-
GEBIET DER
ERFINDUNG
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Datenübertragung
in einem zellularen Telekommunikationssystem. Genauer betrifft die
Erfindung ein Verfahren zur Datenübertragung mit einer Interferenzreduktion
in zellularen Telekommunikationsnetzwerken.
-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
In letzter Zeit haben sich zellulare
Telekommunikationsnetzwerke, die beispielsweise entsprechend dem
GSM-Standard arbeiten, weit verbreitet.
-
A) Zellulare Netzwerkstruktur
-
Im Allgemeinen bestehen derartige
Netzwerke aus einer Vielzahl von Zellen. Innerhalb jeder Zelle ist
zumindest eine lokal feste Sende-/Empfängervorrichtung (Transceiver-Vorrichtung)
vorgesehen. Eine derartige feste und immobile Sende-/Empfängervorrichtung
(eine erste Bauart), die als Basisstation BTS oder Basissender-/empfängerstation
BTS jeweils bezeichnet wird, stellt eine Kommunikation auf einer Funkverbindung
(Um-Schnittstelle)
zu einer Vielzahl von mobilen Sender-/Empfängervorrichtungen (einen zweiten
Typ) her, die als Mobilstation MS bezeichnet sind und innerhalb
jeder Zelle vorhanden sind. Die Zellenarchitektur ist hierarchisch
derart organisiert, dass jede entsprechende Basisstation BS mit
einer sogenannten Basisstationssteuervorrichtung BSC verbunden ist,
die die Basisstationsvorrichtung BS in der Vielzahl der jeweiligen
Zellen steuert. Jede derartige Basisstationssteuervorrichtung BSC kommuniziert
wiederum mit einem sogenannten Mobilvermittlungszentrum bzw. Mobilschaltzentrum MSC,
das eine Vielzahl von BSC-Vorrichtungen
steuert und eine Möglichkeit
zum Zugriff auf ein öffentliches,
leitungsvermitteltes Telefonnetzwerk PSTN (Public switched telephone
network), wie beispielsweise ein ISDN-Netzwerk bereit.
-
Die zellulare Architektur derartiger
Telekommunikationsnetzwerke ist derart, dass jede Zelle im allgemeinen
von sechs benachbarten Zellen umgeben ist, die jeweils mit einer
jeweiligen Basisstationsvorrichtung BS versehen sind. Jede Basisstation
BS ist derart ausgelegt und dimensioniert, dass ihre Sendeleistung
zumindest den Bereich der jeweiligen Zelle zur Herstellung einer
Funkkommunikation zwischen der Basisstationsvorrichtung BS und mobilen Stationen
MS abdeckt, die innerhalb der Zelle vorhanden sind. In der Praxis
kann jedoch nicht angenommen werden, dass die Zellengrenzen genau sind,
sondern die Zellen müssen
im Hinblick auf den Sendebereich der Basisstationen eher als sich
teilweise einander überlappend
angesehen werden. Folglich treten sehr wahrscheinlich Interferenzprobleme
an den Zellengrenzen auf, wenn eine Mobilstation MS (Sende-/Empfängervorrichtung
des zweiten Typs) Signale aus mehr als einer Basisstation BS (Sender-/Empfängervorrichtung
des ersten Typs) benachbarter Zellen empfängt, wie es nachstehend beschrieben
ist.
-
B) Sendeprinzip
-
In derartigen zellularen Telekommunikationsnetzwerken
existiert eine erste Senderichtung von den Sende- /Empfängervorrichtungen des ersten Typs,
nämlich
der Basisstationen BS, zu den Mobilstationen MS als die Sender-/Empfängerstationen des
zweiten Typs. Diese als Downlink DL bezeichnete Übertragung (Senden) bedeutet,
dass die Basisstation BS Daten sendet und die Mobilstation MS Daten
empfängt.
Eine zweite Senderichtung ist das sogenannte Uplink-Senden UL. Dann
sendet die Mobilstation MS Daten zu der Basisstation BS und die
Basisstation empfängt
die Daten.
-
Zellulare Telekommunikationsnetzwerke
arbeiten entsprechend dem Prinzip von TDMA, d. h. Zeitunterteilungsmehrfachzugriff
(Time Divisional Multiple Access). Das bedeutet, dass die Übertragung
der Daten auf einem jeweiligen Kanal (der einer vorbestimmten Frequenz
zugeordnet ist) bewirkt wird, und die auf jedem Kanal verfügbare Sendezeit wird
von einer Anzahl von Mobilstationen MS gemeinsam genutzt. Die Daten
als solches werden in Downlink DL als auch im Uplink UL in Einheiten
von Bursts gesendet, wobei jeder Burst während einer vorbestimmten Zeitdauer,
einem sogenannten Zeitschlitz TS auftritt. Eine vorbestimmte Anzahl
n von Zeitschlitzen TS[j], 0 ≤ j ≤ n – 1 ist
definiert, um einen Rahmen F zu bilden. Gemäß der GSM-Spezifikation bilden
n = 8 Zeitschlitze TS, nämlich
TS[0], ..., TS[7] einen Rahmen. Somit können maximal n Mobilstationen
mit einer Basisstation und umgekehrt in jedem n-ten Zeitschlitz
kommunizieren, unter der Annahme, dass ein Vollratensprachverkehrskanal
verwendet wird. Jedoch sei bemerkt, dass in einem Fall der Verwendung
eines Halbratensprachverkehrskanals 2*n Mobilstationen MS pro Rahmen
mit einer Basisstation BS kommunizieren können.
-
Bisher wurde eine Übertragung
zwischen einer Basisstation BS und jeweiligen Mobilstationen MS
derart angeordnet, dass die Downlink-Übertragung DL während eines
ersten Rahmens F[i] auftritt, wohingegen der Anfang der "Antworten" der jeweiligen Mobilstationen,
d. h. die Uplink-Übertragung
UL in einem darauffolgenden Rahmen F[i + 1] auftritt. Die Abfolge
der Rahmen tritt in der sogenannten Multirahmenstruktur auf, wobei
ein 26-Rahmen-Multirahmen
für Sprach-
und Datensenden und ein 51-Rahmen-Multirahmen
zum Senden von Signalisierungsinformationen angewandt werden.
-
Neuste Entwicklungen haben jedoch
zu dem Sendeprinzip von TDD/TDMA in zellulare Netzwerken geführt. Das
heißt,
dass innerhalb eines zellularen Netzwerks, das entsprechend TDMA
arbeitet, Zeitunterteilungsduplex TDD (Time Divisional Duplex) zusätzlich eingeführt wird.
Im allgemeinen bedeutet Zeitunterteilungsduplex, dass die Übertragung (das
Senden) und der Empfang von Daten auf einer einzelnen Frequenz oder
einem einzelnen Kanal durchgeführt
wird und in der Zeit verschoben wird. Das heißt, dass bei einer Verbindung
mit dem Senden in Rahmeneinheiten gemäß TDMA innerhalb eines auf
einem jeweiligen Kanal gesendeten Rahmens F ein Senden von Daten
in einem Zeitschlitz TS[j] und einem Empfang von Daten in einem
darauffolgenden Zeitschlitz TS[j']
innerhalb desselben Rahmens auftritt. Genauer wird gemäß dem Prinzip
von TDD das Senden und der Empfang abwechselnd innerhalb von Zeitschlitzen
eines Rahmens ausgeführt. Beispielsweise
wird bei einer Basisstationsender-/-empfängervorrichtung BS die Übertragung
oder Downlink DL jeweils in Zeitschlitzen mit einer ungeraden Zahl
durchgeführt,
wohingegen Empfang oder Uplink UL jeweils in Zeitschlitzen auftritt,
die eine geradzahlige Nummer aufweisen. 1 veranschaulicht ein Beispiel für eine derartige
Zuordnung von Zeitschlitzen TS[j] innerhalb eines Rahmens F bei herkömmlichen
TDD/TDMA-Übertragung.
Es sei jedoch bemerkt, dass es ebenfalls möglich ist, dass Uplink UL in
Zeitschlitzen auftritt, die eine ungeradzahlige Nummer aufweisen,
wohingegen Downlink DL in Zeitschlitzen auftritt, die eine geradzahlige Nummer
aufweisen. Alternativ dazu ist es in dem TDD-Betrieb ebenfalls denkbar,
unterschiedliche wechselnde Zeitunterteilung zwischen Uplink und Downlink
derart anzuwenden, dass beispielsweise Uplink für zwei unmittelbar aufeinanderfolgende
Zeitschlitze TS (TS[j] & TS[j
+ 1]) auftritt und dass Downlink für zwei weitere aufeinanderfolgende
Zeitschlitze TS (TS[j + 2] & TS
[j + 3]) auftritt.
-
Jedoch gibt es bei dem TDD-Betrieb
oder TDD/TDMA-Betrieb eines zellularen Telekommunikationsnetzwerks
ein Problem dahingehend, dass in Abhängigkeit von einem speziellen
Fall eine Interferenz zwischen Uplink und Downlink-Übertragung auftreten kann.
-
Nachstehend sind einige dieser unterschiedlichen
Problemfälle
beschrieben.
-
– Interferenzprobleme in asynchronen
Netzwerken
-
Wie vorstehend beschrieben ist ein
zellulares Netzwerk durch eine Vielzahl von Basisstationsender-/empfängervorrichtungen
BS aufgebaut, eine für
jede Zelle. Ein derartiges Netzwerk arbeitet asynchron, falls die
jeweiligen Basisstationen nicht in Bezug zueinander synchronisiert
sind. Falls jedoch die jeweiligen Basisstationen nicht synchronisiert
sind, tritt Uplink- und
Downlink-Übertragung
in benachbarten oder angrenzenden Zellen zu unterschiedlichen Zeiten
auf.
-
Folglich verursacht, falls beispielsweise
eine Mobilsender-/ -empfängervorrichtung
MS sich nahe einer Zellgrenze befindet, d. h. in einem Bereich befindet,
in dem die Sendereichweiten von zumindest zwei Basissender-/ -empfängervorrichtungen
BS benachbarte Zellen sich überlappen,
die Uplink-Übertragung
eine Interferenz auf dem Downlink-Empfang nahe an der Mobilsender-/-empfängervorrichtung MS.
-
– Asymmetrische Verteilung
zwischen Uplink und Downlink
-
In dem Fall, dass die zeitliche Unterteilung zwischen
Uplink und Downlink sich von Zelle zu Zelle, d. h. zwischen jeweiligen
Basisstationen BS1 und BS2, die einer ersten und zweiten Zelle jeweils
zugeordnet sind, unterscheiden, tritt eine Interferenz zwischen
Uplink und Downlink an den Zellgrenzen benachbarter Zellen auf,
die jeweils eine asymmetrische oder unterschiedliche Zeitunterteilung
aufweisen. 2 veranschaulicht
ein Beispiel für
eine derartige Situation von Basisstationen BS1 und BS2, wie es
gezeigt ist, können
Interferenzprobleme in den Zeitschlitzen TS[j] mit j ∊ {1,2,5,6}
auftreten, da auf einem Kanal Uplink- und Downlink-Übertragung
gleichzeitig innerhalb desselben Zeitschlitzes vorhanden ist.
-
– Verschiedene Betreiber/verschiedene
Mehrfachzugriffsverfahren in demselben Band und in demselben Bereich
-
Die vorstehende Beschreibung bezog
sich lediglich auf den Fall eines einzelnen zellularen Netzwerks.
Das heißt,
dass die zellulare Struktur sich auf das Netzwerk betreibt, das
lediglich durch einen einzigen Netzwerkbetreiber betrieben wird.
-
In der Praxis ist es jedoch aufgrund
der ansteigenden Nachfrage nach mobiler Kommunikation eher der Fall,
dass verschiedene Netzwerkbetreiber jeweils ein zellulares Netzwerk
in demselben Bereich betreiben. Weiterhin können diese verschiedenen Netzwerke
sogar das selbe Frequenzband verwenden.
-
Daher verbleibt, selbst falls die
Zellen, d. h. die Basisstationen in den jeweiligen Zellen innerhalb des
zellularen Netzwerks eines Betreibers synchronisiert sind, immer
noch die Schwierigkeit zur Synchronisation der Netzwerke verschiedener
Betreiber. Folglich ist es wünschenswert,
dass alle Netzwerke innerhalb desselben Bereichs und/oder in demselben Frequenzband
dieselbe Asymmetrie aufweisen sollten und dieselbe zeitliche Unterteilung
zwischen Uplink-Teilen und Downlink-Teilen eines jeweiligen TDD/TDMA-Rahmens
anwenden.
-
Jedoch wird eine gewünschte Synchronisation
selbst unmöglich,
falls die unterschiedlichen Betreiber unterschiedliche Funkzugriffstechniken
mit unterschiedlichen Rahmenlängen
verwenden. Beispielsweise beträgt
in WB-TDMA (Breitband-Zeitunterteilungsmehrfachzugriff,
Wide Band Time Divisional Multiple Access) die Rahmenlänge (von
acht Zeitschlitzen) 4,615 ms, wohingegen WB-CDMA (Breitband-Codeunterteilungsmehrfachzugriff,
Wide Band Code Divisional Multiple Access) die Rahmenlänge 10 ms. 3 veranschaulicht eine derartige
Situation für
zwei Basisstationen BS1 und BS2, die entsprechend unterschiedlichen
Funkzugriffstechniken arbeiten. Es sei bemerkt, dass der WB-CDMA-Rahmen für Zeitschlitze
TS[0] bis TS[5] lediglich gezeigt ist und daher unvollständig dargestellt
ist. Nichtsdestotrotz wird es klar, dass annähernd zwei Zeitschlitze des
WB-TDMA-Rahmens während
der Periode eines einzelnen Zeitschlitzes des WB-CDMA-Rahmens übertragen
werden. Somit treten Interferenzprobleme sehr wahrscheinlich in
einer derartigen Situation auf.
-
Das vorstehende Beispiel wurde beschrieben,
um die prinzipiellen Probleme in einem derartigen Fall zu veranschaulichen.
Jedoch stellt dies nicht den gegenwärtigen Trend aktueller implementierter Systeme
dar. Gemäß der neusten
von der ETSI (Europäisches
Telekommunikationsstandardinstitut) vorgenommenen Entscheidung wird
das Prinzip von WB-TDMA nicht länger
für die Übertragung über die Luftschnittstelle
(Um-Schnittstelle)
berücksichtigt. Statt
dessen wurde für
Europa entschieden, dass Frequenzunterteilungsduplex FDD auf WB-CDMA beruht
und TDD auf TD-CDMA (= Zeitunterteilungs-CDMA = CDMA/TDMA) beruht.
Die Rahmenlänge
beider Betriebsarten FDD und TDD beträgt 10 ms. Jedoch ist die TDD-Betriebsart
zur Bildung eines Rahmens von 16 Zeitschlitzen ausgelegt. Daher
werden auch in einem derartigen Fall von unterschiedlichen Anzahlen.
von Zeitschlitzen der jeweiligen unterschiedlichen Übertragungsbetriebsarten
während derselben
Rahmenperiode ähnliche
Probleme auftreten wie diejenigen, die vorstehend beschrieben worden
sind.
-
Obwohl in letzter Zeit Netzwerke
vorgeschlagen worden sind, die entsprechend dem DECT-Standard (digitales
europäisches
schnurloses Telefon, Digital European Cordless Telephone) arbeiten,
die synchronisiert sind, werden die vorstehend beschriebenen zweiten
und dritten Probleme immer noch nicht durch derartige Netzwerke
gelöst.
-
Die Druckschrift WO 93 22850 offenbart
ein Verfahren zur Datenübertragung
in einem zellularen Telekommunikationssystem, wie es in den Oberbegriffen
der unabhängigen
Patentansprüche
1 und 2 definiert ist. Genauer offenbart diese Druckschrift ein Verfahren
zur Erhöhung
einer Interferenz-Diversity in einem auf FDMA/TDMA-beruhenden zellularen
System, indem in aufeinanderfolgenden TDMA-Rahmen unterschiedliche
Zeitschlitze verwendet werden. Ein TDMA-Rahmen stellt entweder einen
Downlink-Rahmen oder einen Uplink-Rahmen dar.
-
Weiterhin offenbart die Druckschrift
WO 98 12678 A ein Verfahren zur Erleichterung der Sende- bzw. der Übertragungspegelmessung.
In diesem Verfahren bewegt eine Basisstation den BCCH von einem
Zeitschlitz zu einem anderen, so dass der BCCH in unterschiedlichen
Zeitschlitzen aufeinanderfolgender Rahmen gesendet wird.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Daher liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Datenübertragung in einem zellularen
Kommunikationssystem bereitzustellen, durch das Interferenzprobleme
verringert werden können.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Datenübertragung in einem zellularen
Telekommunikationssystem, wie es im Patentanspruch 1 dargelegt ist,
und alternativ durch ein Verfahren zur Datenübertragung in einem zellularen
Kommunikationssystem gelöst,
wie es im Patentanspruch 2 dargelegt ist.
-
Vorteilhafte Weiterentwicklungen
der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen dargelegt.
-
Insbesondere wird erfindungsgemäß ein Übertragungsprinzip
(Sendeprinzip) derart angewendet, dass eine Übertragung in einer jeweiligen Übertragungsrichtung
UL, DL zwischen einer Basisstation BS und einer jeweiligen Mobilstation
MS nicht länger in
festen Zeitschlitzen innerhalb der Rahmen durchgeführt wird.
Das heißt,
dass durch Ändern
eines jeweiligen Zeitschlitzes TS für die Übertragung zwischen einer Basisstation
BS und einer jeweiligen Mobilstation MS von Rahmen zu Rahmen ein
Zeitspringen (time hopping) innerhalb eines TDD-Rahmens bewirkt
wird. Ein derartiges Zeitspringen kann über alle Zeitschlitze eines
jeweiligen Rahmens sowohl für Uplink-
als auch Downlink-Übertragung
innerhalb eines TDD-Rahmens auftreten.
-
Aufgrund des Zeitspringens über alle
Zeitschlitze eines Rahmens gibt es nicht länger einen Uplink-Teil und/oder
Downlink-Teil, der in dem Rahmen vorhanden ist. Daher wird Interferenz
zwischen den Senderichtungen, Betreibern und benachbarten Zellen
gemittelt. Somit wird aufgrund der Interferenzmittlung die Interferenz
auch als solches verringert, die von demselben Frequenzband und
von demselben Bereich, von benachbarten Zellen oder zellularen Netzwerken
anderer Betreiber herrührt,
die gemäß einer
anderen Funkzurufstechnik arbeiten.
-
Weiterhin kann aufgrund der Interferenzmittlung
zwischen Uplink und/oder Downlink eine asymmetrische Resourcenzuordnung
zwischen den Senderichtungen vorteilhafterweise erzielt werden.
Somit stellt die vorliegende Erfindung eine vorteilhafte Alternative
zu dem Prinzip der dynamischen Kanalzuordnung DCA (Dynamic Channel
Allocation) bereit. Nichtsdestotrotz kann die vorliegende Erfindung
in Kombination mit dem Prinzip der DCA angewandt werden. Das heißt, dass
gemäß dieser
Erfindung DCA zusätzlich
angewandt werden kann, um andere Interferenzphänomene zu mitteln, die auf
der Zelle einwirken. Eine derartige Interferenzmittlung kann beispielsweise
unter Verwendung von Kanalcodierung und einer Fehlersteuerungstechnik
bewirkt werden, das als Verschachteln (Interleaving) bekannt ist. Verschachteln
ist eine Technik zur Änderung
von Burst-Fehlern in einen Zufallsfehler. Falls ein Teil der Inhalte
der gesendeten Daten während
der Übertragung
verloren geht, können
Fehler durch einen Kanaldekodierer auf der Empfangsseite korrigiert
werden.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
-
Nachstehend ist die Erfindung ausführlicher unter
Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
-
1 ein
Beispiel für
die Zuordnung von Zeitschlitzen TS[j] innerhalb eines Rahmens F
zur Uplink- und/oder Downlink-Übertragung
in einer herkömmlichen
TDD/TDMA-Übertragung,
-
2 ein
Beispiel für
eine Situation von Basisstationen BS1 und BS2, die jeweils unterschiedliche
zeitliche Unterteilungen für
Uplink und Downlink aufweisen und daher asymmetrisch sind,
-
3 ein
Beispiel für
Rahmen für
zwei Basisstationen BS1 und BS2, die gemäß unterschiedlichen Funkzugriffstechniken
arbeiten,
-
4 ein
Beispiel für
Zeitspringen (time hopping) innerhalb aufeinanderfolgender TDD-Rahmen für eine Downlink-Übertragung
gemäß der vorliegenden
Erfindung,
-
5 ein
Beispiel für
Zeitspringen innerhalb aufeinanderfolgender TDD-Rahmen für Uplink-Übertragung
gemäß der vorliegenden
Erfindung, und
-
6 ein
Beispiel für
Zeitspringen innerhalb aufeinanderfolgender TDD-Rahmen für Downlink- und
Uplink-Übertragung,
das nicht Teil der Erfindung bildet.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung sind nachstehend ausführlich
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
-
In letzter Zeit wurden in TDD-Rahmen
Zeitschlitze fest und zeitlich invariant für Uplink-/Downlink-Übertragung
zwischen einer Basisstation BS und jeweiligen Mobilstationen MS
zugewiesen. Somit war in jedem TDD-Rahmen ein Uplink-Teil und eine Downlink-Teil
vorhanden.
-
Jedoch wird gemäß der vorliegenden Erfindung
innerhalb einer Zelle oder für
jede jeweiligen Basisstation BS Zeitspringen über alle Zeitschlitze durchgeführt, weshalb es
nicht länger
einen Uplink- und/oder Downlink-Teil in dem Rahmen gibt.
-
Das heißt, in dem Fall, dass Zeitspringen
(time hopping) für
die Downlink-Übertragung
durchgeführt
wird, lediglich die Uplink-Übertragung
fest zugeordnete Zeitschlitze aufweist. Demgegenüber weist in dem Fall, dass
Zeitspringen für
Uplink-Übertragung
durchgeführt
wird, lediglich die Downlink-Übertragung
fest zugeordnete Zeitschlitze auf. Weiterhin weist, falls das Zeitspringen
für die
Uplink- und die Downlink-Übertragung
durchgeführt
wird, keine der Übertragungsrichtungen
fest zugeordnete Zeitschlitze innerhalb eines Rahmens, weshalb weder
ein Downlink-Teil noch ein Uplink-Teil vorhanden ist.
-
4 bis 5 veranschaulichen die vorliegende
Erfindung unter Bezugnahme auf aufeinanderfolgende Rahmen F[i] und
F[i + 1], die während
jeweiliger aufeinanderfolgender Zeitperioden t1 und t2 auftreten.
Für die
nachstehende Beschreibung sei angenommen, dass die Rahmen/Zeitschlitze
sich auf Uplink- und Downlink-Übertragung
einer individuellen Basisstation BS beziehen, die für eine Zelle
bereitgestellt ist. Die zwischen jeweiligen aufeinanderfolgenden
Rahmen und den jeweiligen Zeitschlitzen dargestellten Pfeilen sollen
das Zeitspringen für
eine Übertragungsrichtung
(UL/DL) zwischen der Basisstation BS und einer jeweiligen Mobilstation
MS darstellen. Es sei bemerkt, dass jeder Zeitschlitz, in dem eine Übertragung
auftritt, eine Übertragung
zwischen der Basisstation BS und jeweiligen unterschiedlichen Mobilstationen
MS bezeichnet. Insbesondere kann aufgrund des gemäß der vorliegenden
Erfindung durchgeführten
Zeitspringens der Zeitschlitz, während
dem eine Übertragung
zwischen der Basisstation BS und einer jeweiligen Mobilstation MS
durchgeführt
wird, sich bei jedem neuen Rahmen ändern.
-
4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung für
den Fall, in dem eine Übertragung
in der Uplink-Richtung UL in fest zugeordneten Zeitschlitzen durchgeführt wird.
Jedoch wird in Bezug auf die Downlink-Übertragung
DL ein Zeitspringen durchgeführt.
Dies bedeutet, dass die Downlink-Übertragung zwischen der Basisstation
BS und jeweilige Mobilstationen MS in jedem Rahmen in einem anderen
Zeitschlitz stattfindet. Das heißt, dass ein Zeitspringen für die Downlink-Übertragung
DL unter den Zeitschlitzen TS[j] durchgeführt wird und darauf beschränkt ist,
die nicht durch die Uplink-Übertragung
UL belegt sind.
-
Im allgemeinen wird das Zeitspringen
für die Downlink-Übertragung derart durchgeführt, dass
die Datenübertragung
von der Basisstation BS zu einer jeweiligen Mobilstation MS während eines
Zeitschlitzes TS[1] in einem ersten Rahmen F[i] zu einem Zeitschlitz
TS[k], mit 0 ≤ k,
1 ≤ n – 1 und
k ≠ 1 in
einem nachfolgenden Rahmen F[i + 1] verschoben wird.
-
Gemäß dem speziell dargestellten
Ausführungsbeispiel
gemäß 4 tritt eine Uplink-Übertragung
UL in jedem Rahmen in den Zeitschlitzen TS[j] mit j = [0, 3, 6]
auf. Weiterhin wird in dem Beispiel gemäß 4 TS[1] zu TS[2] verschoben, wird TS[2]
zu TS[4] verschoben, wird TS[4] zu TS[1] verschoben, wird TS[5]
zu TS[7] verschoben und wird TS[7] zu TS[5] verschoben.
-
Wie aus der Darstellung hervorgeht,
werden drei Zeitschlitze TS[j] für
die Uplink-Übertragung
verwendet, wohingegen fünf
Zeitschlitze TS[j] für
die Downlink- Übertragung
verwendet werden. Somit wird eine asymmetrische Resourcenzuordnung
der verfügbaren Übertragungskapazität für die jeweiligen Übertragungsrichtungen
in vorteilhafter Weise verwirklicht.
-
5 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel,
gemäß dem die Übertragung
in der Downlink-Richtung DL in fest zugeordneten Zeitschlitzen DS
durchgeführt
wird. Jedoch wird in Bezug auf die Uplink-Übertragung UL ein Zeitspringen
durchgeführt.
Es sei bemerkt, das Prinzipien für
das Zeitspringen, wie es vorstehend in Bezug auf 4 in Verbindung mit dem Zeitspringen
für Downlink
beschrieben worden ist, gleichermaßen auf den in 5 gezeigten Fall zutreffen, in der Zeitspringen
für die Uplink-Übertragung
dargestellt ist.
-
In dem besonders dargestellten Beispiel
gemäß 5 tritt eine Downlink-Übertragung
DL in jedem Rahmen in den Zeitschlitzen TS[j] mit j = [2, 4, 5, 7]
auf. Weiterhin ist in dem Beispiel gemäß 5 TS[0] zu TS[3] verschoben, wird TS[1]
zu TS[6] verschoben, wird TS[3] zu TS[1] verschoben, und wird TS[6]
zu TS[0] verschoben.
-
Zusätzlich sind in dem Beispiel
gemäß 5 vier Zeitschlitze für die Uplink-
und Downlink-Übertragung
jeweils zugewiesen. Somit ist in diesem Beispiel die Resourcenzuordnung
derart ausgewählt, dass
sie symmetrisch ist.
-
6 zeigt
ein weiteres Beispiel, das nicht Teil der vorliegenden Erfindung
bildet, gemäß dem das
Zeitspringen über
alle Zeitschlitze TS[j] in aufeinanderfolgenden Rahmen F[i] durchgeführt wird.
Somit wird weder die Downlink- noch die Uplink-Übertragung in fest zugeordneten
Zeitschlitzen in aufeinanderfolgenden Rahmen durchgeführt. Ebenfalls werden
in diesem Beispiel drei Zeitschlitze TS für die Übertragung in der Uplink-Richtung, d. h. von
einer jeweiligen Mobilstation MS zu der Basisstation BS einer Zelle
durchgeführt,
wohingegen fünf
Zeitschlitze TS für
die Downlink-Übertragung
zugeordnet sind. Somit wird ebenfalls bei dem Beispiel gemäß 6 eine asymmetrische Resourcenzuordnung
angewendet.
-
Genauer wird das Zeitspringen für die Uplink-Übertragung
UL derart durchgeführt,
dass TS[0] zu TS[2] verschoben wird, TS[3] auf TS[4] verschoben
wird, und TS[6] auf TS[7] in den dargestellten Rahmen F[i] und F[i
+ 1] verschoben wird. Weiterhin wird im Bezug auf die Downlink-Übertragung DL das Zeitspringen
derart durchgeführt,
dass TS[1] zu TS[3] verschoben wird, TS[2] zu TS[1] verschoben wird,
TS[4] auf TS[0] verschoben wird, TS[5] auf TS[6] verschoben wird,
und TS[7] auf TS[5] verschoben wird.
-
Das Zeitspringen (d. h., das Springen
zwischen Zeitschlitzen in aufeinanderfolgenden Rahmen) kann gemäß einer
vorab definierten Pseudo-Rauschsequenz durchgeführt werden. Diese Sequenz ist
von dem jeweiligen Sender und dem Empfänger bekannt (ähnlich zu
der Frequenzsequenz im Zusammenhang mit dem Frequenzspringen (frequency
hoppin) in GSM). Eine Zeitvoreilung TA (timing advance) (aufgrund
der Distanz zwischen der Basisstation BS und einer jeweiligen Mobilstation MS)
wird dann durch die Basisstation BS entsprechend den Basisstationsmessungen
gesteuert. Die Zeitvoreilungssteuerung ist somit nicht schwieriger als
in dem Fall, in dem kein Zeitspringen implementiert ist. Im Bezug
auf eine Basisstation BS sind die Zeitspringsequenzen orthogonal.
Dies bedeutet, dass die Sequenzen derart sind, dass es keine Interferenz zwischen
Verbindungen (von mehreren Mobilstationen Ms zu der Basisstation)
oder zwischen Uplink UL oder Downlink DL vorhanden ist. In Bezug auf
die Orthogonalität
ist das Zeitspringen ähnlich
zu der dynamischen Kanalzuordnung DCA im Bezug auf eine Basisstation
Bs.
-
Im allgemeinen muss in einem TDMA-Netzwerk
die Mobilstation MS ihre Zeitvoreilung aufgrund der Laufzeitunterschiede
justieren. Diese Laufzeitunterschiede treten als Ergebnis unterschiedlicher Übertragungsweglängen innerhalb
der Zellen auf, falls die Mobilstation MS sich im Bezug auf die
Basisstation BS bewegt. Somit ist es für eine Mobilstation nicht möglich, die
Uplink-Übertragung
unmittelbar nach dem Zeitschlitz für den Downlink-Empfang zu starten.
-
Einige TDMA-Endgeräte können jedoch
in der Lage sein, gleichzeitigen Empfang und Übertragung (Senden) zu unterstützen. Beispielsweise
kann dies der Fall in einem System sein, dass gemäß GSM-HSCSD
(HSCSD = Leitungsvermittelte Daten hoher Geschwindigkeit, High Speed
Circuit Switched Data) mit einer Multischlitzübertragung arbeitet. Falls derartige
Endgeräte
in dem System implementiert sind, hängt es von der Fähigkeit
der Mobilstationen MS ab, ob die Mobilstation in der Lage ist, gleichzeitig zu
empfangen und zu senden, ob die Uplink-Übertragung unmittelbar nach
dem Zeitschlitz für
den Downlink-Empfang (oder umgekehrt) gestartet werden kann.
-
Die vorstehend beschriebenen Beispiele
der vorliegenden Erfindung wurden unter Bezugnahme auf aufeinanderfolgende
Rahmen beschrieben, die mit einer spezifischen Frequenz gesendet
werden, die die Basisstation verwenden kann. Es sei jedoch bemerkt,
dass die vorliegende Erfindung des Zeitspringens innerhalb von TDD-Rahmen
mit einem Fall kombiniert werden kann, in dem ein Frequenzspringen
durchgeführt
wird. In einem derartigen Fall gelten die vorstehend beschriebenen
Beispiel weiterhin, mit der Ausnahme, dass ein Rahmen F[i] physikalisch
auf einer unterschiedlichen Frequenz als der nachfolgende Rahmen
F[i + 1] gesendet wird. Die unterschiedliche Frequenz kann wahlweise
geändert werden
und kann unter einer Anzahl von Frequenzen gewählt werden, die für die jeweilige
Basisstation BS verfügbar
sind.
-
Wie es vorstehend beschrieben ist,
verringert die Anwendung des Zeitspringens innerhalb von TDD-Rahmen
gemäß der Erfindung
die Interferenz durch Mitteln des Auftretens von Interferenz. Die
gemittelte Interferenz kann von demselben Band und von demselben
Bereich herrühren,
oder die Interferenz kann aus benachbarten Zellen oder aus Netzwerken
kommen, die durch andere Betreiber betrieben werden. Aufgrund der
Mittelung der Interferenz zwischen Uplink und Downlink kann eine
asymmetrische Resourcenzuordnung zwischen den Übertragungsrichtungen erzielt
werden.
-
Die Erfindung ist in dem Fall von
TDMA- und CDMA/TDMA-Netzwerken
anwendbar. In Systemen, die gemäß dem Prinzip
von CDMA/TDMA-(TD-CDMA: Zeitunterteilungs-CDMA) arbeiten, können verschiedene
Anwender einen Zeitschlitz durch die Verwendung unterschiedlicher
Spreizcodes gemeinsam nutzen.
-
Jedoch sei bemerkt, dass, wenn derartige Systeme
in der TDD-Betriebsart betrieben werden, es möglich ist, lediglich eine Uplink-
oder Downlink-Übertragung
in einem Zeitschlitz vorzusehen.
-
Das bedeutet, dass es nicht möglich ist,
einen Code für
Downlink und einen Code für
Uplink innerhalb eines Zeitschlitzes zuzuordnen.
-
Bei Umsetzung der Erfindung werden
die verwendeten Funksender-/-empfängervorrichtungen BS und MS
derart eingerichtet, dass sie entsprechend der vorstehend beschriebenen
Weise gesteuert werden. Insbesondere werden die Basisstationssender-/-empfängervorrichtungen
BS mittels einer Basisstationssteuervorrichtung BSC gesteuert, deren
Steuerungsfunktion in einer getrennten Vorrichtung vorgesehen werden
kann oder als ein Teil der Basissender-/-empfängerstation BS implementiert werden
kann. Mobile Funksender-/-empfängervorrichtungen
MS werden auf der Grundlage der Übertragungssteuerungssignale
beispielsweise über
den FACCH, SDCCH oder SACCH-Kanälen
zwischen der Basisstation BS und der Mobilstation MS gesteuert.
-
Die vorstehende Beschreibung und
die beiliegenden Zeichnungen sollen lediglich die vorliegende Erfindung
mittels Beispielen veranschaulichen. Die bevorzugten Ausführungsbeispiele
des Verfahrens können
somit innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche variieren.