DE60023951T2

DE60023951T2 - Basisstationssubsystem in einem mobilkommunikationsnetz

Info

Publication number: DE60023951T2
Application number: DE60023951T
Authority: DE
Inventors: Kari NIEMELÄ; Pasi Ylinen
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2020-04-21
Also published as: ATE309680T1; AU2000242977A1; DE60023951D1; EP1285544A1; EP1285544B1; WO2001082637A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Basisstationssubsystem (BSS) in einem mobilen Kommunikationsnetzwerk, insbesondere einem zellularen mobilen Kommunikationsnetzwerk, umfassend eine Controllereinheit, wobei die Controllereinheit an ein leitungsvermitteltes Netzwerk angeschlossen ist, das eine Mehrzahl von leitungsvermittelten Datenframes erzeugt, und wobei die Controllereinheit an ein paketvermitteltes Netzwerk angeschlossen ist, das eine Mehrzahl von paketvermittelten Datenframes erzeugt.
In den heutigen mobilen Kommunikationsnetzwerken werden hauptsächlich leitungsvermittelte Datendienste verwendet. Das Standardinstitut für Europäische Kommunikationen (ETSI) hat ein paketvermitteltes Datenkommunikationsprotokoll standardisiert, welches die Netzwerkkomponenten des etablierten GSM-Systems (globales System für mobile Kommunikationen) verwendet. Dieses paketvermittelte Datenprotokoll, d.h. der Allgemeine Paketfunkdienst GPRS (General Packet Radio Service) ermöglicht paketvermittelte Datendienste mit dem existenten GSM-System. Eine GPRS-Mobilstation (MS) kann sich über das existente globale System für mobile Kommunikationsnetzwerk-Luftschnittstellen (U_m) an das GPRS-Kernnetzwerk anhängen. Das ETSI hat drei verschiedene GPRS-Mobilstationsklassen standardisiert. Mobilstationen der Klasse C unterstützen nur GPRS-Kommunikation, nicht GSM-Kommunikation. Dies sind die einfachsten Datenterminals. Mobilstationen der Klasse B können entweder GPRS-Kommunikation oder GSM-Kommunikation einrichten, aber nicht zur gleichen Zeit. Mobilstationen der Klasse A können gleichzeitig GPRS- und GSM-Kommunikation einrichten, aber jede Kommunikation muss mindestens einen dedizierten Kanal einrichten. Diese GPRS-Mobilstationen (MS) können zwischen einem bis acht Kanälen für GPRS-Kommunikation über eine Luftschnittstelle benutzen. Diese Kanäle können dynamisch einer Mobilstation oder von einer Mobilstation entsprechend dem von der Mobilstation oder dem Netzwerk erzeugten Verkehr zugewiesen werden. Uplink- und Downlink-Kanäle werden während einer GPRS-Kommunikation separat reserviert, so dass es möglich ist, Multislot-Mobilstationen zu haben, die verschiedene Uplink- und Downlink-Fähigkeiten aufweisen. Die Ressourcenzuweisung für GPRS-Kommunikation ist dynamisch und abhängig vom Bedarf und der Ressourcenverfügbarkeit. Mit GPRS ist sowohl Punkt-zu-Punkt- als auch Punkt-zu-Multipunkt-Kommunikation möglich. Die maximal verfügbare Bandbreite einer GPRS-Verbindung beträgt 171,2 Kbps pro Mobilstation bei Einsatz aller acht verfügbaren Kanäle ohne Fehlerkorrektur.
Ein Basisstationssubsystem, das eine Basissendeempfangsstation (BTS) und einen Basisstations-Controller (BSC) umfasst, ist an das GPRS-Kernnetzwerk, d.h. an ein paketvermitteltes Netzwerk, sowie an das GSM-Kernnetzwerk, d.h. an ein leitungsvermitteltes Netzwerk, und von dort an ein PSTN (öffentliches Fernsprechnetz) angeschlossen. Im Basisstations-Controller werden die paketvermittelten Datenframes sowie die leitungsvermittelten Datenframes separat an dedizierte Übertragungsdatenframes übertragen, die über die Luftschnittstelle auf mindestens zwei dedizierten Kanälen an dedizierte Mobilstationen übertragen werden.
Ein Nachteil bekannter Systeme besteht darin, dass eine GPRS-Mobilstation der Klasse B oder C entweder einer GPRS-Verbindung oder eine GSM-Verbindung haben kann. Das bedeutet, dass, falls ein leitungsvermittelter Anruf eingerichtet wird, paketvermittelte Datenframes nicht an die Mobilstation übertragen werden können.
Nach Beendigung eines leitungsvermittelten Anrufs kann die Mobilstation sich wieder an das GPRS-Kernnetzwerk anhängen, so dass paketvermittelte Datenframes übertragen werden können. GPRS-Mobilstationen der Klasse A können gleichzeitig eine GPRS-Verbindung und eine GSM-Verbindung einrichten. In diesem Fall müssen jedoch mindestens zwei dedizierte Kanäle, einer für GPRS-Daten und einer für GSM-Daten/Sprache, eingerichtet werden. In einem normalen leitungsvermittelten Sprachenanruf werden nicht alle leitungsvermittelten Datenframes mit Sprache, d.h. PCM-Daten (pulscodemodulierten Daten), gefüllt. Falls keine Sprache übertragen wird, werden diese leitungsvermittelten Datenframes mit inaktiven Datenframes gefüllt, die keine Information enthalten, die für die zu verstehende Sprache relevant ist. Es wird also eine riesige Menge verfügbarer Bandbreite durch die Übertragung inaktiver leitungsvermittelter Datenframes verschwendet.
Die US-A-5978 368 offenbart ein Basisstationssubsystem und ein entsprechendes Betriebsverfahren gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1 bzw. 10, umfassend eine Controllereinheit, die an ein leitungsvermitteltes (CS) und ein paketvermitteltes (PS) Netzwerk angeschlossen ist. Des Weiteren beschreibt die WO 96/09708 in einem ähnlichen System das Multiplexen von GPRS-Paketdaten auf eine CS-Verbindung während Intervallen, in denen Sprache oder andere Daten über die CS-Verbindung gesendet werden, so dass der gleiche Verkehrskanal für die Übertragung sowohl der CS- als auch der PS-Daten verwendet wird.
Ziel der Erfindung ist, eine gleichzeitige Kommunikation, die sowohl leitungsvermittelt als auch paketvermittelt ist, auf einem dedizierten Kanal zwischen einem Basisstationssubsystem und einer Mobilstation zu ermöglichen.
Dieses Ziel wird mit dem Basisstationssubsystem nach Anspruch 1 und mit dem Verfahren zum Betreiben eines Basisstationssubsystems nach Anspruch 10 erreicht.
Aus diesem Grunde enthalten die Übertragungsdatenframes, die innerhalb eines dedizierten Kanals zwischen einer Mobilstation und einer Basissendeempfangsstation übertragen werden, sowohl leitungsvermittelte als auch paketvermittelte Datenframes. In der Mobilstation werden diese Datenframes multiplexiert und dem entsprechenden Kommunikationskontext zugeordnet. Mit einer solchen Paketsteuereinheit ist es möglich, paketvermittelte Daten, die Kurznachrichten (SMS) oder sogar Email sein können, während eines aktiven leitungsvermittelten Anrufs auf der aktiven leitungsvermittelten Anrufverbindung zu übertragen. Dem Benutzer ist es somit möglich, sich auf der aktiven leitungsvermittelten Verbindung an das paketvermittelte Netzwerk anzuhängen und mit diesem zu kommunizieren. Es muss nur ein dedizierter Kanal benutzt werden, und somit werden Netzwerkressourcen eingespart. Der paketvermittelte Kontext kann TCP/IP oder X.25 oder irgendein anderes paketvermitteltes Protokoll sein.
Zum Austauschen der vom paketvermittelten Netzwerk kommenden paketvermittelten Datenframes, der vom leitungsvermittelten Netzwerk kommenden leitungsvermittelten Datenframes und den zwischen der Basissendeempfangsstation und der Mobilstation übertragenen Übertragungsdatenframes umfasst die Controllereinheit eine Vermittlungseinheit. Die Vermittlungseinheit vermittelt die leitungsvermittelten Datenframes zwischen der Paketsteuereinheit und dem leitungsvermittelten Netzwerk sowie die paketvermittelten Datenframes zwischen der Paketsteuereinheit und dem paketvermittelten Netzwerk. Die Übertragungsdatenframes werden von der Vermittlungseinheit zwischen der Sendeempfangseinheit und der Paketsteuereinheit vermittelt.
In Downlinkrichtung, das heißt von paket-/leitungsvermitteltem Netzwerk zu Mobilstation, werden die vom paketvermittelten Netzwerk kommenden paketvermittelten Datenframes und die vom leitungsvermittelten Netzwerk kommenden leitungsvermittelten Datenframes durch die Vermittlungseinheit an die Paketsteuereinheit vermittelt. In der Paketsteuereinheit werden die paketvermittelten Datenframes und die leitungsvermittelten Datenframes auf die Übertragungsdatenframes multiplexiert. Diese Übertragungsdatenframes werden über die Vermittlungseinheit an die Sendeempfangseinheit gesendet. Die Sendeempfangseinheit überträgt diese Übertragungsdatenframes über die Luftschnittstelle auf einem dedizierten Kanal an eine dedizierte Mobilstation.
In Uplinkrichtung, d.h. von Mobilstation zu Netzwerk, werden die von einer dedizierten Mobilstation über die Luftschnittstelle auf einem dedizierten Kanal ankommenden Übertragungsdatenframes durch die Vermittlungseinheit von der Sendeempfangseinheit an die Paketsteuereinheit vermittelt. In der Paketsteuereinheit werden diese Übertragungsdatenframes demultiplexiert, so dass die paketvermittelten Datenframes innerhalb der Übertragungsdatenframes über die Vermittlungseinheit an das paketvermittelte Netzwerk gesendet werden können, und so dass die leitungsvermittelten Datenframes innerhalb der Übertragungsdatenframes über die Vermittlungseinheit an das leitungsvermittelte Netzwerk gesendet werden können.
Die Paketsteuereinheit kann innerhalb der oder räumlich getrennt von der Controllereinheit untergebracht werden. Das bedeutet, dass entweder die Controllereinheit die Paketsteuereinheit enthalten kann, oder dass die Paketsteuereinheit außerhalb der Controllereinheit, zum Beispiel im Front-End des paketvermittelten Netzwerks, untergebracht werden kann.
Da leitungsvermittelte Anrufe, insbesondere leitungsvermittelte Sprachenanrufe, viele inaktive Frames enthalten, ist es vorteilhaft, dass die Multiplexiermittel in der Paketsteuereinheit die leitungsvermittelten Datenframes während ruhiger Perioden durch paketvermittelte Datenframes ersetzen und somit die Übertragungsdatenframes in Downlinkrichtung erzeugen. Sprachenanrufe enthalten nicht immer Sprachendaten. Falls der Benutzer inaktiv ist, werden inaktive Frames, insbesondere diskontinuierliche Übertragungsframes (DTX), in den Strom der leitungsvermittelten Datenframes gesetzt. Diese inaktiven Frames enthalten nur die Information, dass der Benutzer inaktiv ist, und liefern Information zur Frame-Synchronisierung in der Mobilstation sowie in einer Transcodereinheit (TC). In der Paketsteuereinheit werden diese inaktiven Frames entfernt und durch paketvermittelte Datenframes, die vom paketvermittelten Netzwerk kommen, ersetzt. Somit werden die Übertragungsdatenframes in Downlinkrichtung mit entweder leitungsvermittelten Datenframes oder paketvermittelten Datenframes gefüllt. Die verfügbare Bandbreite eines dedizierten Kanals wird somit effizienter genutzt.
In Uplinkrichtung enthalten die Übertragungsdatenframes paketvermittelte Datenframes sowie leitungsvermittelte Datenframes. Um diese zu extrahieren und sie sowohl dem paketvermittelten als auch dem leitungsvermittelten Netzwerk zur Verfügung zu stellen, entfernen die Demultiplexiermittel in der Paketsteuereinheit die paketvermittelten Datenframes aus den Übertragungsdatenframes und ersetzen die entfernten Datenframes durch inaktive Datenframes und extrahieren somit die paketvermittelten Datenframes und erzeugen die leitungsvermittelten Datenframes in Uplinkrichtung. Jedes entfernte paketvermittelte Datenframe in den Übertragungsdatenframes muss wegen der Frame-Synchronisierung in der Transcodereinheit durch ein inaktives Datenframe ersetzt werden. Die entfernten paketvermittelten Datenframes werden an das paketvermittelte Netzwerk gesendet, und die leitungsvermittelten Datenframes werden, nachdem sie mit inaktiven Datenframes gefüllt wurden, an das leitungsvermittelte Netzwerk gesendet.
Insbesondere lässt sich die Erfindung auf eine Netzwerkstruktur anwenden, in der das leitungsvermittelte Netzwerk ein globales System für mobile Kommunikation ist, das leitungsvermittelte Datenframes für Sprache und Daten erzeugt, und in der das paketvermittelte Netzwerk ein Allgemeines Paketfunksystem ist, das paketvermittelte Datenframes erzeugt.
Das leitungsvermittelte Netzwerk weist als Front-End eine Transcodereinheit auf. Die Transcodereinheit ist zum Beispiel über eine A_ter Schnittstelle an das Basisstationssubsystem angeschlossen. Die leitungsvermittelten Datenframes enthalten pulscodemodulierte Daten für Sprach- und Datenverbindungen. Die Transcodereinheit ist auf der Netzwerkseite an ein leitungsvermitteltes Netzwerk, zum Beispiel ein MSC (mobile Vermittlungszentrale), angeschlossen.
Das paketvermittelte Netzwerk weist als Front-End einen verwaltenden GPRS-Unterstützungsknoten (SGSN) auf. Der verwaltende GPRS-Unterstützungsknoten ist über zum Beispiel eine G_B-Schnittstelle an das Basisstationssubsystem angeschlossen. Frame-Relais-basierte Netzwerkdienste stellen Flusskontrolle für diese Schnittstelle bereit.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Basisstationssubsystems in einem mobilen Kommunikationsnetzwerk, insbesondere einem zellularen mobilen Kommunikationsnetzwerk, umfassend eine Controllereinheit, wobei die Controllereinheit an ein leitungsvermitteltes Netzwerk, das eine Mehrzahl von leitungsvermittelten Datenframes erzeugt, sowie an ein paketvermitteltes Netzwerk, das eine Mehrzahl von paketvermittelten Datenframes erzeugt, angeschlossen ist, und die wobei die leitungsvermittelten und die paketvermittelten Datenframes durch Multiplexier-/Demultiplexiermittel einer Paketsteuereinheit zu/von einer Mehrzahl von Übertragungsdatenframes multiplexiert/demultiplexiert werden. Die Datenframes des paketvermittelten Netzwerks und das leitungsvermittelten Netzwerks, die zu einem dedizierten Kommunikationskontext mit einer Mobilstation gehören, werden zu einer einzigen Folge von Übertragungsdatenframes multiplexiert, die auf einem Kommunikationskanal in Downlinkrichtung an die dedizierte Mobilstation gesendet werden. In Uplinkrichtung werden die Übertragungsdatenframes zu Datenframes des paketvermittelten Netzwerks und Datenframes des leitungsvermittelten Netzwerks demultiplexiert.
In Downlinkrichtung werden inaktive Frames der leitungsvermittelten Frames durch paketvermittelte Datenframes ersetzt und somit Übertragungsdatenframes erzeugt. In Uplinkrichtung werden Datenframes aus den Übertragungsdatenframes entfernt und somit paketvermittelte Datenframes erzeugt, und die entfernten paketvermittelten Datenframes werden durch inaktive Datenframes ersetzt, so dass leitungsvermittelte Datenframes erzeugt werden. Somit wird die Bandbreite eines dedizierten Kanals effizienter genutzt, weil inaktive Datenframes durch paketvermittelte Datenframes ersetzt werden können. Auf einem einzigen etablierten Kanal ist die Kommunikation sowohl mit einem leitungsvermittelten Netzwerk als auch mit einem paketvermittelten Netzwerk möglich.
Wenn die paketvermittelten Datenframes zwischen einem GPRS-Kernnetzwerk und einer Paketsteuereinheit, und die leitungsvermittelten Datenframes zwischen einem GSM-Kernnetzwerk und der Paketsteuereinheit, und die Übertragungsdatenframes zwischen der Paketsteuereinheit und einer Sendeempfangseinheit vermittelt werden, ist es möglich, die Paketsteuereinheit räumlich getrennt von einer Basissendeempfangsstation anzuordnen. Alle Datenframes, die über eine Luftschnittstelle übertragen werden, werden zu und von der Paketsteuereinheit vermittelt, wo sie multiplexiert/demultipliert werden können.
Im Folgenden sind mögliche Ausführungsformen der Erfindung in der Zeichnung dargestellt, in denen
1 eine Netzwerkstruktur eines GSM/GPRS-Netzwerks veranschaulicht;
2 ein Basisstationssubsystem veranschaulicht, das an ein GPRS-Kernnetzwerk angeschlossen wird;
3 eine weitere Ausführungsform eines Basisstationssubsystems veranschaulicht, das an ein GPRS-Kernnetzwerk angeschlossen wird;
4 ein Basisstationssubsystem gemäß der Erfindung veranschaulicht;
5 eine weitere Ausführungsform eines Basisstationssubsystems gemäß der Erfindung veranschaulicht;
6 eine Framestruktur von Downlink-Frames veranschaulicht;
7 eine Framestruktur von Uplink-Frames veranschaulicht.
In 1 ist ein Teil eines GSM-Netzwerks (globales System für mobile Kommunikation) veranschaulicht, welches GPRS-Funktionalität (Allgemeiner Paketfunkdienst) enthält. Ein Basisstationssubsystem 100 (BSS) umfasst eine Basissendeempfangsstation 118 (BTS) und einen Basisstations-Controller 114 (BSC). Die Basissendeempfangsstation 118 ist fähig, über eine Luftschnittstelle U_m mit einer Mobilstation 106 (MS) zu kommunizieren. Die Basissendeempfangsstation 118 ist über eine A_bis-Schnittstelle an den Basisstations-Controller 114 angeschlossen. Der Basisstations-Controller 114 ist an ein GSM-Kernnetzwerk 102 angeschlossen. Die Vermittlungsfunktionalität des GSM-Kernnetzwerks 102 wird durch eine Mehrzahl von mobilen Vermittlungszentralen 104 (MSC) erreicht. Diese mobilen Vermittlungszentralen 103 sind unter einander verbunden und an eine Mehrzahl von Basisstationssubsystemen, wie das veranschaulichte Basisstationssubsystem 100, angeschlossen. Das GSM-Kernnetzwerk 102 ist zudem an ein PSTN-Netz 110 (öffentliches Fernsprechnetz) angeschlossen. Somit ist die Kommunikation zwischen einer Mobilstation und einem Festleitungsteilnehmer möglich.
Der Basisstations-Controller 114 ist zudem an ein GPRS-Kernnetzwerk 108 angeschlossen. Das GPRS-Kernnetzwerk 108 weist als Front-End einen verwaltenden GPRS-Unterstützungsknoten 104 (SGSN) auf. Die Verbindung zwischen dem verwaltenden GPRS-Unterstützungsknoten 104 und dem Basisstations-Controller 114 wird über eine G_b-Schnittstelle erreicht. Das GPRS-Kernnetzwerk 108 umfasst alle GPRS-Funktionen, wie zum Beispiel Punkt-zu-Punkt-Dienste. Gateway GPRS-Serviceknoten 120 (GGSN) ermöglichen den Anschluss des GPRS-Kernnetzwerks 108 an zum Beispiel das Internet 122. Die Signalisierung innerhalb GPRS und GSM wird über ein Signalisierungsnetzwerk 112 (SS7) erreicht.
In 2 ist eine bekannte Struktur eines Basisstationssubsystems mit einem Anschluss an ein GPRS-Kernnetzwerk 208 dargestellt. Das GPRS Front-End 207 umfasst einen verwaltenden GPRS-Unterstützungsknoten 204. Paketvermittelte Datenframes, die vom GPRS-Kernnetzwerk kommen, werden von dem verwaltenden GPRS-Unterstützungsknoten 204 über eine G_b-Schnittstelle zu einem Basisstations-Controller 214 geroutet. Innerhalb des Basisstations-Controllers 214 ist eine Paketsteuereinheit 216 (PCU) untergebracht. Die Paketsteuereinheit 216 verteilt eingehende paketvermittelte Datenframes an ihre jeweiligen dedizierten Kanäle. Eine Vermittlungsfunktionalität 212 vermittelt jeden dedizierten Kanal an eine Kanalsteuereinheit 220 (CCU). Der Basisstations-Controller 214 ist über eine A_bis-Schnittstelle an eine Basissendeempfangsstation 218 angeschlossen. Jede Kanalsteuereinheit 220 handhabt eine Kommunikation mit einer dedizierten Mobilstation (nicht dargestellt) über eine Luftschnittstelle U_m.
In 3 ist ein Basisstationssubsystem dargestellt, welches sich nur geringfügig von dem in 2 veranschaulichten Basisstationssubsystem unterscheidet. Das GPRS Front-End 307 umfasst einen verwaltenden GPRS-Unterstützungsknoten 304. Paketvermittelte Datenframes, die von einem GPRS-Kernnetzwerk 308 kommen bzw. diesem zugeführt werden, werden über den verwaltenden GPRS-Unterstützungsknoten 304 geroutet. Der verwaltende GPRS-Unterstützungsknoten 304 ist über eine G_b-Schnittstelle mit einer Paketsteuereinheit 316 verbunden. In der Paketsteuereinheit 316 werden die leitungsvermittelten Datenframes auf ihre jeweiligen dedizierten Kommunikationskanäle verteilt. Diese Kommunikationskanäle werden in einer Vermittlungsfunktionalität 312 vermittelt, die in einem Basisstations-Controller 314 untergebracht ist. Dedizierte Kommunikationskanäle werden über eine A_bis-Schnittstelle zwischen der Vermittlungsfunktionalität 312 und den Kanalsteuereinheiten 320 eingerichtet. Die Kanalsteuereinheiten 320 sind in einer Basissendeempfangsstation 318 untergebracht. Über die Luftschnittstelle U_m wird Kommunikation zwischen einer (nicht dargestellten) Mobilstation und den Kanalsteuereinheiten 320 ermöglicht.
In 4 ist ein erfindungsgemäßes Basisstationssubsystem veranschaulicht. Ein Basisstations-Controller 414 umfasst eine Vermittlungsfunktionalität 412. Die Vermittlungsfunktionalität 412 vermittelt dedizierte Kanäle an die jeweiligen dedizierten Kanalsteuereinheiten 420 über die Schnittstelle A_bis. Die Kanalsteuereinheiten 420 sind in einer Basissendeempfangsstation 418 untergebracht. Die Kommunikation wird von den Kanalsteuereinheiten 420 über die Schnittstelle Um ermöglicht. Ein GSM-Kernnetzwerk 410 weist als Front-End eine Transcodereinheit 401 (TC) auf und ist über eine A_ter-Schnittstelle an die Vermittlungsfunktionalität 412 angeschlossen. Ein GPRS-Kernnetzwerk 408 weist als Front-End einen verwaltenden GPRS-Unterstützungsknoten 404 auf, der über eine G_b-Schnittstelle an die Vermittlungsfunktionalität 412 angeschlossen ist. Die Vermittlungsfunktionalität 412 ist über Verbindung 430 an eine Paketsteuereinheit 416 angeschlossen. Das veranschaulichte Basisstationssubsystem funktioniert wie folgt:
Übertragungsdatenframes, die von den Kanalsteuereinheiten 420 kommen, werden über Schnittstelle A_bis an die Vermittlungsfunktionalität 412 übertragen. Die Vermittlungsfunktionalität 412 vermittelt diese Übertragungsdatenframes über die Verbindung 430 an die Paketsteuereinheit 416. In der Paketsteuereinheit 416 werden die Übertragungsdatenframes demultiplexiert.
Die paketvermittelten Datenframes werden aus den Übertragungsdatenframes entfernt. Diese entfernten paketvermittelten Datenframes werden über Verbindung 430 und die Vermittlungsfunktionalität 412 zum verwaltenden GPRS-Unterstützungsknoten 404 geroutet. Anschließend werden diese paketvermittelten Datenframes gemäß den GPRS-Protrokollen gehandhabt.
Ferner gibt es in der Paketsteuereinheit in den Übertragungsdatenframes paketvermittelte Datenframes, die durch inaktive Datenframes ersetzt werden. Nach dem Entfernen und Austauschen können die Übertragungsdatenframes als leitungsvermittelte Datenframes an die Transcodereinheit 401 gesendet werden. Die Frame-Synchronisierung in der Transcodereinheit 401 wird aufgrund der eingefügten inaktiven Datenframes erreicht. In der Transcodereinheit 401 werden die leitungsvermittelten Datenframes gemäß dem GSM-Protokoll gehandhabt.
In Downlinkrichtung werden die von der Transcodereinheit 401 kommenden leitungsvermittelten Datenframes über die A_ter-Schnittstelle an die Vermittlungsfunktionalität 412 gesendet. Von dem GPRS-Kernnetzwerk 408 kommende paketvermittelte Datenframes werden vom verwaltenden GPRS-Unterstützungsknoten 404 über die G_b-Schnittstelle an die Vermittlungsfunktionalität 412 gesendet. Die Vermittlungsfunktionalität 412 vermittelt die paketvermittelten und leitungsvermittelten Datenframes über die Verbindung 430 an die Paketsteuereinheit 416. In der Paketsteuereinheit 416 werden inaktive Datenframes in den leitungsvermittelten Datenframes durch paketvermittelte Datenframes, die an die gleiche Mobilstation wie die leitungsvermittelten Datenframes geleitet werden, ersetzt.
Es versteht sich, dass das Multiplexieren/Demultiplexieren der paketvermittelten Datenframes und leitungsvermittelten Datenframes zu den bzw. von den Übertragungsdatenframes nur dann stattfinden kann, wenn die leitungsvermittelten Datenframes und paketvermittelten Datenframes an einen einzigen dedizierten Kommunikationskanal, d.h. eine einzige dedizierte Mobilstation, geleitet werden bzw. von dieser kommen.
In 5 ist ein erfindungsgemäßes Basisstationssubsystem veranschaulicht. Der einzige Unterschied zu 4 besteht darin, dass die Paketsteuereinheit 516 innerhalb des Basisstations-Controllers 514 untergebracht ist. Das GSM-Kernnetzwerk 510 weist als Front-End eine Transcodereinheit 501 auf und ist über eine A_ter-Schnittstelle an den Basisstations-Controller 501 angeschlossen. Das GSM-Kernnetzwerk 508 weist als Front-End einen verwaltenden GPRS-Unterstützungsknoten 504 auf und ist über eine G_b-Schnittstelle an den Basisstations-Controller 514 angeschlossen. Die Vermittlungsfunktionalität 512 vermittelt paketvermittelte und leitungsvermittelten Datenframes über die Verbindung 530 zu und von der Paketsteuereinheit 516.
Von der Paketsteuereinheit 516 kommende Übertragungsdatenframes, die leitungsvermittelte Datenframes und paketvermittelte Datenframes einer dedizierten Verbindung enthalten, werden durch die Vermittlungsfunktionalität 512 über eine A_bis-Schnittstelle an eine dedizierte Kanalsteuereinheit 520 vermittelt, die innerhalb der Basissendeempfangsstation 518 untergebracht ist. Die Kommunikation mit einer (nicht dargestellten) Mobilstation wird über eine U_m-Luftschnittstelle ermöglicht.
Die empfangenen Übertragungsdatenframes werden durch die Vermittlungsfunktionalität 512 über Verbindung 530 an die Paketsteuereinheit 516 vermittelt. Innerhalb der Paketsteuereinheit 516 werden diese Übertragungsdatenframes, die paketvermittelte und leitungsvermittelte Datenframes einer dedizierten Richtung enthalten, derart demultiplexiert, dass die paketvermittelten Datenframes dieser Verbindung an den verwaltenden GPRS-Unterstützungsknoten 504 gesendet werden können, und dass die leitungsvermittelten Datenframes dieser Verbindung an die Transcodereinheit 501 gesendet werden können. Die leitungsvermittelten Datenframes werden auf eine Weise erzeugt, dass jedes paketvermittelte Datenframe innerhalb der empfangenen Übertragungsdatenframes durch ein inaktives Datenframe ersetzt wird.
In 6 ist eine Folge von Datenframes in Downlinkrichtung veranschaulicht. Eine von einer A_ter-Schnittstelle kommende Folge von Datenframes 600 wird mit einer von der G_b-Schnittstelle kommenden Folge von Datenframes zu einer Folge von Übertragungsdatenframes 604 multiplexiert, die an die A_bis-Schnittstelle gesendet werden. Sprachenframes S₁ bis S₆ der leitungsvermittelten Datenframe-Folge 600 werden derart in die Übertragungsdatenframes-Folge 604 multiplexiert, dass diese Datenframes S₁ bis S₆ in beiden Folgen von Datenframes 600, 604 in genau den gleichen Zeitschlitzen untergebracht werden. Die paketvermittelten Datenframes G₁ bis G₇ werden derart auf die Übertragungsdatenframes 604 multiplexiert, dass sie in den Zeitschlitzen untergebracht werden, in denen die leitungsvermittelte Datenframe-Folge 600 inaktive Datenframes enthält. Die paketvermittelten Datenframes G₁ bis G₇ können GPRS-Datenframes oder EDGE-Datenframes (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) oder EGPRS-Datenframes (Enhanced General Packet Radio Service) sein.
In 7 ist eine Folge von Übertragungsdatenframes 704 veranschaulicht, die von einer Mobilstation kommen. Übertragungsdatenframes der Übertragungsdatenframe-Folge 704, die leitungsvermittelte Datenframes S₁ bis S₆ enthalten, werden auf eine Folge von leitungsvermittelten Datenframes 700 demultiplexiert. Die leitungsvermittelten Datenframes S₁ bis S₆ werden in der Folge von leitungsvermittelten Datenframes 700 in exakt den gleichen Zeitschlitzen wie in der Folge von Übertragungsdatenframes 704 untergebracht. Falls die Folge von Übertragungsdatenframes 704 paketvermittelte Datenframes G₁ bis G₇ enthält, wird die Folge von leitungsvermittelten Datenframes 700 mit inaktiven Datenframes I gefüllt. Die paketvermittelten Datenframes G₁ bis G₇ werden auf eine Folge von paketvermittelten Datenframes 702 demultiplexiert. Die Folge von paketvermittelten Datenframes 702 wird über eine G_b-Schnittstelle an einen verwaltenden GPRS-Unterstützungsknoten gesendet. Die Folge von leitungsvermittelten Datenframes 700 wird an eine Transcodereinheit gesendet, in der die Folge von Datenframes 700 gemäß das entsprechenden Kommunikationsprotokolls gehandhabt wird. Die Transcodereinheit ist fähig, aufgrund der eingefügten inaktiven Datenframes I Frame-Synchronisierung aufrechtzuerhalten.

Claims

Basisstationssubsystem (BSS) in einem mobilen Kommunikationsnetzwerk, insbesondere einem zellularen mobilen Kommunikationsnetzwerk, umfassend: – eine Controllereinheit (414, 514), – wobei die Controllereinheit (414, 514) an ein leitungsvermitteltes Netzwerk (410, 510) angeschlossen ist, das eine Mehrzahl von leitungsvermittelten Datenframes (600) erzeugt, wobei die Controllereinheit (414, 514) an ein paketvermitteltes Netzwerk (408, 508) angeschlossen ist, das eine Mehrzahl von paketvermittelten Datenframes (602) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß – eine Paketsteuereinheit (416, 516) ein Multiplexier-/Demultiplexiermittel umfaßt, welches die leitungsvermittelten Datenframes (600) und die paketvermittelten Datenframes (602) zu/von einer Mehrzahl von Übertragungsdatenframes (604) multiplexiert/demultiplexiert, und – die Controllereinheit (414, 514) eine Vermittlungseinheit (412, 512) umfaßt, welche die leitungsvermittelten Datenframes (600) zwischen der Paketsteuereinheit (416, 516) und dem leitungsvermittelten Netzwerk (410, 510) und die paketvermittelten Datenframes (602) zwischen der Paketsteuereinheit (416, 516) und dem paketvermittelten Netzwerk (408, 508) und die Übertragungsdatenframes (604) zwischen einer Sendeempfangseinheit (418, 518) und der Paketsteuereinheit (416, 516) vermittelt.
Basisstationssubsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Controllereinheit (514) die Paketsteuereinheit (516) umfaßt.
Basisstationssubsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Paketsteuereinheit (416) räumlich getrennt von der Controllereinheit (414) angeordnet ist.
Basisstationssubsystem nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplexingmittel in der Paketsteuereinheit (416, 516) dazu dienen, die leitungsvermittelten Datenframes während ruhiger Perioden (I) durch paketvermittelte Datenframes (G₁–G₇) zu ersetzen und somit die Übertragungsdatenframes (604) in Downlinkrichtung zu erzeugen.
Basisstationssubsystem nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Demultiplexingmittel in der Paketsteuereinheit (416, 516) dazu dienen, die paketvermittelten Datenframes (G₁–G₇) aus den Übertragungsdatenframes (604) zu entfernen und die entfernten Datenframes (G₁–G₇) durch ruhige Datenframes (I) zu ersetzen und somit die paketvermittelten Datenframes (702) zu extrahieren und die leitungsvermittelten Datenframes (700) in Uplinkrichtung zu erzeugen.
Basisstationssubsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die paketvermittelten Datenframes (G₁–G₇) Datenframes des allgemeinen Paketfunksystems sind.
Basisstationssubsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitungsvermittelten Datenframes (S₁–S₆) Sprach- und Datenframes des globalen Systems für mobile Kommunikationen sind.
Basisstationssubsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das leitungsvermittelte Netzwerk (410, 510) über eine Transcodereinheit (401, 501) an die Controllereinheit (414, 514) angeschlossen ist.
Basisstationssubsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das paketvermittelte Netzwerk (408, 508) über einen verwaltenden GPRS-Unterstützungsknoten (404, 504) an die Controllereinheit (414, 514) angeschlossen ist.
Verfahren zum Betreiben eines Basisstationssubsystems in einem mobilen Kommunikationsnetzwerk, insbesondere einem zellularen mobilen Kommunikationsnetzwerk, – umfassend eine Controllereinheit (414, 514), – wobei die Controllereinheit (414, 514) an ein leitungsvermitteltes Netzwerk (410, 510) angeschlossen ist, das eine Mehrzahl von leitungsvermittelten Datenframes (600) erzeugt, – wobei die Controllereinheit (414, 514) an ein paketvermitteltes Netzwerk (408, 508) angeschlossen ist, das eine Mehrzahl von paketvermittelten Datenframes (602) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß – die leitungsvermittelten Datenframes (600, 700) und die paketvermittelten Datenframes (602, 702) durch Multiplexier-/Demultiplexiermittel einer Paketsteuereinheit (416, 516) zu/von einer Mehrzahl von Übertragungsdatenframes (604, 704) multiplexiert/demultiplexiert werden, und – die paketvermittelten Datenframes (602, 702) zwischen einem GPRS-Kernnetzwerk (408, 508) und einer Paketsteuereinheit (416, 516) und die leitungsvermittelten Datenframes (600, 700) zwischen einem GSM-Kernnetzwerk (408, 508) und dieser Paketsteuereinheit (416, 516) und die Übertragungsdatenframes (604, 704) zwischen dieser Paketsteuereinheit (416, 516) und einer Sendeempfangseinheit (41B, 51B) vermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in Downlinkrichtung inaktive Frames der leitungsvermittelten Datenframes (I) durch paketvermittelte Datenframes (G₁–G₇) ersetzt werden und somit Übertragungsdatenframes (604) erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in Uplinkrichtung paketvermittelte Datenframes (G₁–G₇) aus den Übertragungsdatenframes (704) entfernt und somit paketvermittelte Datenframes (702) erzeugt werden, und die entfernten paketvermittelten Datenframes (G₁–G₇) durch inaktive Datenframes (I) ersetzt und somit leitungsvermittelte Datenframes (700) erzeugt werden.