DE69838971T2

DE69838971T2 - Verfahren und Einrichtung zum Zuordnen von Zeitschlitzen in einem TDD-System

Info

Publication number: DE69838971T2
Application number: DE69838971T
Authority: DE
Inventors: Seiichi c/o Sony Int Stuttgarter Strasse 106 Izumi
Original assignee: Sony Deutschland GmbH
Current assignee: Sony Deutschland GmbH
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2018-04-01
Also published as: EP0948147B1; EP1555771B1; US6577641B1; JP4268721B2; DE69838971D1; EP1555771A1; EP2230779A2; EP2230779A3; EP0948147A1; DE69841950D1; EP2405595B1; JP2000069550A; EP2230779B1; EP2405595A1; USRE40715E1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Zuordnen von Zeitschlitzen in einem Zeitduplex-Kommunikationssystem. Insbesondere kann das Verfahren und die Einrichtung zum Zuordnen von Zeitschlitzen gemäß der vorliegenden Erfindung bei Kommunikationseinheiten eines Zeitmultiplex-Duplex-Kommunikationssystems angewandt werden, beispielsweise einer Basisstation und/oder einer Mobilstation eines Telekommunikationssystems.
Bei einem Zeitmultiplex-Duplex-Kommunikationssystem, wobei Beispiele dafür der GSM-Standard für Außenmobilkommunikation oder der DECT-Standard für Innenmobiltelefonkommunikation sind, sind die Empfangs- und Übertragungskanäle auf Zeitbasis getrennt. Beispielsweise wird beim DECT-Standard die Information in Zeitrahmen einer Länge von 10 ms übertragen, welcher 24 Zeitschlitze hat. Die ersten 12 Zeitschlitze werden für die Abwärtsstreckenverbindung verwendet, d. h., die Übertragung von Daten von einer Basisstation zu einer Mobilstation. Die letzten 12 Zeitschlitze werden für die Aufwärtsstreckenverbindung verwendet, d. h., für die Übertragung von Daten von einer Mobilstation zur Basisstation. Beim GSM-Standard wird eine Kombination eines Frequenzmultiplex-Duplex und eines Zeitmultiplex-Duplex verwendet. Die Information wird in Zeitrahmen übertragen, welche 8 Zeitschlitze hat, wobei die Aufwärtsstreckenverbindung in einem niedrigeren Frequenzband vorgesehen ist, und die Abwärtsstreckenverbindung in einem höheren Frequenzband vorgesehen ist. Jeder der 8 Zeitschlitze in jedem Rahmen ist einer unterschiedlichen Mobilstation zugeteilt. Dadurch werden die Zeitschlitze, welche einer bestimmten Mobilstation innerhalb eines Abwärtsstrecken-Zeitrahmens zugeteilt werden, von den Zeitschlitzen, welche der gleichen Mobilstation im Aufwärtsstrecken-Zeitrahmen zugeteilt sind, durch zwei Zeitschlitze getrennt. Anders ausgedrückt wird, wenn beispielsweise der erste Zeitschlitz in einem Abwärtsstrecken-Zeitrahmen einer bestimmten Mobilstation zugeteilt ist, der vierte Zeitschlitz in einem Aufwärtsstrecken-Zeitrahmen der gleichen Mobilstation zugeteilt. Die Zeitbasistrennung der Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstrecken-Zeitschlitze ermöglicht den Aufbau der Mobilstationen, diesen einfacher zu machen, da der Empfang und die Übertragung nicht simultan stattfinden.
Da bei Telekommunikationssystemen, wie beispielsweise bei dem GSM-System, die Datenübertragungsrate beschränkt ist, wurden Versuche gemacht, die Datenübertragungsrate zu steigern, indem mehr als ein Zeitschlitz pro Rahmen einer bestimmten Mobilstation zugeteilt wird. In der JP 05153033-A ist ein derartiges TD-Digital-Mobiltelekommunikationssystem offenbart, bei dem die gleiche Frequenz zum Übertragen und zum Empfangen von Information verwendet wird. 1 bis N Zeitschlitze innerhalb eines Aufwärtsstrecken-Zeitrahmens werden einer Mobilstation zugeteilt, und 1 bis N Zeitschlitze innerhalb eines Abwärtsstrecken-Zeitrahmens werden einer Mobilstation in Abhängigkeit vom Informationsvolumen zugeteilt, welches zwischen der Mobilstation und einer Basisstation zu übertragen ist. Jeder Rahmen ist entweder der Aufwärtsstrecken-Übertragung von Daten oder der Abwärtsstrecken-Übertragung von Daten zugeteilt. Die Aufwärtsstrecken-Zeitrahmen können nicht für eine Abwärtsstrecken-Übertragung von Daten verwendet werden, so dass eine starke asymmetrische Übertragung von Information mit einer großen Differenz zwischen der Menge an Aufwärtsstreckendaten und der Menge an Abwärtsstreckendaten nicht möglich ist.
In der JP 07107546-A ist ein TDMA-Funkkommunikationssystem offenbart, bei dem das Verhältnis zwischen der Anzahl von Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstrecken-Zeitschlitzen innerhalb eines Zeitrahmens oder eines Superrahmens, der aus mehreren Zeitrahmen besteht, gemäß der Gesamtmenge an Verkehr zwischen einer Basisstation und Mobilstationen geändert wird. Wenn sich die Datenübertragungsmengen schnell ändern, ändert der Umschaltpunkt innerhalb jedes Rahmens zwischen den Aufwärtsstrecken-Zeitschlitzen und den Abwärtsstrecken-Zeitschlitzen häufig die Position. Jede Änderung eines solchen Schaltpunkts erfordert eine Wiederzuordnung mehrerer Zeitschlitze für die unterschiedlich geschalteten Mobilstationen. Dieses bekannte System erfordert daher einen komplizierten Schaltungsaufwand.
Das in der EP 654 916-A2 offenbarte Schlitzzuteilungsverfahren leidet an den gleichen Problemen.
In der WO95/12258 ist eine Rahmenstruktur sowie ein verbessertes fortlaufendes Schlitzzuteilungsverfahren zur Verwendung bei drahtlosen Kommunikationssystemen beschrieben, bei denen geschlitzte Kommunikationsprotokolle verwendet werden, welche auf Verfahren von TDD oder TDMA basieren. Gemäß der hier offenbarten Erfindung werden ein Übertragungszeitschlitz und ein fortlaufender Empfangszeitschlitz einer Rahmenstruktur jeder Mobilstation eines drahtlosen Kommunikationssystems zugeteilt, so dass eine Mobilstation Daten zu einer Basisstation über einen Aufwärtsstreckenkanal, der der Mobilstation zugeteilt ist, während des ersten Zeitschlitzes 108 überträgt, und Daten von der Basisstation über einen Aufwärtsstreckenkanal, welcher der Mobilstation während eines zweiten Zeitschlitzes 110 zugeteilt ist, empfängt. Die vorgeschlagene Rahmenstruktur erlaubt dadurch, dass die Mobilstation verschiedene Frequenzen überwachen kann, während sie Daten nicht überträgt oder empfängt, so dass ein Kanalwechsel der Basisstation wie auch Interferenzvermeidungs-Kanalwechselverfahren bei dem drahtlosen Kommunikationssystem durchgeführt werden können. Die vorgeschlagene Rahmenstruktur erlaubt außerdem, dass die Kanalverzerrung minimiert wird, indem adaptiver Rauschausgleich auf Basis der Übertragungsvorkompensations- und/oder Antennen-Diversity in den entsprechenden Basisstationen bereitgestellt wird.
Die Erfindung, welche in dem bekannten Dokument WO95/12258 beschrieben ist, liefert außerdem ein Verfahren zum Erzeugen von zusätzlichen Zeitschlitzen, während denen diese Mobilstationen in der Lage sind, fortlaufend andere Kanalfrequenzen als die Kanalfrequenzen zu überwachen, welche den Mobilstationen zugeteilt sind, und um die Signalqualität zu bestimmen, die durch die BER-Leistung von Datenübertragungen von verschiedenen Basisstationen angegeben wird. Dieses Verfahren umfasst dadurch die Schritte zum Definieren einer vorgegebenen Zeitperiode als Zeitrahmen, das Hilfsunterteilen des Zeitrahmens in mehrere Zeitschlitze, das Übertragen eines HF-Signals von einer der Mobilstationen zu einer Basisstation während eines spezifischen der Zeitschlitze und das Empfangen eines weiteren HF-Signals von der Basisstation während des folgenden benachbarten Zeitschlitzes.
In ihrem Artikel "A Dynamic Channel Assignment Algorithm for Asymmetric Traffic in Voice/Data-Integrated TDMA/TDD Mobile Radio" (in: Proceedings of ICICS, Internationale Konferenz über Information, Kommunikation und Signalverarbeitung, ICICS 1997, Thema: Trends in Information Systems Engineering and Wireless Multimedia Communications, Singspore, 9–12. September 1997, Band 1, Seite 215–219) beschreiben die Autoren L. Chen, S. Yoshida, H. Murata und S. Hirose eine spezielle Rahmenstruktur in einem zellularen drahtlosen Kommunikationssystem auf Basis von TDMA/TDD, welches sich durch einen hochasymmetrischen Datenverkehr zwischen der Aufwärtsstrecke und der Abwärtsstrecke auszeichnet, wobei die Rahmenstruktur einen Hilfsrahmen für einen Informationskanal (IC) aufweist, der aus 24 aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen besteht, sowie einen dynamischen Intrarahmen-Zeitschlitz-Zuteilungsalgorithmus zum adaptiven Bewegen einer dynamischen TDD-Grenze, welche zum Hilfsunterteilen des Informationskanals in 12 Abwärtsstrecken- und 12 Aufwärtsstrecken-Kanäle verwendet wird, auf Basis einer Datenmenge, welche über diese Aufwärtsstrecken- bzw. Abwärtsstrecken-Kanäle zu übertragen ist Verglichen mit den herkömmlich angewandten Zeitschlitz-Zuteilungs-Algorithmen mit fester Grenze besitzt der vorgeschlagene Algorithmus eine überragende Leistung bezüglich übermäßiger Übertragungsdatenverzögerung. Als Ergebnis wird eine fast ähnliche Leistungsverbesserung in diesem Artikel für zwei ausgeprägte durchschnittliche Nachrichtengrößen von Datenrufen bestätigt.
J. Paradells et al.: "DECT MULTIBEARER CHANNELS", IEEE, 8. Juni 1994, Seite 696–700, offenbart ein DECT-System mit einem Abwärtsstrecken-Kanal und einem Aufwärtsstrecken-Kanal pro Zeitrahmen, wobei eine asymmetrische Verbindung gebildet werden kann, indem Zeitschlitzpaare verwendet werden, welche für die Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstrecken-Richtung ursprünglich zugeteilt sind. Bei der asymmetrischen Verbindung wird die frühere Richtung, welche den Schlitzen zugeteilt ist, beschädigt, und die Mobilstation oder die Basisstation muss einen Schlitz pro Verbindung in der Umkehrrichtung verwenden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Zuordnen von Zeitschlitzen in einem Zeitmultiplex-Duplex-Kommunikationssystem bereitzustellen, die eine einfache effiziente Zeitschlitzzuordnung für variierende Übertragungsinformationsmengen erlauben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, um Zeitschlitze gemäß Anspruch 1 zuzuordnen, und eine Einrichtung, um Zeitschlitze gemäß Anspruch 8 zuzuordnen. Vorteilhafte Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den entsprechenden Unteransprüchen definiert.
Gemäß Anspruch 1 bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Zuordnen von Zeitschlitzen in einem Zeitmultiplex-Duplex-Kommunikationssystem, bei dem die Information in vorgegebenen Zeitrahmen übertragen wird, welche eine vorgegebene Anzahl von Zeitschlitzen haben. Bei einem GSM-System beträgt die Anzahl der Zeitschlitze pro Zeitrahmen gleich 8. Jeder Zeitrahmen umfasst einen festen Block eines Empfangszeitschlitzes und eines Übertragungszeitschlitzes, welche einander benachbart sind. In dem Fall, dass das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung bei einer Kommunikationseinheit angewandt wird, beispielsweise einer Mobilstation, ist der Empfangszeitschlitz ein Abwärtsstrecken-Zeitschlitz und der Übertragungszeitschlitz ein Aufwärtsstrecken-Zeitschlitz. Das Verfahren zum Zuteilen von Zeitschlitzen gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst den Schritt zum Zuordnen von zumindest den Zeitschlitz benachbart zum Empfangszeitschlitz als zusätzlichen Empfangszeitschlitz und zumindest den Zeitschlitz benachbart zum Übertragungszeitschlitz als zusätzlichen Übertragungszeitschlitz in Abhängigkeit von einer Informationsmenge, die zu übertragen ist.
Somit werden beginnend von dem festen Block, der aus dem Empfangs- und Übertragungszeitschlitz besteht, die Zeitschlitze zum Empfangen und zum Übertragen erweitert, wodurch zusätzliche Empfangszeitschlitze auf Seiten des Empfangszeitschlitzes des festen Blocks hinzugefügt werden und zusätzliche Übertragungszeitschlitze auf Seiten des Übertragungszeitschlitzes des festen Blocks hinzugefügt werden. Dadurch können die zusätzlichen Zeitschlitze hinzugefügt werden oder zusätzlich zugeteilt werden, indem sie die Grenze von zwei benachbarten Zeitrahmen überqueren. Anders ausgedrückt können die zusätzlichen Zeitschlitze von einem Zeitrahmen in einen benachbarten Zeitrahmen erweitert werden.
Sogar, wenn eine große Differenz zwischen der Aufwärtsstrecken-Datenmenge und der Abwärtsstrecken-Datenmenge auftritt, liefert somit das Verfahren und die Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung eine effiziente und einfache Möglichkeit, die zu übertragende Information asymmetrisch zu übertragen. Da die Position des Schaltpunktes zwischen dem empfangenden Zeitschlitz und dem übertragenden Zeitschlitz aufgrund der festen Blockposition fest ist, erlaubt das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung, dass sich eine Übertragungsdatenmenge einer bestimmten Mobilstation ändern kann, ohne die Notwendigkeit, die Zeitschlitze für andere Mobilstationen neu zuzuordnen. Somit ist die vorliegende Erfindung besonders bei einem Mehrfachzugriffs-Kommunikationssystem vorteilhaft, bei dem ein Zeitrahmen mehreren Kommunikationseinheiten beispielsweise mehreren Mobilstationen zugeteilt ist.
Vorteilhafterweise ist die Anzahl zusätzlicher Empfangszeitschlitze und die Anzahl zusätzlicher Übertragungszeitschlitze voneinander unabhängig. Dies bedeutet, dass Daten oder Information asymmetrisch zwischen zwei Kommunikationseinheiten übertragen werden können. Der Empfangs- und Übertragungszeitschlitz des festen Blocks kann einer gemeinsamen ersten Kommunikationseinheit zugeordnet werden, beispielsweise einer Mobilstation. Da der Übertragungszeitschlitz vor dem Empfangszeitschlitz auf der Zeitachse angeordnet ist, können Probleme hinsichtlich des zeitlichen Vorziehens auftreten. Das zeitliche Vorziehen bedeutet, dass die Basisstation einen Aufwärtsstrecken-Zeitschlitz in einem korrekten Zeitpunkt empfangen muss. Um dieses Erfordernis zu erfüllen, wird der Übertragungszeitablauf des Aufwärtsstrecken-Zeitschlitzes eingestellt, beispielsweise durch eine Mobilstation, welche die Ausbreitungsverzögerung in betracht zieht. Natürlich ist die Ausbreitungsverzögerung bei der Außenumgebung wichtiger, in welcher Kommunikationseinheiten, beispielsweise Mobilstationen manchmal mit hoher Geschwindigkeit bewegt werden oder wobei Mehrfachpfadeffekte auftreten. Die Einstellung der Übertragungszeitablaufs des Aufwärtsstrecken-Zeitschlitzes wird als Zeitvorziehen bezeichnet. Hier wird das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung in einer Mobilstation durchgeführt, und, wenn der Übertragungszeitschlitz früher ist als der Empfangszeitschlitz, ist der Übertragungszeitablauf des Aufwärtsstrecken-Zeitschlitzes, der von der Mobilstation zur Station zu übertragen ist, nicht notwendig, da das Zeitvorziehen in diesem Fall keine Rolle spielt.
Die Zusatzzeitschlitze können entweder der gleichen ersten Kommunikationseinheit als festen Block zugeordnet werden, oder in dem Fall eines Mehrfachzugriffs-Kommunikationssystems wird ein Zeitrahmen mehreren Kommunikationseinheiten zugeordnet, und die Zusatzzeitschlitze werden Kommunikationseinheiten zugeordnet, welche gegenüber der ersten Kommunikationseinheit verschieden sind. Sogar in einem Mehrfachzugriffs-Kommunikationssystem liefert die vorliegende Erfindung eine vorteilhafte Möglichkeit für eine asymmetrische Datenübertragung.
Das oben erwähnte Zeitvorziehen wird lediglich wichtig, wenn alle Zeitschlitze eines Zeitrahmens zur Datenübertragung verwendet werden. Sogar in einem Fall, dass der Übertragungszeitschlitz dem Empfangszeitschlitz vorhergeht, tritt in einer Position des Zeitrahmens ein anderer Schaltpunkt zwischen dem Übertragungszeitschlitz und einem Empfangszeitschlitz auf. In diesem Schaltpunkt geht ein Empfangszeitschlitz einem Übertragungszeitschlitz vorher, so dass beispielsweise in einer Mobilstation das Zeitvorziehen zu einer möglichen Überlappung eines früheren Empfangszeitschlitzes in einen späteren Übertragungszeitschlitz führt. In diesem Fall kann eine Sicherheitsperiode in zumindest einem der benachbarten Zeitschlitze vorgesehen sein. Anders ausgedrückt kann eine Sicherheitsperiode entweder in dem früheren Empfangszeitschlitz oder in dem späteren Übertragungszeitschlitz vorgesehen werden, um Probleme aufgrund des Zeitvorziehens zu vermeiden. Vorteilhaft wird die Sicherheitsperiode lediglich am Ende des Empfangszeitschlitzes vorgesehen.
Gemäß Anspruch 8 ist eine Einrichtung zum Zuordnen von Zeitschlitzen in einem Zeitmultiplex-Duplex-Kommunikationssystem vorgesehen, bei dem die Information in vorgegebenen Zeitrahmen übertragen wird, welche eine vorgegebene Anzahl von Zeitschlitzen haben. Jeder Zeitrahmen umfasst einen festen Block eines Empfangszeitschlitzes und eines Übertragungszeitschlitzes, welche einander benachbart sind. Die Einrichtung zum Zuordnen von Zeitschlitzen ordnet zumindest den Zeitschlitz benachbart dem Empfangszeitschlitz als zusätzlichen Empfangszeitschlitz zu, und zumindest den Zeitschlitz benachbart zum Übertragungszeitschlitz als zusätzlichen Übertragungszeitschlitz in Abhängigkeit von einer Informationsmenge, die zu übertragen ist, zu. Diese Einrichtung zum Zuordnen von Zeitschlitzen gemäß der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise bei einer Kommunikationseinheit eines Telekommunikationssystems durchgeführt werden, beispielsweise einer Mobilstation und/oder Basisstation. Alle Ausführungen, die oben in Bezug auf das Verfahren, um Zeitschlitze gemäß der vorliegenden Erfindung zuzuordnen, gemacht wurden, gelten identisch für die Einrichtung zum Zuordnen von Zeitschlitzen gemäß der vorliegenden Erfindung.
In der folgenden Beschreibung werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert, in denen:
1 ein Beispiel eines festen Blocks zeigt, der einen Empfangszeitschlitz und einen Übertragungszeitschlitz aufweist, welche am Anfang entsprechender Zeitrahmen angeordnet sind;
2 einige Zeitrahmen mit zusätzlichen Übertragungszeitschlitzen und zusätzlichen Empfangszeitschlitzen zeigt;
3 einige andere Zeitrahmen zeigt, wobei einer der Zeitrahmen mit Daten, welche zur übertragen oder zu empfangen sind, gesättigt ist, so dass ein Zusatzschaltpunkt vorhanden ist;
4 einen vergrößerten Abschnitt von 3 zeigt, der ein Zeitvorziehen eines zusätzlichen Übertragungszeitschlitzes zeigt, der dem vorhergehenden Empfangszeitschlitz benachbart ist; und
5 ein schematisches Beispiel einer Kommunikationseinheit zeigt, welche eine Einrichtung aufweist, um Zeitschlitze gemäß der vorliegenden Erfindung zuzuordnen.
In 1 sind drei Zeitrahmen F₁, F₂ und F₃ schematisch gezeigt. Jeder Rahmen enthält beispielsweise 8 Zeitschlitze wie bei einem GSM-System. Obwohl alle Zeitrahmen, welche in 1, 2 und 3 gezeigt sind, 8 Zeitschlitze aufweisen, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt, wobei Zeitrahmen irgendeine andere erforderliche Anzahl von Zeitschlitzen aufweisen können. In jedem Rahmen bilden die ersten beiden Zeitschlitze 1 und 2 einen festen Block, der einen Übertragungszeitschlitz 1 und einen Empfangszeitschlitz 2 aufweisen. In dem Fall, dass die vorliegende Erfindung beispielsweise bei einer Mobilstation eines Telekommunikationssystems angewandt wird, ist der Übertragungszeitschlitz ein Aufwärtsstrecken-Zeitschlitz zum Übertragen von Daten oder Information von der Mobilstation zu einer Basisstation, und der Empfangszeitschlitz 2 ist ein Abwärtsstrecken-Zeitschlitz zum Übertragen von Daten von der Basisstation zur Mobilstation. Der Übertragungszeitschlitz 1 und der Empfangszeitschlitz 2 sind somit einem bestimmten Paar an Kommunikationseinheiten zugeordnet, beispielsweise einer Basisstation und einer Mobilstation. Die Basisstation kann dadurch Teil eines Mehrfachzugriffs-Kommunikationssystems sein, bei dem ein Rahmen mehreren Mobilstationen zugeordnet ist. Der feste Block, der den Übertragungszeitschlitz 1 und den Empfangszeitschlitz 2 aufweist, ist jedoch immer auf einer festen Position.
Im ersten und im zweiten Rahmen F₁ und F₂, welche in 1 gezeigt sind, werden die sechs verbleibenden Zeitschlitze 3 bis 8 in jedem Rahmen zur Übertragung von Information nicht verwendet. Da der Übertragungszeitschlitz 1 vor dem Empfangszeitschlitz 2 angeordnet ist, kann diese Schlitzzuordnung mit dem Zeitvorziehen wie oben erläutert fertig werden. Für eine Basisstation wird das Zeitvorziehen eingestellt, indem der Zeitablauf der Zeitschlitze eingestellt wird, welche von der Basisstation zur Mobilstation übertragen werden.
Im Beispiel, welches in 1 gezeigt ist, sind der erste Rahmen F₁, der nächste Rahmen F₂ und der dritte Rahmen F₃ nicht gesättigt, da lediglich der Übertragungszeitschlitz 1 und der Übertragungszeitschlitz 2 des festen Blocks verwendet werden, um Information in jedem der Rahmen zu übertragen. Der letzte Zeitschlitz 8 des dritten Rahmens F₃ ist ein zusätzlicher Übertragungszeitschlitz des festen Blocks des vierten Rahmens F₄ von 4.
In 2 wird Information im Übertragungszeitschlitz 1 und im Empfangszeitschlitz 2, die einen festen Block in jedem der gezeigten Rahmen F₄, F₅ und F₆ bilden, wie im ersten Beispiel, welches in 1 gezeigt ist, übertragen. Da jedoch es mehr Information gibt, welche zu senden und zu empfangen ist, ist ein zusätzlicher Übertragungszeitschlitz 8 vor dem Zeitschlitz 1 des festen Blocks in der Zeitachsenrichtung hinzugefügt. Zusätzliche Empfangszeitschlitze 3 und 4 sind hinter dem Empfangszeitschlitz 2 in der Zeitachsenrichtung hinzugefügt. Somit kann eine vergrößerte Informationsmenge oder Datenmenge zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation oder zwischen mehreren Mobilstationen und einer Basisstation übertragen werden. Im letzteren Fall können die zusätzlichen Übertragungs- und/oder Empfangszeitschlitze unterschiedlichen Mobilstationen zugeordnet werden. Beispielsweise können bei dem fünften Zeitrahmen F₅ die zusätzlichen Empfangszeitschlitze 3, 4 und 5 einer oder mehreren unterschiedlichen Mobilstationen zugeordnet werden. Die Position des Basisblocks verbleibt jedoch ungeändert, so dass der Schaltpunkt zwischen dem Übertragen und Empfangen der Information, der zwischen dem ersten Zeitschlitz 1 und dem zweiten Zeitschlitz 2 jedes Rahmens angeordnet ist, auf der gleichen Position bleibt. Dieser Schaltpunkt ist lediglich der Schaltpunkt, da die Zeitrahmen nicht mit Information, die zu übertragen ist, gesättigt sind. Wie aus 2 zu sehen ist, kann die Anzahl zusätzlicher Übertragungszeitschlitze und zusätzlicher Empfangszeitschlitze unabhängig vergrößert werden, so dass eine asymmetrische Datenübertragung möglich ist. Bei einem Mehrfachzugriffs-Kommunikationssystem können, bei dem ein Zeitrahmen mehreren Mobilstationen zugeordnet ist, die Zusatzzeitschlitze einer oder mehreren unterschiedlichen Mobilstationen zugeordnet werden. Für eine bestimmte Mobilstation müssen die Zeitschlitze, die zu übertragen oder empfangen sind, nicht in ein reguläres Intervall kommen. Das Muster der Schlitzzuordnung wird jedoch beibehalten und über zumindest mehrere Rahmen fortgesetzt, beispielsweise zwei Rahmen F₁ und F₂, wie in 1 gezeigt ist. In 2 ändert sich das Schlitzzuteilungsmuster für die nachfolgenden Rahmen F₄, F₅ und F₆. Das Muster der Schlitzzuordnung wird vorteilhafterweise nicht Rahmen um Rahmen geändert, sondern lediglich geändert, wenn die erforderliche Datenmenge, die zu übertragen ist, geändert wird. Dies ist der Fall für den in 2 gezeigten Zeitrahmen, bei dem die Datenmenge, die zu übertragen ist, auf einen Übertragungszeitschlitz vom Rahmen F₄ zum Rahmen F₅ und der Empfangszeitschlitz 2 vom Rahmen F₅ zum Rahmen F₆ reduziert ist.
Bei einem Mehrfachzugriffs-Kommunikationssystem, bei dem unterschiedliche Zeitschlitze unterschiedlichen Mobilstationen zugeordnet sind, können die Zeitschlitze 3 und 4, welche als Zusatzempfangszeitschlitze verwendet werden, und der Zeitschlitz 8, der als Zusatzübertragungszeitschlitz im Zeitrahmen F₄ verwendet wird, einer zweiten Mobilstation zugeordnet werden, wenn der Übertragungszeitschlitz 1 und der Empfangszeitschlitz 2 des festen Blocks einer ersten Mobilstation zugeordnet sind. Die Zeitschlitze 3 und 4 können außerdem einer zweiten Mobilstation bzw. einer dritten Mobilstation zugeordnet werden.
In dem Fall, dass die Informationsmenge, die zu übertragen ist, weiter ansteigt, kann die maximale Informationsübertragungsrate erzielt werden, indem alle Zeitschlitze in jedem Zeitrahmen zum Übertragen der Daten, wie in 3 gezeigt ist, für den Zeitrahmen F₇ verwendet werden. Im gezeigten Beispiel sind der Übertragungszeitschlitz 1 und der Empfangszeitschlitz 2 noch auf ihrer festen Position am Anfang eines jeden Zeitrahmens. Die Zeitschlitze 3 bis 7 des Rahmens F₇ werden als zusätzliche Empfangszeitschlitze verwendet. Dadurch können die unterschiedlichen Zeitschlitze 3 bis 7 unterschiedlichen Mobilstationen zugeordnet oder zugeteilt werden. Ein zusätzlicher Übertragungszeitschlitz 8 wird ebenfalls im Zeitrahmen F₇ verwendet, so dass der letzte Zusatzempfangszeitschlitz 7 und der fortlaufende Zusatzübertragungszeitschlitz 8 einander benachbart sind. Wenn in dieser Situation die Basisstation eng an der Mobilstation sich befindet, so dass die Ausbreitungsverzögerung klein ist, gibt es kein ernsthaftes Problem. Wenn sich jedoch die Basisstation weit weg von der Mobilstation befindet, beispielsweise wenige Kilometer, muss die Mobilstation den Übertragungszeitschlitz 8 vorher übertragen, um die Ausbreitungsverzögerung zu kompensieren. Anders ausgedrückt ist ein zeitliches Vorziehen notwendig. Daher hat die Mobilstation weniger Zeit, den letzten Zusatzempfangszeitschlitz 7 zu empfangen. Diese Situation ist ausführlicher in 4 gezeigt. 4 zeigt einen Abschnitt von 3 mit dem letzten zusätzlichen Empfangszeitschlitz 7 und dem zusätzlichen Übertragungszeitschlitz 8 des vorhergehenden Rahmens F₇ sowie den Übertragungszeitschlitz 1 des aufeinanderfolgenden Zeitrahmens F₈. Wie man aus 4 ersehen kann, wird der letzte Bereich des Empfangszeitschlitzes 7 geleert und als Sicherheitsbereich verwendet, um eine frühere Übertragung des Zusatzübertragungszeitschlitzes 8 zu ermöglichen. Es sollte verstanden sein, dass das Problem bei einem zeitlichen Vorziehen lediglich auftritt, wenn der Empfangszeitschlitz und ein nachfolgender Übertragungszeitschlitz einander benachbart sind, welche der gleichen Mobilstation zugeordnet sind. Es ist daher vorteilhaft, aufeinanderfolgende Übertragungs- und Empfangszeitschlitze einer Mobilstation in diesem Fall nicht zuzuordnen.
Im Zeitrahmen F₈, der auf den Zeitrahmen F₇ folgt, wird mit der maximalen Informationsübertragung die Informationsmenge, die zu übertragen ist, reduziert, und lediglich die Zeitschlitze 3, 4 und 5 werden als zusätzliche Empfangszeitschlitze zugeordnet. Im folgenden Zeitrahmen F₉ wird die Informationsmenge, die zu übertragen ist, weiter auf den Basisblock reduziert, der den Übertragungszeitschlitz 1 und den Empfangszeitschlitz 2 umfasst.
In 5 ist eine Kommunikationseinheit 10, bei der die vorliegende Erfindung vorhanden ist oder durchgeführt wird, schematisch gezeigt. Die Kommunikationseinheit 10 kann beispielsweise eine Mobilstation oder eine Basisstation eines mobilen Telekommunikationssystems sein.
Die Kommunikationseinheit 10 umfasst eine Antenne 11, über welche Information, welche auf entsprechende Trägerfrequenzen moduliert ist, übertragen und empfangen werden kann. Die Kommunikationseinheit 10 umfasst eine Empfangseinrichtung 12, welche ankommende Information über die Antenne 11 empfängt und die empfangene Information zu einer Steuereinheit 13 liefert, in welcher die empfangene Information in einer bekannten Weise demoduliert wird, decodiert wird usw.. Die Steuereinheit 13 umfasst eine Zuordnungseinrichtung 15, in welcher die Zeitschlitze der vorher festgelegten Zeitrahmen in Abhängigkeit von der Informationsmenge, welche zu übertragen ist, als Empfangs- oder Übertragungszeitschlitze gemäß dem oben erläuterten Verfahren zugeordnet werden. Die Steuereinheit 13 kann somit auch eine Einrichtung aufweisen, um die zu übertragende Informationsmenge zu bestimmen, d. h., die empfangen oder übertragen wurde, um eine entsprechende Information an die Zuordnungseinrichtung 15 abzugeben, so dass die Zuordnungseinrichtung 15 entsprechend die Zeitschlitze als Empfangs- oder Übertragungszeitschlitze in Abhängigkeit von der Menge an Übertragungsinformation zuordnet. Die Zuordnungseinrichtung 15 der Steuereinheit 13 ordnet die Zeitschlitze entsprechend dem Schlitzzuordnungsverfahren, welches oben mit Hilfe von 1 bis 4 erläutert wurde, zu. Danach beliefert die Steuereinheit 13 eine Übertragungseinrichtung 14 mit entsprechender Information, welche innerhalb der entsprechend zugeteilten Zeitschlitze über die Antenne 11 zu einer anderen Kommunikationseinheit zu übertragen ist. Die Steuereinheit 13 kann außerdem eine Sicherheitsperiodeneinrichtung 16 aufweisen, welche in dem Fall, dass der zusätzliche Empfangszeitschlitz und ein zusätzlicher Übertragungszeitschlitz einander benachbart werden, beispielsweise in dem Fall, der in 3 und 4 gezeigt ist, eine Sicherheitsperiode in zumindest einem der benachbarten zusätzlichen Zeitschlitze liefert. Wie oben ausgeführt wird diese Situation lediglich in dem Fall relevant, dass der vorherige empfangene Zeitschlitz und der nachfolgende Übertragungszeitschlitz der gleichen Kommunikationseinheit 10 zugeordnet sind. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die Sicherheitsperiodeneinrichtung 16 die Sicherheitsperiode am Ende der zusätzlichen Empfangszeitschlitze bereitstellt, beispielsweise den zusätzlichen Empfangszeitschlitz 7 des Zeitrahmens F₇, der in 3 und 4 gezeigt ist.

Claims

Verfahren zum Zuordnen von Zeitschlitzen in einem Zeitmultiplex-Duplex-Kommunikationssystem (TDD), bei dem Information in vorher festgelegten Zeitrahmen (F_j) übertragen wird, welche eine vorher festgelegte Anzahl von Zeitschlitzen haben, wobei jeder Zeitrahmen (F_j) einen festen Block aufweist, der aus einem einzigen Übertragungszeitschlitz (1) und einem einzigen Empfangszeitschlitz (2) besteht, der unmittelbar dem Übertragungszeitschlitz (1) folgt, wobei der Übertragungszeitschlitz (1) der erste Zeitschlitz in jedem Rahmen (F_j) ist, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch: den Schritt zum Zuordnen von zumindest des Zeitschlitzes (3), der unmittelbar dem Empfangszeitschlitz (2) in einem aktuellen Zeitrahmen (F_j) folgt, als einen zusätzlichen Empfangszeitschlitz und zum Zuordnen von zumindest des Zeitschlitzes (8), der unmittelbar dem Übertragungszeitschlitz (1) in dem unmittelbar nachfolgenden Zeitrahmen (F_j+1) vorhergeht, als einen zusätzlichen Übertragungszeitschlitz in Abhängigkeit von der zu übertragenden Informationsmenge, wobei, wenn die Informationsmenge, die zu übertragen ist, geändert wird, die Gesamtzahl zugeordneter Zeitschlitze dynamisch geändert wird, indem zusätzliche Empfangszeitschlitze hinzugefügt werden, welche dem zusätzlichen Empfangszeitschlitz folgen, und zusätzliche Übertragungszeitschlitze hinzugefügt werden, welche dem zusätzlichen Übertragungszeitschlitz vorhergehen, so dass, wenn alle Zeitschlitze (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) im aktuellen Zeitrahmen (F_j) zum Übertragen von Information verwendet werden, ein letzter zusätzlicher Empfangszeitschlitz und der nachfolgende zusätzliche Übertragungszeitschlitz einander benachbart sind.
Verfahren zum Zuordnen von Zeitschlitzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl zusätzlicher Empfangszeitschlitze und die Anzahl zusätzlicher Übertragungszeitschlitze unabhängig voneinander sind.
Verfahren zum Zuordnen von Zeitschlitzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Empfangs- und der eine Übertragungszeitschlitz (2, 1) des festen Blocks einer ersten Kommunikationseinheit (10) zugeordnet werden.
Verfahren zum Zuordnen von Zeitschlitzen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Schlitze außerdem der ersten Kommunikationseinheit (10) zugeordnet werden.
Verfahren zum Zuordnen von Zeitschlitzen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitrahmen (F₁, F₂, ...) mehreren Kommunikationseinheiten zugeordnet wird und die zusätzlichen Zeitschlitze Kommunikationseinheiten, welche gegenüber der ersten Kommunikationseinheit (10) verschieden sind, zugeordnet werden.
Verfahren zum Zuordnen von Zeitschlitzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sicherheitsperiode (17) in zumindest einem von den benachbarten zusätzlichen Empfangs- und Übertragungszeitschlitzen vorgesehen wird.
Verfahren zum Zuordnen von Zeitschlitzen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsperiode (17) am Ende des letzten zusätzlichen Empfangszeitschlitzes (7) vorgesehen ist.
Einrichtung zum Zuordnen von Zeitschlitzen in einem Zeitmultiplex-Duplex-Kommunikationssystem (TDD), bei dem Information in vorher festgelegten Zeitrahmen (F_j) übertragen wird, welche eine vorher festgelegte Anzahl von Zeitschlitzen haben, wobei jeder Zeitrahmen (F_j) einen festen Block aufweist, der aus einem einzigen Übertragungszeitschlitz (1) und einem einzigen Empfangszeitschlitz (2), der unmittelbar dem Übertragungszeitschlitz (1) folgt, besteht, wobei der Übertragungszeitschlitz (1) der erste Zeitschlitz in jedem Rahmen (F_j) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (15) konfiguriert ist, um zumindest den Zeitschlitz (3), der unmittelbar dem Empfangszeitschlitz (2) in einem aktuellen Zeitrahmen (F_j) folgt, als einen zusätzlichen Empfangszeitschlitz und zumindest den Zeitschlitz (8), der unmittelbar dem Übertragungszeitschlitz (1) im unmittelbar nachfolgenden Zeitrahmen (F_j+1) vorhergeht, als einen zusätzlichen Übertragungszeitschlitz in Abhängigkeit von einer Informationsmenge, die zu übertragen ist, zuordnet, wobei, wenn die Informationsmenge, die zu übertragen ist, geändert wird, die Gesamtzahl der zugeordneten Zeitschlitze dynamisch geändert wird, indem zusätzliche Empfangszeitschlitze, welche dem zusätzlichen Empfangszeitschlitz folgen, und zusätzliche Übertragungszeitschlitze, welche dem zusätzlichen Übertragungszeitschlitz vorhergehen, hinzugefügt werden, so dass, wenn alle Zeitschlitze (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) im aktuellen Zeitrahmen (F_j) zum Übertragen von Information verwendet werden, ein letzter zusätzlicher Empfangszeitschlitz und der nachfolgende zusätzliche Übertragungszeitschlitz einander benachbart sind.
Einrichtung zum Zuordnen von Zeitschlitzen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl zusätzlicher Empfangszeitschlitze und die Anzahl zusätzlicher Übertragungszeitschlitze voneinander unabhängig sind.
Einrichtung zum Zuordnen von Zeitschlitzen nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch Zuordnen des einen Empfangs- und des einen Übertragungszeitschlitzes (2, 1) des festen Blocks zu einer ersten Kommunikationseinheit.
Einrichtung zum Zuordnen von Zeitschlitzen nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Zuordnen der zusätzlichen Schlitze, die auch der ersten Kommunikationseinheit (10) zugeordnet sind.
Einrichtung zum Zuordnen von Zeitschlitzen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitrahmen (F₁, F₂, ...) mehreren Kommunikationseinheiten zugeordnet ist und die zusätzlichen Zeitschlitze Kommunikationseinheiten, welche gegenüber der ersten Kommunikationseinheit (10) verschieden sind, zugeordnet sind.
Einrichtung zum Zuordnen von Zeitschlitzen nach einem der Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet durch eine Sicherheitsperioden-Einrichtung (16), die eingerichtet ist, eine Sicherheitsperiode (17) in zumindest einem der benachbarten zusätzlichen Empfangs- und Übertragungszeitschlitze vorzusehen.
Einrichtung zum Zuordnen von Zeitschlitzen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsperioden-Einrichtung (16) eingerichtet ist, die Sicherheitsperiode (17) am Ende des letzten zusätzlichen Empfangszeitschlitzes (7) bereitzustellen.