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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren in einem drahtlosen
Kommunikationssystem, wie es im Oberbegriff des beigefügten Patentanspruchs
1 ausgeführt
ist. Die Erfindung betrifft auch ein drahtloses Kommunikationssystem,
wie es im Oberbegriff des beigefügten
Patentanspruchs 15 ausgeführt
ist.
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Eine
merkliche Steigerung der Benutzung von Informationsdiensten als
Ergebnis eines Wachstums insbesondere des Internets und so genannter World-Wide-Web(WWW)-Dienste
hat zu dem Erfordernis geführt,
schnellere Kommunikationsdienste zur Übertragung von Informationen
zwischen einem Anbieter eines Informationsdienstes und einem Endgerät, welches
den Informationsdienst nutzt, zu entwickeln. Ferner umfassen verschiedene
Informationsdienste auch so genannte Multimediadaten, wie z. B.
Bilder, Videobilder und Ton. Die Übertragung solcher Multimediadaten
erfordert eine hohe Datenübertragungsgeschwindigkeit,
um die Datenübertragung
so nah wie möglich
an einer Übertragung
in Echtzeit auszuführen.
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Kommunikationssysteme,
die für
eine Büroumgebung
vorgesehen sind, so genannte lokale Datennetze (LAN), sind zu einem
großen
Teil als verdrahtete Systeme realisiert. Daher wird die Datenübertragungsverbindung
zwischen Endgeräten
und einem Server entweder elektrisch über ein Kabel oder optisch über einen
Lichtleiter realisiert. Es ist ein Vorteil eines solchen festen
Systems, dass relativ hohe Datenübertragungsgeschwindigkeiten
erreicht werden können.
Ein Nachteil in einem solchen festen Kommunikationsnetzwerk ist
es, dass es schwierig ist, Veränderungen
vorzunehmen, und die Endgeräte müssen sich
gewöhnlich
relativ nah an für
sie vorgesehenen Verbindungspunkten befinden, wodurch die Beweglichkeit
des Endgeräts
beeinträchtigt
wird. Die Realisierung eines solchen verdrahteten lokalen Datennetzes
in einem bereits existierenden Gebäude ist nicht immer erfolgreich,
oder die nachträgliche
Verkabelung ist teuer. Auf der anderen Seite ist ein Kommunikationskabelsystem,
welches möglicherweise bereits
existiert, insbesondere in älteren
Gebäuden nicht
notwendigerweise für
eine schnelle Datenübertragung
geeignet.
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Zur
Verwirklichung lokaler Datennetze befinden sich verschiedene drahtlose
Kommunikationssysteme in der Entwicklung. Verschiedene drahtgebundene
Kommunikationssysteme basieren auf der Verwendung von Funksignalen
bei der Datenübertragung.
Ein solches auf Funkkommunikation basierendes Kommunikationssystem
für ein
lokales Datennetz ist das so genannte HIPERLAN (HIgh PErformance
Radio Local Area Network). Ein solches Funknetz wird auch als Breitband-Funkzugangsnetz (Broadband
Radio Access Network, BRAN) bezeichnet.
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In
Version 2 des in Entwicklung befindlichen HIPERLAN-Kommunikationssystems
ist es das Ziel, eine Datenübertragungsgeschwindigkeit
von sogar mehr als 30 Mbit/s zu erreichen, wobei der maximale Zellbereich
einige zehn Meter beträgt.
Ein solches System ist geeignet für die Verwendung in demselben
Gebäude
wie z. B. ein internes lokales Datennetz für ein Büro. Es befindet sich auch ein
so genanntes HIPERACCESS-Kommunikationssystem
in Entwicklung, bei welchem es das Ziel ist, dieselbe Datenübertragungsgeschwindigkeit
wie im besagten HIPERLAN/2-Kommunikationssystem zu erreichen, aber
mit dem Zellbereich von einigen hundert Metern, wobei das HIPERACCESS-System für die Verwendung
als größeres lokales
Datennetz z. B. in Schulen und größeren Gebäudekomplexen anwendbar ist.
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Im
HIPERLAN/2-System, welches als Beispiel genommen wird, ist die in
der Sicherungsschicht DLC verwendete Rahmenstruktur in der beigefügten 1b in
reduzierter Form dargestellt. Der Datenrahmen FR besteht aus Steuerfeldern
C, z. B. RACH (Random Access CHannel, Direktzugriffskanal), BCCH
(Broadcast Control CHannel, Sendesteuerungskanal) und FCCH (Frame
Control CHannel, Rahmensteuerungskanal), ebenso wie einem Datenfeld
D, welches eine gegebene Anzahl von Zeitschlitzen TS1, TS2, ...,
TSsn umfasst, in welchen es möglich
ist, tatsächliche
Nutzdaten zu übertragen.
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Jedes
Steuerfeld C ebenso wie die in den Zeitschlitzen des Datenfeldes
zu übertragenden
Pakete umfassen vorzugsweise Fehlerprüfdaten, welche durch einen
Zugangspunkt AP1, der den Datenrahmen überträgt, errechnet und den Steuerfeldern
C des Datenrahmens und den in den Zeitschlitzen TS1, TS2, ..., TSsn
zu übertragenden
Paketen hinzugefügt worden
sind. Bei diesen Prüfdaten
handelt es sich vorzugsweise um eine Prüfsumme, welche auf der Basis
von Informationen errechnet wurde, die in dem Feld enthalten sind,
z. B. CRC (Cyclic Redundancy Check, Zyklische Blocksicherung). In
dem empfangenden drahtlosen Endgerät MT1 ist es möglich, die Fehlerprüfdaten dafür zu benutzen,
um zu untersuchen, ob die Datenübertragung
möglicherweise
irgendwelche Fehler enthalten hat. Es kann auch verschiedene solche
Fehlerprüfdaten
in dem Feld C, D geben, welche teilweise aus den Informationen errechnet
werden, die in dem Feld enthalten sind. Zum Beispiel besteht im
HIPERLAN/2-System das FCCH-Steuerfeld aus kleineren Informationselementen,
für welche
Fehlerprüfdaten
entsprechend errechnet werden. Die Anzahl dieser Informationselemente
kann in jedem Datenrahmen variieren. Alle Datenrahmen weisen nicht
notwendigerweise ein FCCH-Steuerfeld auf, wobei in diesem Fall die
Anzahl der Informationselemente Null ist.
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Die
Kommunikation im HIPERLAN/2-System basiert auf Zeitvielfachzugriff
TDMA, wobei es verschiedene Verbindungen gleichzeitig auf demselben Kanal
geben kann, aber in dem Rahmen wird jeder Verbindung ein eigener
Zeitschlitz zugeteilt, in welchem Daten übertragen werden. Weil die
zu übertragende
Datenmenge gewöhnlich
nicht in allen gleichzeitigen Verbindungen konstant ist, sondern
mit der Zeit variiert, wird ein so genanntes adaptiertes TDMA-Verfahren
angewendet, bei welchem die Anzahl der für jede Datenübertragungsverbindung
zuzuteilenden Zeitschlitze von Null bis zu einem Maximum variieren
kann, in Abhängigkeit
von der Belastungssituation zu jeder Zeit ebenso wie von der Datenübertragungskapazität, die für die Verbindung
vorgesehen ist.
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Damit
der Zeitvielfachzugriff funktioniert, müssen die mit demselben Knoten
verbundenen Endgeräte
miteinander und mit der Übertragung
des Knotens synchronisiert werden. Dies kann zum Beispiel so erreicht
werden, dass der Empfänger
des drahtlosen Endgerätes
Signale auf einem Kanal empfängt.
Wenn auf dem Kanal kein Signal erfasst wird, schaltet der Empfänger auf
Empfang auf einem anderen Kanal, bis alle Kanäle untersucht sind oder ein
Kanal gefunden wird, auf welchem ein Signal erfasst wird, das von
einem Zugangspunkt übertragen wird.
Durch Empfang und Demodulation dieses Signals ist es möglich, die
Zeit der Übertragung
des Steuerkanals BCCH des fraglichen Zugangspunktes herauszufinden
und diese zu verwenden, um das Endgerät zu synchronisieren. In einigen
Fällen
kann das Endgerät
ein Signal von mehr als einem Zugangspunkt erfassen, wobei das Endgerät vorzugsweise
den Zugangspunkt mit der größten Signalstärke im Empfänger auswählt und
die Synchronisierung auf diesen Zugangspunkt durchführt.
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Nachdem
das Endgerät
auf den Zugangspunkt synchronisiert ist, kann das Endgerät einen Verbindungsaufbau
beginnen, um sich mit diesem Zugangspunkt zu verbinden. Dies kann
vorzugsweise derart durchgeführt
werden, dass das Endgerät auf
dem RACH-Steuerkanal
eine Verbindungsaufbauanforderung an den Zugangspunkt sendet. In
der Praxis bedeutet dies, dass das Endgerät in einem Zeitschlitz sendet,
der für
den RACH-Steuerkanal vorgesehen
ist, und der Zugangspunkt gleichzeitig die Kommunikation auf dem
Kanal abhört,
also Signale auf der von demselben verwendeten Kanalfrequenz empfängt. Nach
dem Erfassen, dass ein Endgerät
eine Verbindungsaufbau-Anforderungsmitteilung
sendet, führt
der Zugangspunkt die erforderlichen Maßnahmen durch, um die Verbindung
aufzubauen, z. B. eine Ressourcenzuweisung für die Verbindung, falls möglich. Bei
der Ressourcenzuweisung wird die für die Verbindung angeforderte
Dienstqualität
berücksichtigt,
welche z. B. einen Einfluss auf die Anzahl der für die Verbindung zuzuweisenden Zeitschlitze
hat. Der Zugangspunkt informiert das Endgerät darüber, ob der Verbindungsaufbau
möglich
ist oder nicht. Wenn es möglich
war, eine Verbindung aufzubauen, sendet der Zugangspunkt im BCCH-Steuerfeld
z. B. Informationen über
die Sendezeitschlitze, Empfangszeitschlitze, Verbindungskennung
usw., welche der Verbindung zugewiesen sind. Die Anzahl der Sende-
und Empfangszeitschlitze ist nicht notwendigerweise dieselbe, weil
in vielen Fällen
die Menge der zu übertragenden
Informationen nicht in beiden Richtungen dieselbe ist. Wenn zum
Beispiel ein Internet-Browser verwendet wird, werden wesentlich
weniger Daten von dem Endgerät gesendet,
als Daten von dem Endgerät
empfangen werden. Daher werden für
das Endgerät
weniger Sendezeitschlitze als Empfangszeitschlitze benötigt. Ferner
kann die Anzahl der der Verbindung zugeteilten Zeitschlitze in verschiedenen
Rahmen vorzugsweise gemäß dem Erfordernis,
Daten zu einer Zeit zu senden, variieren. Die Zugangspunktsteuerung
ist mit einer so genannten Ablaufsteuerung ausgestattet, welche
z. B. zu dem Zweck dient, Zeitschlitze für verschiedene Verbindungen
zuzuteilen, wie oben erwähnt.
Die Ablaufsteuerung wird vorzugsweise in einem Anwendungsprogramm
in der Zugangspunktsteuerung realisiert.
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Da
in lokalen Datennetzen eine Duplexkommunikation erforderlich ist,
ist auch auf dem Funkkanal eine Duplex-Datenübertragungsverbindung erforderlich.
In einem Zeitgetrenntlagesystem kann dies entweder so realisiert
werden, dass einige der Zeitschlitze in einem Rahmen für die Übertragung
von dem drahtlosen Endgerät
zu dem Zugangspunkt (Aufwärtsstrecke)
zugeteilt werden und einige für
die Übertragung
vom Zugangspunkt zum drahtlosen Endgerät (Abwärtsstrecke) zugeteilt werden,
oder so, dass für
jede Kommunikationsrichtung ein separates Frequenzband zugeteilt
wird. Im HIPERLAN/2-System wird die Einführung des ersteren Verfahrens
vorgeschlagen, wobei der Zugangspunkt und die mit diesem verbundenen
Endgeräte
nicht gleichzeitig übertragen.
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In
den HIPERLAN/2-Systemen können
die Zugangspunkte den für
die Verbindung zu verwendenden Kanal unabhängig von den anderen Zugangspunkten
auswählen.
Ferner wählt
die Ablaufsteuerung des Zugangspunktes den Zeitpunkt für die Übertragung
unabhängig
von den anderen Zugangspunkten aus. In der Praxis bedeutet dies,
dass zwei oder mehr Zugangspunkte einen Versuch unternehmen können, gleichzeitig
auf demselben Kanal zu übertragen,
wobei die Übertragung
erfolglos ist. Um dieses Zusammentreffen von Übertragungen zu verhindern,
hört der
sendende Zugangspunkt oder das drahtlose Endgerät zuerst die Kommunikation
dieses Kanals ab, auf welchem die Übertragung durchgeführt wird.
Wenn innerhalb einer vorgegebenen Zeitperiode keine Kommunikation
auf dem Kanal erfasst wird, wird angenommen, dass der Kanal frei
ist, und die Übertragung
kann begonnen werden. Wenn jedoch eine Kommunikation auf dem Kanal
erfasst wird, wird der Empfänger
mit dieser Übertragung
synchronisiert. Wenn die Übertragung
beendet ist, wird auf eine mögliche
neue Mitteilung gewartet, und danach ist es möglich erneut zu versuchen,
den Kanal zu erhalten. Es können
jedoch verschiedene Zugangspunkte und/oder drahtlose Endgeräte auf den Zeitpunkt
ihrer Übertragung
warten, wobei Situationen auftreten können, dass verschiedene Einheiten einen
Versuch unternehmen, gleichzeitig zu übertragen. Ferner können Situationen
entstehen, in welchen alle Einheiten auf einem bestimmten Kanal
auf einen Übertragungszeitpunkt
warten, der Kanal also unterbenutzt ist. Auf der anderen Seite werden
nicht in jedem Zeitschlitz in jedem Rahmen Informationen übertragen,
wobei der Kanal während
eines solchen leeren Zeitschlitzes unterbenutzt ist, weil jede andere Einheit,
die auf eine Übertragung
wartet, während
eines solchen Zeitschlitzes in dem derzeitigen System auch nicht übertragen
kann.
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Wie
in der vorliegenden Beschreibung zuvor bereits dargestellt, kann
das lokale Funkdatennetz verschiedene Zugangspunkte umfassen, wobei
der Umfang von deren Dienstbereich von der Übertragungskapazität, den Umgebungsbedingungen,
möglichen
Hindernissen im Signalweg, der Strahlungscharakteristik der Antenne
usw. beeinflusst wird. In der Praxis können die Grenzen des Dienstbereichs der
Zugangspunkte nicht eindeutig definiert werden, aber die Dienstbereiche
der Zugangspunkte, die sich in Nachbarschaft zueinander befinden, überlappen sich
zumindest teilweise. Somit kann sich das drahtlose Endgerät in einigen
Fällen
im Dienstbereich von zwei oder mehr Zugangspunkten befinden, aber
diese Zugangspunkte erfassen nicht notwendigerweise gegenseitig
ihre Übertragungen
und können
sich nicht miteinander synchronisieren. Das drahtlose Endgerät wählt einen
dieser Zugangspunkte für
die Verwendung für
die Datenübertragungsverbindung aus.
Auf der anderen Seite kann der für
die Verbindung zu einer gegebenen Zeit benutzte Zugangspunkt verändert werden,
wenn das drahtlose Endgerät
bewegt wird oder wenn die Qualität
der Verbindung schwankt, was als solches bekannt ist. Da die Zugangspunkte
den für
die Verbindung zu verwendenden Kanal unabhängig von den anderen Zugangspunkten
auswählen
können
und die Übertragungen
unabhängig
terminieren können,
ist es möglich,
dass die Eigenschaften der Datenübertragung zwischen
einem drahtlosen Endgerät
und einem Zugangspunkt, der zu einer gegebenen Zeit für die Verbindung
benutzt wird, von einem oder mehreren Zugangspunkten beeinflusst
werden, in deren Dienstbereich sich das drahtlose Endgerät befindet.
Eine solche Wechselwirkung kann auch in Situationen auftreten, in
welchen die zu benutzenden Frequenzen nicht dieselben sind, aber
zum Beispiel zwei Zugangspunkte auf benachbarten Kanälen übertragen.
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Bei
den Zugangspunkten, welche die Datenübertragung stören, kann
es sich auch um Zugangspunkte eines anderen Funknetzes handeln.
Dies ist insbesondere in Fällen
möglich,
wenn es in demselben Bürogebäude mehrere
Funknetzsysteme gibt, welche Frequenzbereiche benutzen, die sich
zumindest teilweise überlappen.
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Außer einer
von anderen Funkeinheiten verursachten Störung werden die Eigenschaften
der Datenübertragung
auch von Veränderungen
in den Umgebungsbedingungen beeinflusst. Diese Veränderungen
können
z. B. durch die Mehrwegeausbreitung des Signals, durch die Bewegung
des drahtlosen Endgerätes
innerhalb des Dienstbereichs des Kommunikationsnetzwerks vom Bereich
einer Zelle zum Bereich einer anderen Zelle oder außerhalb
des Dienstbereichs des Kommunikationsnetzwerks verursacht werden,
wobei die Ausbreitungsbedingungen des Signals variieren können. Auch
Veränderungen der
Temperatur und der Luftfeuchtigkeit können die Ausbreitung des Signals
beeinflussen und Veränderungen
der Datenübertragungsverbindung
verursachen. Solche Veränderungen
können
Veränderungen
der Stärke
des empfangenen Signals verursachen, also einen Schwund. So kann
ein Teil des Signals so sehr gedämpft
sein, dass der Empfänger
die auf dem Signal übertragenen
Informationen nicht herausfinden kann, wobei die Datenübertragung
fehlschlägt.
Eine solche Dämpfung
kann jedoch vorübergehend
sein, und nach einer kurzen Zeit kann die Verbindung zu einem ausreichend
zuverlässigen Maß wiederhergestellt
werden, auch ohne den Zugangspunkt und/oder die Frequenzstufe der
Verbindung zu verändern.
Dennoch werden in lokalen Funkdatennetzen des Standes der Technik
Versuche unternommen, einen durch Dämpfung verursachten Kommunikationsfehler
zu korrigieren, indem herausgefunden wird, ob es möglich ist,
für die
Datenübertragungsverbindung
einen anderen Kanal oder anderen Zugangspunkt auszuwählen. Es
ist jedoch möglich,
dass der Schwund auch die Kommunikation über einen anderen Zugangspunkt
oder anderen Kanal beeinflusst.
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Ein
Kriterium für
den Aufbau einer Verbindung zwischen einem drahtlosen Endgerät und einem
Zugangspunkt ist die für
die Verbindung gewünschte
Dienstqualität
(QoS, Quality of Service). In einigen Verbindungen, zum Beispiel
in Datenverbindungen, ist die Geschwindigkeit der Datenübertragung
nicht ein so bedeutendes Kriterium wie die Zuverlässigkeit
der Datenübertragung.
Daher werden die Datenübertragungsparameter
so ausgewählt, dass
eine Datenübertragung
erreicht wird, die so zuverlässig
wie möglich
ist. Auf der anderen Seite ist es, zum Beispiel wenn ein Audio-
oder Videosignal übertragen
wird, die Echtzeitqualität
der Datenübertragung,
die wichtig ist, nicht die Genauigkeit. Für eine solche Verbindung, die
eine Echtzeit-Datenübertragung
erfordert, ist es möglich,
einem Rahmen verschiedene Zeitschlitze zuzuteilen, wobei eine höhere Datenübertragungsgeschwindigkeit
erreicht werden kann. Wenn nötig,
ist es auch möglich,
verschiedene Kanäle
für eine
Datenübertragungsverbindung
zuzuteilen.
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Wenn
die Datenübertragung
aufgebaut wird, hört
das drahtlose Endgerät
dies ab, um herauszufinden, welche Zugangspunkte zu empfangende
Signale aufweisen. Das drahtlose Endgerät misst vorteilhafter Weise
die Stärke
der Signale und wählt
den Zugangspunkt aus, dessen Signal in dem Moment das stärkste ist.
Danach führen
das drahtlose Endgerät
und der Zugangspunkt den Verbindungsaufbau durch, wobei sie zum
Beispiel signalisieren, Parameter wie die erforderliche Datenübertragungsgeschwindigkeit,
die Verbindungsart, den Datenübertragungskanal,
die Zeitschlitze und die Verbindungskennung zu übertragen, welche bei der Verbindung verwendet
werden.
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Typischerweise
misst das drahtlose Endgerät
während
der Verbindung auch die Stärke
des Signals des für
die Verbindung benutzten Zugangspunktes ebenso wie die Stärke der
Signale der anderen möglichen
Zugangspunkte innerhalb des Versorgungsbereichs. Wenn erfasst wird,
dass die Signalstärke
eines anderen Zugangspunktes in dem speziellen Moment hinreichend
stärker
ist als die Signalstärke
des benutzten Zugangspunktes, ist es möglich, eine Umschaltung auf
diesen Zugangspunkt durchzuführen,
was als solches bekannt ist.
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Der
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine effektivere Benutzung
der Funkressourcen als in Funknetzsystemen des Standes der Technik
zu erreichen. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, ein störungsfreieres
Datenübertragungssystem
im Vergleich zu Datenübertragungssystemen
des Standes der Technik zu schaffen. Das Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung ist durch das gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil
des beigefügten Patentanspruchs
1 angeführt
ist. Das drahtlose Datenübertragungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist durch das gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil
des beigefügten
Patentanspruchs 15 angeführt
ist.
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Die
Erfindung basiert auf der Idee, dass die Ursache für Datenübertragungsfehler
untersucht und der Einheit des Kommunikationssystems berichtet wird,
welche die Auswahl des jeweils zu benutzenden Kanals und/oder anderer
Funkverwaltungsalgorithmen vornimmt, z. B. der Leistungssteuerung
und der Verbindungsanpassung. Diese Einheit kann daher entweder
die Kanalauswahl vornehmen oder die Übertragung auf demselben Kanal
fortsetzen. In dem HIPERLAN/2-System
ist der Zugangspunkt die Einheit, in welcher die Kanalauswahl vorgenommen wird.
In einigen Kommunikationssystemen kann die Kanalauswahl durch das
drahtlose Endgerät
vorgenommen werden.
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Durch
die Anwendung der vorliegenden Erfindung werden im Vergleich zu
Verfahren und drahtlosen Kommunikationssystemen des Standes der Technik
deutliche Vorteile erreicht. Durch Anwendung des Verfahrens der
Erfindung kann das Maß der
Benutzung jedes Kommunikationskanals gesteigert werden, und das
Erfordernis, den Kanal zu wechseln, kann verringert werden. Überdies
wird in dem Kommunikationssystem der Erfindung der Kanal nicht grundlos
gewechselt, insbesondere in solchen Situationen, in welchen die
Datenübertragungsfehler
hauptsächlich
auf der Erscheinung des Schwundes beruhen. In dem Kommunikationssystem
der Erfindung ist es möglich,
die Wechselwirkungsrate weiter zu verringern, weil die Zugangspunkte
ihre Sendeausgabe nicht unnötig
erhöhen, wobei
das Maß der
Benutzung des Kommunikationssystems merklich verbessert wird.
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Auf
dem Fachgebiet bekannte hybride automatische Wiederholungsanforderungssysteme (ARQ-Systeme)
verwenden Anzeigen der Kanalbedingungen, welche durch Bestätigungsnachrichten übermittelt
werden, um die Menge der Fehlerberichtigungsinformationen zu steuern,
die gesendet werden, nachdem eine Übertragung unrichtig empfangen
wurde. In
EP 0 797 327 wird
zum Beispiel die Frequenz negativer Bestätigungen verwendet, um die
Kanalbedingungen anzuzeigen, oder die Fehlerzahl kann in der Bestätigung enthalten
sein, und diese Informationen werden verwendet, um die erforderliche
Fehlerberichtigungscode-Rate zu bestimmen. In
WO 00 21236 (veröffentlicht am 13. April 2000) werden
Messungen der Kanalqualität
vorgenommen, und diese werden verwendet, um zu bestimmen, wie viele
redundante Informationen erforderlich sind. Diese bekannten Systeme
untersuchen und berichten jedoch nicht die tatsächliche Ursache des Datenübertragungsfehlers
und benutzen diese Informationen entsprechend, um die Benutzung
des Kommunikationskanals zu steigern.
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Im
Folgenden wird die Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in welchen
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1a ein
Kommunikationssystem gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung in einem reduzierten Blockdiagramm zeigt,
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1b einen
Datenrahmen im HIPERLAN/2-System zeigt,
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2 ein
drahtloses Endgerät
gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung in einem reduzierten Blockdiagramm zeigt,
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3 einen
Zugangspunkt und eine Zugangspunktsteuerung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung in einem reduzierten Blockdiagramm zeigt,
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4a Beispiele
für einige
Datenrahmen zeigt,
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4b Beispiele
für Informationsstrukturen, die
in einem drahtlosen Endgerät
zu benutzen sind, gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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5 Protokollstapel,
die in einem Kommunikationssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zu benutzen sind, in reduzierter Form zeigt, und
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6a bis 6j die
Funktion des Verfahrens gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung in einem Ablaufdiagramm veranschaulichen.
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In
der folgenden Beschreibung eines Kommunikationssystems 1 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird das HIPERLAN/2-System der 1a als
Beispiel genommen, es ist jedoch ersichtlich, dass die Erfindung
nicht ausschließlich auf
dieses System beschränkt
ist. Das Kommunikationssystem 1 besteht aus den drahtlosen
Endgeräten
MT1 bis MT4, einem oder mehreren Zugangspunkten AP1, AP2 ebenso
wie einer oder mehreren Zugangspunktsteuerungen AC1, AC2. Zwischen
dem Zugangspunkt AP1, AP2 und dem drahtlosen Endgerät MT1 bis
MT4 wird eine Funkkommunikation aufgebaut, z. B. zum Übertragen
von Signalen, die benötigt
werden, um eine Verbindung aufzubauen, und von Informationen während der Verbindung,
z. B. Datenpaketen einer Internetanwendung. Die Zugangspunktsteuerung
AC1, AC2 steuert die Operation des Zugangspunktes AP1, AP2 und die über diesen
gebildeten Verbindungen zu den drahtlosen Endgeräten MT1 bis MT4. Die Zugangspunktsteuerung
AC1, AC2 weist eine Steuereinheit 19 auf, in deren Anwendungssoftware
einige Funktionen des Zugangspunktes realisiert werden, z. B. eine
Ablaufsteuerung für
den Zugangspunkt, welche verschiedene Ablaufsteuerungsoperationen
in einer Weise durchführt,
die als solche bekannt ist. In einem solchen Funknetz können verschiedene
Zugangspunktsteuerungen AC1, AC2 miteinander und mit anderen Datennetzen,
z. B. dem Internet, einem UMTS-System für mobile Endgeräte usw.
kommunizieren, wobei das drahtlose Endgerät MT1 bis MT4 z. B. mit einem
Endgerät
TE1 kommunizieren kann, das mit dem Internet verbunden ist.
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2 zeigt
in einem reduzierten Blockdiagramm ein drahtloses Endgerät MT1 gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung. Das drahtlose Endgerät MT1 umfasst vorzugsweise
Datenverarbeitungsfunktionen PC ebenso wie Kommunikationsmittel
COM zum Aufbau einer Datenübertragungsverbindung
mit dem drahtlosen Netzwerk. Das drahtlose Endgerät kann auch
so ausgestaltet sein, dass ein Datenverarbeitungsmittel, z. B. ein
tragbarer Computer, zum Beispiel mit einer Erweiterungskarte ausgerüstet ist,
welche das Kommunikationsmittel COM umfasst. Die Datenverarbeitungsfunktionen
PC umfassen vorzugsweise einen Prozessor 2, z. B. einen
Mikroprozessor, Mikrocontroller oder Ähnliches, eine Tastatur 3,
ein Anzeigemittel 4, Speichermittel 5 und Verbindungsmittel 6.
Ferner können
die Datenverarbeitungsfunktionen PC Audiomittel 7, z. B.
einen Lautsprecher 7a, ein Mikrofon 7b und einen
Codec 7c, umfassen, wobei der Benutzer das drahtlose Endgerät MT1 auch
z. B. für
die Übertragung
von Sprache benutzen kann. Informationen, die von dem drahtlosen
Endgerät
MT1 in das lokalen Datennetz übertragen
werden sollen, werden vorzugsweise über das Verbindungsmittel 6 zu
dem Kommunikationsmittel COM übertragen.
In entsprechender Weise werden Informationen, die das drahtlose
Endgerät MT1
von dem lokalen Datennetz 1 empfängt, über das Verbindungsmittel 6 zu
den Datenübertragungsfunktionen
PC übertragen.
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Die
Kommunikationsmittel COM umfassen z. B. einen Hochfrequenzteil 8,
einen Codierer 9, einen Decodierer 10, einen Modulator 20,
einen Demodulator 21, ein Steuermittel 11 und
einen Referenzoszillator 12. Überdies weisen die Kommunikationsmittel COM
einen Speicher 13 auf, zum Beispiel um die bei der Datenübertragung
benötigten
Sende- und Empfangspuffer zu bilden. Der Codierer 9 führt die
Codierung der in den Datenrahmen enthaltenen Informationen durch,
wobei die codierten Informationen im Modulator 20 moduliert
werden. Das modulierte Signal wird in den Hochfrequenzteil 8 geleitet,
von welchem das Funkfrequenzsignal auf einem Kommunikationskanal
CH (1) gesendet wird. In entsprechender
Weise werden die von dem Kommunikationskanal empfangenen und im
Demodulator demodulierten codierten Informationen im Decodierer
vorzugsweise in einem Datenrahmenformat wieder hergestellt. Der
Referenzoszillator 12 wird verwendet, um die erforderlichen
zeitlichen Abstimmungen durchzuführen,
um das Absenden und den Empfang mit dem Absenden und dem Empfang
des Zugangspunktes zu synchronisieren. Der Referenzoszillator 12 kann
auch benutzt werden, um die zeitlichen Abstimmungssignale des Steuermittels 11 zu
erzeugen. Es ist offensichtlich, dass die vom Referenzoszillator 12 erzeugte
Frequenz nicht als solche zum Einstellen der Kanalfrequenz und zum
Erzeugen der zeitlichen Abstimmungssignale des Steuermittels 11 verwendet werden
kann, wobei in praktischen Anwendungen (nicht dargestellte) Frequenzmodulierungsmittel
verwendet werden, um die Frequenz des Referenzoszillators 12 in
Frequenzen, die im Funkteil benötigt
werden, und in eine Frequenz, die für die Steuerung der Operation
des Steuermittels 11 anwendbar ist, zu modulieren.
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In
entsprechender Weise umfasst der Zugangspunkt AP1 (3)
erste Kommunikationsmittel 15, 23 bis 26 zum
Aufbau einer Datenübertragungsverbindung
zu den drahtlosen Endgeräten
MT1 bis MT4. Erfindungsgemäß kann das
drahtlose lokale Datennetz 1 auch als internes lokales
Datennetz ohne Verbindung zu externen Datennetzen realisiert werden.
So kann es ausreichen, nur einen Zugangspunkt AP1 zu haben, mit
welchem die drahtlosen Endgeräte
MT1 bis MT4 des lokalen Datennetzes kommunizieren. In dem drahtlosen
lokalen Datennetz ist vorzugsweise eine Datenübertragungsverbindung 16 von
einem oder mehreren Zugangspunkten AP1, AP2 zu einem Datenprozessor
S eingerichtet, welcher im Allgemeinen als Server-Computer oder
kürzer
als Server bezeichnet wird. Ein solcher Server umfasst Dateien,
Anwendungssoftware eines Unternehmens usw. in zentralisierter Weise,
was als solches bekannt ist. Die Benutzer können daher Anwendungen, die
auf dem Server S installiert sind, über das drahtlose Endgerät MT1 starten.
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Außerdem können der
Server S oder der Zugangspunkt AP1 zweite Kommunikationsmittel 17 zum
Aufbau einer Datenübertragungsverbindung
zu einem anderen Datennetz umfassen, z. B. zum Internet oder einem
UMTS-Mobilkommunikationsnetz.
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Die
Kommunikationsmittel für
den Zugangspunkt AP1, AP2 umfassen einen oder mehrere Oszillatoren 22 zum
Erzeugen der erforderlichen Frequenzen, einen Codierer 23,
einen Modulator 24, einen Decodierer 25 und einen
Demodulator 26, ebenso wie einen Hochfrequenzteil 15,
welche als solche bekannt sind.
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Jedem
Zugangspunkt AP1, AP2 und jedem drahtlosen Endgerät MT1 bis
MT4 ist eine Kennung zugewiesen, wobei dem Zugangspunkt AP1, AP2
immer die drahtlosen Endgeräte
MT1 bis MT4 bekannt sind, die mit dem Zugangspunkt AP1, AP2 verbunden
sind. In entsprechender Weise unterscheiden die drahtlosen Endgeräte MT1 bis
MT4 auf Basis der Kennungen die Rahmen, die von verschiedenen Zugangspunkten
AP1, AP2 gesendet werden, untereinander. Diese Kennungen können auch
in einer solchen Situation verwendet werden, in welcher die Verbindung
des drahtlosen Endgeräts
MT1 bis MT4 von einem Zugangspunkt AP1 zu einem anderen Zugangspunkt
AP2 umgeschaltet wird, z. B. als Ergebnis eines Schwundes der Verbindung.
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Für die Kommunikation
muss das drahtlose Endgerät
an eine Datenübertragungsverbindung
im lokalen Datennetz 1 angeschlossen werden. Dies kann
vorteilhaft durchgeführt
werden, indem in dem drahtlosen Endgerät MT1 eine Netzsteuerung oder ein
entsprechendes Anwendungsprogramm gestartet wird, das mit Programmcodes
zum Verbinden mit dem lokalen Datennetz 1 ebenso wie zur
Datenübertragung
zwischen dem drahtlosen Endgerät
MT1 und dem lokalen Datennetz 1 ausgestattet ist. Im Zusammenhang
mit dem Starten der Netzsteuerung werden die erforderlichen Maßnahmen
unternommen, um z. B. die Funktionsparameter des Kommunikationsmittels
COM des drahtlosen Endgeräts
einzustellen. Somit beginnt der Empfänger des Kommunikationsmittels
COM damit, Signale auf einer Kanalfrequenz des lokalen Datennetzes
zu empfangen. Wenn innerhalb einer vorgegebenen Zeit kein Signal
erfasst wird, wird der abzuhörende
Kanal gewechselt. In der Phase, wenn auf einer abgehörten Kanalfrequenz
ein Signal erfasst wird, wird das von dem Empfänger des Kommunikationsmittels
COM empfangene Signal demoduliert und zur Decodierung geleitet,
wobei die auf dem Funksignal übertragenen
Informationen herausgefunden werden können, wie bekannt ist. Von
diesem decodierten Signal, welches vorzugsweise im Empfangspuffer
im Speicher 13 des Kommunikationsmittels gespeichert wird,
wird die Kennung des BCCH-Steuerfeldes des Datenrahmens gesucht. Diese
Kennung des BCCH-Steuerfeldes befindet sich an einer bestimmten
Stelle in dem Datenrahmen, wobei, nachdem die Kennung gefunden worden
ist, die Stelle des BCCH-Steuerfeldes im Empfangspuffer bekannt
ist. Das BCCH-Steuerfeld enthält
z. B. die Kennung (AP ID) des Zugangspunktes, welcher den Datenrahmen übertragen
hat, die Nummer des Datenrahmens und Informationen über die Länge, das
Modulationsverfahren und die Codierung des FCCH-Steuerfeldes.
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Das
drahtlose Endgerät
MT1 wird mit der Übertragung
dieses Zugangspunktes AP1 synchronisiert. Das drahtlose Endgerät MT1 fordert
einen Verbindungsaufbau an, indem es zu einem für diesen Zweck vorgesehenen
Zeitpunkt eine RACH-Mitteilung an den Zugangspunkt AP1 sendet. In
der Rahmenstruktur gemäß 1b kann
die RACH-Mitteilung zum Beispiel nach den Sende- und Empfangs-Zeitschlitzen
und vor dem nächsten BCCH-Steuerfeld
gesendet werden. In der Mitteilung überträgt das drahtlose Endgerät MT1 z.
B. Daten über
die angeforderte Dienstqualität
und den Verbindungstyp, z. B. Multimediaverbindung, Datenverbindung,
Sprachverbindung. Der Verbindungstyp und die Dienstqualität beeinflussen
zum Beispiel die Anzahl der Zeitschlitze TS1 bis TSn, die für die Verbindung
zuzuteilen sind.
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Die
Zugangspunktsteuerung AC1 untersucht die Mitteilung und ermittelt,
z. B. aus einer Ressourcenzuweisungstabelle oder Ähnlichem,
die an dem Zugangspunkt AP1 momentan verfügbaren Ressourcen. Wenn es
genügend
Ressourcen zum Aufbau einer Verbindung entsprechend der angeforderten Dienstqualität gibt,
teilt die Zugangspunktsteuerung AC1 die erforderlichen Ressourcen
für die
Verbindung zu. Sende- und Empfangs-Sequenzen (Puffer) für die Verbindung werden in
dem Speichermittel 14 der Zugangspunktsteuerung AC1 gebildet,
welches für
die vorübergehende
Speicherung empfangener Pakete und die vorübergehende Speicherung von Paketen,
die auf eine Übertragung
warten, zu verwenden ist. Ferner wird jeder Verbindung eine Verbindungskennung
zugeteilt, worin die Sendung der Daten zum richtigen Ziel sichergestellt
wird. Es kann auch eine Priorität
für die
Verbindung ausgewählt werden,
wobei Ressourcen, z. B. zur betreffenden Zeit freie Sende- und Empfangs-Zeitschlitze,
in einer Prioritätsreihenfolge
zugeteilt werden. In Abhängigkeit
z. B. von dem Bedarf an Ressourcen kann für verschiedene Verbindungen
eine verschiedene Anzahl von Zeitschlitzen TS1 bis TSn im Datenfeld
des Datenrahmens FR zugeteilt werden. Auch die Anzahl der für die Sendung
und den Empfang zugeteilten Zeitschlitze kann verschieden sein,
sogar in derselben Verbindung, wie in dieser Beschreibung bereits erwähnt. Überdies
kann die Anzahl der für
Verbindungen zugeteilten Zeitschlitze gemäß dem Rahmen variieren, wobei
in jedem Datenrahmen FR die Anzahl der für die Verbindung zugeteilten
Zeitschlitze TS1 bis TSn von Null bis zum Maximum reichen kann.
Die Position der in dem Datenrahmen enthaltenen Sende- und Empfangs-Zeitschlitze
wird vorzugsweise im FCCH-Steuerfeld übermittelt.
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Nachdem
die Verbindung zu dem lokalen Datennetz 1 aufgebaut worden
ist, ist es möglich,
die Datenübertragung
zwischen dem Server S und dem drahtlosen Endgerät MT1 vorzugsweise mit einem Protokoll
wie dem IP (Internet Protocol) zu beginnen. In 5 ist
diese Datenübertragung
mit Protokollstapeln veranschaulicht. Von den Protokollstapeln sind die
Verarbeitungsschicht AL, die Vermittlungsschicht NL, die Logische
Verbindungsschicht LL und die Bitübertragungsschicht PHY dargestellt.
Auf dem Funkkanal, also zwischen dem Zugangspunkt AP1 und dem drahtlosen
Endgerät
MT1, umfasst die logische Verbindungsschicht des Protokollstapels
in dieser bevorzugten Ausführungsform
eine unterste MAC-Schicht (Media Access Control, Medienzugangssteuerung),
welche für
die Verwendung des Funkkanals bei der Kommunikation zwischen dem drahtlosen
Endgerät
MT1 und dem Zugangspunkt AP1 verantwortlich ist, z. B. für die Zuteilung
von Kanälen
beim Senden und Empfangen von Paketen. Die vorliegende Beschreibung
ist hauptsächlich
mit den Datenrahmen FR der MAC-Schicht befasst.
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Eine
in der Zugangspunktsteuerung AC1, AC2 gebildete Ablaufsteuerung 18 führt z. B.
die zeitliche Abstimmung der Datenrahmen FR im Zugangspunkt AP1,
AP2 und die Zuteilung von Sende- und Empfangs-Zeitschlitzen für Pakete
aktiver Verbindungen durch, die auf die Übertragung warten. Die Ablaufsteuerung
schaltet den Empfänger
des Zugangspunktes für
die Zeit, welche für
das RACH-Feld des Rahmens zugeteilt ist, auf Empfang des Funksignals.
Somit können
die drahtlosen Endgeräte
MT1 bis MT4 nicht nur die oben dargestellte Verbindungsaufbauanforderung,
sondern auch verschiedene Messinformationen, an den Zugangspunkt
senden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung ist das drahtlose Endgerät MT1 in einer Weise, wie sie
als solche bekannt ist, auch mit Statuspuffern C_ST und D_ST ebenso
wie mit einem Speicherpuffer P_ACK zum Speichern von Paketempfangsdaten
ausgestattet. Der erste Statuspuffer C_ST wird verwendet, um den
Empfangsstatus der Datenrahmen-Steuerfelder
C, z. B. BCCH und FCCH, zu speichern. Der zweite Statuspuffer D_ST wird
in entsprechender Weise zum Speichern des Empfangsstatus des Datenfeldes
D verwendet. Die in diesen Statuspuffern gespeicherten Daten werden beim
Aufbau einer Bestätigungsnachricht
benutzt. Die Statuspuffer C_ST, D_ST werden vorzugsweise im Speichermittel 13 des
Kommunikationsmittels des drahtlosen Endgeräts MT1 oder möglicherweise
unter Verwendung der Register des (nicht dargestellten) Steuermittels 11 realisiert,
was als solches bekannt ist. Die Größe N der Statuspuffer kann
so eingestellt werden, dass eine bekannte Menge an Informationen
in den Statuspuffern gespeichert werden kann, z. B. die Statusdaten
der drei letzten empfangenen Datenrahmen. Es ist offensichtlich,
dass die vorliegende Erfindung auch realisiert werden kann, indem
längere
oder kürzere
Statuspuffer als die hier dargestellten verwendet werden.
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Das
Folgende ist eine Beschreibung des Ablaufs des Verfahrens gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung in einem Kommunikationssystem 1 der 1a unter
Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme der 6a bis 6i und
die in 4a dargestellten Datenrahmen,
wobei als Beispiel ein drahtloses Endgerät MT1 verwendet wird.
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In
dem drahtlosen Endgerät
MT1 werden im Zusammenhang mit dem Start (Block 601 in 6a) bestimmte
Initialisierungsmaßnahmen
vorgenommen, um z. B. die Anfangswerte verschiedener Variablen einzustellen.
Dies wird im Ablaufdiagramm der 6a durch
Block 602 veranschaulicht. In dem drahtlosen Kommunikationsgerät MT1 gemäß der Erfindung
wird auch mindestens ein Leistungspegel-Bezugswert (RX_Thr) dafür bestimmt,
beim Herausfinden der Ursache für
bei der Kommunikation erkannte Fehler verwendet zu werden, also
ob der Fehler möglicherweise
durch einen Schwund des Signals oder durch eine externe Störung verursacht
wurde. Dieser Leistungspegel-Bezugswert RX_Thr wird vorzugsweise
im drahtlosen Endgerät
MT1 und, falls erforderlich, auch im Zugangspunkt AP1 gespeichert. Der
Leistungspegel-Bezugswert RX_Thr kann auch vom Zugangspunkt AP1
zum drahtlosen Endgerät MT1 übertragen
werden, z. B. in der Phase, wenn das drahtlose Endgerät MT1 eine
Verbindung zu dem lokalen Datennetz 1 aufbaut, wobei das
drahtlose Endgerät
MT1 den empfangenen Bezugswert RX_Thr verwendet. Dieser Bezugswert
RX_Thr wird vorzugsweise so eingestellt, dass ein Bezugswert für jedes
Modulations- und Codierverfahren bestimmt wird, derart, dass, wenn
die Stärke
des empfangenen Signals im Wesentlichen dem Bezugswert gleicht,
die Fehlerwahrscheinlichkeit der Grenzwert ist, der in dem Standard
zuvor erforderlich ist. Wenn die Signalstärke unter den Bezugswert RX_Thr
abfällt,
erhöht sich
die Anzahl der Fehler. Der besagte Grenzwert ist z. B. ein Wert,
bei welchem gemäß dem in
dem Kommunikationssystem angewendeten Standard alle in dem Kommunikationssystem
zu benutzenden Empfänger
eine Fehlerwahrscheinlichkeit gemäß dem Grenzwert auf der Ebene
des empfangenen Signals gemäß dem Bezugswert
RX_Thr erreichen können müssen.
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Es
wird angenommen, dass das drahtlose Endgerät MT1 eine aktive Datenübertragungsverbindung
mit dem Zugangspunkt AP1 auf einem Kanal aufweist, der von dem Kommunikationssystem
verwendet wird, und dass das drahtlose Endgerät MT1 mit den Datenrahmen des
Zugangspunktes AP1 synchronisiert wird (Block 603). Die
Pakete dieser Datenübertragungsverbindung
in den verschiedenen Rahmen sind mit dem Bezugszeichen PDU1 gekennzeichnet.
Jedes Paket ist vorzugsweise numeriert, um in der Empfangsphase
die richtige Reihenfolge der Pakete zu behalten. Dies ist insbesondere
in solchen Situationen notwendig, in welchen unrichtig empfangene
Pakete zurück übertragen
werden. Die Datenrahmen der 4a enthalten
auch Datenpakete anderer Verbindungen, welche mit den Bezugszeichen
PDU2 und PDU3 gekennzeichnet sind. In diesem Beispiel handelt es
sich bei diesen anderen Verbindungen um Verbindungen eines oder
mehrerer verschiedener Endgeräte
MT2 zu demselben Zugangspunkt AP1. In Paketen verschiedener Verbindungen
können
dieselben Nummern benutzt werden, weil der bei der Übertragung
des Pakets verwendete Zeitschlitz die Verbindung anzeigt, zu welcher
das fragliche Paket gehört.
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In
Intervallen messen die drahtlosen Endgeräte MT1 bis MT4, die mit dem
lokalen Datennetz verbunden sind, z. B. die Signalstärken auf
der Kanalfrequenz, auf welcher das drahtlose Endgerät MT1 bis MT4
mit dem Zugangspunkt AP1, AP2 kommuniziert, ebenso wie auf benachbarten
Kanalfrequenzen. Die Messung wird verwendet, um z. B. den Leistungsmittelwert
zu errechnen, welcher zu dem Zugangspunkt AP1 übertragen wird, mit welchem
das drahtlose Endgerät
verbunden ist. Der Zugangspunkt AP1 kann diese Daten z. B. in Kanalwechselsituationen verwenden,
um den Kanal auszuwählen.
Wenn ein Fehler beim Empfang des Kanalfeldes D aufgrund der Messungen
aufgetreten ist, wird der Status am entsprechenden Datenrahmen im
ersten Statuspuffer C_ST vorteilhaft auf OK gestellt, und der Status
im zweiten Statuspuffer D_ST wird vorteilhaft auf R, also keine
Fehler, gestellt (Block und 605 in 6a). Auf diese
Weise wird die Fehleranalyse nicht durch die Messungen verzerrt.
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Wenn
das drahtlose Endgerät
MT1 bis MT4 keine Messungen vornimmt, aber Datenrahmen empfangen
werden, untersucht vorzugsweise eine Ablaufsteuerung, die in der
Anwendungssoftware des Steuermittels 11 des drahtlosen
Endgeräts
realisiert wird, ob das BCCH-Steuerfeld für die Übertragung an der Reihe ist
(Block 606). Somit koppelt das Steuermittel 11 am
Beginn des Datenrahmens den Hochfrequenzteil 8, um das
Signal des BCCH-Steuerfeldes zu empfangen (Block 607 im
Ablaufdiagramm der 6a), und initialisiert bestimmte
Variablen auf ihre Anfangswerte, z. B. die Steuerfeld-Fehlermarkierung
C_ERR auf den OK-Zustand, z. B. den logischen Zustand 0 (Block 608, 6b). Zur
selben Zeit stellt das Steuermittel 11 die Operation des
Demodulators DEM und des Decodierers 10 so ein, dass sie
der bei der Übertragung
des BCCH-Steuerfeldes zu verwendenden Modulation und Codierung entsprechen,
z. B. auf das BPSK (Binärphasenverschiebungscodierungs)-Codierverhältnis 1/2,
das heißt,
für jedes
zu übertragende
Bit werden zwei Bits erzeugt. Während
des Empfangs (Block 609) wird der Funkteil 8 benutzt,
um den Leistungspegel des empfangenen Signals zu messen, vorzugsweise
den mittleren Leistungspegel oder möglicherweise den Leistungspegel
eines möglichen Kopfteils
(Block 610). Das empfangene BCCH-Steuerfeld wird im Empfangspuffer
gespeichert, und vorzugsweise errechnet das Steuermittel 11 eine
Prüfsumme
CRC aus den empfangenen Informationen (Block 611). Danach
vergleicht das Steuermittel 11 diese errechnete Prüfsumme mit
der im BCCH-Steuerfeld empfangenen Prüfsumme (Block 612).
Wenn die Prüfsummen übereinstimmen,
wird der Ablauf in dieser Ausführungsform
in Block 604 fortgesetzt. Wenn die Prüfsummen nicht übereinstimmen,
ist das empfangene BCCH-Steuerfeld unrichtig. In diesem Fall stellt
das Steuermittel 11 die Steuerfeld-Fehlermarkierung C_ERR auf den zweiten
Zustand, z. B. den logischen Zustand 1 (Block 613). Überdies
wird die mögliche
Ursache für
den Fehler untersucht (Ablaufdiagramm 614 in 6j).
Daher vergleicht das Steuermittel 11 den gemessenen Leistungspegel RX_Lev
des empfangenen Signals mit dem vorgegebenen Bezugswert RX_Thr (Block 615).
Wenn der Signalpegel RX_Lev geringer ist als der Bezugswert RX_Thr,
wird die Ursache für
den Fehler als Schwund des Signals gekennzeichnet, und der Schwundfehlerzähler F_CTR
wird um Eins heraufgesetzt (Block 616). In anderen Fällen wurde
der Fehler möglicherweise
durch eine Wechselwirkung verursacht, wobei der Wechselwirkungs-Fehlerzähler I_CTR
um Eins heraufgesetzt wird (Block 617).
-
In
Block 618 wird untersucht, ob das FCCH-Steuerfeld für die Übertragung
an der Reihe ist, wobei mit dem Empfang des FCCH-Steuerfeldes begonnen wird (Block 619).
Um das FCCH-Steuerfeld zu empfangen, wird die Operation des Demodulators
DEM und des Decodierers 10 verändert, um der Modulation und
Codierung zu entsprechen, die bei der Übertragung des FCCH-Feldes
verwendet werden, wenn sie sich von jenen unterscheiden, die im
FCCH-Steuerfeld
verwendet werden (Block 620, 6c). Während des
Empfangs (Block 621) wird der Funkteil 8 verwendet,
um den Leistungspegel des empfangenen Signals zu messen, vorzugsweise
den mittleren Leistungspegel oder den Leistungspegel eines möglichen
Kopfteils (Block 622). Das empfangene FCCH-Steuerfeld wird im
Empfangspuffer gespeichert, und vorzugsweise errechnet das Steuermittel 11 eine
Prüfsumme
CRC aus den empfangenen Informationen (Block 623). Danach
vergleicht das Steuermittel 11 diese errechnete Prüfsumme mit
der im FCCH-Steuerfeld empfangenen Prüfsumme (Block 624).
Wenn die Prüfsummen übereinstimmen, wird
der Ablauf in dieser Ausführungsform
in Block 626 fortgesetzt. Wenn die Prüfsummen nicht übereinstimmen,
ist das empfangene FCCH-Steuerfeld unrichtig. In diesem Fall stellt
das Steuermittel 11 die Steuerfeld-Fehlermarkierung C_ERR
auf den zweiten Zustand, z. B. den logischen Zustand 1 (Block 625).
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In
Block 626 wird untersucht, ob es in dem FCCH-Steuerfeld
noch nicht empfangene Teile gibt, wobei der Ablauf zum Block 621 zurückkehrt,
um die oben erwähnten
Messungen für
den nächsten
Teil vorzunehmen. Wenn das gesamte FCCH-Steuerfeld empfangen worden
ist, wird in Block 627 der Status der Fehlermarkierung
C_ERR untersucht. Wenn er OK ist, wird der Status dieses Datenrahmens
im ersten Statuspuffer C_ST auf OK gestellt (Block 629).
In anderen Fällen
wird der Status auf NICHT OK gestellt (Block 628).
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Ferner
wird die mögliche
Ursache für
den Fehler untersucht. Daher vergleicht das Steuermittel 11 den
gemessenen Leistungspegel RX_Lev des empfangenen Signals mit dem
vorgegebenen Bezugswert RX_Thr (Block 615). Wenn der Signalpegel RX_Lev
geringer ist als der Bezugswert RX_Thr, wird die Ursache für den Fehler
als Schwund des Signals gekennzeichnet, und der Schwundfehlerzähler F_CTR
wird um Eins heraufgesetzt (Block 616). In anderen Fällen wurde
der Fehler möglicherweise durch
eine Wechselwirkung verursacht, wobei der Wechselwirkungs-Fehlerzähler I_CTR
um Eins heraufgesetzt wird (Block 617).
-
Nach
dem Empfang der Steuerfelder C wird auf Basis der Informationen,
die in den Steuerfeldern C übertragen
werden, und den zeitlichen Abstimmungen der Ablaufsteuerung vorzugsweise
untersucht, ob es irgendein Paket des Datenfeldes D gibt, welches
zu der aktiven Verbindung dieses drahtlosen Endgeräts MT1 gehört, das
für eine Übertragung
an der Reihe ist (Block 630). Der Empfang der Pakete ist in
den Ablaufdiagrammen der 6d und 6e beschrieben.
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Um
Pakete zu empfangen und die Unrichtigkeit des Empfangs zu untersuchen
(Block 631), werden Hilfsvariablen auf ihre Anfangswerte
gestellt, vorzugsweise werden der Schwundfehlerzähler F_CTR und der Wechselwirkungs-Fehlerzähler I_CTR
auf den Wert 0 gestellt (Block 632), und die Paketempfangsdaten
P_ACK werden auf den Wert N gestellt, welcher den Status „nicht
empfangen" anzeigt. Überdies
werden der Demodulator und der Decodierer so eingestellt, dass sie
der bei der Übertragung
von Paketen zu verwendenden Modulation und Codierung entsprechen.
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Beim
Empfang von Paketen (Block 633) wird auch der Leistungspegel
RX_Lev des empfangenen Signals gemessen, vorzugsweise der mittlere
Pegel oder der Pegel eines möglichen
Kopfteils (Block 634). In einigen Fällen ist es möglich, mehrere
Pakete nacheinander zu übertragen,
derart, dass der Kopfteil zuerst übertragen wird, wobei der Leistungspegel
RX_Lev bestimmt werden kann, indem die Signalstärke jedes Pakets oder die Signalstärke des Kopfteils
gemessen wird. In dieser letzteren Alternative zur Untersuchung
aufeinander folgender Pakete wird derselbe Leistungspegel als Wert
für den
Signalpegel RX_Lev verwendet.
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Das
empfangene Paket wird im Empfangspuffer gespeichert, und vorzugsweise
errechnet das Steuermittel 11 die Prüfsumme CRC aus den empfangenen
Informationen (Block 635). Danach vergleicht das Steuermittel 11 diese
errechnete Prüfsumme
mit der in dem Paket empfangenen Prüfsumme (Block 636).
Wenn die Prüfsummen übereinstimmen,
werden die Empfangsdaten des empfangenen Pakets in Block 637 auf
den Wert R gestellt, welcher in dieser Ausführungsform einem fehlerfrei
empfangenen Paket entspricht. In praktischen Anwendungen kann es
sich bei diesem Wert R z. B. um ein Binärzeichen von 1 Bit handeln,
wobei der Bitwert vorzugsweise auf 1 eingestellt ist. Entsprechend
handelt es sich bei dem Wert N vorzugsweise um ein Binärzeichen
von 1 Bit, dessen Wert auf 0 eingestellt ist. Es ist offensichtlich,
dass auch andere Darstellungen verwendet werden können. Wenn
die Prüfsummen jedoch
nicht übereinstimmen,
werden die Empfangsdaten für
dieses Paket nicht verändert,
der Status verbleibt also auf „nicht
empfangen". In diesem
Fall vergleicht das Steuermittel 11 den gemessenen Leistungspegel
RX_Lev des empfangenen Signals mit dem vorgegebenen Bezugswert RX_Thr
(Block 615). Wenn der Signalpegel RX_Lev geringer ist als
der Bezugswert RX_Thr, wird der Schwundfehlerzähler F_CTR wird um Eins heraufgesetzt
(Block 616). In anderen Fällen wurde der Fehler möglicherweise durch
eine Wechselwirkung verursacht, wobei der Wechselwirkungs-Fehlerzähler I_CTR
um Eins heraufgesetzt wird (Block 617).
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Von
einem fehlerfrei empfangenen Paket kann die Empfangseinheit die
mögliche
Kennung ID des Pakets untersuchen und diese Kennung ID benutzen,
um die Empfangsdaten auf die richtige Stelle im Speicherpuffer P_ACK
zu setzen. Wenn das Paket nicht fehlerfrei empfangen werden konnte,
ist die Paketkennung ID der Empfangseinheit nicht notwendigerweise bekannt.
Stattdessen ist bekannt, in welchem Zeitschlitz (Übertragungsschlitz)
das Paket übertragen
wurde. In 4a, veranschaulichen die Blöcke 403, 404 und 405 als
Beispiele die Fehlertypen, welche für Pakete PDU1 einer Datenübertragungsverbindung
definiert sind. Der Buchstabe F zeigt an, dass der Fehlertyp, der
für das
Paket PDU1 definiert ist, das in dem fraglichen Übertragungsschlitz (Zeitschlitz,
falls das TDMA-System verwendet wird) empfangen wird, Schwund ist.
Entsprechend zeigt der Buchstabe I an, dass der Fehlertyp, der für das Paket
PDU1 definiert ist, das in dem fraglichen Übertragungsschlitz empfangen
wird, Wechselwirkung ist. Des Weiteren zeigt der Buchstabe R an,
dass in dem fraglichen Übertragungsschlitz
das Paket PDU1 fehlerfrei empfangen wurde, wobei seine Kennung ID
und/oder Seriennummer (z. B. #5, #6, #7, #9 bis #12) der Empfangseinheit
bekannt ist.
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Als
Nächstes
in Block 638 der Paketindexzähler M vorzugsweise um Eins
heraufgesetzt, und es wird untersucht, ob alle in dem fraglichen
Datenrahmen zu diesem drahtlosen Kommunikationsgerät übertragenen
Pakete empfangen wurden (Block 639). Wenn es noch nicht
empfangene Pakete gibt, wird der Ablauf von Block 633 an
fortgesetzt, und die oben angegebenen Messungen werden für das als Nächstes zu
empfangende Paket vorgenommen. Wenn es keine nicht empfangenen Pakete
des Datenrahmens mehr gibt, ist es der nächste Schritt, damit fortzufahren,
die Statusdaten zu aktualisieren (Block 640, 6e).
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Zum
Aktualisieren der Statusdaten wird die mögliche Ursache für Fehler
vorzugsweise wie folgt untersucht. Zuerst wird untersucht, ob der
Wert des Schwundfehlerzählers
F_CTR 0 ist (Block 641). Wenn dies der Fall ist, war ein
Schwund nicht die Ursache für
die Fehler, wobei untersucht wird, ob der Wert des Wechselwirkungs-Fehlerzählers I_CTR ebenfalls
0 ist (Block 642), wobei beim Empfang der Pakete keine
Fehler erfasst wurden. In diesem Fall der Wert des zweiten Statuspuffers
D_ST auf R gestellt (Block 643), was sich hier auf fehlerfrei
empfangene Pakete des Datenrahmens bezieht. Wenn der Wert des Wechselwirkungs-Fehlerzählers I_CTR nicht
0 ist, wird der Wert des zweiten Statuspuffers D_ST auf I gestellt
(Block 644), was hier anzeigt, dass die Fehler durch Wechselwirkung
verursacht wurden. Wenn der Wert des Schwundfehlerzählers F_CTR
nicht 0 ist, wird der Wert des Schwundfehlerzählers F_CTR in Block 645 mit
dem Wert des Wechselwirkungs-Fehlerzählers I_CTR verglichen. Wenn es
mehr Fehler gab, die durch Wechselwirkung verursacht wurden, als
solche durch Schwund, wird der Wert des zweiten Statuspuffers D_ST
auf I gestellt (Block 644). In anderen Fällen wird
der Wert des zweiten Statuspuffers D_ST auf F gestellt (Block 646),
das heißt,
die wahrscheinlichste Ursache für die
Fehler war Schwund. Nach dem Untersuchen der Pakete wird der Ablauf
mit Block 647 des Ablaufdiagramms fortgesetzt, wo der Datenrahmenzähler K um
Eins heraufgesetzt wird. Bei dem Wert F handelt es sich z. B. um
das Binärzeichen
01 und bei dem Wert I z. B. um das Binärzeichen 10.
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In
Block 648 (6a) wird untersucht, ob die Anzahl
der Datenrahmen, welche der für
die Statuspuffer definierten Größe N entsprechen,
empfangen worden ist, oder ob in anderer Weise eine Bestätigungsnachricht
zur Übertragung
fällig
ist, der Zugangspunkt AP1 z. B. anfordert, dass das drahtlose Endgerät MT1 eine
Bestätigungsnachricht
sendet. Wenn nicht, wird der Ablauf mit dem Empfang des nächsten Datenrahmens
fortgesetzt (Block 604), wenn er fällig ist. Als Nächstes wird
der zu empfangene Datenrahmen den oben dargestellten Messungen unterzogen.
Nachdem die eingestellte Anzahl von Datenrahmen empfangen und untersucht
worden ist, wird der Ablauf damit fortgesetzt, eine Bestätigungsnachricht
aufzubauen (Block 649, 6f).
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Um
die Bestätigungsnachricht
einzustellen, werden z. B. die rahmenspezifischen Bestätigungsdaten
ACK in einer Weise aufgebaut (mit Einzelbits), wie sie als solche
bekannt ist (Block 650, 6g). Bei
diesen Bestätigungsdaten
ACK handelt es sich z. B. um ein Binärzeichen, in welchem jedes
Bit den Bestätigungsdaten
eines Pakets entspricht. Der Standardwert ist der erste Wert, z.
B. der logische Zustand 0, welcher in dieser bevorzugten Ausführungsform anzeigt,
dass der Rahmen nicht empfangen wurde. Das Bit wird für einen
Rahmen, der fehlerfrei empfangen wurde, vorzugsweise auf den Wert
1 gestellt (Block 652). In anderen Fällen bleibt der Wert des Bits
0. In dieser bevorzugten Ausführungsform
werden die Bestätigungsdaten
von M Paketen in einer Bestätigungsnachricht übertragen.
Im Ablaufdiagramm der 6g wird die als Rahmenzähler zu
verwendende Hilfsvariable X in Block 651 auf den Wert 0
gestellt. In Block 652 werden die Empfangsdaten des Rahmens
entsprechend dem entsprechenden Wert der Hilfsvariable X untersucht.
In dieser Phase wird untersucht, ob der Rahmen unrichtig empfangen wurde.
In Block 654 wird der Wert der Hilfsvariable X um Eins
heraufgesetzt, und die oben dargestellten Messungen werden wiederholt,
bis alle M Pakete untersucht worden sind (Block 655).
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Nach
dem Aufbau der Paketbestätigungsdaten
wird die Ursache für
die Fehler in den verschiedenen Datenrahmen näher untersucht. Dies wird im
Ablaufdiagramm 656 der 6h veranschaulicht.
Die Ursache für
die Fehler wird mittels zusätzlicher
Bestätigungsdaten
ADD_ACK mitgeteilt, die in der Bestätigungsnachricht an den Zugangspunkt
AP1 übertragen
werden. Um diese zusätzlichen
Bestätigungsdaten
ADD_ACK aufzubauen, erhalten die Hilfsvariablen X, F_CTR, I_CTR,
C_ERR zuerst die Anfangswerte (0), Block 657. Die Hilfsvariable
X wird als Indexzähler
verwendet, um die Daten des untersuchten Datenrahmens im zweiten
Statuspuffer D_ST anzuzeigen. In Block 658 wird auf Basis
der im zweiten Statuspuffer D_ST gespeicherten Daten untersucht, was
die wahrscheinlichste Ursache für
Fehler in den Paketen in dem untersuchten Datenrahmen gewesen ist.
Wenn die Ursache Wechselwirkungen waren (Wert „I" im Statuspuffer), wird der Wechselwirkungs-Fehlerzähler I_CTR
um Eins heraufgesetzt (Block 661). Wenn die Ursache Schwund
war (Wert „F" im Statuspuffer),
wird der Schwundfehlerzähler F_CTR
um Eins heraufgesetzt (Block 659 und 660). Des
Weiteren wird untersucht, ob die Steuerfelder C des fraglichen Datenrahmens
fehlerfrei empfangen wurden. Dies kann herausgefunden werden, indem der
entsprechende Wert des ersten Statuspuffers C_ST untersucht wird,
indem also der Wert der Hilfsvariable X als Index verwendet wird
(Block 662). Wenn der Wert im ersten Statuspuffer C_ST
OK ist, wurden die Steuerfelder fehlerfrei empfangen. Wenn der Wert
nicht OK ist, hat es einen Fehler beim Empfang eines oder mehrerer
Steuerfelder des Datenrahmens gegeben, wobei der Steuerfeld-Fehlerzähler C_ERR
um Eins heraufgesetzt wird (Block 663). In Block 664 wird
der Indexzähler
X um Eins heraufgesetzt, und in Block 665 wird untersucht,
ob die Statuspuffer C_ST, D_ST bereits untersucht worden sind.
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Nachdem
die Daten der Statuspuffer C_ST, D_ST untersucht worden sind, werden
die zusätzlichen
Bestätigungsdaten
ADD_ACK vorzugsweise wie folgt aufgebaut (Ablaufdiagramm 666 in 6i). Es
wird untersucht, ob die Hauptursache für Fehler in den Datenrahmen
Wechselwirkungen oder Schwund waren (Blöcke 667). Wenn es
mehr Wechselwirkungen gab, wird der Wert des ersten Datenfeldes
(Bits) in den zusätzlichen
Bestätigungsdaten ADD_ACK vorzugsweise
auf 1 gestellt (Block 669). Das zweite Datenfeld (Bit)
wird Daten darüber
versehen, ob es Fehler beim Empfang der Steuerfelder gab. Wenn der
Wert des Steuerfeld-Fehlerzählers C_ERR
0 ist (Block 670), sind die Steuerfelder aller untersuchten Datenrahmen
fehlerfrei empfangen worden, und der Wert des zweiten Datenfeldes
wird vorzugsweise auf 0 gestellt (Block 671); in den anderen
Fällen
wird der Wert auf 1 gestellt (Block 672).
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Nach
dem Aufbau aller Bestätigungsdaten werden
die Bestätigungsdaten
an den Zugangspunkt AP1 gesendet (Block 673). Die zu übertragenden
Daten umfassen z. B. die Bestätigungsdaten
ACK und die zusätzlichen
Bestätigungsdaten
ADD_ACK. In dieser bevorzugten Ausführungsform werden die Hilfsvariablen
K und M nach der Übertragung
der Bestätigungsdaten
auf den Anfangswert 0 gestellt (Block 674).
-
In
dem Fall, dass z. B. das FCCH-Steuerfeld nicht fehlerfrei empfangen
worden ist, kann es vorkommen, dass das drahtlose Endgerät MT1 keine
Informationen über
alle in dem Datenrahmen gesendeten Pakete erhält, die von dem drahtlosen
Endgerät MT1
empfangen werden sollen. Daher wird, um die Statusdaten zu aktualisieren,
in Block 675 untersucht, ob es in dem Datenrahmen immer
noch etwas zu Empfangendes gibt. Wenn der Zeitgeber zum Beispiel
erfasst, dass die Übertragung
des Datenrahmens beendet ist, oder es auf Basis der Informationen,
die möglicherweise
im FCCH-Steuerfeld empfangen werden, in diesem Datenrahmen keine
weiteren eingehenden Pakete zu dem drahtlosen Endgerät MT1 mehr
gibt, wird der Ablauf in Block 640 damit fortgesetzt, die
Statusdaten zu aktualisieren.
-
Am
Zugangspunkt AP1 oder in einer anderen Einheit des Kommunikationssystems,
die zum Auswählen
des Kanals benutzt wird, können
die zusätzlichen
Bestätigungsdaten
ADD_ACK z. B. beim Wechsel des für
die Verbindung zu verwendenden Kanals und/oder Übertragungsleistungspegels
benutzt werden. An den Zugangspunkten AP1 wird vorzugsweise ein
dynamischer Frequenz(Kanal)-Wahlalgorithmus angewendet. Durch das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich,
unnötige
Kanalwechsel zu vermeiden, weil der Zugangspunkt AP1 die Ursache
für den
Empfangsfehler untersuchen kann. Wenn Schwund die Ursache ist, führt der Zugangspunkt
AP1 keinen Kanalwechsel durch, weil die Erscheinung des Schwundes
möglicherweise
die Qualität
der Verbindung auch auf anderen Kanälen des Kommunikationssystems
beeinflusst. Stattdessen kann in einer solchen Situation eine Steigerung des Übertragungspegels
die Signalstärke
in dem drahtlosen Endgerät
MT1 erhöhen,
wobei die Fehlerwahrscheinlichkeit verringert wird. Wenn die Fehler durch
Wechselwirkungen verursacht sind, z. B. eine andere Funkeinheit,
kann ein Kanalwechsel die Qualität
der Verbindung verbessern. Insbesondere in solchen Situationen,
in denen die Ursache für
die Fehler eine andere Funkeinheit desselben Kommunikationssystems
ist, die auf demselben Kanal sendet, z. B. ein drahtloses Endgerät oder ein
Zugangspunkt, sind Wechselwirkungen mit einer großen Wahrscheinlichkeit
auf anderen Kanälen
deutlich schwächer.
-
Die
Wahrscheinlichkeit von Übertragungsfehlern
kann durch Verbindungsanpassung verringert werden, unabhängig von
der Tatsache, ob Schwund oder Wechselwirkungen die Hauptursache
für die Störung sind.
Eine Verbindungsanpassung erfordert jedoch die Erhöhung der
Bandbreite. Daher ist es in jeder Störungssituation wichtig herauszufinden,
ob durch eine Verbindungsanpassung eine Verbesserung der Qualität der Verbindung
erreicht werden kann. In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann dies vorteilhaft
durchgeführt
werden, indem untersucht wird, ob es Fehler beim Empfang der Steuerfelder
C oder nur beim Empfang der Pakete gab. Wenn das drahtlose Endgerät MT1 die
Steuerfelder fehlerfrei empfangen hat, kann eine Verbindungsanpassung
möglicherweise
die Qualität
der Verbindung verbessern, wobei der Zugangspunkt AP1 z. B. die Bandbreite
vergrößern kann.
Wenn auch Fehler beim Empfang einiger Steuerfelder erfasst wurden,
kann eine Verbindungsanpassung die Qualität der Verbindung nicht verbessern.
In einer solchen Situation würde
durch die Vergrößerung der
Bandbreite unnötig
Datenübertragungskapazität von anderen
drahtlosen Endgeräten
reserviert und den allgemeinen Wechselwirkungspegel erhöht.
-
4b zeigt
beispielhaft die Weise des Aufbaus der Statusdaten in den Statuspuffern
C_ST, D_ST und in dem Paketstatusdaten-Speicherpuffer P_ACK und
der entsprechenden Bestätigungsdaten ACK,
ADD_ACK auf Basis des Empfangs der Datenrahmen FR der 4a.
In 4b kennzeichnet die Bezugsziffer 401 die
Rahmennummern der von dem Zugangspunkt AP1 gesendeten Datenrahmen,
und die Bezugsziffer 402 kennzeichnet die Nummern der Pakete,
die sich auf die aktive Verbindung des drahtlosen Endgeräts MT1 beziehen.
Ferner zeigt 4b in den Statuspuffern C_ST,
D_ST, P_ST gespeicherte Daten, die Bestätigungsdaten ACK ebenso wie
die zusätzlichen
Bestätigungsdaten
ADD_ACK, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgebaut sind.
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In
der obigen Beschreibung wurde die Übertragung einer Bestätigungsnachricht
nach jedem dritten Datenrahmen dargestellt; es ist jedoch offensichtlich,
dass die Erfindung nicht allein auf diese Ausführungsform beschränkt ist.
Die Bestätigungsnachricht kann
auch auf Anforderung gesendet werden. Überdies muss das Intervall
für die Übertragung
der Bestätigungsnachricht
nicht dieselbe Größe aufweisen wie
die für
die Statuspuffer definierte Größe. Die
Bestätigungsnachricht
kann z. B. nach jedem anderen Datenrahmen oder nach jedem achten
in dem drahtlosen Endgerät
MT1 empfangenen Paket gesendet werden, unabhängig von der Anzahl der Datenrahmen,
in welchen die Pakete gesendet werden. Auch in diesen Alternativen
können
die zusätzlichen
Bestätigungsdaten
immer in Verbindung mit der Übertragung
der Bestätigungsnachricht
aufgebaut werden.
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Mit
der Länge
der Statuspuffer ist es z. B. möglich
zu beeinflussen, wie schnell die zusätzlichen Bestätigungsinformationen
bei einer Veränderung der
Bedingungen verändert
werden. Aus je mehr Rahmen die zusätzlichen Bestätigungsdaten
gebildet sind, desto langsamer können
die Veränderungen der
Bestätigungsdaten
gesehen werden. Auf der anderen Seite verursachen vorübergehende
Störungen von
kurzer Dauer keine unnötigen
Veränderungen
z. B. im für
die Verbindung zu verwendenden Frequenz- oder Leistungspegel.
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Die
Operationen des erfindungsgemäßen Verfahrens
können
in dem drahtlosen Endgerät
MT1 vorzugsweise in der Anwendungssoftware des Steuermittels 11 des
Kommunikationsmittels realisiert werden, es ist aber auch möglich, z.
B. den Prozessor 2 zu benutzen. Am Zugangspunkt AP1 können die
Untersuchung der Bestätigungsnachricht
und mögliche
Maßnahmen,
um die Verbindung zu verändern,
vorzugsweise in der Zugangspunktsteuerung AC1 realisiert werden.
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Die
beigefügte 4a zeigt
als Beispiele einige Datenrahmen FR. Die Datenrahmen FR umfassen
Steuerfelder C, z. B. RACH, BCCH und FCCH, ebenso wie ein Datenfeld
D mit Zeitschlitzen TS1 bis TSn für die Überragung von Paketen verschiedener Verbindungen.
In diesem Beispiel umfassen die Zeitschlitze TS1 bis TSn Sendezeitschlitze
und Empfangszeitschlitze.
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Die
Erfindung kann auch in anderen Systemen als dem in diesem Beispiel
verwendeten HIPERLAN/2-System angewendet werden. Ebenso sind auch
andere als Zeitvielfachzugriffs(TDMA)-Systeme durchführbar, zum
Beispiel ein Codemultiplex-Vielfachzugriffs(CDMA)-System
oder ein Frequenzvielfachzugriffs(FDMA)-System oder eine Kombination dieser
verschiedenen Systeme. So ist das Merkmal, welches den Zeitschlitzen
(Übertragungsschlitzen) entspricht,
im Codemultiplex-Vielfachzugriffs(CDMA)-System eine Codesequenz,
und im Frequenzvielfachzugriffs(FDMA)-System eine Frequenzsequenz.
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Es
ist oben dargelegt worden, dass das drahtlose Endgerät MT1 die
Ursache für
einen Fehler untersucht und diese dem Zugangspunkt AP1 anzeigt;
die Erfindung kann jedoch auch so angewendet werden, dass der Zugangspunkt
AP1 oder eine entsprechende Einheit in dem Kommunikationssystem die
Ursache für
den Fehler auf Basis des empfangenen Signals untersucht und diesen
dem drahtlosen Endgerät
MT1 mitteilt. Dies ist insbesondere in solchen Kommunikationssystemen
anwendbar, in welchen der Kanal durch das drahtlose Endgerät MT1 ausgewählt wird.
Ein Beispiel für
ein solches System ist das DECT-System.
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In
dem oben beschriebenen Beispiel gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wurden zwei Fehlertypen verwendet, namentlich Schwund
und Wechselwirkungen. In entsprechender Weise kann das Verfahren
der Erfindung auch angewendet werden, um andere Fehlertypen zu untersuchen
und diese der Einheit des Kommunikationssystems mitzuteilen, welche
den Kanal auswählt.
So können
bei der Untersuchung des Fehlertyps andere Kriterien angewendet
werden als der hier vorgestellte Signalleistungspegel. Auch kann
es mehr als zwei Fehlertypen geben.
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Ein
Fehlertyp können
auch Intersymbolwechselwirkungen (ISI) sein oder die Tatsache, dass die
Empfangseinheit MT1 bis MT4, AP1, AP2 nicht empfangsbereit war,
z. B. deswegen, weil der Empfänger 8, 15 der
Empfangseinheit Messungen vorgenommen hat. Intersymbolwechselwirkungen
können z.
B. über
die Impulsantwort des Kommunikationskanals durch Techniken, die
als solche bekannt sind, untersucht werden. Symbole, die in einer
Situation der Intersymbolwechselwirkungen gesendet werden, überlappen
sich in der Empfangsphase teilweise, wobei die gesendeten Informationen
im Decodierer 10, 25 möglicherweise nicht richtig
decodiert werden können.
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So
wird in dem Verfahren gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zuerst ein Vergleich zwischen der Signalstärke RX_Lev
und dem Bezugswert RX_Thr vorgenommen. Wenn die Signalstärke RX_Lev
geringer ist als der Bezugswert RX_Thr, wird der Fehlertyp als Schwund
gekennzeichnet. Wenn die Signalstärke RX_Lev nicht geringer ist
als der Bezugswert RX_Thr, wird stattdessen untersucht, ob Intersymbolwechselwirkungen
beteiligt sind, wobei der Fehlertyp als Intersymbolwechselwirkungen
oder andere Wechselwirkungen gekennzeichnet wird, wobei der Fehlertyp
als Wechselwirkungen gekennzeichnet wird.
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Noch
ein anderer Fehlertyp kann die Überlastung
des Empfängers 8, 15 sein
(Empfängerkompression).
In solch einer Situation ist die Stärke des zu empfangenen Signals
so groß,
dass der Betrieb des Empfängers 8, 15 gestört wird,
und kann Fehler in den zu empfangenden Informationen verursachen. Eine Kompression
des Empfängers 8, 15 kann
auf Basis der gemessenen Signalstärkedaten untersucht werden,
wobei auch ein zweiter Leistungspegel-Bezugswert RX_Thr2 und ein
Kompressionszähler RC_CTR
definiert werden. So vergleicht in dem Verfahren gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung das Steuermittel 11 den gemessenen Leistungspegel
RX_Lev des empfangenen Signals mit einem vorgegebenen ersten Leistungspegel-Bezugswert
RX_Thr. Wenn der Signalpegel RX_Lev geringer ist als der erste Leistungspegel-Bezugswert RX_Thr,
wird Signalschwund als Fehlerursache gekennzeichnet, und der Schwundfehlerzähler F_CTR wird
um Eins heraufgesetzt. Wenn jedoch der Signalpegel RX_Lev größer ist
als der erste Leistungspegel-Bezugswert RX_Thr, vergleicht das Steuermittel 11 den
gemessenen Leistungspegel RX_Lev des empfangenen Signals mit dem
zweiten Leistungspegel-Bezugswert RX_Thr2. Wenn der Signalpegel RX_Lev
größer ist
als der zweite Leistungspegel-Bezugswert RX_Thr2, wird eine Empfängerkompression
als Fehlerursache gekennzeichnet, und der Kompressionsfehlerzähler RC_CTR
wird um Eins heraufgesetzt. In anderen Fällen war der Fehler möglicherweise
durch Wechselwirkungen verursacht, wobei der Wechselwirkungs-Fehlerzähler I_CTR
um Eins heraufgesetzt wird.
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Bei
dem zweiten Leistungspegel-Bezugswert RX_Thr2 handelt es sich z.
B. um solch einen Wert, welcher gemäß dem in dem Kommunikationssystem
anzuwendenden Standard den Leistungspegel des zu empfangenen Signals
definiert, bei welchem alle in dem Kommunikationssystem zu benutzenden
Empfänger
das Signal ohne Kompression empfangen können müssen.
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In
dieser Ausführungsform
können
die Statusdaten z. B. auf folgende Weise aktualisiert werden. Um
die mögliche
Ursache für
Fehler herauszufinden, werden die Werte des Schwundfehlerzählers F_CTR,
des Empfängerkompressionszählers RC_CTR
und des Wechselwirkungs-Fehlerzählers I_CTR
untersucht. Wenn der Wert all dieser Zähler 0 ist, wurden keine Fehler
beim Empfang der Pakete erfasst. In anderen Fällen wird der Fehlertyp vorzugsweise
so ausgewählt,
dass es sich um denjenigen handelt, welcher im entsprechenden Zähler den höchsten Wert
aufweist. Wenn zwei oder mehr Zähler
gleiche Höchstwerte
aufweisen, wird vorzugsweise einer von diesen als Fehlertyp ausgewählt.
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Um
die zusätzlichen
Bestätigungsdaten
der Pakete zu bilden, wird die Ursache für Fehler in den verschiedenen
Datenrahmen untersucht. Hier ist es möglich, das Verfahren anzuwenden,
das oben in dieser Beschreibung beschrieben wurde, z. B. in Verbindung
mit 6h. Der Fehlergrund wird dem Zugangspunkt AP1
mittels zusätzlicher
Bestätigungsdaten
ADD_ACK übermittelt,
die entweder in der Bestätigungsnachricht
oder in einer anderen Mitteilung zu übertragen sind, oder mittels
anderer Daten, die z. B. nach den Bestätigungsdaten zu übertragen
sind.
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Die
zusätzlichen
Bestätigungsdaten
können auch
aus verschiedenen Teilen bestehen, z. B. derart, dass ein Teil der
zusätzlichen
Bestätigungsdaten Fehlerdaten
angibt, die aus einem bestimmten Teil der empfangenen Datenrahmen
gebildet sind. So werden mehr Bits als in der oben vorgestellten
Ausführungsform
benötigt,
um die zusätzlichen
Bestätigungsdaten
zu senden. Die zusätzlichen
Bestätigungsdaten
können
z. B. aus jeder Aufzeichnung des Datenpuffers gebildet sein, wobei
in dem Fall, dass der Datenpuffer die Daten von drei Datenrahmen
umfasst, die zusätzlichen
Bestätigungsdaten
drei Teile umfassen.
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Es
ist offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die
oben vorgestellten Ausführungsformen
beschränkt
ist, sondern innerhalb des Umfangs der beigefügten Patentansprüche modifiziert werden
kann.