DE60030396T2 - Anordnung und Verfahren zur Reduzierung der Sprachübertragungszeit und zur Verbesserung der Sprachqualität unter Verwendung von Halbsprachblöcken - Google Patents

Anordnung und Verfahren zur Reduzierung der Sprachübertragungszeit und zur Verbesserung der Sprachqualität unter Verwendung von Halbsprachblöcken Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich allgemein auf drahtlose Kommunikationsnetzwerke und insbesondere auf ein Verfahren zur effizienten Bereitstellung von Sprachkommunikationen über drahtlose und/oder zellulare Netzwerke.
  • Beschreibung des allgemeinen Standes der Technik
  • Aufgrund der weitverbreiteten wachsenden Beliebtheit des Internet sind Entwickler von drahtlosen Kommunikationssystemen fortlaufend bemüht, die Datenkommunikationsfähigkeiten ihrer Systeme zu verbessern. Um diesem Bedürfnis nachzukommen, haben verschiedene Normeninstitute neue 3G-Standards formuliert und formulieren diese weiter, um höhere Datenraten zu unterstützen. Zum Beispiel entwickeln Organisationen wie das Europäische Telekommunikations-Normeninstitut (ETSI), die Radio Industries and Broadcasting Association (ARIB) and der Telekommunikationsindustrieverband (TIA) fortlaufend Standards zur Unterstützung schnellerer und effizienterer drahtloser Kommunikationen.
  • Desgleichen befasst sich die drahtlose Kommunikationsindustrie häufig mit der Entwicklung und Implementierung neuer drahtloser Übertragungsprotokolle, die schnellere, robustere und effizientere Datenkommunikationen über Luftschnittstellen bereitstellen. GSM wird beispielsweise fortlaufend weiterentwickelt. Ein anderes Beispiel ist GPRS (General Packet Radio Service), welches als paketvermittelte Hochrüstung für das gutbekannte TDMA-System (Time Division Multiple Access) entwickelt wurde. Als weiterer Fortschritt in der Technik wäre auch das verbesserte GPRS (EGPRS) zu nennen.
  • Gegenwärtig weisen die physischen Schichten von GSM, GPRS und EGPRS folgende Eigenschaften auf: einen Trä ger, der aus zwei 200 kHz Bandbreitensegmenten des zugeordneten GSM-Spektrums – einem für die Downlink und einem für die Uplink – besteht, die um 45 MHz voneinander beabstandet sind; die Zeit ist in Frames aufgeteilt – ein Multiframe umfasst 52 Frames und umspannt 240 Millisekunden; jeder Frame besteht aus acht Zeitfenstern; ein Fenster auf einem Träger wird als GSM-Kanal bezeichnet; es besteht eine eins-zu-eins-Beziehung zwischen einem Fenster (mit j nummeriert, j = 0, ... 7) auf einem Downlink-Träger mit der Frequenz (f) und einem Uplink-Fenster (mit j nummeriert) auf dem entsprechenden Uplink-Träger (f + 45 MHz); eine Übertragung in einem Fenster wird als "Burst" (Stoß) bezeichnet; und ein Block besteht aus einem vordefinierten Satz von vier Bursts im gleichen Fenster.
  • Gegenwärtig werden Funkzugangskanäle entworfen, um Echtzeitdienste in einer nächsten Phase von EGPRS bereitzustellen. Neuere Ansätze verlassen sich jedoch auf den Einsatz der vorhandenen Burst-basierten Direktzugangskanäle auf der Uplink und auf block-basierte Zuweisungskanäle auf der Downlink. Jeder Block ist verschachtelt und wird über 4 Bursts übertragen (20 msec). Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass auf 20 msec Granularität basierende Systeme eine Sollverzögerung von mindestens 60 msec benötigen. Ferner hat die Untersuchung ergeben, dass die Übertragung von Zuweisungen auf mehrere Mobilstationen innerhalb einer einzelnen 20 msec Nachricht aufgrund geringer Verdichtung häufig unrentabel und nicht kompatibel mit Störungsreduktionstechniken wie Smart-Antennen und Leistungssteuerung ist. Demzufolge ist es möglich, dass block-basierte Zuweisungskanäle gemäß der gegenwärtigen Ansätze zu einer übertriebenen Steuerung für statistisches Multiplexing von Echtzeit-Übertragungen (zum Beispiel Sprachen-Talkspurts) führen. Es ist wünschenswert, ein besseres Zugangs- und Zuweisungssystem und ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen.
  • Um die hohe Kapazität eines drahtlosen oder zellularen Datentelekommunikationssystems (zum Beispiel GPRS oder EGPRS) effizient zu nutzen, ist es auch wünschenswert, Sprach- und Daten-Multiplexing sowie statistisches Multiplexing von Sprachbenutzern bereitzustellen. Die gegenwärtigen zellularen Datentelekommunikationssysteme sind hauptsächlich darauf eingerichtet, nur verzögerungs-unempfindliche Nichtechtzeit-Datendienste bereitzustellen. Konversationssprachen- und andere interaktive Echtzeit-Kommunikationen sind verzögerungsempfindlich und erfordern die Konstruktion neuer Steuermechanismen, um hochschnelle Kontrollkanäle zur Erfüllung der kritischen Übertragungszeiterfordernisse bereitzustellen. Drahtlose Datentelekommunikationssysteme sind daher neu zu konstruieren, um diese Steuerungsfähigkeiten bereitzustellen, damit sie zum Multiplexen sowohl von Nichtechtzeitdiensten als auch von Echtzeitdiensten, wie Konversationssprache, eingesetzt werden können.
  • Für zellulare Systeme, die auf IS-136 and vor Dezember 1999 existierenden GSM-Standards basieren, wurde Kettenverschachtelung (Chain Interleaving) benutzt, um die Verschachtelungstiefe zu erhöhen, ohne die Übertragungszeit signifikant zu verlängern. Wenn jedoch Kettenverschachtelung gemäß dieser Standards benutzt wurde, enthielt die Hälfte der verfügbaren Bits über ein 20 msec Übertragungsintervall (zum Beispiel 4 GSM Bursts) am Anfang und Ende eines Sprachen-Talkspurts keine codierte Sprache und bedeutete somit Verschwendung. Ferner stand der erste 20 msec Sprach-Frame erst nach 40 msec am Empfänger zur Verfügung (bei Einsatz von 8-Burst-Verschachtelung wie in den GSM-Vollraten-Sprachkanälen). Zwar könnte bei Einsatz von statistischem Multiplexing der Verkehr verbessert werden, aber statistisches Multiplexing erfordert rasches Zuweisen von Verkehrskanälen am Anfang jedes Talkspurt. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Kontrollkanalprozeduren für Zugang und Zuweisung Zeit in Anspruch nehmen und Verzögerungen in der Sprachwiedergabe am Empfänger einführen. Neben diesen Verzögerungen gibt es die Signalverarbeitungs- und Transportverzögerungen, die in drahtlosen und zellularen Kommunikationen inhärent sind. Es ist wünschenswert, Einweg- und Umlaufsprachverzögerungen sehr kurz zu halten, um natürliche Konversationen mit hoher Qualität bereitzustellen.
  • U. S. Patent Nr. 5 517 492 betrifft zeitaufteilende Multiplex-Kommunikationen, in denen Sprachbeispiele digitalisiert und in separaten Zeitfenstern gesendet werden, die in einer Mehrzahl von sich wiederholenden Frames angeordnet sind. Halbraten-Sprachcodierung wird durch abwechselnde Zuweisung von Frame-Paaren zwischen einem ersten und einem zweiten Benutzer realisiert. Jedes Halbraten-Zeitfenster auf der Uplink-Seite trägt eins von sechs Segmenten eines aktuellen Sprachblocks, ein Segment eines vorhergehenden Sprachblocks und ein Segment eines vor diesem liegenden Blocks. Um die Umlaufverzögerung so gering wie möglich zu halten, werden die Downlink-Kommunikationen asymmetrisch zu den Uplink-Kommunikationen formatiert.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist im unabhängigen Anspruch 1 definiert, auf den der Leser nun verwiesen wird. Bevorzugte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Kurz gesagt, werden gemäß eines Aspekts der Erfindung die oben genannten Probleme adressiert und ein Fortschritt in der Technik erzielt, indem ein drahtloses Sprachsystem unter Einsatz von Kettenverschachtelung von Sprach-Frames bereitgestellt wird, wobei ein oder mehrere Sprach-Frames jeweils durch einen entsprechenden Halfsprach-Frame ersetzt werden, der über die Hälfte der Entfernung des ursprünglichen Sprach-Frames codiert und verschachtelt wird.
  • Gemäß eines Aspekts der Erfindung werden die oben genannten Probleme adressiert und ein Fortschritt in der Technik erzielt, indem ein drahtloses Sprachsystem unter Einsatz von Kettenverschachtelung von Sprach-Frames bereitgestellt wird, wobei ein oder mehrere Sprach-Frames jeweils durch einen entsprechenden Halfsprach-Frame ersetzt werden, der über die Hälfte der Entfernung des ursprünglichen Sprach-Frames codiert und verschachtelt wird. Jeder Halbsprach-Frame wird über die letzte Hälfte der Verschachtelungsperiode des Vollsprach-Frames codiert und verschachtelt, die der Halbsprach-Frame ersetzt hat.
  • Gemäß eines Aspekts der Erfindung werden die oben genannten Probleme adressiert und ein Fortschritt in der Technik erzielt, indem ein drahtloses Sprachsystem unter Einsatz von Kettenverschachtelung von Sprach-Frames bereitgestellt wird, wobei ein oder mehrere Sprach-Frames jeweils durch einen entsprechenden Halfsprach-Frame ersetzt werden, der über die Hälfte der Entfernung des ursprünglichen Sprach-Frames codiert und verschachtelt wird. Jeder Halbsprach-Frame wird über die letzte Hälfte der Verschachtelungsperiode des Vollsprach-Frames codiert und verschachtelt, die der Halbsprach-Frame ersetzt hat. Ferner entsprechen die Halbsprach-Frames dem Anfang eines Talkspurts, in dem während der ersten Hälfte der Verschachtelungsperiode der entsprechenden Vollsprach-Frames nichts übertragen wurde.
  • Gemäß eines Aspekts der Erfindung werden die oben genannten Probleme adressiert und ein Fortschritt in der Technik erzielt, indem ein System bereitgestellt wird, welches durch Einsatz eines Halbsprachblocks die Sprach-Wiedergabeverzögerung reduziert, um die Qualität der Konversationssprache zu verbessern. Der Halbsprachblock resultiert in der Hälfte der Anzahl von codierten Bits gegenüber dem Vollsprachblock nach dem Codieren. Dieser Halbsprachblock wird von einem niedrigeren Sprachratenmodus eines adaptiven Mehrraten-Vocoders codiert.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Blockdiagramm GERAN-Systems mit Mobilstations-Sendeempfängern und einem zentralen Mobilstations-Sendeempfänger.
  • 2 veranschaulicht einen Vollratensprachkanal mit dem Anfang eines Talkspurts für Vollratensprache unter Annahme von 8-Burst-Kettenverschachtelung ohne einen Halbsprachblock.
  • 3 veranschaulicht einen Vollratensprachkanal mit dem Anfang eines Talkspurts für Vollratensprache unter Annahme von 8-Burst-Kettenverschachtelung unter Verwendung eines Halbsprachblocks.
  • 4 veranschaulicht einen Halbratensprachkanal mit dem Anfang eines Talkspurts für Halbratensprache unter Annahme von 4-Burst-Kettenverschachtelung unter Verwendung eines Halbsprachblocks, wobei der Halbratenkanal aus jedem zweiten Burst eines Vollratenkanals zusammengesetzt ist.
  • 5 veranschaulicht den Benutzerebenen-Protokollstapel für Vor-GERAN und GERAN Systeme.
  • 6 veranschaulicht eine Zustandstabelle eines Steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 7 veranschaulicht ein RT TBF Zustandsdiagramm in Tabellenform.
  • 8 veranschaulicht die Nachrichten- und Uplink-Zusammenwirkung in Tabellenform.
  • 9 veranschaulicht eine Zusammenfassung von Down link-Signalisierungs- und Kontrollnachrichten in Tabellenform.
  • 10 veranschaulicht den Downlink-Burst-Nachrichteninhalt in Tabellenform.
  • 11 veranschaulicht den Uplink-Burst-Nachrichteninhalt in Tabellenform.
  • 12 veranschaulicht den temporären Blockfluss von Nachrichten zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation eines Netzwerks unter Einsatz von GERAN-Techniken während einer Start-Uplink-Verkehrsprozedur.
  • 13 veranschaulicht den temporären Blockfluss von Nachrichten zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation eines Netzwerks unter Einsatz von GERAN-Techniken während einer End-Uplink-Verkehrsprozedur.
  • 14 veranschaulicht den temporären Blockfluss von Nachrichten zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation eines Netzwerks unter Einsatz von GERAN-Techniken während einer Start-Downlink-Verkehrsprozedur.
  • 15 veranschaulicht den temporären Blockfluss von Nachrichten zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation eines Netzwerks unter Einsatz von GERAN-Techniken während einer End-Downlink-Verkehrsprozedur.
  • 16 ist eine Kurve simulierter Ergebnisse der Link-Performance der Einzel-Burst-basierten Übertragung von Kommunikationen gemäß der vorliegenden Erfindung und gemäß einer früheren Technik.
  • 17 ist eine Kurve simulierter Ergebnisse für den Nicht-Erfassungsfall gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 18 ist eine Kurve simulierter Ergebnisse für den Leistungserfassungfall gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 19 ist eine Kurve simulierter Ergebnisse für den (3,8) Algorithmus für den Nichterfassungfall gemäß der vorliegenden Erfindung und gemäß einer früheren Technik.
  • 20 ist eine Kurve simulierter Ergebnisse für den (3,8) Algorithmus für einen Leistungserfassungfall gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 21 ist eine Kurve simulierter Ergebnisse, in denen die Blockfehlerraten für Halbsprachblöcke und Vollsprachblöcke verglichen werden.
  • Ausführliche Beschreibung
  • In 1 ist ein System 1 dargestellt. System 1 in einer bevorzugten Ausführungsform ist ein GSM/EDGE Funkzugangsnetzwerk (GERAN), wie in dieser Schrift beschrieben. GERAN 1 weist eine Zentral- oder Basisstation 12 mit einem Sender, einem Empfänger und einer (nicht dargestellten) Antenne auf, wie es bei einer Basisstation typisch ist. Basisstation 12 ist Teil des GERAN 1. GERAN 1 dient zur Kommunikation und zum Führen von Nachrichtenverkehr zwischen einem Anrufer einer Mobilstation 20 und, in einer bevorzugten Ausführungsform, Anrufern jeder Art und Mobilstationen, wie Mobilstationen 20, 30. Die vorliegende Erfindung stellt neue Verkehrs- und Kontrollkanäle bereit, die vollkommen kompatibel mit Beam-forming- und Leistungssteuerungstechniken sind, so dass sie für alle neuen Verkehrs- und Kontrollkanäle eingesetzt werden können.
  • Die vorliegende Erfindung weist unidirektionale Verkehrs- und Kontrollkanäle auf. Die Vorteile von statistischem Multiplexing werden durch den Einsatz der folgenden Prinzipien erzielt. Alle neuen Kontroll- und Verkehrskanäle sind unidirektional mit unabhängiger Frequenz- und Fensterzuweisung in den Uplink- und Downlink-Richtungen. Verfügbare Ressourcen können dynamisch, wie notwendig, den Verkehrs- und Kontrollkanalfunktionen zugewiesen werden. Dadurch ist maximale Flexibilität bei der Zuweisung von verfügbaren Ressourcen gewährleistet.
  • In der früher bekannten GSM, GPRS und EGPRS Phase 1 bestand ein Kanal aus einem Zeitfenster auf einem 200 kHz-Träger mit Frequenz f für die Downlink und einem entsprechenden Fenster auf einem 200 kHz-Träger mit (f + 45 MHz) für die Uplink. Dadurch, dass diese historische Verknüpfung zwischen den Uplink- und Downlink-Kanälen aufgehoben wird, ist insbesondere statistisches Multiplexing von Sprache möglich, da die Uplink- und Downlink-Ressourcen-Nachfragen unabhängig voneinander eintreten. Dadurch, dass die historische Verknüpfung zwischen Uplink und Downlink gebrochen wird, wird der zur Zuweisung verfügbare Ressourcen-Pool maximiert, wenn neue Daten oder Sprache zur Übertragung zur Verfügung gestellt werden.
  • Eine wesentliche Überlegung für jedes GERAN-Verfahren und -System muss die Auswirkung auf Halbduplex-Mobiltelefone sein, wenn man ihre Kostenvorteile in Betracht zieht. (Halbduplex-Mobiltelefone in TDMA-Systemen übertragen und empfangen in verschiedenen Zeitfenstern und benötigen deshalb keinen Duplexer). In der früheren GSM, GPRS und EGPRS Phase 1 wurden entsprechende Zeitfenster auf der Uplink und Downlink derart ausgewählt, dass sie mit Halbduplex-Betrieb kompatibel waren. Bei statistischem Multiplexing kann das System speziell auf maximale Flexibilität im Betrieb mit Halbduplex-Mobiltelefonen eingerichtet werden, wenn sowohl die Uplink- als auch die Downlink-Zeitfenster dynamisch zugewiesen werden. Die neuen Kontroll- und Verkehrskanäle sind darauf eingerichtet, Halbduplex-Mobiltelefone in einer Weise zu unterstützen, dass der zur Zuweisung für diese Mobiltelefone verfügbare Pool der Verkehrs- und Kontrollkanalressourcen maximiert wird.
  • Im Folgenden wird ein System mit Halbsprachblöcken beschrieben, welches die halbe Anzahl von codierten Bits gegenüber einem Vollsprachblock nach Codierung ergibt. Der Halbsprachblock kann mit einem niedrigeren Sprachratenmodus erstellt werden, zum Beispiel bei Einsatz eines adaptiven GSM-Mehrraten-Vocoders oder ähnlichen Codiergeräts. Die Zuverlässigkeit des ersten Sprach-Frames ist etwas niedriger als bei nachfolgenden Frames; es wird jedoch nicht mit einer signifikanten Auswirkung auf die Sprachqualität gerechnet. Simulierte Ergebnisse eines beispielhaften Designs finden sich im Performance-Abschnitt.
  • Im Falle eines Vollraten-Verkehrskanals wird ein Vollsprachblock kettenverschachtelt über acht Bursts (40 msec.) übertragen. Der Halbsprachblock wird über vier Bursts in 20 msec anstatt 40 msec. übertragen. Desgleichen wird für einen Halbratenkanal ein Vollsprachblock kettenverschachtelt über vier abwechselnde Bursts (über 40 msec) übertragen. Der Halbsprachblock wird kettenverschachtelt über zwei abwechselnde Bursts in 20 msec anstatt 40 msec übertragen. 2 zeigt den Fall eines Talkspurt-Anfangs ohne den Einsatz eines Halbsprachblock, während 3 die reduzierte Wiedergabeverzögerung für einen Halbsprachblock zeigt.
  • Die Vorteile des Halbsprachblocksystems und Verfahrens konnten mittels Simulierungen dargestellt werden. Ein erster Vorteil besteht darin, dass die Sprachwiedergabeverzögerung um 20 msec reduziert wird. 2 und 3 zeigen die Verzögerung am Anfang eines Talkspurt, in dem Kettenverschachtelung unter gegenwärtigen Annahmen durchgeführt wird (wobei nur Vollsprachblöcke zum Einsatz kommen), bzw. bei Einsatz eines Halbsprachblocks. Es ist zu sehen, dass bei dem Halbsprachblock der erste Sprach-Frame innerhalb von 20 msec anstatt 40 msec am Empfänger zur Verfügung steht. Dies stellt eine signifikante Verbesserung dar, insbesondere während der Durchführung von statistischem Multiplexing von Sprachbenutzern. Ein zweiter Vorteil besteht darin, dass das System jederzeit innerhalb eines Talkspurt für „Dim and Burst" Signalisierung von Sprache verwendet werden kann. Für Handoffs in aktuellen Systemen wird der schnell verknüpfte Kontrollkanal (FACCH) verwendet. Der FACCH ersetzt einen Sprachblock auf dem Verkehrskanal durch Kontrollinformation. Bei dem Halbsprachblock wird nur die Hälfte der Verkehrskanalbits für Sprachinformation benutzt, so dass die restlichen Bits für Kontrollnachrichten verfügbar sind. Da dieser "Dim-and-Burst" FACCH nur ab und zu auftritt, ist die Auswirkung auf die Sprachqualität nicht wahrnehmbar. Ein dritter Vorteil besteht darin, dass es zum „Ernten" unbenutzter Bits am Anfang und Ende jedes Talkspurts benutzt werden kann, wodurch die Aktivitätsperiode geringfügig reduziert wird. Dies ist auch nützlich für „Circuit Voice", wo diskontuierliche Übertragung (DTX) eingesetzt wird, um Störungen zu reduzieren.
  • 4 zeigt die Anwendbarkeit des Halbsprachblocks auf die gerade beschriebenen Halbratenkanäle. In 4 weist ein Halbratenkanal jedes zweite Burst eines Vollratenkanals auf.
  • Systemeinsatz und Verfahren zur Reduzierung von Sprachübertragungszeit (Verzögerung) und zur Verbesserung der Sprachqualität unter Einsatz von Halbsprachblöcken für GERAN (GSM EDGE (Enhanced General Packet Radio Service) Funkzugangsnetzwerk)
  • Das System und Verfahren zur Reduzierung von Sprachübertragungszeit und zur Verbesserung der Sprachqualität mittels Halbsprachblöcken benutzt GERAN Systeme und Verfahren. GERAN Dokument 2E99-584 konstatiert im einschlägigen Teil:
  • Einführung und Geltungsbereich
  • In dieser GERAN-Beschreibung werden die neuen hauptsächlichen Ideen diskutiert, die zur Einführung von statistischem Multiplexing aller Funkkanalklassen auf der GERAN Luftschnittstelle zur Lieferung über das paketvermittelte Netzwerk benötigt werden. Der Schwerpunkt liegt ausschließlich auf der Unterstützung der allgemeinen UMTS-Diensterfordernisse, nicht auf Netzwerkarchitektur-Problemen oder leitungsvermittelten Diensten.
  • Das zentrale neue Diensterfordernis für GERAN (verglichen mit EGPRS Phase I) ist die Unterstützung des Sprachdienstes mittels des paketvermittelten Backbone-Netzwerks. Der Schwerpunkt des Dokuments liegt auf der Definition neuer Verkehrs- und Kontrollkanäle zur Unterstützung von statistischem Multiplexing für Sprache, Echtzeitdaten und Nichtechzeitdaten und den entsprechenden neuen MAC-Verfahren, die zur Gewährleistung von Dienstqualität (QoS) benötigt werden.
    • AMR
    Adaptive Multi-Rate – Adaptive Mehrrate
    ARI
    Access Request Identifier – Zugangsanforderungs-Kennung
    BCCH
    Broadcast Control Channel – Rundfunkkontrollkanal
    BEP
    Bit Error Probability – Bitfehlerwahrscheinlichkeit
    BFACCH
    Burst-based FACCH – Burst-basierter FACCH
    CCCHH
    Common Control Channel – Zentraler Kontrollkanal
    CID
    Carrier Identifier – Trägerkennung
    CTS
    Carrier Time Slot – Träger-Zeitfenster
    DBMCH
    Downlink Block Message Channel – Downlink Blocknachrichtenkanal
    DFACCH
    Dim-and-Burst FACCH – Dim-and-Burst FACCH
    DMT
    Downlink (Burst) Message Type – Downlink (Burst) Nachrichtentyp
    DPRCH
    Downlink Periodic Reservation Channel – Downlink-Kanal für periodische Reservierung
    DTCH/FS
    Downlink Traffic Channel for Full Rate Speech – Downlink-Verkehrskanal für Vollratensprache
    DTCH/HS
    Downlink Traffic Channel for Half Rate Speech – Downlink-Verkehrskanal für Halbratensprache
    DTCH/FD
    Downlink Traffic Channel for Full Rate Data – Downlink-Verkehrskanal für Vollratendaten
    DTCH/HD
    Downlink Traffic Channel for Half Rate Data – Downlink-Verkehrskanal für Halbratendaten
    EDT
    End Downlink Traffic – Downlink-Verkehr beenden
    EEP
    Equal Error Protection – EEP
    EGPRS
    Enhanced General Packet Radio Service
    EUT
    End Uplink Traffic – Uplink-Verkehr beenden
    FACCH
    Fast Associated Control Channel – Schnell verknüpfter Kontrollkanal
    FACKCH
    Fast Ackowledgment Channel – Schnellbestätigungskanal
    FASSCH
    Fast Assignment Channel – Schnellzuweisungskanal
    FFS
    For Further Study – Zur weiteren Untersuchung
    FR
    Full-Rate – Vollrate
    FRACH
    Fast Random Access Channel – Schneller Direktzugangskanal
    GERAN
    GSM/EDGE Radio Access Network – GSM/EDGE Funkzugangsnetzwerk
    HR
    Half-Rate – Halbrate
    IP
    Internet Protocol – Internet-Protokoll
    L1
    Layer I (Physical Layer) – Schicht I (physische Schicht)
    MAC
    Medium Access Control – Medienzugangssteuerung
    MCS
    Modulation and Coding Scheme – Modulations- und Codierungsschema
    MR
    Measurement Report – Messwertbericht
    MS
    Mobile Station – Mobilstation
    MSACCH
    Modified Slow Associated Control Channel – Modifizierter Langsamverknüpfungs-Kontrollkanal
    NRT
    Non-Real Time – Nichtechtzeit
    OFF
    Offset in Frames – Offset (Versatz) in Frames
    PBCCH
    Packet Broadcast Control Channel – Broadcast-Paketkontrollkanal
    PCCCH
    Packet Common Control Channel – Zentraler Paketkontrollkanal
    PDCP
    Packet Data Convergence Protocol – Paketdatenkonvergenz-Protokoll
    PH
    Phase – Phase
    QoS
    Quality of Service – Dienstqualität
    RAB
    Radio Access Bearer – Funkzugangskanal
    RAN
    Radio Access Network – Funkzugangsnetzwerk
    RDC
    Reassign Downlink Control – Downlink-Kontrolle neu zuweisen
    RDT
    Reassign Downlink Traffic – Downlink-Verkehr neu zuweisen
    RLC
    Radio Link Control – RLC-Steuerung
    RR
    Radio Resource Management – Funkressourcenmanagement
    RRBP
    Relative Reserved Burst Period – Relative reservierte Burst-Periode
    RT
    Real Time – Echtzeit
    RTP
    Real Time Protocol – Echtzeitprotokoll
    RUC
    Reassign Uplink Control – Uplink-Kontrolle neu zuweisen
    RUT
    Reassign Uplink Traffic – Uplink-Verkehr neu zuweisen
    SACCH
    Slow Associated Control Channel – Langsam verknüpfter Kontrollkanal
    SD
    Start Delay – Startverzögerung
    SDT
    Start Downlink Traffic – Downlink-Verkehr starten
    SID
    Silence Descriptor – Silence Descriptor
    SUT
    Start Uplink Traffic – Uplink-Verkehr starten
    TBF
    Temporary Block Flow – Temporärer Blockfluss
    TBF1
    Temporary Block Flow Identifier – Temporäre Blockflusskennung
    TCP
    Transport Control Protocol – Transportkontrollprotokoll
    TF1
    Temporary Flow Identifier – Temporäre Flusskennung
    TS
    Time Slot – Zeitfenster
    UDP
    User Datagram Protocol – Benutzer-Datagramm-Protokoll
    UEP
    Unequal Error Protection – Ungleicher Fehlerschutz
    UBMCH
    Uplink Block Message Channel – Uplink-Blocknachrichtenkanal
    UPRCH
    Uplink Periodic Reservation Channel – Uplink-Kanal für periodische Reservierung
    UMT
    Uplink (Burst) Message Type – Uplink (Burst) Nachrichtentyp
    UMTS
    Universal Mobile Telecommunications System – UMTS
    USF
    Uplink State Flag – Uplink-Statusflag
    UTCH/FS
    Uplink Traffic Channel for Full Rate Speech – Uplink-Verkehrskanal für Vollratensprache
    UTCH/HS
    Uplink Traffic Channel for Half Rate Speech – Uplink-Verkehrskanal für Halbratensprache
    UTCH/FD
    Uplink Traffic Channel for Full Rate Data – Uplink-Verkehrskanal für Vollratendaten
    UTCH/HD
    Uplink Traffic Channel for Half Rate Data – Uplink-Verkehrskanal für Halbratendaten
    UTRAN
    UMTS Terrestial Radio Access Network – UMTS Terrestrisches Funkzugangsnetzwerk
    VAD
    Voice Activity Detection – Sprachaktivitätserkennung
  • Diensterfordernisse
  • Die Diensterfordernisse für GERAN basieren auf denen für UMTS plus eines optimierten Sprachdienstes, der auf GSM/AMR basiert. Diese Erfordernisse beschreiben die Funkkanalklassen, die Notwendigkeit für parallele Funkkanalflüsse, Handover und die Anpassung an das UMTS-Kernnetzwerk. Spezielle Fehler-, Durchsatz- und Verzögerungserfordernisse für jede Funkkanalklasse sind FFS, aber die Reihe der Fähigkeiten ist klar aufgrund der aktuellen UMTS-Erfordernisse.
  • Unterstützung von Funkkanalklassen in Anpassung an UMTS
  • Die UMTS-Funkkanalklassen für Konversations-, Streaming-, interaktive und Hintergrunddienste decken eine Reihe von Echtzeit- und Nichtechtzeit-Datendiensten mit einem breiten Bereich von Fehler-, Durchsatz- und Verzögerungserfordernissen ab. Die GERAN Erfordernisse für diese Dienste werden an UMTS angepasst, wobei wie erforderlich Änderungen vorgenommen werden, um die einzigartigen Eigenschaften von GERAN zu erfassen.
  • Sprachdiensterfordernisse basieren auf denen von GSM/AMR. Eine GERAN Funkkanalklasse soll speziell für den Sprachdienst optimiert werden.
  • Unterstützung für parallele Funkkanalflüsse mit unterschiedlicher QoS
  • GERAN unterstützt maximal drei parallele bidirektionale Funkkanalflüsse mit unterschiedlichen QoS-Anforderungen. Diese Fähigkeit ermöglicht die Unterstützung eines gleichzeitigen Sprachen- und Datendienstes sowie eines Multimediendienstes.
  • Handover-Erfordernisse für RT-Dienste
  • Sprachen- und Echtzeitdatendienste weisen QoS-Eigenschaften auf, die von aktuellen EGPRS Wiederauswahlprozeduren nicht unterstützt werden. GERAN beinhaltet Prozeduren zur Unterstützung der Aufrechterhaltung einer akzeptablen (TBD) QoS während netzwerk-unterstützter Handover-Prozeduren für Sprachen- und Echtzeitdatendienste. Die Details dieser Handover-Prozeduren fallen nicht in den Geltungsbereich dieses Dokuments.
  • Anpassung an das UMTS-Kernnetzwerk
  • GERAN entspricht den für UMTS aufgestellten Schnittstellenerfordernissen des Kernnetzwerks, wobei nur diejenigen Änderungen erforderlich sind, die zur Anpassung der einzigartigen Eigenschaften von GERAN benötigt werden. Insbesondere ist hierzu erforderlich, dass GERAN die lu-ps Schnittstelle zum UMTS-Kernnetzwerk bereitstellt.
  • Angestrebte Konfiguration
  • Blockierungs-begrenzter Einsatz (Blocking Limited Deployment)
  • Dieser Konzept-Vorschlag wird für blockierungs-begrenzten Einsatz optimiert, wobei die höchste Kapazität durch größstmögliche Nutzung verfügbarer verkehrstragender Kanäle erzielt wird. Wenn es um blockierungs-begrenzten Einsatz geht, sind Kanäle mit traditionellen Schaltungen zur Lieferung von Sprach- und Echzeitdatendiensten unrentabel, weil sie während eines typischen Flusses signifikante „Totzeit"-Perioden aufweisen. Für Sprachendienst mit einem Sprachaktivitätsfaktor von ungefähr 40% gibt es beträchtliches Potential zur Erhöhung der allgemeinen Kapazität mit statistischem Multipexing von Verkehrskanalressourcen.
  • Störungs-begrenzter Einsatz (Interference Limited Deployment)
  • Da ein störungs-begrenztes System mit einem Bruchteil seiner Kanalkapazität laufen muss, um eine insgesamt akzeptable Performance zu erzielen, bietet statistisches Multiplexing typisch kaum oder gar keinen Kapazitätsvorteil. Ein störungs-begrenzter Einsatz (zum Beispiel 1/3 Neueinsatz) verwandelt sich jedoch in blockierungs-begrenzten Einsatz mit Techniken wie Beam-forming und Leistungssteuerung. Besser ist es, GERAN für Einsätze zu optimieren, die sich den Einsatz der neuesten Störungsmanagementtechniken zunutze machen, wodurch sie blockierungs-begrenzter werden. Dieser Ansatz gewährleistet, dass die größten Kapazitätsvorteile in allen Konfigurationen verfügbar sind.
  • Weniger agressiver Neueinsatz (zum Beispiel 4/12), bei Verfügbarkeit eines Spektrum vorzuziehen
  • Für die vorhersehbare Zukunft wird blockierungs-begrenzter Einsatz (blocking limited deployment) allgemein zum Einsatz kommen. Blockierungs-begrenzter Einsatz ist vorzuziehen in Bereichen, die nicht durch Spektrumsverfügbarkeit begrenzt sind. Er wird ferner in Bereichen vorgezogen, in denen eine einheitliche Dienstqualität obligatorisch ist, da Deckungslücken häufiger vorkommen, wenn in störungs-begrenzten Verhältnissen gearbeitet wird.
  • Brandneue Verkehrs- und Kontrollkanäle
  • Diese Erfindung führt neue Verkehrs- und Kontrollkanäle ein, die vollkommen kompatibel mit Beam-forming und Leistungssteuerungstechniken sind, so dass sie für alle neuen Verkehrs- und Kontrollkanäle eingesetzt werden können. Dies wird dadurch erzielt, dass alle Kommunika tionen auf diesen Kanälen als Punkt-zu-Punkt eingerichtet werden. In den Downlink-Übertragungen gibt es weder Multicast- noch Broadcast-Kontrollnachrichten oder Kontrollfelder. Insbesondere wird in Downlink Bursts kein USF benötigt.
  • Multiplexing-Prinzipien
  • Die Vorteile des statistischen Multiplexing werden durch den Einsatz der folgenden Prinzipien erzielt.
  • Unidirektionale Verkehrs- und Kontrollkanäle
  • Alle neuen Kontroll- und Verkehrskanäle sind unidirektional, wobei Frequenz- und Zeitfensterzuweisung unabhängig in Uplink- und Downlink-Richtung erfolgt. Verfügbare Ressourcen können den Verkehr- und Kontrollkanalfunktionen dynamisch nach Bedarf zugewiesen werden. Dies ermöglicht maximale Flexibilität bei der Zuordnung von verfügbaren Ressourcen. Für statistisches Multiplexing von Sprache muss die historische Verknüpfung zwischen den Uplink- und Downlink-Kanälen aufgehoben werden, vor allem deswegen, weil Uplink- und Downlink-Ressourcen unabhängig angefordert werden. Durch Aufheben der Verknüpfung zwischen Uplink und Downlink steht ein maximaler Ressourcen-Pool zur Zuweisung zur Verfügung, wenn neue Daten oder Sprache zur Übertragung bereitstehen.
  • Eine primäre Überlegung für alle neuen GERAN-Konzepte ist zweifellos die Auswirkung auf Halbduplex-Mobiltelefone im Hinblick auf ihre Kostenvorteile. Diese Halbduplex-Mobiltelefone betreffende Überlegung ist Gegenstand einer Begleitschrift. Die neuen Kontroll- und Verkehrskanäle sind speziell darauf eingerichtet, Halbduplex-Mobiltelefone in einer Weise zu unterstützen, die den Pool der Verkehrs- und Kontrollkanalressourcen maximiert, die zur Zuweisung zu diesen Mobiltelefonen zur Verfügung stehen.
  • Eine weitere Überlegung, die zu untersuchen ist, be trifft die Auswirkung von variabler Uplink/Downlink-Trägertrennung auf Mobiltelefone.
  • EGPRS-Verkehr Phase 1 und 2 in verschiedenen Zeitfenstern
  • Da es notwendig ist, Uplink- und Downlink-Kanäle unabhängig zuzuweisen, ist es nicht möglich, EGPRS-Verkehr Phase 1 und Phase 2 (GERAN) im gleichen Zeitfenster zu multiplexen. Dieser Verkehr muss zu jeder Zeit auf separate Zeitfenster aufgeteilt werden.
  • Multiplexing verschiedener QoS Klassen
  • Dieser Vorschlag unterstützt das Multiplexen aller QoS-Klassen auf den gleichen Kanälen. Die gleichen Uplink- und Downlink-Ressourcenpools werden gemeinsam, ungeachtetet ihrer QoS-Klasse, von allen Flüssen benutzt, wodurch die Vorteile des statistischen Multiplexing maximiert werden.
  • Angaben zum Einrichten von TBF
  • Das Konzept eines temporären Blockflusses (TBF) für GPRS/EGPRS ist in GERAN derart verbessert, dass sich ein eindeutiges Profil mit Richtungs-, QoS- und Protokollattributen ergibt.
  • Verhandeln des TBF-Profils
  • Vor dem Einrichten eines TBF zwischen einem Mobiltelefon und dem Netzwerk wird der TBF auf dem CCCH oder PCCCH in der aktuellen Zelle gehalten und unterliegt den aktuell in EGPRS definierten Prozeduren. Wenn der erste TBF eingerichtet wird, werden seine Attribute wie folgt definiert:
    Der TBF ist entweder unidirektional (Uplink oder Downlink) oder bi-direktional. Ein Sprach-TBF wäre typisch bi-direktional. Ein Daten-TBF könnte unidirektional oder bi-direktional sein. Datenverkehr, der einen signifikanten Austausch erfordert, wie zum Beispiel Bestätigungen in den oberen Schichten, könnte bi-direk tional sein, um die Unkosten für wiederholtes Einrichten des TBF für periodischen Verkehr einzusparen. Dem TBF werden QoS-Attribute zugewiesen, die mit der gewünschten Dienstqualität und Funkkanalklasse konsistent sind. Je nach den zugewiesenen QoS-Attributen könnte der TBF möglicherweise auch für netzwerkgelenkte Handover-Prozeduren eingesetzt werden, um während des Umschaltens zwischen zwei Zellen die Unterbrechung des Dienstes auf ein Minimum zu reduzieren.
  • Dem TBF werden Protokollattribute zugewiesen. Zum Beispiel benutzt der TBF für den Sprachdienst sprachen-optimierte Kanalcodierung der physischen Schicht und eliminiert mit anderen Protokollschichten verknüpfte Kopfzeilen. Datendienste erfordern typisch daten-optimierte Kanalcodierung der physischen Schicht und das Vorhandensein von Kopfzeilen für alle Protokollschichten, um kompliziertere Protokollfunktionen zu steuern.
  • MAC-Prozeduren für einen eingerichteten THF
  • Nach Einrichten des ersten TBF verbleibt das Mobiltelefon, ungeachtet der An- oder Abwesenheit von zu sendenden Daten, so lange auf den neuen Echtzeit-Verkehrs- und Kontrollkanälen, bis alle TBFs für das Mobiltelefon freigegeben werden. Jeder TBF bleibt ungeachtet der Aktivität so lange gültig, bis er entweder abschaltet oder ausdrücklich vom Netzwerk freigegeben wird.
  • Kanäle für Ressourcen-Schnellzuweisung
  • Wenn in Downlink-Richtung kein Datenverkehr vorhanden ist (dem TBF ist kein Downlink-Verkehrskanal zugewiesen), muss das Mobiltelefon einen zentralen Downlink-Kontrollkanal auf Direktiven zur schnellen Ressourcenzuweisung überwachen. Diese Zuweisungsdirektiven weisen dem TBF nach Bedarf Verkehrskanal-Ressourcen zu, um Datenübertragung mit den vereinbarten QoS-Attributen zu unterstützen.
  • Wenn der TBF eine aktive Downlink-Verkehrskanalzuweisung hat, überwacht er typisch den gleichen physischen Kanal auf Schnellverknüpfungs-Kontrollkanalnachrichten zusammen mit anderen Zuweisungsdirektiven. Als Alternative zu Mobiltelefonen mit angemessener Mehrzeitfenster-Fähigkeit muss das Mobiltelefon eventuell sowohl den Downlink-Verkehrskanal auf Benutzerdaten als auch einen zentralen Downlink-Kontrollkanal auf Schnellzuweisungs-Direktiven überwachen.
  • Wenn ein Mobiltelefon mehr als einen aktiven TBF in Downlink-Richtung aufweist, muss er eventuell entweder einen zentralen Downlink-Kontrollkanal und/oder einen (oder mehrere) Downlink-Verkehrskanäle auf Schnellzuweisungs-Direktiven überwachen.
  • Zuweisung von Verkehrskanälen
  • Wenn der TBF einen Downlink-Verkehrskanal zur Datenübertragung benötigt, sendet er eine Schnellzuweisungs-Direktive an das Mobiltelefon zur Zuweisung eines Downlink-Verkehrskanals für die Datenübertragung.
  • Wenn der TBF einen Uplink-Verkehrskanal zur Datenübertragung benötigt, sendet er eine Schnellzugangsanforderung an einen Uplink-Kontrollkanal zum Schnellzugang. Das Netzwerk reagiert mit einer Schnellzuweisungs-Direktive zur Zuweisung der notwendigen Uplink-Ressource.
  • Auf jeden Fall, da QoS- und Protokollattribute während des Einrichtens des TBFs verhandelt werden, besteht keine Unklarheit, was die Parameter der Ressourcen-Anforderung oder -Zuweisung betrifft. Solange ein TBF läuft, ändern sich diese Attribute von einer Anforderung oder Zuweisung von Ressourcen zur nächsten nicht.
  • Timing-Anpassung und Leistungssteuerung
  • Solange mindestens ein TBF für ein Mobiltelefon eingerichtet ist, läuft die Timing-Anpassung und Leistungssteuerung. Alle Bursts haben daher normale Länge, da keine abgekürzten Bursts erforderlich sind, um Fehlanpassungen zu berichtigen. Dadurch werden die mit diesen Funktionen verbundenen zusätzlichen Kosten am Anfang jeder Verkehrskanalzuweisung vermieden.
  • Protokoll und Architektur
  • Zur Unterstützung von optimierten Sprach-, Echtzeit- und Nichtechtzeit-Benutzern auf Paketträgern werden zwei verschiedene Protokollstapel vorgeschlagen, um die Erfordernisse für optimierte Sprach- und Datenträger zu erfüllen, wie in 5 dargestellt.
  • Der für einen bestimmten TBF benutzte Protokollstapel wird beim Einrichten des TBF zusammen mit den QoS-Attributen verhandelt. Für optimierte Sprachträger wird einem Sprach-TBF während eines Talkspurts ein dedizierter unidirektionaler Verkehrskanal zugewiesen. So kommt es, dass keine RLC/MAC-Kopfzeile benutzt wird. Die IP/UDP/RTP Kopfzeileninformation wird beim Einrichten des TBF ausgetauscht und daher über die HF-Schnittstelle aus der Sprach-Frame-Übertragung elinimiert. Für optimierte Sprachbenutzer kann also auf den gesamten schraffierten Bereich des Protokollstapels verzichtet werden, was aber nicht der Fall für RT- und NRT-Datenbenutzer ist. Für RT- und NRT-Datenbenutzer wird der Protokollstapel EGPRS Phase 2 beibehalten. Eine mögliche Optimierung für RT-Datenträger ist im Rahmen einer weiteren Studie (FFS) zu untersuchen.
  • RLC
  • GERAN wird die RLC-Steuerung von EGPRS Phase 1 nur mit denjenigen Erweiterungen benutzen, die zur Anpassung der RLC-Prozeduren an die neuen RT-Verkehrs- und Kon trollkanäle erforderlich sind.
  • MAC
  • Echtzeit-MAC ist neu für GERAN, basierend auf den Schnellkzugangs- und Schnellzuweisungs-Prozeduren dieses Vorschlags.
  • Funkschnittstellenaspekte
  • GERAN Schicht 1 ist eine verbesserte Version von EGPRS Phase 1 Schicht 1. Verbesserungen beziehen sich auf die Einführung neuer Verkehrs- und Kontrollkanaltypen, wie oben beschrieben.
  • Verkehrskanal-Design
  • Alle Verkehrskanäle in GERAN werden als unidirektionale Kanäle betrachtet. Kettenverschachtelung erfolgt auf Sprachverkehrskanälen und Blockverschachtelung für Daten. Halfratenkanäle benutzen abwechselnde Bursts. Dies hat einen signifikanten Multiplexing-Vorteil für Halbduplex-Mobiltelefone. Im Falle von Nichtechtzeitdaten (NRT) erleichtert es das Multiplexen mit Echtzeitdaten (RT) und Sprache.
  • Sprach-, RT- und NRT-Benutzer können sich ein Zeitfenster teilen, indem sie zwei verschiedenen Halbratenkanälen im gleichen Zeitfenster zugewiesen werden. Ein Halbraten- oder Vollraten-Verkehrskanal wird einem spezielloen Sprach- oder Datenbenutzer für die Dauer eines Talkspurt oder "Dataspurt" zugewiesen. Der Empfänger benötigt weder Kopfzeilen noch Stealing Bits, um zwischen diesen Verkehrskanälen zu unterscheiden. Für Datenkanäle werden Stealing Bits und Kopfzeilen wie in EGPRS Phase 1 benutzt, das Uplink-Statusflag (USF) wird jedoch auf der Downlink beseitigt.
  • Alle Verkehrskanalzuweisungen erfolgen über Messaging auf den neuen Kontrollkanälen (einschließlich den TCH verknüpften Kontrollkanälen).
  • Design-Prinzipien für Sprachverkehrskanäle
  • Sprachverkehrskanäle basieren auf der Unterstützung von GSM/AMR Moden auf Vollraten- und Halbratenkanälen. Die Codierung des Vollratenkanals für die GSM/AMR Moden ist die gleiche wie für aktuelles GSM/AMR. Die Kanalcodierung für Halbraten-AMR-Moden wird auf entweder 8PSK oder QPSK basieren, je nach den Ergebnissen separater Studien.
  • Verschachtelung (Interleaving)
  • Verschachtelung ist in allen Fällen Kettenverschachtelung über 40 msec, wie in GSM/AMR. Für einen Vollraten-Verkehrskanal erfolgt die Verschachtelung über 8 Radio Bursts in 40 msec mit einer Verkettungsüberlappung von 4 Radio Bursts in 20 msec. Für einen Halbraten-Verkehrskanal erfolgt die Verschachtelung über 4 Radio Bursts, auf 40 msec verteilt, mit einer Verkettungüberlappung von 2 Radio Burst in 20 msec. Dieser Halbraten-Verschachtelungsmodus wird manchmal als 0246/1357 beschrieben, um den Einsatz von abwechselnden Bursts für jeden der zwei Halbratenkanäle über die 8 Bursts in einem 40 msec Intervall zu bezeichnen. Die Alternative der Blockverschachtelung von 2 Sprach-Frames über 4 aufeinanderfolgende Bursts in 20 msec-Intervallen abwechselnd zwischen zwei Halbratenkanälen wird manchmal mit 0123/4567 Verschachtelung bezeichnet.
  • Kompatibilität mit Halbduplex-Mobiltelefonen
  • Halbduplex-Mobiltelefone weisen typisch starke Einschränkungen hinsichtlich der Uplink- und Downlinkkanäle auf, die sie unterstützen können. Dies ist eine wichtige Überlegung, da statistisches Multiplexing wirksamer mit einem zur Zuweisung verfügbaren größeren Ressourcen-Pool funktioniert. Untersuchungen haben ergeben, dass die beste Effizienz für statistisches Multiplexing für Halbduplex-Mobiltelefone dadurch erzielt wird, dass alle Halbraten-Verkehrs- und Kontrollkanäle so definiert werden, dass sie nur jedes zweite Burst in jedem Zeitfenster verwenden. Die Burst-Zuweisung für Halbratensprachkanäle wird weiter unten beschrieben.
  • Kopfzeilen
  • Da der gesamte Kanal (Vollraten- oder Halbratenkanal) einem TBF für die Länge eines Talkspurt zugewiesen wird, kann auf eine zusätzliche Kopfzeile außer der, die in GSM/AMR existiert, verzichtet werden.
  • Halbsprachblock
  • Bei Kettenverschachtelung ist die Hälfte der Information, die in den ersten und letzten 20 msec eines Talkspurt übertragen wird, typisch nicht benutzbar. Da AMR mehrere kompatible Betriebsarten mit verschiedenen Sprach-Frame-Größen alle 20 msec aufweist, ist es möglich, für diese unbenutzten Bits eine neue Kanalcodierung festzulegen, um spezielle Sprach-Frames zu übertragen. Zum Beispiel ist es für die 7,4 kbps Betriebsart möglich, eine andere Kanalcodierung für den ersten Block von unbenutzten Bits festzulegen, um einen einzelnen 4,75 kbps Sprach-Frame zu codieren. Die Leistung dieses Halbsprachblocks ist etwas schlechter als die Leistung der übrigen Sprach-Frames, aber die Auswirkung auf die Qualität eines typischen Talkspurt insgesamt ist gering.
  • Durch den Einsatz des Halbsprachblocks wird die Verzögerung bis zum Anfang eines Talkspurts um 20 msec reduziert. Dadurch, dass ein Talkspurt mit einem Halbsprachblock gestartet wird, ist die Gesamtzeit auf dem Verkehrskanal ebenfalls um 20 msec reduziert (entsprechend dem 20 msec Intervall, das typisch zum Starten einer Kettenverschachtelungsfolge benötigt wird). Indem ein Halbsprachblock für den letzten Sprach-Frame eines Talkspurt benutzt wird, der relativ unwichtig für die Verständlichkeit des Talkspurt ist, wird die Gesamtzeit auf dem Verkehrskanal um weitere 20 msec (also insgesamt 40 msec) reduziert. Dies wird dadurch erreicht, dass man auf die Übertragung des letzten 20 msec Abschnitts des letzten gültigen Sprach-Frames verzichtet.
  • Der Halbsprachblock könnte auch in der Mitte eines Talkspurt dazu benutzt werden, Platz für die Übertragung eines Frames mit Kontrollinformation zu machen. Dies wird mit "Dim-and-Burst" Signalisierung bezeichnet im Gegensatz zu "Blank-and-Burst" Signalisierung, wodurch ein ganzer Sprach-Frame mit Kontrollinformation ersetzt wird. Dieses "Dim-and-Burst" Konzept wird unten als neuer verknüpfter Kontrollkanal eingeführt.
  • Anfangs-Burst eines Talkspurt
  • In GSM muss Verschachtelung an einer Radioblockgrenze beginnen, die alle 20 msec eintritt. Da jedes Talkspurt einem Verkehrskanal speziell zugewiesen wird, ist es nicht erforderlich, diese 20 msec Granularität beizubehalten. Indem man auf jedem Burst den Beginn eines Talkspurt gestattet, wird die Durchschnittsverzögerung bis zum Beginn eines Talkspurt um ungefähr 5 msec für Halbratenkanäle verbessert, da die Zuweisungsgranularität von 20 msec auf 10 msec reduziert wird. Die durchschnittliche Verbesserung für Vollratenkanäle ist ungefähr 7,5 msec, da die Zuweisungsgranularität von 20 msec auf 5 msec reduziert wird.
  • AMR VAD und Hangover
  • Die aktuellen AMR VRD und Hangover Intervalle sind nicht darauf eingerichtet, eine optimale Performance für ein System mit statistischem Multiplexing von Sprache bereitzustellen. Beide Themen sind in einer weiteren Studie zu untersuchen, um die Durchschnittslänge von Talkspurts zu reduzieren, ohne die Vorkommensrate von Talkspurts significant zu erhöhen (welches die Erhöhung der Last auf die RT-Kontrollkanäle verursachen würde). Zum Beispiel müsste es möglich sein, das Hangover-Intervall von 7 Frames auf eine geringere Anzahl von 2 oder 3 Frames zu reduzieren. Es ist noch nicht bekannt, wie sich dies auf die Kontrollkanalbe lastung oder das Vorkommen von Sprach-Clipping auswirken würde.
  • Design-Prinzipien für Datenverkehrskanäle
  • Die Datenverkehrskanäle sind für volle Kompatibilität mit den Sprachverkehrskanälen unter Wiederverwendung der für EGPRS definierten Codierungssysteme für die MCS1–MCS9 Kanäle ausgelegt.
  • Verschachtelung (Interleaving)
  • Für Vollraten-Datenkanäle wird die Blockverschachtelung 0123/4567, wie in EGPRS definiert, verwendet. Es ist keine Abweichung von EGPRS erforderlich, da der TBF den Kanal so lange ausschließlich benutzen kann, bis er ausdrücklich neu zugewiesen wird.
  • Für Halbraten-Datenkanäle wird die Blockverschachtelung 0246/1357 benutzt, wobei jeder Datenblock über 4 aufeinanderfolgende ungerad- oder geradzahlige Bursts (abwechselnde Bursts) verschachtelt wird.
  • Kompatibilität mit Halbduplex-Mobiltelefonen
  • Wie im Halbratensprachabschnitt haben die Halbraten-Datenverkehrskanäle die gleichen Effizienz-Vorteile in statistischem Multiplexing wie die Halbraten-Sprachverkehrskanäle.
  • Kopfzeilen
  • Da der ganze Kanal (Vollraten- oder Halbratenkanal) einem TBF für die Länge eines Dataspurt zugewiesen ist, kann auf zusätzliche Kopfzeilen neben denen im vorhandenen EGPRS verzichtet werden. Der USF ist unbenutzt und könnte für andere Zwecke neu definiert werden. Die TFI ist bei diesem Ansatz ebenfalls unbenutzt, wie definiert, ist aber potentiell wertvoll für zusätzliche Daten-Multiplexing-Optionen, wenn sie durch ARI und/oder TBF1 ersetzt wird, wie in Abschnitt 0 definiert.
  • Anfangs-Burst eines Talkspurt
  • Wie oben erwähnt, können Datenkanäle mit einem Dataspurt auf jedem zugewiesenen Burst beginnen, wobei die gleiche Verbesserung in der Verzögerung bis zum Beginn des Dataspurts wie für ein Talkspurt gilt.
  • Definition von Verkehrskanälen
  • Definiert sind folgende Verkehrskanäle:
  • Downlink-Verkehrskanal für Vollratensprache (DTCH/FS).
  • Dieser Kanal umfasst ein ganzes Zeitfenster mit Acht-Burst-Kettenverschachtelung. Dieser Kanal benutzt GMSK-Modulation und UEP (ungleicher Fehlerschutz).
  • Downlink-Verkehrskanal für Halbratensprache (DTCH/HS).
  • Dieser Kanal umfasst eine Hälfte eines Zeitfensters auf abwechselnden Bursts mit Vier-Burst-Kettenverschachtelung. Kanal 1 im Zeitfenster weist geradzahlige Bursts und Kanal 2 weist ungeradzahlige Bursts auf. Die Modulations- und Codierungssysteme sind festzulegen.
  • Downlink-Verkehrskanal für Vollratendaten (DTCH/FD).
  • Dieser Kanal umfasst ein ganzes Zeitfenster mit Vier-Burst-Blockverschachtelung. EGPRS Phase 1 Modulations- und Codierungssysteme (MCS1–MCS9) werden für die Blöcke benutzt. Das USF-Flag wird entfernt.
  • Downlink-Verkehrskanal für Halbratendaten (DTCH/HD).
  • Dieser Kanal umfasst eine Hälfte eines Zeitfensters auf abwechselnden Bursts mit Vier-Burst-Blockverschachtelung. Kanal 1 im Zeitfenster weist geradzahlige Bursts und Kanal 2 weist ungeradzahlige Bursts auf. EGPRS Phase 1 Modulations- und Codierungssysteme (MCS1–MCS9) werden für die Blöcke benutzt (vier abwechselnde Bursts). Das USF-Flag wird entfernt.
  • Uplink-Verkehrskanal für Vollratensprache (UTCH/FS).
  • Dieser Kanal umfasst ein ganzes Zeitfenster mit Acht-Burst-Kettenverschachtelung. Dieser Kanal benutzt GMSK-Modulation und UEP (ungleicher Fehlerschutz).
  • Uplink-Verkehrskanal für Halbratensprache (UTCH/HS).
  • Dieser Kanal umfasst eine Hälfte eines Zeitfensters auf abwechselnden Bursts mit Vier-Burst-Kettenverschachtelung. Kanal 1 im Zeitfenster weist geradzahlige Bursts und Kanal 2 weist ungeradzahlige Bursts auf. Die Modulations- und Codierungssysteme sind festzulegen.
  • Uplink-Verkehrskanal für Vollratendaten (UTCH/FD).
  • Dieser Kanal umfasst ein ganzes Zeitfenster mit Vier-Burst-Blockverschachtelung. EGPRS Phase 1 Modulations- und Codierungssysteme (MCS1–MCS9) werden für die Blöcke benutzt.
  • Uplink-Verkehrskanal für Halbratendaten (UTCH/HD).
  • Dieser Kanal umfasst eine Hälfte eines Zeitfensters auf abwechselnden Bursts mit Vier-Burst-Blockverschachtelung. Kanal 1 im Zeitfenster weist geradzahlige Bursts und Kanal 2 weist ungeradzahlige Bursts auf. EGPRS Phase 1 Modulations- und Codierungssysteme (MCS1–MCS9) werden für die Blöcke benutzt (vier abwechselnde Bursts).
  • Halbraten-Verkehrskanalstruktur
  • Halbraten-Verkehrskanäle weisen entweder geradzahlige Bursts (Kanal 1) oder ungeradzahlige Bursts (Kanal 2) eines Zeitfensters auf. Diese geradzahlige oder ungeradzahlige Zuweisung eines Halbraten-Verkehrskanals wird in einem Multiframe nicht geändert. Es lohnt sich, zu erwähnen, dass für derzeitige GSM-Verkehrskanäle die Burst-Zuweisung nach je 13 Frames innerhalb eines Multiframes zwischen ungeradzahligen und geradzahligen Bursts wechselt. Diese Änderung in der Burst-Zuweisung ist notwendig, um maximale Kompatibilität mit Halbduplex-Mobiltelefonen zu erzielen.
  • Für Datenverkehrskanäle gibt es kein MSACCH, und alle zugewiesenen Bursts im Zeitfenster stehen für den Verkehr zur Verfügung.
  • Multiplexing von Sprach- und Datenverkehr
  • Den zwei verschiedenen Phasen, das heißt den ungeradzahligen Bursts oder geradzahligen Bursts eines Zeitfensters, können zwei verschiedene Halbraten-Verkehrkanäle (Sprach- oder Datenkanäle) zugewiesen werden. Die Sprachverkehrskanäle (Halbraten- oder Vollratenkanäle) werden einem Sprachbenutzer für die Dauer eines Talkspurt zugewiesen. Eine vereinfachte feste Zuordnungsprozedur ordnet einem TBF für die Dauer eines Dataspurt kontinuierlich einen ganzen Verkehrskanal (entweder Vollraten- oder Halbratenkanal) zu.
  • Multiplexing für Vollraten-Sprachbenutzer während eines Talkspurt oder für Vollraten-Datenbenutzer während eines Dataspurt gibt es nicht. Nach Beendigung eines Vollraten-Talkspurt oder Dataspurt steht das entsprechende Zeitfenster zur Zuordnung zu einem Vollraten- oder Halbraten-Sprach- oder Daten-TBF zur Verfügung.
  • Design der Echtzeit-Kontrollkanäle
  • Neue Echtzeit-Kontrollkanäle stellen die schnelle Ressourcen-Zuweisung bereit, die zur Durchführung von statistischem Multiplexing von Sprach- und Echtzeit-Datendiensten erforderlich ist. Eine Burst-basierte „Contention" Zugangsprozedur gestattet einer MS auf dem RT-Kontrollkanal, eine Uplink-Ressource anzufordern, wenn ein Uplink-Verkehrsfluss vom inaktiven in den aktiven Zustand übergeht (zum Beispiel, wenn das nächste Talkspurt für einen Sprachbenutzer startet). Die Zugangsanforderungskennung des Mobiltelefons, ARI, wird im Zugangs-Burst übertragen, welches dem Netzwerk gestattet, sofort „Contention Resolution" durchzuführen. Das Netzwerk nimmt die ARI auch in Schnellzuweisungsnachrichten in der Downlink auf. Fast Retry (Schnellwiederholung) mit 5 msec Granularität erhöht die Robustheit des Einzel-Burst-Zugangs- und Schnellzuweisungssystems. Erneute Schnellzuweisung und Terminierung gibt dem Netzwerk die Fähigkeit, Ressourcen zuzuweisen und erneut zuzuweisen sowie die QoS von RT TBFs zufriedenzustellen.
  • Kontrollkanalfunktionen
  • Der vorhandene BCCH- oder PBCCH-Kanal stellt die Rundfunkinformation bereit, die das Mobiltelefon für den Zugriff auf GERAN benötigt. Der vorhandene CCCH- oder PCCCH-Kanal ermöglicht es, die Attribute des anfänglichen TBF zu verhandeln, und die für den Zugang zu den RT-Kontrollkanälen benötigten Parameter zu übermitteln. Einmal in einem Sprach-, RT-Daten- oder NRT-Daten-TBF werden die folgenden Funktionen benötigt (soweit keine Ausnahme angegeben ist).
  • Zugangsanforderung
  • Das Mobiltelefon muss fähig sein, Uplink-Ressourcen im Namen eines TBF anzufordern.
  • Verkehrs- und Kontrollkanalzuweisung
  • Das Netzwerk muss fähig sein, Verkehrs- und Kontrollkanalzuweisungen (für Uplink- und Downlink-Ressourcen) zum Mobiltelefon vorzunehmen.
  • End-of-TBF Kontrolle
  • Das Mobiltelefon muss fähig sein, vom Netzwerk die Beendigung eines bestimmten TBF anzufordern. Das Netzwerk muss fähig sein, ein Mobiltelefon anzuweisen, einen TBF sofort zu beenden.
  • Bestätigung von Netzwerk-Direktiven
  • Das Mobiltelefon muss fähig sein, Verkehrs- und Kontrollkanalzuweisungen und End-of-TBF-Direktiven zu bestätigen, um etwa notwendige Retry-Prozeduren auszulösen, um schnelle Ressourcenzuweisungen zu gewährleisten.
  • Timing Advance und Leistungssteuerung
  • Das Netzwerk muss fähig sein, dem Mobiltelefon irgendwelche notwendigen Änderungen am Timing Advance und an der Leistungssteuerung mitzuteilen.
  • Handover-Signalisierung
  • Wenn für ein Mobiltelefon ein TBF für Sprache oder RT-Daten eingerichtet ist, kann es Handover-Prozeduren vornehmen. In diesem Fall ist das Mobiltelefon verpflichtet, periodisch Nachbarzellen-Messwert-Berichte an das Netzwerk zu schicken. Das Netzwerk schickt die notwendigen Handover-Direktiven, wie angebracht, an das Mobiltelefon, damit das Mobiltelefon während und nach dem Handover unter Kontrolle der RT-Kontrollkanäle verbleibt, um Dienstunterbrechnungen auf ein Minimum zu reduzieren.
  • Verhandeln zusätzlicher TBFs
  • Es muss möglich sein, entweder für das Mobiltelefon oder das Netzwerk, zusätzliche TBFs zu verhandeln, während es unter Kontrolle der RT-Kontrollkanäle steht, vorbehaltlich der Multislot-Fähigkeiten des Mobiltelefons. Insbesondere muss es möglich sein, einen Standardraten-TBF für Kontrollsignalisierung einzurichten, während es unter Kontrolle der RT-Kontrollkanäle steht.
  • AMR-Signalisierung
  • Während eines Sprach-TBF muss es für das Netzwerk möglich sein, periodisch AMR-Modusbefehle an das Mobiltelefon zu schicken. Während eines Sprach-TBF außerhalb eines Downlink-Talkspurt muss es für das Netzwerk möglich sein, periodisch SID-Information an das Molbiltelefon zu schicken.
  • Während eines Sprach-TBF muss es für das Mobiltelefon möglich sein, periodisch AMR-Modus-Befehle an das Netzwerk zu schicken. Während eines Sprach-TBF außerhalb eines Uplink-Talkspurt muss es für das Mobiltelefon möglich sein, periodisch SID-Information an das Netzwerk zu schicken.
  • RLC-Signalisierung
  • RLC-Signalisierung kann zum Beispiel Ack/Nack-Nachrichten und BEF-Messungen beinhalten. Während eines Daten-TBF, welcher gerade in Downlink-Richtung kommuniziert, muss es für das Mobiltelefon möglich sein, periodisch RLC-Kontrollnachrichten an das Netzwerk zu senden.
  • Während eines Daten-TBF, welches dabei ist, in Uplink-Richtung zu kommunizieren, muss es für das Netzwerk möglich sein, periodisch RLC-Kontrollnachrichten an das Mobiltelefon zu senden.
  • Wenn dem TBF bereits ein Datenverkehrskanal zugeordnet wurde in einer Richtung, die die Übertragung einer RLC-Kontrollnachricht erfordert, gestatten vorhandene RLC-Prozeduren bereits das uneingeschränkte Multiplexen von RLC-Kontrollnachrichten mit RLC-Daten-Frames.
  • Design-Prinzipien für Kontrollkanäle
  • Die wichtigsten Funktionen der RT-Kontrollkanäle, die statistisches Multiplexing ermöglichen, sind Schnellzugang, Schnellzuweisung und Schnellbestätigung. Die folgenden Prinzipien gewährleisten die schnelle Durchführung dieser Funktionen.
  • Burst-Basierte Kanäle
  • Alle Schnellzugangs-, Schnellzuweisungs- und Schnellbestätigungskanäle verwenden Einzel-Burst-Nachrichten. Dies gewährleistet hohe Kapazitäts-, Punkt-zu-Punkt-Übertragungen, die mit Beam-Lenkung und Leistungssteuerungsprozeduren kompatibel sind, und feine temporale Granularität für eine Übertragungsmöglichkeit alle 5 msec.
  • Zugangsanforderungskennung
  • Jedem Mobiltelefon wird während der Zugangs- und Zuweisungsprozeduren auf den RT-Kontrollkanälen eine ARI als eindeutige Kennung zugewiesen. Durch Aufnahme der ARI in das Zugangs-Burst führt das Netzwerk sofort eine „Contention Resolution" durch, anstatt auf einem Verkehrskanal wie in GPRS und EGPRS auf „Contention Resolution" Prozeduren warten zu müssen. Es ist möglich, dass das Netzwerk sofort mit einer Einzel-Burst-Zuweisungsnachricht einschließlich der ARI antwortet.
  • Halbraten- und Vollratenkanäle
  • Den Schnellzugangs-, Schnellzuweisungs- und Schnellbestätigungskanälen wird typisch mit allen Bursts in einem gegebenen Zeitfenster ein Vollratenkanal zugewiesen. Es aber auch möglich, diese Kanäle als Halbratenkanäle zuzuweisen, indem entweder nur geradzahlige oder nur ungeradzahlige Bursts in einem Zeitfenster verwendet werden.
  • Insbesondere wird darauf hingewiesen, dass ein Schnellzugangskanal ganz für "Contention" Zugang zugewiesen wird. Das Netzwerk sendet kein USF, um „Contention" Möglichkeiten zu signalisieren. Da auf Überwachung des USF verzichtet werden kann, werden bis zu 40 msec Wartezeit zur Durchführung eines Zugangsversuchs in bestimmten Situationen eingespart.
  • Fast Retry
  • Da alle Vollraten-Zugangs-, Zuweisungs- und Bestätigungskanäle eine Granularität von 5 msec aufweisen, kann eine Schnellwiederholung dieser Prozeduren bis zu einmal alle 5 msec erfolgen. Halbratenkanäle weisen eine Granularität von 10 msec auf. Selbst bei einer höheren Fehlerrate auf diesen Kanälen können die Zugangs- und Zuweisungsprozeduren schnell und effizient durchgeführt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass Frequenzsprung auf diesen Kanälen wünschenswert ist, um Burst-zu-Burst Fading Correlation zu reduzieren oder zu eliminieren.
  • Kontrollkanal-Schnellzuweisung
  • Die Schnellzugangs-, Schnellzuweisungs- und Schnellbestätigungskanäle werden beim Einrichten eines TBF zuge wiesen und gelten während des ganzen TBF, soweit keine Neuzuweisung erfolgt.
  • Definitionen für verknüpfte Kontrollkanäle
  • Mehrere neu verknüpfte Kontrollkanäle wurden definiert, um die notwendigen Kontrollkanalfunktionen zu unterstützen, während das Mobiltelefon auf dem Verkehrskanal in der Richtung aktiv ist, in der Kontrollsignalisierung benötigt wird.
  • Schnell verknüpfter Kontrollkanal (FACCH)
  • Mit jedem in 0 definierten Verkehrskanal ist ein FACCH verknüpft. Somit wird der mit DTCH/FS verknüpfte FACCH mit FACCH/DFS bezeichnet, für FACCH auf einem Downlink-Vollraten-Sprachkanal. Andere FACCH-Kanäle sind entsprechend benannt. Standard FACCH-Codierung wie in GSM AMR-Träger wird benutzt.
  • Dim-and-burst FACCH (DFACCH)
  • Mit jedem in 0 definierten Verkehrskanal ist ein DFACCH verknüpft. Somit wird der mit UTCH/FS verknüpfte DFACCH mit DFACCH/UFS bezeichnet. Andere DFACCH-Kanäle sind entsprechend benannt.
  • DFACCH Codierung ist in einer weiteren Studie außerhalb dieser Erfindung zu untersuchen.
  • Burst-basierter FACCH (BFACCH)
  • Mit jedem in 0 definierten Verkehrskanal ist ein BFACCH verknüpft. Somit wird der mit DTCH/FS verknüpfte BFACCH mit BFACCH/DFS bezeichnet. Andere BFACCH-Kanäle sind entsprechend benannt.
  • Burst-basierte Kontrollnachrichten werden über BFACCH übertragen und ersetzen Einzel-Burst-Sprache oder Daten für Schnellzugang, Schnellzuweisung und Schnellbestätigung, während sie sich auf einem Verkehrskanal befinden. BFACCH unterscheidet sich von Sprach- oder Datenverkehr durch den Einsatz einer neuen Training-Sequenz oder Stealing Bits. BFACCH-Kanalcodierung unterliegt einer weiteren Studie.
  • Modifizierter langsam verknüpfter Kontrollkanal (MSACCH)
  • Mit jedem in 0 definierten Verkehrskanal ist ein MSACCH verknüpft. Somit wird der mit DTCH/FS verknüpfte MSACCH als MSACCH/DFS bezeichnet. Andere MSACCH-Kanäle sind entsprechend benannt.
  • Ein MSACCH besteht aus einem Satz reservierter Bursts auf periodischer Basis und weist die gleiche Struktur wie SACCH auf, der für GSM-Sprachverkehrskanäle definiert ist.
  • Block-basierte Signalisierungsnachrichten, wie zum Beispiel ein Nachbar-Messwert-Bericht, werden über MSACCH übertragen.
  • Definition für zentrale Uplink-Kontrollkanäle
  • Schneller Direktzugangskanal (FRACH)
  • Ein FRACH dient zur Übertragung von Einzel-Burst Contention Schnellzugangsnachrichten. Der Verkehr auf dem FRACH ist gegenüber RACH und PRACH isoliert. Da die Mobiltelefone, die auf dem FRACH zugreifen, angeblich zeitlich angepasst sind, ist die Schutzperiode auf dem FRACH Burst kürzer und die Nachrichtenlänge kann größer sein. Die maximale Nachrichtenlänge auf dem FRACH ist TBD.
  • Ein FRACH weist entweder auf allen Bursts (Vollrate) ein Vollzeitfenster oder auf jedem zweiten Burst (Halbrate) ein Halbzeitfenster auf.
  • Schnellbestätigungskanal (FACKCH)
  • Ein FACKCH dient zur Übertragung von Einzel-Burst-Nachrichten, um Zuweisungen und Terminierungs-Direktiven vom Netzwerk zu bestätigen. FACKCH Übertragungen kommen auf reservierten Bursts vor.
  • Eine Einzel-Burst-Bestätigungsnachricht wird auf dem FACKCH auf Abfragebasis mittels eines RRBP-Systems übertragen. Auf diese Weise können mehrere Burst-basierte Zuweisungs-/Bestätigungssequenzen innerhalb einer 20-msec Blockperiode abgeschlossen werden, wobei Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit von statischem Echtzeit-Multiplexing verbessert werden.
  • Ein FACKCH weist entweder auf allen Bursts (Vollrate) ein Vollzeitfenster oder auf jedem zweiten Burst (Halbrate) ein Halbzeitfenster auf.
  • Uplink-Kanal für periodische Reservierung (UPRCH) Ein UPRCH dient zur Übertragung von Signalisierungsnachrichten, die periodisch zu aktualisieren sind, wie zum Beispiel SID_Update und Nachbar-Messwert-Bericht. Es ist möglich, dass ein Verkehrskanal aufgehoben wird (zum Beispiel bei Abschluss eines Talkspurt), bevor eine Signalisierungsnachricht (die zum Beispiel 480 ms umspannt) ganz auf dem MSACCH übertragen wird. Ein UPRCH dient dazu, MSACCH Signalisierungskontinuität zu gewährleisten, wenn ein Uplink-Verkehrskanal freigegeben wird.
  • Ein UPRCH wird bei Zuweisung eines Uplink-Verkehrskanals freigegeben und bei jeder Freigabe eines Uplink-Verkehrskanals erneut zugewiesen.
  • Ein UPRCH weist entweder auf allen Bursts (Vollrate) ein Vollzeitfenster oder auf jedem zweiten Burst (Halbrate) ein Halbzeitfenster auf. Das Netzwerk reserviert eins von je 26 Bursts auf einem Vollraten-UPRCH für jeden Sprach-TBF, der nicht in einem Uplink Talkspurt ist. 26 Sprach-TBFs können sich gleichzeitig einen Vollraten-UPRCH teilen.
  • Uplink-Blocknachrichtenkanal (UBMCH)
  • Ein UBMCH ist für Blocknachrichten (4 Bursts), zum Beispiel für RLC-Signalisierung, bestimmt, wobei abgefragte Reservierungs-Bursts in einem RRBP-artigen System zum Einsatz kommen.
  • Definition für zentrale Downlink-Kontrollkanäle
  • Schnellzuweisungskanal (FASSCH)
  • Ein FASSCH dient zur Übertragung von Einzel-Burst-Zuweisungs- und Terminierungsnachrichten, wenn der MS kein Downlink-Verkehr zugeordnet ist. Zur Zuweisung von Downlink-Verkehrskanälen, Downlink-Signalisierungskanälen, Uplink-Verkehrskanälen und Upling-Signalisierungskanälen werden verschiedene Nachrichten verwendet.
  • Ein FASSCH weist entweder auf allen Bursts (Vollrate) ein Vollzeitfenster oder auf jedem zweiten Burst (Halbrate) ein Halbzeitfenster auf.
  • Downlink-Kanal für periodische Reservierung (DPRCH) Ein DPRCH dient zur Übertragung von Signalisierungsnachrichten, die periodisch zu aktualisieren sind, zum Beispiel SID_Update, Timing Advance und Leistungssteuerung. Es ist möglich, dass ein Verkehrskanal aufgegeben wird (zum Beispiel, wenn ein Talkspurt endet), bevor eine Signalisierungsnachricht (die zum Beispiel 480 ms umspannt) ganz auf dem MSACCH übertragen wird. Ein DPRCH dient dazu, MSACCH Signalisierungskontinuität zu gewährleisten, wenn ein Downlink-Verkehrskanal freigegeben wird.
  • Ein DPRCH wird bei Zuweisung des Downlink-Verkehrskanals freigegeben und bei jeder Freigabe des Downlink-Verkehrskanals neu zugewiesen.
  • Ein DPRCH weist entweder auf allen Bursts (Vollrate) ein Vollzeitfenster oder auf jedem zweiten Burst (Halbrate) ein Halbzeitfenster auf. Das Netzwerk reserviert eins von je 26 Bursts auf einem Vollraten-DPRCH für jeden Sprach-TBF, der nicht in einem Downlink-Talkspurt ist. 26 Sprach-TBFs können sich gleichzeitig einen Vollraten-DPRCH teilen.
  • Downlink-Blocknachrichtenkanal (DBMCH)
  • Ein DBMCH ist für Blocknachrichten (4 Bursts), zum Beispiel RLC-Steuerung, Handover-Direktiven, usw. bestimmt.
  • Multiplexen des zentralen Kontrollkanals
  • Die FRACH, FACKCH, UPRCH, FASSCH und DPRCH Kanäle können entweder Vollraten- oder Halbraten-Kontrollkanäle sein. Ein Vollraten-Kontrollkanal benutzt alle Bursts in jedem Multiframe. Ein Halbraten-Kontrollkanal benutzt entweder jedes geradzahlige oder jedes ungeradzahlige Burst in jedem Multiframe.
  • Diese Kanäle werden nicht auf dem gleichen Vollraten- oder Halbratenkanal gemultiplext.
  • Zwei verschiedene Halbraten-Kontroll- oder Verkehrskanäle können den beiden verschiedenen Phasen (entweder den ungeraden oder den geraden) eines Zeitfensters zugewiesen werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Burst-Zuordnung für Halbraten-Kontrollkanäle kompatibel oder identisch mit der Burst-Zuordnung für Halbraten-Verkehrskanäle ist.
  • Das Multiplexen von DBMCH und UBMCH mit anderen zentralen Kontrollkanälen ist noch zu untersuchen (FFS).
  • Überblick über TBF-Echtzeitbetrieb
  • Die Definition von TBF (GPRS Phase I) ist verbessert, um Echtzeitdienste zu unterstützen. Jeder RT TBF kann bi-direktional (zum Beispiel Sprache) oder unidirektional (zum Beispiel „Best-Effort" Daten) sein. Der anfänglich eingerichtete RT TBF wird auf einem PCCCH oder CCCH geführt. Jeder RT TBF hat ein zugehöriges TBF- Profil. Die Verhandlung eines RT TBF Profils während des Einrichtens von TBF beinhaltet die QoS-Erfordernisse und den von RAB unterstützten Protokollstapel.
  • Weitere Information, die während des anfänglichen Einrichtens von TBF ausgetauscht wird, beinhaltet Folgendes:
    Eine temporäre MS-Zugangsanforderungskennung, ARI, die vom Netzwerk zugewiesen und der MS zugeschickt wird.
    Trägerinformation (einschließlich Frequenzsprungfolge), die der MS entweder durch eine Funknachricht über PBCCH/BCCH oder durch ausdrückliche Signalisierung mitgeteilt wird. Die Details sind in einer weiteren Studie (FFS) festzulegen.
    TBF-Kennung (TBF1), die der MS pro angeforderten TBF zugewiesen wird.
    TBF Inaktivitäts-Timer, der für Echtzeit- und Nichtechtzeit-Daten-TBFs verhandelt wird. Für RT-Sprach-TBF (FFS) kann er wahlweise eingerichtet werden.
  • Nachdem ein RT TBF eingerichtet wurde, wird der MS ein Satz von RT-Kontrollkanälen, nämlich FRACH, FACKCH, UBMCH and UPRCH für Uplink-Signalisierung und FASSCH, DBMCH and DPRCH für Downlink-Signalisierung und Kontrolle zugewiesen. Ein UPRCH (oder ein DPRCH) können jedesmal, wenn ein UTCH (oder ein DTCH) freigegeben wird, neu zugewiesen werden. Für die übrigen Kontrollkanäle, das heißt FRACH, FACKCH und UBMCH für Uplink, sowie FASSCH and DBMCH für Downlink ist für die Dauer des TBF keine Neuzuweisung erforderlich.
  • Der mit dem RT TBF verbundene Uplink- und/oder Downlink-Verkehr wird unabhängig, unter Einsatz von Schnellzugangs- und Schnellzuweisungs-Prozeduren aktiviert. Auf den RT-Kontrollkanälen können weitere RT und NRT TBF(s) verhandelt und eingerichtet werden.
  • Ein eingerichteter bi-direktionaler TBF weist folgende vier Zustände auf: „TBF Inactive" (TBF inaktiv), „DL Active" (DL aktiv), „UL Active" (UL aktiv) und „DL and UL Active" (DL und UL aktiv). Das Zustandsübergangsdiagramm für einen einzelnen bi-direktionalen RT TBF ist in 6 dargestellt. Die Zustandsübergänge für einen unidirektionalen RT TBF und NRT TBF (wie in EGPRS Phase 1 definiert) sind ein Subsatz der Zustände und der mit bi-direktionalem RT TBF verbundenen zulässigen Übergänge.
  • RT THF Zustandsdefinition
  • Ein eingerichteter bi-direktionaler RT TBF hat vier Zustände, wie in 7 dargestellt. In 6 (Tabelle 1) ist ferner die Kanalzuweisung dargestellt.
  • RT TBF Zustand: DL inaktiv
  • In diesem Zustand ist der MS für den TBF kein Uplink- oder Downlink-Verkehrskanal zugewiesen. Die MS und das Netzwerk können unabhängig voneinander Uplink- und Downlink-Verkehr starten, einen neuen TBF einrichten, einen aktuellen TBF beenden oder alle mit der MS verknüpften TBFs beenden. Das Netzwerk kann auch der MS gemeinsame Kontrollkanäle erneut zuweisen.
  • Mit diesen Zustand kann pro RT TBF ein Timer verbunden sein, der der MS ermöglicht, für eine konfigurierbare Zeit nach Beendigung des Downlink- und Uplink-Verkehrs im „TBF-eingerichtet" Zustand zu verharren. So wird eine Neuverhandlung des RT TBF-Profils vermieden, falls der Downlink- und Uplink-Verkehrsfluss innerhalb eines kurzen Zeitraums wieder aufgenommen wird.
  • RT TBF Zustand: DL aktiv
  • In diesem Zustand ist der MS ein mit dem RT TBF ver knüpfter Downlink-Verkehrskanal zugewiesen. Downlink-Einzel-Burst-Nachrichten werden mittels BFACCH übertragen. Andere Downlink-Signalisierungs- und Kontrollnachrichten werden mittels FACCH und/oder MSACCH übertragen.
  • Uplink-Signalisierungs- und Kontroll-Nachrichten werden auf der MS zugewiesenen zentralen Uplink-Kanälen geführt, die von parallelen TBFs gemeinsam benutzt werden, die von der MS eingerichtet sein können.
  • Neue TBFs können auf den RT-Kontrollkanälen gestartet werden.
  • RT TBF Zustand: UL aktiv
  • In diesem Zustand ist der MS ein mit dem RT TBF verknüpfter Uplink-Verkehrskanal zugewiesen.
  • Uplink-Einzel-Burst-Nachrichten werden über BFACCH übertragen. Andere Uplink-Signalisierungs- und Kontrollnachrichten werden über FACCH und/oder MSACCH übertragen.
  • Downlink-Signalisierungs- und Kontrollnachrichten werden auf der MS zugewiesenen zentralen Downlink-Kanälen geführt, die von parallelen TBFs gemeinsam benutzt werden, die von der MS eingerichtet sein können.
  • Neue TBFs können auf den RT-Kontrollkanälen gestartet werden.
  • RT TBF Zustand: DL und UL aktiv
  • In diesem Zustand ist der MS ein mit der RT TBF verknüpfter Uplink-Verkehrskanal und ein Downlink-Verkehrskanal zugewiesen.
  • Sowohl die Downlink- als auch die Uplink-Einzel-Burst-Nachrichten werden über BFACCH übertragen. Andere Signalisierungs- und Kontrollnachrichten werden über FACCH and/oder MSACCH übertragen.
  • Neue TBFs können auf den RT-Kontrollkanälen gestartet werden.
  • Mit einem einzelnen RT-TEF-Zustandsübergang verknüpfte Prozeduren
  • Für die Durchführung der mit einem RT TBF verknüpften Zustandsübergänge ist ein Satz von Prozeduren definiert. 7 (Tabelle 2) zeigt die Prozeduren, die mit jedem einzelnen RT TBF Zustandsübergang und den betreffenden Anwendungszuständen verknüpft sind. Die Definitionen und Nachrichtenflüsse für die Prozeduren sind weiter unten im Detail beschrieben.
  • Kontrollnachrichten
  • Uplink-Signalisierungs- und Kontrollnachrichten
  • 8 (Tabelle 3) stellt eine Zusammenfassung der Uplink-Signalisierungs- und Kontrollnachrichten in Verbindung mit den benutzten Kontrollkanälen bereit.
  • Access Request (Zugangsanforderung)
  • Diese Einzel-Burst-Nachricht wird über BFACCH gesendet, wenn ein UTCH zugewiesen wurde; andernfalls wird sie über FRACH gesendet. Einsatz und Inhalt sind im Detail in Abschnitt 0 beschrieben.
  • Acknowledge to Assignment (Zuweisungsbestätigung)
  • Dieser Satz von Einzel-Burst-Nachrichten wird über BFACCH gesendet, wenn ein UTCH zugewiesen wurde; andernfalls wird sie über FACKCH gesendet. Einsatz und Inhalt sind im Detail an späterer Stelle in dem dieses Thema betreffenden Abschnitt beschrieben.
  • AMR Mode Request (AMR Modusanforderung)
  • AMR Modusanforderung (2 Bits) wird Inband gesendet, wenn ein UTCH zugewiesen wurde. Andernfalls wird sie, gemultiplext mit anderen periodischen Signalisierungsnachrichten, zum Beispiel SID-Aktualisierung und Nachbar-Messwert-Bericht, über UPRCH gesendet. Die Details des Multiplexens dieser Nachrichten unterliegen einer weiteren Studie.
  • SID Update (SID-Aktualisierung)
  • SID-Aktualisierung wird, gemultiplext mit AMR Modusanforderung und Nachbar-Messwert-Bericht, über UPRCH gesendet.
  • Neighbor Measurement Report (Nachbar-Messwert-Bericht)
  • Dieser wird über MSACCH gesendet, wenn ein UTCH zugewiesen wurde; andernfalls wird er, gemultiplext mit anderen periodischen Signalisierunganachrichten wie SID-Aktualisierung und AMR Modusanforderung, über UPRCH gesendet.
  • RLC-Signalisierung
  • RLC-Signalisierung wird über UTCH oder UBMCH, je nach den EGPRS Phase 1 RLC-Prozeduren, gesendet.
  • Ende TBF Request („TBF beenden" Anforderung)
  • Diese Einzel-Burst-Nachricht wird auf BFACCH oder FRACH gesendet. Einsatz und Inhalt sind weiter unten beschrieben.
  • Downlink-Signalisierungs- und Kontrollnachrichten
  • 9 (Tabelle 4) stellt eine Zusammenfassung der Uplink-Signalisierungs- und Kontrollnachrichten in Verbindung mit den benutzten Kontrollkanälen bereit.
  • Zuweisung
  • Alle Zuweisungsnachrichten sind Burst-basiert. Sie werden über BFACCH gesendet, wenn ein DTCH zugewiesen wurde; andernfalls werden sie über FASSCH gesendet. Einsatz und Inhalt sind weiter unten beschrieben.
  • AMR Mode Command (AMR Modusbefehl)
  • AMR Modusbefehl (2 Bits) wird Inband gesendet, wenn ein DTCH zugewiesen wurde. Andernfalls wird er, gemultiplext mit anderen periodischen Signalisierungsnachrichten, zum Beispiel SID-Aktualisierung und Timing Advance, über DPRCH gesendet. Die Details des Multiplexens dieser Nachrichten unterliegen einer weiteren Studie.
  • SID Update (SID-Aktualiserung)
  • SID-Aktualisierung wird, gemultiplext mit AMR Modusbefehl und Timing Advance, über DPRCH gesendet.
  • Handover-Direktiven
  • Handover-Direktiven werden über FACCH gesendet, wenn ein DTCH zugewiesen wurde; andernfalls werden sie über DBMCH gesendet.
  • RLC Signalisierung
  • RLC Signalisierung wird über einen DTCH oder DBMCH, je nach den EGPRS Phase 1 RLC Prozeduren gesendet.
  • Timing Advance
  • Timing Advance wird über MSACCH gesendet, falls der MS ein DTCH zugewiesen wurde; andernfalls wird es über DPRCH gesendet.
  • Leistungssteuerung
  • Leistungssteuerung wird über MSACCH gesendet, wenn der MS ein DTCH zugewiesen wurde; andernfalls wird sie über DPRCH gesendet.
  • End TBF Command („TBF beenden" Befehl)
  • Diese Einzel-Burst-Machricht wird vom Netzwerk auf BFACCH oder FASSCH gesendet, um einen einzelnen TBF oder alle von der MS eingerichteten TBFs zu beenden. Der Inhalt wird weiter unten beschrieben.
  • Downlink-Hurst-Nachrichteninhalt
  • 10 (Tabelle 5) stellt eine Zusammenfassung der Downlink-Burst-Nachrichten und ihres Inhalts bereit.
  • Assign UTCH (UTCH zuweisen)
  • Diese Nachricht dient zur Zuweisung eines UTCH pro angegebenem TBF (identifiziert durch TBFI). Das ARI Feld wird zur schnellen "Contention Resolution" aufgenommen.
  • Ende TBF Command ("TBF beenden" Befehl)
  • Diese Nachricht wird vom Netzwerk benutzt, um einen TBF (identifiziert durch TBFI) oder alle TBFs (TBFI = 0) zu beenden, die von einer MS eingerichtet wurden.
  • Uplink-Burst-Nachrichteninhalt
  • 11 (Tabelle 6) stellt eine Zusammenfassung der Uplink-Burst-Nachrichten und ihres Inhalts bereit.
  • Access Request (Zuweisungsanforderung)
  • Diese Nachricht wird von einer MS zur Anforderung eines UTCH für jeden angegebenen (durch TBFI identifizierten) TBF verwendet.
  • Acknowledge UTCH/DTCH/UPRCH/DPRCH/FRACH/FACKCH/FASSCH (UTCH/DTCH/UPRCH/DPRCH/FRACH/FACKCH/FASSCH bestätigen)
  • Dieser Satz von Nachrichten wird von der MS zur Bestätigung von Verkehrs- und Kontrollkanal-Zuweisungen verwendet.
  • Acknowledge End TBF ("TBF beenden" bestätigen)
  • Diese Nachricht wird von der MS zur Bestätigung eines „TBF beenden" Befehls verwendet.
  • End TBF Request („TBF beenden" anfordern)
  • Diese Nachricht wird von der MS zur Beendigung eines oder aller von der MS eingerichteten TBFs (TBFI = 0) verwendet.
  • Definition von Informationselementen
    Figure 00470001
  • Die oben beschriebenen BBAA-Verfahren wurden für ein System zum Zugang auf und zur Zuweisung von Echtzeit- und Nichtechtzeitdiensten in GERAN wie folgt eingesetzt. Die folgenden vier Unterabschnitte beschreiben die vier ausschlaggebenden Prozeduren zur Durchführung von Echtzeitplanung von Uplink- und Downlink-Verkehrkanalressourcen (UTCH bzw. DTCH) in einem System, welches statistisches Multiplexing von Sprache, Echtzeitdaten und Nichtechtzeitdaten verwendet. Jeder Datenfluss wird mit TBF (Temporary Block Flow – Temporärer Blockfluss) bezeichnet. Zugangsanforderungen finden auf einem schnellen Direktzugangskanal (FRACH) statt. Verkehrskanalzuweisungen finden entweder auf einem zentralen Schnellzuweisungskanal (FASSCH), wenn sich das Mobiltelefon nicht auf einem Downlink-Verkehrskanal befindet, oder auf einem Burst-basierten schnell verknüpften Kontrollkanal (BFACCH) statt, der dem laufenden Downlink-Verkehr ein Einzel-Burst „stiehlt". Eins der vier Bursts eines Verkehrskanalblocks wird „entleert" (blanked) und durch eine Burst-basierte Kontrollnachricht ersetzt. Bestätigungen von Zuweisungen finden entweder auf einem zentralen Schnellzuweisungskanal (FACKCH), wenn sich das Mobiltelefon nicht auf einem Uplink-Verkehrskanal befindet, oder auf einem BFACCH statt. Am Ende eines Uplink (Downlink) Talkspurt oder Dataspurt weist das Netzwerk erneut einen periodischen Uplink-(Downlink) Reservierungskanal [UPRCH (DPRCH)] zu, um die Kontinuität von langsam verknüpfter Signalisierung zwischen dem Mobiltelefon und dem Netzwerk zu gestatten.
  • Uplink-Verkehr starten (SUT)
  • Wie in 12 dargestellt, benutzt eine Mobilstation (MS) die SUT-Prozedur zum Starten eines Uplink-Verkehrsflusses mit einem TBF. Der Uplink-Verkehrsfluss wird einer Basisstation zugeführt, die Teil eines Netzwerks ist, welches das GERAN-Verfahren verwendet.
  • Uplink-Verkehr beenden (EUT)
  • Wie in 13 dargestellt, benutzen das Netzwerk und die MS die EUT-Prozedur zum Beenden eines mit einem TBF verknüpften Uplink-Verkehrsflusses.
  • Downlink-Verkehr starten (SDT)
  • Wie in 14 dargestellt, benutzt das Netzwerk die SDT-Prozedur zum Starten eines mit einem TBF verknüpften Downlink-Verkehrsflusses.
  • Downlink-Verkehr beenden (EDT)
  • Wie in 15 dargestellt, benutzt des Netzwerk die EDT-Prozedur zum Beenden eines mit einem TBF verknüpften Downlink-Verkehrsflusses.
  • Uplink-Verkehr neu zuweisen (RUT)
  • Wie in 16 dargestellt, benutzt das Netzwerk die RUT-Prozedur zum Zuweisen eines neuen Uplink-Verkehrskanals zu der mit einem TBF verknüpften MS.
  • Downlink-Verkehr neu zuweisen (RDT)
  • Wie in 17 dargestellt, benutzt das Netzwerk die RDT-Prozedur zum Zuweisen eines neuen Downlink-Verkehrskanals zu der mit einem TBF verknüpften MS.
  • Uplink-Kontrolle neu zuweisen (RUC)
  • Wie in 18 dargestellt, benutzt das Netzwerk die RUC-Prozedur zum Zuweisen eines neuen Uplink-Kontrollkanals zur MS.
  • Downlink-Kontrolle neu zuweisen (RDC)
  • Wie in 19 dargestellt, benutzt das Netzwerk die RDC-Prozedur zum Zuweisen eines neuen Downlink-Kontrollkanals zur MS.
  • TBF beenden (ET)
  • Wie in 20 dargestellt, dient die ET-Prozedur zum Beenden eines oder aller TBFs. Die End TBF Prozedur kann auch in Fehlerfällen für alle anderen Szenarien verwendet werden. Wenn während der Zuweisung ein Fehler eintritt, kann entweder die MS oder das Netzwerk die laufende Prozedur mit Hilfe von End TBF Nachrichten abbrechen.
  • Performance des Halbsprachblocksystems
  • Zur Simulierung wurde ein Vollsprachblocksystem mit folgendem Vollsprachblock-Design für einen Halbratenkanal verwendet: ein 7,4 kbps AMR Vocoder-Modus (Klasse 1a Bits = 48, Klasse 1b Bits = 48, Klasse 2 Bits = 52), EEP (Equal Error Protection) einschließlich Annahme von CRC auf Klasse 1a Bits und „punctured rate 1/3 convolutional coding" (Punktierungsrate 1/3 der Faltungscodierung), und QPSK-Modulation.
  • Ferner wurde zur Simulierung ein Halbsprachblocksystem gemäß einer erfindungsgemäßen Erfindungsform mit folgendem Halbsprachblock-Design für einen Halbratenkanal eingesetzt: ein 4,75 kbps AMR Vocoder-Modus, EEP (Equal Error Protection) einschließlich Annahme von CRC auf Klasse 1a Bits und „punctured rate 1/3 convolutional coding" (Punktierungsrate 1/3 der Faltungscodierung), und QPSK-Modulation.
  • Die Simulierungen wurden für den folgenden Fall vorgenommen und die Ergebnisse sind in 21 dargestellt. Für die Simulierung (21) wurden eine typische städtische Umgebung (TU) und idealer Frequenzsprung angenommen. Aus 21 ist ersichtlich, dass bei gleichem Signal/Störungs-Verhältnis das Halbsprachblocksystem eine Blockfehlerrate aufwies, die viermal so hoch wie für das Vollsprachblocksystem war. Diese erhöhte Fehlerrate kann dadurch ausgeglichen werden, dass der Halbsprachblock mit erhöhter Leistung übertragen wird. Eine zusätzliche 4–6 dB Sender-Leistung kann den Codierungsverlust ausgleichen. Die Auswirkung dieser Erhöhungen auf allgemeine Störungen und Kanalqualität ist klein, da diese erhöhte Leistung nur ab und zu übertragen wird. Des Weiteren führte eine Erhöhung in der Blockfehlerrate von 1% auf 4% für den ersten Sprachblock in einem Talkspurt zu einer kaum merklichen Auswirkung auf die Sprachqualität. Der Einsatz von Dim-and-burst Signalisierung gemäß der vorliegenden Erfindung führte stattdessen zu einer tatsächlichen Verbesserung der Sprachqualität gegenüber des zur Zeit in Vollsprachsystemen eingesetzten Blank-and-Burst FACCH.
  • Aus dem Vorhergesagten ist ersichtlich, dass ein neues vorteilhaftes System und Verfahren zur Reduzierung der Sprachverzögerung und Verbesserung der Sprachqualität mit Hilfe von Halbsprachblöcken in drahtlosen Kommunikationen offenbart wurde. Obwohl die Erfindung insbesondere mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben wurde, wird für den Fachmann erkenntlich sein, dass Änderungen bezüglich Form, Details und Einsätzen vorgenommen werden können.

Claims (16)

  1. Drahtloses Sprachsystem, aufweisend: Mittel zur Kettenverschachtelung mehrerer Vollsprach-Frames; und Mittel zum Ersetzen mindestens eines der mehreren Vollsprach-Frames durch einen entsprechenden Halbsprach-Frame, der über eine Hälfte des einen von mehreren Vollsprach-Frames codiert und verschachtelt wurde, wobei die andere Hälfte des Vollsprach-Frames keine Sprachinformation enthält.
  2. System nach Anspruch 1, wobei Sprache mittels eines Mehrratensprach-Kodex codiert wird, und der Halbsprach-Frame eine andere Kanalcodierungsrate als der durch den Halbsprach-Frame ersetzte Vollsprach-Frame benutzt.
  3. System nach Anspruch 2, wobei der Halbsprach-Frame anders codiert wird, um den Verlust an Sprachqualität aufgrund der Halbierung der Anzahl von Informationsbits und Verschachtelungstiefe zu mildern.
  4. System nach Anspruch 1, wobei der Halbsprach-Frame die gleiche Sprachdauer wie der Vollsprach-Frame, den er ersetzt, darstellt.
  5. System nach Anspruch 1, wobei der Halbsprach-Frame über die letzte Hälfte der Verschachtelungsperiode des ersetzten Sprach-Frames codiert und verschachtelt wird.
  6. System nach Anspruch 5, wobei die Halbsprach-Frames dem Anfang eines Talkspurt entsprechen, und wobei während der ersten Hälfte der Verschachtelungsperiode des ursprünglichen Sprach-Frames nichts übertragen wird.
  7. System nach Anspruch 6, wobei die Halbsprach-Frames dem Ende eines Talkspurt entsprechen, und wobei während der letzten Hälfte der Verschachtelungsperiode des ursprünglichen Sprach-Frames nichts übertragen wird.
  8. System nach Anspruch 5, wobei der Halbsprach-Frame dem Anfang eines Talkspurt entspricht, wobei Kanalressourcen zur Übertragung von Sprache am Anfang jedes Talkspurt zugewiesen werden, und wobei zwei Sprach-Frames verfügbar werden können, bevor die Ressourcenzuweisung abgeschlossen ist und die Übertragung beginnt.
  9. System nach Anspruch 8, wobei das System die Wiederherstellung der Ressourcenzuweisungs-Verzögerung bis zur Hälfte der Verschachtelungstiefe gestattet.
  10. System nach Anspruch 1, wobei der Halbsprach-Frame über die erste Hälfte der Verschachtelungsperiode des ersetzten Sprach-Frames codiert und verschachtelt wird.
  11. System nach Anspruch 1, wobei der Halbsprach-Frame mittels eines Sprachkodex mit niedrigerer Rate als der Sprach-Frame, den er ersetzt, realisiert wird.
  12. System nach Anspruch 1, wobei der Halbsprach-Frame in der Mitte eines Talkspurt eintritt, und wobei der Abschnitt der Verschachtelungsperiode des ursprünglichen Sprach-Frames, der nicht für den Halbsprach-Frame benutzt wird, stattdessen dazu benutzt wird, Signalisierungsinformation zu vermitteln.
  13. System nach Anspruch 1, ferner mit einem adaptiven Mehrraten-Vocoder zum Codieren des Halbsprachblocks mit einem niedrigeren Sprachratenmodus.
  14. System nach Anspruch 13, wobei der Adaptivraten-Vocoder in einer Basisstation angeordnet ist.
  15. System nach Anspruch 13, wobei der Adaptivraten-Vocoder in einer Mobilstation angeordnet ist.
  16. System nach Anspruch 13, wobei ein Adaptivraten-Vocoder in einer Basisstation und ein zweiter Adaptivraten-Vocoder in einer Mobilstation angeordnet ist, die mit der Basisstation kommuniziert.
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