EP1266532A1 - Verfahren zur ressourcenzuteilung in einem funk-kommunikationssystem - Google Patents

Verfahren zur ressourcenzuteilung in einem funk-kommunikationssystem

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Publication number
EP1266532A1
EP1266532A1 EP01923533A EP01923533A EP1266532A1 EP 1266532 A1 EP1266532 A1 EP 1266532A1 EP 01923533 A EP01923533 A EP 01923533A EP 01923533 A EP01923533 A EP 01923533A EP 1266532 A1 EP1266532 A1 EP 1266532A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
resources
data
transmission
network
data sources
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01923533A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jean-Michel Traynard
Christian Menzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1266532A1 publication Critical patent/EP1266532A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/16—Performing reselection for specific purposes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/26—Resource reservation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation

Definitions

  • the invention relates to a method for resource allocation in a radio communication system, in particular a mobile radio system, and a radio communication system designed in this way, resources of the radio interface being formed by channels which are used by the network for several connections of and to subscriber stations are made available and differ in the time position and their signal form only in a given frequency scan, and in which pauses in data transmissions further data transmissions are carried out.
  • Radio communication systems enable communication connections to be established between mobile or fixed subscriber stations and a base station in the network by sending data in both directions over the radio interface.
  • frequency division duplexers Frequency Division Duplex FDD
  • time division duplex Time Division Duplex TDD
  • Multiple access methods are used to distinguish between several simultaneous connections between individual subscribers If several subscribers on the same carrier frequency are separated on the radio interface by different time slots, a time division multiplex procedure (Tii ⁇ e Division Multiple
  • Code Division Multiple Access TDMA Time-division multiplexing
  • other methods for separating subscribers can be used on the radio interface, such as code division multiplex (Code Division Multiple Access CDMA), in which the signal signals are used for the purpose of unambiguously assigning clean separation spread different orthogonal code sequences over the entire bandwidth AVAILABLE under coding gain ⁇ to.
  • code division multiplex Code Division Multiple Access CDMA
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • TD-CDMA-Ver nrens is the Time Division-Synchron Code Division Multiple Access (TD-SCDMA " 1 method, which, like the TD-CDMA method, can serve as an example for the use of the invention without the generality of the TD-SCDMA method.
  • the TD-SCDMA method differs from the pure TD-CDMA method, inter alia, by using a precise synchronization of the received signals in the uplink, which improves the detection properties of the received signals.
  • non-real-time data transmissions are, for example, typical Internet traffic such as WWW (World Wide Web), FTP (File Transfer Protocol), e-mail or SMS (Short Message Service). They are based on a packet-oriented transmission of data, which is also subdivided on the time axis, but not primarily in fixed time slots, but in addressed data packets of variable length.
  • the transmission of such data packets and the signaling of the application layer contained therein can be carried out on the radio interface effectively be realized by short, the respective data packet size at ⁇ fitted resource assignments because supply breaks-acres each data packets generally longer Ubertra- occur. Longer delays, for example, 400 ms to several seconds, for example, by non Availability at and the consequent delay in the ⁇ transmission of data packets due are in Xicht-Ecr.t- time data is unkntiscn.
  • Real-time ubertragonne are usually realized by ln ⁇ gere exclusive allocation of a resource per connection, although with them Ubertragungspa sen by however much k rzerer time, for example as a result of using egg nes VAD (Voice actvity Detector) for switching off the transmitter during pauses or fluctuations in the data rate.
  • VAD egg actvity Detector
  • the reason for this resource allocation are the strict delay requirements of, for example, less than 40 ms. / Oak from the usual resource allocation methods, which cannot always be met after a short pause in transmission.
  • TD-CDMA Time Division Multiple Access
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • resource is to be understood as the transmission capacity which is necessary for a verbm ⁇ mg is required in general m UMTS by the triple
  • Frequency, time slot and code is characterized.
  • m UMTS is needed, for example, only ei ⁇ nen physical channel, ie, a time slot and a spreading code within a frequency band.
  • ei ⁇ nen physical channel ie, a time slot and a spreading code within a frequency band.
  • you need eight physical channels i.e. a time slot with eight spreading codes.
  • the resource can also be divided into several time slots, for example it can be divided into two for a 64 kbit / s data service for which four physical channels are required
  • Spreading codes can be distributed on ⁇ em one and two spreading codes on another time slot.
  • the pooling of several individual resources into one larger transmission resource is called channel pooling.
  • Each time slot can be assigned to the Uplmk or Downlmk.
  • a radio communication system can also be limited by the number of allocated resources. This applies, for example, to subscribers who are integrated in Circuit Switched (CS) applications.
  • the network exclusively assigns as many dedicated channels (DCH) to each connection as is required for the transmission of the peak value of the data rate of real-time services. Allocating fixed resources is optimal if the real-time application uses the available bandwidth at all times. at c
  • the multiple access scheme In order to keep the collisions or the loss of user data to an acceptable minimum, the multiple access scheme must be designed with a lot of redundancy and security. In a TD-CDMA system this means, for example, that although 16 codes are available per time slot, only a maximum of 8 of these codes at the same time can be awarded. If more codes were assigned, this would lead to an unacceptable increase in interference in the case of voice connections in the times when all transmissions happen to be active at the same time. However, due to pauses in speech, not all 8 codes are used most of the time. This and the maximum number of codes used simultaneously for dedicated channels for this "worst case" result in unused resources. This effect of soft capacity limitation described here and its consequences can also be observed in other CDMA systems.
  • the invention is based on the object of specifying a method according to which, in times of non-optimal utilization of a TD-CDMA system or a comparable radio communication system, by data polling via dedicated channels, additional data from other applications are transmitted with a low signaling effort and possible mutual disturbances and the transmission capacity of the radio interface can be optimally used.
  • a data source using an allocated channel indicates the end of the transmission break after each transmission break mC within a data transmission of the resource management of the network and then accesses its dedicated channel without delay. 5
  • a reduction in the complexity of the signaling is achieved by not using the unused resources of the data sources using data channels, but instead not using them as dedicated channels ⁇ er-C due to the soft capacity limitation to other data sources willing to send from the network Resources are allocated.
  • the resources already allocated as dedicated channels remain exclusively allocated to these data sources. This means that when this activity resumes, there will be no collision with other data sources on this pessource.
  • at least as many additional resources can be located as there are simultaneous data sources using inactive, dedicated channels.
  • PUSCH PUSCH resources are sent, which are valid for the next transmission period.
  • the necessary addressing of the PUSCH resources is communicated to the additional data sources willing to send by suitable signaling. As soon as a data source in the UCCH that is willing to send has received its USF in connection with one or more PUSCH resources, it is allowed to use this / these PUSCH resources during the next transmission period. 'send.
  • Another embodiment provides for the number of PU3CH
  • the beginning of transmission pauses in data transmissions using dedicated channels can be transmitted to the network as inband signaling from the data sources using the dedicated channels.
  • the ends of transmission pauses using data channels using dedicated channels can be signaled to the network on a separate signaling channel, such as the Fast Uplmk Access Channel FUACH, by the data channels using dedicated channels.
  • a separate signaling channel such as the Fast Uplmk Access Channel FUACH
  • a (first) interference level can be defined as a threshold for radio cells, the undershoot of which pauses in data transmissions into the dedicated channel. signals that are assigned by the network for other data transmissions.
  • an interference level lower than the first interference level can be defined as the threshold value for radio cells, if the threshold is undershot for a certain period of time, the network assigns further (P) USCH resources to other data transmissions without signaling via the beginning of a transmission break of a data transmission in the dedicated channels.
  • Resources are allocated and, after these resources have been exhausted, the resources of the currently inactive applications are allocated on the dedicated channels.
  • Fig. 2 is a schematic representation of the radio interface between subscriber stations and base stations of the
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of transmission resources allocated according to the invention in the upward direction, viewed over several time slots within a TDMA frame, and
  • FIG. 4 shows a schematic representation of resources allocated according to the invention within a time slot, viewed over several TDMA frames.
  • the radio communication system shown in FIG. 1 and exemplarily configured as a mobile radio network consists of interlinked mobile switching devices MSC / SGSN, which at the same time have access to fixed networks such as PSTN, ISDN and IP network produce. You are at least with one facility each
  • RNC connected, each access to at least one of Ba ⁇ sisstation Node B. manufactures and shear for allocating resources funktechni ⁇ is responsible.
  • Each base station Node B can establish connections V from un ⁇ to a large number of subscriber stations UE via a radio interface, some of which are shown as examples.
  • Each base station node B_ forms at least one radio cell Z, which is combined with other radio cells to form a logical group of radio cells within the cellular mobile radio system.
  • a number of logical channels are defined for each frequency, time and spreading code selective physical channel, which are mapped onto the physical channels. They are identified by a specific parameter group.
  • User information such as voice and data are sent for circuit-switched and packet-oriented applications via log_- see user channels (Traffic Channel TCH).
  • Signaling information is transmitted via logical signaling channels (Control Channel CCH.
  • the signaling channels are also used for bit and TDMA frame synchronization and possibly for packet-oriented data transmissions such as short message services (SMS, CBS).
  • logical user channels ICH are set up in the known manner for undelayed transmission.
  • the subscriber station UE of the radio cell Z sends RT data in the upward direction to the base station Node B.
  • the subscriber station UE. can be characterized as an RT source in this case.
  • Em logical user channel DCH can consist of one or more physical individual resources and is very variable for the maximum values. data rates. In this mgische Nutzkanal
  • time-critical data is not delayed by a transmission of non-time-critical iNon Real Time NRT) data or time-critical data from other data sources (UE UE.).
  • the beginning and end of pauses within RT data transmissions are signaled with suitable means "on the RT source UE of the base station Node B.
  • the pause beginning curch be a Indand-Si- gnalmaschine communicated in the assigned logical N ⁇ tzkanal DCH.
  • m the data blocks (bursts, m the information to be transmitted are classified after pretreatment to increase transmission security, special signaling information on the source side m the signaling component S (see FIG. 2) of a data block and received on the receiving side from the signaling component read.
  • the signaling for the end of the break can, according to a further embodiment of the invention, as symbolically represented in FIG. 1, by means of the subscriber-specific, dedicated
  • a base station Node B can also determine the beginning and end of the break at the measured interference level m of the radio cell Z.
  • NRT data source UE F or other data transmissions, preferably NRT ubertragonne, but also possibly RT ubertragungen data sources ⁇ UE UE, the invention can also be used resources that are not loading after an advantageous form already on dedicated Nutzkanalen DCH other Data sources have been assigned. According to the invention, these resources form the logical user channel Uplmk Shared Channel USCH.
  • the referral to ⁇ a connection to the physical resource USCH-cen PUSCH is performed m one embodiment of the invention via a further signaling channel, the control channel Uplmk UCCH means of a Uplmk State Flags USF. Flags carry signaling information in a known manner within a data block to distinguish between voice and data transmissions. They will continue to be used to transfer control information to packet-oriented data services.
  • assignments between PUSCH resources and USFs are sent per transmission period, which corresponds to the rule of the scrambling duration for real-time connections, ie 20 ms, which are valid for the next transmission period.
  • the data sources UE UE according to FIG. 1 know the necessary addressing of the PUSCH resources for this by suitable means. For example, these are specified in the standard or are continuously "broadcast" by the base station Node B.
  • the addressing of the PUSCH reserves can also take place when the USCH mode is transferred to the data sources UE, UE. be communicated.
  • the NRT data source UE finds its USF in the UCCH with a connection to one or more PUSCH resources, it knows that it can send m this and only this PUSCH resource / s during the next transmission period , If your USF is not included, you may not send.
  • the number of PUSCH resource for which per Ubertragungs ⁇ period USFs are assigned in UCCH is determined by the base station Node-B. It depends on the one hand on the activities of the data sources on the dedicated channels, which is known to the base station Node B via the corresponding in and outband signaling, and on the other hand according to the interference level m of the radio cell Z measured by the base station Node B.
  • the base station Node B must assume that e.g. B. some outband signaling of a data source sending on a dedicated channel regarding the "end of a transmission pause" was not received, these data sources UE started to send again and thus fewer PUSCH resources are available.
  • FIG. 2 An exemplary frame structure of the radio interface of a TDD transmission operator is shown in FIG. 2. After that, a total transmission bandwidth of z. B. 20 MHz m 4 sub-frequency band Bl .. B4 divided with a bandwidth of 5 MHz. Some or all sub-frequency bands B are appropriately assigned to each radio cell. This is the FDMA component of the hybrid multiple access procedure TD-CDMA. Within each sub-frequency band B there is also a division of the time axis m TDMA frame Tr according to a TDMA component. r3r _ constant length, for example 10 ms, instead, which in turn is divided into, for example, 16 time slots TS1 to TS16 of likewise the same length of time, for example 625 ⁇ s, with increasing numbers.
  • r3r _ constant length, for example 10 ms, instead, which in turn is divided into, for example, 16 time slots TS1 to TS16 of likewise the same length of time, for example 625 ⁇ s, with increasing
  • the numbering is repeated in each TDMA frame.
  • e and the same time slot number TS1 to TS16 can be assigned to a subscriber station periodically in the TDMA frame interval of 10 ms.
  • time slot hop There is also the possibility of periodically changing the time slots TS according to a certain scheme (time slot hop).
  • Each radio cell has several Ze_.t- slots allocated TS. Part of these time slots TS is used for the downlink DL from a base station to a subscriber station and part for the uplink UL. In between is a switchover point SP, which can be variably administered between the various asymmetrical distribution of the transmission resources.
  • a communication link are each assigned one or meh ⁇ eral individual resources dynamically, in order to realize connections with different data rates or sev- eral services to operate in parallel on a link.
  • ⁇ ner of the time slots TS data blocks ⁇ bursts) are transmitted, containing in the case of normal bursts for Nutzkanale a data part D, a signaling component S and a training sequence T for channel estimation.
  • the information of several connections is transmitted in a time slot TS, in that each time slot TS is spread again with a subscriber code sequence for each connection.
  • the spreading of individual data symbols of the data D to be transmitted, in which training sequences T known at the receiving end are embedded, has the effect that within the symbol duration T- - Q data chips D chips of the duration T. be transmitted.
  • the Q data chips form the connection-specific subscriber code. 16 spreading cooes C1 to C16 are available for each time slot TS (full slot).
  • Emzel resource as the smallest unit for the transmission of useful and signaling information.
  • FIG. 3 An allocation of pesources to time slots and codes within a TDMA frame is shown as an example in FIG. 3.
  • a TDMA frame n + 1 is selected.
  • fen. According to the IC. Slitting time slot of its total of 16 time is the switching point SP between the Abwarts ⁇ distance DL and UL Aufwartsumble adopted. Due to the CDMA component, each time slot can be occupied by up to 8 out of 16 individual resources (codes) at the same time.
  • the RT data source UE from FIG. 1 sends real-time data
  • the code 4 in time slot 11 of the TDMA frame structure is assigned exclusively by the base station Neue B as a resource.
  • the transmission takes place on the logical user channel DCH.
  • the resource remains reserved for the RT data source UE even during pauses in speech.
  • a further data source UE_ receives a transmission resource on the DCH from the base station Node B, for the transmission thereof, in the example in the time slot 13 the codes 1 to 4 and in the time slot 14 the codes 1, 3, 5 and 8.
  • it is an NRT data transmission in the 128 kbit / s data service.
  • the resource for the further data source UE thus lies on freely available codes and does not access the code 4 in the time slot 11 that is exclusively assigned to the RT data source UE even during transmission pauses of the RT application of UE. This is also the case if other codes and / or time slots are assigned to the further data source UE ⁇ by the resource management in the course of the NRT transmission.
  • the further data source UE_ could of course also be an RT data source and could manage with one or two codes - depending on the quality of the connection - in a time slot.
  • an NRT data source UE requests a connection from the base station Node B1.
  • Your ⁇ pursuant to another aspect of the invention PUSCH Res ⁇ resources allocated on the USCH.
  • the "unused" codes 15 and 16 m are assigned to time slots 13 and 15, with which a 64 kbit / s data service can be implemented. In this way are collisions with eg the RT data ⁇ closed source UE and the NRT data source UE effectively out ⁇ .
  • NRT data source UE were assigned codes 1 to 4 on the time slot 11 for the time of the transmission pauses from the RT data source UE, for example using a method according to the prior art.
  • another NRT data source are UE. the codes 13 and 14 assigned to the time slot 13.
  • FIG. 4 schematically shows the allocation of resources within an exemplary time slot TS13 over several TDMA frames n, n + 1, .... n + 3 to the data sources UE , UE, UE and UE. shown.
  • the number of resources available in the Uplmk Shared Channel USCH directly from the number of resources active as dedicated channels DCH per TDMA frame, or also a group of TDMA frames, e.g. B. depends on two or four TDMA frames.
  • the maximum permitted number of resources used per time slot TS13 is assumed to be 8 in the example.
  • the data sources UE, UE using the dedicated channels DCH wait until the corresponding number of uplink shared channel (USCH) resources is no longer used. Therefore, no more than 8 resources are used at the same time. If the data sources UE, UE, which use the dedicated channels DCH, were not maintained, under certain circumstances more than 8 resources could be used simultaneously during the allocation period. For example, this could be the case when moving from TDMA frame n + 2 on the TDMA frame n + 3, provided that the data source UE_ is already sending in the TDMA frame n + 2 instead of waiting until the TDMA frame n + 3.
  • the Uplmk Shared Channel USCH thus contains all resources that are not used as dedicated channels DCHs.
  • the number of resources actually used for the USCH transmission results from the transmission pauses on the dedicated channels DCHs.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Bei einem Verfahren zur Ressourcenzuteilung in einem Funk-Kommunikationssystemen, insbesondere Mobilfunksystem, bei dem die Ressourcen im Vielfachzugriff zur Verfügung gestellt werden und sich in der Zeitlage und ihrer Signalform unterscheiden, und wobei in Pausen von Datenübertragungen, für die dedizierte Kanälen reserviert sind, weitere Datenübertragungen vorgenommen werden, werden anderen Datenquellen in Aufwärtsrichtung solche Ressourcen zugewiesen, welche nicht bereits als dedizierte Kanäle Datenquellen zugewiesen sind.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Ressourcenzute._-.ung in einem Funk-Kommumka- tionssystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ressourcenzuteiiung m einem Funk-Kommunikationss/stem, insbesondere Mobil funkss - stem, und ein derartig ausgebildetes Funk-Kommumkationssy- stem, wobei Ressourcen der Funkschnittstelle durch Kan le ge- bildet werden, die vom Netzwerk für mehrere Verbindungen von und zu Teilnehmerstationen ιr Vielfacnzugπ f zur Verfugung gestellt werden und sich m αer Zeitlage und ihrer Signalform mnernalb eines vorgegebenen Frequenzcandes unterscheiden, und wobei m Pausen von Datenuoertragungen weitere Datenuber- tragungen vorgenommen werden.
Funk-Kommunikationssysteme ermöglichen den Aufbau von Kommunikationsverbindungen zwischen mobilen oder festen Teilneh- merstationen und einer Basisstation αes Netzwerks, indem Da- ten in beiden Richtungen über die Funkschnittstelle gesendet werden. Für eine ungestörte bidirektionale Verbindung von einer Teilnenmerstation zu ihrer Basisstation (Uplmk) und umgekehrt (Downlmk) werαen Freqaenzduplex-Verfahrer (Frequency Division Duplex FDD) und Zeitαuplexverfahren (Time Division Duplex TDD angewendet. Zur Unterscheidung mehrerer gleichzeitiger Verbindungen zwischen einzelnen Teilnehmern untereinander werden Vielfachzugriffsverfahren eingesetzt. Sind mehrere Teilnehmer auf der gleichen Tragerfrequenz auf der Funkschnittstelle durch unterschiedliche Zeitlagen getrennt, liegt ein Zeitmultiplexverfa ren (Tiiτe Division Multiple
Access TDMA) vor. Zusätzlich zum Zeitmultiplex können auf der Funkschnittstelle weitere Verfahren zum Separieren von Teilnehmern angewendet sein, wie reispielsweise Codemultiplex (Code Division Multiple Access CDMA) , bei dem die Emzelsi- gnale zwecks eindeutiger Zuordnung ur.α sauberer Trennung mit unterschiedlichen orthogonalen Codefolgen über die gesamte verfugbare Bandbreite unter Codierungsgewinn gespreizt wer¬ den.
Im zukünftigen Universal Mocile Telecommunication System UMTS sinα nybride Multiplexverfahren auf der Basis von frequenzge¬ teiltem Codemultiplex (Wideband-Code Division Multiple Access -CDMA) und zeitgeteiltem Codemultiplex (Time Division-Code Division Multiple Access TD-CDMA) vorgesehen. Bei letzterem Verfahren handelt es sich um eine Kombination der Vielfachzugriffskomponenten FDMA, TDMA und CDMA, charakterisiert durch die Freiheitsgrade Frequenz, Zeitschlitz und Code, wobei im TDD-Modus die Übertragung sowcnl m Aufwartsrichtung als auch in Abwartsrichtung in einem gemeinsamen Frequenzoand erfolgt. Eine Ausprägung des TD-CDMA-Ver nrens ist das Time Division- Synchron Code Division Multiple Access (TD-SCDMA"1 -Verfahren, das wie das TD-CDMA-Verfahren als Beispiel für den Einsatz der Erfindung dienen kann, ohne die Allgemeinheit der Erfindung hierdurch einzuschränken. Das TD-SCDMA-Verfahren unter- scneidet sich gegenüber dem reinen TD-CDMA-Verfahren u. a. durch das Verwenden einer hccngenauen Synchronisation αer Empfangssignale im Uplmk, was die Detektionseigenschaften αer Empfangssignale verbessert.
In Mobilfunksystemen kommender Generationen wird der Anteil von Nicht-Echtzeit-Datenubertragungen stark zunehmen. Solche Nicht-Echtzeit-Datenuoertragungen sind zum Beispiel typischer Internetverkehr wie WWW (World Wide Web), FTP (File Transfer Protocol), E-Mail oder SMS (Short Message Service) . Sie beru- hen auf einer paketorientierten Übertragung von Daten, bei der gleichfalls eine Unterteilung auf der Zeitachse erfolgt, allerdings nicht vordergrundig in feste Zeitschlitze, sondern in adressierte Datenpakete variabler Lange. Auf der Funkschnittstelle kann die Übertragung solcher Datenpakete und die in ihr enthaltene Signalisierung der Anwendungsschicht am effektivsten durch kurze, der jeweiligen Datenpaketgroße an¬ gepaßte Ressourcenbelegungen realisiert werden, weil zwiscnen den einzelnen Datenpaketen im allgemeinen längere Ubertra- gungspausen auftreten. Längere Verzogerungen von zum Beispiel 400 ms bis zu einigen Sekunden, die zum Beispiel durch Nicht- verfugbarkeit und die damit verbundene Verzögerung der Über¬ tragung von Datenpaketen bedingt sind, sind bei Xicht-Ecr.t- zeit-Daten unkntiscn.
Echtzeit-Datenubertragungen hingegen, wie zum Beispiel Sprache und Videoubertragungen, werden üblicherweise durch l n¬ gere exklusive Zuweisungen einer Ressource pro Verbindung realisiert, obwohl auch bei ihnen Ubertragungspa sen von jedoch viel k rzerer Dauer, zum Beispiel infolge Verwendung ei- nes VAD (Voice Actvity Detector) zur Sender-Abschaltung m Sprechpausen, oder Schwankungen der Datenrate auftreten. Grund für diese Ressourcenzuweisung sind die strengen Verzo- gerungsanforderungen von zum Beispiel kleiner als 40 ms, .-/eiche von den üblichen Ressourcen-Zuweisungsverfa ren nach <ur- zen Ubertragungspausen nicht immer eingehalten werden können.
Eine effiziente Ausnutzung der wertvollen Ressourcen auf αer Funkschnittstelle wurαe jedoch gerade das "Auffüllen" der Ubertragungspausen der Echtzeit-Verbindungen mit Daten ar.αe- rer Übertragungen erfordern. Dies gilt insbesondere für e n TD-CDMA-System oder ein hierzu vergleichbares System.
Bei einem TD-CDMA-Verfahren verwendet man entlang der Zeitachse pro Tragerfrequenz dieselbe Grundstruktur wie das seit längerem eingeführte GSM (Global System for Mobile Communications). Aufgrund der großen Bandbreite können jedoch bis zu 8 von 16 möglichen Spreizcodes pro Zeitschlitz untergebracht werden, von denen jeder Spreizcode einen physikalischen Kanal definiert. Unter Ressource soll im weiteren diejenige Ubεr- tragungskapazitat verstanden werden, die für eine Verbmαmg benotigt wird unα im allgemeinen m UMTS durch das Tripel
Frequenz, Zeitschlitz und Code charakterisiert wird. Für eine Sprachubertragung m UMTS benotigt man beispielsweise nur ei¬ nen physikalischen Kanal, also einen Zeitschlitz und einen Spreizcode innerhalb eines Frequenzbandes. Für einen 128 kbit/s Datenservice hingegen benotigt man acht physikalische Kanäle, also einen Zeitschlitz mit acht Spreizcodes. Die Res¬ source kann auch auf mehrere Zeitschlitze aufgeteilt sein, beispielsweise kann sie für einen 64 kbit/s Datenservice, für den vier physikalische Kanäle benotigt werden, auf zwei
Spreizcodes auf αem einen und zwei Spreizcodes auf einem anderen Zeitschlitz verteilt sein. Die Zusammenfassung von mehreren Einzelressourcen zu einer größeren Ubertragungsres- source wird als Channel-Pooling bezeichnet. Jeder Zeitschlitz für sich kann dem Uplmk oder Downlmk zugeordnet werden.
Bedingt durch die Existenz von Zeitschlitzen lassen die statistischen Eigenschaften der Echtzeit-Verbindungen keine ber der Zeit halbwegs konstante Interferenzsituation zu. Die An- zahl der gleichzeitigen Verbindungen pro Zeitschlitz, von denen jeder z. B. eine Zeitdauer von 625 μs hat, ergibt sich deshalb aus der maximal zulassigen Intersymbol- und Vielfachzugriffsmterferenz und fuhrt zu einem die meiste Zeit nicht optimal ausgelasteten System.
Außer durch Interferenzen (Soft Blockmg) kann ein Funk-Kom- munikationssystem auch durch die Anzahl fest zugeteilter Ressourcen begrenzt sein. Dies trifft beispielsweise für Teilnehmer zu, die in Circuit Switched (CS ) -Applikationen einge- bunden sind. Jeder Verbindung werden vom Netzwerk so viele dedizierte Kanäle (Dedicated Channels DCH) exklusiv zugeordnet, wie für die Übertragung des Spitzenwertes der Datenrate von Echtzeit-Diensten erforderlich ist. Das Zuteilen fester Ressourcen ist dann optimal, wenn die Echtzeit-Anwendung die zur Verfugung gestellte Bandbreite jederzeit ausnutzt. Bei c
Anwendungen jedoch, bei denen nicht kontinuierlich Daten ge¬ sendet werden, deren Datenrate jedoch sehr schnell bis zur maximal verlangten Datenrate anwachsen Kann, wie Sprachuber- tragung, die eine Aktivität von 50- bis 60 aufweist, wird die Svstemkapazitat sehr schnell erreicht und es kommt zum sogenannten Hard Blockmg.
Für eine bessere Auslastung der knappen Ressourcen ist bereits eine Strategie bekannt geworden, die im statistischen Multiplexen von Daten unterschiedlicher Verbindungen auf einen Kanal besteht. Die wahrend einer Pause einer Echtzeit- Verbmdung frei werdende Ressource wirα dabei einem anderen Teilnehmer zugeteilt und dem eigent ichen Eigentümer αie Ressource oder eine zum selben Channel-Pool gehörende Emzelres- source erst αann zurückzugeben, sobald dieser wieder aktiv wird. Die zu übertragenden Datenstrome verschiedener Verbindungen werden dabei m kurze Datenblocke (Bursts) fester Lange aufgeteilt und codiert und zeitlich verschachtelt über eine Ressource entsprechend der Reihenfolge ihrer Ankunft uber- tragen. Entsprechend ihrer Datenrate erhalten die Verbindungen unterschiedlich viel Übertragungskapazität dynamisch zugewiesen. Dieses System stellt allerdings sehr hohe Anforderungen an aas zeitlicne Verhalten und d e Zuver_assιgkeιf des Vielfachzugriffscnemas . Kann das System eine Ressource nicht sofort frei geben, weil zum Beispiel die Ressourcenanforderung nicht ankommt oder weil die Zuteilungsmeldung gestört ist, entsteht eine Kollision wahrend der Datenübertragung oder Daten der Echtzeit-Anwendung gehen verloren.
Um die Kollisionen oder den Verlust der Anwenderdaten auf einem erträglichen Minimum zu halten, muß deshalb das Vielfachzugriffschema mit viel Redundanz und Sicherheit konzipiert werden. In einem TD-CDMA System bedeutet dies beispielsweise, dass, obwohl gleichzeitig z.B. 16 Codes pro Zeitschlitz zur Verfugung stehen, nur maximal 8 dieser Codes gleichzeitig vergeben werden können. Wurden mehr Codes vergeben werden, so wurde das bei Sprachverbindungen m den Zeiten, wenn alle Übertragungen zufälligerweise gleichzeitig aktiv sind, zu einer unakzeptablen Interferenzucerhohung fuhren. Durch Sprach- pausen werden jedoch die meiste Zeit nicht alle 8 Codes benutzt. Dadurch und durch die auf diesen "worst case" dimensionierte maximale Anzahl gleichzeitig für dedizierte Kanäle benutzten Codes ergeben sich ungenutzte Resourcen. Dieser hier beschriebene Effekt der Soft Capacity Begrenzung und seine Folgen lassen sich auch bei anderen CDMA-Systemen beobachten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, nach dem m Zeiten einer nicht optimalen Auslastung eines TD-CDMA-Systems oder eines vergleichbaren Funk-Kcmmum- kationssystems durch Datenuoerfragungen über dedizierte Kanäle zusätzliche Daten anderer Anwendungen mit ertraglichem Signalisierungsaufwand und geπngstmoglichen gegenseitigen Störungen übertragen werden können und dadurch die Ubertra- gungskapazitat des FunKschnittstelle optimal ausgenutzt wird.
Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelost. Eine Einrichtung hierzu ist im Anspruch 20 angegeben.
Danach werden m einem einleitend umπssenen Funk-Ko munika- tionssystem m Pausen von Datenübertragungen auf dedizierten Kanälen weitere Datenübertragungen in der Weise vorgenommen, daß diesen m Aufwartsrichtung solche Ressourcen vom Netzwerk zugewiesen werden, welche nicht als dedizierte Kanäle Daten- quellen bereits zugewiesen sind. Diese weiteren Datenübertragungen sind bevorzugt Nicht-Echtzeit-Datenubertragungen, es können aber auch prinzipiell Echtzeit-Datenubertragungen sein. Hierzu sendet eine dedizierte Kanäle benutzende Datenquel_e nach jeder Ubertragungspause innerhalb einer Datenübertragung eine Ressourcenanforderung (Request) an eine Instanz der Res¬ sourcenverwaltung (Radio Resource Management) des Netzwerks, 5 worauf die Instanz mr die exclusiv reservierte Ressource wieder zuteilt.
Nach einer anderen Ausprägung zeigt eine einen αeαizierter Kanal benutzende Datenquelle nach jeder Ubertragungspause m-C nerhalb einer Datenübertragung der Ressourcenverwaltung des Netzwerkes das Ende der Ubertragungspause an und greift danach unverzogert auf ihren ihr zugeteilten dedizierten Kanal wieder zu. 5 Eine Verringerung der Komplexität der Signalisierung wird erreicht, indem an weitere sendewillige Datenquellen vom Netzwerk nicht die ungenutzten Ressourcen der ιna-:tιven, αe- dizierte Kanäle benutzenden Datenquellen, sondern αie wegen der Soft Capacity Begrenzung nicht als dedizierte Kanäle ^er-C wendeten Ressourcen vergeben werden. Hierdurch bleiben die bereits als dedizierte Kanäle vergebenen Ressourcen diesen Datenquellen exclusiv zugeteilt. Damit findet auf αieser Pes- source bei Wiederaufnahme der Aktivität der Datenquelle garantiert keine Kollision mit anderen Datenquellen statt. Es5 können hierfür mindestens so viele zusatzliche Ressourcen a.-- lokiert werden, wie gleichzeitig inaktive, dedizierte Kanäle benutzende Datenquellen vorhanden sind. Die Anzahl der zusatzlich benotigten Ressourcen ist nur durch die maximale Anzahl unterschiedlicher Codes begrenzt. Zum Beispiel ist es0 bei einer durchschnittlichen 60--ιgen Aktivität αer dedizierte Kanäle benutzenden Datenquellen wahrscheinlich, daß nur wahrend 60**3=21,6% der Zeit, alle dieser Datenquellen gleichzeitig aktiv sind. Somit können bei einer Soft Capacity Begrenzung von gleichzeitig max . 8 Codes Nichtechtzeitdaten 5 wahrend ^8, 4^ der Zeit über eine Auswahl aus bis zu weiteren 5 unbenutzten (der insgesamt 16 verfugbaren) Codes übertragen werden .
In vorteilhafter Weise fuhren hierdurch Ubertragungsfehler in den Ressourcen des Zugriffsschemas nicht zu harten Kollisio¬ nen und möglicherweise Datenverlusten, sondern wirken sich maximal als kurzzeitige Interferenzspitzen aus, die vom Funk- Kommunikationss τstem viel leichter zu verkraften sind. Damit können wiederum die Anforderungen an die Leistungsbelastung des Zugriffsscnemas deutlich verringert werden.
Die aufgrund vor. inaktiven dedizierte Kanäle benutzenden Datenquellen zus tzlich vergebenen Ressourcen werden m einer gemeinsam genutzten Ressource, beispielsweise dem sogenannten Uplmk Shared C annel USCH, zusammengefaßt.
Den weiteren sendewilligen Datenquellen werden Ressourcen auf diesem USCH zugewiesen, wobei die Zuweisung zum USCH vorzugsweise über einer. Sιgnalιsιerungsκanal , beispielsweise dem so- genannten Uplmk Ccntrol Channel UCCH, mittels eines Statusanzeigers, emem sogenannten Up±mk State Flag USF, erfolgt.
In einer weiteren Ausbildung wird für jede Ubertragungsperi- ode eine Zuordnung der USFs zu den physikalischen USCH
(PUSCH) -Ressourcen gesendet, welche für die nächste Uoertra- gungsdauer gültig sind. Die hierfür notwendige Adressierung der PUSCH-Resscurcen wird den zusätzlichen sendewilligen Datenquellen durch eine geeignete Signalisierung mitgeteilt. Sobald eine sendewillige Datenquelle im UCCH ihr USF m Verbindung mit einer oder mehreren PUSCH-Ressourcen empfangen hat, darf sie wanrend der nächsten Ubertragungsperiooe auf genau dieser/diesen PUSCH-Ressc jrce 'r. ' senden. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, die Anzahl der PU3CH-
Resourcen, für welcne je Ubertragungspeπode USFs im UCCH zu¬ geordnet werden, vom Netzwerk entsprechend den Aktivitäten der Datenquellen den dedizierten Kanälen und/oder entspre- chend dem Interferenzlevel m der Funkzelle festzulegen.
Die Anfange von Ubertragungspausen m dedizierte Kanäle benutzenden Datenübertragungen können in einer vorteilhaften Ausgestaltung von den dedizierte Kanäle benutzenden Daten- quellen dem Netzwerk als Inband-Signalisierung übertragen werden .
Die Enden von Ubertragungspausen n dedizierte Kan le benutzenden Datenübertragungen können von den dedizierte Kanäle benutzenden Datenquellen hingegen einer vorteilhaften Ausgestaltung dem Netzwerk auf einem getrennten Signalisierungskanal, wie dem Fast Uplmk Access Cnannel FUACH, signalisiert werden .
Nach einer weiteren Ausprägung werden die Anfange und Enden der Ubertragungspausen von Datenübertragungen in den dedizierten Kanälen vor Netzwerk zusätzlich oder ausschließlich anhand von Inter erenzmessungen m der Funkzelle detektiert. Dabei kann m weiterer Ausgestaltung em (erster) Interfe- renzlevel als Schwellwert für Funkzellen festgelegt werden, dessen Unterschreitung Pausen in Datenübertragungen in den dedizierten Kanaler. signalisiert, die vom Netzwerk für andere Datenübertragungen vergeben werden.
Auch kann em (zweiter) zum ersten Interferenzlevel niedrigerer Interferenzlevel als Schwellwert für Funkzellen festgelegt werden, bei dessen Unterschreitung über eine gewisse Dauer das Netzwerk anderen Datenübertragungen weitere (P) USCH-Ressourcen zuweist, ohne daß eine Signalisierung über den Anfang einer Ubertragungspause einer Datenübertragung in den dedizierten Kanälen vorliegt.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß im USCH vorrangig von den Anwendungen den dedizierten Kanälen ungenutzte
Ressourcen zugeteilt werden und nach Ausschopfung dieser Ressourcen die Ressourcen der aktuell inaktiven Anwendungen auf den dedizierten Kanälen zugeteilt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfuhrungsbei- spiels bezugnehmend auf zeichnerische Darstellungen naher erläutert .
Es zeigen:
Fig. 1 em Blockschaltbild eines Funl -Kommunikaticnssystems, insbesondere eines Mobilfunksystems,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Funkschnittstelle zwischen Teilnehmerstationen und Basisstationen des
Funk-Kommunikations-Netzwerks,
Fig. 3 eine schematische Darstellung von erfmdungsgemaß zugeteilten Ubertragungsressourcen in Aufwartsrichtung, über mehrere Zeitschlitze innerhalb eines TDMA-Rahmens betrachtet und
Fig. 4 eine schematische Darstellung von erfmdungsgemaß zugeteilten Ressourcen innerhalb eines Zeitscnlitzes, über mehrere TDMA-Rahmen betrachtet.
Das m Fig. 1 dargestellte und beispielhaft als Mobilfunknetz ausgestaltete Funk-Kommunikationssystem besteht aus untereinander vernetzten Mobilvermittlungsemrichtungen MSC/SGSN, die zugleich den Zugang zu Festnetzen wie PSTN, ISDN und IP-Netz herstellen. Sie sind zumindest mit jeweils einer Einrichtung
RNC verbunden, die jeweils den Zugang zu mindestens einer Ba¬ sisstation Node B. herstellt und für das Zuteilen funktechni¬ scher Ressourcen verantwortlich ist.
Jede Basisstation Node B kann über eine Funkschnittstelle Verbindungen V von unα zu einer Vielzahl von Teilnehmersta- tionen UE aufbauen, von denen einige beispielhaft dargestellt sind. Durch jeαe Basisstation Node B_ wird zumindest eine Funkzelle Z gebildet, die mit anderen FunKzellen zu e_- ner logischen Gruppe von Funkzellen innerhalb des zellularen Mobilfunksystems zusammengefaßt ist.
Für jeden frequenz-, zeit- und spreizcodeselektiven physika- lischen Kanal sind eine Anzahl logischer Kanäle definiert, die auf die physikalischen Kanäle abgebildet werden. Sie sind durch eine jeweilige spezifische Parametergruppe gekennzeichnet. Nutzinformationen wie Sprache, Daten, werden für lei- tungsvermittelte und paketorientierte Anwendungen über log_- sehe Nutzkanale (Traffic Channel TCH) geschickt. Signalisie- rungsmformationen werden über logische Signalisierungskanale (Control Channel CCH übertragen. Die Signalisierungskanale werden außerdem für eine Bit- und TDMA-Rahmen-Synchronisie- rung und eventuell für paketorientierte Datenübertragungen wie Kurznachπchtenαienste (SMS, CBS) benutzt.
Für zeitkritische (Real Time RT-) Datenübertragungen, wie Sprache, werden m beKannter Weise zur unverzogerten Übertragung exclusiv zugeordnete (dedizierte) logische Nutzanale ICH eingerichtet. In Fig. 1 sendet die Teilnehmerstation UE der Funkzelle Z RT-Daten m Aufwartsrichtung an die Basisstation Node B . Die Teilnehmerstation UE. kann m diesem Fall als RT-Quelle charakterisiert werden. Em logischer Nutzanal DCH kann dabei aus einer oder mehreren physikalischen Emzelres- sourcen bestehen und ist für die Maximalwerte stark schwan- kender Datenraten ausgelegt. In diesem mgischen Nutzkanal
DCH wird die Übertragung zeitkritischer Daten nicht durch eine Übertragung von nicht-zeitkritischen iNon Real Time NRT-) Daten oder zeitkritischen Daten weiterer Datenquellen (UE UE. ) verzögert .
Die Anfange und Enden von Pausen innerhalb von RT-Datenuber- tragungen werden mit geeigneten Mitteln "on der RT-Quelle UE der Basisstation Node B signalisiert.
Beispielsweise werden die Pausenanfange curch eine Indand-Si- gnalisierung im zugeordneten logischen N^tzkanal DCH mitgeteilt.
Hierzu werden m die Datenblocke (Bursts , m die die zu übertragenden Informationen nach einer Vorbehandlung zur Erhöhung der Ubertragungssicherheit eingeteilt sind, quellen- seitig spezielle Signalisierungsmformationen m den Signali- sierungsanteil S (siehe Fig. 2) eines Datenblocks eingetragen und empfangsseitig aus dem Signalisierungsanteil wieder ausgelesen.
Die Signalisierung für die Pausenenden Kann nach einer weiteren Ausprägung der Erfindung, wie m Fig. 1 symbolhaft darge- stellt, mittels des teilnehmerspezifischen, zweckgebundenen
Signalisierungskanals Fast Uplink Access Channel FUACH erfolgen.
Zusätzlich oder ausschließlich kann eine Basisstation Node B, die Pausenanfange und Pausenenden auch annand des gemessenen Interferenzlevels m der Funkzelle Z ermitteln.
Das vorstehend Ausgeführte gilt sinngem ß auch für eine NRT- Datenquelle UE . Für andere Datenübertragungen, vorzugsweise NRT-Datenuber- tragungen, aber auch ggf. RT-Datenubertragungen von Daten¬ quellen UE , UE , können nach einer vorteilhaften Ausprägung der Erfindung auch Ressourcen genutzt werden, die nicht be- reits auf dedizierten Nutzkanalen DCH anderen Datenquellen zugewiesen wurden. Diese Ressourcen bilden erfmdungsgemaß den logischen Nutzkanal Uplmk Shared Channel USCH. Die Zu¬ weisung einer Verbindung zu den physikalischen USCH-Ressour- cen PUSCH erfolgt m einer Ausgestaltung der Erfindung über einen weiteren Signalisierungskanal, den Uplmk Control Channel UCCH mittels eines Uplmk State Flags USF. Flags tragen in bekannter Weise Signalisierungsmformationen innerhalb eines Datenblocks für eine Unterscheidung von Sprach- und Datenübertragungen. Sie werden weiterhin zur Übertragung von Kontrollinformationen paketorientierten Datendiensten eingesetzt .
Im UCCH werden pro Ubertragungsperiode, diese entspricht m der Regel der Verwurfelungsdauer für Echtzeit-Verbmdungen, also 20 ms, Zuordnungen zwischen PUSCH-Ressourcen und USFs gesendet, welche für die nächste Ubertragungsperiode gültig sind. Die hierfür notwendige Adressierung der PUSCH-Ressourcen kennen die Datenquellen UE UE nach Fig. 1 durch geeignete Mittel. Zum Beispiel sind diese fest im Standard spezi- fiziert oder werden dauernd von der Basisstation Node B "ge- broadcastet" . Die Adressierung der PUSCH-Reserven kann einer weiteren Ausgestaltung auch beim Übergang m den USCH-Mo- dus den Datenquellen UE , UE. mitgeteilt werden. Sobald z.B. die NRT-Datenquelle UE im UCCH ihr USF m Verbindung mit ei- ner oder mehreren PUSCH-Ressourcen vorfindet, weiß sie, daß sie wahrend der nächsten Ubertragungsperiode m dieser/diesen und nur m dieser/diesen PUSCH-Ressource/n senden darf. Ist ihr USF nicht enthalten, darf sie nicht senden. Die Anzahl der PUSCH-Ressourcen, für welche pro Ubertragungs¬ periode USFs im UCCH zugeordnet werden, wird von der Basis- station Node B bestimmt. Sie richtet sich zum einen nach den Aktivitäten der Datenquellen auf den dedizierten Kanälen, welche der Basisstation Node B über die entsprechende In- und Outband-Signalisierung bekannt ist und zum anderen nach dem von der Basisstation Node B gemessenen Interferenzlevel m der Funkzelle Z . Das neißt, wenn der Interferenzlevel m der Funkzelle Z zu hoch wird, muß die Basisstation Node B. annehmen, daß z. B. einige Outband-Signalisierungen einer auf einem dedizierten Kanal sendenden Datenquelle bezüglich dem "Ende einer Ubertragungspause" nicht empfangen wurden, diese Datenquellen UE wieder begonnen hat zu senden und somit weniger PUSCH-Ressourcen zur Verfugung stehen.
Eine beispielhafte Rahmenstruktur der Funkschnittstelle eines TDD-Ubertragungsverfahrer.s ist aus Fig. 2 ersichtlich. Danach ist eine zur Verfugung stehende Gesamtubertragungsbandbreite von z. B. 20 MHz m 4 Teilfrequenzbander Bl .. B4 mit einer Bandbreite von 5 MHz eingeteilt. Jeder Funkzelle werden einige oder auch alle Teilfrequenzbander B geeignet zugewiesen. Dies ist die FDMA-Komponente des hybriden VielfachzugriffVerfahrens TD-CDMA. Innerhalb eines jeden Teilfrequenzbandes B findet des weiteren gemäß einer TDMA-Komponente eine Aufteilung der Zeitachse m TDMA-Ranmen Tr.r3r_ konstanter Lange, beispielsweise 10 ms, statt, die wiederum m beispielsweise 16 Zeitschlitze TS1 bis TS16 von ebenfalls gleicher Zeitdauer, beispielsweise 625 μs, mit aufsteigender Numerierung unterteilt sind. In jedem TDMA-Rahmen wiederholt sich die Numerierung. Für die Dauer einer Datenübertragung kann e und dieselbe Zeitschlitznummer TS1 bis TS16 einer Teilnehmerstation periodisch im TDMA-Rahmenabstand von 10 ms zugewiesen sein. Es besteht ferner die Möglichkeit, nach einem gewissen Schema die Zeitschlitze TS periodisch zu wech- sein (Time Slot Hoppmg) . Jeder Funkzelle sind mehrere Ze_.t- schlitze TS zugeteilt. Em Teil dieser Zeitschlitze TS wird für die Abwartsstrecke DL von einer Basisstation zu einer Teilnehmerstation und em Teil für die Aufwartsstrecke UL verwendet. Dazwischen liegt em Umschaltpunkt SP, der zwec>:s vielfaltiger asymmetrischer Aufteilung der Ubertragungsres- sourcen variabel administriert sein kann. Mit Channel-Poolmg werden einer Kommunikationsverbindung jeweils eine oder meh¬ rere Einzelressourcen dynamisch zugewiesen, um Verbindungen mit unterschiedlichen Datenraten zu realisieren oder um meh- rere Dienste auf einer Verbindung parallel zu betreiben. In¬ nerhalb der Zeitschlitze TS werden Datenblocke ^Bursts) übertragen, die im Falle von Normalbursts für die Nutzkanale einen Datenanteil D, einen Signalisierungsanteil S sowie eine Trainingssequenz T zur Kanalschatzung enthalten.
Entsprechend der CDMA-Komponente werden in einem Zeitschlitz TS die Informationen mehrerer Verbindungen übertragen, indem jeder Zeitschlitz TS nochmals verbmdungsmdividuell mit einer Teilnehmercodesequenz gespreizt ist. Die Spreizung von einzelnen Datensymbolen der zu übertragenden Daten D, in denen empfangsseitig bekannte Trainingssequenzen T eingebettet sind, bewirkt, daß innerhalb der Symboldauer T- - Q Datenchips D-Chips der Dauer T . übertragen werden. Die Q Datenchips bilden dabei den verbmdungsmdividuellen Teilnehmercode . Je Zeitschlitz TS (Vollschlitz) stehen 16 Spreizcooes Cl bis C16 zur Verfugung.
Die Kombination aus einem Teilfrequenzband B, einem Zeitschlitz TS und einem Spreizcode C definiert eine Emzelres- source als kleinste Einheit für die Übertragung von Nutz- und SignalislerungsInformationen .
In Fig. 3 soll beispielhaft eine Zuteilung von Pesourcen auf Zeitschlitze und Codes innerhalb eines TDMA-Rahmens darge- stellt werden. Hierzu ist em TDMA-Rahmen n+1 herausgegrif- fen. Nach dem IC. Zeitschlitz von seiner, insgesamt 16 Zeit- schlitzen sei der Umschaltpunkt SP zwischen der Abwarts¬ strecke DL und der Aufwartsstrecke UL angenommen. Aufgrund der CDMA-Komponente kann jeder Zeitschlitz gleichzeitig von bis zu 8 aus 16 Emzelresourcen (Codes) belegt werden.
Im weiteren soll nur auf die Verwaltung von Nutzkanalen auf der Aufwartsstrecke UL eingegangen werden.
Die RT-Datenquelle UE aus Fig. 1 sendet Echtzeit-Daten
Form von Sprache an ihre Basisstation Node B . Hierzu sei ihr der Code 4 im Zeitschlitz 11 der TDMA-Rahmenstruktur von der Basisstation Neue B exclusiv als Ressource zugeteilt. Die Übertragung erfolgt auf dem logischen Nutzkanal DCH. Die Res- source bleibt der RT-Datenquelle UE auch über Sprechpausen hinweg reserviert. Eine weitere Datenquelle UE_ bekommt von der Basisstation Node B, für ihre Übertragung ebenfalls eine Ubertragungsressource auf dem DCH zugeteilt, im Beispiel im Zeitschlitz 13 die Codes 1 bis 4 und im Zeitschlitz 14 die Codes 1, 3, 5 und 8. Offenbar handelt es sich um eine NRT-Da- ten-Ubertragung im 128 kbit/s-Datenservice . Die Ressource für die weitere Datenquelle UE liegt damit auf frei verfugbaren Codes und greift auch in Ubertragungspausen der RT-An endung von UE nicht auf den exclusiv der RT-Datenquelle UE zuge- wiesenen Code 4 im Zeitschlitz 11 zu. Dies ist auch dann der Fall, wenn der weiteren Datenquelle UE^ vom Ressourcen-Management andere Codes und/oder Zeitschlitze im Laufe der NRT- Ubertragung zugewiesen werden.
Die weitere Datenquelle UE_ konnte selbstverständlich auch eine RT-Datenquelle sein und mit einem oder zwei Codes - je nach Qualltat der Verbindung - auf einem Zeitschlitz auskommen. Außerdem fordert im Beispiel nach Fig. 1 eine NRT-Datenquelle UE, eine Verbindung bei der Basisstation Node Bl an. Ihr wer¬ den nach einer anderen Ausprägung der Erfindung PUSCH-Res¬ sourcen auf dem USCH zugewiesen. Im Beispiel werden ihr die "unbenutzten" Code 15 und 16 m den Zeitschlitzen 13 und 15 zugewiesen, womit em 64 kbit/ s-Datenservice realisiert werden kann. Hierdurch sind Kollisionen mit z.B. der RT-Daten¬ quelle UE und der NRT-Datenquelle UE wirkungsvoll ausge¬ schlossen. Dies wäre nicht zuverlässig der Fall, bekäme die NRT-Datenquelle UE beispielsweise nach einem Verfahren nach dem Stande der Technik die Codes 1 bis 4 auf dem Zeitschlitz 11 für die Zeit der Sendepausen von RT-Datenquelle UE zugewiesen. Außerdem sind einer weiteren NRT-Datenquelle UE. die Codes 13 und 14 auf dem Zeitschlitz 13 zugewiesen.
In Fig. 4 ist schematisiert die Zuteilung von Ressourcen innerhalb eines beispielhaften Zeitschlitzes TS13 über mehrere TDMA-Rahmen n, n+1, ....n+3 an die Datenquellen UE , UE , UE und UE. gezeigt.
Dargestellt ist, daß die Anzahl der im Uplmk Shared Channel USCH verfugbaren Ressourcen direkt von der Anzahl der als dedizierte Kanäle DCH aktiven Ressourcen pro TDMA-Rahmen, oder auch einer Gruppe von TDMA-Rahmen, z. B. jeweils zwei oder vier TDMA-Rahmen, abhangt. Die maximal erlaubte Anzahl benutzter Ressourcen je Zeitschlitz TS13 ist im Beispiel mit 8 angenommen. Es ist weiterhin der Fall dargestellt, daß die dedizierte Kanäle DCH benutzenden Datenquellen UE , UE warten, bis die entsprechende Anzahl der Uplmk Shared Channel (USCH-) Ressourcen nicht mehr verwendet wird. Deshalb sind nie mehr als 8 Ressourcen gleichzeitig in Benutzung. Wurden die Datenquellen UE , UE , die die dedizierten Kanäle DCH benutzen, nicht warten, konnten unter Umstanden mehr als 8 Ressourcen wahrend der Zuweisungsdauer gleichzeitig benutzt wer- den. Zum Beispiel konnte dies der Fall sein beim Übergang vom TDMA-Rahmen n+2 auf den TDMA-Rahmen n+3, sofern αie Datenquelle UE_ schon im TDMA-Rahmen n+2 sendet, anstatt bis zum TDMA-Rahmen n+3 zu warten.
Der Uplmk Shared Channel USCH enthalt somit alle Ressourcen, die nicht als dedizierte Kanäle DCHs genutzt werden. Die Anzahl der real für die USCH-Ubertragung genutzten Ressourcen ergibt sich aus den Ubertragungspausen a„f den dedizierten Kanälen DCHs.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ressourcenzuteiiung m einem Funk-Kommunι.-:a- tionssystemen, wobei Ressourcen der Funkschnittstelle durch physikalische Kanäle gebildet werden, die für mehrere Verbin¬ dungen von und zu Teilnehmerstationen (UE) im Vielfachzugriff zur Verfugung gestellt werden und sich m der Zeitlage und ihrer Signalform innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbandes unterscheiden, und wobei m Pausen von Datenübertragungen, für die dedizierte Kanäle (DCH) reserviert sind, weitere Datenübertragungen vorgenommen werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß anderen Datenquellen m Aufwartsπchtung (UL) solche Ressourcen vom Netzwerk zugewiesen werden, welche nicht bereits als dedizierte Kanäle (DCHs) Datenquellen zugewiesen sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine einen dedizierten Kanal (DCH) benutzende Datenquelle nach jeder Ubertragungspause innerhalb einer Datenübertragung eine Ressourcenanforderung an eine Instanz der Ressourcenverwaltung des Netzwerks adressiert und diese Instanz ihr die exclusiv reservierte Ressource wieder zuteilt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e e n n z e i c h n e t, daß eine einen dedizierten Kanal (DCH) benutzende Datenquelle nach jeder Ubertragungspause innerhalb einer Datenübertragung der Ressourcenverwaltung des Netzwerkes das Ende der Ubertra- gungspause anzeigt und danach unverzogert auf ihren ihr zugeteilten dedizierten Kanal (DCH) wieder zugreift.
4. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß Datenquellen die Anfänge und Enden ihrer Ubertragungspau¬ sen innerhalb von Datenübertragungen einer Instanz zur Ressourcenverwaltung des Netzwerks signalisieren und diese In¬ stanz daraus die freien Ressourcen feststellt und an eine oder mehrere Datenquellen auf nicht deduzierten Kanälen vergibt .
5. Verfahren nach dem verhergehenden Anspruch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß den anderen, nicht dedizierte Kanäle benutzender. Datenquellen Ressourcen auf einer gemeinsam genutzten Ressource (USCH) oder einem vergleichbaren Nutzkanal zugewiesen werden.
6. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zuweisung anderer Datenquellen zu der gemeinsam genutzten Ressource (USCH) vom Netzwerk über einen Signalisierungskanal (UCCH) vorgenommen 'wird.
7. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, d a d u r c h g e k e n n z e i c r. n e t, daß die Zuweisung anderer Datenquellen zu der gemeinsam genutzten Ressource (USCH) vom Netzwerk mittels einer Inband- Signalisierung in dem Signalisierungskanal (UCCHi erfolgt.
8. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß für jede Ubertragungsperiode eine Zuordnung der physikalischen gemeinsam genutzten Ressource (PUSCH) und Statusan- zeiger (USFs) gesendet wird, weiche für die nächste Ubertragungsperiode gültig sind.
9. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Anzahl der physikalischen gemeinsam genutzten Resour- cen (PUSCH), für welche je Ubertragungsperiode Statusanzeiger (USFs) im Signalisierungskanal (UCCH) zugeordnet werden, vom Netzwerk entsprechend den Aktivitäten der Datenquellen auf den dedizierten Kanälen (DCHs und/oder dem Interferenzlevel m der Funkzelle festgelegt werden.
10. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Anfange von Ubertragungspausen m Datenübertragungen von den Datenquellen dem Netzwerk als Inband-Signalisierung mitgeteilt werden.
11. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Enden von Ubertragungspausen m Datenübertragungen von den Datenquellen dem Netzwerk auf einem zweiten Signalisierungskanal (FUACH) signalisiert werden.
12. Verfahren nach einem verhergehenden Anspruch, d a d u r e n g e k e n n z e i c h n e t, daß die Anfange und Enden der Ubertragungspausen von Datenübertragungen auf dedizierten Kan len (DCH» vom Netzwerk anhand von Interferenzmessungen m der Funkzelle ermittelt wer- den.
13. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß em erster Schwellwert bezüglich der Interferenz m der jeweiligen Funkzelle festgelegt wird, dessen Unterschreitung Pausen m Datenübertragungen auf dedizierten Kanälen (DCHs) signalisiert, die vom Netzwerk für andere Datenübertragungen vergeben werden.
14. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß em gegenüber dem ersten Schwellwert niedrigerer zweiter Schwellwert festgelegt wird, bei dessen Unterschreitung das Netzwerk anderen Datenübertragungen weitere physikalische ge- memsam genutzte Ressourcen (PUSCH) zuweist, ohne daß eine Signalisierung über den Anfang einer Ubertragungspause einer dedizierten Kanal (DCH^ benutzenden Datenübertragung vor¬ liegt .
15. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß von den Anwendungen auf den dedizierten Kanälen (DCHs) ungenutzte Ressourcen zusätzlich zumindest einer gemeinsam genutzten Ressource (USCH) zugeteilt werden.
16. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß m der gemeinsam genutzten Ressource (USCH) vorrangig von den Anwendungen auf den dedizierten Kanälen (DCHs ungenutzte Ressourcen zugeteilt werden und nach Ausschopfung dieser Ressourcen die Ressourcen der aktuell inaktiven Anwendungen auf den dedizierten Kanälen (DCHs) zugeteilt werden.
17. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Ressource aus einem oder mehreren Codes C) auf einem oder mehreren Zeitschlitzen (TS) besteht.
18. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die nicht m dedizierten Kanälen (DCHs) verwendeten Ressourcen in einer gemeinsam genutzten Ressource (USCH) zusammengefaßt werden und daß die Zuweisung dieser Ressourcen an Datenquellen, die nicht dedizierte Kanäle verwenden, über ei- nen Signalisierungskanal (UCCH) erfolgt.
19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die anderen Datenquellen, denen nicht bereits als dedi- zierte Kanäle (DCHs1 genutzte Ressourcen zugewiesen werden, Nicht-Echtzeit-Datenquellen sind.
20. Funk-Kommunikationssystem, wobei Ressourcen der Funkschnittstelle durch physikalische Kanäle gebildet werden, die für mehrere Verbindungen von und zu Teilnehmerstationen irr
Vielfachzugriff zur Verfugung gestellt werden und sich der Zeitlage und ihrer Signalform innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbandes unterscheiden, und wobei in Pausen von Datenübertragungen, für die dedizierte Kanälen (DCH) reserviert sind, weitere Datenübertragungen vorgenommen werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß anderen Datenquellen m Aufwartsrichtung (UL) selche Ressourcen vom Netzwerk zugewiesen werden, welche nicht bereits als dedizierte Kanäle (DCH) den Datenquellen zugewiesen s o.
21. Funk-Kdmmunikationssystem nach Anspruch 20, das als e Mobilfunksystem ausgestaltet ist.
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