DE60217910T2 - Effizientes multicasting für paketdatensysteme - Google Patents

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Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Kommunikationen, und insbesondere die Übertragung von Multi-Cast-Übertragungen bzw. -Broadcasts in drahtlosen Kommunikationssystemen.
  • Hintergrund
  • Das Gebiet von drahtlosen Kommunikationen hat viele Anwendungen einschließlich zum Beispiel drahtlosen Telefonen, Paging, drahtlosen Local Loops, persönlichen digitalen Assistenten (PDAs = personal digital assistants), Internettelefonie und Satellitenkommunikationssysteme. Eine besonders wichtige Anwendung sind zellulare Telefonsysteme für mobile Teilnehmer. Wie hierin verwendet umfasst der Ausdruck „zellulares" System sowohl zellulare wie auch persönliche Kommunikationsdienste (PCS = personal communications services) Frequenzen. Verschiedene Über-die-Luft Interfaces wurden für solche zellularen Telefonsysteme entwickelt, einschließlich zum Beispiel Frequenzmultiplex-Vielfachzugriff (FDMA = frequency division multiple access), Zeitmultiplex-Vielfachzugriff (TDMA = time division multiple access), und Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA = code division multiple access). In Verbindung damit wurden verschiedene einheimische und internationale Standards etabliert, einschließlich zum Beispiel Advanced Mobile Phone Service (AMPS), Global System for Mobile (GSM), und der Übergangsstandard 95 (IS-95). IS-95 und seine Derivate, IS-95A, IS-95B, ANSI J-STD-008 (hierin häufig kollektiv als IS-95 bezeichnet), und vorgeschlagene Systeme mit hoher Datenrate werden durch die Telecommunication Industry Association (TIA) und andere gut bekannte Standarisierungsorganisationen verbreitet.
  • Zellulare Telefonsysteme, welche gemäß der Verwendung des IS-95 Standards konfiguriert sind, verwenden CDMA Signalverarbeitungstechniken, um hoch effizienten und robusten zellularen Telefondienst vorzusehen. Exemplarische zellulare Telefonsysteme, welche im Wesentlichen gemäß der Ver wendung des IS-95 Standards konfiguriert sind, sind in den U.S. Patenten Nummer 5,103,459 und 4,901,307 beschrieben, welche den Bevollmächtigten der vorliegenden Erfindung zugeordnet sind und hierin durch Referenz mit aufgenommen werden. Ein exemplarisches System, welches CDMA Techniken verwendet, ist die cdma2000 ITU-R Radio Transmission Technology (RTT) Candidate Submission (hierin bezeichnet als cdma2000), veröffentlicht durch die TIA. Der Standard für cdma2000 ist in den Entwurfsversionen von IS-2000 gegeben und wurde von der TIA und 3GPP2 genehmigt. Ein anderer CDMA Standard ist der W-CDMA Standard, wie er im 3rd Generation Partnership Project "3GPP", Dokumentennummern 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213 und 3G TS 25.214 ausgeführt ist.
  • Die oben zitierten Telekommunikationsstandards sind Beispiele von einigen der verschiedenen Kommunikationssystemen, welche implementiert werden können, um Sprache und/oder Daten zu übertragen. Innerhalb dieser Systeme müssen sich mehrere Benutzer begrenzte Systemressourcen teilen. Eine solche Einschränkung ist die Verfügbarkeit von Kanälen, um mehrere Benutzer zu unterstützen. Zum Beispiel werden in einem CDMA System jedem Benutzer innerhalb des Bereichs einer Basisstation ein oder mehrere Kanäle zugewiesen, um Kommunikationen mit der Basisstation auszuführen. Wenn es nicht genügend Kanäle gibt, dann würde, wenn ein neuer Benutzer den Bereich der Basisstation betritt, er daran gehindert werden, auf die Dienste der Basisstation zuzugreifen.
  • In bestimmten Situationen ist es wünschenswert, die gleichen Daten zu mehreren Benutzern zu übertragen. Dies ist insbesondere wünschenswert für Anwendungen, welche dem drahtlosen Netzwerk eine große Last auferlegen, wie Videostreaming. Jedoch sind zellulare Basisstationen derzeit derart konfiguriert, dass sie Daten auf separaten Kanälen zu jedem Benutzer übertragen, unabhängig von der Ähnlichkeit der Daten zu jedem Benutzer. Somit kann es gesagt werden, dass die Basisstation Kanalressourcen verschwendet, und zwar jedes Mal, wenn die Basisstation mehrere Übertragungen mit dem gleichen Dateninhalt ausführt. Es gibt einen derzeitigen Bedarf im Stand der Technik für ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Übertragen von identischen oder ähnlichen Daten zu mehreren Benutzern ohne die Verwendung von mehreren Kanälen.
  • Weitere Aufmerksamkeit wird auf das Dokument EP-A-0 999 656 gelenkt, welches ein Multi-Cast Kommunikationssystem offenbart, welches Folgendes aufweist: eine Basisstation, welche eine Multi-Cast-Nachricht zu einem einzigen Kommunikationskanal sendet; und mehrere mobile Terminals, welche die Multi-Cast-Nachricht auf dem einzigen Kommunikationskanal empfängt; wobei jedes der mobilen Terminals Folgendes aufweist: einen Empfänger zum Empfangen der Multi-Cast-Nachricht; ein Messgerät zum Messen einer Empfangsleistung der Multi-Cast-Nachricht und zum Beurteilen, ob die Empfangsleistung ausreichend ist; einen ersten Sender zum Übertragen eines Sendeleistungserhöhungsanforderungssignals zum Anfordern, dass die Basisstation eine Sendeleistung der Multi-Cast-Nachricht erhöht; und einen Schalter zum Freigeben der Sendung des Sendeleistungserhöhungsanforderungssignals zu der Basisstation, wenn es bestimmt wird, dass die Empfangsleistung der Multi-Cast-Nachricht nicht ausreichend ist; wobei die Basisstation Folgendes aufweist: einen zweiten Sender zum Senden der Multi-Cast-Nachricht; ein Sendeleistungssteuerelement zum Steuern der Sendeleistung der Multi-Cast-Nachricht, welche von dem zweiten Sender gesendet wurde; und einen Empfänger zum Empfangen des Sendeleistungserhöhungsanforderungssignals, welches das mobile Terminal gesendet hat; und wobei das Sendeleistungssteuerelement die Sendeleistung der Multi-Cast-Nachricht erhöht, wenn die Basisstation das Sendeleistungserhöhungsanforderungssignal empfängt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine Vorrichtung für Multi-Cast-Übertragungen gemäß den Ansprüchen 1 und 10 und ein Verfahren zum Broadcasten bzw. Abstrahlen zu einer Gruppe von Teilnehmern, gemäß den Ansprüchen 21 und 23, vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die Verfahren und Vorrichtungen, welche hierin vorgestellt werden, wenden sich an die obigen Bedarfe. In einem Aspekt wird eine Vorrichtung für Multi-Cast-Übertragungen präsentiert, welche Kanalressourcen minimiert, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: ein Speicherelement; und ein Verarbeitungselement zum Ausführen eines Satzes von Instruktionen, welche in dem Speicherelement gespeichert sind, wobei der Satz von Instruktionen für Folgendes ist: Generieren eines Identifizierers für eine Gruppe von Teilnehmern, wobei der Identifizierer zum Zugriff auf einen Multi-Cast-Dienst vorgesehen ist; Verwendung von Knalqualitätsinformation für mindestens einen Teilnehmer um das Timing des Multi-Cast-Dienstes zu einer Gruppe von Teilnehmern zu bestimmen; und Senden des Identifizierers und des Multi-Cast-Dienstes auf mindestens einem Kanal, wobei der Multi-Cast-Dienst gemäß dem Timing gesendet wird, welches durch die Kanalqualitätsinformation bestimmt wird.
  • In einem anderen Aspekt wird eine andere Vorrichtung zum Generieren eines Identifizierers für eine Gruppe von Teilnehmern vorgestellt, wobei der Identifizierer zum Zugriff auf einen Multi-Cast-Dienst vorgesehen ist; zur Verwendung von Kanalqualitätsinformation für mindestens einen Teilnehmer zum Bestimmen des Sendeformats des Multi-Cast-Diensts zu der Gruppe von Teilnehmern; und zum Senden eines Identifizierers und des Multi-Cast-Dienstes auf mindestens einem Kanal, wobei der Multi-Cast-Dienst gemäß dem Sendeformat gesendet wird, welches durch die Kanalqualitätsinformation bestimmt wurde.
  • In einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Bestimmen der Kanalqualitätsinformation für eine Vielzahl von Teilnehmern; zum Identifizieren des Teilnehmers mit den schlechtesten Kanalbedingungen; zum Verwürfeln eines Multi-Cast-Dienstes unter Verwendung eines Verwürfelungscodes, welcher der Vielzahl von Teilnehmern bekannt ist; und zum Senden des verwürfelten Multi-Cast-Dienstes zu der Vielzahl von Teilnehmern, wobei der verwürfelte Multi-Cast-Dienst gemäß einem Sendeformat gesendet wird, welches optimal ist für den Teilnehmer mit den schlechtesten Kanalbedingungen, vorgesehen.
  • In einem anderen Aspekt wird ein Verfahren vorgestellt zum Generieren eines Identifizierers für eine Gruppe von Teilnehmern, wobei der Identifizierer zum Zugriff auf einen Multi-Cast-Dienst; zum Identifizieren des Teilnehmers mit der schlechtesten Kanalqualität durch Analysieren einer Vielzahl von Kanalqualitätsfeedbackindikatoren von einer Gruppe von Teilnehmern; zum Auswählen eines Timings und eines Sendeformats des Multi-Cast-Dienstes derart, dass der Multi-Cast-Dienst durch den Teilnehmer mit den schlechtesten Kanalbedingungen empfangen wird; und zum Übertragen des Identifizierers auf einem ersten Kanal und des Multi-Cast-Dienstes auf einem zweiten Kanal gemäß dem Timing des Sendeformats wie durch den Teilnehmer mit der schlechtesten Kanalqualität bestimmt, ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Diagramm eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerks.
  • 2 ist ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels zum Auswählen des Timings einer Multi-Cast-Übertragung.
  • 3 ist ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels zum Auswählen des Übertragungsformats einer Multi-Cast-Übertragung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Wie in 1 gezeigt ist weist ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk 10 im Allgemeinen folgendes auf: Eine Vielzahl von Mobilstationen (auch als Teilnehmereinheiten oder Benutzerausrüstung oder entfernte Stationen bezeichnet) 12a–12d, eine Vielzahl von Basisstationen (auch als Basisstations-Transceiver (BTSs) oder Knotenpunkt B bezeichnet) 14a–14c, ein Basisstationssteuerelement (BSC = base station controller) (auch als Funknetzwerksteuerelement oder Paketsteuerungsfunktion 16 bezeichnet), eine Mobilvermittlungsstelle (MSC = mobile switching center) oder switch 18, einen Paketdatendienstknoten (PDSN = packet data serving node) oder Internetworking Funktion (IWF) 20, ein öffentlich vermitteltes Telefonnetzwerk (PSTN = public switched telephone network) 22 (typischerweise eine Telefongesellschaft), und ein Internetprotokoll (IP) Netzwerk 24 (typischerweise das Internet). Aus Gründen der Einfachheit sind vier Mobilstationen 12a–12d, drei Basisstationen 14a–14c, ein BSC 16, ein MSC 18, und ein PDSN 20 gezeigt. Es wird vom Fachmann verstanden werden, dass jede Anzahl von Mobilstationen 12, Basisstationen 14, BSCs 16, MSCs 18 und PDSNs 20 vorhanden sein kann.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist das drahtlose Kommunikationsnetzwerk 10 ein Paketdatendienstnetzwerk. Die Mobilstationen 12a–12d können irgendeine Anzahl von unterschiedlichen Typen von drahtlosen Kommunikationseinrichtungen wie ein portables Telefon, ein zellulares Telefon, welches mit einem Laptopcomputer verbunden ist, auf welchem IP-basierte Web-Browseranwendungen ausgeführt werden, ein zellulares Telefon mit zugeordneten Freisprecheinrichtungen, ein persönlicher Datenassistent (PDA = personal data assistant), auf welchem IP-basierte Webbrowseranwendungen ausgeführt werden, ein drahtloses Kommunikationsmodul, welches in einen portablen Computer eingebaut ist, oder ein ortsfestes Kommunikationsmodul, wie ein solches, welches in einer drahtlosen Local Loop oder einem drahtlosen Ablesesystem gefunden werden kann, sein. In dem allgemeinsten Ausführungsbeispiel können Mobilstationen von jedem Typ von Kommunikationseinheit sein. Die Mobilstationen 12a–12d können vorteilhafterweise derart konfiguriert sein, dass sie eines oder mehrere drahtlose Paketdatenprotokolle ausführen können, wie solche, welche beispielsweise in dem EIA/TIA/IS-707 Standard beschrieben sind.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist das IP Netzwerk 24 mit dem PDSN 20 verbunden, der PDSN 20 ist mit der MSC 18 verbunden, die MSC 18 ist mit dem BSC 16 und dem PSTN 20 verbunden und das BSC 16 ist mit den Basisstationen 14a–14c über Draht gebundene Leitungen verbunden, welche zur Übertragung von Sprache und/oder Datenpaketen gemäß irgendeinem von mehreren bekannten Protokollen einschließlich zum Beispiel E1, T1, asynchroner Transfermodus (ATM = asynchronous transfer mode), IP, PPP, Frame Relay, HDSL, ADSL, oder xDSL konfiguriert sind. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist das BSC 16 direkt mit dem PDSN 20 verbunden, und die MSC 18 ist nicht mit dem PDSN 20 verbunden.
  • Während typischen Betriebs des drahtlosen Kommunikationsnetzwerks 10 empfangen die Basisstationen 14a–14c und demodulieren Sätze von Rücksignalen von verschiedenen Mobilstationen 12a–12d, welche mit Telefonanrufen, Webbrowsing, oder anderen Datenkommunikationen befasst sind. Jedes Rücksignal, welches durch eine gegebene Basisstation 14a–14c empfangen wird, wird innerhalb der Basistation 14a–14c verarbeitet. Jede Basisstation von 14a–14c kann mit einer Vielzahl von Mobilstationen 12a–12d durch Modulation und Übertragung von Sätzen von Vorwärtssignalen zu den Mobilstationen 12a–12d kommunizieren. Zum Beispiel, wie in 1 gezeigt ist, kommuniziert die Basisstation 14a mit ersten und zweiten Mobilstationen 12a, 12b gleichzeitig, und die Basisstation 14c kommuniziert mit dritten und vierten Mobilstationen 12c, 12d gleichzeitig. Das BSC 16 sieht Anrufressourcenzuweisung und Mobilitätsmanagementfunktionalität einschließlich des Durchführens von weichen Übergaben eines Anrufs für eine bestimmte Mobilstation 12a–12d von einer Basisstation 14a–14c zu einer anderen Basisstation 14a–14c vor. Zum Beispiel kommuniziert eine Mobilstation 12c mit 2 Basisstationen 14b, 14c, gleichzeitig. Wenn sich irgendwann die Mobilstation 12c weit genug von einer der Basisstationen 14c weg bewegt wird der Anruf zu der anderen Basisstation 14b übergeben werden.
  • Wenn die Übertragung ein konventioneller Telefonanruf ist wird das BSC 16 die empfangenen Daten zu der MSC 18 weiterleiten, welche zusätzliche Weiterleitungsdienste für das Interface mit dem PSTN 22 vorsieht. Wenn die Übertragung eine Paket basierte Übertragung ist, wie ein Datenanruf, welcher zu dem IP Netzwerk 24 gerichtet ist, wird die MSC 18 die Datenpakete zu dem PDSN 20 weiterleiten, welcher die Pakete zu dem IP Netzwerk 24 sen den wird. Alternativ wird das BSC 16 die Pakete direkt zu dem PDSN 20 weiterleiten, welcher die Pakete zu dem IP Netzwerk 24 senden wird.
  • In einigen Kommunikationssystemen werden Pakete, welche Datenverkehr tragen, in Subpakete aufgeteilt, welche Schlitze eines Übertragungskanals einnehmen. Nur zur Einfachheit der Illustration wird hierin die Nomenklatur eines cdma2000 Systems verwendet. Eine solche Verwendung beabsichtigt nicht, die Implementierung der Ausführungsbeispiele hierin auf cdma2000 Systeme einzuschränken. Ausführungsbeispiele können in anderen Systemen wie zum Beispiel WCDMA implementiert sein, ohne den Umfang der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele einzuschränken.
  • Die Vorwärtsverbindung von der Basisstation zu einer entfernten Station, welche innerhalb des Bereichs der Basisstation betrieben wird, kann eine Vielzahl von Kanälen aufweisen. Einige der Kanäle auf die Vorwärtsverbindung können einen Pilotkanal, Synchronisationskanal, Pagingkanal, Schnellpagingkanal, Rundsendekanal, Leistungssteuerungskanal, Zuweisungskanal, Steuerungskanal, dedizierter Steuerungskanal, Medienzugriffssteuerungs (MAC = medium access control) – Kanal, Fundamentalkanal, supplementärer Kanal, supplementärer Codekanal, und Paketdatenkanal aufweisen, aber sind nicht darauf eingeschränkt. Die Rückverbindung von einer entfernten Station zu einer Basisstation weist auch eine Vielzahl von Kanälen auf. Jeder Kanal trägt verschiedene Typen von Information zu dem Zielort. Typischerweise wird Sprachverkehr auf Fundamentalkanälen getragen, und Datenverkehr wird auf supplementären Kanälen oder Paketdatenkanälen getragen. Supplementäre Kanäle sind normalerweise dedizierte Kanäle, während Paketdatenkanäle normalerweise Signale tragen, welche für verschiedene Parteien bestimmt sind, in einer zeit- und codemultiplexierten Art und Weise. Alternativ werden Paketdatenkanäle auch als gemeinsam genutzte supplementäre Kanäle beschrieben. Für die Zwecke des Beschreibens der Ausführungsbeispiele hierin werden die supplementären Kanäle und die Paketdatenkanäle im Allgemeinen als Datenverkehrskanäle bezeichnet.
  • Sprachverkehr und Datenverkehr werden typischerweise codiert, moduliert, und gespreizt, vor der Übertragung auf entweder den Vorwärts- oder Rückverbindungen. Das Codieren, Modulieren und Spreizen kann in einer Vielzahl von Formaten durchgeführt werden. In einem CDMA System hängt das Übertragungsformat schlussendlich von dem Typ des Kanals ab, über welchen der Sprachverkehr und Datenverkehr gesendet werden und dem Zustand des Kanals, welcher durch Schwund und Interferenz beschrieben werden kann.
  • Paketdatensysteme übertragen traditionell Daten zu entfernten Stationen, von eins bis zehn Stationen gleichzeitig. Datenübertragung tritt von einer Basisstation auf einem gemeinsam genutzten Datenverkehrskanal auf, welcher von Steuerungsinformation begleitet wird. Die Steuerungsinformation kann Parameter der Datenübertragung aufweisen, wie Modulation, Codierung, und Leistung, welche durch die Basisstation unter Verwendung von Kanalqualitätsfeedback (CQF = channel quality feedback) – Information über die entfernte Station eingestellt werden. CQF Information wird verwendet, um den Systemdurchsatz zu maximieren, Kanalverwendung zu minimieren, und die Wahrscheinlichkeit zu maximieren, dass eine Datenübertragung die entfernte Station mit einer vernünftigen Qualität erreichen wird. Das CQF kann explizit sein durch eine Übertragung von der entfernten Station oder das CQF kann von der Basisstation durch Sendeleistungspegel abgeleitet werden. Die Basisstation überträgt die Steuerungsinformation, um der entfernten Station dabei zu helfen, die zugeordnete Datenübertragung zu decodieren.
  • Ein Stück von Steuerungsinformation, welche zu der entfernten Station übertragen wird, ist ein Medienzugriffssteuerungsidentifizierer (MAC_ID = medium access control identifier). MAC_IDs werden entfernten Stationen gemäß einem einzigartigen internationalen Mobilstationsidentifizierer (IMSI = international mobile station identify) zugewiesen, wenn die entfernten Stationen in das Kommunikationssystem eintreten. Somit kann der Kanal, welcher der entfernten Station zugewiesen ist, durch den MAC_ID identifiziert werden, welcher der entfernten Station zugewiesen ist.
  • Einige Paketdatensysteme bieten Dienste wie Multi-Cast und Broadcast an. In einem Multi-Cast werden die gleichen Übertragungen zu einer Gruppe von entfernten Stationen gesendet. In einem Broadcast werden die gleichen Übertragungen zu allen entfernten Stationen in dem Bereich der Basisstation gesendet. Zum Beispiel würde ein Video Broadcast benötigen, dass das System den Videostream zu alten Benutzern überträgt, welche an dem Videostreamingkanal teilnehmen. Jedoch sind wie oben erwähnt Paketdatensysteme konfiguriert, um Daten nur zu einer entfernten Station gleichzeitig zu übertragen. Somit benötigen Multi-Cast und Broadcast in derzeitigen Paketdatensystemen eine unabhängige Übertragung der gleichen Daten zu jeder entfernten Station. Wenn N entfernte Stationen in dem System anwesend wären und das System erfordern würde, die gleichen Nachrichten zu allen der entfernten Stationen zu broadcasten, dann würde das System die gleiche Information N mal übertragen, wobei jede Übertragung auf die Bedürfnisse von jeder entfernten Station zugeschnitten ist.
  • Die gleiche Information wird zu jeder entfernten Station gesendet, weil sich eine Übertragung zu jeder entfernten Station durch unterschiedliche Kanalbedingungen ausbreiten würde. Der Zustand von jedem Kanal wird gemäß der Distanz zu der Basisstation, dem Schwund und der Interferenz von anderen Kanälen variieren. Um die Lieferung der Information innerhalb eines gewünschten Qalitätspegels sicherzustellen, wie eine Rahmenfehlerrate (FER = frame error rate) von weniger als 1 %, können die verschiedenen Übertragungsparameter eingestellt werden. Als ein simplistisches Beispiel, wenn die Kanalbedingungen schlecht wären, dann würden die Basisstationen Information zu einer entfernten Station unter Verwendung eines Formats übertragen, in welchem Datensymbole oft in dem Paket wiederholt werden. Somit könnte die empfangende Partei irgendwelche zerstörten Datensymbole weich bzw. soff kombinieren, um die ursprüngliche Information zu erlangen. Wenn jedoch die Kanalbedingungen gut sind, dann könnte die Basisstation Information zu einer entfernten Station unter Verwendung eines Formats übertragen, welches Datensymbole nicht wiederholt, weil die empfangende Partei wahr scheinlich die nicht zerstörten Datensymbole empfängt. Somit, obwohl die gleiche Information zu den entfernten Stationen getragen wird, können die Übertragungsformate des Datenpakets zu jeder entfernten Station unterschiedlich sein.
  • Ein Beispiel der unterschiedlichen Übertragungsparameter bei verschiedenen Raten, welche von einem Kommunikationsnetzwerk verwendet werden können, ist in Tabelle 1 gezeigt.
    Figure 00110001
    Tabelle 1 Vorwärtsverbindungsmodulationsparameter
  • Es sei erwähnt, dass Tabelle 1 lediglich ein illustratives Beispiel von nur einigen der Übertragungsparameter ist, welche unterschiedlich sein können für eine Übertragung zu einem Teilnehmer gegenüber einer Übertragung zu anderen Teilnehmern. Andere Parameter, wie Symbolwiederholung oder Übertragungsdauer über mehrere Rahmen, sind nicht gezeigt.
  • Die vorliegenden Ausführungsbeispiele sind auf das Eliminieren der Verschwendung von Kanalressourcen gerichtet, welche aus der Vielzahl von identischen Broadcasts zu mehreren Empfängern resultieren. In einem Ausführungsbeispiel erzeugt die Basisstation einen speziellen MAC_ID Wert, welcher eine Gruppe von entfernten Stationen identifiziert, anstatt eine einzige entfernte Station. Für jeden verfügbaren Multi-Cast-Dienst wird ein korrespondierender spezieller MAC_ID Wert ebenfalls erzeugt. Zum Beispiel könnte MAC_ID 00203 für das Videostreaming eines Fernsehkanals reserviert sein. Entfernte Stationen, welche wünschen, den Fernsehkanal über das Kommunikationssystem zu empfangen, würden an diesen Diensten teilnehmen, und die Steuerungssignalisierungsinformation nach MAC_ID 00203 überwachen.
  • Weil der MAC_ID nur den Kanal identifiziert, welcher demoduliert und decodiert werden wird durch alle die teilnehmenden entfernten Stationen, sind hierin auch Ausführungsbeispiele zum Ermöglichen, dass jede entfernte Station in der Teilnehmergruppe den Kanal demoduliert und decodiert, beschrieben. 2 ist ein Flussdiagramm zum Auswählen des Timings eines Multi-Casts zu M Teilnehmern. Bei Schritt 200 bestimmt ein Einteilungselement in einer Basisstation die Kanalqualitätfeedbackindikatoren von M Teilnehmern eines Multi-Cast-Diensts. Das Einteilungselement kann ein Speicherelement und ein Verarbeitungselement aufweisen, welches konfiguriert ist, um die hierin beschriebenen Verfahrensschritte auszuführen. In einem Ausführungsbeispiel dienen Messungen der Kanalinterferenz (C/I) des gemeinsamen Pilotsignals der Vorwärtsverbindung als Kanalqualitätsfeedbackindikatoren. Bei Schritt 210 wählt das Einteilungselement eine optimale Zeit zum Übertragen des Multi-Casts auf einem Kanal aus, welcher durch eine spezielle MAC_ID markiert ist. Die optimale Zeit wird durch Bestimmung, wenn der Teilnehmer in dem schlechtesten Ort gute Kanalbedingungen hat oder die Übertragungsverzögerung der Daten zu groß wird, ausgewählt. Zum Beispiel können die Kanalbedingungen unvorteilhaft für einen Teilnehmer sein, welcher sich mit sehr hohen Geschwindigkeiten in der Nähe der Basisstation fortbewegt. Die hohe Geschwindigkeit kann zufällige, aber kurzlebige tiefe Schwunde verursachen. Solche kurzlebigen, tiefen Schwunde würden eine unvorteilhafte Kanalbedingung sein, welcher den Datendurchsatz des Systems verringern wird. Bei Schritt 220 codiert die Basisstation die Multi-Cast Daten in einer Art und Weise, welche den Empfang mit einem akzeptablen Qualitätspegel durch den Teilnehmer mit den schlechtesten Kanalbedingungen erlauben würde. Die Basisstation verwürfelt dann die codierten Multi-Cast Daten wie notwendig mit einem Verwürfelungscode, welcher allen Teilnehmern bekannt ist, und überträgt sie bei der ausgewählten Zeit auf dem Kanal, welcher durch den MAC_ID spezifiziert ist. Bei Schritt 230 überträgt die Basisstation unter Verwendung des Modulationsschemas und des Leistungspegels, welche dem Teilnehmer mit den schlechtesten Kanalbedingungen erlauben, den Broadcast mit einem akzeptablen Qualitätspegel zu empfangen. Eine zusätzliche Verfeinerung des Ausführungsbeispiels ist die Verwendung eines Verwürfelungscodes, welcher allen Teilnehmern gemein ist, oder einer ausgewählten Gruppe von Teilnehmern gemein ist, welche für Extradienste bezahlt haben.
  • In einem alternativen Ausführungsbeispiel bestimmt, anstelle der Verwendung von C/I als den Kanalqualitätsfeedbackindikator, das Einteilungselement, wann der Teilnehmer mit dem schlechtesten Ort gute Kanalbedingungen hat, und zwar durch Übertragung von Testdatenpaketen zu dem Teilnehmer mit dem schlechtesten Ort, bis Bestätigungssignale von dem Teilnehmer mit dem schlechtesten Ort ankommen. Sowie Bestätigungssignale, welche die erfolgreiche Demodulation und Decodierung des Testdatenpakets anzeigen, ankommen, kann das Einteilungselement mit dem Multi-Cast beginnen.
  • In einem alternativen Ausführungsbeispiel überträgt das Einteilungselement Testdatenpakete zu allen Teilnehmern und wartet auf Bestätigungssignale von einem vorbestimmten Prozentsatz der Teilnehmer. Der Prozentsatz kann irgendwo von einer einfachen Mehrheit der Teilnehmer bis 100 % der Teilnehmer sein. Der tatsächliche Prozentwert kann durch das dienende System ausgewählt werden. In einem System, in welchem Bestätigungssignale der art eingeteilt sind, dass sie zu vorbestimmten Zeiten ankommen, kann das Ausführungsbeispiel derart angepasst werden, dass der Multi-Cast auftritt, wenn mindestens ein designierter Teilnehmer ein Bestätigungssignal übertragen hat. Der mindestens eine designierte Teilnehmer kann derart ausgewählt werden, dass der wahrscheinliche Empfang des Multi-Cast durch die Mehrheit der Teilnehmer maximiert wird. Es soll erwähnt werden, dass es für einen Teilnehmer in einem guten Ort unwahrscheinlich ist, dass er die Testdatenpakete des Multi-Cast nicht erfolgreich empfängt. Wenn eine Basisstation kein Bestätigungssignal von diesem Teilnehmer empfängt, ist es wahrscheinlicher, dass die Basisstation das Rückverbindungsbestätigungssignal verloren hat, anstatt eines nicht erfolgreichen Empfangs des Vorwärtsverbindungssignals durch den Teilnehmer. Somit ist es wichtig, sich auf Bestätigungssignale von den Teilnehmern mit schlechten Kanälen zu konzentrieren, anstatt auf Teilnehmer mit vorteilhaften Kanälen.
  • 3 ist ein Flussdiagramm zum Auswählen des Übertragungsformats eines Multi-Casts zu M Teilnehmern. Bei Schritt 300 bestimmt ein Einteilungselement in einer Basisstation die Kanalqualitätsfeedbackindikatoren von M Teilnehmern zu einem Multi-Cast-Dienst. Basierend auf den Kanalqualitätsfeedbackindikatoren bestimmt das Einteilungselement die Zeitsensitivität von Daten und die Übertragungsformate der Daten. Bei Schritt 310 wählt das Einteilungselement ein Übertragungsformat aus, welches dem Teilnehmer mit den schlechtesten Kanalbedingungen erlauben wird, die Ausgangsdaten wiederherzustellen. Bei Schritt 320 überträgt die Basisstation den Multi-Cast in dem Übertragungsformat, welches durch das Einteilungselement ausgewählt wurde, wobei der Multi-Cast unter Verwendung einer einzigen MAC_ID übertragen wird. Es soll erwähnt werden, dass die anderen Teilnehmer keine Schwierigkeiten haben würden, den Multi-Cast unter Verwendung des ausgewählten Übertragungsformats zu decodieren, weil alle anderen Teilnehmer bessere Kanalbedingungen hatten. Als eine Alternative zur Verwendung des einzigen MAC_ID wird der Multi-Cast mit einem Verwürfelungscode, welcher nur den Teilnehmern bekannt ist, verwürfelt.
  • Zusätzlich zu den oben beschriebenen Schritten könnte das Einteilungselement auch erneute Übertragungen in dem Format senden, welches durch den Teilnehmer mit den schlechtesten Kanalbedingungen festgelegt wurde. Erneute Übertragungen sind redundante Übertragungen der Information, welche bereits übertragen wurde. Durch den Vorgang des "Soft-Kombinierens" bei dem Empfänger können Symbole, welche während der Übertragung eines Pakets beschädigt wurden, mit Symbolen kombiniert werden, welche während der Übertragung eines anderen Pakets beschädigt wurden. Somit können die „guten" Symbolbits von den separaten Übertragungen zusammen verwendet werden, um die Anfangsdateninformation wieder herzustellen.
  • Wie vorstehend erwähnt ist es möglich, mehrere spezielle MAC_IDs für jeden möglichen Multi-Cast-Dienst zu haben. Es ist vorgesehen, dass die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele einem Dienstanbieter erlauben können, mehrere Multi-Cast-Dienste wie Nachrichten, Wetter, Sport, Aktienkurse, etc. anzubieten, ohne Kanalressourcen zu opfern, welche anderenfalls für Sprachverkehr und dedizierten Datenverkehr verwendet werden könnten.
  • Der Fachmann wird verstehen, dass Information um Signale durch irgendeine einer Vielzahl von unterschiedlichen Technologien und Techniken repräsentiert werden können. Zum Beispiel können Daten, Instruktionen, Kommandos, Information, Signale, Bits, Symbole und Chips, auf welche durchgängig in der obigen Beschreibung Bezug genommen wird, durch Spannungen, Ströme, elektromagnetische Wellen, magnetische Felder oder Teilchen, optische Felder oder Teilchen, oder irgendeine Kombination davon repräsentiert werden.
  • Der Fachmann wird ferner erkennen, dass die verschiedenen illustrativen logischen Blöcke, Module, Schaltkreise und Algorithmusschritte, welche in Zusammenhang mit den hierin offenbarten Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, als elektronische Hardware, Computersoftware oder Kombinationen von beiden implementiert werden können. Um diese Austauschbarkeit von Hardware und Software klar zu illustrieren, wurden verschiedene illustrative Komponenten, Blöcke, Module, Schaltkreise und Schritte oben im Allgemeinen im Weg ihrer Funktionalität beschrieben. Ob solche Funktionalität als Hardware oder Software implementiert wird, hängt von verschiedenen Anwendungs- und Designeinschränkungen ab, welche dem Gesamtsystem auferlegt sind. Der Fachmann kann die beschriebene Funktionalität auf verschiedenen Wegen für jede bestimmte Anwendung implementieren, aber solche Implementierungsentscheidungen sollen nicht als eine Abweichung von dem Umfang der vorliegenden Erfindung verursachend interpretiert werden.
  • Die verschiedenen illustrativen logischen Blöcke, Module und Schaltkreise, welche im Zusammenhang mit den hierin offenbarten Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, können mit einem Mehrzweckprozessor, einem digitalen Signalprozessor (DSP = digital signal processor), einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC = application specific integrated circuit), einem Feld programmierbaren Gate Array (FPGA = field programmable gate array) oder anderen programmierbaren logischen Einrichtungen, diskreter Gatter- oder Transistorlogik, diskreten Hardwarekomponenten, oder irgendeiner Kombination davon, welche ausgebildet ist, um die hierin beschriebenen Funktionen auszuführen, implementiert oder durchgeführt werden. Ein Mehrzweckprozessor kann ein Mikroprozessor sein, aber in der Alternative kann der Prozessor irgendein konventioneller Prozessor, Controller, Mikrocontroller, oder eine Zustandsmaschine sein. Ein Prozessor kann auch als eine Kombination von Berechnungseinrichtungen implementiert sein, zum Beispiel eine Kombination eines DSP und eines Mikroprozessors, einer Vielzahl von Mikroprozessoren, einem oder mehreren Mikroprozessoren zusammen mit einem DSP-Kern oder irgendeiner anderen solchen Konfiguration.
  • Die Schritte eines Verfahrens oder Algorithmus, welcher in Verbindung mit den hierin offenbarten Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, können direkt in Hardware, in einem Softwaremodul, welches durch einen Prozessor ausgeführt wird, oder in einer Kombination der Beiden ausgeführt sein. Ein Softwaremodul kann in einem RAM Speicher, Flash-Speicher, ROM Speicher, EPROM Speicher, EEPROM Speicher, Registern, Festplatte, einer entfernbaren Scheibe, einer CD-Rom oder irgendeiner anderen Form von Speichermedium, welches im Stand der Technik bekannt ist, enthalten sein. Ein exemplarisches Speichermedium ist mit dem Prozessor derart verbunden, dass der Prozessor Informationen von dem Speichermedium lesen kann und Information in dieses schreiben kann. In der Alternative kann das Speichermedium integral in dem Prozessor enthalten sein. Der Prozessor und das Speichermedium können in einem ASIC enthalten sein. Der ASIC kann in einem Benutzerterminal enthalten sein. In der Alternative können der Prozessor und das Speichermedium als diskrete Komponenten in einem Benutzerterminal enthalten sein.
  • Die vorhergehende Beschreibung der offenbarten Ausführungsbeispiele wird gegeben, um jedem Fachmann zu ermöglichen, die vorliegende Erfindung auszuführen oder zu benutzen. Verschiedene Modifikationen zu diesen Ausführungsbeispielen werden dem Fachmann offensichtlich sein, und die allgemeinen Prinzipien, welche hierin definiert wurden, können auf andere Ausführungsbeispiele ohne Abweichung von dem Umfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, angewandt werden.

Claims (28)

  1. Eine Vorrichtung für Multi-Cast-Übertragungen bzw. -Sendungen zur Minimierung von Kanalressourcen, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: ein Speicherelement; und ein Verarbeitungselement zum Ausführen eines Satzes von Instruktionen, die in dem Speicherelement gespeichert sind, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: Mittel zum Generieren eines Identifizierers für eine Gruppe von Teilnehmern (12), wobei der Identifizierer verwendet wird zum Zugreifen auf einen bestimmten Multi-Cast-Dienst; Mittel zum Empfangen von Kanalqualitäts-Feedbackinformationen von den Teilnehmern der Gruppe; Mittel zum Verwenden der Kanalqualitäts-Feedbackinformationen von der Gruppe von Teilnehmern um das Timing des Multi-Cast-Dienstes für die Gruppe von Teilnehmern zu bestimmen, was Empfang erlaubt für den Teilnehmer, der die schlechteste Kanalqualität erfährt; und Mittel zum Senden des Identifizierers und des Multi-Cast-Dienstes auf zumindest einem Kanal, wobei der Multi-Cast-Dienst an jeden der Teilnehmer gemäß dem Timing, bestimmt durch die Kanalqualitäts-Feedbackinformation, gesendet wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel zum Senden des Identifizierers und des Multi-Cast-Dienstes auf zumindest einem Kanal weiterhin Folgendes aufweisen: Mittel zum Senden des Identifizierers auf einem ersten Kanal; und Mittel zum Senden des Multi-Gasts auf einem zweiten Kanal.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Vorrichtung weiterhin Folgendes aufweist: Mittel zum Verwürfeln des Multi-Cast-Dienstes vor dem Senden des Multi-Cast-Dienstes auf dem zweiten Kanal, wobei das Verwürfeln aus geführt wird unter Verwendung eines Codes, der nur der Gruppe von Teilnehmern bekannt ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kanalqualitäts-Feedbackinformation eine Messung der Kanalinterferenz des Vorwärtsverbindungs-Gemeinsampilotsignals (forward link common pilot signal) ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kanalqualitäts-Feedbackinformation abgeleitet wird von den Sendeleistungspegeln einer Basisstation.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kanalqualitäts-Feedbackinformation eine Vielzahl von Bestätigungssignalen ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Mittel zum Verwenden der Kanalqualitäts-Feedbackinformation weiterhin Folgendes aufweist: Mittel zum Senden einer Vielzahl von Testdatenpaketen an die Gruppe von Teilnehmern; Mittel zum Warten auf eine Vielzahl von Bestätigungssignalen von der Gruppe von Teilnehmern, ansprechend auf die Vielzahl von Testdatenpaketen, und Mittel zum Senden des Multi-Cast-Dienstes, wenn die Vielzahl von Bestätigungssignalen eine Antwort von einem vorbestimmten Prozentsatz der Gruppe von Teilnehmern anzeigt.
  8. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Identifizierer ein Medium-Access-Control (MAC)_ID ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kanalqualitäts-Feedbackinformation ein Bestätigungssignal von dem Teilnehmer mit der schlechtesten Kanalbedingung ist.
  10. Eine Vorrichtung für Multi-Cast-Übertragungen, die Kanalressourcen minimiert, wobei Vorrichtung Folgendes aufweist: ein Speicherelement; und ein Verarbeitungselement zum Ausführen eines Satzes von Instruktionen, die in einem Speicherelement gespeichert sind, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: Mittel zum Generieren eines Identifizierers für eine Gruppe von Teilnehmern (12), wobei der Identifizierer verwendet wird zum Zugreifen auf einen bestimmten Multi-Cast-Dienst; Mittel zum Empfangen von Kanalqualitäts-Feedbackinformation von den Teilnehmern der Gruppe; Mittel zum Verwenden der Kanalqualitäts-Feedbackinformation von der Gruppe von Teilnehmern um das Übertragungsformat des Multi-Cast-Dienstes für die Gruppe von Teilnehmern zu bestimmen, das den Empfang für den Teilnehmer, der die schlechteste Kanalqualität erfährt, erlaubt; und Mittel zum Senden des Identifizierers und des Multi-Cast-Dienstes auf zumindest einem Kanal, wobei der Multi-Cast-Dienst gesendet wird zu jedem der Teilnehmer gemäß dem Übertragungsformat bzw. Sendeformat, bestimmt durch die Kanalqualitäts-Feedbackinformation.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Mittel zum Senden des Identifizierers und des Multi-Cast-Dienstes auf zumindest einem Kanal weiterhin Folgendes aufweisen: Mittel zum Senden des Identifizierers auf einem ersten Kanal; und Mittel zum Senden des Multi-Casts auf einem zweiten Kanal.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vorrichtung weiterhin Mittel aufweist zum Verwürfeln des Multi-Cast-Dienstes vor dem Senden des Multi-Cast-Dienstes auf dem zweiten Kanal, wobei das Verwürfeln ausgeführt wird unter Verwendung eines Codes, welcher nurt de Gruppe von Teilnehmern bekannt ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Kanalqualitäts-Feedbackinformation eine Messung von Kanalinterferenz des Vorwärtsverbindungs-Gemeinsampilotsignals ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Kanalqualitäts-Feedbackinformation hergeleitet wird von Sendeleistungspegeln einer Basisstation.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Kanalqualitäts-Feedbackinformation eine Vielzahl von Bestätigungssignalen ist.
  16. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei die Mittel zur Verwendung der Kanalqualitäts-Feedbackinformation weiterhin Folgendes aufweisen: Mittel zum Senden einer Vielzahl von Testdatenpaketen zu der Gruppe von Teilnehmern bzw. Abonnenten (12); Mittel zum Warten auf eine Vielzahl von Bestätigungssignalen von der Gruppe von Teilnehmern, ansprechend auf die Vielzahl von Testdatenpaketen; und Mittel zum Senden des Multi-Cast-Dienstes, wenn die Vielzahl von Bestätigungssignalen eine Antwort von einem vorbestimmten Prozentsatz der Gruppe von Teilnehmern anzeigt.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Multi-Cast-Dienst zu jedem der Teilnehmer gemäß einem Sendeformat bzw. Übertragungsformat gesendet wird, das optimal ist für den Teilnehmer mit den schlechtesten Kanalbedingungen.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Sendeformat mindestens zwei Sendeparameter beinhaltet, ausgewählt von der Gruppe, die die Datenrate, Anzahl von Schlitzen, Bits pro Paket, Coderate, Modulation, Symbolwiederholung und Sendedauer aufweist.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei mindestens zwei der Sendeparameter des Sendeformats angepasst werden, basierend auf der Kanalqualitäts-Feedbackinformation.
  20. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Identifizierer ein Medium-Access-Control (MAC)_ID ist.
  21. Ein Verfahren zum Broadcasten bzw. Abstrahlen zu einer Gruppe von Teilnehmern (12) in einem Kommunikationsnetzwerk (10), wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Generieren eines Identifizierers für eine Gruppe von Teilnehmern (12), wobei der Identifizierer zum Zugreifen auf einen bestimmten Multi-Cast-Dienst dient; Empfangen von Kanalqualitäts-Feedbackinformation von den Teilnehmern der Gruppe; Verwenden von Kanalqualitäts-Feedbackinformation für zumindest einen Teilnehmer, um das Timing des Multi-Cast-Dienstes für die Gruppe von Teilnehmern (12) zu bestimmen, und zwar um den Empfang für den Teilnehmer, der die schlechteste Kanalqualität erfährt, zu erlauben; und Senden des Identifizierers und des Multi-Cast-Dienstes auf zumindest einem Kanal, wobei der Multi-Cast-Dienst an jeden Teilnehmer (12) gesendet wird, und zwar gemäß dem Timing, bestimmt durch die Kanalqualitäts-Feedbackinformation.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, das weiterhin Folgendes beinhaltet: Bestimmen des Sendeformats des Multi-Cast-Dienstes für die Gruppe von Teilnehmern, basierend auf den schlechtesten Kanalbedingungen.
  23. Ein Verfahren zum Broadcasten bzw. Ausstrahlen an eine Gruppe von Teilnehmern in einem Kommunikationsnetzwerk, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Generieren eines Identifizierers für eine Gruppe von Teilnehmern (12), wobei der Identifizierer zum Zugreifen auf einen bestimmten Multi-Cast-Dienst dient; Empfangen von Kanalqualitäts-Feedbackinformation von den Teilnehmern der Gruppe; Verwenden von Kanalqualitäts-Feedbackinformation für zumindest einen Teilnehmer, um das Sendeformat des Multi-Cast-Dienstes für die Gruppe von Teilnehmern (12) zu bestimmen, so dass Empfang für den Teilnehmer, der die schlechteste Kanalqualität erfährt, ermöglicht wird; und Senden des Identifizierers und des Multi-Cast-Dienstes auf zumindest einem Kanal, wobei der Multi-Cast-Dienst gesendet wird an jeden der Teilnehmer (12) gemäß dem Sendeformat, bestimmt durch die Kanalqualitäts-Feedbackinformation.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Multi-Cast-Dienst an jeden der Teilnehmer (12) gesendet wird, gemäß dem Sendeformat, das optimal ist für den Teilnehmer mit den schlechtesten Kanalbedingungen.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Sendeformat zumindest zwei Sendeparameter beinhaltet, ausgewählt von der Gruppe, die die Datenrate, Anzahl von Schlitzen, Bits pro Paket, Coderate, Modulation, Symbolwiederholung und Sendedauer, beinhaltet.
  26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei zumindest zwei der Sendeparameter des Sendeformats angepasst werden, basierend auf der Kanalqualitäts-Feedbackinformation.
  27. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Verwenden der Kanalqualitäts-Feedbackinformation weiterhin das Auswählen der Kanalqualitäts-Feedbackinformation des Teilnehmers mit den schlechtesten Kanalbedingungen beinhaltet.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, das weiterhin das Bestimmen des Timings des Multi-Cast-Dienstes für die Gruppe von Teilnehmern, basierend auf den schlechtesten Kanalbedingungen, beinhaltet.
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