in der Abwärtsstreckenrichtung unterstützt wird, aber von der Mobilstation nur in der Abwärtsstreckenrichtung unterstützt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem eine weitere der Bedingungen darin besteht, dass ein Nutzer speziell einen in Abwärtsstreckenrichtung voreingestellten Datenverbindungsdienst anfordert, der auch von der Mobilstation (12) auf der Aufwärtsstrecke verwendet wird, und bei dem der Modulationstyp vom Netzwerk aus empfangenen Aufwärtsstrecken-Mobilstationsübertragungen implizit erfasst wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem eine weitere der Bedingungen darin besteht, dass ein Nutzer speziell einen in Aufwärtsstreckenrichtung voreingestellten Datenverbindungsdienst anfordert, der auch von der Mobilstation (12) auf der Abwärtsstrecke verwendet wird, und bei dem der Modulationstyp vom Netzwerk aus empfangenen Aufwärtsstrecken-Mobilstationsübertragungen implizit erfasst wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem eine weitere der Bedingungen darin besteht, dass die Mobilstation (12) den zweiten Modulationstyp unterstützt, aber Aufwärtsstreckenbedingungen die Verwendung des zweiten Modulationstyps einschränken, während eine weitere der Bedingungen darin besteht, dass die Mobilstation den zweiten Modulationstyp unterstützt, aber Abwärtsstreckenbedingungen die Verwendung des zweiten Modulationstyps einschränken.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem bewirkt wird, dass sich eine Aufwärtsstrecken-Datenrate von einer Abwärtsstrecken-Datenrate unterscheidet, um zumindest einen Energieverbrauch der Mobilstation (12) zu verringern oder ein Maß an Interferenz in der Abwärtsstreckenrichtung zu verringern.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem für jede der Vielzahl von Bedingungen zur Datenübertragung sowohl auf der Abwärtsstrecke als auch auf der Aufwärtsstrecke das gleiche L3-Protokoll angewandt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem einer der Modulationstypen eine 8-PSK-Modulation ist, bei dem ein weiterer der Modulationstypen eine GMSK-Modulation ist, und bei dem die Aufwärtsstrecke und die Abwärtsstrecke mit der gleichen Datenrate oder mit unterschiedlichen Datenraten arbeiten.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Mobilstation (12) das Netzwerk in einer Nachricht darauf hinweist, dass der zweite Modulationstyp sowohl für Aufwärtsstreckenübertragung als auch für Abwärtsstreckenempfang unterstützt wird, oder dass der zweite Modulationstyp nur für Abwärtsstreckenempfang unterstützt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem die Nachricht eine Nachricht "Betriebsklasse Änderung" ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Mobilstation (12) das Netzwerk explizit darauf hinweist, dass entweder eine in Abwärtsstreckenrichtung voreingestellte Kanalcodierungsasymmetrie bevorzugt wird, oder dass eine in Aufwärtsstreckenrichtung voreingestellte Kanalcodierungsasymmetrie bevorzugt wird, oder dass eine Kanalcodierungssymmetrie bevorzugt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem die Mobilstation (12) das Netzwerk explizit in einer Nachricht mit einem Trägerfähigkeitsinformationselement benachrichtigt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Mobilstation (12) das Netzwerk explizit auf eine von zwei Bedingungen zur Verwendung eines zusätzlichen Modulationstyps zusätzlich zu einem normalen Modulationstyp hinweist: (a) der zusätzliche Modulationstyp wird für Aufwärtsstreckenübertragung und Abwärtsstreckenempfang unterstützt; oder (b) der zusätzliche Modulationstyp wird nur für Abwärtsstreckenempfang unterstützt.
Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem die Mobilstation (12) das Netzwerk auf die eine der beiden Bedingungen explizit in einer Nachricht "Betriebsklasse Änderung" hinweist.
Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem die Mobilstation (12) das Netzwerk unter Verwendung eines ersten Bits und eines zweiten Bits in einem Informationselement explizit auf einen Vorzug für einen asymmetrischen Dienst hinweist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem das Informationselement ein Trägerfähigkeitsinformationselement ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem das Informationselement ein Trägerfähigkeitsinformationselement in einer Aufbaunachricht ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Mobilstation (12) das Netzwerk unter Verwendung eines ersten Bits und eines zweiten Bits in einem Informationselement explizit wie folgt auf einen Vorzug für einen asymmetrischen Dienst oder einen symmetrischen Dienst hinweist:
Verfahren gemäß Anspruch 17, bei dem das Netzwerk das Informationselement so interpretiert, dass es festlegt, dass eine Kanalcodierungssymmetrie bevorzugt wird, falls sowohl das erste als auch das zweite Bit gesetzt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem das Informationselement in einer WAIUR- ("Wanted Air Interface User Rate": Gewünschte Luftschnittstellen-Nutzerrrate) Nachricht gesendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, und mit einem weiteren Schritt zum Umschalten zu einem asymmetrischen Dienst während eines Rufs, der als symmetrischer Ruf eingeleitet wurde.
Verfahren gemäß Anspruch 20, bei dem die Mobilstation (12) das Netzwerk unter Verwendung eines ersten Bits und eines zweiten Bits in einem Informationselement explizit wie folgt auf einen Vorzug zum Umschalten zu einem asymmetrischen Dienst hinweist:
Verfahren gemäß Anspruch 21, bei dem das Informationselement ein Trägerfähigkeitsinformationselement ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, und mit einem weiteren Schritt zum Umschalten zu einem symmetrischen Dienst während eines Rufs, der als asymmetrischer Ruf eingeleitet wurde.
Verfahren gemäß Anspruch 23, bei dem die Mobilstation (12) das Netzwerk unter Verwendung eines ersten Bits und eines zweiten Bits in einem Informationselement explizit auf einen Vorzug zum Umschalten zu einem symmetrischen Dienst hinweist.
Verfahren gemäß Anspruch 24, bei dem das Informationselement ein Trägerfähigkeitsinformationselement ist.
Digitales drahtloses Kommunikationssystem (10), das digitale Datenkommunikationen unterstützt und das zwischen einer Mobilstation (12) und einem drahtlosen Netzwerk mit einem ersten Modulationstyp arbeitet, mit: einer drahtlosen Schnittstelle zum bidirektionalen Koppeln einer Mobilstation an das Netzwerk; und gekennzeichnet durch einen Steuerschaltkreis, der betriebsfähig ist zum (a) Anwenden eines zweiten, anderen Modulationstyps in einem ersten Fall in einer Abwärtsstreckenrichtung vom Netzwerk zur Mobilstation, sofern nicht zumindest eine einer Vielzahl von Bedingungen als zutreffend festgestellt wird, wobei eine dieser Bedingungen darin besteht, dass der zweite Modulationstyp vom Netzwerk sowohl in der Aufwärtsstreckenrichtung als auch in der Abwärtsstreckenrichtung unterstützt wird, aber von der Mobilstation nur in der Aufwärtsstreckenrichtung unterstützt wird, dagegen (b) Anwenden eines zweiten, anderen Modulationstyps in einem zweiten Fall in einer Aufwärtsstreckenrichtung von der Mobilstation zum Netzwerk, sofern nicht zumindest eine einer Vielzahl von Bedingungen als zutreffend festgestellt wird, wobei eine dieser Bedingungen darin besteht, dass der zweite Modulationstyp vom Netzwerk sowohl in der Aufwärtsstreckenrichtung als auch in der Abwärtsstreckenrichtung unterstützt wird, aber von der Mobilstation nur in der Abwärtsstreckenrichtung unterstützt wird.
System (10) gemäß Anspruch 26, bei dem eine weitere der Bedingungen darin besteht, dass ein Nutzer speziell einen in Abwärtsstreckenrichtung voreingestellten Datenverbindungsdienst oder einen in Aufwärtsstreckenrichtung voreingestellten Datenverbindungsdienst anfordert, der auch von der Mobilstation (12) auf der Aufwärtsstrecke beziehungsweise auf der Abwärtsstrecke verwendet wird, und wobei zumindest der Modulationstyp von diesem vom Netzwerk aus empfangenen Aufwärtsstrecken-Mobilstationsübertragungen erfasst wird, und wobei eine weitere der Bedingungen darin besteht, dass die Mobilstation den zweiten Modulationstyp unterstützt, aber entweder die Aufwärtsstrecken- oder die Abwärtsstreckenbedingungen die Verwendung des zweiten Modulationstyps einschränken.
System gemäß Anspruch 26, bei dem für jede der Vielzahl von Bedingungen zur Datenübertragung sowohl auf der Abwärtsstrecke als auch auf der Aufwärtsstrecke das gleiche L3-Protokoll angewandt wird.
System gemäß Anspruch 26, bei dem einer der Modulationstypen eine 8-PSK-Modulation ist, und bei dem ein weiterer der Modulationstypen eine GMSK-Modulation ist.
System gemäß Anspruch 26, bei dem die Mobilstation das Netzwerk in einem Informationselement explizit darauf hinweist, dass der zweite Modulationstyp sowohl für Aufwärtsstreckenübertragung als auch für Abwärtsstreckenempfang unterstützt wird, oder dass der zweite Modulationstyp nur für Abwärtsstreckenempfang unterstützt wird, und das Netzwerk zusätzlich explizit darauf hinweist, dass eine in Abwärtsstreckenrichtung voreingestellte Kanalcodierungsasymmetrie bevorzugt wird, oder dass eine in Aufwärtsstreckenrichtung voreingestellte Kanalcodierungsasymmetrie bevorzugt wird, oder dass eine Kanalcodierungssymmetrie bevorzugt wird.
System gemäß Anspruch 26, bei dem der Steuerschaltkreis während eines Rufs, der als symmetrischer Ruf eingeleitet wurde, zu einem asymmetrischen Dienst umschaltet, oder während eines Rufs, der als asymmetrischer Ruf eingeleitet wurde, zu einem symmetrischen Dienst umschaltet.
Verfahren gemäß Anspruch 1, zusätzlich mit dem Schritt: explizites Signalisieren eines Vorzugs für einen asymmetrischen Dienst oder für einen symmetrischen Dienst an das Netzwerk unter Verwendung vorbestimmter Bits in einem Informationselement.
Verfahren gemäß Anspruch 32, bei dem das Informationselement ein Trägerfähigkeitsinformationselement ist.
Verfahren gemäß Anspruch 32, bei dem das Informationselement ein Trägerfähigkeitsinformationselement in einer Aufbaunachricht ist.
Verfahren gemäß Anspruch 32, bei dem die Mobilstation (12) dem Netzwerk unter Verwendung eines ersten Bits und eines zweiten Bits in einem Informationselement explizit wie folgt einen Vorzug für einen asymmetrischen Dienst oder einen symmetrischen Dienst signalisiert:
Verfahren gemäß Anspruch 35, bei dem das Netzwerk das Informationselement so interpretiert, dass es festlegt, dass eine Kanalcodierungssymmetrie bevorzugt wird, falls sowohl das erste als auch das zweite Bit gesetzt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 32, bei dem die Mobilstation (12) dem Netzwerk explizit eine von zwei Bedingungen zur Verwendung eines anderen Modulationstyps als einen normalen Modulationstyp signalisiert: (a) der zusätzliche Modulationstyp wird für Aufwärtsstreckenübertragung und Abwärtsstreckenempfang unterstützt; oder (b) der zusätzliche Modulationstyp wird nur für Abwärtsstreckenempfang unterstützt.
Verfahren gemäß Anspruch 32, bei dem eine implizite Signalisierung verwendet wird, um zu bewirken, dass sich eine Aufwärtsstrecken-Datenrate von einer Abwärtsstrecken-Datenrate unterscheidet, um zumindest einen Energieverbrauch der Mobilstation zu verringern oder ein Maß an Interferenz in der Abwärtsstreckenrichtung zu verringern.
Verfahren gemäß Anspruch 32, bei dem eine implizite Signalisierung auf Bereichsbetrachtungen beruht.