DE60211026T2

DE60211026T2 - Verfahren,um Daten ein einem Mobilfunknetz zu übertragen, sowie entsprechendes System, Endgerät und Basisstation

Info

Publication number: DE60211026T2
Application number: DE60211026T
Authority: DE
Inventors: Antoine Bassompiere; Nathalie Goudard
Original assignee: Wavecom SA
Current assignee: Sierra Wireless SA
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2002-12-23
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: EP1459580A1; DE60211026D1; US7583628B2; AU2002364484A1; JP2005513972A; RU2004122112A; KR100972132B1; US20050123062A1; FR2834421B1; HK1069704A1; ATE324755T1; BR0215401A; WO2003056860A1; KR20040064741A; CN1618246A; EP1459580B1; FR2834421A1

Description

Die Erfindung betrifft Funkkommunikationen. Genauer betrifft die Erfindung die Übertragung und Verarbeitung von Daten in einem Netzwerk, beispielsweise vom Typ eines Zellennetzwerkes und insbesondere mit hohem Durchsatz.
Die Funktelefonsysteme der dritten Generation und die folgenden basieren auf einer Vielzahl von Dienstleistungen und Anwendungen, welche das Übertragen von Daten mit sehr hohem Durchsatz voraussetzen, bzw. werden auf solchen Dienstleistungen und Anwendungen basieren. Die der Datenübertragung zugeordneten Ressourcen (beispielsweise Dateien, welche Ton und/oder feststehende oder animierte Bilder enthalten), insbesondere über das Internet oder über Netzwerke ähnlicher Art, werden einen wesentlichen Anteil der verfügbaren Ressourcen darstellen und werden wahrscheinlich im Laufe der Zeit einen höheren Anteil als die den Sprechverbindungen zugeordneten darstellen, wobei diese in etwa konstant bleiben sollten.
Der den Benutzern von Funktelefongeräten zur Verfügung stehende Gesamtdurchsatz ist jedoch durch die Zahl der verfügbaren Frequenzen begrenzt. Um eine ausreichende Verfügbarkeit von Ressourcen zu gewährleisten, wird in traditioneller Weise insbesondere die Dichte der in einem bestimmten Gebiet verfügbaren Zellen erhöht. Es wird somit eine in „Mikrozellen" aufgeteilte Netzinfrastruktur geschaffen, wobei es sich um relativ kleine Zellen handelt. Ein Nachteil dieser Technik besteht darin, dass sie eine Multiplizierung der feststehenden Stationen (Basis- oder BS-Stationen, vom englischen „Base Station") benötigt, wobei diese relativ komplexe und kostspielige Elemente darstellen. Ferner ist die Zahl der möglichen Daten nicht optimal, obwohl sie hoch ist. Es ist darüber hinaus eindeutig, dass sich die Verwaltung umso komplizierter gestaltet, je mehr Zellen auf der höheren Ebene, d.h., feste Stationen, vorhanden sind.
Die UMTS-Netzwerke (aus dem Englischen „Universal Mobile Telecommunication System") der dritten Generation weisen ebenfalls eine durch Interferenzen zwischen benachbarten Zellen oder Netzwerken begrenzte Kapazität auf. Um demnach allzu starke Interferenzen zu vermeiden, setzen die Basisstationen eine Sendeleistungssteuerung auf der Grundlage von Angaben ein, die von einem Empfängerterminal gesendet werden.
Ferner beruhen die in der Entwicklung befindlichen Systeme dritter Generation sowie die existierenden Funktelefonsysteme auf einer asymmetrischen Struktur. So sieht die vom 3GPP-Projekt (aus dem Englischen „Third Generation Partnership Project" oder „Partnerschaftsprojekt der dritten Generation") definierte UMTS-Norm als wichtigste FDD-Verbindung (aus dem Englischen „Frequency Division Duplex" oder „Duplex durch Frequenzaufteilung") eine symmetrische Verteilung zwischen dem Downlink-(Basisstation zum Terminal) und dem Uplink-(Terminal zur Basisstation) Pfad vor. Es gibt ebenfalls eine TDD-Verbindung (aus dem Englischen „Time Division Duplex" oder „Duplex durch Zeitaufteilung"), die eine gewisse Asymmetrie zulässt. Die so gebotene Asymmetrie ist jedoch gegenüber dem Bedarf der Benutzer von Dienstleistungen mit hohem Durchsatz vom Typ Internet, mit oder ohne Beweglichkeit auf dem Downlink-Pfad, eingeschränkt.
Eine Lösung besteht dann im Verwenden der Mehrfachträger-Modulationen, zusammen mit der W-CDMA (aus dem Englischen „Wide Code Division Multiplex Access" oder „Mehrfachzugang durch Aufteilung eines Codes sehr großer Bandbreite"). So ist beispielsweise die Einführung eines Downlink-OFDM-Kanals (aus dem Englischen „Orthogonal Frequency Division Multiplex" oder „Multiplexieren durch orthogonale Frequenzteilung") mit hohem Durchsatz (wie insbesondere in der von der Firma Wavecom am 10. April 1998 eingereichten Patentschrift FR 98 04883 beschrieben) oder das Kombinieren eines UMTS-Netzwerkes mit drahtlosen Lokalnetzwerken (oder WLAN aus dem Englischen „Wireless Local Area Network") mit hohem Durchsatz denkbar, die bereits vorhanden oder noch in der Entwicklung sind (insbesondere nach den HiperLAN/2, den ETSI oder IEEE 802.11 Normen).
Wie im Falle eines CDMA benutzendes System kann eine selbe Frequenz mehr als einmal für ein auf einer OFDM-Modulation basierendes System wieder verwendet werden. Befinden sich demnach zwei benachbarte Zellen auf derselben Frequenz (insbesondere wenn man über eine begrenzte Frequenzressource verfügt), so ereignen sich Interferenzen zwischen den Zellen: ein in einer Zelle mit der Frequenz f1 befindliches Terminal wird durch die von einer Nachbarzelle mit derselben Frequenz f1 gesendeten Signalen gestört. Das Terminal empfängt dann von zwei Basisstationen stammende und zeitlich verschobene OFDM-Signale. Die Orthogonalität zwischen OFDM-Unterträgerfrequenzen wird dann nicht mehr gewährleistet, und das Terminal ist daher nicht mehr in der Lage, die ihm zugesandte Information korrekt zu demodulieren.
In drahtlosen Netzwerken mit hohem Durchsatz vom Typ HiperLAN/2 (wo insbesondere eine Modulation vom Typ OFDM zum Einsatz kommt) verfügt man über mehr als zwanzig Kanäle, wodurch mit Hilfe eines dynamischen Frequenzen-Zuordnungsmechanismus vermieden wird, dass zwei benachbarte Zellen dieselbe Frequenz aufweisen. Diese Technik weist jedoch den Nachteil einer relativ hohen Einsatzkomplexität auf.
Andererseits ist die Verwendung eines einseitig gerichteten Zweibandschemas in einem Zellenkommunikationssystem, in dem mindestens zwei Zellennetzwerke zum Einsatz kommen, von denen eines einseitig gerichtet ist, aus dem von Nortel Network. Limited eingereichen Dokument WO 01/58189, bekannt. Ein schwerwiegender Nachteil dieser Technik besteht jedoch darin, dass sie die Verwendung eines speziellen Uplink-Kanals benötigt, um bestimmte Steuerinformationen des einseitig gerichteten Netzwerkes von einer Benutzereinrichtung zu einem zweiseitig gerichteten Netzwerk zu übertragen.
Nach ihren verschiedenen Aspekten soll die Erfindung insbesondere diesen Nachteilen des bisherigen Standes der Technik entgegenwirken.
Genauer gesagt besteht ein erstes Ziel der Erfindung im Optimieren der Datenübertragung, insbesondere durch Ermöglichen einer globalen Erhöhung der Durchsatzerhöhung in einem Netzwerk oder in mehreren Netzwerken, die das selbe geographische Gebiet oder benachbarte geographische Gebiete abdecken.
Ein zweites Ziel der Erfindung ist das Ermöglichen der Optimierung der Datenübertragung von einem Terminal zu einer Basisstation, welche nicht notwendigerweise einen Uplink-Kanal aufweist.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung ein Verfahren zum Übertragen von Daten in einem Funkkommunikationsnetz vor, das folgendes umfasst:

– mindestens eine Basisstation und,
– mindestens ein Terminal, das in der Lage ist; isoliert und periodisch zu einer der mindestens einen, erste Basisstation genannten Basisstation binäre Informationen über einen Uplink-Funkkanal (TPC) zu senden,

– erste Informationen, die das Steuern die Sendeleistung der ersten Basisstation ermöglichen, und
– zweite Informationen, die einem anderen Zweck als der besagten Leistungssteuerung der ersten Basisstation dienen,

Nach einer besonderen Eigenschaft ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die erste Basisstation mindestens eine Zelle eines mobilen Telekommunikationsnetzes verwaltet.
So lässt sich die Erfindung in mobilen Telekommunikationsnetzen wie dem UMTS-Netz ohne nennenswerte Änderung der Spezifikationen existierender Normen einsetzen.
Nach einer besonderen Eigenschaft ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die erste Basisstation mindestens einen Teil der empfangenen zweiten Informationen an eine Kommunikationseinrichtung sendet, die in der Lage ist, Daten an das besagte Terminal zu senden, sowie dadurch, dass die Kommunikationseinrichtung eine Bearbeitung dieses mindestens ersten Teils dieser zweiten Informationen einsetzt.
Nach einer besonderen Eigenschaft ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung, wenn sie mit dem Terminal in Verbindung ist, eine Sendefunkleistung der Daten zu diesem Terminal hin einstellt, die eine Funktion des Ergebnisses dieser Bearbeitung ist.
Nach einer besonderen Eigenschaft ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung mit dem Terminal über einen unidirektionalen Kanal in Verbindung steht, der das Senden der Daten dieser Kommunikationseinrichtung zum erwähnten Terminal ermöglicht.
Nach einer besonderen Eigenschaft ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Kommunikationseinrichtung dazu geeignet ist, Daten zu senden, indem sie eine mehrfache Trägermodulation (OFDM) verwendet.
Nach einer besonderen Eigenschaft ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung Verbindungen nach einem Protokoll ermöglicht, das mit der Norm HIPERLAN/2 und/oder IEEE 802.11 kompatibel ist.
Nach einer besonderen Eigenschaft ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung eine von der ersten Basisstation verschiedene Basisstation ist.
Nach einer besonderen Eigenschaft ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Einrichtung um ein Terminal handelt.
So lässt sich die Erfindung auf den Fall anwenden, bei dem die Kommunikationseinrichtung nur über einen Uplink-Kanal verfügt, wobei diese Einrichtung beispielsweise eine zweite Basisstation eines Netzwerkes vom Typ UMTS, HIPERLAN, IEEE 802.11 (insbesondere IEEE 802.11 a oder 802.11 b) oder eines beliebigen anderen Netzwerkes oder Terminals (das beispielsweise zum direkten Senden zu einem anderen Terminal oder als Relais eingesetzt wird) sein kann, oder die Erfindung lässt sich allgemeiner auf eine dritte Einrichtung zum Senden von Daten zum Terminal anwenden.
Nach einer besonderen Eigenschaft ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der andere Zweck eine Steuerung der Sendeleistung einer von der ersten Basisstation verschiedenen Basisstation umfasst.
Nach einer besonderen Eigenschaft ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der andere Zweck eine Empfangsbestätigung der von einer Basisstation an das Terminal über einen Funkkanal gesandten Daten umfasst; wobei diese Empfangsbestätigung angibt, ob die Daten vom Terminal ordnungsgemäß empfangen wurden oder nicht.
So ermöglicht die Erfindung eine Empfangsbestätigung für die ordnungsgemäß empfangenen Daten und/oder eine negative Empfangsbestätigung, die angibt, dass die Daten nicht ordnungsgemäß empfangen wurden.
Nach einer besonderen Eigenschaft ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der andere Zweck der folgendes umfassenden Gruppe angehört:

– Datenübertragungen zu einer von der ersten Basisstation verschiedenen Basisstation;
– die Lenkung einer vorübergehenden Rückkopplung zwischen einer Basisstation und dem erwähnten Terminal;
– die Lenkung einer Frequenzrückkoppelung zwischen einer Basisstation und dem erwähnten Terminal, und
– die Steuerung des Datenflusses zu und/oder von dem Terminal.

So sind viele Anwendungen der Erfindung möglich, insbesondere:

– das Steuern der Sendeleistung einer zweiten Basisstation zum Beschränken von Interferenzen;
– die Bestätigung von Rahmen (frames), die von der das Signal aus dem Uplink-Kanal (TPC) empfangenden Basisstation oder von einer anderen Basisstation gesendet werden, die der die Daten sendenden Station ein sehr schnelles Reaktionsvermögen verleihen;
– das Lenken von zeitlichen Rückkopplungen und/oder Frequenzrückkoppelungen, die ein effektives, zuverlässiges und schnelles Kompensieren der zeitlichen Abweichungen und/oder Frequenzabweichungen über die Funkverbindungen ermöglichen.

So benutzen diese Verwendungen die sehr reaktiven Eigenschaften des TPC-Kanals, der das sehr kurzfristige Senden von Daten über einen Uplink-Kanal ermöglicht.
Nach einer besonderen Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Position der erwähnten ersten und zweiten Informationen vorgegeben ist.
Somit ist der Einsatz der Erfindung sehr einfach.
Nach einer besonderen Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Position der erwähnten ersten und zweiten Informationen dynamisch bestimmt wird.
So ermöglicht die Erfindung, bei Erhalt einer einfachen Einsatzweise, das Anpassen der Zahl der Positionen der ersten und zweiten Informationen als Funktion der mit der Leistungssteuerung der Empfangsstation des Uplink-Kanals zusammenhängenden Zwänge und der mit weiteren, dank der zweiten Informationen bekannten Zielen zusammenhängenden Erfordernisse.
Nach einer besonderen Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten zweiten Informationen höchstens 10 % der erwähnten binären Informationen darstellen.
Nach einer besonderen Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten zweiten Informationen höchstens 1 % der erwähnten binären Informationen darstellen.
So ermöglicht die Erfindung das Aufrechterhalten guter Leistungen bei der Leistungssteuerung der die Daten über den TPC-Kanal empfangenen Station, bei gleichzeitigem Gewährleisten einer zuverlässigen und kurzfristigen Übertragung der zweiten Informationen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Terminal, das in der Lage ist, isoliert und periodisch an eine erste Basisstation genannte Basisstation eines Funkkommunikationsnetzes binäre Informationen über einen Uplink-Funkkanal (TPC) zu senden, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Terminal über Mittel verfügt, um folgendes unter den binären Informationen zu unterscheiden bzw. zwischen ihnen einzufügen:

– erste Informationen, die eine Steuerung der Sendeleistung der erwähnten ersten Basisstation ermöglichen, und
– zweite Informationen, die einem anderen Zweck als der Leistungssteuerung der ersten Basisstation dienen, wobei diese zweiten Informationen zwischen den ersten Informationen eingefügt sind.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Basisstation eines Zellennetzwerkes, die in der Lage ist, von einem Terminal binäre Informationen isoliert und periodisch über einen steigenden Funkkanal (TPC) zu empfangen, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Basisstation über Mittel verfügt, um folgendes unter den binären Informationen zu unterscheiden bzw. zu extrahieren:

– erste Informationen, die eine Steuerung der Sendeleistung der Basisstation ermöglichen, und
– zweite Informationen, die einem anderen Zweck als der Leistungssteuerung der ersten Basisstation dienen, wobei diese zweiten Informationen zwischen den ersten Informationen eingefügt sind.

Ferner betrifft die Erfindung ein Kommunikationssystem, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass es mindestens ein Terminal und mindestens eine Basisstation nach der oben beschriebenen Art umfasst.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein von einem Terminal zu einer Basisstation eines Funkkommunikationsnetzes gesendetes Signal, welches binäre Informationen trägt, die isoliert und periodisch vom Terminal zur Basisstation über einen Uplink-Funkkanal (TPC) gesendet werden und dadurch gekennzeichnet ist, dass diese ersten binären Informationen folgendes umfassen:

– erste Informationen, die eine Steuerung der Sendeleistung der Basisstation ermöglichen, und
– zweite Informationen, die einem anderen Zweck als der Leistungssteuerung der erwähnten Basisstation dienen, wobei diese zweiten Informationen zwischen den ersten Informationen eingefügt sind.

Die Vorteile des Terminals, der Netzwerkbasisstation, des Systems und des Signals sind dieselben wie die des Datenübertragungsverfahrens und werden nicht detaillierter erläutert.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführung, die lediglich als veranschaulichendes Beispiel ohne einschränkende Wirkung vorgestellt wird sowie beim Betrachten der beigefügten Figuren, wobei:
1 eine Zusammenfassung eines Netzwerkes nach der Erfindung gemäß einer besonderen Ausführung darstellt;
2 eine Basisstation des in 1 dargestellten Netzwerkes beschreibt;
3 ein Terminal des in 1 dargestellten Netzwerkes beschreibt;
4 ein Kommunikationsprotokoll zwischen verschiedenen Elementen des Netzwerkes der 1 darstellt, und
5 eine Datenübertragung vom Terminal der 3 zu den Basisstationen des Netzwerkes der 1 zeigt.
Das allgemeine Prinzip der Erfindung besteht im Benutzen eines der periodi- schen Übertragung isolierter Binärdaten gewidmeten physischen Kanals, um Daten zu übertragen, die der Leistungssteuerung einer Empfangsbasisstation zu einem anderen Zweck dienen sollen.
Nach den bekannten, von der UMTS-Norm benutzten Techniken, sendet eine Mobile Station etwa 1500 Mal in der Sekunde eine Information zur Leistungssteuerung über einen besonderen, TPC-Kanal genannten Kanal, um der zugeordneten Basisstation das Erhöhen oder Verringern ihrer Sendeleistung zu ermöglichen.
Nach der Erfindung werden bestimmte Bits des TPC-Kanals verwendet (typischerweise 1 % und bevorzugterweise weniger als 10 % der gesamten Bitzahl), nicht zum Steuern der Sendeleistung der dieses Signal empfangenden Basisstation, sondern zu einem anderen Zweck. So wird das UMTS-System nur sehr geringfügig verschlechtert, da typischerweise 1485 Bits (bevorzugterweise 1350 Bits) je Sekunde verbleiben.
Nach einer bekannten Technik (die insbesondere von der UMTS-Norm eingesetzt wird), die komprimierter Modus benannt wird, führen Inaktivitätsperioden (oder „gaps" in Englisch) zur Eliminierung einer hohen Zahl von Bits, die der Leistungssteuerung einer Basisstation zugeordnet sind. In diesem Falle bleibt der Einfluss der Verwendung des komprimierten Modus auf das UMTS-System jedoch annehmbar.
Nach der Erfindung beschädigt die Eliminierung bestimmter Bits die Leistungsfähigkeit der Leistungssteuerung der das entsprechende Signal empfangenden Basisstation nur sehr geringfügig oder gar nicht.
Die Datenübertragung von einem Terminal zu einer Basisstation über einen Funkkanal des Typs TPC, der zum periodischen und isolierten Senden von Binärdaten verwendet wird, unter denen sich Daten zur Leistungskontrolle der Basisstation befinden, welche die einem anderen Zweck gewidmete Daten empfängt, lässt eine Vielzahl vorteilhafter Anwendungen zu, unter denen:

– die Leistungskontrolle einer anderen Station, die über keinen Uplink-Kanal des Typs TPC verfügt, und
– die Empfangsbestätigungen von Daten, die von der empfangenden Basisstation des TPC-Kanals oder von einer anderen Basisstation und/oder Terminals gesendet werden.

So kann ein Terminal durch Senden von anderen Daten als die der Leistungssteuerung der empfangenden Basisstation dienenden über einen TPC-Kanal beispielsweise die Leistung eines auf OFDM basierenden Systems steuern, das mit hohem Durchsatz Daten zu dem Terminal sendet, wobei das OFDM-System mit einem UMTS-Netzwerk gekoppelt ist, mit welchem das Terminal kommuniziert. Die Häufigkeit der Leistungssteuervorgänge des auf OFDM basierenden Systems wird angepasst, um die Leistungssteuerung der empfangenden Basisstation nur geringfügig oder gar nicht zu verschlechtern.
Um demnach die Interferenzen zu beschränken, wird die Leistung der gesendeten OFDM-Signale durch Verwendung der Leistungssteuerung des UMTS-Systems (W-CDMA) gesteuert. So ist die Leistung der gesendeten Signale im Falle von Terminals, die sich in der Nähe der OFDM-Basis befinden, schwächer als im Falle von Terminals, die weit entfernt von der OFDM-Basisstation liegen. Die Originalität der Erfindung beruht dann auf der Verwendung des Leistungssteuerungsmechanismus des UMTS, um die Leistung der gesendeten OFDM-Signale zu steuern.
Ferner sollte, dank dieser Sendeleistungssteuerung, für den Fall einer Überdeckung von Zellen gleicher Frequenz die Größe der Überdeckung geringer sein, weil die Basisstationen keine Energie nutzlos abgeben. So ermöglicht die Erfindung ebenfalls das Beschränken der Interferenzen zwischen den Zellen für diesen spezifischen Fall (Terminal in einer Abdeckungszone von Zellen mit gleicher Frequenz).
Andererseits bietet die Erfindung den Vorteil, das vorhandene UMTS-Schnittstellenprotokoll zu erhalten, da die Bits des TPC-Kanals nur zwischen den physikalischen Schichten laufen. Der physikalische Kanal von der Art des Uplink-DPCCH-Kanals, der den TPC-Kanal trägt, bleibt unverändert.
Es wird im Zusammenhang mit 1 eine Zusammenfassung eines die Erfindung verwendeten mobilen Funktelefonnetzwerkes vorgestellt.
Beim Netzwerk handelt es sich beispielsweise um ein vom 3GPP-Ausschuss definiertes, mit der UMTS-Norm („Universal Mobile Telecommunication System") kompatibles Netzwerk.
Das Netzwerk umfasst eine Zelle 100 (oder „Makrozelle"), die von einer Basisstation 101 (BS) gelenkt wird, welche die UMTS-Norm einsetzt.
Die Basisstation 101 lenkt die Kommunikationen der Terminals 103 und 104, die zum Kommunizieren mit der Basisstation 101 über in zwei Richtungen gerichtete Funkverbindungen ausgebildet sind.
So ist das Terminal 102 durch einen Uplink-Kanal 122 und einen Downlink-Kanal 121 mit der Basisstation 101 verbunden.
Andererseits umfasst die Zelle 100 ein Netzwerk 110 vom Typ HIPERLAN/2, das Übertragungen mit hohem Durchsatz ermöglicht.
Die Zelle 100 umfasst insbesondere eine Basisstation 111, die mit der Norm HIPERLAN/2 kompatibel ist, welche während einer Kommunikation über eine einseitig gerichtete Downlink-Funkverbindung 123 mit hohem Durchsatz mit dem Terminal 102 verbunden ist.
Die Basisstation 111 ist ebenfalls über eine bidirektionale beliebige Verbindung 120, beispielsweise eine Drahtverbindung, mit der Basisstation 101 verbunden.
Es sei darauf hingewiesen, dass sich die Terminals 102 bis 104 außerhalb von Verbindungen, im Standby-Modus befinden, d.h. in einem Modus, bei dem sie nicht in Verbindung sind aber bereit und für eine Verbindung innerhalb der Zelle 100 zur Verfügung stehen. Diese Terminals horchen insbesondere auf von der Basisstation 101 aus der Zelle 100 gesendete Signale.
Diese Signale werden gesendet über:

– gemeinsame Übertragungskanäle, die den gebotenen Dienstleistungen gemeinsam sind, zu den oberen Schichten des Kommunikationsprotokolls, insbesondere über BCH-Kanäle (oder „Sendekanäle", aus dem Englischen „Broadcast CHannel") und PCH-Kanäle (oder „mobiler Suchkanal" vom Englischen „Paging CHannel"), und
– gemeinsame Übertragungskanäle, die der physikalischen Schicht des Kommunikationsprotokolls entsprechen, insbesondere über CPICH-Kanäle (oder „gemeinsame Pilotkanäle" vom Englischen „Common Pilot CHannel").

Die von den 3GPP-Netzwerken eingesetzten Kanäle sind dem Fachmann aus den mobilen Netzwerken gut bekannt und sind insbesondere in der Norm „3^rd Generation Partnership Project"; Technical Specification Group Radio Access Network; Physical Channels and mapping of transport channels onto physical channels (FDD) release 1999" mit der Referenz 3GPP TS 25.211 spezifiziert und werden vom 3GPP Veröffentlichungsbüro verbreitet. Diese Kanäle werden deshalb hier nicht weiter erläutert.
2 zeigt eine schematische Darstellung der Basisstation 101, die im Zusammenhang mit 1 dargestellt wird.
Die Basisstation 101 umfasst die folgenden Elemente, die untereinander von einem Adress- und Datenbus 207 miteinander verbunden sind:

– einen Prozessor 204;
– einen Arbeitsspeicher 206;
– einen nicht flüchtigen Speicher 205;
– eine Netzwerk-Drahtschnittstelle 200, welche die Verbindung zu einer feststehenden Infrastruktur des mobilen Netzwerkes oder zu anderen Netzwerken (insbesondere die Verbindung 120 zur Basisstation 111 des Netzwerkes 110) ermöglicht;
– eine Empfangsfunkschnittstelle 201, die den Empfang von Signalen ermöglicht, welche von den in der Zelle 100 vorhandenen Terminals (insbesondere den Terminals 102 bis 104) gesendet werden;
– eine Sendefunkschnittstelle 202, die das Senden von Signalen zu den in der Zelle 100 vorhandenen Terminals ermöglicht, und
– eine Mensch-/Maschinenschnittstelle 203, die den Dialog mit der Steuerungs- und Wartungsmaschine ermöglicht.

Im Arbeitsspeicher 206 befinden sich Daten, Variablen 209 und Verarbeitungszwischenergebnisse.
Der nicht-flüchtige Speicher 205 behält in Registern, die aus Bequemlichkeit dieselben Namen wie die in ihm gespeicherten Daten tragen, insbesondere:

– das Funktionsprogramm des Prozessors 204 in einem Register „prog" 210 und
– die Konfigurationsparameter 211 der Basisstation 101.

Die nicht dargestellte Basisstation 100 umfasst die folgenden Elemente, die untereinander durch einen Adress- und Datenbus verbunden sind:

– einen Prozessor;
– einen Arbeitsspeicher;
– einen nicht-flüchtigen Speicher;
– eine Netzwerk-Drahtschnittstelle, die eine Verbindung zu einer feststehenden Infrastruktur des mobilen Netzwerkes oder zu anderen Netzwerken ermöglicht (insbesondere die Verbindung 120 zur Basisstation 101);
– eine Funksendeschnittstelle, welche das Senden von Signalen zu Terminals ermöglicht, die sich in dem Netzwerk 110 (insbesondere Terminal 102) befinden, und
– eine Mensch-/Maschinenschnittstelle, die einen Dialog mit der Steuerungs- und Wartungsmaschine ermöglicht.

3 zeigt schematisch das Terminal 102, so wie es im Zusammenhang mit 1 dargestellt wird.
Terminal 102 umfasst die folgenden Elemente, die untereinander durch einen Adress- und Datenbus 307 verbunden sind:

– einen Prozessor 304;
– einen Arbeitsspeicher 306;
– einen nicht-flüchtigen Speicher 305;
– eine Empfangsfunkschnittstelle 301, die den Empfang von Signalen ermöglicht, welche von der UMTS-Basisstation 101 und von der HIPERLAN/2 Basisstation 111 gesendet werden;
– eine Sendefunkschnittstelle 302, die das Senden von Signalen zu der UMTS-Basisstation 101 ermöglicht, und
– eine Mensch-/Maschinenschnittstelle 303, die einen Dialog mit der Steuerungs- und Wartungsmaschine ermöglicht.

Der Arbeitsspeicher 306 speichert Daten, Variablen 309 und Verarbeitungszwischenergebnisse.
Der nicht-flüchtige Speicher 305 behält in Registern, die aus Bequemlichkeit dieselben Namen wie die in ihm gespeicherten Daten tragen, insbesondere:

– das Funktionsprogramm des Prozessors 304 in einem Register „prog" 310 und
– die Konfigurationsparameter 311 der Basisstation 102.

4 zeigt ein Kommunikationsprotokoll zwischen den Basisstationen 101 und 111 und dem Terminal 102.
Im Verlauf eines ersten Schrittes 400 wird eine Verbindung nach dem UMTS-Protokoll zwischen der Basisstation 101 und dem Terminal 102 über den Downlink-Kanal 121 und den Uplink-Kanal 122 hergestellt.
Dann sendet die Basisstation 101 über den Downlink-Kanal 121, einen Befehl 401 zum Abhören des der Basisstation 111 eigenen OFDM-Kanals an das Terminal 102, beispielsweise über einen FACH-Kanal („Forward Access CHannel") oder einen DCH-Kanal („Dedicated CHannel") oder einen DSCH-Kanal („Downlink Shared CHannel") oder über das vom DPCCH-Kanal („Dedicated Physical Control CHannel") getragene TFCI-Feld („Transport Format Combination Indicator").
Dann sendet die Basisstation 101 an die Basisstation 111 einen Übertragungsbefehl für Daten an das Terminal 103 über seinen OFDM-Kanal.
Danach sendet die Basisstation 111 die für Terminal 103 bestimmten Daten über den Downlink-Kanal 123 unter Einsatz einer OFDM-Modulation, die einen hohen Sendedurchsatz erlaubt, bei einer Leistung, die einem Anfangswert P1 gleicht.
Unter der Annahme, dass das Terminal dann (nach den bekannten Techniken) eine zu hohe empfangene Leistung misst, teilt es der Basisstation 101 im Verlauf eines Schrittes 404 mit, dass die Basisstation 111 ihre Sendeleistung herabsetzen kann. Das Senden dieser Information erfolgt über den TPC-Kanal, indem zwischen den Leistungssteuerungsdaten an die Basisstation 101 Daten eingefügt werden, die einem anderen Zweck dienen, nämlich in diesem Falle Daten, die der Leistungssteuerung der Basisstation 111 dienen sollen.
Im Verlauf eines Schrittes 405 teilt die Basisstation 101 dann über die Drahtverbindung 120 der Basisstation 111 mit, dass diese die mit dem an das Terminal 102 zu sendenden Rahmen zusammenhängende Sendeleistung verringern kann.
So stellt die Basisstation 111 ihre Sendeleistung als Funktion der vom Terminal 102 über die Basisstation 101 zugeführten Angaben ein. Die Basisstation 111 sendet dann Daten 406 an das Terminal 103 über den Downlink-Kanal 123 unter Verwendung einer OFDM-Modulation, welche einen hohen Sendedurchsatz bei einer Leistung ermöglicht, die einem Wert P2 gleicht, der geringer ist als der Ausgangswert P1. Die Basisstation sendet demnach die Daten zum Terminal, wobei die durch dieses Senden erzeugten Interferenzen begrenzt werden.
Unter der Annahme, dass das Terminal (unter Einsatz bekannter Techniken) eine zu schwache empfangene Leistung misst, teilt es der Basisstation 101 wie vorher über den TPC-Kanal im Verlauf eines Schrittes 407 mit, dass die Basisstation 111 ihre Sendeleistung erhöhen muss.
Im Verlauf eines Schrittes 408 teilt die Basisstation 101 dann über die Drahtverbindung 120 der Basisstation 111 mit, dass sie ihre mit den an Terminal 102 zu sendenden Rahmen zusammenhängende Sendeleistung erhöhen muss.
Die Basisstation 111 sendet dann Daten 409 an das Terminal 103 über den Downlink-Kanal 123, wobei eine OFDM-Modulation verwendet wird, die einen hohen Durchsatz bei einer Leistung ermöglicht, die einem Wert gleicht, der selbst einem Wert P1 gleicht, der geringer als der vorhergehende Wert P2 ist. So sendet die Basisstation die Daten an das Terminal, wobei die Sendeleistung so optimiert wird, dass die durch diese Übertragung erzeugten Interferenzen begrenzt bleiben, wobei ein guter Datenempfang durch Terminal 102 gewährleistet wird.
Nach dem Ende der Datenübertragung bei hohem Durchsatz bricht das Terminal 102 im Verlauf eines letzten Schrittes 410 das Abhören der Basisstation 111 ab, und es wird ein Austauschprotokoll 411 mit der UMTS-Norm zwischen der UMTS-Basisstation 101 und dem Terminal 102 aufgestellt, um die Verbindung zu beenden.
5 zeigt die Übertragung der UMTS-Rahmen vom Terminal 102 zu der Basisstation 101.
Das Terminal sendet nacheinander und periodisch Rahmen 500, 510, 520 und 530 an die Basisstation 111.
Diese Rahmen ermöglichen das Senden von Bits 501, 511, 521 und 531 über einen TPC-Kanal mit einer Periode T.
Die Bits 501, 521 und 531 sind beispielsweise Bits, die der Steuerung der Leistungssteuerung der Basisstation 101 zugeordnet sind.
Dagegen ist das Bit 511 einem anderen Zweck zugeordnet, beispielsweise der Steuerung der Sendeleistung der Basisstation 111. Dieses Bit kann von der Basisstation 101 identifiziert und verarbeitet werden, um eine aus dieser Verarbeitung stammende Information an die Basisstation 111 weiterzuleiten, beispielsweise um eine Erhöhung oder eine Verringerung ihrer Sendeleistung anzufordern.
Allgemein sind die Positionen der Bits im TPC-Kanal innerhalb eines jeden Rahmens als Funktion ihrer Verwendung vorgegeben. So ist die Verteilung der Bits dem Terminal 102 und der Basisstation 101 bekannt, die somit in der Lage sind, jeweils die Bits aus dem TPC-Kanal als Funktion ihrer Bedeutung einzufügen bzw. herauszuholen.
Nach einer Variante können die Positionen von Bits, die einem anderen Zweck als der Leistungssteuerung der Basisstation 101 dienen sollen, dynamisch als Funktion des Bedarfes festgestellt und zugeordnet werden mit Hilfe einer von einem anderen Übertragungskanal gesendeten Protokollmeldung.
Es sei darauf hingewiesen, dass in jedem Fall die Verteilung der Bits innerhalb des TPC-Kanals so gewählt wird, dass die Leistungssteuerung der empfangenden Basisstation nicht oder so wenig wie möglich beschädigt wird. So werden die einem anderen Zweck dienenden Bits des TPC-Kanals bevorzugterweise gleichmäßig in diesem Kanal verteilt, wobei zwei aufeinander folgende Bits des TPC-Kanals nicht diesem anderen Zweck zugeordnet werden.
Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die oben erwähnten Ausführungsbeispiele.
Insbesondere kann der Fachmann jede Art von Variante in die betrachteten Netzwerktypen einführen. So betrifft die Erfindung alle mobilen und/oder Zellen-Funknetzwerke mit einer Uplink-Verbindung, welche das Senden eines Leistungssteuerungssignals durch ein Terminal mit Hilfe des periodischen Sendens von Daten ermöglicht, welche eigens der Leistungssteuerung von der Empfangsstation des Signals angepasste Daten sowie zu einem Zweck einzusetzende Daten umfasst, beispielsweise Daten, die an eine dritte Anlage gesendet werden sollen, welche selbst nicht zum direkten Empfang der Daten vom Terminal in der Lage ist. Diese dritte Anlage kann insbesondere mit einer Norm des Typs HIPERLAN/2 oder IEEE802.11, UMTS oder mit jeder anderen Norm kompatibel sein, welche die Datenübertragung bei hohem Durchsatz ermöglicht. Es kann sich beispielsweise um eine Basisstation, um eine Relaisstation oder um ein Terminal handeln.
Die zu einem anderen Zweck einzusetzenden Daten sind beispielsweise Daten, welche der Leistungssteuerung der dritten Anlage dienen sollen, aber auch beliebige Informationsdaten. Die dritte Anlage kann insbesondere, jedoch in nicht einschränkender Weise, dem Senden von Daten mit hohem Durchsatz zu einem Terminal angepasst werden, das einen TPC-Kanal verwendet, der es mit einer Basisstation des Funknetzwerkes verbindet, wobei die Datenübertragung beispielsweise mit Hilfe einer Mehrfachträger-Modulation des Typs ODFM oder IOTA (wie in der Patentanmeldung FR-95 05455 definiert) erfolgt.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung sich nicht nur auf die materielle Einrichtung beschränkt, sondern dass sie ebenfalls als Folge von Anweisungen eines EDV-Programms oder jeder Form zum Einsatz kommen kann, welche einen materiellen und einen Software-Teil in gemischter Weise betrifft. Wenn die Erfindung teilweise oder ganz in Form von Software eingesetzt wird, so kann die entsprechende Anweisungsfolge in einem herausnehmbaren Speichermittel (beispielsweise einer Diskette, einer CD-ROM oder einer DVD-ROM) gespeichert werden oder auch nicht, wobei dieses Speichermittel teilweise oder insgesamt von einem Rechner oder einem Mikroprozessor gelesen werden kann.

Claims

Verfahren zum Übertragen von Daten in einem Funkkommunikationsnetz, das folgendes umfasst: – mindestens eine Basisstation (101) und, – mindestens ein Terminal (102), das in der Lage ist, isoliert und periodisch zu einer der mindestens einen, erste Basisstation genannten Basisstation binäre Inforationen über einen Uplink-Funkkanal (TPC) zu senden, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Funkkanal folgendes trägt: – erste Informationen (501, 521, 531), die das Steuern der Sendeleistung der ersten Basisstation ermöglichen, und – zweite Informationen (511); die einem anderen Zweck als der besagten Leistungssteuerung der ersten Basisstation dienen, wobei diese zweiten Informationen (511) zwischen den ersten Informationen (501, 521, 531) eingefügt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Basisstation mindestens eine Zelle (100) eines mobilen Telekommunikationsnetzes verwaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Basisstation mindestens einen Teil der empfangenen zweiten Informationen an eine Kommunikationseinrichtung (111) sendet, die in der Lage ist, Daten an das besagte Terminal zu senden, und dass die Kommunikationseinrichtung eine Bearbeitung dieses mindestens ersten Teils dieser zweiten Informationen einsetzt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung, wenn sie mit dem erwähnten Terminal in Verbindung ist, eine Sendefunkleistung der Daten zu diesem Terminal hin einstellt, die eine Funktion des Ergebnisses dieser Bearbeitung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung mit dem Terminal über einen unidirektionalen Kanal (123) in Verbindung steht, der das Senden der Daten dieser Kommunikationseinrichtung zum erwähnten Terminal ermöglicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Kommunikationseinrichtung dazu geeignet ist, Daten zu senden, indem sie eine mehrfache Trägermodulation (OFDM) verwendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung Verbindungen nach einem Protokoll ermöglicht, das mit der Norm HIPERLAN/2 und/oder IEEE 802.11 kompatibel ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung eine von der ersten Basisstation (101) verschiedene Basisstation (111) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung ein Terminal ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Zweck eine Steuerung der Sendeleistung einer von der ersten Basisstation verschiedenen Basisstation umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte andere Zweck eine Empfangsbestätigung der von einer Basisstation an das Terminal gesandten Daten ist, wobei diese Empfangsbestätigung angibt, ob die Daten vom Terminal ordnungsgemäß empfangen wurden oder nicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte andere Zweck der folgendes umfassenden Gruppe angehört: – Datenübertragungen zu einer von der ersten Basisstation verschiedenen Basisstation; – die Lenkung einer vorübergehenden Rückkopplung zwischen einer Basisstation und dem erwähnten Terminal; – die Lenkung einer Frequenzrückkoppelung zwischen einer Basisstation und dem erwähnten Terminal; – die Steuerung des Datenflusses zu und/oder von dem erwähnten Terminal.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der erwähnten ersten und zweiten Informationen vorgegeben ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der erwähnten ersten und zweiten Informationen dynamisch bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten zweiten Informationen höchstens 10 % der erwähnten binären Informationen darstellen.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten zweiten Informationen höchstens 1 der erwähnten binären Informationen darstellen.
Terminal, das in der Lage ist, isoliert und periodisch an eine erste Basisstation genannte Basisstation eines Funkkommunikationsnetzes binäre Informationen über einen Uplink-Funkkanal (TPC) zu senden, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Terminal über Mittel verfügt, um folgendes unter den binären Informationen zu unterscheiden bzw. zwischen ihnen einzufügen: – erste Informationen, die eine Steuerung der Sendeleistung der erwähnten ersten Basisstation ermöglichen, und – zweite Informationen, die einem anderen Zweck als der besagten Leistungssteuerung der ersten Basisstation dienen, wobei diese zweiten Informationen zwischen den ersten Informationen eingefügt sind.
Basisstation eines Zellennetzwerkes, die in der Lage ist, von einem Terminal binäre Informationen isoliert und periodisch über einen Uplink-Funkkanal (TPC) zu empfangen, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Basisstation über Mittel verfügt, um folgendes unter den binären Informationen zu unterscheiden bzw. zu extrahieren: – erste Informationen, die eine Steuerung der Sendeleistung der erwähnten Basisstation ermöglichen, und – zweite Informationen, die einem anderen Zweck als der besagten Leistungssteuerung der ersten Basisstation dienen, wobei diese zweiten Informationen zwischen den ersten Informationen eingefügt sind.
Kommunikationssystem, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein Terminal nach Anspruch 17 und mindestens eine Basisstation nach Anspruch 18 umfasst.
Signal, das von einem Terminal zu einer Basisstation eines Funkkommunikationsnetzes gesendet wird und binäre Informationen trägt, die isoliert und periodisch vom Terminal zur Basisstation über einen Uplink-Funkkanal (TPC) gesendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass diese ersten binären Informationen folgendes umfassen: – erste Informationen, die eine Steuerung der Sendeleistung der erwähnten Basisstation ermöglichen, und – zweite Informationen, die einem anderen Zweck als der besagten Leistungssteuerung der erwähnten Basisstation dienen, wobei diese zweiten Informationen zwischen den ersten Informationen eingefügt sind.