DE602005006292T2

DE602005006292T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Kanalzuteilung für Datenkommunikation in einem Funk-Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE602005006292T2
Application number: DE602005006292T
Authority: DE
Inventors: Mark Waterloo Ontario Pecen; Mihal Waterloo Ontario Lazaridis; Sean Waterloo Ontario Simmons
Original assignee: Research in Motion Ltd
Current assignee: BlackBerry Ltd
Priority date: 2005-11-10
Filing date: 2005-11-10
Publication date: 2009-07-23
Anticipated expiration: 2025-11-11
Also published as: CN1964572B; TW200723783A; ATE393554T1; SG132595A1; MXPA06012938A; EP1786219A1; CA2567012A1; CN1964572A; EP1786219B1; TWI323996B; KR20070050355A; KR100788206B1; ES2302148T3; DE602005006292D1; HK1100251A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die Kommunikation von Daten gemäß einem Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikationsdienst, wie einen EDGE(Enhanced Data for Global Evolution)-Kommunikationsdienst. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren, das Kommunikationsressourcen entsprechend einem „Mobile Allocation Index Offset"-Schemas zuteilt.
Hintergrund der Erfindung
Hochgeschwindigkeitsdatendienste werden in zunehmendem Maße über Funkkommunikationssysteme durchgeführt. Fortschritte in Kommunikationstechnologien haben die Entwicklung und den Einsatz von Funkkommunikationssystemen ermöglicht, welche die Kommunikation von Daten mit hohen Kommunikationsdurchsatzraten ermöglichen. Und mit weiteren Fortschritten in Kommunikationstechnologien ermöglichen Verbesserungen solcher Systeme, dass die Durchsatzraten weiter erhöht werden. Verschiedene Hochgeschwindigkeitsdatendienste und ihre zugehörigen Mechanismen einer Implementierung werden einer Entwicklung, Standardisierung und Implementierung unterzogen. Ein beispielhafter Datenkommunikationsdienst, bezeichnet als GPRS (General Packet Funk Service) für GSM (Global System for Mobile communications) hat einen bedeutenden Grad an Einsatz und Verwendung erreicht. Eine Erweiterung des allgemeinen GPRS-Kommunikationsschemas, EDGE (Enhanced Data for Global Evolution), wird momentan eingesetzt. Datendurchsatzraten, die in einem EDGE-fähigen System erreichbar sind, sind signifikant höher als die, die in seinem Vorgänger-GPRS-System erreichbar sind.
Während eine EDGE-basierte Kommunikation ermöglicht, dass Daten mit wesentlich höheren Datenraten kommuniziert werden als ihr GPRS-Vorgänger, werden Datendienste Daten-intensiver und es wird eine weitere Zunahme erwartet. Es gibt eine kontinuierliche Notwendigkeit, Wege zu finden, um die Datendurchsatzfähigkeiten einer EDGE-basierten Kommunikation weiter zu erhöhen, um die schnelle Kommunikation von zunehmend Daten-intensiven Datenkommunikationdiensten zu erleichtern, die in einem EDGE-basierten oder anderem Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikationssystem implementiert werden sollen.
Existierende EDGE-Standard-Veröffentlichungen definieren unter anderem die Kanal-Struktur, die gemäß einer EDGE-basierten Kommunikation verwendet wird. Kanäle werden auf mehreren Trägern definiert. Aber aufgrund von verschiedenen Anforderungen ist eine Bewirkung eines einzelnen Kommunikationsdienstes unter Verwendung von Kommunikationsressourcen auf mehreren Trägern momentan nicht verfügbar aufgrund von Beschränkungen in der Standard-Veröffentlichung.
Die Europäische Patentanmeldung Nr. 0938208 betrifft ein Übertragungsverfahren und eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen von Signalen auf der Basis eines OFDM/TDMA-Systems, wobei eine Vielzahl von Teilträgern, die orthogonal zueinander sind, einer variablen Anzahl von Kanälen zugeteilt wird, wobei jeder Kanal eine variable Anzahl von Teilträgern enthält, abhängig von Information, die in den Signalen zu übertragen ist, wobei für die Übertragung der Signale in einem GSM-System mit einer konstanten Anzahl von vorgegebenen GSM-Frequenzkanälen und einer konstanten Anzahl von vorgegebenen GSM-Zeitschlitzen, die in GSM-Rahmen gruppiert sind, die Anzahl der Teilträger zugeteilt wird entsprechend der Bandbreite der GSM-Frequenzkanäle, so dass ein Mehrfaches eines resultierenden OFDM/TDMA-Zeitschlitzes mit einem oder mehreren GSM-Zeitschlitzen) übereinstimmt, wobei ein Pilotsymbol jedem n-ten Teilträger in den GSM-Frequenzkanälen zugeteilt wird, wobei n ein Integer ist und >1 und wobei die Signale übertragen werden.
Wenn eine Weise in einem Hochgeschwindigkeits-Datenfunkkommunikationssystem vorgesehen werden könnte, um verfügbare Zeitschlitz/Träger-Kombinationen vollständiger verwenden zu können, um einen Kommunikationsdienst durchzuführen, wären höhere Datendurchsatzraten und spektrale Nutzung erzielbar.
Angesichts dieser Hintergrundinformation wurden die signifikanten Verbesserungen der vorliegenden Erfindung entwickelt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Kommunikationssystems, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als ein Teil davon umfasst.
2 zeigt eine Darstellung einer beispielhaften Kommunikationsressourcenzuteilung, die gemäß einem Betrieb eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
3 zeigt ein Verfahrensflussdiagramm, das das Betriebsverfahren eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt.
Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Erfindung sieht demgemäß vorteilhafterweise eine Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren vor, das eine Kommunikation von Daten gemäß einem Hochgeschwindigkeitsdatenkommunikationsdienst erleichtert, wie ein EDGE(Enhanced Data for Global Evolution)-Kommunikationsdienst oder ein anderes Kommunikationssystem, das optional ein „Frequenz-Hopping" verwendet.
Durch Betrieb eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird eine Weise vorgesehen, durch die Kommunikationsressourcen über eine Vielzahl von Funkträgern zugeteilt werden, wie auch immer logisch definiert gemäß einem MAIO(Mobile Allocation Index Offset)-Schema. Der MAIO ist ein Offsetwert zu der tatsächlichen Hochfrequenz (radio frequency – RF bzw. HF) zur Implementierung eines „Frequenz-Hoppings", wird aber logisch als ein HF-Träger selbst behandelt. Die Wahrscheinlichkeit, dass Zeitschlitze verfügbar sind für eine Zuteilung über eine Vielzahl von Trägern, ist größer als die Wahrscheinlichkeit, dass Zeitschlitze verfügbar sind für eine Zuteilung auf einem einzelnen Träger, eine Beschränkung der verfügbaren Zuteilungsschemen.
Durch Zuteilen von Kommunikationsressourcen über eine Vielzahl von Index-Offsets gibt es eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, dass eine zusammenhängende Reihe, wie ein Block, von Zeitschlitzen für die Leistung eines Datenkommunikationsdienstes während einer Kommunikationssitzung zugeteilt werden kann. Wenn eine zusammenhängende Sequenz von Zeitschlitzen in einem Rahmen verfügbar ist, können die Daten schneller kommuniziert werden, als wenn nur Kommunikationsressourcen auf einem einzelnen Träger für eine Datenkommunikation während einer Kommunikationssitzung verwendet werden. Und selbst wenn zusammenhängende Zeitschlitze nicht zugeteilt werden, ermöglicht eine erhöhte Anzahl von Zeitschlitzen, die einer Datenkommunikationssitzung zugeteilt sind, ihre Vollendung aufgrund des größeren statistischen Grads einer Ressourcenzuteilung.
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Netzwerkteil des Funkdatenkommunikationssystems einen Analysator, der Kommunikationsressourcenanforderungen analysiert, die entsprechend vorgesehen werden müssen oder anderweitig angefordert werden, um Daten zu kommunizieren, um einen Kommunikationsdienst während einer Kommunikationssitzung durchzuführen. Der Analysator bestimmt zum Beispiel die Anzahl der Zeitschlitze, die der Kommunikationssitzung zugeteilt werden müssen, um zu ermöglichen, dass die Daten zwischen einem Satz von Kommunikationsstationen kommuniziert werden. Die Bestimmungen, die durch den Analysator gemacht werden, werden zum Beispiel auf einer Rahmen-zu-Rahmen-Basis, auf einer Kommunikationssitzungsbasis oder auf einer anderen Basis gemacht, alle auf eine Weise, die eine dynamische Ressourcenzuteilung ermöglicht.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Netzwerkteil auch einen Ressourcenzuteiler bzw. -Allokierer, der Ressourcen zuteilt, um die Kommunikation der Daten während einer Kommunikationssitzung zu ermöglichen, um den Kommunikationsdienst zu bewirken. Die Ressourcenzuteilungen werden gemacht zum Beispiel als Reaktion auf eine Analyse der Kommunikationsanforderungen. Die Ressourcenzuteilungen werden über eine Vielzahl von MAIOs (Mobile Allocation Index Offsets) gemacht, wie auch immer definiert. Wenn bestimmte Zeitschlitze auf unterschiedlichen Index-Offsets oder HF-Frequenzen verfügbar sind, werden Zuteilungen gemacht, um Daten gemäß der Kommunikationssitzung innerhalb der Zeitschlitze der unterschiedlichen Index-Offsets oder HF-Frequenzen zu kommunizieren. Allgemeiner, Ressourcen, die durch den Ressourcenzuteiler zugeteilt werden, sind nicht begrenzt auf eine Auswahl von Zeitschlitzen auf einem einzelnen Mobile Allocation Index Offset oder HF-Frequenz, sondern werden zugeteilt, wenn verfügbar, bei jedem Index-Offset oder Frequenz, auf dem/die die Kommunikationsstationen, Teilnehmer an einer Kommunikationssitzung, zum Betrieb fähig sind.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung erzeugt ein Nachrichten-Generator an dem Netzwerkteil eine Zuteilungsnachricht, die Werte umfasst, welche die Kommunikationsressourcen identifizieren, die zugeteilt werden, um die Daten gemäß einem Bewirken des Kommunikationsdiensts während einer Kommunikationssitzung zu kommunizieren. Die Zuteilungsnachricht wird durch den Netzwerkteil an eine mobile Station gesendet, die ein Teilnehmer an der Kommunikationssitzung ist, an die Daten kommuniziert werden sollen. Wenn mehr als eine mobile Station ein Teilnehmer an der Kommunikationssitzung ist, wird die Zuteilungsnachricht an jede der mobilen Stationen gesendet. Durch Senden der Zuteilungsnachricht an jede mobile Station, die ein Teilnehmer an der Kommunikationssitzung sein soll, wird die mobile Station über die Ressourcenzuteilungen informiert, um dadurch der mobilen Station zu ermöglichen, korrekt zu arbeiten, um Kommunikationsdaten zu empfangen oder zu senden, die während der Kommunikationssitzung kommuniziert werden.
Die mobile Station umfasst einen Detektor, der die Zuteilungsnachricht erfasst, sobald sie durch den Netzwerkteil an die mobile Station gesendet (broadcast) wird. Der Detektor stellt die Werte der Zuteilungsnachricht fest, um dadurch die zugeteilten Ressourcen zu identifizieren.
Die mobile Station umfasst auch eine Steuervorrichtung, die den Betrieb der mobilen Station als Reaktion auf die Kommunikationsressourcen steuert, die durch den Detektor erfasst werden, zur Verwendung gemäß der Kommunikation der Daten.
Kommunikationsressourcen werden auf eine Weise zugeteilt, die verbesserte Datendurchsatzraten der Daten erleichtert, die gemäß der Leistung der Kommunikationssitzung kommuniziert werden. Die Zuteilung wird gemacht, um die Summe der Zeitschlitze zu maximieren, die für die Kommunikationssitzung zugeteilt werden, innerhalb der Begrenzungen der Fähigkeiten der Kommunikationsstationen, die Teilnehmer an der Kommunikationssitzung sind, und zu den Reaktionszeiten der Kommunikationsstationen, die erforderlich sind, um zu anderen Funkträgern zu schalten, auf denen Kommunikationsressourcen zuteilbar sind.
In diesen und anderen Aspekten ist folglich eine Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren für eine Kommunikationsstation vorgesehen, die betriebsfähig ist, um Daten zu kommunizieren. Ein Analysator ist ausgebildet, um eine Anzeige über eine Charakteristik der Daten zu empfangen, die durch die erste Kommunikationsstation kommuniziert werden sollen. Der Analysator ist konfiguriert, um Kommunikationsanforderungen zu analysieren, die für die Kommunikation der Daten erforderlich sind. Ein Ressourcenzuteiler ist ausgebildet, um eine Anzeige der Analyse zu empfangen, die durch den Analysator gemacht wird. Der Ressourcenzuteiler ist konfiguriert, Ressourcen über eine Vielzahl von Mobile Allocation Index Offsets oder Frequenzen für eine Kommunikation der Daten zuzuteilen.
In diesen und anderen Aspekten ist folglich eine weitere Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren für eine Kommunikationsstation vorgesehen, die betriebsfähig ist gemäß einer Kommunikation von Daten. Ein Detektor ist konfiguriert, um eine Zuteilungsnachricht zu erfassen, die an die Kommunikationsstation geliefert wird. Die Zuteilungsnachricht identifiziert Kommunikationsressourcen, die der Kommunikationsstation gemäß der Kommunikation der Daten zugeteilt werden. Die Ressourcen, die zugeteilt werden, werden zugeteilt über eine Vielzahl von Mobile Allocation Index Offsets oder Trägerfrequenzen, zum Beispiel Funkträger, wie auch immer logisch definiert. Ein Steuervorrichtung ist ausgebildet, um eine Anzeige der Erfassungen zu empfangen, die durch den Detektor gemacht werden. Der Steuervorrichtung ist konfiguriert, den Betrieb der Kommunikationsstation zu steuern, als Reaktion auf die Erfassungen.
Unter Berücksichtigung dieser und anderer Aspekte wird Bezug genommen zuerst auf 1, die ein Kommunikationssystem zeigt, allgemein gezeigt bei 10. Das Kommunikationssystem ist betriebsfähig gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In der beispielhaften Implementierung bildet das Kommunikationssystem 10 ein Funkdatenkommunikationssystem, das EDGE(Enhanced Data for Global Evolution)-Datendienste vorsieht. Während die folgende Beschreibung einen beispielhaften Betrieb des Kommunikationssystems hinsichtlich seiner beispielhaften Implementierung beschreiben soll, um EDGE- basierte Kommunikationsdienste vorzusehen, sollte es offensichtlich sein, dass die Lehren der vorliegenden Erfindung analog anwendbar ist auf andere Typen von Kommunikationssystemen, zum Beispiel betriebsfähig gemäß Betriebsspezifikationen, die andere Typen von Kommunikationssystemen definieren. Dementsprechend ist die Beschreibung des Betriebs des Kommunikationssystems 10 nur für Zwecke einer Erläuterung und nicht einer Beschränkung.
In der Darstellung von 1 umfasst das Kommunikationssystem einen Satz von Kommunikationsstationen, Kommunikationsstationen 12 und 14. Hier ist die Kommunikationsstation 12 repräsentativ für Elemente eines Netzwerkteils des Kommunikationssystems und soll manchmal als eine Netzwerkstation 12 bezeichnet werden. Und die Kommunikationsstation 14 ist repräsentativ für eine mobile Station und soll manchmal im Folgenden als eine mobile Station bezeichnet werden. Während des Betriebs sind beide der Kommunikationsstationen 12 und 14 fähig zum Erzeugen von EDGE-Daten zur Kommunikation, um einen EDGE-Datendienst während einer Kommunikationssitzung zu bewirken. Ein Betrieb soll beschrieben werden in Bezug auf ein Bewirken eines Downlink-EDGE-Kommunikationsdiensts, d. h. EDGE-Daten, die durch die Netzwerkstation 12 kommuniziert werden zur Lieferung an die mobile Station 14. Der Betrieb des Kommunikationssystems, um Daten in einer Uplink-Richtung zu kommunizieren, kann analog beschrieben werden. Eine Kommunikationsstation 14' wird ebenfalls in der Figur gezeigt. Die Kommunikationsstation 14' ist repräsentativ für die Multizugriffseigenschaft des Kommunikationssystems. Während des beispielhaften Betriebs sind getrennte EDGE-Kommunikationsdienste mit sowohl der Kommunikationsstation 14 als auch der Kommunikationsstation 14' wirksam.
Das Kommunikationssystem arbeitet in allgemeiner Konformität mit den EDGE/GPRS/GSM(Enhanced Data for Global Evolution/General Packet Radio Service/Global System for Mobile communications)-Betriebsspezifikationen, insbesondere in Bezug auf die EDGE-Kanal-Struktur, die hier definiert wird. Die EDGE-Kanal-Struktur definiert ein TDMA(Time Division Multiple Access)-Schema einschließlich Rahmen, die acht Zeitschlitze aufweisen. Eine maximale Übertragungsrate von 59,2 kb/s pro Zeitschlitz ist erlaubt. Wenn ein Kommunikationsdienst bewirkt werden soll, werden Kommunikationsressourcen, d. h. Zeitschlitze innerhalb Rahmen, die auf einem Träger definiert werden, der verfügbar ist für eine Kommunikation, für die Kommunikation der EDGE-Daten darauf zugeteilt. Theoretisch können alle acht Zeitschlitze eines Rahmens einer einzelnen Kommunikationssitzung zugeteilt werden, wodurch eine maximale Übertragungsrate von 473,6 kb/s (8·59,2 kb/s = 473,6 kb/s) ermöglicht wird. Jedoch in der tatsächlichen Praxis ist eine Zuteilung einer solch großen Anzahl von Zeitschlitzen auf einem einzelnen Träger oder, allgemeiner, ein einzelner Mobile Allocation Index Offset oder Frequenz nicht erreichbar. Andere Betriebsanforderungen des EDGE/GPRS/GSM-Systems erfordern, dass eine mobile Station verschiedene Messungen macht, wie Messungen, die auf Signalen gemacht werden müssen, die in angrenzenden Zellen gesendet (broadcast) werden, d. h. Zellen, die angrenzend an die aktive Zelle sind, in der die mobile Station positioniert ist. Die Betriebsspezifikation, TS 45.008 [5] und TS 45.0002 [2], Annex B, spezifiziert und definiert bestimmte dieser Messungen. Zusätzlich werden, aufgrund der Mehrzugriffseigenschaft des Kommunikationssystems, Kommunikationsdienste, sowohl Daten- als auch Verkehrsdienste, durch andere Kommunikationsstationssätze durchgeführt. Konkurrenz um Kommunikationsressourcen begrenzt die Verfügbarkeit von zusammenhängenden Zeitschlitzen, die verfügbar sind, um zugeteilt zu werden, um einen Kommunikationsdienst zu bewirken. Wenn es zum Beispiel eine sechzig Prozent Wahrscheinlichkeit einer Verfügbarkeit eines einzelnen Zeitschlitzes für eine Zuweisung gibt, ist die statistische Wahrscheinlichkeit, dass sechs zusammenhängende Zeitschlitze auf einem einzelnen Träger verfügbar sind, nur 4,67 Prozent. Und die Wahrscheinlichkeit von acht zusammenhängenden Zeitschlitzen auf einem einzelnen Träger, die verfügbare sind, fällt auf 1,68 Prozent. Selbst unter Vernachlässigung der Beschränkungen aufgrund der Notwendigkeit einer mobilen Station, Messungen zu machen, gibt es eine statistisch kleine Wahrscheinlichkeit, dass mehrere zusammenhängende Zeitschlitze auf einem einzelnen Träger verfügbar sind zur Zuteilung gemäß einem einzelnen Kommunikationsdienst. Während zusammenhängende Zeitschlitze manchmal auf anderen Funkträgern verfügbar sind, ist bis jetzt, insbesondere in einem EDGE-basierten System, ein Zuteilen von Zeitschlitzen auf anderen Funkträgern nicht erlaubt.
Die Elemente der Kommunikationsstationen 12 und 14 werden funktional dargestellt und werden aus Funktionselementen gebildet, implementierbar auf jede gewünschte Weise. Zusätzlich müssen, während die Funktionselemente zusammen dargestellt werden, die physikalischen Positionen, an denen die Elemente ausgebildet werden, nicht gleich sein. Zum Beispiel müssen die Elemente, die gezeigt werden zur Bildung von Teilen der Netzwerkstation 12, nicht an einer einzelnen physikalischen Position positioniert sein, zum Beispiel an einer Basis-Transceiver-Station des Netzwerkteils. Stattdessen sind die Elemente der Netzwerkstation in einer Implementierung an mehr als einer Position verteilt, wie an der Basis-Transceiver-Station und an einer Basisstation-Steuervorrichtung. Die Netzwerkstation umfasst einen Funkprotokoll-Stapel 18, an den Benutzeranwendungsdaten über die Leitung 22 angewendet werden. Die Benutzeranwendungsdaten sind für eine Kommunikation an eine oder mehrere mobile Stationen gemäß einer oder mehrerer EDGE-Kommunikationssitzungen. Der Funkprotokoll-Stapel umfasst verschiedene logische Schichten, einschließlich eine Funkressourcenmanagement(RRM – radio resource management)-Schicht.
Die Netzwerkstation umfasst weiter ein Basisbandelement 24, an das Daten geliefert werden, hier dargestellt über die Leitungen 26. Das Basisbandelement führt verschiedene Basisbandoperationen durch, einschließlich Basisbandverarbeitung, Modulation und Kanalcodierung.
Der Netzwerkteil umfasst auch ein Funkelement 28, auf das die Daten angewendet werden, hier über die Leitungen 32. Das Funkelement wird gebildet, zumindest funktional, aus Funkfrequenztransceiver-Empfangsteil/Front-Ends 34. N Transceiver werden in der Figur gezeigt, von denen jeder mit einem Antennen- Transducer 36 verbunden ist, der die Daten in eine elektromagnetische Form umwandelt für eine Kommunikation an die mobile Station oder Stationen 14.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Kommunikationsstation 12 weiter ein Mehrfach-Träger-Funk-Ressourcen-Steuerungslogikelement 42. Das Element 42 ist zumindest funktional mit dem Funkprotokoll-Stapel 18 verbunden, dargestellt durch die Leitungen 44 und 46, mit dem Basisbandelement 24, hier dargestellt durch die Leitungen 48, und mit dem Funkelement 28, hier dargestellt durch die Leitungen 52. In der beispielhaften Implementierung ist das Element 42 an einer Funkressourcenverwaltungs-Logikschicht enthalten.
Das Mehrfach-Träger-Funk-Ressourcenverwaltungs-Logikelement umfasst einen Analysator 54, einen Ressourcenzuteiler 56 und einen Zuteilungsnachrichten-Generator 58. Der Analysator 54 empfängt Anzeigen der Daten, die durch den Netzwerkteil an eine mobile Station kommuniziert werden sollen gemäß einer Bewirkung eines Kommunikationsdiensts während einer Kommunikationssitzung. Die Anzeige der Charakteristik weist zum Beispiel auf die Menge von Daten, die kommuniziert werden sollen, oder einen Typ von Indicia, der durch Analyse durch den Analysator die Kommunikationsanforderungen ermöglicht, um die zu analysierenden Daten zu kommunizieren. Anzeigen der Analyse, die durch den Analysator durchgeführt wird, werden an den Ressourcenzuteiler geliefert. Der Ressourcenzuteiler teilt die Ressourcen zu basierend auf der Analyse, die durch den Analysator gemacht wird, zusammen mit Anzeigen einer Daten-Scheduling-Information. Die Kommunikationsressourcenzuteilungen werden über eine Vielzahl von logisch definierten Funkträgern gemäß einem „Mobile Allocation Index Offset"-Schemas gemacht. In der beispielhaften Implementierung ist eine Zeitschlitz- und Funkträger-Kombination, definiert hinsichtlich eines Mobile Allocation Index Offsets, Wir jede der Zuteilungen vorgesehen. Abhängig von den Fähigkeiten der Kommunikationsstationen, die Teilnehmer an der Kommunikationssitzung sein sollen, in der die Daten kommuniziert werden, um den Kommunikationsdienst zu bewirken, umfassen die Zuteilungen die Zeitschlitze, die auf unterschiedlichen Trägern gleichzeitig zugeteilt werden. Und die Anzahl von Funkträgern, über welche die Zuteilungen gemacht werden, ist auch abhängig von den Fähigkeiten der Kommunikationsstationen. Damit eine Zuteilung erlaubt ist, müssen die Kommunikationsstationen weiter fähig sein, auf der Frequenz des Funkträgers zu kommunizieren. Die Zuteilungen, die durch den Ressourcenzuteiler gemacht werden, sind auch abhängig von derartigen Kriterien, wobei Anzeigen weiter angewendet werden auf die Funkressourcenverwaltungs-Logik 42.
Steuerungsnachrichten werden durch den Ressourcenzuteiler erzeugt und an den Funkprotokollstapel, das Basisbandelement, und das HF-Element geliefert, um ihren Betrieb in Übereinstimmung mit der Zuteilung von Ressourcen zu steuern, die durch den Zuteiler durchgeführt wird. Eine Anzeige der zugeteilten Ressourcen wird auch an den Zuteilungsnachrichten-Generator 58 geliefert. Der Nachrichten-Generator erzeugt eine Zuteilungsnachricht, die an einen oder mehrere der HF-Transceiver 34 des HF-Elements 28 geliefert wird für eine Kommunikation an die mobile Station 14. Durch Kommunikation der Zuteilungsnachricht, die Werte enthält, welche die zugeteilten Ressourcen identifizieren, wird die mobile Station über die zugeteilten Ressourcen informiert.
Die mobile Station umfasst eine Struktur, die analog ist zu der Struktur der Netzwerkstation. Hier wird der Empfangskettenteil der mobilen Station gezeigt. Die mobile Station umfasst einen Antennen-Transducer 64, ein HF-Element 66, ein Basisbandelement 68 und einen Funkprotokoll-Stapel 74. Das HF-Element umfasst eine Vielzahl von HF-Transceivern 76, ähnlich zu den Transceivern 34, die betriebsfähig sind bei unterschiedlichen Trägerfrequenzen.
Die mobile Station umfasst auch ein Mehrfach-Träger-Funkressourcenverwaltungs-Logikelement 78 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Element 78 umfasst einen Detektor 82 und eine Steuervorrichtung 84. Und das Funkressourcenverwaltungs-Logikelement ist verbunden, zumindest funktional, mit dem Funkprotokoll-Stapel über die Leitungen 86 und 88, mit dem Basisbandelement 92 und mit den HF-Transceivern des HF-Elements über die Leitungen 94. In der beispielhaften Implementierung ist das Element 78 an einer Funkressourcenverwaltungsschicht dargestellt.
Der Detektor 82 arbeitet, um die Zuteilungsnachricht zu erfassen, die durch die Netzwerkstation an die mobile Station gesendet wird. Der Detektor extrahiert Werte, die in der Zuteilungsnachricht enthalten sind, oder identifiziert anderweitig die Kommunikationsressourcen, die der Kommunikationssitzung zugeteilt sind, um die Daten gemäß einer Bewirkung eines Kommunikationsdienstes zu kommunizieren. Erfassungen, die durch den Detektor gemacht werden, werden an die Steuervorrichtung 84 geliefert. Und die Steuervorrichtung arbeitet, um einen Betrieb der mobilen Station zu steuern, so dass die mobile Station die kommunizierten Daten empfängt und darauf arbeitet. Die Steuervorrichtung steuert zum Beispiel Operationen der verschiedenen Elemente der mobilen Station, um sicherzustellen, dass die Funkelemente an den korrekten Zeiten betriebsfähig sind, um die Daten zu empfangen, die über unterschiedliche Träger kommuniziert werden.
2 zeigt eine Darstellung, allgemein gezeigt bei 122, von Kommunikationsressourcenzuteilungen, die für die Kommunikation von Daten gemäß einem Betrieb eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gemacht werden. Die Darstellung zeigt drei aufeinander folgende TDMA-Rahmen 124, 126 und 128, von denen jeder acht Zeitschlitze umfasst, nummeriert 0–7. Acht Funkfrequenzträger 132, identifiziert als HF-Kanäle 1–8 der inaktiven Zelle, und Träger FM-1 – FM-MAX einer angrenzenden Zelle identifizieren alle die Träger, die in dem beispielhaften Kommunikationssystem identifiziert werden.
Hier ist die mobile Station zum Empfangen von Daten fähig, die auf drei HF-Trägern gleichzeitig kommuniziert werden. Kommunikationsressourcenzuteilungen werden folglich mit der Beschränkung gemacht, dass die Daten auf nicht mehr als drei Trägem während eines bestimmten Zeitschlitzes kommuniziert werden. Die Referenzen R1, R2 und R3 werden in der Figur gezeigt, um die drei Träger zu identifizieren, logisch definiert entsprechend einem MAIO-Schema, wonach Daten an die mobile Station während eines bestimmten Zeitschlitzes kommuniziert werden. Die Anzeigen T und M identifizieren Zeitabschnitte, während denen Daten durch die mobile Station übertragen werden und während denen Messungen durch die mobile Station gemacht werden.
Ressourcenzuteilungen werden durch den Zuteiler 56 gemacht, der in 1 gezeigt wird, um die Summe von Downlink-Zeitschlitzen zu maximieren, die einer einzelnen mobilen Station zugeteilt werden, mit der Beschränkung, dass die mobile Station Daten auf nicht mehr als drei Trägern während eines einzelnen Zeitschlitzes empfängt, auch unter Berücksichtigung der Reaktionszeiten Tta, Ttb, Tra und Trb, wie definiert in der Spezifikation TS 45.002 [2], Annex B. Die Reaktionszeiten identifizieren allgemein die Zeit, die von einer mobilen Station erforderlich ist, bereit zu sein, zu senden beziehungsweise zu empfangen, vor dem Empfang eines nachfolgenden Burts, Senden eines nachfolgenden Bursts, oder Durchführen einer Messung auf einem Signal einer angrenzenden Zelle.
In der beispielhaften Implementierung werden Träger/Zeitschlitz-Kombinationen gewählt hinsichtlich einer MAIO(Mobile Allocation Index Offset)- und Zeitschlitz-Kombination durch „Suchen" nach verfügbaren Ressourcen gemäß der folgenden Gleichung:
Wobei:

t: = Zeitschlitznummer
R: = RF- bzw. HF-Deck-Nummer (sowohl senden als auch empfangen)
NT: = Maximale Anzahl von Zeitschlitzen in Zuteilung
Nr: = Maximale Anzahl von HF-Decks verfügbar für einen simultanen Empfang in dem mobilen Gerät
S_tR: = Funkressource von Zeitschlitz „t" auf HF-Deck „R" für mobilen Empfänger
u_tR: = Benutzung von Zeitschlitz „t" auf HF-Deck „R" ermöglicht entsprechend den Reaktionszeitbeschränkungen (Boolesch)
a: = Zeitschlitz-Verfügbarkeit für Zuteilung zu mobilem Downlink (Boolesch).

Da die Ressourcen nicht begrenzt sind auf die, die verfügbar sind auf einem einzelnen Träger, ist eine wesentlich erhöhte Möglichkeit einer Verfügbarkeit von Kommunikationsressourcen, um eine Kommunikation von Daten zu bewirken, möglich. Da EDLE-basierte Kommunikationsdienste sowie andere Typen von Kommunikationsdiensten in zunehmendem Maße Daten-intensiv sind, ermöglicht die erhöhte Verfügbarkeit von Kommunikationsressourcen, dass Daten schneller kommuniziert werden, als herkömmlich verfügbar.
3 zeigt ein Verfahrensflussdiagramm, allgemein gezeigt bei 142, das repräsentativ ist für das Betriebsverfahren eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, durch das Daten zwischen einem Satz von Kommunikationsstationen in einem Kommunikationsschema kommuniziert werden, das ein Mobile Allocation Index Offset oder eine Trägerfrequenz vorsieht.
Zuerst, und wie durch Block 144 gezeigt, werden Kommunikationsanforderungen analysiert, die für die Kommunikation der Daten erforderlich sind. Die Analyse wird durchgeführt als Reaktion auf eine Anzeige einer Charakteristik der Daten. Dann, und wie durch den Block 146 gezeigt, werden Kommunikationsressourcen über eine Vielzahl von Funkträgern für eine Kommunikation der Daten zugeteilt.
Danach, und wie durch die Blöcke 148 und 152 gezeigt, wird eine Zuteilungsnachricht erzeugt und durch eine sendende Kommunikationsstation an eine empfangende Kommunikationsstation gesendet, die Zuteilungen der Kommunikationsressourcen identifiziert. Und, wie durch Block 154 gezeigt, wird die Zuteilungsnachricht an der empfangenden Kommunikationsstation verwendet, um ihren Betrieb gemäß einer Kommunikation der Daten über die Vielzahl von Funkträgern zu steuern.
Eine verbesserte Kommunikationsleistung eines Hochgeschwindigkeitsdatendiensts wird dadurch vorgesehen. Erhöhte Durchsatzraten relativ zu denen, die erreichbar sind, wenn Ressourcenzuteilungen auf die eines einzelnen Funkträgers begrenzt sind, werden vorgesehen. Zunehmend Daten-intensive Datenkommunikationsdienste können besser ausgeführt werden ohne eine wahrnehmbare Verzögerung.
Die vorhergehenden Beschreibungen sind von bevorzugten Beispielen zur Implementierung der Erfindung und der Umfang der Erfindung sollte nicht unbedingt durch diese Beschreibung begrenzt werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist durch die folgenden Ansprüche definiert.

Claims

Vorrichtung für eine Netzwerkkommunikationsstation (12), welche betrieben werden kann, um Daten in einem Hochgeschwindigkeitsdatenkommunikationsschema zu kommunizieren, welches Mobile Allocation Index Offset über Trägerfrequenzen unter Benutzung von Frequenzhopping ermöglicht, wobei besagte Vorrichtung umfasst: einen Analysator (54), der angepasst ist, um eine Indikation einer Eigenschaft der Daten, welche durch die Netzwerkkommunikationsstation (12) übertragen werden soll, zu empfangen, wobei besagter Analysator (54) konfiguriert ist, um Kommunikationsanforderungen zu analysieren, welche zur Kommunikation der Daten benötigt werden, und welcher dynamische Ressourcenallokation erlaubt; ein Ressourcen-Allokierer (56), der angepasst ist, um eine Indikation der durch besagten Analysator (54) gemachten Analyse zu erhalten, wobei besagter Ressourcen-Allokierer (56) konfiguriert ist, um Ressourcen, definiert in Form von einer Vielzahl von Mobile Allocation Index Offsets, über eine Vielzahl von Funkträgern zur Kommunikation der Daten zu allokieren; und einen Allokationsnachrichtengenerator (58), der angepasst ist, um eine Indikation der Allokation zu erhalten, welche durch den besagten Ressourcen-Allokierer (56) gemacht wurde, wobei besagter Allokationsnachrichtengenerator konfiguriert ist, um eine Allokationsnachricht zu generieren, welche die Allokation, die durch besagten Ressourcen-Allokierer gemacht wurde, identifiziert.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, wobei Zeitschlitze über die Vielzahl von Funkträgern definiert werden und wobei die Ressourcen, welche durch besagten Ressourcen-Allokierer (56) allokiert werden, zu ausgewählten Zeitschlitzen der Mobile Allocation Index Offsets, zu welchen die Ressourcen allokiert sind, allokiert werden.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, wobei die Netzwerkkommunikationsstation (12) einen Funkteil (28) umfasst, welcher Radioelemente hat, welche über die Vielzahl von Funkträgern betrieben werden können, über welche besagter Ressourcen-Allokierer (56) die Ressourcen allokiert.
Die Vorrichtung aus Anspruch 3, wobei besagter Ressourcen-Allokierer (56) weiter konfiguriert ist, um eine Funkteilkommunikationsstationssteuerungsnachricht zur Anwendung auf den Funkteil (28) zu generieren, um dessen Betrieb, gemäß der Allokationen, welche durch besagten Ressourcen-Allokierer (56) gemacht wurden, zu steuern.
Die Vorrichtung aus Anspruch 4, wobei Werte der Funkteilkommunikationsstationssteuerungsnachricht verursachen, dass der Funkteil (28) betrieben werden kann, um die Daten auf den Funkträgern, auf welchen besagter Ressourcen-Allokierer (56) Ressourcen allokiert, zu kommunizieren.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, wobei die Netzwerkkommunikationsstation (12) einen Basisbandteil (24) umfasst und wobei besagter Ressourcen-Allokierer weiter konfiguriert ist, um eine Basisbandteilkommunikationsstationssteuerungsnachricht zur Anwendung auf den Basisbandteil (24) zu generieren, um dessen Betrieb, gemäß der Allokationen, welche durch besagten Ressourcen-Allokierer (56) gemacht wurden, zu steuern.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, wobei besagter Analysator (54) und besagter Ressourcen-Allokierer (56) auf einer Funkressourcenverwaltungsschicht eines Funkprotokollstapels, welcher bei der ersten Kommunikationsstation definiert ist, ausgebildet sind.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, wobei die Daten eine Vielzahl von Datenströmen zur Kommunikation gemäß einer Vielzahl von Datenkommunikationsdiensten umfassen und wobei die Indikation der Eigenschaft, welche besagter Analysator (54) angepasst ist zu empfangen, eine Identifizierung einer Eigenschaft von jedem der Vielzahl von Datenströmen umfasst.
Die Vorrichtung aus Anspruch 8, wobei die Ressourcen, welche durch besagten Ressourcen-Allokierer (56) allokiert werden, separate Ressourcenallokationen zur Kommunikation von jedem der Vielzahl von Datenströmen umfassen.
Die Vorrichtung aus Anspruch 1, wobei die durch besagten Ressourcen-Allokierer (56) allokierten Ressourcen Ressourcen umfassen, welche während eines gleichzeitigen Zeitraums auf mehr als eine der Vielzahl von Funkträgern allokiert werden.
Die Vorrichtung aus Anspruch 10, wobei Zeitschlitze auf der Vielzahl von Funkträgern definiert werden, wobei die durch besagten Ressourcen-Allokierer (56) allokierten Ressourcen zu ausgewählten Zeitschlitzen der Funkträger allokiert werden, die mindestens zwei Zeitschlitze zeitgleich auf verschiedenen Funkträgern umfassen.
Die Vorrichtung aus Anspruch 11, wobei die Ressourcen, welche zu ausgewählten Zeitschlitzen allokiert werden, in Funktion von sowohl Zeitschlitzverfügbarkeit und Abstimmzeiterfordernissen der Netzwerkkommunikationsstation ausgewählt werden.
Eine Vorrichtung für eine mobile Kommunikationsstation (14), welche entsprechend zur Kommunikation von Daten in einem Hochgeschwindigkeitsdatenkommunikationsschema, welches Mobile Allocation Index Offset über Trägerfrequenzen unter Benutzung von Frequenzhopping ermöglicht, betrieben werden kann, wobei besagte Vorrichtung umfasst: einen Detektor (82), der konfiguriert ist, um eine durch die mobile Kommunikationsstation empfangene Allokationsnachricht zu detektieren, wobei die Allokationsnachricht Kommunikationsressourcen identifiziert, welche zu der mobilen Kommunikationsstation (14) gemäß der Kommunikation der Daten allokiert wurden, wobei die zu der mobilen Kommunikationsstation (14) allokierten Ressourcen in Form einer Vielzahl von Mobile Alloction Index Offsets über eine Vielzahl von Funkträgern definiert sind; und eine Steuerung (84), die angepasst ist, um eine Indikation der durch besagten Detektor (82) gemachten Detektionen zu empfangen, wobei besagte Steuerung (84) konfiguriert ist, um den Betrieb der mobilen Kommunikationsstation in Antwort auf die durch besagten Detektor (82) gemachte Detektion zu steuern.
Die Vorrichtung aus Anspruch 13, wobei Zeitschlitze über die Vielzahl von Funkträgern definiert werden und wobei die Kommunikationsressourcen, welche in der Allokationsnachricht identifiziert werden, welche durch besagten Detektor (82) detektiert wurde, zu ausgewählten Zeitschlitzen, zu welchen die Ressourcen allokiert sind, allokiert werden.
Die Vorrichtung aus Anspruch 13, wobei die mobile Kommunikationsstation (14) einen Funkteil (66) umfasst, welcher Funkelemente hat, welche über die Vielzahl von Funkträgern betrieben werden können, über welche Kommunikationsressourcen in der Allokationsnachricht, welche durch besagten Detektor (82) detektiert wurde, zum Allokieren identifiziert werden.
Die Vorrichtung aus Anspruch 15, wobei besagte Steuerung (84) weiter konfiguriert ist, eine Funkteilsteuerungsnachricht zur Anwendung auf den Funkteil (66) zu generieren, um dessen Betrieb gemäß der in der Allokationsnachricht identifizierten Allokationen zu steuern.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die mobile Kommunikationsstation einen Basisbandteil (68) umfasst und wobei besagte Steuerung (84) weiter konfiguriert ist, um eine Basisbandteilsteuerungsnachricht zur Anwendung auf den Basisbandteil (68) zu generieren, um dessen Betrieb gemäß der in der Allokationsnachricht identifizierten Allokationen zu steuern.
Ein Verfahren zur Kommunikation von Daten durch eine Netzwerkkommunikationsstation (12) in einem Hochgeschwindigkeitsdatenkommunikationsschema, welches Mobile Allocation Index Offset über Trägerfrequenzen unter Benutzung von Frequenzhopping ermöglicht, wobei besagtes Verfahren die Operationen umfasst: Analysieren (144) von Kommunikationserfordernissen, welche für eine Kommunikation der Daten aufgrund einer Indikation einer Eigenschaft der Daten erforderlich sind und welche dynamische Ressourcenallokation ermöglicht; Allokieren (146), basierend auf der Analyse, welche durch besagte Operation des Analysierens gemacht wurde, von Ressourcen, definiert in Form einer Vielzahl von Mobile Allocation Index Offsets, über eine Vielzahl von Funkträgern zur Kommunikation der Daten; und Generieren (148) einer Allokationsnachricht, welche die Allokation, welche während besagter Operation des Allokierens gemacht wurde, identifiziert.
Das Verfahren aus Anspruch 18, welches weiter die Operationen umfasst: Senden (152) der Allokationsnachricht, welche während besagter Operation des Allokierens gemachte Allokation identifiziert, an eine mobile Kommunikationsstation; und Nutzen (154) der Allokationsnachricht bei der mobilen Kommunikationsstation, um dessen Betrieb gemäß der Kommunikation der Daten über die Vielzahl von Funkträgern, welche während besagter Operation des Allokierens allokiert wurden, zu kontrollieren.