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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft Funksysteme und insbesondere die nichttransparente
Datenübertragung in
einem Mobilkommunikationssystem.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Mobilkommunikationssysteme
beziehen sich im Allgemeinen auf verschiedene Telekommunikationssysteme,
die eine persönliche
drahtlose Datenübertragung
ermöglichen,
wenn Teilnehmer sich im Bereich des Systems bewegen. Ein typisches
Mobilkommunikationssystem ist ein öffentliches Landmobilfunknetz
PLMN (Public Land Mobile Network), das auf der Erdoberfläche eingerichtet
ist.
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In
Mobilkommunikationssystemen der zweiten und dritten Generation,
wie beispielsweise im GSM (Globales System für mobile Kommunikation) beziehungsweise
im UMTS (Universelles Mobilfunktelekommunikationssystem), werden
Sprache und Daten in digitaler Form übertragen. In digitalen Mobilkommunikationssystemen
gibt es zusätzlich
zur herkömmlichen
Sprachübertragung
eine Mehrzahl andere Dienste, die verfügbar sind: Kurznachrichten, Telefax,
Datenübertragung
usw. Die Dienste der Mobilkommunikationssysteme können im
Allgemeinen in Teledienste und Trägerdienste unterteilt werden. Ein
Trägerdienst
ist ein Telekommunikationsdienst, welcher eine Signalübertragung
zwischen Benutzer-Netz-Schnittstellen
bildet. Zum Beispiel sind Modem-Dienste und verschiedene Datenübertragungsdienste
Trägerdienste.
In einem GSM-Mobilfunknetz zum Beispiel sind leitungsvermittelte
Datendienste definiert, welche verschiedene Datenraten bis zu 14,4
kbit/s verwenden. Bei HSCSD-Diensten (Diensten mit hochbitratigen leitungsvermittelten
Daten nach engl. High Rate Circuit Switched Data) werden mehrere
Dutzende von Kilobits jede Sekunde erreicht. Bei Telediensten stellt
das Netz auch Endgerätedienste
bereit. Sprach-, Fax- und Videotexdienste sind wichtige Teledienste.
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Trägerdienste
werden im Allgemeinen gemäß einigen
Eigenschaften in verschiedene Gruppen unterteilt, zum Beispiel asynchrone
Trägerdienste und
synchrone Trägerdienste.
Jede dieser Gruppen umfasst eine Anzahl von Trägerdiensten, wie beispielsweise
einen transparenten Dienst (T) und einen nichttransparenten Dienst
(NT). Bei einem transparenten Dienst sind die zu übertragenden
Daten unstrukturiert, und die Übertragungsfehler
werden nur mit einer Kanalcodierung korrigiert. Bei nichttransparenten
Diensten werden die zu übertragenden
Daten zu Datenpaketen, d.h. Protokolldateneinheiten (PDU für eng. Protocol
Data Units), strukturiert, und die Übertragungsfehler werden unter
Verwendung von automatischen Wiederholungssendungsprotokollen (zusätzlich zur
Kanalcodierung) korrigiert. Das GSM-System zum Beispiel verwendet
zwei Protokolle zur nichttransparenten Datenübertragung, d.h. das Funkverbindungsprotokoll
(RLP für
eng. Radio link Protocol) und das Verbindungsprotokoll L2R (Schicht-2-Brückenfunktion
nach engl. Layer 2 Relay). Solche Verbindungsprotokolle sind im
Allgemeinen als Verbindungszugangssteuerung LAC (für eng. Link
Access Control) bekannt.
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Die
L2R-Schicht positioniert die zu sendenden Daten in L2R-Rahmen, welche
an die RLP-Schicht übermittelt
werden, um weiter übertragen
zu werden. Im GSM-System unterstützt
die RLP-Schicht mehrere Datenraten, d.h. in der Praxis mehrere verschiedene
Kanalcodierungen. Um verschiedene Datenraten zu implementieren,
hat die RLP-Schicht zwei RLP-Rahmenlängen verfügbar, auf welchen die zu übertragenden
Daten positioniert werden: eine von 240 Bits und die andere von
576 Bits. Die RLP-Rahmenlänge,
die in der Datenübertragungsverbindung
verwendet wird, muss während
der Datenübertragung
in eine andere Rahmenlänge
umgeändert
werden können,
falls nötig,
wodurch sowohl das Sender-RLP als auch das Empfänger-RLP neu synchronisiert
werden müssen,
d.h. die Daten neu zugeordnet werden müssen. Dies findet normalerweise
derart statt, dass das Empfänger-RLP
Informationen über
die RLP-Rahmennummer angibt, deren Empfang. als Nächstes zu
erwarten ist, und das Sender-RLP als Reaktion darauf die Benutzerdaten,
die nach dem RLP-Rahmen gesendet werden, aus dem Übertragungspuffer
entpackt und in neue RLP-Rahmen von einer anderen Länge positioniert.
Eine Datenübertragung
kann natürlich
in beiden Richtungen, d.h. von der Mobilstation zum Netz und vom
Netz zur Mobilstation, erfolgen. Demnach werden Informationen über die
RLP-Rahmennummer, deren Empfang als Nächstes zu erwarten ist, sowohl
vom Empfänger-RLP
der Mobilstation als auch des Netzes an das Sender-RLP der Gegenseite
vermittelt.
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Es
sind drei verschiedene Version für
das RLP-Protokoll definiert: Version 0, 1 und 2. Das GSM-System
verwendet alle drei Versionen, wohingegen das UMTS-System nur Version
2 verwendet. Die Datenpakete, die von der L2R-Schicht an die RLP-Schicht übergeben
werden, um übertragen
zu werden, können
Benutzerdaten, Fülldaten
und Statusinformationen umfassen, welche Informationen enthalten,
die den Status der Datenübertragung
definieren. Die Länge
des Datenpakets, das von der L2R-Schicht
an die RLP-Schicht übergeben
wird, hängt
von der Kanalcodierung ab, die in jedem Einzelfall verwendet wird.
Wenn Version 0 oder 1 des RLP-Protokolls verwendet werden, müssen die
Statusinformationen in jedem Datenpaket der L2R-Schicht gesendet
werden, aber in der RLP-Version 2 werden die Statusinformationen
nur dann gesendet, wenn sich der Status der Datenübertragung auf
irgendeine Weise geändert
hat.
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Ein
Problem in dem zuvor beschriebenen System ist die Situation, in
welcher bei Verwenden von RLP-Version 2 fast unmittelbar, nachdem
die Statusaktualisierung vom Endgerät gesendet wurde, eine Neuzuordnungsanforderung
vom Netz ankommt, welche fordert, dass die RLP-Rahmen, die vor der
Statusaktualisierung gesendet wurden, erneut gesendet werden. Demnach
entsteht eine Situation, in welcher das Endgerät die Statusinformationen zwar
bereits gesendet hat, das Endgerät
aber sogar danach eine Wiederholungssendung von RLP-Rahmen anfordert,
welche die Statusinformationen enthalten. In solch einem Fall kann
es eine erhebliche Verzögerung
bei der Aktualisierung der Statusinformationen auf der Netzseite
geben, insbesondere wenn es eine große Menge an Informationen gibt,
die erneut zu senden sind, und die Statusinformationen im Wesentlichen
in den letzten Rahmen gesendet werden. Wenn die Statusaktualisierung
zum Beispiel eine Datenträgererfassung
(DCD für
engl. Data Carrier Detect) betrifft, die mit einer langen Verzögerung übertragen
wird, kann demnach die Datenübertragung
ganz beendet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung bereitzustellen, mit
deren Hilfe das Endgerät und
das Netz über
dieselben aktualisierten Informationen über den Status des Endgeräts verfügen. Die Aufgaben
der Erfindung werden mit einem Verfahren, einem Mobilkommunikationssystem
und einer Vorrichtung eines Mobilkommunikationssystems, wie beispielsweise
einer Mobilstation oder einer Basissendeempfangsstation, welche
dadurch gekennzeichnet sind, was in den unabhängigen Ansprüchen dargelegt
ist, erreicht.
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung werden in den abhängigen
Ansprüchen
offenbart.
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Die
Erfindung basiert auf der Idee, dass die Statusinformationen über die
L2R-Schicht jedes Mal gesendet werden, wenn sich die Länge des RLP-Rahmens
infolge einer Kanalcodierungsänderung ändert. Demnach
werden die Statusinformationen über
die L2R-Schicht vorzugsweise jedes Mal gesendet, wenn sich die RLP-Rahmenlänge ändert, ungeachtet
dessen, wann sich der Status zuletzt geändert hat.
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In
Verbindung mit der Kanalcodierungsänderung leiten das Endgerät und das
Netz eine Neuzuordnung der zu übertragenden
RLP-Rahmen oder, was mit anderen Worten ein Neuzuordnungsprozess genannt
wird, ein. Hierbei beginnen das Endgerät und das Netz, die Daten erneut
zu senden, die in jenen RLP-Rahmen enthalten sind, die nach dem RLP-Rahmen gesendet wurden,
den die Gegenseite als zuletzt empfangenen gemeldet hat. Demnach werden
die RLP-Rahmen, die nach dem RLP-Rahmen gesendet wurden, den die
Gegenseite als zuletzt empfangenen gemeldet hat, aus dem Übertragungsspeicher
in die L2R-Schicht kopiert, welche die Daten der Rahmen in einen
Neuzuordnungspuffer entpackt, wobei die Daten im Puffer in Benutzerdatenfeldern
von RLP-Rahmen von verschiedenen Längen angeordnet werden, wodurch
die Statusinformationen über
die L2R-Schicht vorzugsweise mit dem ersten RLP- Rahmen verbunden werden, der an das
Netz zu senden ist, ungeachtet dessen, wann sich der Status zuletzt
geändert
hat.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist die L2R-Schicht so ausgelegt, dass sie den ersten
RLP-Rahmen, der
aus dem RLP-Übertragungsspeicher
an die L2R-Schicht übertragen
wird, derart interpretiert, dass der Neuzuordnungsprozess eingeleitet
wurde. Dementsprechend zeigt dies der L2R-Schicht an, dass die L2R-Statusinformationen
nach dem Neuzuordnungsprozess an den ersten RLP-Rahmen einer anderen
Länge anzuhängen sind.
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Ein
Vorteil des Verfahrens und des Systems der Erfindung ist, dass sowohl
das Endgerät
als auch das Netz stets aktualisierte Informationen über den gegenseitigen
L2R-Status empfangen,
was den Wirkungsgrad der Datenübertragung
und der Protokollstruktur verbessert. Außerdem kann vorzugsweise bestätigt werden,
dass es keine solche problematische Situation gibt, in welcher die
Gegenseite veraltete L2R-Informationen aufweisen würde. Ein
Vorteil einer Ausführungsform
der Erfindung ist, dass bestätigt
werden kann, dass jedes Mal, wenn in Verbindung mit dem Neuzuordnungsprozess
RLP-Rahmen in den Neuzuordnungspuffer gesammelt werden, der erste
RLP-Rahmen einer
neuen Länge,
der an die Gegenseite gesendet wird, die L2R-Statusinformationen
enthält.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird nun in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die angehängten
Zeichnungen ausführlicher
beschrieben, wobei:
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1 ein
Blockdiagramm der Struktur des GSM-Systems darstellt;
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2 Protokolle
und Anpassungen darstellt, die für
nichttransparente Trägerdienste
erforderlich sind;
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3 einen
Zeichengabeplan einer problematischen Situation gemäß dem Stand
der Technik bei der Übertragung
von nichttransparenten Daten darstellt;
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4 einen
Zeichengabeplan des Neuzuordnungsprozesses gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung darstellt; und
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5 einen
Zeichengabeplan von mehreren Neuzuordnungsprozessen gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im
Folgenden wird die Erfindung unter Verwendung einer nichttransparenten
Datenübertragung,
die im GSM-System implementiert wird, als ein Beispiel ausführlicher
beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das GSM-System beschränkt, sondern
kann auf jedes Mobilkommunikationssystem angewendet werden, in welchem
nichttransparente Datenübertragungsdienste
einer entsprechenden Art implementiert werden. Insbesondere kann
die Erfindung bei Verwendung dessen, was Dualmodus-Mobilstationen genannt
wird, die sowohl im GSM- als auch im UMTS-Netz funktionieren, im
UMTS-Mobilkommunikationssystem
der dritten Generation (3G) implementiert werden.
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1 veranschaulicht
die Struktur des GSM-Systems. Das GSM-System umfasst Mobilstationen
(MS), die über
einen Funkweg mit Basissendeempfangsstationen (BTS für engl.
Base Transceiver Station) in Verbindung stehen. Mehrere Basissendeempfangsstationen
BTS sind mit einer Basisstationssteuerung (BSC für engl. Base Station Controller)
verbunden, welche die Funkfrequenzen und Funkkanäle steuert, die für die Basissendeempfangsstationen
verfügbar
sind. Die Basisstationssteuerung BSC und die damit verbundenen Basissendeempfangsstationen
BTS bilden ein Basisstationssubsystem (BSS). Die Basisstationssteuerungen sind
ihrerseits mit einer Mobildienstevermittlungseinrichtung (MSC für engl.
Mobile Services Switching Centre) verbunden, welche den Verbindungsaufbau und
die Leitweglenkung von Rufen zu den korrekten Adressen erledigt.
Hierbei werden zwei Datenbanken als Hilfe verwendet, wobei die Datenbanken
Informationen über
Mobilstationsteilnehmer umfassen: eine Heimatdatei (HLR für engl.
Home Location Register), die Informationen über alle Teilnehmer am Mobilnetz und über die
von ihnen abonnierten Dienste umfasst, und eine Besucherdatei (VLR
für engl.
Visitor Location Register), die Informationen über Mobilstationen umfasst,
die eine bestimmte Mobildienstevermittlungseinrichtung MSC besuchen.
In Verbindung mit der Mobildienstevermittlungseinrichtung MSC gibt
es normalerweise eine TRAU-Einheit (Transcodier- und Ratenanpasseinheit
nach engl. Transcoder/Rate Adaptation Unit), d.h. eine Netzanpassungsfunktion IWF
(für engl.
Interworking Function), welche die Daten, die in TRAU-Rahmen positioniert
sind, entpackt und die Datenübertragungsrate
und die Rahmenstruktur in solch eine Form umwandelt, dass die Daten
weiter übertragen
werden können.
Die Mobildienstevermittlungseinrichtung MSC ist ihrerseits über eine Übergangsmobildienstevermittlungseinrichtung
GMSC (für engl.
Gateway Mobile Services Switching Centre) mit anderen Modildienstevermittlungseinrichtungen
und mit einem öffentlichen
Telefonwählnetz
(PSTN für
eng. Public Switched Telephone Network) verbunden. Das GSM-System
wird in den ETSI/GSM-Spezifikationen und in dem Buch The GSM System
for Mobile Communications von M. Mouly und M. Pautet, Palaiseau,
Frankreich, 1991, ISBN: 2-957190-07-7, ausführlicher beschrieben.
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Wenn
eine nichttransparente GSM-Datenverbindung mit einer Mobilstation
MS hergestellt wird, werden die zu übertragenden Daten in RLP-Rahmen
(Funkverbindungsprotokoll) positioniert. Das RLP ist ein rahmenstrukturiertes,
symmetrisches Datenübertragungsprotokoll
(der HDLC- oder Hochpegeldatenübertragungssteuerungsart
nach engl. Highlevel Data Link Control), in welchem eine Fehlerkorrektur
auf einer Wiederholungssendung von verfälschten Rahmen auf Anforderung
vom empfangenden Partner basiert. Da die Verantwortung für die Korrektheit
der zu übertragenden
Daten einer Protokollschicht zugewiesen wird, wird eine umfangreiche
Zeichengabe zwischen Elementen der Datenübertragungskette vermieden.
Im GSM-System findet die Datenübertragung,
die in den RLP-Rahmen durchgeführt
wird, zwischen einer Mobilstation und/oder einer Endgeräteanpassungsfunktion
TAF (Terminal Adapation Function) in einem damit verbundenen Datenendgerät und normalerweise
einer Netzanpassungsfunktion in einer Mobildienstevermittlungseinrichtung
MSC statt.
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2 veranschaulicht
einige Protokolle und Funktionen, die für nichttransparente Trägerdienste erforderlich
sind. Eine nichttransparente leitungsvermittelte Verbindung zwischen
der Endgeräteanpassung
TAF und der Netzanpassungsfunktion IWF auf dem GSM-Verkehrskanal umfasst
mehrere Protokollschichten, welche all diesen Diensten gemeinsam sind.
Diese umfassen verschiedene Ratenanpassungsfunktionen RA, wie beispielsweise
RA1' zwischen der
Endgeräteanpassung
TAF und einer Kanal-Codec-Einheit
CCU (Channel Codec Unit), die in der Basisstationssubsystem BSS
positioniert ist, RA1 zwischen der CCU und der Netzanpassungsfunktion IWF,
RAA (oder RAA' zum
Kanal von 14,4 kbit/s) zwischen der CCU und der Transcoder-Einheit
TRAU, die getrennt von der Basissendeempfangsstation positioniert
ist, und RA2 zwischen der Transcoder-Einheit TRAU und der Netzanpassungsfunktion
IWF. Die IWF und die TAF umfassen ferner Protokolle von oberen Schichten,
welche dienstspezifisch sind. In einem asynchronen nichttransparenten
Trägerdienst müssen die
IWF und die TAF die L2R (Schicht-2-Brückenfunktion) und das RLP (Funkverbindungsprotokoll)
umfassen, zusätzlich
zu dem die IWF noch ein Modem oder eine Ratenanpassung in der Richtung des
Festnetzes benötigt.
Die Schnittstelle zwischen der IWF und zum Beispiel einem Audiomodem
MODEM entspricht dem CCITT V.24 und ist in 2 durch
das Symbol L2 gekennzeichnet. Diese nichttransparente Konfiguration
wird auch beim Zugang zum Internet verwendet.
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Die
L2R-Schicht positioniert die zu übertragenden
Daten, die von der Anwendung kommen, in den L2R-Rahmen, welche an
die RLP-Schicht übermittelt
werden, um weiter übertragen
zu werden. Im GSM-System unterstützt
die RLP-Schicht
mehrere Datenraten, d.h. in der Praxis mehrere verschiedene Kanalcodierungen.
Um verschiedene Datenraten zu implementieren, hat die RLP-Schicht
zwei RLP-Rahmen von verschiedenen Längen verfügbar, in welchen die zu übertragenden
Daten positioniert werden; einen von 240 Bits und den anderen von
576 Bits. Nötigenfalls
muss der RLP-Rahmen, der in der Datenübertragungsverbindung verwendet
wird, während
der Datenübertragung
in einen Rahmen einer anderen Länge
umgeändert
werden können,
wodurch sowohl das Sender-RLP als auch das Empfänger-RLP neu synchronisiert
werden müssen.
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Es
sind drei verschiedene Versionen für das RLP-Protokoll definiert:
Version 0, 1 und 2. Das GSM-System verwendet alle drei Versionen,
wohingegen das UMTS-System nur Version 2 verwendet. Die Datenpakete,
die von der L2R-Schicht
an die RLP-Schicht übergeben
werden, um übertragen
zu werden, können
Benutzerdaten, Fülldaten
und Statusinformationen umfassen, welche Informationen enthalten,
die den Status der Datenübertragung
definieren. Die Länge
des Datenpakets, das von der L2R-Schicht
an die RLP-Schicht übergeben
wird, hängt
von der Kanalcodierung ab, die in jedem Einzelfall verwendet wird.
Die Statusinformationen können
zum Beispiel Informationen über
die Endeinrichtung, die zum Senden und Empfangen von Daten bereit
ist (DTR, Data Terminal Ready oder Endgerät Betriebsbereit), die Trägerwelle
der Datenübertragung, die
erfasst wird, oder die bestehende Datenübertragungsverbindung (DCG,
Data Carrier Detect), oder Flusssteuerungsinformationen, mit deren
Hilfe die Datenübertragung
der Gegenseite zum Beispiel in einer Situation gesteuert wird, in
welcher der Empfängerpuffer
voll wird.
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Die
Mobilstation und/oder die damit verbundene Datenendeinrichtung MT
verwenden eine Datenanwendung, welche Benutzerdaten UD (User Data)
bildet, welchen ein PPP (Punkt-zu-Punkt-Protokoll)-Kopf hinzugefügt wird,
der die Datenverbindung und die zuvor beschriebenen L2R-spezifischen Daten
definiert. Die Daten, die auf diese Weise gebildet werden, werden
ferner in RLP-Rahmen angeordnet, deren Länge, wie bereits erwähnt, 240
oder 576 Bits betragen kann. Die RLP-Rahmen von 240 Bits umfassen
einen 16-Bit-Kopf, ein 200-Bit-Benutzerdatenfeld und eine 24-Bit-Rahmenprüfzeichenfolge
FCS (Frame Check Sequence), um die Fehler auf dem Übertragungsweg
zu erfassen. Solch ein 240-Bit-RLP-Rahmen wird in Version 0 und
1 verwendet, und auch in Version 2, wenn nicht nummerierte Protokollsteuerinformationen
(U-Rahmen) im Rahmen verwendet werden. Wenn andererseits entweder
nur Steuerformationen (S-Rahmen) oder Steuerinformationen, die an
die Benutzerinformationen angehängt
werden (I + S-Rahmen),
im RLP-Rahmen von Version 2 übertragen
werden, betragen die entsprechenden Feldlängen 24 + 92 + 24 Bits. Dementsprechend
können
die Köpfe
in den 576-Bit-RLP-Rahmen
zwischen 16 und 24 Bits variieren, wodurch die Länge des Benutzerdatenfeldes 536
oder 528 Bits beträgt.
Die Länge
der Rahmenprüfzeichenfolge
FCS beträgt
stets 24 Bits.
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Die
Datenübertragungsrate,
die bei 240-Bit-RLP-Rahmen vorgesehen ist, beträgt entweder 4,8 oder 9,6 kbit/s.
Der 576-Bit-RLP-Rahmen verwendet 14,4 kbit/s als seine Übertragungsrate.
Die zuvor beschriebene Ratenanpassung RA wird für diese Daten derart durchgeführt, dass
die Datenübertragung über die
Funkschnittstelle, die von der Mobilstation MS/MT zur Basissendeempfangsstation BTS
gebildet wird, stets in Übereinstimmung
mit den GSM-Spezifikationen
in einem Verkehrskanalzeitrahmen bei einer Rate von 22,8 kbit/s
stattfindet.
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Im
HSCSD-Konzept des GSM-Systems wird ein hochbitratiges Datensignal
in getrennte Datenflüsse
geteilt, welche dann über
N Unterkanäle
(N Verkehrskanalrahmen) auf der Funkschnittstelle übertragen
werden. Wenn die Datenflüsse
geteilt wurden, werden sie in Unterkanälen übertragen, als ob sie unabhängig voneinander
wären,
bis sie in der IWF und der MS verknüpft werden. Logischerweise jedoch
sind diese N Verkehrsunterkanäle
Teile derselben HSCSD-Verbindung,
d.h. sie bilden einen HSCSD-Verkehrskanal. Diese Teilung und Verknüpfung der
Datenflüsse
wird im RLP gemäß Version
2 durchgeführt,
welches demnach allen Unterkanälen gemeinsam
ist. Unter diesem gemeinsamen RLP werden dieselben Ratenanpassungen RA1'-RAA-RA2 für jeden
Unterkanal durchgeführt, wie
in 2 für
einen Unterkanal zwischen MS/TAF und MSC/IWF dargestellt. Demnach
verwendet ein HSCSD-Verkehrskanal ein gemeinsames RLP für verschiedene
Unterkanäle,
obwohl die Datenrate auf einem einzelnen Unterkanal wenigstens 43,2
kbit/s und die Gesamtdatenrate 64 kbit/s betragen kann.
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Demnach
kann die Datenübertragungsrate eines
Verkehrskanals wenigstens zwischen 4,8, 9,6, 28,8 und 43,2 kbit/s
gemäß der verwendeten
Anzahl von verschiedenen Kanalcodierungen und HSCSD-Unterkanälen variieren.
Diese Kanalcodierung und der RLP-Rahmen, die verwendet werden, müssen während der
Datenübertragung
in andere umgeändert
werden können.
Somit müssen
sowohl das Sender-RLP als auch das Empfänger-RLP neu synchronisiert
werden.
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In
Version 0 und 1 des RLP-Protokolls werden die Statusinformationen
der L2R-Schicht in jedem RLP-Rahmen übertragen, was nicht optimal
ist, was den Wirkungsgrad der Datenübertragung betrifft. In Version
2 der L2R-Schicht
werden die Statusinformationen im RLP-Rahmen nur gesendet, wenn
der Status sich auf der L2R-Schicht geändert hat. In der Datenübertragung
gemäß Version
2 des RLP-Protokolls kann es demnach eine Problemsituation in der Datenübertragung
geben, wenn fast unmittelbar, nachdem die Statusaktualisierung vom
Endgerät übertragen wurde,
das Netz versucht, die verwendete Kanalcodierung zu ändern. Demnach
entsteht eine Situation, in welcher fast unmittelbar, nachdem die Statusaktualisierung
vom Endgerät übertragen
wurde, eine Anforderung zur Neuzuordnung vom Netz ankommt, welche
fordert, dass die RLP-Rahmen, die vor der Statusaktualisierung übertragen
wurden, in einer neuen Rahmenlänge
angeordnet erneut gesendet werden. Somit entsteht eine Situation,
in welcher das Endgerät
zwar neue Statusinformationen gesendet hat, das Netz aber sogar
danach fordert, dass RLP-Rahmen, welche die alten Statusinformationen umfassen,
erneut gesendet werden. Wenn sich der Status des Endgeräts danach
nicht ändert
und wenn folglich das Endgerät
keine Statusinformationen überträgt, bleiben
inkorrekte Informationen über
den Status des Endgeräts
im Netz, was normalerweise Unterbrechungen in der Datenübertragung
verursacht, bevor der Status erneut aktualisiert wird. Dies kann
in einigen Fällen
zur Beendigung der Datenübertragung
führen.
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Solch
eine problematische Situation wird im Folgenden unter Bezugnahme
auf 3 veranschaulicht. 3 stellt
die Datenübertragung
zwischen der L2R-Schicht des Endgeräts und der L2R-Schicht der
Basissendeempfangsstation dar. Zunächst findet eine Datenübertragung
in beiden Richtungen statt: das Endgerät sendet Datenpakete, welche
nur Benutzerdaten umfassen, an das Netz (300), wobei die
Reihenfolgenummer der Datenpakete M1 ist; und das Netz sendet Datenpakete,
welche nur Benutzerdaten umfassen, an das Endgerät (302), wobei die
Reihenfolgenummer dieser Datenpakete N1 ist. Das Endgerät erkennt
eine Notwendigkeit zur Aktivierung einer Flusssteuerung der L2R-Schicht normalerweise,
wenn zum Beispiel der Empfängerpuffer
voll wird, und überträgt das Datenpaket
(304, Reihenfolgenummer M2), welches nicht nur Benutzerdaten,
sondern auch eine Statusaktualisierung umfasst, welche ausdrückt, dass
die Flusssteuerung aktiviert werden muss. Das Netz reagiert darauf
und stoppt die Übertragung
von Datenpaketen der L2R-Schicht an das Endgerät (306). Das Endgerät fährt mit
dem Senden von Benutzerdatenpaketen fort (308, Reihenfolgenummer
M3). Nach einer gewissen Zeit überträgt das Endgerät ein Datenpaket
(310, Reihenfolgenummer Mn), welches nicht nur Benutzerdaten,
sondern auch eine Statusaktualisierung umfasst, welche ausdrückt, dass
die L2R-Flusssteuerung deaktiviert werden kann. Im Wesentlichen
geschieht es jedoch genau dann, dass das Netz eine Notwendigkeit
zur Neuzuordnung von Kanalcodierung erkennt (312), was
dazu führt,
dass die Basissendeempfangsstation dem Endgerät einen RLP-Rahmen einer unterschiedlichen
Länge im
Vergleich zu jenen, die zuvor verwendet wurden, sendet, wobei der
Rahmen auch Informationen über
die Reihenfolgenummer des Rahmens umfasst, der durch die Basissendeempfangsstation
zuletzt empfangen wurde. Nach den Bestätigungen beginnt das Endgerät damit,
jene Rahmen aus dem Übertragungspuffer, welche
die Basissendeempfangsstation nicht empfangen hat, erneut zu senden,
wobei die Daten in den Rahmen in einer neuen Rahmenlänge angeordnet sind.
Die Basissendeempfangsstation hat die Deaktivierungsnachricht der
Flusssteuerung normalerweise nicht empfangen, sondern sie empfängt sie
nur in den Daten, die in einer neuen Rahmenlänge angeordnet sind und in
der Basissendeempfangsstation mit einer beträchtlichen Verzögerung ankommen. Während dieser
Verzögerung
wurde die Flusssteuerung vom Gesichtspunkt des Netzes reaktiviert,
und es ist dem Netz nicht gestattet, L2R-Datenpakete an das Endgerät zu übertragen,
obwohl das Endgerät bereits
wesentlich früher
versuchte, die Flusssteuerung zu deaktivieren. Ein entsprechendes Problem entsteht
im umgekehrten Fall, in dem das Endgerät versucht, die Aktivierungsnachricht
der Flusssteuerung zu übertragen,
das Netz sie aber mit einer beträchtlichen
Verzögerung
empfängt.
Demnach ist dieses Problem besonders schwierig, da das Endgerät versucht,
zu verhindern, dass das Netz Datenpakete sendet, aber das Netz infolge
der Verzögerung
die Statusaktualisierung nicht rechtzeitig empfängt und im schlimmsten Fall
Zeit hat, mehrere Datenpakete zu übertragen.
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In
dem zuvor beschriebenen Fall wird eine endgeräterzeugte Aktivierung der Flusssteuerung
als ein Beispiel für
eine Statusaktualisierung verwendet. Ein entsprechendes Problem
entsteht jedoch bei jeder anderen Statusaktualisierung, wie beispielsweise bei
der Übertragung
einer DTR- oder DCD-Nachricht, oder bei der Flusssteuerung, die
durch die Basissendeempfangstation aktiviert wird. Das Problem ist
besonders schwierig, wenn die übertragene
Statusaktualisierung eine Datenträgererfassung, d.h. eine DCD-Nachricht,
betrifft. Demnach kann eine zu lange Verzögerung bei der Aktualisierung
des DCD-Status dazu führen,
dass die gesamte Datenübertragung beendet
wird.
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Diese
Problemsituation kann mit einem Verfahren gemäß der Erfindung vermieden werden,
in welchem die Statusinformationen der L2R-Schicht jedes Mal gesendet
werden, wenn eine Änderung
der Länge
des RLP-Rahmens auf der RLP-Schicht infolge einer Kanalcodierungsänderung
stattfindet. Demnach werden die Statusinformationen über die L2R-Schicht
vorzugsweise jedes Mal übertragen, wenn
sich die Länge
des RLP-Rahmens ändert,
ungeachtet dessen, ob sich der Status geändert hat oder nicht. Somit
werden sowohl das Endgerät
als auch das Netz stets über
jeden einzelnen Status auf dem Laufenden gehalten.
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Das
Verfahren gemäß der Erfindung
kann mithilfe des Zeichengabeplans gemäß 4 veranschaulicht
werden, welcher auf eine vereinfachte Art und Weise die Änderung
der Länge
des RLP-Rahmens auf der RLP-Schicht infolge der Kanalcodierungsänderung,
d.h. das, was eine Neuzuordnungsprozess genannt wird, darstellt.
In der Anfangssituation von 4 werden
Daten in RLP-Rahmen von 240 Bits übertragen. Die Änderung
der Kanalcodierung wird von der Seite des Netzes eingeleitet, wobei das
Netz einen 576-Bit-Rahmen (S-Rahmen), der nur Steuerinformationen
enthält,
an das Endgerät überträgt (400).
Das Endgerät
erkennt, dass sich die Länge
des Rahmens geändert
hat, und antwortet darauf mit einem REMAP_command- oder NEUZUORDNUNGS_Befehls-Rahmen
(402), welcher die Reihenfolgenummer umfasst, welche vom Endgerät als Nächstes erwartet
wird. Das Netz seinerseits antwortet darauf mit einem REMAP_response-
oder NEUZUORDNUNGS_Antwort-Rahmen (404), welcher die Reihenfolgenummer
umfasst, die vom Netz als Nächstes
erwartet wird. Danach beginnen beide Partner, das Endgerät und das
Netz, damit, RLP-Rahmendaten erneut zu senden, die nach dem RLP-Rahmen übertragen
wurden, den die Gegenseite als zuletzt empfangen gemeldet hat. Der
Prozess funktioniert in beiden RLP/L2R-Einheiten auf dieselbe Art
und Weise, aber im Folgenden wird dies nur von der Seite des Endgeräts beschrieben.
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Die
240-Bit-RLP-Rahmen, die nach dem RLP-Rahmen übertragen werden, der durch
die Gegenseite als zuletzt empfangen gemeldet wurde, werden in die
L2R-Schicht kopiert (406), welche die Daten in den Rahmen
in einen speziellen Neuzuordnungspuffer entpackt (408).
Danach werden immer, wenn die RLP-Schicht Rahmen übertragen
kann, Daten im Puffer in den Benutzerdatenfeldern von 576-Bit-RLP-Rahmen
angeordnet (410, neu zuordnen). Eine Zeichengabe der L2R-Schicht
kann dann an diese 576-Bit-RLP-Rahmen
angehängt
werden, wobei Statusinformationen der L2R-Schicht vorzugsweise an
den ersten 576-Bit-Rahmen,
der an das Netz übertragen
wird, angehängt
werden (412), ungeachtet dessen, wann sich der Status zuletzt
geändert
hat. Demnach wird das Netz in diesem Augenblick sofort über den
L2R-Status des Endgeräts
unterrichtet. Auf eine entsprechende Art und Weise übergibt
das Netz die Informationen über
den L2R-Status des Netzes an das Endgerät. Es ist jedoch zu erwähnen, dass
in der zuvor beschriebenen Implementierung die Daten, die in RLP-Rahmen übertragen
werden, eine Beendigung der Datenübertragung und BREAK- (Unterbrechung)
und BREAK_ACK-Nachrichten, welche die Bestätigung der Unterbrechung anzeigen,
umfassen, welche stets an derselben Stelle zu übertragen sind, wo sie ursprünglich positioniert
waren.
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Demnach
bestätigt
das Verfahren gemäß der Erfindung
vorzugsweise, dass sowohl das Endgerät als auch das Netz stets aktualisierte
Informationen über
den gegenseitigen L2R-Status empfangen, was den Wirkungsgrad der
Datenübertragung
und der Protokollstruktur verbessert. Außerdem kann vorzugsweise bestätigt werden,
dass es keine derartige problematische Situation gibt, wie sie zuvor
beschrieben wurde, d.h. in welcher die Gegenseite veraltete L2R-Statusinformationen
aufweisen würde.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist die L2R-Schicht so ausgelegt, dass sie den ersten
240-Bit-RLP-Rahen,
der vom RLP-Übertragungsspeicher
an die L2R-Schicht übermittelt
wird, derart interpretiert, dass der Neuzuordnungsprozess eingeleitet
wurde. Dementsprechend zeigt dies der L2R-Schicht an, dass die L2R-Statusinformationen
nach dem Neuzuordnungsprozess an den ersten 576-Bit-RLP-Rahmen angehängt werden müssen. Somit
ist leicht, zu bestätigen,
dass jedes Mal, wenn in Verbindung mit dem Neuzuordnungsprozess
RLP-Rahmen in den Neuzuordnungspuffer gesammelt werden, der erste
RLP-Rahmen einer neuen
Länge,
der an die Gegenseite zu übertragen ist,
die L2R-Statusinformationen enthält.
Es ist zu erwähnen,
dass, obwohl in dem zuvor erwähnten
Beispiel der Neuzuordnungsprozess als eine Änderung der Rahmenlänge von
einem 240-Bit-Rahmen in einen 576-Bit-Rahmen beschrieben wurde, der Prozess
gemäß der Erfindung
auch umgekehrt, d.h. von einem 576-Bit-Rahmen in einen 240-Bit-Rahmen,
implementiert werden kann.
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Wenn
die verwendete Kanalcodierung sich erneut sehr schnell ändert, wodurch
ein neuer Neuzuordnungsprozess eingeleitet werden muss, bevor der
gesamte Neuzuordnungspuffer im vorhergehenden Neuzuordnungsprozess
gelöscht
wurde, kann es problematisch sein, RLP-Rahmen im Neuzuordnungspuffer
derart zu speichern, dass RLP-Rahmen, die vorher im Puffer gespeichert
wurden, nicht verloren gehen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung kann dies derart vermieden werden, dass die RLP-Rahmen,
die so definiert sind, dass sie erneut zu senden sind, aus dem RLP-Übertragungsspeicher
in den Neuzuordnungspuffer entpackt werden, wobei vom Ende, d.h.
in der umgekehrten Reihenfolge zu der des RLP-Übertragungsspeichers, begonnen
wird. Die Daten in diesen RLP-Rahmen werden demnach auf der L2R-Schicht
entpackt und im Neuzuordnungspuffer gespeichert, wobei von den letzten
freien Speicherstellen begonnen wird. Auf diese Weise kann sichergestellt
werden, dass auch, wenn sich die Kanalcodierung mehrmals innerhalb eines
kurzen Zeitraums änderte,
Daten, die aus dem Neuzuordnungspuffer übertragen werden sollen, nicht
verloren gehen. Danach entpackt die L2R-Schicht jedes Mal, wenn
die RLP-Schicht Rahmen übertragen
kann, Daten aus dem Neuzuordnungspuffer, wobei sie von der ersten
gespeicherten Speicherstelle beginnt, und ordnet sie in dem Rahmen
an, der durch die Kanalcodierung definiert wird. Auf der L2R-Schicht
wird die Übertragung
aus dem Neuzuordnungspuffer so lange fortgesetzt, als gespeicherte
Daten zu übertragen
sind, wonach die Übertragung
aus dem gewöhnlichen
Datenspeicher der L2R-Schicht
fortgesetzt wird, welcher Benutzerdaten umfasst, die von der Anwendungsschicht
ankommen. Wenn danach die RLP-Rahmen, die so definiert sind, dass
sie aus dem RLP-Übertragungsspeicher
erneut zu übertragen
sind, in den Neuzuordnungspuffer der L2R-Schicht entpackt wurden, braucht
die RLP-Schicht vorzugsweise nicht zu wissen, ob die zu übertragenden
Daten aus dem Neuzuordnungspuffer oder aus dem gewöhnlichen
Datenpuffer in die RLP-Rahmen eingegeben werden.
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Bei
dieser Ausführungsform
kann vorzugsweise bestätigt
werden, dass die Änderung
der Kanalcodierung während
der Datenübertragung
ungeachtet dessen durchgeführt
werden kann, wie schnell die nächste Änderung
nach der vorhergehenden Kanalcodierungsänderung durchgeführt wird.
Auch Mittel zum Entpacken von Daten in den Neuzuordnungspuffer,
vorzugsweise eine Software, können
auf eine einfachere Weise implementiert werden.
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Im
Folgenden wird diese Ausführungsform unter
Bezugnahme auf 5 ausführlicher beschrieben. Um die
Ausführungsform
zu veranschaulichen, findet die Datenübertragung in der Situation
gemäß 5 nur
in der Aufwärtsverbindungsrichtung
(d.h. vom Endgerät
zum Netz) statt. Zunächst überträgt das Endgerät 240-Bit-RLP-Rahmen (500, 504, 508), welche
sowohl Benutzerdaten und Steuerinformationen (I + S-Rahmen) umfassen
und deren Reihenfolgenummern dementsprechend 1, 2 und 3 sind. Gleichzeitig
werden diese Rahmen im RLP-Übertragungsspeicher
gespeichert, wie in der Figur dargestellt. Das Endgerät überträgt 240-Bit-RLP-Rahmen (502, 506, 510),
welche nur Steuerinformationen (S-Rahmen) umfassen, an das Endgerät. Nach
dem dritten übertragenen
RLP-Rahmen empfängt
das Endgerät
jedoch den 576-Bit-Rahmen (510), welcher nur Steuerinformationen
(S-Rahmen) umfasst,
welcher Rahmen demnach den Neuzuordnungsprozess einleitet. Das Endgerät überträgt eine 576-Bit-REMAP_command-Nachricht
an das Netz (512), worauf das Netz mit einer REMAP_response -Nachricht
antwortet (514), welche die Definition umfasst, dass das
Endgerät
die Informationen, die in den drei RLP-Rahmen enthalten sind, die
zuvor in 576-Bit-RLP-Rahmen übertragen
wurden, erneut übertragen
muss.
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Der
RLP-Rahmen des Endgeräts
leitet die Übertragung
der drei RLP-Rahmen aus dem Übertragungsspeicher
an die L2R-Schicht
derart ein, dass zuerst der RLP-Rahmen übertragen wird, der zuletzt (NS
= 3) übertragen
wurde und von welchem Rahmen der L2R-Rahmen die Daten, die darin
enthalten sind, decodiert und die Daten an der letzten Speicherstelle
(516) des Neuzuordnungspuffers speichert. Danach wird der
RLP-Rahmen übertragen,
der als zweitletzter übertragen
wurde (NS = 2) und dessen Daten im Neuzuordnungspuffer an der letzten freien
Speicherstelle, in diesem Fall der zweitletzten Speicherstelle (518),
gespeichert wird. Schließlich wird
der RLP-Rahmen übertragen,
der zuerst übertragen
wurde (NS = 1) und dessen Daten im Neuzuordnungspuffer wieder an
der letzten freien Speicherstelle, in diesem Fall der drittletzten
Speicherstelle (520), gespeichert werden. Als Nächstes ordnet
die L2R-Schicht Daten aus dem Neuzuordnungspuffer in einen 576-Bit-RLP-Rahmen
an, hängt
die L2R-Statusinformationen gemäß der zuvor
dargelegten Beschreibung daran an, und überträgt den RLP-Rahmen an das Netz
(522). Als Nächstes
empfängt
das Endgerät
vom Netz einen 240-Bit-RLP-Rahmen (524), welcher nur Steuerinformationen
(S-Rahmen) umfasst und welcher Rahmen dann einen neuen Neuzuordnungsprozess
einleitet. Das Endgerät überträgt eine
240-Bit-REMAP_Befehls-Nachricht an das Netz (526), worauf
das Netz mit einer REMAP_response-Nachricht antwortet (528),
welche die Definition umfasst, dass das Endgerät die Informationen, die im
576-Bit-RLP-Rahmen enthalten sind, in 240-Bit-RLP-Rahmen erneut senden
muss.
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Es
war nicht genug Platz im 576-Bit-RLP-Rahmen, der vorher übertragen
wurde, für
die Daten, die zuvor im Neuzuordnungspuffer gespeichert wurden,
derart dass die letzte Speicherstelle noch immer Daten enthält, die
noch nicht erneut gesendet wurden (530). Die RLP-Schicht
des Endgeräts übergibt
den 576-Bit-RLP-Rahmen aus dem Übertragungsspeicher
an die L2R-Schicht, von wo die L2R-Schicht die Daten, die darin enthalten
sind, decodiert und die Daten in den letzten freien Speicherstellen
des Neuzuordnungspuffers derart speichert, dass die Daten nicht über den
Pufferdaten gespeichert werden, die zuvor gespeichert wurden (532).
Danach beginnt die L2R-Schicht mit der Anordnung von Daten aus dem
Neuzuordnungspuffer in 240-Bit-Rahmen, wobei die L2R-Statusinformationen an
den ersten Rahmen angehängt
und mit dem ersten RLP-Rahmen an das Endgerät übertragen werden (534).
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Für Fachleute
ist zu erkennen, dass die Grundidee der Erfindung mit dem Fortschritt
der Technik auf viele Arten und Weisen implementiert werden kann.
Demnach sind die Erfindung und Ausführungsformen davon nicht auf
die zuvor beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern können innerhalb
des Rahmens der Ansprüche
variieren.