EP1332638A1 - Radio communications system - Google Patents
Radio communications systemInfo
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- EP1332638A1 EP1332638A1 EP01953885A EP01953885A EP1332638A1 EP 1332638 A1 EP1332638 A1 EP 1332638A1 EP 01953885 A EP01953885 A EP 01953885A EP 01953885 A EP01953885 A EP 01953885A EP 1332638 A1 EP1332638 A1 EP 1332638A1
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- EP
- European Patent Office
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- connection
- control
- transmission
- subscriber
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- H04W84/14—WLL [Wireless Local Loop]; RLL [Radio Local Loop]
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Definitions
- the present invention relates to the field of devices and methods which enable stationary subscribers to wirelessly access the Internet and the PSTN, particularly the type that both the access to the Internet and the access to the PSTN are direct accesses and one subscriber both accesses simultaneously and can use it independently.
- the invention relates to the methods and devices for realizing the air interface, the channel structure and the switching of services in the air interface of such radio systems and the cost-effective solution to the problem.
- Wireless local access networks to the PSTN have become increasingly popular in the past decade and are now commonly known as WLL (Wireless Local Loop). These access networks have been developed with the aspect that they offer the subscriber the basic telecommunications service as POTS (Piain Old Telephone Service).
- the mobile radio networks which implement the feature of mobility in addition to a basic service that is already available elsewhere, without wanting to replace it or not being able to replace it.
- a resulting distinguishing feature is that in WLL the subscriber stations do not represent end devices, but rather have interfaces for connecting end devices at the subscriber's choice, while in mobile radio networks the subscriber stations have terminal functions.
- a typical representative of the first generation of WLL are the devices and methods described in DE 4240249.
- a wide range of further developments has taken place, which primarily include the transition from analog to digital transmission in the air interface, the increase in data rates for modem and fax transmissions and the expansion of the range of services.
- Access to the Internet has become an indispensable offer of telecommunications.
- the existing WLL allow access to the Internet via modem via the PSTN, but this is ineffective due to the low bandwidths / data rates that are made available for voice transmission in the Air Interface of WLL of the previous type.
- access to the PSTN via WLL is usually the participant's only communication link and the occupancy of an Internet access is annoying and hindering and the acceptance of WLL is detrimental.
- the publication WO 99/55030 describes a method and a device which enable mobile subscribers to access the Internet by radio.
- the air interface is based on the methods of transmission using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) described in claim 1 of WO 99/55030, a two- or multi-valued differential phase modulation, reception using antenna arrays (smart antennas) and phase-weighted addition of the signals of all individual antennas for each subcarrier and the demodulation of the received signals thus obtained by determining the phase difference between two adjacent subcarriers for all subcarrier pairs.
- OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex
- a defining feature of the method and device described in WO 99/55030 is that only packet-oriented services are transmitted.
- voice is transmitted internally in the system as VoIP (Voice over IP).
- the subscriber must therefore connect a device suitable for VoIP to the subscriber station in order to be able to establish voice connections.
- voice calls other VoIP-compatible facilities are routed via the Internet and connections to the PSTN (Public Switched Telephone Network) are established via telephone gateways.
- PSTN Public Switched Telephone Network
- the system architecture includes that one or more base stations are connected via an E1 or T1 connection to a central office, which is connected to both the PSTN and the Internet.
- Incoming and outgoing connections from / to participants in the PSTN are transmitted from the Central Office to the base station as a 64 kbps PCM signal in a timeslot of the E1 or T1 connection.
- Incoming and outgoing connections from / to Internet users who use Voice over IP are also transmitted from the Central Office to the base station as an Internet connection in timeslots of the E1 or T1 connection.
- the voice signals for both connection types are transmitted in both directions as a digital voice signal compressed to QSELP with 8 kbps or 13.3 kbps in the air interface.
- the information exchange between the subscriber station and the base station is not carried out as an Internet connection with TCP / IP in the air interface.
- the data exchange between the "wireless client" of the subscriber station and a "wireless access point" in the base station is carried out using less data-intensive methods and protocols.
- the information is transmitted from the "wireless access point" via a "wireless network tunneler” to a proxy server (and vice versa). Only the proxy server establishes a regular connection to the Internet with TCP / IP.
- a distributed website is used for this, in that a website is only partially transmitted to the subscriber.
- the information transmitted is restricted in that only selection elements are transmitted to the subscriber, sufficient for the subscriber to be able to define further requirements and send them via the air interface to the base station devices which manage the other parts of the website. These facilities send the specifically requested parts of the website to the participant or send a resultant request to the Internet. An answer from the Internet is then processed in the same form with the participant.
- the method of publications WO 99/62268 and WO 99/61984 can thus offer the subscriber unrestricted access to the Internet, but the access is complex and slow to use. However, such restrictive conditions are usually accepted for and by mobile subscribers.
- the publication EP 0927482 (WO 99/01969; AU 8181498) describes a method which enables participants to access the Internet by radio. For this, the existing Cellular networks can be used by connecting a computer to the mobile subscriber station via a "cellular telephone modern". The concept can be described as conditionally mobile or better semi-stationary if appropriate computers are used.
- the publication EP 0927482 is not concerned with the air interface, which is offered and existed by the mobile radio network, but rather with the problems of routing, tunneling and authentication in the various networks.
- a special aspect of the architecture shown is that the connections from the mobile network are routed via a "communication chassis" to a specific Internet service provider (ISP). Assuming mobility, access attempts can be made by participants who are not customers of this particular service provider. In this case, a solution is presented as to how mobile subscribers can still access the Internet and other networks.
- ISP Internet service provider
- the method in publication EP 0927482 is therefore limited to the data rates specified by the mobile radio networks, which can represent an acceptable value for the mobile subscriber.
- the publication US 5905719 (WO 98/12833) describes a method and a device which enable stationary subscribers to access the Internet by radio.
- TDM / TDMA is used as the access method and TDD as the duplex method.
- the duplex method is designed asymmetrically in that the downlink is provided with a slot duration / data capacity four times longer than in the uplink. This should take into account the fact that the directional data load caused by the participants should correspond approximately to this ratio.
- Narrow-band channels can be assigned for voice transmission based on Voice over IP with 6 kbps or 16 kbps.
- GB 2313981 describes a device which enables stationary subscribers to access the Internet by radio.
- the device includes, firstly, that an existing public radio network, for example a GSM network, is used for the uplink of the Internet connection.
- the subscriber dials the dial-in point of his Internet service provider to establish the connection.
- the connection registration and all other data in the uplink are routed via this radio network and via the PSTN to the dial-in point of this Internet service provider.
- the device means that a special broadband radio system is used for the downlink of the Internet connection.
- the data to be transmitted in the uplink are decoupled at the dial-in point of the Internet service provider and transmitted to the transmitter of the special radio system via a high-rate data connection and transmitted from there via the air interface to the receiver at the location of the subscriber.
- the solution is based on the assertion that the data traffic in the uplink is generally low compared to the data traffic in the downlink and that a mobile radio channel should be sufficient for the low data traffic in the uplink.
- Part of the described device are the splitters / combiners, which separate or merge the data traffic at the subscriber interface and at the dial-in point of the Internet service provider and operate the different channels for the two transmission directions.
- wireless Internet access in the existing or in preparation solutions is primarily oriented towards mobile users and mostly narrow-band transmission methods, partly also based on public mobile radio networks, are implemented. This Orientation leads to restrictions, which are mainly due to the data transmission speed.
- Methods that work with special broadband transmission methods in the air interface usually assume that Internet users generally transfer much smaller amounts of data in the uplink than in the downlink, and design the ratio of the transmission capacity in the uplink and downlink accordingly. This assumption has a very high probability of internet use, which is described by the term surfing, or the mobile subscriber, who mainly uses information services and the like.
- the presented facilities with wireless Internet access offer voice connections exclusively on the basis of Voice over IP.
- Voice over IP Voice over IP
- the implementation of Voice over IP is comparatively easier than that of access to the PSTN (Public Switched Telephone Network).
- PSTN Public Switched Telephone Network
- Voice over IP has decisive disadvantages. These are above all the non-guaranteed connection, high delay times due to the packaging and through gateways, in addition to the delay times due to the compression methods that are always used, and the lack of service features, such as those in the FRG as universal services in TKDLV (telecommunications -Universal Services Ordinance) and represent minimum offers for telecommunications services.
- radio communication systems that meet the new requirements require the radio subscriber to have access to POTS and the Internet simultaneously and independently of one another and to offer data rates and service features for both services in accordance with the properties of the fixed networks.
- [1] describes the concept of a DECT-based WLL system, which has the task of uniting an access network to the Internet and an access network to the PSTN in one system.
- DECT Digital European Cordless Telephone
- ETSI ETS 300-175
- DECT already has a low frequency effectiveness in the standard version, which can be specified as 0.226 bit / s * Hz (duplex operation).
- the runtime-related range is 5 km.
- a range of 15 km is specified without specifying that in this case only every second slot can be used in the channel scheme in order to create sufficient distances for the runtime compensation.
- the frequency effectiveness is reduced to 0.113 bit / sec.
- DECT is not equipped with an error protection method such as FEG or another, nor with an equalizer to compensate for interference caused by multipath propagation.
- FEG error protection method
- Both facts in the network have the consequence that DECT only reaches a BER of 10-3, which is sufficient for the transmission of speech using 32 kbps ADPCM, but is insufficient for the data transmission.
- This model assumes that a large number of pages are transmitted during an Internet session and that there are longer pauses between the transmissions of the pages and that a large number of packets are required to transmit a page and that there are also pauses, albeit shorter, between the transmissions of the packets. occur.
- the Internet traffic is transmitted on the packet layer, which means that a new physical connection is established between a base station and the subscriber station for each packet. This requires a fast access procedure, which is basically offered by DECT.
- the transmission of the Internet traffic takes place on the page layer.
- the concept presented in [1] further assumes that layer 2 security is only provided for the transmission of Internet traffic (see [1], page 8). Since there is no subsegmentation of the IP packets, layer 2 security can only be effective at the packet level.
- the IP packets are subsegmented for transmission in the air interface, on which the layer 2 security is based.
- the probability for incorrectly transmitted packets is very low, and secondly, the repetition of the transmission of subpackets with regard to the effectiveness of the transmission and the resulting data rate of less influence.
- the layer 2 protection comprises the IP data, OA&M data and signaling of POTS connections in a common layer 2, as a result of which increased transmission security is also achieved for the other types of service mentioned.
- An advanced method is CDM / CDMA (Code Division Multiplex / Code Division Multiple Access).
- Code multiplex access is advantageously characterized in that: the users can work in the same frequency band, a relatively high interference power in the band is tolerated, under certain conditions neighboring radio cells can also reuse the same frequency. In the code multiplex when several maximum sequences in the same frequency band are superimposed, the spread sequences must be required to be easily separable from one another.
- GOLD sequences are often used for this, from which several families are known and which have low KKF values among one another for any code phases. However, these KKF values are not zero, so that crosstalk occurs in the despreading between the individual sequences, which limits the multiplex operation to comparatively few of the said sequences.
- orthogonal signal spaces For code-multiplexing with the maximum transmission capacity theoretically possible, orthogonal signal spaces must be used. Walsh-Hadamard sequences are, for example, such orthogonal code sequences. However, the orthogonality is limited to a preferred code phase, so that in order to utilize the orthogonality, all sequences arrive in a code-synchronous manner in a receiver and synchronous demodulation must be carried out.
- TDMA methods are therefore highly sensitive to multipath propagation.
- the protection times for the runtime compensation must be inserted sequentially in the transmission in the direction from the subscriber stations to the base station, which reduces the effectiveness of the data transmission.
- a connection of CDMA with an embedded TDMA is advantageous since the number of protection times for the time-of-flight compensation to be inserted sequentially in the transmission is reduced by this factor in accordance with the number of code channels S. At the same time, the number of channels available in parallel, which is limited to S for pure CDMA, is increased.
- the present invention is based on the object of overcoming the disadvantages of the aforementioned devices and methods. The object is achieved by the devices and methods according to the features of claim 1.
- the radio communication system comprises a base station, a large number of subscriber stations, a local exchange of the PSTN and the PSTN, optional connection devices, a first router, an access point of an ISP (Internet Service Provider) and the Internet, a local OA&M device OA&M center and a second router / proxy server.
- the base station is connected to the large number of subscriber stations via an air interface, via one or more E1 or T1 PCM connections, possibly with the optional connection devices, to the local exchange of the PSTN and - via an Ethernet to router 1 and the local one OA&M facility connected.
- the first router is connected to the ISP's access point via a data connection.
- the OA&M center is connected to the Internet via the second router / proxy server, this connection also taking place via an ISP, which need not be identical to the former.
- the OA&M Center may be reserved for a plurality of such devices according to the invention.
- the subscriber stations each have a PSTN subscriber interface, which is used for POTS (Piain Old Telephone Service, a / b) or ISDN
- Base connection, 2B + D is designed, and an Ethernet interface, which according to the invention is intended for Internet access.
- An essential aspect of the invention is that a wireless access network to the PSTN and a wireless access network to the Internet are combined in this radio communication system.
- the PSTN this is done by the device being connected to a local exchange, the radio subscribers acting as regular subscribers to this local exchange and the operation of the subscriber interfaces at the subscriber stations taking place in the "off-hook" process, that is to say that all signals, signal tones, service features are exchanged directly between the subscriber interface and the local exchange.
- the LAN is designed as a network with a non-public IP address range and, on the base station side, has a direct connection to an ISP (Internet Service Provider) via a router and a data connection.
- ISP Internet Service Provider
- the subscribers have at least one permanently assigned address from said address range, but can receive additional addresses for special purposes, such as, for example, the operation of Exchange servers, which can be converted into public addresses via said router. For the first time, this specifically takes into account the stationary use in the commercial sector, which requires this operating variant.
- Another aspect of the invention is that in the air interface of said radio communication system, the capacity distribution between the wireless access network to the PSTN and the wireless access network to the Internet is controlled and adapted as required. This is advantageous for an effective utilization of resources, since telecommunication traffic and internet traffic sometimes have different daily load profiles.
- the distribution control takes place within certain adjustable limits, which guarantee minimum shares for POTS and Internet connections.
- the distribution control takes into account a priority for POTS within the permitted setting range, which means that the transmission capacity of existing Internet connections is reduced in favor of new POTS connections to be set up.
- the subscribers connected via radio enable simultaneous access to the PSTN and to the Internet. This property correlates with the The aforementioned aspect in that the capacity distribution between POTS and the Internet is controlled as required within the maximum capacity of the subscriber station for the individual subscriber station, the requirements of the POTS taking precedence.
- Transmission capacity for fax or modem transmissions is provided. Specifically, this includes:
- Each connection is initially set up as a voice connection with a high voice compression, for example to 8 kbps according to G.729.
- a high voice compression for example to 8 kbps according to G.729.
- Modern speech compression processes such as the one mentioned above, are associated with subjectively hardly noticeable loss of quality and at the same time acceptable delay times.
- the transmission speed for fax transmissions is set to the required value of ⁇ 14.4 kbps in accordance with classes G3 / G4 and a transparent 64 kbps channel is switched for modem transmissions, so that modem transmissions up to a maximum value of 57.6 kbps (V.90 ) possible are.
- Fax transmissions are carried out in such a way that the fax signals for the transmission in the air interface are converted back to the baseband by means in the base station and the subscriber station using a so-called fax relay software, and thus only the said one in the air interface
- Capacity allocation is required, which corresponds to the nominal value of the transmission rate of the fax connection.
- Another aspect of the invention is that the "off-hook" principle guarantees POTS subscribers all the service features that digital local exchange devices also offer as standard analog-wired subscribers.
- the wireless access network to the Internet gives the subscriber direct access to a gateway of an ISP (Internet Service Provider) via an Ethernet interface of his computer or his computer network and the route via the PSTN with Dialing an ISP access number and using modem transmission is not required. Regardless of this, the latter route can be used alternatively or simultaneously by the subscriber via his POTS connection.
- ISP Internet Service Provider
- Another aspect of the invention is that in the wireless access network to the Internet the maximum capacity of the subscriber station is assigned by default when the connection is established. Exceptions may be that there is already a POTS connection at the same subscriber station, or that the total load in the air interface is so high that a lower allocation is mandatory.
- An effective use of resources takes place in that the transmission capacity assigned to a subscriber is reduced to a minimum capacity in the case of low activity or brief inactivity, in order to be dynamically increased to said maximum possible value again when higher activity starts again.
- the minimum capacity results from the channel structure and channel assignment procedure as described below.
- the advantage of such a process step is that a dynamic channel assignment based on a existing physical connection can take place faster than when the physical connection is closed
- connections of subscribers whose transmission capacity has already been reduced to the minimum capacity can be physically separated if the inactivity continues for a longer period of time, the connection processes which controlled this connection remaining in the base station and the subscriber station for periods of hours. In the event of renewed activity, therefore, only the physical connection has to be re-established, this being done in accordance with the aforementioned methods with the maximum possible capacity.
- packet-oriented data compression takes place for transmission in the air interface.
- the time constants for the disconnection of the Internet connection are optimized in such a way that the pauses between the individual packets are bridged during the transmission of a website and, if necessary, only the reduction in the transmission capacity becomes effective.
- the facility's OA&M system uses the Internet to connect to a remote OA&M center.
- the OA&M instance of the radio communication system is part of the base station.
- a local OA&M device can be connected to the Ethernet of the base station, which has direct access to the OA&M instance of the radio communication system and can communicate with the remote OA&M center via the Internet.
- OA&M connections to the subscriber stations are packet-oriented, but to minimize the overhead, but not TCP / IP-based as special service connections, multiplexed into the data stream of this connection for existing IP connections of a subscriber station, - for existing POTS connections depending on the scope of the transmitting OA&M data in the signaling channel of the POTS connection or in a simultaneous special service connection.
- Another aspect of the invention is that the particularly interference-free multiplex / access method DS CDM / CDMA (Direct Sequence Code Division Multiplex / Code Division Multiple Access, hereinafter referred to as CDMA) is used in the air interface. This method involves defining code sequences with a uniform length of n bits that are orthogonal to one another.
- the application of the method enables several parallel data streams, up to a maximum of n pieces corresponding to the number of code sequences, to be transmitted in parallel via a common physical channel and to be separated again at the receiving end.
- the data streams are transferred bit-synchronously or symbol-synchronously to the maximum of up to n modulators according to the number of code sequences.
- the requirement of synchronicity results from the property of the code sequences already mentioned that only in this case their cross-correlation functions have the value zero have what is a prerequisite for separability at the receiving end.
- the modulators carry out the spreading of each bit or symbol of the individual data stream with the code sequence assigned to them from the supply of code sequences, which, mathematically speaking, corresponds to a multiplication of the bit or symbol by the code sequence.
- Each bit or symbol is thus converted into a number of n states, which are referred to as "chips" for distinction.
- the chip rate at the output of the modulators for transmission is therefore higher by a factor n than the input bit or symbol rate.
- the data streams thus spread represent independent channels which are characterized by their code sequence and are therefore referred to as a code channel. These code channels are then additively superimposed and modulated for transmission on an HF carrier.
- CDMA Code Division Multiple Access
- the synchronism of the code sequences of all code channels must be ensured at the receiver input for the signals from all sources. This is ensured according to the invention by startup synchronization and synchronization during operation, which are described below. the same reception level of the code sequences of all code channels can be guaranteed. This is ensured according to the invention by a power control during operation, which is described below.
- An RF receiver is arranged at the receiving end, which provides a demodulated signal at its output, which represents the superimposition of the signals of all code channels.
- a demodulator For each code channel, a demodulator is required, which must know the code sequence to be selected a priori and carries out a correlation between the code sequence and the input signal. Correlators or matched filters used for this are available as hardware solutions integrated in special circuits or are implemented in software in signal processors. The latter lends itself because the mathematical correlation again represents a multiplication of the input data stream by the code sequence. The output signal of the correlator must then be evaluated, in the simplest case in a threshold circuit, in order to recover the data content of the code channel.
- TDD Time Division Duplex
- an RF channel is used alternately in time for both transmission directions.
- a downlink period, a guard time and an uplink period form a duplex frame, hereinafter always referred to as a frame.
- the frame is used in TDM / TDMA and, in an exemplary embodiment, is divided into 15 timeslots of the same duration, hereinafter referred to as slots.
- the assignment of the slots is identical for all code channels as described below: slots 0 to 6 are used for the transmissions of the base station,
- Slot 7 is divided into two parts and includes a protection period for the runtime compensation and a time phase for registration of connection requests and startup synchronization for subscriber stations that were temporarily inactive.
- the protection time for the runtime compensation takes the maximum into account Distance that is permitted between the base station and a subscriber station and has a duration of twice the duration for this distance including the real switching times from reception to transmission in the subscriber station. The registration and synchronization procedures are described below.
- - Slots 8 to 14 are used for the transmission of the subscriber stations.
- Another aspect of the invention is that a spectrum of different channel types is created and these different channel types can be flexibly combined in a modular system to form different traffic types and can thus be adapted to different services and transmission rates.
- Another aspect of the invention is that the data transmission is secured by using an FEC (Forward Error Correction) and for the transmission of the compressed voice data, data of the fax or modem transmission in a POTS connection and data of the layer 2 connection for IP , OA&M and signaling data of the POTS connections different FEC levels can be set.
- FEC Forward Error Correction
- Another aspect of the invention is that in the uplink direction, in addition to the start-up synchronization, two methods of periodic measurement and tracking of the synchronization of the CDMA transmissions are used simultaneously during operation.
- a first method which carries out a measurement and tracking per frame
- a second method which carries out at least one measurement and tracking per 32 frames with increased accuracy compared to the first method.
- FIG. 1 shows the architecture of the radio communication system in its entirety
- FIG. 2 shows the layer model of the POTS access network and its linkage with the Internet access network.
- FIG. 33 shows the layer model of the Internet access network and its linkage with the POTS access network
- Figure 4 shows the channel scheme of a concrete embodiment of the invention when using CDMA in conjunction with TDM / TDMA and TDD.
- FIG. 5 shows the structure of a multiframe_6 (MF_6) for a code channel, based on a channel scheme corresponding to FIG. 4.
- FIG. 6 shows the classification of the special channels for synchronization and control as well as the protection time for the runtime compensation in the TDD and the channel scheme according to FIG. 4.
- FIG. 7 shows the different structures of slot types and their use in the channel scheme corresponding to FIG. 4.
- FIG. 9 shows a more detailed illustration of a detail from FIG. 8.
- Figure 10 shows the structure of different types of packed data units.
- FIG. 11 shows the modular system of traffic types by combining different types of packed data units for POTS connections or stand alone IP connections.
- Figure 12 shows the modular system of traffic types by combining different types of packed Data units for Layer 2 connections when a POTS connection is operated in parallel.
- Figure 1 describes the architecture of the facility in its entirety.
- a base station 1 has an interface to the air interface 3 for the wireless connection to a plurality of subscriber stations 4.1 to 4.i. Access to the air interface 3 takes place via an antenna 2, which is used equally for the transmitting as well as the receiving operation.
- the base station 1 also has a PCM interface 10 which is designed as one or more E1 or T1 PCM trunklines and which connects the base station 1 to a local exchange 12 of the PSTN 13.
- the interface 10 is designed as a concentrated interface, that is to say that the number of PCM connections corresponds to the number of possible connections in the air interface or only exceeds this to the extent that results from the quantization of the E1 or T1 PCM trunk lines.
- optional connection devices 11 are switched into the connection between the base station 1 and the local exchange 12 if the local exchange 12 does not support a concentrated interface, but only offers subscriber-related connections such as TIP / RING (a / b) or V5.1. In this case, the connection devices 11 have the task of physically adapting, converting the protocol and converting subscriber-related to concentrated connections. Another reason for the use of the connection devices 11 can be if the local exchange device 12 offers a protocol which is not supported by the base station 1
- the base station 1 also has an interface 14, which is designed as an Ethernet interface.
- a router or proxy server 15 is connected to the Ethernet and is connected via a data line 16 to a network access of an ISP 17 (Internet Service Provider) via which there is access to the Internet 18.
- ISP 17 Internet Service Provider
- a local OA&M device 21 is also connected to the Ethernet.
- An OA&M center 19 is also part of the device and is connected to the Internet 18 via a router / proxy server 20 (via an ISP, not shown here, which need not be identical to the former).
- the OA&M center 19 may be reserved for a plurality of remote base stations 1.
- the subscriber stations 4 have an interface to the air interface 3 for the wireless connection to the base station 1. Access to the air interface 3 takes place via an antenna 5, which is used equally for the transmitting and the receiving operation.
- the subscriber stations 4 each have a PSTN subscriber interface 6, which is designed for POTS (TIP / RING, a / b) or ISDN (basic connection, 2B + D), and an Ethernet interface 8, which according to the invention is intended for Internet access is.
- the PSTN subscriber interface 6 allows the connection of terminals 7 according to the type of service and at the customer's choice.
- the Ethernet interface 8 allows the connection of computers 9 for direct access to the Internet, which may be individual computers or, in the case of computer networks, routers, proxy servers or computers with a proxy server emulation.
- FIG. 2 shows the layer model of the POTS access network and its link to the Internet access network.
- the columns of the representation contain the elements 22 of the base station 1 (FIG. 1) relevant for the POTS and Internet access networks, the corresponding elements 23 of the subscriber stations 4 and the air interface 3.
- the rows of the representation contain the different ones Plans, which include the Management Plane 24, the Physical Signaling Plane 25, the POTS Signaling
- Tarpaulin 26 and the user tarpaulin 27 are Tarpaulin 26 and the user tarpaulin 27.
- the management plane 24 includes the OA&M devices 28 of the base station 1, comprising: the subscriber administration and subscriber authentication, including the priority features of certain subscribers, such as belonging to disaster groups (fire brigade,
- the central control which carries out the administration of the active connections and generates the POTS Control 36.
- the resource manager which carries out the channel management and channel assignment to the POTS Control 36 and the IP Control 74 (FIG. 3). Channel assignments are made when establishing a connection and when the channel requirements change during a connection based on the requirements of a POTS Control 36 or an IP Control 74, or when the channel allocation table is continuously defragmented by the resource manager as instructions to the POTS Control 36 or IP Control 74.
- Connections 29 to the POTS Control 36 of the active POTS connections Only a connection to such a process is shown.
- the subscriber authentication and the resource allocation to the POTS Control and changes in the resource allocation during the existing connection are dealt with via the connection 29.
- OA&M data are exchanged as packet data with the OA&M devices 32 of the subscriber stations 4.
- the transmission can take place both embedded in an existing connection and also via a connection specially initiated by the OA&M facilities 28 or 32 for the stated purpose.
- the IP Control (74) of the active IP connections and the Air Interface Control (64) maintains a channel assignment table and, when an outgoing connection is established, initiates a channel assignment to the POTS Control (36) or instances based on a request coming from the Air Interface Control (64), initiated by the POTS Control (44) or IP Control (81) IP Control (74) according to the type of connection requested, when an incoming connection is established, when the capacity requirement changes or when an existing connection is terminated due to a request coming from the POTS Control (36) or IP Control (74) instances, a first channel assignment or change or delete one
- Channel assignment to the requesting entity by reducing the default values of the channel assignment for existing and new IP connections to be established or returning to the default value when the limit load of the system is reached or when this state is ended and changing the channel assignment to the POTS Control instances (36 ) or IP Control (74) by, when defragmenting the channel assignment table, channel allocation to the POTS Control instances (36) and / or IP Control (74) in that a maximum number of unused code channels (90) is created by connections that do not occupy the full capacity of a code channel (90) in other code channels until these code channels are fully occupied be rejected.
- the management tarpaulin 24 also includes the OA&M devices 32 of the subscriber stations 4, comprising: subscriber administration and subscriber authentication of the subscriber at the subscriber station concerned, including the priority features of the particular subscriber in accordance with the above explanation, a connection 33 to the POTS control 44 when POTS control is active. Connection. When a POTS Control 44 is set up, subscriber authentication is handled via connection 33. a connection 34 to a service access point of layer 2 48. Via the connection 34
- the POTS signaling tarpaulin 26 includes the POTS control 36 of the active POTS connections, only shown here for such a connection.
- the POTS Control 36 have connections 29 to the OA&M devices 28, connections 67 to the air interface control 64 and a connection 43 to the user control 51 of the respective active POTS connection, - protocol stacks 37 connected to the POTS control 36, shown here only for such Connection comprising layer 3, layer 2 and physical layer, which have an interface for signaling 38 to the local exchange 12 (FIG. 1) and air interface-side protocol stacks connected to the POTS control 36, shown here only for such a connection, comprising layer 3 39, layer 2 40 and physical layer, the latter having a signaling connection 42 in the air interface 3.
- Layer 3 39 is over one of three services
- the POTS signaling tarpaulin 26 further comprises a POTS control 44 in the subscriber stations 4 with an active POTS connection.
- the POTS Control 44 has a connection 33 to the OA&M device 32, a connection 70 to the Air Interface Control 68 and a connection 50 to the User Control 58, a subscriber-side protocol stack 45 which has corresponding converters and generators for the analog signaling of the a / b interface 6 comprises and an air interface-side protocol stack, comprising layer 3 47, layer 2 48 and physical layer, the latter having a signaling connection 42 in the air interface 3.
- Layer 3 47 is connected to one of three service access points of layer 248.
- the service access point 49 is occupied with the IP traffic
- the service access point 34 is occupied with the OAM data traffic.
- the user plane 27 comprises the data control 51 of the active POTS connections, here only shown for such a connection, which have a connection 43 to the respective POTS control 36, stacks 52 connected to the data control 51, here only shown for such a connection, which convert bidirectional data with 64 kbps according to G.711 and an interface 53 to a B channel
- Trunklines have, - stacks 54 connected to the data control 51, shown here only for such a connection, which carry out the voice compression / decompression bidirectionally according to G.729, - stacks 55 connected to the data control 51, shown here only for such a connection Connection which performs the data conversion according to T.38 for fax transmission at 14.6 kbps bidirectionally, stacks 56 connected to the data control 51, shown here only for such a connection, which convert data bidirectionally at 64 kbps according to G.711 and with the physical layers connected to the stacks 54, 55 and 56, shown here only for such a connection, which have an interface 57 to the air interface 3.
- the data control 51 monitors the data stream with regard to the operating modes voice, fax or modem, via connection 43 the signaling of the determined operating mode to the POTS control 36 and
- the user plane 27 further comprises in the subscriber station 4 an adequate device Data Control 58, as described above for the base station 1, connected to - a stack 59, which bidirectionally converts the A / D and D / A between the analog
- process steps become adequate for data control 51 carried out.
- the synchronous operation of both devices in base station 1 and subscriber station 4 is ensured by the POTS Control 36 and 44 via appropriate signaling.
- the request / deregistration of data rate and channel assignment, adapted to the respective operating mode, is carried out in any case by the POTS control 36 in the base station via the connection 29 at the OA&M device 28.
- the physical signaling plane 25 in the base station 1 includes a Airinterface Control 64, which connects 31 with the OA&M device 28 and
- a protocol stack 65 connected to the Airinterface Control 64, comprising Layer 3, Layer 2 and
- the physical signaling plane 25 further comprises in the subscriber station 4 an air interface control 68, which has a connection 35 to the OA&M device 32 and a connection 67 to the POTS control 44 when POTS connections are active, and a protocol stack connected to the air interface control 68 69, comprising Layer 3, Layer 2 and Physical layer, which has an interface 66 for access control and the establishment of connections via the air interface 3.
- the interface 66 is constructed asymmetrically and uses a broadcast channel (BCH) in the down direction and a random access channel (RACH) of different capacities and classification in the channel scheme in the up direction in accordance with the description below.
- BCH broadcast channel
- RACH random access channel
- a SETUP arriving via the interface 38 from the local exchange 12 is parked in the protocol stack 37 and the POTS Control 36 is activated with the transfer of the subscriber data.
- the POTS Control 36 queries the connection 29 to the OA&M facility 28 for acceptance, priority characteristics and status and requests a channel assignment.
- a positive response contains the identification (ID) and the priority features of this subscriber station 4 • and in a first scenario that there is no IP connection to said subscriber station 4, in which case a channel is assigned, the default value being the assignment for a compressed one Voice connection is.
- the POTS Control 36 requests the connection to the Airinterface Control 64 via connection 67, specifying the assigned channel.
- Positive feedback means that when the subscriber station 4 is switched over to the assigned channel, the actuation 63 virtually
- Signaling interface 42 and user data interface 57 has switched through.
- the procedure for establishing the connection is described below, or in a second scenario that an IP connection to said subscriber station 4 already exists, in which case the number of the IP control 74 (FIG. 3) is transferred and a channel for user data is assigned in the user plane 27 , the assignment being as
- the capacity previously used exclusively for the IP connection is split.
- the OA&M device 28 updates the channel assignment to the IP Control 74 via the connection 72 (FIG. 3).
- the POTS Control 36 transfers the parked SETUP of the incoming call to the air interface layer 3 39 via the signaling connection. The rest of the procedure is carried out in accordance with typical telecommunications procedures.
- the initialization of the POTS Control 44 takes place in the subscriber station 4, in that the air interface control 68 transfers the connection request to the OA&M device 32 via the connection 35 and, if the latter is confirmed positively, instructs the POTS Control 44 via the connection 33 becomes.
- the POTS is initialized
- the POTS Control 44 queries the subscriber regarding the acceptance, priority features and status via the connection 33 at the OA&M device 32. - A positive response contains the identification (ID) and priority features of subscriber station 4 and, in a first scenario, that there is no IP connection to said subscriber station 4. In the case of this first scenario, POTS Control 44 requests connection 70 to Airinterface Control 68 via connection 70. • or, in a second scenario, that an IP connection to said subscriber station 4 and an IP Control 81 (FIG. 3) already exist. In the case of this second
- the POTS Control 44 feeds a connection request via layer 3 47 and its separate service access point into layer 2 48.
- the initialization of a POTS control 36 takes place in the case of the first scenario, in that the air interface control 64 transfers the connection request to the OA&M device 28 via the connection 31 and, if the latter is confirmed positively, via the connection 29
- POTS Control 36 is instructed.
- a POTS Control 36 is initialized via the existing connection by the signaling being transferred from the Lyer 2 40 to the Layer 3 39 via the corresponding service access point.
- the POTS Control 36 makes a connection and channel request to the OA&M device 28 via the connection 29. From this point in time, the further procedure is identical to the procedure for an incoming call.
- FIG. 3 shows the layer model of the Internet access network and its link to the POTS access network.
- the columns of the illustration contain the elements 22 of the base station 1 (FIG. 1) relevant for the POTS and Internet access networks, the corresponding elements 23 of the subscriber stations 4 and the air interface 3.
- the rows of the illustration contain the different ones Planes, comprising the Management Plane 24, the Physical Signaling Plane 25 and the IP Plane 71.
- the Management Plane 24 has already been described in Figure 2.
- the OA&M device 28 additionally has a connection 72 to the IP control 74 in the base station 1 and the OA&M device 32 additionally has a connection 73 to the IP control 81 in the subscriber station 4.
- the physical signaling plane 25 has already been described in FIG. 2
- the air interface control 64 additionally has a connection 80 to the IP control 74 in the base station 1 and the air interface control 68 additionally has a connection 87 to the IP control 81 in the subscriber station 4.
- the IP tarpaulin 71 comprises the IP control 74 in the base station 1 the active IP connections, shown here only for such a connection.
- the IP Control 74 have connections 72 to the OA&M devices 28 and connections 80 to the Air Interface Control 64, an Internet-side protocol stack connected to the plurality of IP Control 74, comprising an IP address monitor 75 and an Ethernet protocol termination 76, which is an interface 14 for the Has connection to the router 15 ( Figure 1).
- the IP address monitor 75 takes over the IP packets fed out by the Ethernet protocol termination 76, analyzes their destination address and transfers the IP packets to the subscriber-related IP control (74) to which the respective destination address is assigned.
- the IP address monitor 75 takes over the IP packets fed out by the IP control (74), analyzes their destination address and transfers the IP packets to an external one
- IP Control 74 Destination address to the Ethernet protocol termination (76) or, in the case of a destination address within the access network, in the downlink direction for further transmission to one of the subscriber-related IP Controls (74) according to the above description, air interface-side protocol stacks connected to the IP Control 74, shown here only for such Connection comprising a SAR device 78, layer 2 40 and physical layer, the latter having a packet data connection 42 in the air interface 3.
- SAR device 78 is connected to it via one of three service access points of layer 2 40.
- Another service access point 79 is occupied with the signaling of layer 3 39 (FIG. 2) of a POTS connection, another service access point 30 is occupied with the OAM data traffic.
- the IP tarpaulin 71 further comprises an IP control 81 in the subscriber stations 4 with an active IP connection.
- the IP Control 81 has a connection 73 to the OA&M device 32 and a connection 87 to the Air Interface Control 68, a subscriber-side protocol stack connected to the IP Control 81. comprising an address change 82 and an Ethernet protocol termination 83, which has an interface 8 for connection to the participant's facilities.
- an air interface-side protocol stack connected to the IP Control 81 comprising a SAR device 85, layer 2 48 and physical layer, the latter having a packet data connection 42 in the air interface 3.
- SAR device 85 is connected to it via one of three service access points of layer 2 48.
- Another service access point 86 is assigned the signaling of layer 3 47 (FIG. 2) of a POTS connection, another service access point 34 is assigned the OAM
- the SAR devices 78 and 85 perform bidirectional segmentation and reassembly of the IP packets.
- a purely physical segmentation is carried out, which is not associated with a change in the datagram length, as is carried out between different network topologies. In this respect, segmentation is not associated with interventions in the protocol and header and can be described as transparent.
- the segmentation means that in the event of data transmission faults in the air interface through layers 240 and 48, only short data segments and not complete IP packets have to be transmitted repeatedly.
- the Address Change 82 is optionally used. It translates the subscriber-specific addresses used in the IP access network into one or some addresses that are constant for all subscribers and vice versa. This avoids the fact that the address in the access network must be specifically communicated to the subscriber in any case and enables addresses in the IP access network to be changed without the subscriber having to develop on the basis of its activities. In this case it is only necessary that the new subscriber-specific address is entered in the address change 82 via the OA&M paths.
- the interaction of the facilities when establishing an IP connection for incoming traffic for a radio subscriber is as follows: A first IP packet that arrives via the Ethernet interface 14 is transferred from the Ethernet protocol terminator 76 to the IP Address Monitor 75, which checks the destination address and forwards the packet to the IP Control 81 corresponding to this destination address. - The IP Control 74 queries the subscriber regarding the acceptance and status via the connection 72 at the OA&M device 28.
- a positive response contains the identification (ID) of the subscriber station 4 and a channel assignment and, in a first scenario, that there is no POTS connection of the said subscriber station 4.
- the IP Control 74 requests connection 80 from Airinterface Control 64 to establish the connection.
- a POTS connection of said subscriber station 4 and a POTS control 36 (FIG. 2) already exist.
- the IP Control 74 feeds a connection request into the layer 2 40 via the SAR device 78 and its separate service access point.
- the channel assignment also contains information about the POTS user data in the user
- the IP Control 81 is initialized in the case of the first scenario by transferring the connection request from the Airinterface Control 68 to the OA&M device 32 via the connection 35 and, if the latter is confirmed positively, via the connection 73 the IP Control 81 is instructed. In the case of the second scenario, the IP Control is initialized
- IP Control 81 via the existing connection by transferring the connection request and channel assignment from layer 248 via the corresponding service access point to the SAR device 85 and further to the IP Control 81.
- a status message is sent from the IP Control 81 to the OA&M device 32 via the connection 73.
- a first IP packet that arrives via the Ethernet interface 8 is transferred from the Ethernet protocol termination 83 to the address change 82, which changes the sender address into the subscriber-specific network address and forwards the packet to the IP Control 81.
- the subscriber is queried via the connection 73 at the OA&M device 32 with regard to acceptance and status.
- a positive response contains the identification (ID) of the subscriber station 4 and, in a first scenario, that there is no POTS connection of the said subscriber station 4.
- the IP Control 81 requests the connection to the Airinterface Control 68 via connection 87.
- a POTS connection of said subscriber station 4 and a POTS control 44 (FIG. 2) already exist.
- the IP Control 81 feeds a connection request into the layer 2 48 via the SAR device 85 and its separate service access point.
- an IP Control 74 is initialized in the case of the first scenario, in that the connection request to the OA & M is made by the Air Interface Control 64 via the connection 31. Transfer device 28 and upon positive confirmation by the latter via the connection 72, the IP control 74 is instructed.
- an IP Control 74 is initialized via the existing connection, in that the signaling is transferred from the Lyer 2 40 via the corresponding service access point to the SAR device 78 and further to the IP Control 74.
- a positive response from the OA&M device 28 includes the channel assignment, which in the case of the second scenario additionally contains the information about the channel to be used for POTS user data in the user plane 27.
- the channel assignment is transmitted by the IP Control 74 in the case of the first scenario via the Air Interface Control 64 and in the case of the second scenario via the existing connection for POTS signaling to the subscriber station 4.
- Participants can have a public IP address for Exchange Server or Web Server and must therefore be accessible for incoming traffic. - An IP connection may have been disconnected due to inactivity and the new activity appears as incoming traffic.
- the resource allocation for an IP connection takes place in three stages:
- the default value when setting up an IP connection is the maximum capacity of a CDMA channel. This default value can be reduced by the resource manager in the OA&M device 28 when the network load is high.
- IP connection If an IP connection is inactive and after a first timer has expired, the capacity allocated to this connection is reduced to a minimum value. If there is a POTS connection at the same time, only this remains and the IP connection is reactivated as described in the second scenario above. - If an IP connection remains inactive and after a second timer has expired, the capacity assigned to this connection is reduced to zero, and the IP Control 74 and 81 remain active.
- Columns represent the reconstruction of the data of the respective service from the received signal via the physical layer, the layer 2 data link layer and the protocol layer.
- the protocol is layer 3 of protocol stacks 65 and 69 (FIG. 2). of the protocol stacks 65 and 69 and contain a backup by means of CRC 4.
- the air interface protocol itself since it is not relevant to the invention, is not shown here.
- the data backup instances are layers 2 40 and 48, each with a special service Access point is accessed.
- Column 4 contains the treatment of the data of the management plane 24 (FIG. 2).
- the instances of the internal OA&M protocol and the SAR are components of the OA&M devices 28 and 32 and, since they are not relevant to the invention, are not shown here.
- the data backup instances are layers 2 40 and 48, each of which is accessed via a special service access point.
- Table 1 column 5 contains the treatment of the data of the POTS signaling plane 25 (FIG. 2).
- the instances of the internal POTS protocol are layers 3 39 and 47.
- the data backup instances are layers 2 40 and 48, which are each accessed via a special service access point.
- the common layer 2 of the data corresponding to columns 3, 4 and 5 is an essential feature of the invention.
- the data packets supplied via the service access points are provided with a L2 header as a PDU.
- the next sub-layer is backed up with a CRC 8. For the subsequent serial transmission of this data, the next sub-layer is processed using SLIP (Serial Line Internet Protocol).
- SLIP Serial Line Internet Protocol
- Column 4 contains the treatment of the POTS user data of user plane 27 (FIG. 2). There is no treatment in a protocol and data link layer.
- the instances of the top layer of the physical layer in the three sub-columns correlate with the stacks 54 and 60 or 55 and 61 or 56 and 62 that can be used alternatively.
- the data of all services in accordance with columns 1 to 6 are treated together in the subsequent sub-layers of layer 1. This includes that Mapping into the channels, which results from the channel structure described below. Fault coding using an FEC, interleaving, CDMA and modulation are carried out in accordance with the prior art and are therefore not described in detail.
- FIG. 4 describes the channel diagram of a specific embodiment of the invention when using CDMA in conjunction with TDM / TDMA and TDD.
- the code channels 90.0 to 90.n have a uniform channel structure.
- the basic structure is a frame 91, divided into the downlink period 92, the uplink period 93 and a slot for
- Runtime compensation and startup synchronization 94 is also shown for a better overview.
- the downlink period 92 contains the transmissions of the base station 1 (FIG. 1) and the
- Uplink period 93 the transmissions of the subscriber stations 4.
- the frame is divided into 15 slots 95.0-95.14 (FIG. 4) of the same duration.
- the slots 95.0 - 95.6 are the
- FIG. 5 describes the structure of a multiframe_6 (MF_6) for a code channel, based on one
- a sequence of six frames 101.0 - 101.5 is shown, which together form an MF_6 100.
- the designation / counting for the frames of an MF_6 No. i is
- FIG. 5 shows the identical ordering schemes for slots 95.0 to 95.6 and slots 95.8 to 95.14, explained using slots 95.0 to 95.6 as an example:
- Slots 95.0 to 95.5 are used as primary slots for user data transmission and are the smallest unit that can be assigned to a connection. Multi-channel assignments to increase the transmission capacity of a connection are possible.
- the slot 95.6 is assigned to the primary slots 95.0 to 95.5 in a modulo 6 manner, which results in an MF_6 100 comprising 6 frames.
- slot 95.j and slot 95.6 are assigned to each other in frame MF_6 (i, j) as shown.
- the order scheme of slots 95.8 to 95.14 is adequate and with the same counting direction.
- At least one slot 95.6 is used for the signaling, but further slots 95.6 are also used for the user data transmission depending on the specifications for the connection type.
- all slots 95.0 to 95.5 of a code channel are assigned to a specific connection type, so that these connections also have all slots 95.6 of an MF_6.
- only the slot 95.6 of the first frame 101.0 in the MF_6 100 is used for signaling, and the slot 95.6 of all other frames in the MF_6 are used for the transmission of user data.
- FIG. 6 describes the classification of the special channels for synchronization and control as well as the protection time for the runtime compensation in the TDD and the channel scheme corresponding to FIG. 4.
- the pool of code channels 90 is shown for the duration of a frame 91.
- the time axis 96 is also shown shown.
- a BCH 110 (broadcast channel) is located in slot 95.0 in code channel 90.0 and an R ⁇ CH 112 (random access channel) in slot 95.7.
- the eighth slot 115 is not used as intended in code channel 90.0.
- the slot for runtime compensation and start-up synchronization 94 is occupied only by code R ⁇ CH 112 in code channel 90.0, which is shortened compared to the slot duration so that the resulting gap is still sufficiently large for the runtime compensation. In all other code channels 90.1 to 90. n, the slot for runtime compensation and startup synchronization 94 is not used as intended.
- the method according to the invention performs connection establishment and startup synchronization using the
- the addressed subscriber station 4 replies in the RACH 112 of the same frame 91 by specifying it
- a hazard with transmissions from other subscriber stations 4 cannot occur since the broadcast of base station 1 in BCH 110 directed to a specific subscriber station causes transmissions to be blocked. or a subscriber station sends a connection request for outgoing traffic stating the address (ID) of the calling subscriber station 4 and the type of service in the RACH 112.
- a hazard with transmissions from other subscriber stations 4 can occur and then usually leads to the process being terminated as a result of mutual interference on the part of the subscriber station 4 Reception in the base station 1.
- the hazard parties are separated in such a way that each of these subscriber stations 4 generates a random number in the range between 0 and 15 and allows a number of frames corresponding to this number to elapse until the request is repeated. Random access by subscriber stations is permitted if the transmission of base station 1 in BCH 110 of the same frame was not addressed to another subscriber station or did not contain full load information or no general call barring.
- Said random access of the subscriber stations 4 in the R ⁇ CH 112 takes place at the earliest possible time after receipt of the downlink period 92. Due to the different distances between the base station 1 and the subscriber stations 4, the location of the R ⁇ CH 112 is in the slot for runtime compensation and startup synchronization 94 when received in the base station 1 not fixed. 6 shows the position for a subscriber station 4 in the maximum permissible distance.
- the base station 1 can directly measure the distance of the transmitting subscriber station 4 from the measurement of the position of the RACH 112 close and calculate by how much the transmission of this base station has to be delayed so that the position of the RACH 112 is shifted into the position which corresponds to the representation in FIG. 6 and thus to the synchronization of the subscriber station 4 as a whole.
- the base station 1 measures the position of the R ⁇ CH 112 in the slot for runtime compensation and startup synchronization
- Base station 1 in subsequent frames 91 one or up to three repetitions of the procedure in the BCH
- the base station 1 (FIG. 1) sends in a subsequent frame 91 in the BCH 110 to the subscriber station 4 the channel assignment and the instruction regarding the time delay of the transmissions, which was determined from the position of the RACH 112 in the slot for runtime compensation and startup synchronization 94. subscriber station 4 changes to the assigned channel and transmits with the assigned one
- the slot 116 (FIG. 6) is of the type 95.6 (FIG. 5) and is linked to the BCH 110 via the MF_6 100 in the manner described there and is not included in the start-up synchronization method and other start-up procedures as described above. The same applies adequately for slot 118.
- a first use consists of using slot 116 for unidirectional broadcast transmissions of base station 1.
- a second use consists of using slot pair 116/118 for OA & M- or
- FIG. 7 shows the general structure of different slot types.
- the slot type 120 is in the downlink 92 ( Figure 4) and in selected slots of the uplink according to the regulations of the multiframe 32 (see
- PDU Data Unit 121
- protection time 124 (of the preceding slot) and the
- Preamble symbols 122 are used to measure the channel impulse response.
- the reference symbols are optional and are used to determine the parameters for the coherent demodulation of the data.
- the preamble symbols 122 are uniform for the entire facility and are provided with a uniform one
- the slot type 125 is used in the uplink 93, except for the cases specified by the MF_32 130 (FIG. 8) in accordance with the description below.
- the difference to slot type 120 is that a guard time 126 takes the place of the preamble symbols 122.
- FIG. 8 describes the structure and function of a multiframe_32 (MF_32) 130 for an embodiment of the invention with 32 code channels 90.
- FIG. 9 shows a section from FIG. 8 for better explanation.
- An MF_32 comprises 32 frames 91 (FIG. 4).
- the function of an MF_32 130 is to create such a rule that each slot 95.k of each code channel 90 in the uplink 93 (FIG. 4) is assigned a time at which, at the beginning of this slot and exclusively this code channel, the transmission from a subscriber station 4 of preamble symbols 122. The preambles are transmitted by the subscriber station to which the slot in question is also assigned for use.
- FIG. 8 shows over the area of an entire MF_32 how this authorization is distributed cyclically over all code channels 90 and slots 95.8 to 95.14 in the uplink 93 (FIG. 4) such that each of the slots 95.8 to 95.14 in each code channel 90 at least once receives this authorization.
- the illustration contains only slots 95.8 to 95.14.
- the frames MF_32 (i, 0) 138 and MF_32 (i, 1) 139 are further resolved.
- the slot MF_32 (i, 1, 11) 140 intended for the transmission of the preamble symbols.
- the base station 1 transmits the status of the hyperframe counter as a broadcast transmission in slot 116 (FIG.
- the status of the counter is thus updated at irregular intervals; in the meantime, the subscriber stations 4 continue to count freely.
- the structures of the packed data units 121 and 129 (FIG. 7) are described in detail in FIG.
- the PDU 121 has four possible modifications as
- PDU 150 comprising a user data field 144, an L1 control field 145 and an FEC suffix 146,
- PDU 151 comprising a user data field 144 and an L1 control field 145,
- PDU 152 comprising only one user data field 144
- the PDU 153 comprising a user data field 144 and an FEC suffix 146.
- the PDU 150 .. 151 have a constant length.
- the user data field 144 is generally present and varies in length depending on the presence or absence of the other elements. these are the L1 control field 145, which has a constant length.
- the base station 1 In the downward direction, the base station 1 is used for the control of the synchronization and transmission power of the transmissions of the subscriber stations 4. In the direction, the use is made for the transmission of parameters of the reception quality from the subscriber stations 4 to the base station 1.
- the FEC suffix 146 which also has a constant length.
- the FEC suffix is a dedicated bit sequence that must be added to a user data block in order to have the user data block completely available again at the outputs of the FEC encoder and FEC decoder in burst mode. For an FEC with a constraint length c (c-1) bits are required for this.
- the PDU 129 exists only in a variant, consisting of a user data field 147, which is shortened by a factor of 2 compared to the user data fields 144, and an FEC suffix 146.
- Figures 11 and 12 describe the formation of different types of traffic, which is achieved by using one or more contiguous slots 95, which are formed by using one or a combination of several different PDUs in said slots such that they are identical in each of the two transmission directions
- the transmission between base station 1 and a subscriber station 4 contains exactly one L1 control field 145 per frame 91 and exactly one FEC suffix 146 per traffic type.
- a traffic type is considered and handled as described above as a coherent data burst, formed by the sum of the successive PDU, which is terminated with an FEC suffix 146.
- the result of this definition is that the traffic data content increases disproportionately in the case of traffic types that comprise several slots 95.
- FIG. 11 shows the types of traffic which are used for the transmission of the user data from POTS connections or for connections of the layer 2 instances () in the event that there is no POTS connection simultaneously.
- a first traffic type 150 is identical to the PDU 150, comprising a user data field 144, an L1 control field 145 and an FEC suffix 146.
- the traffic type 150 occupies a slot 95 in the channel scheme (FIG. 4) and is used for POTS connections with compressed voice transmission in accordance with G.729 (see description for FIG. 2) and for stand-alone IP connections, which are due to inactivity in a first Level are reduced to minimum capacity (see description of Figure 3).
- a second type of traffic 155 comprises a PDU 151 and a PDU 153 and occupies two successive slots 95 in the channel scheme (FIG. 4).
- the traffic type 155 is used for POTS connections in the case of fax transmissions according to T.38 (see description of Figure 2) and for stand-alone IP connections, if a larger capacity allocation per connection is not possible due to the high load on the system (see Description of Figure 3).
- a third traffic type 156 comprises a PDU 151, at least one to a maximum of five PDU 152 and a PDU 153.
- the traffic type 156 occupies three to a maximum of seven slot 95 (FIG. 4) in the channel scheme and is used for a POTS connection with modem operation or standalone IP Connections (see descriptions of Figures 2 and 3).
- a traffic type with seven slots 95 results if the slots 95.0 to 95.5 are assigned to a connection and thus all slots 95.6 of an MF_6 100 (FIG. 5) are also assigned to this connection in accordance with specifications for the MF_6.
- FIG. 12 shows the types of traffic which are used for connections of layer 2 instances 40 and 48 in the event that a POTS connection exists simultaneously.
- a first traffic type 153 is with the PDU 153, comprising a user data field 144 and an FEC suffix 146, identical.
- a second traffic type 157 has at least one to a maximum of five PDU 152 and a PDU 153.
- the traffic type 157 occupies two to a maximum of six slot 95 in the channel scheme (FIG. 4).
- the integration into the operation of the system takes place in such a way that in the down direction 92 the data to be transmitted in the base station 1 - comprising the L2 instances 40, comprising the IP and OA&M data and POTS signaling data, comprising the data control 51 the user data of the POTS connections via the active one
- Stack 54, 55, 56 are transferred from the CDMA receiving modules, comprising the L1 control data 145, to a mapping device (see Table 1), the said data not having to correlate with the lengths of the PDU and traffic types.
- the transferred data are classified by the mapping device into the traffic types and their PDU and transferred PDU-wise to the subsequent interleaving device for further processing and transmission. Reverse processes in the subscriber station 4 undo the processing of the data and
- mapping header (for example 1/2, 3/4 or others), - L1 control (y / n), and which mapping header is used exclusively for controlling the mapping and is not transmitted, and the mapping devices the information of the mapping Also use headers for the treatment of the data of the respective receiving direction, its remapping and transmission to the L2 instances 40 and 48 and data control 51 and 58.
- PSTN Public Switched Telephone Network
- Protocol stack at the local exchange 38 Interface for signaling to the local exchange 12
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
The invention relates to a WLL system, which unites the independent networks that access the PSTN (13) and Internet (18) and whose subscriber stations have an a/b connection (6) and an Ethernet interface (8) for direct access to the Internet. Said resources are independent of one another and can be used simultaneously. The network that accesses the Internet constitutes a virtual wireless LAN with a star configuration, which terminates in Ethernets at the base station (1) and subscriber stations (9). Said Ethernets operate independently of one another and are interconnected by a bridge function. The subdivided IP and OA & M data and the POTS signalling are transmitted for each subscriber station by means of a respective common layer 2 connection. Useful data of the POTS connections is transmitted separately as a compressed voice transmission, T.38 fax transmission, or transparent modem transmission of 64kbps with automatic recognition and switching. The system operates with a DS CDM/CDMA sequence and an embedded TDM/TDMA and TDD and can be used in particular when a wired telecommunications infrastructure cannot be achieved in the short-term, cannot be achieved at all, or can only be achieved at great expense.
Description
FunkkommunikationssystemRadio communication system
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Einrichtungen und Verfahren, die stationären Teilnehmern den drahtlosen Zugang zum Internet und zum PSTN ermöglichen, speziell der Art, daß sowohl der Zugang zum Internet als auch der Zugang zum PSTN direkte Zugänge sind, und ein Teilnehmer beide Zugänge simultan und unabhängig voneinander nutzen kann. Im Detail betrifft die Erfindung die Verfahren und Einrichtungen zur Realisierung des Airinterface, des Kanalaufbaus und der Dienstevermittlung im Airinterface derartiger Funksysteme sowie der aufwandsgünstigen Lösung des Problems. Drahtlose lokale Zugangsnetze zum PSTN haben sich im letzten Jahrzehnt immer mehr durchgesetzt und sind inzwischen landläufig unter dem Begriff WLL (Wireless Local Loop) eingeführt. Diese Zugangsnetze sind unter dem Aspekt entwickelt, daß sie dem Teilnehmer die telekommunikative Grundversorgung als POTS (Piain Old Telephone Service) bieten. Sie unterscheiden sich insofern von den Mobilfunknetzen, die das Merkmal der Mobilität zusätzlich zu einer anderweitig bereis vorhandenen Grundversorgung realisieren, ohne diese ersetzen zu wollen oder ersetzen zu können. Ein daraus resultierendes unterscheidendes Merkmal ist, daß bei WLL die Teilnehmerstationen keine Endgeräte darstellen, sondern Schnittstellen für den Anschluß von Endgeräten nach Wahl des Teilnehmers aufweisen, während bei Mobilfunknetzen die Teilnehmerstationen Endgerätefunktion besitzen.The present invention relates to the field of devices and methods which enable stationary subscribers to wirelessly access the Internet and the PSTN, particularly the type that both the access to the Internet and the access to the PSTN are direct accesses and one subscriber both accesses simultaneously and can use it independently. In detail, the invention relates to the methods and devices for realizing the air interface, the channel structure and the switching of services in the air interface of such radio systems and the cost-effective solution to the problem. Wireless local access networks to the PSTN have become increasingly popular in the past decade and are now commonly known as WLL (Wireless Local Loop). These access networks have been developed with the aspect that they offer the subscriber the basic telecommunications service as POTS (Piain Old Telephone Service). They differ in this respect from the mobile radio networks, which implement the feature of mobility in addition to a basic service that is already available elsewhere, without wanting to replace it or not being able to replace it. A resulting distinguishing feature is that in WLL the subscriber stations do not represent end devices, but rather have interfaces for connecting end devices at the subscriber's choice, while in mobile radio networks the subscriber stations have terminal functions.
Ein typischer Vertreter der ersten Generation von WLL sind die in DE 4240249 beschriebenen Einrichtungen und Verfahren. Inzwischen sind vielfältige Weiterentwicklungen erfolgt, die vor allem den Übergang von der analogen zur digitalen Übertragung im Airinterface, die Steigerung der Datenraten für Modem- und Faxübertragungen und die Erweiterung des Diensteangebotes beinhalten.A typical representative of the first generation of WLL are the devices and methods described in DE 4240249. In the meantime, a wide range of further developments has taken place, which primarily include the transition from analog to digital transmission in the air interface, the increase in data rates for modem and fax transmissions and the expansion of the range of services.
Für heutige Bedingungen sind diese Einrichtungen inclusive der erfolgten Weiterentwicklungen nicht ausreichend. Der Zugang zum Internet ist inzwischen ein unverzichtbares Telekommunikationsangebot. Die existierenden WLL erlauben zwar den Zugang zum Internet mittels Modem über das PSTN, jedoch ist dies auf Grund der geringen Bandbreiten / Datenraten, die der Sprachübertragung im Airinterface von WLL der bisherigen Art zur Verfügung gestellt werden, uneffektiv. Zudem ist der Zugang zum PSTN über WLL meist die einzige Kommunikationsverbindung des Teilnehmers und die Belegung durch einen Internetzugriff lästig und behindernd und der Akzeptanz von WLL abträglich.For today's conditions, these facilities, including the further developments, are not sufficient. Access to the Internet has become an indispensable offer of telecommunications. The existing WLL allow access to the Internet via modem via the PSTN, but this is ineffective due to the low bandwidths / data rates that are made available for voice transmission in the Air Interface of WLL of the previous type. In addition, access to the PSTN via WLL is usually the participant's only communication link and the occupancy of an Internet access is annoying and hindering and the acceptance of WLL is detrimental.
Entsprechend sind vielerorts Bestrebungen im Gange, die Mängel der bestehenden Einrichtungen durch neue Lösungsansätze zu überwinden. Beispiele sind in den nachfolgenden Ausführungen beschrieben. In der Veröffentlichung WO 99/55030 werden ein Verfahren und eine Einrichtung beschrieben, die es mobilen Teilnehmern ermöglichen, über Funk auf das Internet zuzugreifen. Das Airinterface beruht auf den im Anspruch 1 von WO 99/55030 beschriebenen Verfahren der Übertragung mittels OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex), einer zwei- oder mehrwertigen Differenz-Phasenmodulation, dem Empfang unter Verwendung von Antennenarrays (Smart Antennas) und phasenbewerteter Addition der Signale aller Einzelantennen jeweils für jeden Subträger und der Demodulation der so gewonnenen Empfangssignale durch Bestimmung der Phasendifferenz zwischen jeweils zwei benachbarten Subträgem für jeweils alle Subträgerpaare.Accordingly, efforts are underway in many places to overcome the shortcomings of the existing facilities with new solutions. Examples are described in the following explanations. The publication WO 99/55030 describes a method and a device which enable mobile subscribers to access the Internet by radio. The air interface is based on the methods of transmission using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) described in claim 1 of WO 99/55030, a two- or multi-valued differential phase modulation, reception using antenna arrays (smart antennas) and phase-weighted addition of the signals of all individual antennas for each subcarrier and the demodulation of the received signals thus obtained by determining the phase difference between two adjacent subcarriers for all subcarrier pairs.
Ein bestimmendes Merkmal der in WO 99/55030 beschriebenen Verfahren und Einrichtung ist, daß ausschließlich paketorientierte Dienste übertragen werden. Dies hat zur Folge, daß Sprache systemintern als VolP (Voice over IP) übertragen wird. Der Teilnehmer muß demzufolge eine VolP-taugliche Einrichtung an die Teilnehmerstation anschalten, um Sprachverbindungen herstellen zu können. Sprachverbindungen
zu anderen VolP-tauglichen Einrichtungen werden über das Internet geroutet und Verbindungen in das PSTN (Public Switched Telephone Network) über Telephone Gateways realisiert. In der Veröffentlichung US 5910946 (GB 2321158; JP 10224853) werden ein Verfahren und eine Einrichtung beschrieben, die es mobilen Teilnehmern ermöglichen, über Funk sowohl Sprache als auch Daten über das Internet als auch über das PSTN zu übertragen. Die Systemarchitektur beinhaltet, daß eine oder mehrere Basisstationen über eine E1- oder T1 -Verbindung an ein Central Office angeschaltet sind, welches sowohl mit dem PSTN als auch mit dem Internet verbunden ist. Kommende wie auch gehende Verbindungen von/zu Teilnehmern im PSTN werden vom Central Office bis in die Basisstation als 64 kbps PCM-Signal in einem Timeslot der E1- oder T1 -Verbindung übertragen. Kommende wie auch gehende Verbindungen von/zu Internetteilnehmern, die Voice over IP bedienen, werden vom Central Office bis in die Basisstation als Internetverbindung ebenfalls in Timeslots der E1- oder T1 -Verbindung übertragen. Von der Basisstation werden für beide Verbindungsarten die Sprachsignale nach entsprechender Umsetzung als digitales nach QSELP komprimiertes Sprachsignal mit 8 kbps oder 13,3 kbps im Airinterface in beiden Richtungen übertragen. Es gibt in der Veröffentlichung keine explizite Aussagen über die Teilnehmerstation. Es ist wahrscheinlich, daß diese als mobile Einrichtung gleichzeitig Endgerät ist. Das Verfahren begrenzt die Möglichkeit der Datenübertragung auf die mit dem oben genannten Verfahren vorgegebenen Datenraten, was für den mobilen Teilnehmer einen akzeptablen Wert darstellen kann.A defining feature of the method and device described in WO 99/55030 is that only packet-oriented services are transmitted. As a result, voice is transmitted internally in the system as VoIP (Voice over IP). The subscriber must therefore connect a device suitable for VoIP to the subscriber station in order to be able to establish voice connections. voice calls other VoIP-compatible facilities are routed via the Internet and connections to the PSTN (Public Switched Telephone Network) are established via telephone gateways. The publication US 5910946 (GB 2321158; JP 10224853) describes a method and a device which enable mobile subscribers to transmit both voice and data via radio over the Internet and over the PSTN. The system architecture includes that one or more base stations are connected via an E1 or T1 connection to a central office, which is connected to both the PSTN and the Internet. Incoming and outgoing connections from / to participants in the PSTN are transmitted from the Central Office to the base station as a 64 kbps PCM signal in a timeslot of the E1 or T1 connection. Incoming and outgoing connections from / to Internet users who use Voice over IP are also transmitted from the Central Office to the base station as an Internet connection in timeslots of the E1 or T1 connection. After appropriate implementation, the voice signals for both connection types are transmitted in both directions as a digital voice signal compressed to QSELP with 8 kbps or 13.3 kbps in the air interface. There are no explicit statements about the subscriber station in the publication. It is likely that this, as a mobile device, is also a terminal. The method limits the possibility of data transmission to the data rates specified with the above-mentioned method, which can represent an acceptable value for the mobile subscriber.
In den korrespondierenden Veröffentlichungen WO 99/62268 und WO 99/61984 werden ein Verfahren und eine Einrichtung beschrieben, die es mobilen Teilnehmern ermöglichen, über Funk auf das Internet zuzugreifen. Das Verfahren hat vor allem die Zielstellung, eine schmalbandige Übertragung im Airinterface zu realisieren, wie sie dem Stand der Technik entsprechend von mobilen Einrichtungen meist nur unterstützt wird.The corresponding publications WO 99/62268 and WO 99/61984 describe a method and a device which enable mobile subscribers to access the Internet by radio. The main aim of the method is to realize a narrow-band transmission in the air interface, which is usually only supported by mobile devices according to the state of the art.
Hierzu wird erstens im Airinterface der Informationsaustausch zwischen Teilnehmerstation und Basisstation nicht als Internetverbindung mit TCP/IP durchgeführt. Der Datenaustausch zwischen dem "Wireless Client" der Teilnehmerstation und einem "Wireless Access Point" in der Basisstation erfolgt mit weniger datenintensiven Verfahren und Protokollen. In der Basisstation werden die Informationen vom "Wireless Access Point" über einen "Wireless Network Tunneler" zu einem Proxy Server (und umgekehrt) übertragen. Erst der Proxy Server stellt eine reguläre Verbindung zum Internet mit TCP/IP her. Hierzu wird zweitens mit einer verteilten Web-Site gearbeitet, indem zum Teilnehmer eine Web-Site nur teilweise übertragen wird. Die übertragene Information ist dahingehend eingeschränkt, daß nur Auswahlelemente zum Teilnehmer übertragen werden, ausreichend dafür, daß der Teilnehmer weitere Anforderungen definieren und über das Airinterface an die Einrichtungen der Basisstation schicken kann, die die anderen Teile der Web-Site verwalten. Diese Einrichtungen schicken an den Teilnehmer die speziell angeforderten Teile der Web-Site oder schicken eine daraus resultierende Anforderung in das Internet. Eine Antwort aus dem Internet wird dann in der gleichen Form mit dem Teilnehmer abgearbeitet.First of all, the information exchange between the subscriber station and the base station is not carried out as an Internet connection with TCP / IP in the air interface. The data exchange between the "wireless client" of the subscriber station and a "wireless access point" in the base station is carried out using less data-intensive methods and protocols. In the base station, the information is transmitted from the "wireless access point" via a "wireless network tunneler" to a proxy server (and vice versa). Only the proxy server establishes a regular connection to the Internet with TCP / IP. Secondly, a distributed website is used for this, in that a website is only partially transmitted to the subscriber. The information transmitted is restricted in that only selection elements are transmitted to the subscriber, sufficient for the subscriber to be able to define further requirements and send them via the air interface to the base station devices which manage the other parts of the website. These facilities send the specifically requested parts of the website to the participant or send a resultant request to the Internet. An answer from the Internet is then processed in the same form with the participant.
Das Verfahren der Veröffentlichungen WO 99/62268 und WO 99/61984 kann dem Teilnehmer damit einen inhaltlich nicht eingeschränkten Zugriff zum Internet bieten, jedoch ist der Zugriff in der Handhabung aufwendig und langsam. Für und von mobilen Teilnehmern werden solche einschränkenden Bedingungen jedoch meist akzeptiert. In der Veröffentlichung EP 0927482 (WO 99/01969; AU 8181498) wird ein Verfahren beschrieben, welches es Teilnehmern ermöglicht, über Funk auf das Internet zuzugreifen. Hierfür sollen die bestehenden
Mobilfunknetze genutzt werden, indem ein Computer über ein "cellular telephone modern" mit der mobilen Teilnehmerstation verbunden wird. Das Konzept kann, bei Anwendung entsprechender Computer, als bedingt mobil oder besser halbstationär bezeichnet werden. Die Veröffentlichung EP 0927482 befaßt sich nicht mit dem Airinterface, welches als vom Mobilfunknetz geboten und existent betrachtet wird, als vielmehr mit den Problemen des Routing, Tunneling und der Authentifizierung in den verschiedenen Netzen. Ein besonderer Aspekt der dargestellten Architektur ist, daß die Verbindungen aus dem Mobilnetz über ein "Communication Chassis" zu einem bestimmten Internet-Serviceprovider (ISP) geroutet werden. Mobilität vorausgesetzt können somit Zugriffsversuche von Teilnehmern erfolgen, die nicht Kunden dieses bestimmten Serviceproviders sind. Es wird für diesen Fall eine Lösung dargestellt, wie mobilen Teilnehmern der Zugang zum Internet und anderen Netzen trotzdem ermöglicht wird.The method of publications WO 99/62268 and WO 99/61984 can thus offer the subscriber unrestricted access to the Internet, but the access is complex and slow to use. However, such restrictive conditions are usually accepted for and by mobile subscribers. The publication EP 0927482 (WO 99/01969; AU 8181498) describes a method which enables participants to access the Internet by radio. For this, the existing Cellular networks can be used by connecting a computer to the mobile subscriber station via a "cellular telephone modern". The concept can be described as conditionally mobile or better semi-stationary if appropriate computers are used. The publication EP 0927482 is not concerned with the air interface, which is offered and existed by the mobile radio network, but rather with the problems of routing, tunneling and authentication in the various networks. A special aspect of the architecture shown is that the connections from the mobile network are routed via a "communication chassis" to a specific Internet service provider (ISP). Assuming mobility, access attempts can be made by participants who are not customers of this particular service provider. In this case, a solution is presented as to how mobile subscribers can still access the Internet and other networks.
Das Verfahren in der Veröffentlichung EP 0927482 ist damit bei der Datenübertragung begrenzt auf die durch die Mobilfunknetze vorgegebenen Datenraten, was für den mobilen Teilnehmer einen akzeptablen Wert darstellen kann. In der Veröffentlichung US 5905719 (WO 98/12833) werden ein Verfahren und eine Einrichtung beschrieben, die es stationären Teilnehmern ermöglichen, über Funk auf das Internet zuzugreifen. Im spezifischen Airinterface wird als Zugriffsverfahren TDM/TDMA und als Duplexverfahren TDD benutzt. Das Duplexverfahren ist unsymmetrisch ausgestaltet, indem für das Downlink eine vierfach höhere Slotdauer / Datenkapazität als im Uplink bereitgestellt wird. Dies soll dem Fakt Rechnung tragen, daß die von den Teilnehmern verursachte richtungsabhängige Datenlast etwa diesem Verhältnis entsprechen soll. Für die Sprachübertragung auf der Basis von Voice over IP mit 6 kbps oder 16 kbps können schmalbandige Kanäle zugewiesen werden. Hochratige Datenübertragungen bis 248 kbps im Downlink werden durch Mehrkanalzuweisung (Kanalbündelung) realisiert. Datenübertragung und Voice over IP können in diesem Falle simultan erfolgen. In der Veröffentlichung GB 2313981 wird eine Einrichtung beschrieben, die es stationären Teilnehmern ermöglicht, über Funk auf das Internet zuzugreifen. Die Einrichtung beinhaltet zum ersten, daß für das Uplink der Internetverbindung ein bestehendes öffentliches Funknetz, beispielsweise ein GSM-Netz genutzt wird. Der Teilnehmer wählt zum Verbindungsaufbau den Einwahlpunkt seines Internet Serviceproviders an. Die Verbindungsanmeldung und alle weiteren Daten im Uplink werden über dieses Funknetz und über das PSTN zum Einwahlpunkt dieses Internet Serviceproviders geroutet. Die Einrichtung beinhaltet zum zweiten, daß für das Downlink der Internetverbindung ein spezielles breitbandiges Funksystem genutzt wird. Hierzu werden am Einwahlpunkt des Internet Serviceproviders die im Uplink zu übertragenden Daten ausgekoppelt und über eine hochratige Datenverbindung zum Sender des speziellen Funksystems übertragen und von diesem über das Airinterface zum Empfänger am Standort des Teilnehmers übertragen. Der Lösung liegt die Behauptung zu Grunde, daß der Datenverkehr im Uplink im allgemeinen gering im Vergleich zum Datenverkehr im Downlink ist und für den geringen Datenverkehr im Uplink ein Mobilfunkkanal ausreichend sein sollte. Bestandteil der beschriebenen Einrichtung sind die Splitter/Combiner, die den Datenverkehr am Teilnehmerinterface und am Einwahlpunkt des Internet Serviceproviders trennen beziehungsweise zusammenführen und die unterschiedlichen Kanäle für die beiden Übertragungsrichtungen bedienen. Es zeigt sich, daß der drahtlose Internetzugang bei den bisher existenten oder in Vorbereitung befindlichen Lösungen vorwiegend auf den mobilen Nutzer orientiert ist und meist schmalbandige Übertragungsverfahren, teilweise auch auf Basis der öffentlichen Mobilfunknetze, realisiert werden. Diese
Orientierung führt zu Einschränkungen, die vorwiegend in der Datenübertragungsgeschwindigkeit begründet sind. Verfahren, die mit speziellen breitbandigeren Übertragungsverfahren im Airinterface arbeiten, gehen meist von der Annahme aus, daß Internetnutzer in der Regel im Uplink wesentlich geringere Datenmengen übertragen als im Downlink, und gestalten entsprechend das Verhältnis der Übertragungskapazität im Uplink und Downlink. Diese Annahme hat eine recht hohe Wahrscheinlichkeit für eine Internetnutzung, die mit dem Begriff Surfen beschrieben ist, oder den mobilen Teilnehmer, der vorwiegend Auskunftsdienste und ähnliches nutzt.The method in publication EP 0927482 is therefore limited to the data rates specified by the mobile radio networks, which can represent an acceptable value for the mobile subscriber. The publication US 5905719 (WO 98/12833) describes a method and a device which enable stationary subscribers to access the Internet by radio. In the specific air interface, TDM / TDMA is used as the access method and TDD as the duplex method. The duplex method is designed asymmetrically in that the downlink is provided with a slot duration / data capacity four times longer than in the uplink. This should take into account the fact that the directional data load caused by the participants should correspond approximately to this ratio. Narrow-band channels can be assigned for voice transmission based on Voice over IP with 6 kbps or 16 kbps. High-speed data transmissions up to 248 kbps in the downlink are realized by multi-channel assignment (channel bundling). In this case, data transmission and Voice over IP can take place simultaneously. GB 2313981 describes a device which enables stationary subscribers to access the Internet by radio. The device includes, firstly, that an existing public radio network, for example a GSM network, is used for the uplink of the Internet connection. The subscriber dials the dial-in point of his Internet service provider to establish the connection. The connection registration and all other data in the uplink are routed via this radio network and via the PSTN to the dial-in point of this Internet service provider. Secondly, the device means that a special broadband radio system is used for the downlink of the Internet connection. For this purpose, the data to be transmitted in the uplink are decoupled at the dial-in point of the Internet service provider and transmitted to the transmitter of the special radio system via a high-rate data connection and transmitted from there via the air interface to the receiver at the location of the subscriber. The solution is based on the assertion that the data traffic in the uplink is generally low compared to the data traffic in the downlink and that a mobile radio channel should be sufficient for the low data traffic in the uplink. Part of the described device are the splitters / combiners, which separate or merge the data traffic at the subscriber interface and at the dial-in point of the Internet service provider and operate the different channels for the two transmission directions. It can be seen that wireless Internet access in the existing or in preparation solutions is primarily oriented towards mobile users and mostly narrow-band transmission methods, partly also based on public mobile radio networks, are implemented. This Orientation leads to restrictions, which are mainly due to the data transmission speed. Methods that work with special broadband transmission methods in the air interface usually assume that Internet users generally transfer much smaller amounts of data in the uplink than in the downlink, and design the ratio of the transmission capacity in the uplink and downlink accordingly. This assumption has a very high probability of internet use, which is described by the term surfing, or the mobile subscriber, who mainly uses information services and the like.
Des weiteren bieten die vorgestellten Einrichtungen mit drahtlosem Internetzugang Sprachverbindungen ausschließlich auf der Basis von Voice over IP. Insbesondere an der Teilnehmerstation ist die Realisierung von Voice over IP vergleichsweise einfacher als die eines Zugangs zum PSTN (Public Switched Telephone Network). Voice over IP hat jedoch entscheidende Nachteile. Dies sind vor allem die nicht garantierte Verbindung, hohe Verzögerungszeiten durch die Paketierung und durch Übergänge an Gateways, zusätzlich zu den durch die immer benutzten Kompressionsverfahren bedingten Verzögerungszeiten, und das Fehlen von Dienstmerkmalen, wie sie beispielsweise in der BRD als Universaldienste in der TKDLV (Telekommunikations-Universaldienstleistungsverordnung) benannt sind und Mindestangebote für Telekommunikationsdienstleistungen darstellen.Furthermore, the presented facilities with wireless Internet access offer voice connections exclusively on the basis of Voice over IP. At the subscriber station in particular, the implementation of Voice over IP is comparatively easier than that of access to the PSTN (Public Switched Telephone Network). However, Voice over IP has decisive disadvantages. These are above all the non-guaranteed connection, high delay times due to the packaging and through gateways, in addition to the delay times due to the compression methods that are always used, and the lack of service features, such as those in the FRG as universal services in TKDLV (telecommunications -Universal Services Ordinance) and represent minimum offers for telecommunications services.
Für solche stationären Teilnehmer, für welche der drahtlose Anschluß die Grundversorgung darstellt, sind die oben genannten Einschränkungen nicht akzeptierbar, auch nicht für deutlich niedrige Preise. In diesem Anwendungsbereich muß mit gewerblicher Nutzung gerechnet werden, die bezüglich der Internetnutzung mehr zu gleichem Datenumfang im Uplink und Downlink tendiert. Des weiteren sind die durch Voice over IP sich ergebenden Einschränkungen nicht akzeptabel und das Fehlen des direkten POTS- oder ISDN- Zugangs mit allen Dienstmerkmalen ein entscheidender Mangel.For those stationary subscribers for whom the wireless connection is the primary service, the above restrictions are not acceptable, not even for significantly lower prices. In this area of application, commercial use must be expected, which tends towards the same amount of data in the uplink and downlink with regard to Internet use. Furthermore, the restrictions resulting from Voice over IP are not acceptable and the lack of direct POTS or ISDN access with all service features is a decisive defect.
Funkkommunikationssysteme, die den neuen Anforderungen gerecht werden, erfordern vor allem, dem Funkteilnehmer den Zugang zu POTS und Internet simultan und unabhängig voneinander zu ermöglichen und für beide Dienste Datenraten und Dienstmerkmale entsprechend den Eigenschaften der Festnetze zu bieten.Above all, radio communication systems that meet the new requirements require the radio subscriber to have access to POTS and the Internet simultaneously and independently of one another and to offer data rates and service features for both services in accordance with the properties of the fixed networks.
In [1] wird diesbezüglich das Konzept eines DECT-basierten WLL-Systems beschrieben, welches sich zur Aufgabe stellt, ein Zugangsnetzwerk zum Internet und ein Zugangsnetzwerk zum PSTN in einem System zu vereinigen. DECT (Digital European Cordless Telephone) ist ein durch das ETSI normiertes System (ETS 300-175) der schnurlosen Telefonie. Es ist bestimmungsgemäß für geringe Reichweiten bis 300 m und Sprachübertragung vorgesehen. DECT hat bereits in der Standardausführung eine geringe Frequenzeffektivität, welche mit 0,226 Bit/s*Hz (Duplexbetrieb) angegeben werden kann. In dieser Ausführung beträgt die laufzeitbedingte Reichweite 5 km. In dem besagten Konzept wird eine Reichweite von 15 km vorgegeben, ohne zu benennen, daß in diesem Falle im Kanalschema nur jeder zweite Slot nutzbar ist, um hinreichende Abstände für den Laufzeitausgleich zu schaffen. Die Frequenzeffektivität verringert sich in diesem Falle auf 0,113 Bit/sΗz.In this regard, [1] describes the concept of a DECT-based WLL system, which has the task of uniting an access network to the Internet and an access network to the PSTN in one system. DECT (Digital European Cordless Telephone) is a system of cordless telephony standardized by the ETSI (ETS 300-175). It is intended for short ranges up to 300 m and voice transmission. DECT already has a low frequency effectiveness in the standard version, which can be specified as 0.226 bit / s * Hz (duplex operation). In this version, the runtime-related range is 5 km. In the concept mentioned, a range of 15 km is specified without specifying that in this case only every second slot can be used in the channel scheme in order to create sufficient distances for the runtime compensation. In this case, the frequency effectiveness is reduced to 0.113 bit / sec.
Hinzu kommt, daß DECT weder mit einem Fehlerschutzverfahren wie FEG oder anderem noch mit einem Equalizer zur Kompensation von Störungen durch Mehrwegeausbreitung ausgestattet ist. Beide Fakten im Verbund haben zur Folge, daß DECT nur eine BER von 10-3 erreicht, was für die Übertragung von Sprache mittels 32 kbps ADPCM ausreicht, für die Datenübertragung jedoch unzureichend ist. Insbesondere Störungen durch Mehrwegeausbreitung und dadurch entstehende Intersymbol-Interferenzen sind bei
Übertragungsstrecken bis 15 km nicht mehr vernachlässigbar. Der Grund ist darin zu sehen, daß bereits eine Umweglänge von 500 m ein Produkt von πDS=Symbolrate*Umweglaufzeit = 1 ,5 ergibt, siehe hierzu auch untenstehende Ausführungen.In addition, DECT is not equipped with an error protection method such as FEG or another, nor with an equalizer to compensate for interference caused by multipath propagation. Both facts in the network have the consequence that DECT only reaches a BER of 10-3, which is sufficient for the transmission of speech using 32 kbps ADPCM, but is insufficient for the data transmission. In particular, interference due to multipath propagation and resulting intersymbol interference are present Transmission distances up to 15 km are no longer negligible. The reason for this is that a detour length of 500 m already results in a product of π DS = symbol rate * detour time = 1, 5, see also the explanations below.
Im praktischen Einsatz sind unter anderem aus den genannten Gründen bisher alle Versuche, DECT für WLL-Anwendungen mit Reichweiten größer 1 km und für Datenübertragung zu nutzen, problembehaftet gewesen. Diese Nachteile sind nur durch speziell problemangepaßte wie die erfindungsgemäße Lösung zu überwinden. Die nachfolgend beschriebene Erfindung berücksichtigt daher den Einsatz eines FEC zur Fehlersicherung und den Einsatz von Equalizern und Preequalizern, wie unten beschrieben. Das in [1] vorgestellte Konzept definiert ein Modell des Internet-Verkehrs mit drei Layern, dem Session Layer, dem Page Layer und dem Packet Layer (siehe [1], 3.5 und 3.6 und Figure 3). Dieses Denkmodell geht davon aus, daß während einer Internetsitzung eine Vielzahl von Seiten übertragen werden und zwischen den Übertragungen der Seiten größere Pausen existieren und daß zur Übertragung einer Seite eine Vielzahl von Paketen erforderlich ist und zwischen den Übertragungen der Pakete ebenfalls Pausen, wenn auch kürzere, auftreten. Entsprechend Konzept erfolgt die Übertragung des Internetverkehrs auf dem Packet Layer, das heißt, daß für jedes Paket eine neue physikalische Verbindung zwischen einer Basisstation und der Teilnehmerstation aufgebaut wird. Dies erfordert ein schnelles Zugriffsverfahren, welches von DECT prinzipiell geboten wird.For practical reasons, all attempts to use DECT for WLL applications with ranges greater than 1 km and for data transmission have so far been problematic in practical use. These disadvantages can only be overcome by means of specially adapted solutions such as the solution according to the invention. The invention described below therefore takes into account the use of an FEC for error protection and the use of equalizers and Preequalizers, as described below. The concept presented in [1] defines a model of Internet traffic with three layers, the session layer, the page layer and the packet layer (see [1], 3.5 and 3.6 and Figure 3). This model assumes that a large number of pages are transmitted during an Internet session and that there are longer pauses between the transmissions of the pages and that a large number of packets are required to transmit a page and that there are also pauses, albeit shorter, between the transmissions of the packets. occur. According to the concept, the Internet traffic is transmitted on the packet layer, which means that a new physical connection is established between a base station and the subscriber station for each packet. This requires a fast access procedure, which is basically offered by DECT.
Demgegenüber erfolgt, Bezug nehmend auf das obige Denkmodell, bei der erfindungsgemäßen Lösung wie unten beschrieben die Übertragung des Internetverkehrs auf dem Page Layer. Das heißt, daß die kürzeren Pausen zwischen den Paketen überbrückt werden und für diese Zeit die physikalische Verbindung im Airinterface bestehen bleibt und gegebenenfalls nur in ihrer Kapazität reduziert wird, und daß erst für die größeren Pausen zwischen den Pages ein Abbau der physikalischen Verbindung erfolgt. Das in [1] vorgestellte Konzept geht weiter davon aus, daß lediglich für die Übertragung des Internet- Verkehrs eine Layer 2 Sicherung erfolgt (siehe [1], Seite 8). Da keine Subsegmentierung der IP-Pakete vorgesehen ist, kann die Layer 2 Sicherung nur auf Paketebene wirksam sein. Dies hat erhebliche Nachteile, da bei Paketlängen bis 1500 Byte entsprechend 12.000 Bit bei der oben genannten Fehlerrate die Wahrscheinlichkeit für fehlerhaft übertragene Pakete sehr hoch ist und häufige Wiederholungen der Übertragung von Paketen zu erwarten sind. Demgegenüber erfolgt bei der erfindungsgemäßen Lösung wie unten beschrieben eine Subsegmentierung der IP-Pakete für die Übertragung im Airinterface, auf weiche die Layer 2 Sicherung aufsetzt. Bei einer im Durchschnitt um eine Größenordnung geringeren Länge der Subpakte und einer um drei Größenordnungen kleineren Fehlerrate der erfindungsgemäßen Lösung ist zum ersten die Wahrscheinlichkeit für fehlerhaft übertragene Pakete sehr gering und zum zweiten die Wiederholung der Übertragung von Subpaketen bezüglich der Effektivität der Übertragung und der resultierenden Datenrate von geringerem Einfluß. Des Weiteren umfaßt bei der erfindungsgemäßen Lösung wie unten beschrieben die Layer 2 Sicherung die IP-Daten, OA&M-Daten und Signalisierungen von POTS-Verbindungen in einem gemeinsamen Layer 2, wodurch auch für die anderen genannten Diensttypen eine erhöhte Übertragungssicherheit erzielt wird. Die Überwindung der verschiedenen genannten Nachteile erfordert spezielle Multiplex- und Zugriffsverfahren, welche die erforderliche Breitbandigkeit und Flexibilität gewährleisten. Ein fortgeschrittenes Verfahren ist CDM/CDMA (Code Division Multiplex / Code Division Multiple Access). Code-Multiplex- beziehungsweise -zugriff zeichnet sich vorteilhaft dadurch aus, daß:
die Nutzer im gleichen Frequenzband arbeiten können, eine relativ hohe Störleistung im Band toleriert wird, unter bestimmten Bedingungen auch benachbarte Funkzellen die gleiche Frequenz wiederverwenden können. Im Code-Multiplex bei Überlagerung von mehreren Maximalfolgen im gleichen Frequenzband muß von den Spreizsequenzen gefordert werden, daß sie untereinander gut trennbar sind. Häufig werden dafür sogenannte GOLD-Folgen verwendet, von welchen mehrere Familien bekannt sind und die innerhalb einer Familie niedrige KKF-Werte untereinander für beliebige Codephasen aufweisen. Jedoch sind diese KKF-Werte nicht Null, so daß ein Übersprechen bei der Entspreizung zwischen den einzelnen Folgen auftritt, was den Multiplexbetrieb auf vergleichsweise wenige der besagten Folgen beschränkt.On the other hand, with reference to the above thinking model, in the solution according to the invention, as described below, the transmission of the Internet traffic takes place on the page layer. This means that the shorter pauses between the packets are bridged and for this time the physical connection in the air interface remains and, if necessary, only its capacity is reduced, and that the physical connection is only broken down for the larger pauses between the pages. The concept presented in [1] further assumes that layer 2 security is only provided for the transmission of Internet traffic (see [1], page 8). Since there is no subsegmentation of the IP packets, layer 2 security can only be effective at the packet level. This has considerable disadvantages, since with packet lengths of up to 1500 bytes corresponding to 12,000 bits at the above-mentioned error rate, the probability of incorrectly transmitted packets is very high and frequent repetitions of the transmission of packets can be expected. In contrast, in the solution according to the invention, as described below, the IP packets are subsegmented for transmission in the air interface, on which the layer 2 security is based. With an average of an order of magnitude shorter length of the subpacts and an error rate of the solution according to the invention that is three orders of magnitude smaller, the probability for incorrectly transmitted packets is very low, and secondly, the repetition of the transmission of subpackets with regard to the effectiveness of the transmission and the resulting data rate of less influence. Furthermore, in the solution according to the invention, as described below, the layer 2 protection comprises the IP data, OA&M data and signaling of POTS connections in a common layer 2, as a result of which increased transmission security is also achieved for the other types of service mentioned. Overcoming the various disadvantages mentioned requires special multiplexing and access methods which ensure the required broadband and flexibility. An advanced method is CDM / CDMA (Code Division Multiplex / Code Division Multiple Access). Code multiplex access is advantageously characterized in that: the users can work in the same frequency band, a relatively high interference power in the band is tolerated, under certain conditions neighboring radio cells can also reuse the same frequency. In the code multiplex when several maximum sequences in the same frequency band are superimposed, the spread sequences must be required to be easily separable from one another. So-called GOLD sequences are often used for this, from which several families are known and which have low KKF values among one another for any code phases. However, these KKF values are not zero, so that crosstalk occurs in the despreading between the individual sequences, which limits the multiplex operation to comparatively few of the said sequences.
Für Code-Multiplex mit der nachrichtentheoretisch maximal möglichen Übertragungskapazität muß man orthogonale Signalräume nutzen. Walsh-Hadamard-Sequenzen sind zum Beispiel derartige orthogonale Codesequenzen. Die Orthogonalität beschränkt sich aber auf eine Vorzugs-Codephase, so daß zur Ausnutzung der Orthogonalität alle Sequenzen codephasensynchron in einem Empfänger eintreffen und eine synchrone Demodulation vorgenommen werden müssen.For code-multiplexing with the maximum transmission capacity theoretically possible, orthogonal signal spaces must be used. Walsh-Hadamard sequences are, for example, such orthogonal code sequences. However, the orthogonality is limited to a preferred code phase, so that in order to utilize the orthogonality, all sequences arrive in a code-synchronous manner in a receiver and synchronous demodulation must be carried out.
Reine TDMA-Verfahren haben generell das Problem, daß auf Grund der zeitsequentiellen Übertragung die Symbolrate hohe Werte annimmt und das Produkt πDS=Symbolrate*Umweglaufzeit Werte » 1 annimmt, das heißt, daß die Umwegsignale eines Symbols An als Intersymbol Interferenzen der Signale An+k, k=1 ... πDS in Erscheinung treten. TDMA-Verfahren weisen damit bezüglich Mehrwegeausbreitungen eine hohe Empfindlichkeit auf.Pure TDMA methods generally have the problem that, due to the time-sequential transmission, the symbol rate assumes high values and the product π DS = symbol rate * detour time takes values »1, which means that the detour signals of a symbol A n as inter-symbol interference of the signals A n + k , k = 1 ... π DS appear. TDMA methods are therefore highly sensitive to multipath propagation.
CDMA-Verfahren besitzen diesbezüglich günstigere Voraussetzungen als TDMA-Verfahren, da bei gleicher zu übertragender Datenmenge CDMA-Verfahren diese Datenmenge in S überlagerten Kanälen übertragen, wobei S die Anzahl der verwendeten Codesequenzen ist. Damit reduziert sich die Symbolrate gegenüber TDMA-Verfahren um diesen Faktor S. So ergibt sich in einem Beispiel bei S=32 und einer Symbolrate von 120 kSymbolen/s und einer angenommenen maximalen Umweglänge von 2,5 km, was einer Umweglaufzeit von 8,3 μs entspricht, ein Produkt πDS=Symbolrate*Umweglaufzeit= 1. Für ein TDMA-Verfahren gleicher Kapazität würde sich πDS=32 ergeben.In this regard, CDMA methods have more favorable prerequisites than TDMA methods, since with the same amount of data to be transmitted, CDMA methods transmit this amount of data in S superimposed channels, where S is the number of code sequences used. This reduces the symbol rate compared to TDMA methods by this factor S. For example, in the case of S = 32 and a symbol rate of 120 ksymbols / s and an assumed maximum detour length of 2.5 km, this results in a detour running time of 8.3 μs corresponds to a product π DS = symbol rate * detour runtime = 1. For a TDMA method of the same capacity, π DS = 32 would result.
Des weiteren müssen bei TDMA im Multiuserbetrieb die Schutzzeiten für den Laufzeitausgleich zeitsequentiell in die Übertragung in der Richtung von den Teilnehmerstationen zur Basisstation eingefügt werden, was die Effektivität der Datenübertragung verringert.Furthermore, with TDMA in multiuser operation, the protection times for the runtime compensation must be inserted sequentially in the transmission in the direction from the subscriber stations to the base station, which reduces the effectiveness of the data transmission.
Diesbezüglich ist eine Verbindung von CDMA mit einem eingebetteten TDMA vorteilhaft, da sich die Anzahl der zeitsequentiell in die Übertragung einzufügenden Schutzzeiten für den Laufzeitausgleich entsprechend der Anzahl der Codekanäle S um diesen Faktor verringert. Gleichzeitig wird die Anzahl der parallel verfügbaren Kanäle, die bei reinem CDMA auf S begrenzt ist, erhöht. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile der vorgenannten Einrichtungen und Verfahren zu überwinden. Die Aufgabe wird durch die Einrichtungen und Verfahren entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.In this regard, a connection of CDMA with an embedded TDMA is advantageous since the number of protection times for the time-of-flight compensation to be inserted sequentially in the transmission is reduced by this factor in accordance with the number of code channels S. At the same time, the number of channels available in parallel, which is limited to S for pure CDMA, is increased. The present invention is based on the object of overcoming the disadvantages of the aforementioned devices and methods. The object is achieved by the devices and methods according to the features of claim 1.
Das Funkkommunikationssystem umfaßt zur Realisierung dieser Aufgabe eine Basisstation, eine Vielzahl von Teilnehmerstationen, eine Ortsvermittlungseinrichtung des PSTN und das PSTN, optionale Anschalteinrichtungen, einen ersten Router, einen Zugangspunkt eines ISP (Internet Service Provider) und das Internet, eine lokale OA&M-Einrichtung, ein OA&M-Center und einen zweiten Router/Proxyserver.
Die Basisstation ist über ein Airinterface mit der Vielzahl der Teilnehmerstationen verbunden, über eine oder mehrere E1 - oder T1 -PCM Verbindungen, ggf. unter Zwischenschaltung der optionalen Anschalteinrichtungen, mit der Ortsvermittlungseinrichtung des PSTN und - über ein Ethernet mit dem Router 1 und der lokalen OA&M-Einrichtung verbunden. Der erste Router ist über eine Datenverbindung mit dem Zugangspunkt des ISP verbunden. Das OA&M-Center ist über den zweiten Router/Proxyserver mit dem Internet verbunden, wobei diese Verbindung ebenfalls über einen ISP, der mit dem erstgenannten nicht identisch sein muß, erfolgt. Das OA&M-Center ist gegebenenfalls für eine Mehrzahl derartiger erfindungsgemäßer Einrichtungen vorgehalten.To achieve this task, the radio communication system comprises a base station, a large number of subscriber stations, a local exchange of the PSTN and the PSTN, optional connection devices, a first router, an access point of an ISP (Internet Service Provider) and the Internet, a local OA&M device OA&M center and a second router / proxy server. The base station is connected to the large number of subscriber stations via an air interface, via one or more E1 or T1 PCM connections, possibly with the optional connection devices, to the local exchange of the PSTN and - via an Ethernet to router 1 and the local one OA&M facility connected. The first router is connected to the ISP's access point via a data connection. The OA&M center is connected to the Internet via the second router / proxy server, this connection also taking place via an ISP, which need not be identical to the former. The OA&M Center may be reserved for a plurality of such devices according to the invention.
Die Teilnehmerstationen besitzen jeweils ein PSTN-Teilnehmerinterface, welches für POTS (Piain Old Telefone Service, a/b) oder ISDNThe subscriber stations each have a PSTN subscriber interface, which is used for POTS (Piain Old Telephone Service, a / b) or ISDN
(Basisanschluß, 2B+D) ausgelegt ist, und ein Ethernet-Interface, welches erfindungsgemäß für den Internetzugang bestimmt ist. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, daß in diesem Funkkommunikationssystem ein drahtloses Zugangsnetzwerk zum PSTN und ein drahtloses Zugangsnetzwerk zum Internet vereinigt werden. Bezüglich des PSTN erfolgt dies, indem die Einrichtung mit einer Ortsvermittlungsstelle verbunden ist, die Funkteilnehmer als reguläre Teilnehmer dieser Ortsvermittlungsstelle fungieren und der Betrieb der Teilnehmerschnittstellen an den Teilnehmerstationen im "off-hook" Verfahren erfolgt, das heißt, daß alle Signale, Signaltöne, Dienstmerkmale direkt zwischen Teilnehmerschnittstelle und Ortsvermittlungsstelle ausgetauscht werden.(Basic connection, 2B + D) is designed, and an Ethernet interface, which according to the invention is intended for Internet access. An essential aspect of the invention is that a wireless access network to the PSTN and a wireless access network to the Internet are combined in this radio communication system. With regard to the PSTN, this is done by the device being connected to a local exchange, the radio subscribers acting as regular subscribers to this local exchange and the operation of the subscriber interfaces at the subscriber stations taking place in the "off-hook" process, that is to say that all signals, signal tones, service features are exchanged directly between the subscriber interface and the local exchange.
Bezüglich des Internet erfolgt dies, indem die an die Ethemetschnittstelle der Teilnehmergeräte angeschalteten Rechner oder Rechnernetze der Kunden als Teilnehmer eines virtuellen LAN (wireless LAN) fungieren. Das LAN ist als Netzwerk mit einem nicht öffentlichen IP-Adressbereich gestaltet und besitzt basisstationsseitig über einen Router und eine Datenverbindung eine direkte Anschaltung zu einem ISP (Internet Service Provider). Die Teilnehmer besitzen zumindest eine fest zugewiesene Adresse aus dem besagten Adressbereich, können aber für spezielle Zwecke, wie zum Beispiel den Betrieb von Exchange- Servern, weitere Adressen erhalten, welche über den besagten Router in öffentliche Adressen umgesetzt werden können. Damit wird erstmalig speziell dem stationären Einsatz im gewerblichen Bereich Rechnung getragen, der diese Betriebsvariante erfordert.With regard to the Internet, this is done in that the computers or computer networks of the customers connected to the ethernet interface of the subscriber devices act as subscribers of a virtual LAN (wireless LAN). The LAN is designed as a network with a non-public IP address range and, on the base station side, has a direct connection to an ISP (Internet Service Provider) via a router and a data connection. The subscribers have at least one permanently assigned address from said address range, but can receive additional addresses for special purposes, such as, for example, the operation of Exchange servers, which can be converted into public addresses via said router. For the first time, this specifically takes into account the stationary use in the commercial sector, which requires this operating variant.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß im Airinterface des besagten Funkkommunikationssystems die Kapazitätsverteilung zwischen dem drahtlosen Zugangsnetzwerk zum PSTN und dem drahtlosen Zugangsnetzwerk zum Internet bedarfsabhängig gesteuert und angepaßt wird. Dies ist vorteilhaft für eine effektive Auslastung der Ressourcen, da Fernmeldeverkehr und Internetverkehr teilweise prägnant unterschiedliche Tagesprofile der Belastung aufweisen. Die Verteilungssteuerung erfolgt innerhalb bestimmter einstellbarer Grenzen, die Mindestanteile für POTS und Internetverbindungen garantieren. Die Verteilungssteuerung berücksichtigt innerhalb des zugelassenen Einstellbereiches einen Vorrang für POTS, welcher beinhaltet, daß die Übertragungskapazität bestehender Internetverbindungen zugunsten neu aufzubauender POTS-Verbindungen reduziert wird. Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß den über Funk angeschalteten Teilnehmern der simultane Zugang zum PSTN und zum Internet ermöglicht wird. Diese Eigenschaft korreliert mit dem
vorgenannten Aspekt, indem für die einzelne Teilnehmerstation die Kapazitätsverteilung zwischen POTS und Internet bedarfsabhängig im Rahmen der maximalen Kapazität der Teilnehmerstation gesteuert wird, wobei die Anforderungen des POTS Vorrang besitzen.Another aspect of the invention is that in the air interface of said radio communication system, the capacity distribution between the wireless access network to the PSTN and the wireless access network to the Internet is controlled and adapted as required. This is advantageous for an effective utilization of resources, since telecommunication traffic and internet traffic sometimes have different daily load profiles. The distribution control takes place within certain adjustable limits, which guarantee minimum shares for POTS and Internet connections. The distribution control takes into account a priority for POTS within the permitted setting range, which means that the transmission capacity of existing Internet connections is reduced in favor of new POTS connections to be set up. A further aspect of the invention is that the subscribers connected via radio enable simultaneous access to the PSTN and to the Internet. This property correlates with the The aforementioned aspect in that the capacity distribution between POTS and the Internet is controlled as required within the maximum capacity of the subscriber station for the individual subscriber station, the requirements of the POTS taking precedence.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß im drahtlosen Zugangsnetzwerk zum PSTN eine effektive Ressourcenverwendung erfolgt, indem den POTS-Teilnehmern als Standardverbindung eine komprimierte Sprachübertragung bereitgestellt wird und anforderungsgesteuert höhereA further aspect of the invention consists in the fact that in the wireless access network to the PSTN there is an effective use of resources by providing the POTS subscribers with a compressed voice transmission as the standard connection and higher demand-controlled ones
Übertragungskapazität für Fax- oder Modemübertragungen bereitgestellt wird. Im einzelnen beinhaltet dies:Transmission capacity for fax or modem transmissions is provided. Specifically, this includes:
Es wird jede Verbindung zunächst als Sprachverbindung mit einer hohen Sprachkompression, beispielsweise auf 8 kbps nach G.729, eingerichtet. Moderne Sprachkompressionsverfahren, wie zum Beispiel das vorgenannte, sind mit subjektiv kaum feststellbaren Qualitätsverlusten verbunden bei gleichzeitig akzeptablen Verzögerungszeiten.Each connection is initially set up as a voice connection with a high voice compression, for example to 8 kbps according to G.729. Modern speech compression processes, such as the one mentioned above, are associated with subjectively hardly noticeable loss of quality and at the same time acceptable delay times.
Es erfolgt während der Verbindung eine Überwachung und Erkennung der Einleitung von Fax- oder Modemübertragungen und nur in diesem Falle die automatische Zuweisung einer höheren Übertragungskapazität. Dabei wird die Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit für Faxübertragungen auf den benötigten Wert von ≥ 14,4 kbps entsprechend der Klassen G3/G4 eingestellt und für Modemübertragungen ein transparenter 64 kbps Kanal geschaltet, so daß Modemübertragungen bis zum Maximalwert von 57,6 kbps (V.90) möglich sind. Faxübertragungen werden derart vorgenommen, daß durch Einrichtungen in der Basisstation und der Teilnehmerstation mittels einer so genannten Fax-Relaysoftware die Faxsignale für die Übertragung im Airinterface wieder in das Basisband umgesetzt werden und dadurch im Airinterface nur die besagteMonitoring and detection of the initiation of fax or modem transmissions takes place during the connection and only in this case the automatic allocation of a higher transmission capacity. The transmission speed for fax transmissions is set to the required value of ≥ 14.4 kbps in accordance with classes G3 / G4 and a transparent 64 kbps channel is switched for modem transmissions, so that modem transmissions up to a maximum value of 57.6 kbps (V.90 ) possible are. Fax transmissions are carried out in such a way that the fax signals for the transmission in the air interface are converted back to the baseband by means in the base station and the subscriber station using a so-called fax relay software, and thus only the said one in the air interface
Kapazitätszuweisung erforderlich ist, die dem Nennwert der Übertragungsrate der Faxverbindung entspricht. Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß durch das "off-hook"-Prinzip POTS-Teilnehmern alle Dienstmerkmale gewährleistet werden, die digitale Ortsvermittlungseinrichtungen standardmäßig auch analog angeschalteten drahtgebundenen Teilnehmern bieten.Capacity allocation is required, which corresponds to the nominal value of the transmission rate of the fax connection. Another aspect of the invention is that the "off-hook" principle guarantees POTS subscribers all the service features that digital local exchange devices also offer as standard analog-wired subscribers.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß über das drahtlose Zugangsnetzwerk zum Internet dem Teilnehmer über ein Ethernet-Interface seines Rechners oder seines Rechnernetzwerkes ein direkter Zugang zu einem Gateway eines ISP (Internet Service Provider) zur Verfügung steht und der Weg über das PSTN mit Anwahl einer Zugangsrufnummer eines ISP und Nutzung von Übertragung mittels Modem nicht erforderlich ist. Unabhängig davon kann der letztgenannte Weg vom Teilnehmer über seinen POTS- Anschluß alternativ oder simultan genutzt werden.Another aspect of the invention is that the wireless access network to the Internet gives the subscriber direct access to a gateway of an ISP (Internet Service Provider) via an Ethernet interface of his computer or his computer network and the route via the PSTN with Dialing an ISP access number and using modem transmission is not required. Regardless of this, the latter route can be used alternatively or simultaneously by the subscriber via his POTS connection.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß im drahtlosen Zugangsnetzwerk zum Internet dem Teilnehmer standardmäßig bei Verbindungsaufbau die maximale Kapazität der Teilnehmerstation zugewiesen wird. Ausnahmen können sein, daß an der gleichen Teilnehmerstation bereits eine POTS- Verbindung besteht, oder im Airinterface eine so hohe Gesamtlast vorliegt, daß eine geringere Zuweisung zwingend ist. Eine effektive Ressourcenverwendung erfolgt, indem die einem Teilnehmer zugewiesene Übertragungskapazität bei geringer Aktivität oder kurzzeitiger Inaktivität auf eine Minimalkapazität verringert wird, um bei erneut einsetzender höherer Aktivität wieder dynamisch auf den besagten maximal möglichen Wert erhöht zu werden. Die Minimalkapazität ergibt sich wie unten beschrieben durch die Kanalstruktur und Verfahren der Kanalzuweisung. Der Vorteil eines solchen Verfahrensschrittes ist, daß ene dynamische Kanalzuweisung auf der Grundlage einer
bestehenden physikalischen Verbindung schneller erfolgen kann als bei abgebauter physikalischerAnother aspect of the invention is that in the wireless access network to the Internet the maximum capacity of the subscriber station is assigned by default when the connection is established. Exceptions may be that there is already a POTS connection at the same subscriber station, or that the total load in the air interface is so high that a lower allocation is mandatory. An effective use of resources takes place in that the transmission capacity assigned to a subscriber is reduced to a minimum capacity in the case of low activity or brief inactivity, in order to be dynamically increased to said maximum possible value again when higher activity starts again. The minimum capacity results from the channel structure and channel assignment procedure as described below. The advantage of such a process step is that a dynamic channel assignment based on a existing physical connection can take place faster than when the physical connection is closed
Verbindung.Connection.
Verbindungen von Teilnehmern, deren Übertragungskapazität bereits auf die Minimalkapazität reduziert wurde, bei weiter andauernder längerer Inaktivität physikalisch getrennt werden können, wobei in der Basisstation und der Teilnehmerstation die Verbindungsprozesse, die diese Verbindung steuerten, weiter für Zeiträume von Stunden bestehen bleiben. Bei erneuter Aktivität muß daher nur die physikalische Verbindung neu aufgebaut werden, wobei dies entsprechend den vorgenannten Verfahren mit der maximal möglichen Kapazität erfolgt. für die Übertragung im Airinterface eine paketorientierte Datenkomprimierung erfolgt. Die Zeitkonstanten für die Trennung der Internetverbindung sind derart optimiert, daß während der Übertragung einer Internetseite die Pausen zwischen den einzelnen Paketen überbrückt werden und gegebenenfalls nur die Reduzierung der Übertragungskapazität wirksam wird. Derart wird eine Optimierung bezüglich der Häufigkeit der Prozeduren zum Verbindungsaufbau und der effektiven Auslastung des Airinterfaces vorgenommen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß das OA&M-System der Einrichtung für die Verbindung zu einem entfernten OA&M-Center das Internet nutzt. Die OA&M-Instanz des Funkkommunikationssystems ist Bestandteil der Basisstation. Zusätzlich kann an das Ethernet der Basisstation eine lokale OA&M- Einrichtung angeschaltet werden, welche direkten Zugriff zur OA&M-Instanz des Funkkommunikationssystems hat und über das Internet mit dem entfernten OA&M-Center kommunizieren kann. OA&M-Verbindungen zu den Teilnehmerstationen erfolgen paketorientiert, zur Minimierung des Overheads jedoch nicht TCP/IP-basiert als spezielle Serviceverbindungen, bei bestehenden IP-Verbindungen einer Teilnehmerstation in den Datenstrom dieser Verbindung gemultiplext, - bei bestehenden POTS-Verbindungen in Abhängigkeit vom Umfang der zu übertragenden OA&M-Daten im Signalisierungskanal der POTS-Verbindung oder in einer simultanen speziellen Serviceverbindung. Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß im Airinterface das besonders störsichere Multiplex/Zugriffsverfahren DS CDM/CDMA (Direct Sequenz Code Division Multiplex / Code Division Multiple Access, im weiteren immer als CDMA bezeichnet) benutzt wird. Dieses Verfahren beinhaltet, daß Codesequenzen mit einer einheitlichen Länge von n Bit definiert werden, die zueinander orthogonal sind. Die Orthogonalität dieser Codesequenzen beinhaltet, daß bei Sequenzsynchronität ihre Kreuzkorrelationsfunktionen den Wert Null ergeben. Bei einer Sequenzlänge von n Bit können maximal genau n Sequenzen gefunden werden, die diese Bedingung erfüllen. Es können mehrere Sequenzfamilien gefunden werden, die innerhalb der Familie die Bedingung der Orthogonalität erfüllen. Zwischen den Mitgliedern der verschiedenen Sequenzfamilien ist diese Bedingung definitiv nicht erfüllt.Connections of subscribers whose transmission capacity has already been reduced to the minimum capacity can be physically separated if the inactivity continues for a longer period of time, the connection processes which controlled this connection remaining in the base station and the subscriber station for periods of hours. In the event of renewed activity, therefore, only the physical connection has to be re-established, this being done in accordance with the aforementioned methods with the maximum possible capacity. packet-oriented data compression takes place for transmission in the air interface. The time constants for the disconnection of the Internet connection are optimized in such a way that the pauses between the individual packets are bridged during the transmission of a website and, if necessary, only the reduction in the transmission capacity becomes effective. In this way, an optimization is carried out with regard to the frequency of the procedures for establishing a connection and the effective utilization of the air interface. Another aspect of the invention is that the facility's OA&M system uses the Internet to connect to a remote OA&M center. The OA&M instance of the radio communication system is part of the base station. In addition, a local OA&M device can be connected to the Ethernet of the base station, which has direct access to the OA&M instance of the radio communication system and can communicate with the remote OA&M center via the Internet. OA&M connections to the subscriber stations are packet-oriented, but to minimize the overhead, but not TCP / IP-based as special service connections, multiplexed into the data stream of this connection for existing IP connections of a subscriber station, - for existing POTS connections depending on the scope of the transmitting OA&M data in the signaling channel of the POTS connection or in a simultaneous special service connection. Another aspect of the invention is that the particularly interference-free multiplex / access method DS CDM / CDMA (Direct Sequence Code Division Multiplex / Code Division Multiple Access, hereinafter referred to as CDMA) is used in the air interface. This method involves defining code sequences with a uniform length of n bits that are orthogonal to one another. The orthogonality of these code sequences means that their cross-correlation functions give the value zero in the case of sequence synchronism. With a sequence length of n bits, a maximum of exactly n sequences can be found that meet this condition. Several sequence families can be found that fulfill the condition of orthogonality within the family. This condition is definitely not fulfilled between the members of the different sequence families.
Die Anwendung des Verfahrens ermöglicht, daß mehrere parallele Datenströme, maximal bis zu n Stück entsprechend der Anzahl der Codesequenzen, parallel über einen gemeinsamen physikalischen Kanal übertragen und empfangsseitig wieder getrennt werden können. Hierzu werden die Datenströme beim Multiplexen bit- oder symbolsynchron an die maximal bis zu n Modulatoren entsprechend der Anzahl der Codesequenzen übergeben. Die Forderung der Synchronität ergibt sich aus der bereits genannten Eigenschaft der Codesequenzen, daß nur in diesem Falle deren Kreuzkorrelationsfunktionen den Wert Null
haben, was Voraussetzung für die empfangsseitige Trennbarkeit ist. Die Modulatoren führen die Spreizung jedes Bits oder Symbols des einzelnen Datenstromes mit der ihnen zugewiesenen Codesequenz aus dem Vorrat der Codesequenzen durch, die mathematisch betrachtet einer Multiplikation des Bits oder Symbols mit der Codesequenz entspricht. Damit wird jedes Bit oder Symbol in eine Anzahl von n Zuständen umgesetzt, die zur Unterscheidung als "Chip" bezeichnet werden. Die am Ausgang der Modulatoren zur Übertragung anstehende Chiprate ist somit um den Faktor n höher als die eingangsseitige Bit- oder Symbolrate. Die so gespreizten Datenströme stellen unabhänge Kanäle dar, die durch ihre Codesequenz gekennzeichnet sind und deshalb als Codekanal bezeichnet werden. Diese Codekanäle werden danach additiv überlagert und für die Übertragung auf einen HF-Träger moduliert. Wenn CDMA auch für "Multiple Access" eingesetzt wird, das heißt, daß eine Vielzahl von unabhängigen Quellen zu einem gemeinsamen Empfänger senden, muß am Empfängereingang für die Signale aller Quellen die Synchronität der Codesequenzen aller Codekanäle gewährleistet werden. Dies wird erfindungsgemäß durch eine Startup-Synchronisation und eine Synchronisation während des laufenden Betriebes gesichert, die unten beschrieben werden. der gleiche Empfangspegel der Codesequenzen aller Codekanäle gewährleistet werden. Dies wird erfindungsgemäß durch ein Powercontrol während des laufenden Betriebes gesichert, welches unten beschrieben wird. Empfangsseitig ist ein HF-Empfänger angeordnet, welcher an seinem Ausgang ein demoduliertes Signal bereitstellt, welches die Überlagerung der Signale aller Codekanäle darstellt. Für jeden Codekanal ist ein Demodulator erforderlich, welcher die zu selektierende Codesequenz a priori kennen muß und eine Korrelation von Codesequenz und Eingangssignal durchführt. Korrelatoren oder Matched Filter, die hierfür benutzt werden, sind als in speziellen Schaltkreisen integrierte Hardwarelösungen erhältlich oder werden in Signalprozessoren softwaremäßig realisiert. Letzteres bietet sich an, da die Korrelation mathematisch betrachtet wieder eine Multiplikation des Eingangsdatenstromes mit der Codesequenz darstellt. Das Ausgangssignal des Korrelators muß anschließend noch bewertet werden, im einfachsten Falle in einer Schwellenwertschaltung, um den Dateninhalt des Codekanals wieder zu gewinnen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß als Duplexverfahren TDD (Time Division Duplex) benutzt wird, d.h. es wird zeitlich alternierend ein HF-Kanal für beide Übertragungsrichtungen genutzt. Dies ermöglicht, daß Sender und Empfänger der Einrichtungen auf eine gemeinsame Antenne arbeiten und zur Entkopplung von Senderausgang und Empfängereingang nur ein elektronischer Antennenumschalter benutzt wird und keine aufwendigen und teueren Duplexfilter wie bei FDD (Frequency Division Duplex) erforderlich sind. In der erfindungsgemäßen Einrichtung bilden eine Downlinkperiode, eine Schutzzeit und eine Uplinkperiode einen Duplexframe, im weiteren stets als Frame bezeichnet. Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß der Frame im TDM/TDMA genutzt wird und in einer beispielhaften Ausführung in 15 Timeslots gleicher Dauer, im weiteren als Slots bezeichnet, unterteilt ist. Die Zuordnung der Slots ist für alle Codekanäle identisch wie nachstehend beschrieben: Slot 0 bis 6 werden für die Aussendungen der Basisstation genutzt,The application of the method enables several parallel data streams, up to a maximum of n pieces corresponding to the number of code sequences, to be transmitted in parallel via a common physical channel and to be separated again at the receiving end. For this purpose, the data streams are transferred bit-synchronously or symbol-synchronously to the maximum of up to n modulators according to the number of code sequences. The requirement of synchronicity results from the property of the code sequences already mentioned that only in this case their cross-correlation functions have the value zero have what is a prerequisite for separability at the receiving end. The modulators carry out the spreading of each bit or symbol of the individual data stream with the code sequence assigned to them from the supply of code sequences, which, mathematically speaking, corresponds to a multiplication of the bit or symbol by the code sequence. Each bit or symbol is thus converted into a number of n states, which are referred to as "chips" for distinction. The chip rate at the output of the modulators for transmission is therefore higher by a factor n than the input bit or symbol rate. The data streams thus spread represent independent channels which are characterized by their code sequence and are therefore referred to as a code channel. These code channels are then additively superimposed and modulated for transmission on an HF carrier. If CDMA is also used for "multiple access", that is to say that a large number of independent sources transmit to a common receiver, the synchronism of the code sequences of all code channels must be ensured at the receiver input for the signals from all sources. This is ensured according to the invention by startup synchronization and synchronization during operation, which are described below. the same reception level of the code sequences of all code channels can be guaranteed. This is ensured according to the invention by a power control during operation, which is described below. An RF receiver is arranged at the receiving end, which provides a demodulated signal at its output, which represents the superimposition of the signals of all code channels. For each code channel, a demodulator is required, which must know the code sequence to be selected a priori and carries out a correlation between the code sequence and the input signal. Correlators or matched filters used for this are available as hardware solutions integrated in special circuits or are implemented in software in signal processors. The latter lends itself because the mathematical correlation again represents a multiplication of the input data stream by the code sequence. The output signal of the correlator must then be evaluated, in the simplest case in a threshold circuit, in order to recover the data content of the code channel. Another aspect of the invention is that TDD (Time Division Duplex) is used as the duplex method, ie an RF channel is used alternately in time for both transmission directions. This enables the transmitter and receiver of the devices to work on a common antenna and only an electronic antenna switch is used to decouple the transmitter output and receiver input and no complex and expensive duplex filters as with FDD (Frequency Division Duplex) are required. In the device according to the invention, a downlink period, a guard time and an uplink period form a duplex frame, hereinafter always referred to as a frame. Another aspect of the invention is that the frame is used in TDM / TDMA and, in an exemplary embodiment, is divided into 15 timeslots of the same duration, hereinafter referred to as slots. The assignment of the slots is identical for all code channels as described below: slots 0 to 6 are used for the transmissions of the base station,
Slot 7 ist zweigeteilt und beinhaltet eine Schutzzeit für den Laufzeitausgleich und eine Zeitphase für Anmeldung von Verbindungsanforderungen und die Startup Synchronisation für Teilnehmerstationen, die zeitweilig inaktiv waren. Die Schutzzeit für den Laufzeitausgleich berücksichtigt die maximale
Entfernung, die zwischen der Basisstation und einer Teilnehmerstation zugelassen ist und hat eine Dauer der zweifachen Laufzeit für diese Entfernung inclusive die realen Umschaltzeiten von Empfangen auf Senden in der Teilnehmerstation. Die Anmelde- und Synchronisationsprozeduren werden unten beschrieben. - Slot 8 bis 14 werden für die Aussendungen der Teilnehmerstationen genutzt.Slot 7 is divided into two parts and includes a protection period for the runtime compensation and a time phase for registration of connection requests and startup synchronization for subscriber stations that were temporarily inactive. The protection time for the runtime compensation takes the maximum into account Distance that is permitted between the base station and a subscriber station and has a duration of twice the duration for this distance including the real switching times from reception to transmission in the subscriber station. The registration and synchronization procedures are described below. - Slots 8 to 14 are used for the transmission of the subscriber stations.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß ein Spektrum von unterschiedlichen Kanaltypen geschaffen ist und diese unterschiedlichen Kanaltypen flexibel in einem Baukastensystem zu unterschiedlichen Traffictypen kombinierbar sind und so unterschiedlichen Diensten und Übertragungsraten angepaßt werden können. Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß die Datenübertragung durch Verwendung eines FEC (Forward Error Correction) gesichert wird und für die Übertragung der komprimierten Sprachdaten, Daten der Fax- oder Modemübertragung in einer POTS-Verbindung und Daten der Layer 2 Verbindung für IP-, OA&M- sowie Signalisierungsdaten der POTS-Verbindungen unterschiedliche FEC-Level einstellbar sind. Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß in der Uplinkrichtung zusätzlich zur Startupsynchronisation zwei Verfahren der periodischen Messung und Nachführung der Synchronisation der CDMA-Übertragungen im laufenden Betrieb simultan genutzt werden. Ein erstes Verfahren, welches eine Messung und Nachführung je Frame durchführt, und ein zweites Verfahren, welches mindestens eine Messung und Nachführung je 32 Frames mit erhöhter Genauigkeit gegenüber dem ersten Verfahren durchführt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Another aspect of the invention is that a spectrum of different channel types is created and these different channel types can be flexibly combined in a modular system to form different traffic types and can thus be adapted to different services and transmission rates. Another aspect of the invention is that the data transmission is secured by using an FEC (Forward Error Correction) and for the transmission of the compressed voice data, data of the fax or modem transmission in a POTS connection and data of the layer 2 connection for IP , OA&M and signaling data of the POTS connections different FEC levels can be set. Another aspect of the invention is that in the uplink direction, in addition to the start-up synchronization, two methods of periodic measurement and tracking of the synchronization of the CDMA transmissions are used simultaneously during operation. A first method, which carries out a measurement and tracking per frame, and a second method, which carries out at least one measurement and tracking per 32 frames with increased accuracy compared to the first method. An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
Figur 1 die Architektur des Funkkommunikationssystems in seiner Gesamtheit,FIG. 1 shows the architecture of the radio communication system in its entirety,
Figur 2 das Schichtenmodell des POTS Access-Networks und seine Verknüpfung mit dem Internet Access-Network F Fiigguurr 33 das Schichtenmodell des Internet Access-Network und seine Verknüpfung mit dem POTS Access-NetworkFIG. 2 shows the layer model of the POTS access network and its linkage with the Internet access network. FIG. 33 shows the layer model of the Internet access network and its linkage with the POTS access network
Figur 4 das Kanalschema einer konkreten Ausführung der Erfindung bei Nutzung von CDMA in Verbindung mit TDM/TDMA und TDD.Figure 4 shows the channel scheme of a concrete embodiment of the invention when using CDMA in conjunction with TDM / TDMA and TDD.
Figur 5 die Struktur eines Multiframe_6 (MF_6) für einen Codekanal, basierend auf einem Kanalschema entsprechend Figur 4.FIG. 5 shows the structure of a multiframe_6 (MF_6) for a code channel, based on a channel scheme corresponding to FIG. 4.
Figur 6 die Einordnung der speziellen Kanäle für Synchronisation und Steuerung sowie der Schutzzeit für den Laufzeitausgleich in das TDD und das Kanalschema entsprechend Figur 4.FIG. 6 shows the classification of the special channels for synchronization and control as well as the protection time for the runtime compensation in the TDD and the channel scheme according to FIG. 4.
Figur 7 die unterschiedlichen Strukturen von Slottypen.und ihre Verwendung im Kanalschema entsprechend Figur 4. F Fiigguurr 88 die Struktur und Funktion eines Multiframe_32 (MF_32) für eine Ausführung der Erfindung mit n=32 Codekanälen.7 shows the different structures of slot types and their use in the channel scheme corresponding to FIG. 4. FIG. 88 shows the structure and function of a multiframe_32 (MF_32) for an embodiment of the invention with n = 32 code channels.
Figur 9 eine detailliertere Darstellung eines Ausschnittes aus Figur 8.FIG. 9 shows a more detailed illustration of a detail from FIG. 8.
Figur 10 den Aufbau von verschiedenen Typen von Packed Data Units.Figure 10 shows the structure of different types of packed data units.
Figur 11 das Baukastensystem von Traffictypen durch Kombination verschiedener Typen von Packed Data Units für POTS-Verbindungen oder stand alone IP-Verbindungen.FIG. 11 shows the modular system of traffic types by combining different types of packed data units for POTS connections or stand alone IP connections.
Figur 12 das Baukastensystem von Traffictypen durch Kombination verschiedener Typen von Packed
Data Units für Layer 2 Verbindungen bei parallelem Betrieb einer POTS-Verbindung. Sowohl die vorausgehenden allgemeinen Beschreibungen als auch die folgende detaillierte Beschreibung besitzen nur Beispielcharakter als mögliche Ausführungen der erfindungsgemäßen Einrichtungen und Verfahren und schränken die Ansprüche zur Erfindung nicht ein. Figur 1 beschreibt die Architektur der Einrichtung in ihrer Gesamtheit. Eine Basisstation 1 besitzt eine Schnittstelle zum Airinterface 3 für die drahtlose Verbindung zu einer Vielzahl von Teilnehmerstationen 4.1 bis 4.i. Der Zugang zum Airinterface 3 erfolgt über eine Antenne 2, die gleichermaßen für den Sende- als auch den Empfangsbetrieb genutzt wird. Die Basisstation 1 besitzt des weiteren eine PCM-Schnittstelle 10, die als eine oder mehrere E1- oder T1- PCM Trunklines ausgeführt ist und die die Basisstation 1 mit einer Ortsvermittlungseinrichtung 12 des PSTN 13 verbindet. Die Schnittstelle 10 ist als konzentriertes Interface ausgeführt, das heißt, daß die Anzahl der PCM-Verbindungen der Anzahl der möglichen Verbindungen im Airinterface entspricht oder diese nur soweit übersteigt, wie es sich durch die Quantelung der E1- oder T1-PCM Trunklines ergibt. Bei Bedarf werden optionale Anschalteinrichtungen 11 in die Verbindung zwischen der Basisstation 1 und der Ortsvermittlungseinrichtung 12 eingeschaltet, wenn die Ortsvermittlungseinrichtung 12 ein konzentriertes Interface nicht unterstützt, sondern nur teilnehmerbezogene Verbindungen wie TIP/RING (a/b) oder V5.1 bietet. In diesem Falle haben die Anschalteinrichtungen 11 die Aufgabe der physikalischen Anpassung, der Protokollumsetzung und Umsetzung von teilnehmerbezogenen auf konzentrierte Verbindungen. Ein weiterer Grund für den Einsatz der Anschalteinrichtungen 11 kann sein, wenn von der Ortsvermittlungseinrichtung 12 ein Protokoll geboten wird, welches von der Basisstation 1 nicht unterstützt wirdFigure 12 shows the modular system of traffic types by combining different types of packed Data units for Layer 2 connections when a POTS connection is operated in parallel. Both the preceding general descriptions and the following detailed description have only exemplary character as possible embodiments of the devices and methods according to the invention and do not limit the claims to the invention. Figure 1 describes the architecture of the facility in its entirety. A base station 1 has an interface to the air interface 3 for the wireless connection to a plurality of subscriber stations 4.1 to 4.i. Access to the air interface 3 takes place via an antenna 2, which is used equally for the transmitting as well as the receiving operation. The base station 1 also has a PCM interface 10 which is designed as one or more E1 or T1 PCM trunklines and which connects the base station 1 to a local exchange 12 of the PSTN 13. The interface 10 is designed as a concentrated interface, that is to say that the number of PCM connections corresponds to the number of possible connections in the air interface or only exceeds this to the extent that results from the quantization of the E1 or T1 PCM trunk lines. If required, optional connection devices 11 are switched into the connection between the base station 1 and the local exchange 12 if the local exchange 12 does not support a concentrated interface, but only offers subscriber-related connections such as TIP / RING (a / b) or V5.1. In this case, the connection devices 11 have the task of physically adapting, converting the protocol and converting subscriber-related to concentrated connections. Another reason for the use of the connection devices 11 can be if the local exchange device 12 offers a protocol which is not supported by the base station 1
Die Basisstation 1 besitzt des weiteren eine Schnittstelle 14, welche als eine Ethernetschnittstelle ausgeführt ist. An das Ethernet ist ein Router oder Proxyserver 15 angeschlossen, der über eine Datenleitung 16 mit einem Netzzugang eines ISP 17 (Internet Service Provider) verbunden ist, über welchen ein Zugang zum Internet 18 besteht. An das Ethernet ist des weiteren eine lokale OA&M-Einrichtung 21 angeschlossen. Bestandteil der Einrichtung ist weiterhin ein OA&M-Center 19, welches über einen Router/ Proxyserver 20 mit dem Internet 18 (über einen hier nicht dargestellten ISP, der mit dem erstgenannten nicht identisch sein muß) verbunden ist. Das OA&M-Center 19 ist gegebenenfalls für eine Mehrzahl von entfernten Basisstationen 1 vorgehalten. Die Teilnehmerstationen 4 besitzen eine Schnittstelle zum Airinterface 3 für die drahtlose Verbindung zur Basisstation 1. Der Zugang zum Airinterface 3 erfolgt über eine Antenne 5, die gleichermaßen für den Sende- als auch den Empfangsbetrieb genutzt wird. Des weiteren besitzen die Teilnehmerstationen 4 jeweils ein PSTN-Teilnehmerinterface 6, welches für POTS (TIP/RING, a/b) oder ISDN (Basisanschluß, 2B+D) ausgelegt ist, und ein Ethernet-Interface 8, welches erfindungsgemäß für den Internetzugang bestimmt ist. Das PSTN-Teilnehmerinterface 6 erlaubt den Anschluß von Endgeräten 7 dem Diensttyp entsprechend und nach Wahl des Kunden. Das Ethernet-Interface 8 erlaubt den Anschluß von Rechnern 9 für den direkten Zugang zum Internet, wobei es sich um Einzelrechner oder bei Rechnernetzen um Router, Proxyserver oder Rechner mit einer Proxyserver-Emulation handeln kann.The base station 1 also has an interface 14, which is designed as an Ethernet interface. A router or proxy server 15 is connected to the Ethernet and is connected via a data line 16 to a network access of an ISP 17 (Internet Service Provider) via which there is access to the Internet 18. A local OA&M device 21 is also connected to the Ethernet. An OA&M center 19 is also part of the device and is connected to the Internet 18 via a router / proxy server 20 (via an ISP, not shown here, which need not be identical to the former). The OA&M center 19 may be reserved for a plurality of remote base stations 1. The subscriber stations 4 have an interface to the air interface 3 for the wireless connection to the base station 1. Access to the air interface 3 takes place via an antenna 5, which is used equally for the transmitting and the receiving operation. Furthermore, the subscriber stations 4 each have a PSTN subscriber interface 6, which is designed for POTS (TIP / RING, a / b) or ISDN (basic connection, 2B + D), and an Ethernet interface 8, which according to the invention is intended for Internet access is. The PSTN subscriber interface 6 allows the connection of terminals 7 according to the type of service and at the customer's choice. The Ethernet interface 8 allows the connection of computers 9 for direct access to the Internet, which may be individual computers or, in the case of computer networks, routers, proxy servers or computers with a proxy server emulation.
In Figur 2 wird das Schichtenmodell des POTS Access-Networks und seine Verknüpfung mit dem Internet Access-Network dargestellt. Die Spalten der Darstellung beinhalten die für die POTS- und Internet-Access- Networks relevanten Elemente 22 der Basisstation 1 (Figur 1 ), die entsprechenden Elemente 23 der Teilnehmerstationen 4 und das Airinterface 3. Die Reihen der Darstellung beinhalten die verschiedenen
Planes, umfassend den Management Plane 24, den Physical Signalling Plane 25, den POTS SignallingFIG. 2 shows the layer model of the POTS access network and its link to the Internet access network. The columns of the representation contain the elements 22 of the base station 1 (FIG. 1) relevant for the POTS and Internet access networks, the corresponding elements 23 of the subscriber stations 4 and the air interface 3. The rows of the representation contain the different ones Plans, which include the Management Plane 24, the Physical Signaling Plane 25, the POTS Signaling
Plane 26 und den User Plane 27.Tarpaulin 26 and the user tarpaulin 27.
Zum Management Plane 24 gehören die OA&M Einrichtungen 28 der Basisstation 1 , umfassend: die Teilnehmeradministration und Teilnehmerauthentifikation, inclusive der Vorrangmerkmale bestimmter Teilnehmer, wie beispielsweise die Zugehörigkeit zu Katastrophengruppen (Feuerwehr,The management plane 24 includes the OA&M devices 28 of the base station 1, comprising: the subscriber administration and subscriber authentication, including the priority features of certain subscribers, such as belonging to disaster groups (fire brigade,
Bergrettung u.a.) oder Einstufung als VIP (Very Important Person), die in bestimmten Situation ausschließlich zum kommenden wie gehenden Verbindungsaufbau berechtigt sind, die zentrale Steuerung, welche die Administration der aktiven Verbindungen durchführt und die POTS Control 36 erzeugt. - den Ressourcenmanager, welcher die Kanalverwaltung und Kanalzuweisung an die POTS Control 36 und die IP Control 74 (Figur 3) durchführt. Kanalzuweisungen erfolgen beim Verbindungsaufbau und bei Veränderungen des Kanalbedarfs während einer Verbindung auf Grund der Anforderungen eines POTS Control 36 oder eines IP Control 74, oder bei der vom Ressourcenmanager kontinuierlich durchzuführenden Defragmentierung der Kanalbelegungstabelle als Weisung an die POTS Control 36 oder IP Control 74.Mountain rescue etc.) or classification as VIP (Very Important Person), who in certain situations are only authorized to establish incoming and outgoing connections, the central control, which carries out the administration of the active connections and generates the POTS Control 36. - The resource manager, which carries out the channel management and channel assignment to the POTS Control 36 and the IP Control 74 (FIG. 3). Channel assignments are made when establishing a connection and when the channel requirements change during a connection based on the requirements of a POTS Control 36 or an IP Control 74, or when the channel allocation table is continuously defragmented by the resource manager as instructions to the POTS Control 36 or IP Control 74.
Verbindungen 29 zu den POTS Control 36 der aktiven POTS-Verbindungen. Dargestellt ist nur eine Verbindung zu einem derartigen Prozess. Über die Verbindung 29 werden beim Aufbau eines POTS Control 36 die Teilnehmerauthentifikation und die Ressourcenzuweisung an das POTS Control und während der bestehenden Verbindung Veränderungen der Ressourcenzuweisung behandelt. - Verbindungen 30 zu den Service Access Points der Layer 2 40 der aktiven POTS-Verbindungen. Über die Verbindungen 30 werden OA&M Daten als Paketdaten mit den OA&M Einrichtungen 32 der Teilnehmerstationen 4 ausgetauscht. Die Übertragung kann sowohl eingebettet in eine bestehende Verbindung wie auch über eine speziell zum besagten Zwecke von den OA&M Einrichtungen 28 oder 32 initiierte Verbindungen erfolgen. - eine Verbindung 31 zum Airinterface Control 64 der Basisstation 1.Connections 29 to the POTS Control 36 of the active POTS connections. Only a connection to such a process is shown. When a POTS Control 36 is being set up, the subscriber authentication and the resource allocation to the POTS Control and changes in the resource allocation during the existing connection are dealt with via the connection 29. Connections 30 to the service access points of layer 2 40 of the active POTS connections. Via the connections 30, OA&M data are exchanged as packet data with the OA&M devices 32 of the subscriber stations 4. The transmission can take place both embedded in an existing connection and also via a connection specially initiated by the OA&M facilities 28 or 32 for the stated purpose. a connection 31 to the air interface control 64 of the base station 1.
Der besagte Ressourcenmanager in der OA&M-Einrichtung (28) der Basisstation (1), welcher mit den POTS Control (36) der aktiven POTS-Verbindungen, den IP Control (74) der aktiven IP-Verbindungen und dem Airinterface Control (64) verbunden ist, führt eine Kanalbelegungstabelle und führt bei Aufbau einer gehenden Verbindung auf Grund einer vom Airinterface Control (64) kommenden Anforderung, initiiert durch die Instanzen POTS Control (44) oder IP Control (81 ) eine Kanalzuweisung an die Instanzen POTS Control (36) oder IP Control (74) entsprechend angefordertem Verbindungstyp durch, bei Aufbau einer kommenden Verbindung, bei Veränderung des Kapazitätsbedarfs oder bei Abbruch einer bestehenden Verbindung auf Grund einer von den Instanzen POTS Control (36) oder IP Control (74) kommenden Anforderung eine erste Kanalzuweisung oder Veränderung oder Löschung einerSaid resource manager in the OA&M device (28) of the base station (1), which is connected to the POTS Control (36) of the active POTS connections, the IP Control (74) of the active IP connections and the Air Interface Control (64) maintains a channel assignment table and, when an outgoing connection is established, initiates a channel assignment to the POTS Control (36) or instances based on a request coming from the Air Interface Control (64), initiated by the POTS Control (44) or IP Control (81) IP Control (74) according to the type of connection requested, when an incoming connection is established, when the capacity requirement changes or when an existing connection is terminated due to a request coming from the POTS Control (36) or IP Control (74) instances, a first channel assignment or change or delete one
Kanalzuweisung an die anfordernde Instanz durch, bei Erreichen der Grenzbelastung des Systems beziehungsweise bei Beendung dieses Zustandes die Defaultwerte der Kanalzuweisung für bestehende und neu einzurichtende IP-Verbindungen reduziert beziehungsweise wieder auf den Standardwert setzt und eine entsprechende Veränderung der Kanalzuweisung an die Instanzen POTS Control (36) oder IP Control (74) durch, bei Defragmentierung der Kanalbelegungstabelle eine Kanalumweisung an die Instanzen POTS Control
(36) und/oder IP Control (74) dahingehend durch, daß eine maximale Anzahl unbelegter Codekanäle (90) geschaffen wird, indem Verbindungen, welche nicht die volle Kapazität eines Codekanals (90) belegen, in andere Codekanäle bis zur vollen Belegung dieser Codekanäle umgewiesen werden. Zum Management Plane 24 gehören des weiteren die OA&M Einrichtungen 32 der Teilnehmerstationen 4, umfassend: die Teilnehmeradministration und Teilnehmerauthentifikation des Teilnehmers an der betreffenden Teilnehmerstation, inclusive der Vorrangmerkmale des bestimmten Teilnehmers entsprechend der obigen Erklärung, eine Verbindung 33 zum POTS Control 44 bei aktiver POTS-Verbindung. Über die Verbindung 33 wird beim Aufbau eines POTS Control 44 die Teilnehmerauthentifikation behandelt. eine Verbindung 34 zu einem Service Access Point des Layer 2 48. Über die Verbindung 34 werdenChannel assignment to the requesting entity by reducing the default values of the channel assignment for existing and new IP connections to be established or returning to the default value when the limit load of the system is reached or when this state is ended and changing the channel assignment to the POTS Control instances (36 ) or IP Control (74) by, when defragmenting the channel assignment table, channel allocation to the POTS Control instances (36) and / or IP Control (74) in that a maximum number of unused code channels (90) is created by connections that do not occupy the full capacity of a code channel (90) in other code channels until these code channels are fully occupied be rejected. The management tarpaulin 24 also includes the OA&M devices 32 of the subscriber stations 4, comprising: subscriber administration and subscriber authentication of the subscriber at the subscriber station concerned, including the priority features of the particular subscriber in accordance with the above explanation, a connection 33 to the POTS control 44 when POTS control is active. Connection. When a POTS Control 44 is set up, subscriber authentication is handled via connection 33. a connection 34 to a service access point of layer 2 48. Via the connection 34
OA&M Daten als Paketdaten mit der OA&M Einrichtungen 28 der Basisstation 1 , wie oben beschrieben, ausgetauscht. eine Verbindung 35 zum Airinterface Control 68 der Teilnehmerstationen 4. Der POTS Signalling Plane 26 umfaßt in der Basisstation 1 die POTS Control 36 der aktiven POTS-Verbindungen, hier nur dargestellt für eine derartige Verbindung. Die POTS Control 36 besitzen Verbindungen 29 zu den OA&M Einrichtungen 28, Verbindungen 67 zum Airinterface Control 64 und eine Verbindung 43 zum User Control 51 der jeweiligen aktiven POTS- Verbindung, - mit dem POTS Control 36 verbundene Protokollstacks 37, hier nur dargestellt für eine derartige Verbindung, umfassend Layer 3, Layer 2 und Physical Layer, welche ein Interface für Signalisierung 38 zur Ortsvermittlungsstelle 12 (Figur 1) besitzen und mit dem POTS Control 36 verbundene airinterfaceseitige Protokollstacks, hier nur dargestellt für eine derartige Verbindung, umfassend Layer 3 39, Layer 2 40 und Physical Layer, welch letzterer eine Signalisierungsverbindung 42 im Airinterface 3 besitzt. Der Layer 3 39 ist über einen von drei ServiceOA&M data is exchanged as packet data with the OA&M devices 28 of the base station 1, as described above. a connection 35 to the air interface control 68 of the subscriber stations 4. In the base station 1, the POTS signaling tarpaulin 26 includes the POTS control 36 of the active POTS connections, only shown here for such a connection. The POTS Control 36 have connections 29 to the OA&M devices 28, connections 67 to the air interface control 64 and a connection 43 to the user control 51 of the respective active POTS connection, - protocol stacks 37 connected to the POTS control 36, shown here only for such Connection comprising layer 3, layer 2 and physical layer, which have an interface for signaling 38 to the local exchange 12 (FIG. 1) and air interface-side protocol stacks connected to the POTS control 36, shown here only for such a connection, comprising layer 3 39, layer 2 40 and physical layer, the latter having a signaling connection 42 in the air interface 3. Layer 3 39 is over one of three services
Access Points des Layer 240 mit diesem verbunden. Ein weiterer Service Access Point 41 wird mit dem IP-Verkehr belegt, ein weiterer Service Access Point 30 wird mit dem OAM-Datenverkehr belegt. Der POTS Signalling Plane 26 umfaßt des weiteren in den Teilnehmerstationen 4 ein POTS Control 44 bei einer aktiven POTS-Verbindung. Das POTS Control 44 besitzt eine Verbindung 33 zur OA&M Einrichtung 32, eine Verbindung 70 zum Airinterface Control 68 und eine Verbindung 50 zum User Control 58, einen teilnehmerseitigen Protokollstack 45, welcher entsprechende Wandler und Generatoren für die analoge Signalisierung der a/b-Schnittstelle 6 umfaßt und einen airinterfaceseitigen Protokollstack, umfassend Layer 3 47, Layer 2 48 und Physical Layer, welch letzterer eine Signalisierungsverbindung 42 im Airinterface 3 besitzt. Der Layer 3 47 ist über einen von drei Service Access Points des Layer 248 mit diesem verbunden. Der Service Access Point 49 wird mit dem IP-Verkehr belegt, der Service Access Point 34 wird mit dem OAM-Datenverkehr belegt. Der User Plane 27 umfaßt in der Basisstation 1 die Data Control 51 der aktiven POTS-Verbindungen, hier nur dargestellt für eine derartige Verbindung, welche eine Verbindung 43 zu dem jeweiligen POTS Control 36 besitzen, mit den Data Control 51 verbundene Stacks 52, hier nur dargestellt für eine derartige Verbindung,
welche bidirektional Daten mit 64 kbps nach G.711 umsetzen und ein Interface 53 zu einem B-Kanal derLayer 240 access points connected to it. Another service access point 41 is occupied with the IP traffic, another service access point 30 is occupied with the OAM data traffic. The POTS signaling tarpaulin 26 further comprises a POTS control 44 in the subscriber stations 4 with an active POTS connection. The POTS Control 44 has a connection 33 to the OA&M device 32, a connection 70 to the Air Interface Control 68 and a connection 50 to the User Control 58, a subscriber-side protocol stack 45 which has corresponding converters and generators for the analog signaling of the a / b interface 6 comprises and an air interface-side protocol stack, comprising layer 3 47, layer 2 48 and physical layer, the latter having a signaling connection 42 in the air interface 3. Layer 3 47 is connected to one of three service access points of layer 248. The service access point 49 is occupied with the IP traffic, the service access point 34 is occupied with the OAM data traffic. In the base station 1, the user plane 27 comprises the data control 51 of the active POTS connections, here only shown for such a connection, which have a connection 43 to the respective POTS control 36, stacks 52 connected to the data control 51, here only shown for such a connection, which convert bidirectional data with 64 kbps according to G.711 and an interface 53 to a B channel
Trunklines besitzen, - mit den Data Control 51 verbundene Stacks 54, hier nur dargestellt für eine derartige Verbindung, welche bidirektional die Sprachkompression/-dekompression nach G.729 durchführen, - mit den Data Control 51 verbundene Stacks 55, hier nur dargestellt für eine derartige Verbindung, welche bidirektional die Datenumsetzung nach T.38 für die Faxübertragung mit 14,6 kbps durchführen, mit den Data Control 51 verbundene Stacks 56, hier nur dargestellt für eine derartige Verbindung, welche bidirektional Daten mit 64 kbps nach G.711 umsetzen und mit den Stacks 54, 55 und 56 verbundene Physical Layer, hier nur dargestellt für eine derartige Verbindung, welche ein Interface 57 zum Airinterface 3 besitzen.Trunklines have, - stacks 54 connected to the data control 51, shown here only for such a connection, which carry out the voice compression / decompression bidirectionally according to G.729, - stacks 55 connected to the data control 51, shown here only for such a connection Connection which performs the data conversion according to T.38 for fax transmission at 14.6 kbps bidirectionally, stacks 56 connected to the data control 51, shown here only for such a connection, which convert data bidirectionally at 64 kbps according to G.711 and with the physical layers connected to the stacks 54, 55 and 56, shown here only for such a connection, which have an interface 57 to the air interface 3.
Durch das Data Control 51 erfolgt das Monitoring des Datenstromes hinsichtlich der Betriebsarten Voice, Fax oder Modem, über die Verbindung 43 die Signalisierung der festgestellten Betriebsart an das POTS Control 36 undThe data control 51 monitors the data stream with regard to the operating modes voice, fax or modem, via connection 43 the signaling of the determined operating mode to the POTS control 36 and
Anforderung der entsprechenden Übertragungsrate, - nach positiver Quittierung durch das POTS Control 36 die alternative Umschaltung auf einen der StacksRequest the corresponding transmission rate, - after a positive acknowledgment by the POTS Control 36, the alternative switchover to one of the stacks
54, 55 oder 56, wobei die Defaulteinstellung bei Einrichtung einer POTS-Verbindung stets Voice mit54, 55 or 56, whereby the default setting when setting up a POTS connection is always Voice with
Sprachkompression und Nutzung des Stacks 54 ist. Der User Plane 27 umfaßt des weiteren in der Teilnehmerstation 4 eine adäquate Einrichtung Data Control 58, wie oben für die Basisstation 1 beschrieben, verbunden mit - einem Stack 59, welcher bidirektional die A/D- und D/A-Wandlung zwischen der analogenSpeech compression and use of the stack 54 is. The user plane 27 further comprises in the subscriber station 4 an adequate device Data Control 58, as described above for the base station 1, connected to - a stack 59, which bidirectionally converts the A / D and D / A between the analog
Endgeräteschnittstelle 6 und dem 64 kbps Datenstrom realisiert und den alternativ zu benutzenden Stacks 60, 61 und 62 für die Betriebsarten Voice, Fax und Modem entsprechend Beschreibung zu den Stacks 54, 55 und 56. Durch das Data Control 58 werden Verfahrensschritte adäquat dem Data Control 51 durchgeführt. Der synchrone Betrieb beider Einrichtungen in Basisstation 1 und Teilnehmerstation 4 wird von den POTS Control 36 und 44 über entsprechende Signalisierung gesichert. Die Anforderung/Abmeldung von Datenrate und Kanalzuweisung, angepaßt an die jeweilige Betriebsart, erfolgt in jedem Falle durch den POTS Control 36 in der Basisstation über die Verbindung 29 bei der OA&M-Einrichtung 28. Der Physical Signalling Plane 25 umfaßt in der Basisstation 1 - ein Airinterface Control 64, welches eine Verbindung 31 mit der OA&M-Einrichtung 28 undTerminal interface 6 and the 64 kbps data stream and the alternative stacks 60, 61 and 62 for the operating modes voice, fax and modem as described for stacks 54, 55 and 56. Through data control 58, process steps become adequate for data control 51 carried out. The synchronous operation of both devices in base station 1 and subscriber station 4 is ensured by the POTS Control 36 and 44 via appropriate signaling. The request / deregistration of data rate and channel assignment, adapted to the respective operating mode, is carried out in any case by the POTS control 36 in the base station via the connection 29 at the OA&M device 28. The physical signaling plane 25 in the base station 1 includes a Airinterface Control 64, which connects 31 with the OA&M device 28 and
Verbindungen 67 zu den POTS Control 36 der aktiven POTS-Verbindungen besitzt. einen mit dem Airinterface Control 64 verbundenen Protokollstack 65, umfassend Layer 3, Layer 2 undHas connections 67 to the POTS Control 36 of the active POTS connections. a protocol stack 65 connected to the Airinterface Control 64, comprising Layer 3, Layer 2 and
Physical Layer, welcher ein Interface 66 für die Accesssteuerung und den Aufbau von Verbindungen über das Airinterface 3 besitzt. - Eine virtuelle Betätigung 63 für die schaltbaren Verbindungen 42 und 57, welche ausdrückt, daß beimPhysical layer, which has an interface 66 for access control and the establishment of connections via the air interface 3. - A virtual actuation 63 for the switchable connections 42 and 57, which expresses that the
Aufbau einer Verbindung mit der Kanalzuweisung über die Airinterface Control 64 und 68 besagteEstablishing a connection with the channel assignment via the Airinterface Control 64 and 68 said
Verbindungen 42 und 57 geschlossen werden. Der Physical Signalling Plane 25 umfaßt des weiteren in der Teilnehmerstation 4 ein Airinterface Control 68, welches eine Verbindung 35 mit der OA&M-Einrichtung 32 und eine Verbindung 67 zum POTS Control 44 bei aktiver POTS-Verbindungen besitzt und einen mit dem Airinterface Control 68 verbundenen Protokollstack 69, umfassend Layer 3, Layer 2 und
Physical Layer, welcher ein Interface 66 für die Accesssteuerung und den Aufbau von Verbindungen über das Airinterface 3 besitzt. Das Interface 66 ist unsymmetrisch aufgebaut und nutzt in der Downrichtung einen Broadcastchannel (BCH) und in der Uprichtung einen Random Access Channel (RÄCH) unterschiedlicher Kapazität und Einordnung in das Kanalschema entsprechend nachfolgender Beschreibung.Connections 42 and 57 are closed. The physical signaling plane 25 further comprises in the subscriber station 4 an air interface control 68, which has a connection 35 to the OA&M device 32 and a connection 67 to the POTS control 44 when POTS connections are active, and a protocol stack connected to the air interface control 68 69, comprising Layer 3, Layer 2 and Physical layer, which has an interface 66 for access control and the establishment of connections via the air interface 3. The interface 66 is constructed asymmetrically and uses a broadcast channel (BCH) in the down direction and a random access channel (RACH) of different capacities and classification in the channel scheme in the up direction in accordance with the description below.
Das Zusammenwirken der Einrichtungen bei einem kommenden Ruf für einen Funkteilnehmer erfolgt wie nachstehend beschrieben:The interaction of the devices for an incoming call for a radio subscriber is as follows:
Ein über das Interface 38 aus Richtung Ortsvermittlungsstelle 12 eingehendes SETUP wird im Protokoilstack 37 geparkt und der POTS Control 36 mit Übergabe der Teilnehmerdaten aktiviert. - Vom POTS Control 36 wird über die Verbindung 29 bei der OA&M-Einrichtung 28 der Teilnehmer hinsichtlich Akzeptanz, Vorrangmerkmalen und Zustand abgefragt und eine Kanalzuweisung angefordert.A SETUP arriving via the interface 38 from the local exchange 12 is parked in the protocol stack 37 and the POTS Control 36 is activated with the transfer of the subscriber data. - The POTS Control 36 queries the connection 29 to the OA&M facility 28 for acceptance, priority characteristics and status and requests a channel assignment.
Eine positive Rückmeldung enthält die Identifikation (ID) und die Vorrangmerkmale dieser Teilnehmerstation 4 • und in einem ersten Scenario, daß keine IP-Verbindung zu der besagten Teilnehmerstation 4 besteht, in welchem Fall ein Kanal zugewiesen wird, wobei der Defaultwert die Zuweisung für eine komprimierte Sprachverbindung ist. Im Falle dieses ersten Scenarios wird vom POTS Control 36 über die Verbindung 67 beim Airinterface Control 64 mit Angabe des zugewiesenen Kanals der Aufbau der Verbindung angefordert. Eine positive Rückmeldung beinhaltet, daß mit der Umschaltung der Teilnehmerstation 4 in den zugewiesenen Kanal virtuell die Betätigung 63 dasA positive response contains the identification (ID) and the priority features of this subscriber station 4 • and in a first scenario that there is no IP connection to said subscriber station 4, in which case a channel is assigned, the default value being the assignment for a compressed one Voice connection is. In the case of this first scenario, the POTS Control 36 requests the connection to the Airinterface Control 64 via connection 67, specifying the assigned channel. Positive feedback means that when the subscriber station 4 is switched over to the assigned channel, the actuation 63 virtually
Signalisierungsinterface 42 und Userdateninterface 57 durchgeschaltet hat. Das Verfahren des Verbindungsaufbaus wird unten beschrieben • beziehungsweise in einem zweiten Scenario, daß eine IP-Verbindung zu der besagten Teilnehmerstation 4 bereits besteht, in welchem Fall die Nummer des IP Control 74 (Figur 3) übergeben und ein Kanal für Nutzdaten im User Plane 27zugewiesen wird, wobei die Zuweisung alsSignaling interface 42 and user data interface 57 has switched through. The procedure for establishing the connection is described below, or in a second scenario that an IP connection to said subscriber station 4 already exists, in which case the number of the IP control 74 (FIG. 3) is transferred and a channel for user data is assigned in the user plane 27 , the assignment being as
Splittung der bisher für die IP-Verbindung ausschließlich benutzten Kapazität erfolgt. Von der OA&M-Einrichtung 28 erfolgt über die Verbindung 72 (Figur 3) eine Aktualisierung der Kanalzuweisung an das IP Control 74 Vom POTS Control 36 wird das geparkte SETUP des kommenden Rufes über die Signalisierungsverbindung an den airinterfaceseitigen Layer 3 39 übergeben. Der weitere Ablauf erfolgt entsprechend fernmeldetypischer Verfahren.The capacity previously used exclusively for the IP connection is split. The OA&M device 28 updates the channel assignment to the IP Control 74 via the connection 72 (FIG. 3). The POTS Control 36 transfers the parked SETUP of the incoming call to the air interface layer 3 39 via the signaling connection. The rest of the procedure is carried out in accordance with typical telecommunications procedures.
In der Teilnehmerstation 4 erfolgt die Initialisierung des POTS Control 44 im Falle des ersten Scenarios, indem vom Airinterface Control 68 über die Verbindung 35 die Verbindungsanforderung an die OA&M- Einrichtung 32 übergeben und bei positiver Bestätigung von ebendieser über die Verbindung 33 das POTS Control 44 angewiesen wird. Im Falle des zweiten Scenarios erfolgt die Initialisierung des POTSIn the case of the first scenario, the initialization of the POTS Control 44 takes place in the subscriber station 4, in that the air interface control 68 transfers the connection request to the OA&M device 32 via the connection 35 and, if the latter is confirmed positively, instructs the POTS Control 44 via the connection 33 becomes. In the case of the second scenario, the POTS is initialized
Control 44 über die bestehende Verbindung, indem die Signalisierung vom Lyer 2 48 über den entsprechenden Service Access Point an den Layer 3 47 übergeben wird. Vom POTS Control 44 erfolgt über die Verbindung 33 eine Statusmeldung an die OA&M-Einrichtung 32 und Rückbestätigung durch ebendiese. Das Zusammenwirken der Einrichtungen bei einem gehenden Ruf eines Funkteilnehmers erfolgt wie nachstehend beschrieben:
Ein "hook off an der a/b-Schnittstelle 6 wird über Wandler im Protokollstack 45 umgesetzt und die Information dem POTS Control 44 übergeben.Control 44 via the existing connection by transferring the signaling from Lyer 2 48 to Layer 3 47 via the corresponding service access point. From the POTS Control 44, a status message is sent to the OA&M device 32 via connection 33 and confirmation by the latter. The interaction of the devices when a radio subscriber is calling is as follows: A "hook off at the a / b interface 6 is implemented via converters in the protocol stack 45 and the information is transferred to the POTS Control 44.
Vom POTS Control 44 wird über die Verbindung 33 bei der OA&M-Einrichtung 32 der Teilnehmer hinsichtlich Akzeptanz, Vorrangmerkmalen und Zustand abgefragt. - Eine positive Rückmeldung enthält die Identifikation (ID) und Vorrangmerkmale der Teilnehmerstation 4 und in einem ersten Scenario, daß keine IP-Verbindung zu der besagten Teilnehmerstation 4 besteht. Im Falle dieses ersten Scenarios wird vom POTS Control 44 über die Verbindung 70 beim Airinterface Control 68 der Aufbau der Verbindung angefordert. • beziehungsweise in einem zweiten Scenario, daß eine IP-Verbindung zu der besagten Teilnehmerstation 4 und ein IP Control 81 (Figur 3) bereits bestehen. Im Falle dieses zweitenThe POTS Control 44 queries the subscriber regarding the acceptance, priority features and status via the connection 33 at the OA&M device 32. - A positive response contains the identification (ID) and priority features of subscriber station 4 and, in a first scenario, that there is no IP connection to said subscriber station 4. In the case of this first scenario, POTS Control 44 requests connection 70 to Airinterface Control 68 via connection 70. • or, in a second scenario, that an IP connection to said subscriber station 4 and an IP Control 81 (FIG. 3) already exist. In the case of this second
Scenarios wird vom POTS Control 44 eine Verbindungsanforderung über den Layer 3 47 und dessen separaten Service Access Point in den Layer 2 48 eingespeist. In der Basisstation 1 erfolgt die Initialisierung eines POTS Control 36 im Falle des ersten Scenarios, indem vom Airinterface Control 64 über die Verbindung 31 die Verbindungsanforderung an die OA&M- Einrichtung 28 übergeben und bei positiver Bestätigung von ebendieser über die Verbindung 29 dasScenarios, the POTS Control 44 feeds a connection request via layer 3 47 and its separate service access point into layer 2 48. In the base station 1, the initialization of a POTS control 36 takes place in the case of the first scenario, in that the air interface control 64 transfers the connection request to the OA&M device 28 via the connection 31 and, if the latter is confirmed positively, via the connection 29
POTS Control 36 angewiesen wird. Im Falle des zweiten Scenarios erfolgt die Initialisierung eines POTS Control 36 über die bestehende Verbindung, indem die Signalisierung vom Lyer 2 40 über den entsprechenden Service Access Point an den Layer 3 39 übergeben wird. Vom POTS Control 36 erfolgt über die Verbindung 29 eine Verbindungs- und Kanalanforderung an die OA&M-Einrichtung 28. Ab diesem Zeitpunkt erfolgt der weitere Ablauf identisch zum Verfahren bei kommendem Ruf.POTS Control 36 is instructed. In the case of the second scenario, a POTS Control 36 is initialized via the existing connection by the signaling being transferred from the Lyer 2 40 to the Layer 3 39 via the corresponding service access point. The POTS Control 36 makes a connection and channel request to the OA&M device 28 via the connection 29. From this point in time, the further procedure is identical to the procedure for an incoming call.
Nach positiver Rückmeldung und Kanalzuweisung wird vom POTS Control 44 in der Teilnehmerstation 4 ein SETUP generiert und über die Signalisierungsverbindung an den airinterfaceseitigen Layer 3 47 übergeben. Der weitere Ablauf erfolgt entsprechend fernmeldetypischer Verfahren. In Figur 3 wird das Schichtenmodell des Internet Access-Network und seine Verknüpfung mit dem POTS Access-Network dargestellt. Die Spalten der Darstellung beinhalten identisch zu Figur 2 die für die POTS- und Internet-Access-Networks relevanten Elemente 22 der Basisstation 1 (Figur 1), die entsprechenden Elemente 23 der Teilnehmerstationen 4 und das Airinterface 3. Die Reihen der Darstellung beinhalten die verschiedenen Planes, umfassend den Management Plane 24, den Physical Signalling Plane 25 und den IP Plane 71. Der Management Plane 24 wurde in Firgur 2 bereits beschrieben. Darüber hinaus besitzt die OA&M- Einrichtung 28 in der Basisstation 1 zusätzlich eine Verbindung 72 zum IP Control 74 und in der Teilnehmerstation 4 die OA&M-Einrichtung 32 zusätzlich eine Verbindung 73 zum IP Control 81. Der Physical Signalling Plane 25 wurde in Firgur 2 bereits beschrieben. Darüber hinaus besitzt das Airinterface Control 64 in der Basisstation 1 zusätzlich eine Verbindung 80 zum IP Control 74 und in der Teilnehmerstation 4 das Airinterface Control 68 zusätzlich eine Verbindung 87 zum IP Control 81. Der IP Plane 71 umfaßt in der Basisstation 1 die IP Control 74 der aktiven IP-Verbindungen, hier nur dargestellt für eine derartige Verbindung. Die IP Control 74 besitzen Verbindungen 72 zu den OA&M Einrichtungen 28 und Verbindungen 80 zum Airinterface Control 64, - einen mit der Vielzahl der IP Control 74 verbundenen internetseitigen Protokollstack, umfassend einen IP-Address-Monitor 75 und einen Ethernet Protokollabschluß 76, welcher ein Interface 14 für den
Anschluß an den Router 15 (Figur 1) besitzt. Der IP-Address-Monitor 75 übernimmt in der Downrichtung die vom Ethernet Protokollabschluß 76 ausgespeisten IP-Pakete, analysiert deren Zieladresse und übergibt die IP-Pakete an die teilnehmerbezogenen IP Control (74), welchen die jeweilige Zieladresse zugeordnet ist. Der IP-Address-Monitor 75 übernimmt in der Uprichtung die von den IP Control (74) ausgespeisten IP-Pakete, analysiert deren Zieladresse und übergibt die IP-Pakete bei einer externenAfter positive feedback and channel assignment, POTS Control 44 generates a SETUP in subscriber station 4 and transfers it to layer 3 47 on the air interface side via the signaling connection. The rest of the procedure is carried out in accordance with typical telecommunications procedures. FIG. 3 shows the layer model of the Internet access network and its link to the POTS access network. Identical to FIG. 2, the columns of the illustration contain the elements 22 of the base station 1 (FIG. 1) relevant for the POTS and Internet access networks, the corresponding elements 23 of the subscriber stations 4 and the air interface 3. The rows of the illustration contain the different ones Planes, comprising the Management Plane 24, the Physical Signaling Plane 25 and the IP Plane 71. The Management Plane 24 has already been described in Figure 2. In addition, the OA&M device 28 additionally has a connection 72 to the IP control 74 in the base station 1 and the OA&M device 32 additionally has a connection 73 to the IP control 81 in the subscriber station 4. The physical signaling plane 25 has already been described in FIG. 2 , In addition, the air interface control 64 additionally has a connection 80 to the IP control 74 in the base station 1 and the air interface control 68 additionally has a connection 87 to the IP control 81 in the subscriber station 4. The IP tarpaulin 71 comprises the IP control 74 in the base station 1 the active IP connections, shown here only for such a connection. The IP Control 74 have connections 72 to the OA&M devices 28 and connections 80 to the Air Interface Control 64, an Internet-side protocol stack connected to the plurality of IP Control 74, comprising an IP address monitor 75 and an Ethernet protocol termination 76, which is an interface 14 for the Has connection to the router 15 (Figure 1). In the downward direction, the IP address monitor 75 takes over the IP packets fed out by the Ethernet protocol termination 76, analyzes their destination address and transfers the IP packets to the subscriber-related IP control (74) to which the respective destination address is assigned. The IP address monitor 75 takes over the IP packets fed out by the IP control (74), analyzes their destination address and transfers the IP packets to an external one
Zieladresse an den Ethernet Protokollabschluß (76) oder bei einer Zieladresse innerhalb des Zugangsnetzwerkes in die Downlinkrichtung für die weitere Übertragung zu einem der teilnehmerbezogenen IP Control (74) entsprechend obenstehender Beschreibung, mit den IP Control 74 verbundene airinterfaceseitige Protokollstacks, hier nur dargestellt für eine derartige Verbindung, umfassend eine SAR-Einrichtung 78, Layer 2 40 und Physical Layer, welch letzterer eine Paketdatenverbindung 42 im Airinterface 3 besitzt. Die SAR-Einrichtung 78 ist über einen von drei Service Access Points des Layer 2 40 mit diesem verbunden. Ein weiterer Service Access Point 79 wird mit der Signalisierung des Layer 3 39 (Figur 2) einer POTS-Verbindung belegt, ein weiterer Service Access Point 30 wird mit dem OAM-Datenverkehr belegt. Der IP Plane 71 umfaßt desweiteren in den Teilnehmerstationen 4 eine IP Control 81 bei einer aktiven IP-Verbindung. Das IP Control 81 besitzt eine Verbindung 73 zur OA&M Einrichtung 32 und eine Verbindung 87 zum Airinterface Control 68, einen mit dem IP Control 81 verbundenen teilnehmerseitigen Protokollstack,. umfassend ein Address Change 82 und einen Ethernet Protokollabschluß 83, welcher ein Interface 8 für den Anschluß an die Einrichtungen des Teilnehmers besitzt. einen mit dem IP Control 81 verbundenen airinterfaceseitigen Protokollstack, umfassend eine SAR- Einrichtung 85, Layer 2 48 und Physical Layer, welch letzterer eine Paketdatenverbindung 42 im Airinterface 3 besitzt. Die SAR-Einrichtung 85 ist über einen von drei Service Access Points des Layer 2 48 mit diesem verbunden. Ein weiterer Service Access Point 86 wird mit der Signalisierung des Layer 3 47 (Figur 2) einer POTS-Verbindung belegt, ein weiterer Service Access Point 34 wird mit dem OAM-Destination address to the Ethernet protocol termination (76) or, in the case of a destination address within the access network, in the downlink direction for further transmission to one of the subscriber-related IP Controls (74) according to the above description, air interface-side protocol stacks connected to the IP Control 74, shown here only for such Connection comprising a SAR device 78, layer 2 40 and physical layer, the latter having a packet data connection 42 in the air interface 3. SAR device 78 is connected to it via one of three service access points of layer 2 40. Another service access point 79 is occupied with the signaling of layer 3 39 (FIG. 2) of a POTS connection, another service access point 30 is occupied with the OAM data traffic. The IP tarpaulin 71 further comprises an IP control 81 in the subscriber stations 4 with an active IP connection. The IP Control 81 has a connection 73 to the OA&M device 32 and a connection 87 to the Air Interface Control 68, a subscriber-side protocol stack connected to the IP Control 81. comprising an address change 82 and an Ethernet protocol termination 83, which has an interface 8 for connection to the participant's facilities. an air interface-side protocol stack connected to the IP Control 81, comprising a SAR device 85, layer 2 48 and physical layer, the latter having a packet data connection 42 in the air interface 3. SAR device 85 is connected to it via one of three service access points of layer 2 48. Another service access point 86 is assigned the signaling of layer 3 47 (FIG. 2) of a POTS connection, another service access point 34 is assigned the OAM
Datenverkehr belegt. Die SAR-Einrichtungen 78 und 85 führen bidirektional eine Segmentierung und Reassemblierung der IP- Pakete durch. Es wird eine rein physische Segmentierung durchgeführt, welche nicht mit einer Änderung der Datagrammlänge verbunden ist, wie sie zwischen verschiedenen Netzwerktopologien vorgenommen wird. Insofern ist die Segmentierung nicht mit Eingriffen in Protokoll und Header verbunden und als transparent zu bezeichnen. Die Segmentierung bewirkt, daß bei Störungen in der Datenübertragung im Airinterface durch die Layer 240 und 48 nur kurze Datensegmente und nicht komplette IP-Pakete wiederholt übertragen werden müssen.Traffic busy. The SAR devices 78 and 85 perform bidirectional segmentation and reassembly of the IP packets. A purely physical segmentation is carried out, which is not associated with a change in the datagram length, as is carried out between different network topologies. In this respect, segmentation is not associated with interventions in the protocol and header and can be described as transparent. The segmentation means that in the event of data transmission faults in the air interface through layers 240 and 48, only short data segments and not complete IP packets have to be transmitted repeatedly.
Das Address Change 82 wird optional eingesetzt. Es übersetzt die im IP-Zugangsnetzwerk benutzten teilnehmerspezifischen Adressen in eine oder einige für alle Teilnehmer konstante Adressen und umgekehrt. Dies vermeidet, daß dem Teilnehmer in jedem Falle seine Adresse im Zugangsnetzwerk spezifisch mitgeteilt werden muß und ermöglicht, Adressen im IP-Zugangsnetzwerk zu verändern, ohne daß der Teilnehmer auf Grund dessen Aktivitäten zu entwickeln hat. Für diesen Fall ist lediglich erforderlich, daß über die OA&M- Wege in das Address Change 82 die neue teilnehmerspezifische Adresse eingetragen wird. Das Zusammenwirken der Einrichtungen beim Aufbau einer IP-Verbindung bei kommendem Verkehr für einen Funkteilnehmer erfolgt wie nachstehend beschrieben:
Ein erstes IP-Paket, welches über das Ethernet Interface 14 eingeht, wird vom Ethernet Protokollabschluß 76 an den IP Address Monitor 75 übergeben, welcher die Zieladresse prüft und das Paket an das dieser Zieladresse entsprechende IP Control 81 weitergibt. - Vom IP Control 74 wird über die Verbindung 72 bei der OA&M-Einrichtung 28 der Teilnehmer hinsichtlich Akzeptanz und Zustand abgefragt.The Address Change 82 is optionally used. It translates the subscriber-specific addresses used in the IP access network into one or some addresses that are constant for all subscribers and vice versa. This avoids the fact that the address in the access network must be specifically communicated to the subscriber in any case and enables addresses in the IP access network to be changed without the subscriber having to develop on the basis of its activities. In this case it is only necessary that the new subscriber-specific address is entered in the address change 82 via the OA&M paths. The interaction of the facilities when establishing an IP connection for incoming traffic for a radio subscriber is as follows: A first IP packet that arrives via the Ethernet interface 14 is transferred from the Ethernet protocol terminator 76 to the IP Address Monitor 75, which checks the destination address and forwards the packet to the IP Control 81 corresponding to this destination address. - The IP Control 74 queries the subscriber regarding the acceptance and status via the connection 72 at the OA&M device 28.
Eine positive Rückmeldung enthält die Identifikation (ID) der Teilnehmerstation 4 sowie eine Kanalzuweisung und in einem ersten Scenario, daß keine POTS-Verbindung der besagten Teilnehmerstation 4 besteht. Im Falle dieses ersten Scenarios wird vom IP Control 74 über die Verbindung 80 beim Airinterface Control 64 der Aufbau der Verbindung angefordert.A positive response contains the identification (ID) of the subscriber station 4 and a channel assignment and, in a first scenario, that there is no POTS connection of the said subscriber station 4. In the case of this first scenario, the IP Control 74 requests connection 80 from Airinterface Control 64 to establish the connection.
• beziehungsweise in einem zweiten Scenario, daß eine POTS-Verbindung der besagten Teilnehmerstation 4 und ein POTS Control 36 (Figur 2) bereits bestehen. Im Falle dieses zweiten Scenarios wird vom IP Control 74 eine Verbindungsanforderung über die SAR-Einrichtung 78 und deren separaten Service Access Point in den Layer 2 40 eingespeist. Im Falle dieses zweiten Scenarios enthält die Kanalzuweisung zusätzlich die Angabe über den für POTS-Nutzdaten im UserOr, in a second scenario, that a POTS connection of said subscriber station 4 and a POTS control 36 (FIG. 2) already exist. In the case of this second scenario, the IP Control 74 feeds a connection request into the layer 2 40 via the SAR device 78 and its separate service access point. In the case of this second scenario, the channel assignment also contains information about the POTS user data in the user
Plane 27 zu benutzenden Kanal In der Teilnehmerstation 4 erfolgt die Initialisierung eines IP Control 81 im Falle des ersten Scenarios, indem vom Airinterface Control 68 über die Verbindung 35 die Verbindungsanforderung an die OA&M- Einrichtung 32 übergeben und bei positiver Bestätigung von ebendieser über die Verbindung 73 das IP Control 81 angewiesen wird. Im Falle des zweiten Scenarios erfolgt die Initialisierung des IP ControlTarpaulin 27 channel to be used In the subscriber station 4, the IP Control 81 is initialized in the case of the first scenario by transferring the connection request from the Airinterface Control 68 to the OA&M device 32 via the connection 35 and, if the latter is confirmed positively, via the connection 73 the IP Control 81 is instructed. In the case of the second scenario, the IP Control is initialized
81 über die bestehende Verbindung, indem die Verbindungsanforderung und Kanalzuweisung vom Layer 248 über den entsprechenden Service Access Point an die SAR-Einrichtung 85 und weiter an das IP Control 81 übergeben werden. Vom IP Control 81 erfolgt über die Verbindung 73 eine Statusmeldung an die OA&M-Einrichtung 32. Das Zusammenwirken der Einrichtungen beim Aufbau einer IP-Verbindung bei gehendem Verkehr eines Funkteilnehmers erfolgt wie nachstehend beschrieben:81 via the existing connection by transferring the connection request and channel assignment from layer 248 via the corresponding service access point to the SAR device 85 and further to the IP Control 81. A status message is sent from the IP Control 81 to the OA&M device 32 via the connection 73. The interaction of the devices when establishing an IP connection when a radio subscriber is outgoing traffic takes place as described below:
Ein erstes IP-Paket, welches über das Ethernet Interface 8 eingeht, wird vom Ethernet Protokollabschluß 83 an das Address Change 82 übergeben, welches die Absenderadresse in die teilnehmerspezifische Netzwerkadresse tauscht und das Paket an das IP Control 81 weitergibt. - Vom IP Control 81 wird über die Verbindung 73 bei der OA&M-Einrichtung 32 der Teilnehmer hinsichtlich Akzeptanz und Zustand abgefragt. Eine positive Rückmeldung enthält die Identifikation (ID) der Teilnehmerstation 4 und in einem ersten Scenario, daß keine POTS-Verbindung der besagten Teilnehmerstation 4 besteht. Im Falle dieses ersten Scenarios wird vom IP Control 81 über die Verbindung 87 beim Airinterface Control 68 der Aufbau der Verbindung angefordert.A first IP packet that arrives via the Ethernet interface 8 is transferred from the Ethernet protocol termination 83 to the address change 82, which changes the sender address into the subscriber-specific network address and forwards the packet to the IP Control 81. - From the IP Control 81, the subscriber is queried via the connection 73 at the OA&M device 32 with regard to acceptance and status. A positive response contains the identification (ID) of the subscriber station 4 and, in a first scenario, that there is no POTS connection of the said subscriber station 4. In the case of this first scenario, the IP Control 81 requests the connection to the Airinterface Control 68 via connection 87.
• beziehungsweise in einem zweiten Scenario, daß eine POTS-Verbindung der besagten Teilnehmerstation 4 und ein POTS Control 44 (Figur 2) bereits bestehen. Im Falle dieses zweiten Scenarios wird vom IP Control 81 eine Verbindungsanforderung über die SAR-Einrichtung 85 und deren separaten Service Access Point in den Layer 2 48 eingespeist. - In der Basisstation 1 erfolgt die Initialisierung eines IP Control 74 im Falle des ersten Scenarios, indem vom Airinterface Control 64 über die Verbindung 31 die Verbindungsanforderung an die OA&M-
Einrichtung 28 übergeben und bei positiver Bestätigung von ebendieser über die Verbindung 72 das IP Control 74 angewiesen wird. Im Falle des zweiten Scenarios erfolgt die Initialisierung eines IP Control 74 über die bestehende Verbindung, indem die Signalisierung vom Lyer 2 40 über den entsprechenden Service Access Point an die SAR-Einrichtung 78 und weiter an das IP Control 74 übergeben wird. Vom IP Control 74 über die Verbindung 72 eine Verbindungs- und Kanalanforderung an die OA&M-Or, in a second scenario, that a POTS connection of said subscriber station 4 and a POTS control 44 (FIG. 2) already exist. In the case of this second scenario, the IP Control 81 feeds a connection request into the layer 2 48 via the SAR device 85 and its separate service access point. In the base station 1, an IP Control 74 is initialized in the case of the first scenario, in that the connection request to the OA & M is made by the Air Interface Control 64 via the connection 31. Transfer device 28 and upon positive confirmation by the latter via the connection 72, the IP control 74 is instructed. In the case of the second scenario, an IP Control 74 is initialized via the existing connection, in that the signaling is transferred from the Lyer 2 40 via the corresponding service access point to the SAR device 78 and further to the IP Control 74. A connection and channel request from the IP Control 74 via the connection 72 to the OA&M
Einrichtung 28.Facility 28.
Eine positive Rückmeldung der OA&M-Einrichtung 28 beinhaltet die Kanalzuweisung, welche im Falle des zweiten Scenarios zusätzlich die Angabe über den für POTS-Nutzdaten im User Plane 27 zu benutzenden Kanal enthält. Die Kanalzuweisung wird vom IP Control 74 im Falle des ersten Scenarios über das Airinterface Control 64 und im Falle des zweiten Scenarios über die bestehende Verbindung für POTS-Signalisierung an die Teilnehmerstation 4 übertragen.A positive response from the OA&M device 28 includes the channel assignment, which in the case of the second scenario additionally contains the information about the channel to be used for POTS user data in the user plane 27. The channel assignment is transmitted by the IP Control 74 in the case of the first scenario via the Air Interface Control 64 and in the case of the second scenario via the existing connection for POTS signaling to the subscriber station 4.
Der Fall des kommenden IP-Verkehrs wird aus zwei Gründen beachtet und realisiert:The case of incoming IP traffic is considered and implemented for two reasons:
Teilnehmer können eine öffentliche IP-Adresse für Exchange Server oder Web Server besitzen und müssen daher für kommenden Verkehr erreichbar sein. - Eine IP-Verbindung kann auf Grund von Inaktivität getrennt worden sein und die erneute Aktivität erscheint als kommender Verkehr.Participants can have a public IP address for Exchange Server or Web Server and must therefore be accessible for incoming traffic. - An IP connection may have been disconnected due to inactivity and the new activity appears as incoming traffic.
Die Ressourcenzuteilung für eine IP-Verbindung erfolgt in drei Stufen:The resource allocation for an IP connection takes place in three stages:
Der Defaultwert bei Einrichtung einer IP-Verbindung ist die Maximalkapazität eines CDMA-Kanals. Dieser Defaultwert kann bei hoher Netzbelastung vom Ressourcenmanager in der OA&M-Einrichtung 28 herabgesetzt werden.The default value when setting up an IP connection is the maximum capacity of a CDMA channel. This default value can be reduced by the resource manager in the OA&M device 28 when the network load is high.
Bei Inaktivität einer IP-Verbindung und nach Ablauf eines ersten Timers wird die dieser Verbindung zugewiesene Kapazität auf einen Minimalwert reduziert. Besteht zu diesem Zeitpunkt gleichzeitig eine POTS-Verbindung, so bleibt nur diese bestehen und eine erneute Aktivierung der IP-Verbindung erfolgt wie im Falle des zweiten Scenarios oben beschrieben. - Bei weiterer Inaktivität einer IP-Verbindung und nach Ablauf eines zweiten Timers wird die dieser Verbindung zugewiesene Kapazität auf Null reduziert, die IP Control 74 und 81 bleiben bestehen.If an IP connection is inactive and after a first timer has expired, the capacity allocated to this connection is reduced to a minimum value. If there is a POTS connection at the same time, only this remains and the IP connection is reactivated as described in the second scenario above. - If an IP connection remains inactive and after a second timer has expired, the capacity assigned to this connection is reduced to zero, and the IP Control 74 and 81 remain active.
Die Behandlung der Daten der verschiedenen Dienste für die Übertragung über das Airinterface 3 (Figur 1 ) ist in der Tabelle 1 zusammengefaßt. Die Spalten beinhalten die Aufbereitung der Daten des jeweiligenThe treatment of the data of the various services for transmission via the air interface 3 (FIG. 1) is summarized in Table 1. The columns contain the preparation of the respective data
Dienstes von der Protokollschicht über die Layer 2 Sicherungsschicht und den Physical Layer bis zum sendefähigen Signal. Bei Einsetzung der jeweiligen inversen Prozesse stellt die Aufwärtsrichtung in denService from the protocol layer through the layer 2 data link layer and the physical layer to the send-capable signal. When the respective inverse processes begin, the upward direction is in the
Spalten die Rekonstruktion der Daten des jeweiligen Dienstes vom Empfangssignal über den Physical Layer, die Layer 2 Sicherungsschicht und die Protokollschicht dar.Columns represent the reconstruction of the data of the respective service from the received signal via the physical layer, the layer 2 data link layer and the protocol layer.
Spalte 1 beinhaltet die Behandlung der Daten im Physical Signalling Plane 25. Die Instanzen des AirinterfaceColumn 1 contains the handling of the data in the Physical Signaling Plane 25. The instances of the air interface
Protokoll sind die Layer 3 der Protokollstacks 65 und 69 (Figur 2). der Protokollstacks 65 und 69 und beinhalten eine Sicherung mittels CRC 4. Das Airinterface Protokoll selbst ist, da nicht erfindungsrelevant, hier nicht dargestellt.The protocol is layer 3 of protocol stacks 65 and 69 (FIG. 2). of the protocol stacks 65 and 69 and contain a backup by means of CRC 4. The air interface protocol itself, since it is not relevant to the invention, is not shown here.
Spalte 2 beinhaltet die Behandlung der Daten des Layer 1 Control. Die Funktionalität und die Einbindung derColumn 2 contains the treatment of the data of the Layer 1 control. The functionality and the integration of the
Daten in die Übertragung werden unten beschrieben.Data in the transfer is described below.
Spalte 3 beinhaltet die Behandlung der Daten im IP Plane 71 (Figur 3). Wie bereits beschrieben, wird keine Behandlung des IP-Protokolls durchgeführt. Die Instanzen des SAR sind die SAR-Einrichtungen 78 und 85.Column 3 contains the treatment of the data in the IP tarpaulin 71 (FIG. 3). As already described, no handling of the IP protocol is carried out. The instances of the SAR are SAR facilities 78 and 85.
Die Instanzen der Datensicherung sind die Layer 2 40 und 48, auf weiche über je einen speziellen Service
Access Point zugegriffen wird.The data backup instances are layers 2 40 and 48, each with a special service Access point is accessed.
Spalte 4 beinhaltet die Behandlung der Daten des Management Plane 24 (Figur 2). Die Instanzen des internen OA&M-Protokoll und des SAR sind Bestandteile der OA&M-Einrichtungen 28 und 32 und, da nicht erfindungsrelevant, hier nicht dargestellt. Die Instanzen der Datensicherung sind die Layer 2 40 und 48, auf welche über je einen speziellen Service Access Point zugegriffen wird.Column 4 contains the treatment of the data of the management plane 24 (FIG. 2). The instances of the internal OA&M protocol and the SAR are components of the OA&M devices 28 and 32 and, since they are not relevant to the invention, are not shown here. The data backup instances are layers 2 40 and 48, each of which is accessed via a special service access point.
Tabelle 1 Spalte 5 beinhaltet die Behandlung der Daten des POTS Signalling Plane 25 (Figur 2). Die Instanzen des internen POTS-Protokoll sind die Layer 3 39 und 47. Die Instanzen der Datensicherung sind die Layer 2 40 und 48, auf weiche über je einen speziellen Service Access Point zugegriffen wird. Der gemeinsame Layer 2 der Daten entsprechend der Spalten 3, 4 und 5 ist ein wesentliches erfindungsgemäßes Merkmal. Die über die Service Access Points zugeführten Datenpakete werden als PDU mit einem L2-Header versehen. In der nächsten Teilschicht erfolgt eine Sicherung mit einem CRC 8. Für die folgende serielle Übertragung dieser Daten erfolgt in der nächsten Teilschicht eine Behandlung mittels SLIP (Serial Line Internet Protocol). Das Layer 2 Protokoll ist entsprechend Stand der Technik ausgeführt und wird deshalb nicht im Detail beschrieben. Angewandt wird das als "Sliding Window" bekannte Verfahren, welches geeignet ist, eine unterbrechungsfreie Übertragung ohne Wartezeiten für Quittungen zu realisieren. Spalte 4 beinhaltet die Behandlung der POTS Nutzdaten des User Plane 27 (Figur 2). Es erfolgt keine Behandlung in einer Protokoll und Sicherungsschicht. Die Instanzen der obersten Schicht des Physical Layers in den drei Teilspalten korrellieren jeweils mit den alternativ zu benutzenden Stacks 54 und 60 beziehungsweise 55 und 61 beziehungsweise 56 und 62.Table 1 column 5 contains the treatment of the data of the POTS signaling plane 25 (FIG. 2). The instances of the internal POTS protocol are layers 3 39 and 47. The data backup instances are layers 2 40 and 48, which are each accessed via a special service access point. The common layer 2 of the data corresponding to columns 3, 4 and 5 is an essential feature of the invention. The data packets supplied via the service access points are provided with a L2 header as a PDU. The next sub-layer is backed up with a CRC 8. For the subsequent serial transmission of this data, the next sub-layer is processed using SLIP (Serial Line Internet Protocol). The Layer 2 protocol is designed according to the state of the art and is therefore not described in detail. The method known as the "sliding window" is used, which is suitable for realizing an uninterrupted transmission without waiting times for receipts. Column 4 contains the treatment of the POTS user data of user plane 27 (FIG. 2). There is no treatment in a protocol and data link layer. The instances of the top layer of the physical layer in the three sub-columns correlate with the stacks 54 and 60 or 55 and 61 or 56 and 62 that can be used alternatively.
Ab dem vorstehend beschriebenen Stand werden die Daten aller Dienste entsprechend den Spalten 1 bis 6 gemeinsam in den nachfolgenden Teilschichten des Layer 1 weiter behandelt. Dies beinhaltet das
Mapping in die Kanäle, welches sich aus der unten beschriebenen Kanalstruktur ergibt. Fehlercodierung mittels eines FEC, Interleaving, CDMA und Modulation sind entsprechend Stand der Technik ausgeführt und werden deshalb nicht im Detail beschrieben.As of the status described above, the data of all services in accordance with columns 1 to 6 are treated together in the subsequent sub-layers of layer 1. This includes that Mapping into the channels, which results from the channel structure described below. Fault coding using an FEC, interleaving, CDMA and modulation are carried out in accordance with the prior art and are therefore not described in detail.
Figur 4 beschreibt das Kanalschema einer konkreten Ausführung der Erfindung bei Nutzung von CDMA in Verbindung mit TDM/TDMA und TDD. Die Codekanäle 90.0 bis 90.n besitzen eine einheitliche Kanalstruktur.FIG. 4 describes the channel diagram of a specific embodiment of the invention when using CDMA in conjunction with TDM / TDMA and TDD. The code channels 90.0 to 90.n have a uniform channel structure.
Grundstruktur ist ein Frame 91 , unterteilt in die Downlinkperiode 92, die Uplinkperiode 93 und einen Slot fürThe basic structure is a frame 91, divided into the downlink period 92, the uplink period 93 and a slot for
Laufzeitausgleich und Startup-Synchronisation 94. Zur besseren Übersicht ist die Zeitachse 96 mit dargestellt. Die Downlinkperiode 92 beinhaltet die Aussendungen der Basisstation 1 (Fig. 1) und dieRuntime compensation and startup synchronization 94. Time axis 96 is also shown for a better overview. The downlink period 92 contains the transmissions of the base station 1 (FIG. 1) and the
Uplinkperiode 93 die Aussendungen der Teiinehmerstationen 4. Zur Realisierung des TDM/TDMA ist der Frame in 15 Slots 95.0 - 95.14 (Fig. 4) gleicher Dauer unterteilt. Die Slots 95.0 - 95.6 sind derUplink period 93 the transmissions of the subscriber stations 4. To implement the TDM / TDMA, the frame is divided into 15 slots 95.0-95.14 (FIG. 4) of the same duration. The slots 95.0 - 95.6 are the
Downlinkperiode 92 und die Slots 95.8 - 95.14 der Uplinkperiode 93 zugeordnet. In dieser Kanalstruktur ist der Slot 95.7 mit dem Slot für Laufzeitausgleich und Startup-Synchronisation 94 identisch. Für die Nutzung im Duplexverfahren sind die Slots 95.i paarweise nach dem Schema (i,iä8) mit i=0..6 einander alsDownlink period 92 and the slots 95.8 - 95.14 assigned to the uplink period 93. In this channel structure, slot 95.7 is identical to the slot for runtime compensation and startup synchronization 94. For use in the duplex method, slots 95.i are in pairs according to the scheme (i, iä8) with i = 0..6 as each other
Nutzkanäle zugeordnet. Figur 5 beschreibt die Struktur eines Multiframe_6 (MF_6) für einen Codekanal, basierend auf einemAssigned useful channels. FIG. 5 describes the structure of a multiframe_6 (MF_6) for a code channel, based on one
Kanalschema entsprechend Figur 4, die sich aus dem nachfolgenden Nutzungsschema für die Slots 95.0 -Channel scheme according to Figure 4, which is derived from the following usage scheme for the slots 95.0 -
95.6 und die Slots 95.8 - 95.14 ergibt. Dargestellt ist eine Folge von sechs Frames 101.0 - 101.5, die gemeinsam einen MF_6 100 bilden. Die Bezeichnungsweise/Zählweise für die Frames eines MF_6 Nr. i ist95.6 and slots 95.8 - 95.14 results. A sequence of six frames 101.0 - 101.5 is shown, which together form an MF_6 100. The designation / counting for the frames of an MF_6 No. i is
MF_6(i,0..5), wobei i die Nummer des MF_6 innerhalb eines unten beschriebenen Hyperframes ist. Die Figur 5 stellt die identischen Ordnungsschemata für die Slots 95.0 bis 95.6 und Slots 95.8 bis 95.14 dar, beispielhaft erläutert an den Slots 95.0 bis 95.6:MF_6 (i, 0..5), where i is the number of MF_6 within a hyperframe described below. FIG. 5 shows the identical ordering schemes for slots 95.0 to 95.6 and slots 95.8 to 95.14, explained using slots 95.0 to 95.6 as an example:
Die Slots 95.0 bis 95.5 werden als primäre Slots für die Nutzdatenübertragung verwendet und sind die kleinste einer Verbindung zuordenbare Einheit. Mehrkanalzuweisungen zur Erhöhung der Übertragungskapazität einer Verbindung sind möglich. - Der Slot 95.6 wird modulo 6 umlaufend den primären Slots 95.0 bis 95.5 zugeordnet, womit sich ein MF_6 100 ergibt, der 6 Frames umfaßt. Damit sind im Frame MF_6(i,j) wie dargestellt jeweils der Slot 95.j und der Slot 95.6 einander zugeordnet. Das Ordnungsschema der Slots 95.8 bis 95.14 ist adäquat und mit gleicher Zählrichtung. Die Nutzung dieser Ordnungsschemata erfolgt derart, daß, beispielhaft erläutert an den Slot 95.0 bis 95.6, - bei Verbindungen, die eine gesonderte Signalisierung verwenden und welchen nur ein Slot für die Übertragung von Nutzdaten zugewiesen ist, der Slot 95.6 ausschließlich für die Signalisierung benutzt wird, bei Verbindungen, die eine gesonderte Signalisierung verwenden und welchen mehrere Slots für die Übertragung von Nutzdaten zugewiesen sind, mindestens ein Slot 95.6 für die Signalisierung Verwendung findet, weitere der Slot 95.6 in Abhängigkeit von Festlegungen zum Verbindungstyp jedoch auch für die Nutzdatenübertragung Verwendung finden. So werden in einer konkreten Ausführung der Erfindung einem bestimmten Verbindungstyp alle Slots 95.0 bis 95.5 eines Codekanals zugewiesen, womit diese Verbindungen auch über alle Slots 95.6 eines MF_6 verfügen. Festlegungsgemäß wird von diesen Verbindungen nur der Slot 95.6 des ersten Frames 101.0 im MF_6 100 für die Signalisierung genutzt und die Slot 95.6 aller weiteren Frames im MF_6 werden für die Übertragung von Nutzdaten verwendet.
bei Verbindungen, die keine gesonderte Signalisierung verwenden, wie zum Beispiel bei TCP/IP- Verbindungen, das Nutzungsschema beibehalten, der Slot 95.6 aber generell für die Übertragung von Nutzdaten verwendet wird. Die Slots 95.8 bis 95.14 werden in gleicher Weise genutzt. Figur 6 beschreibt die Einordnung der speziellen Kanäle für Synchronisation und Steuerung sowie der Schutzzeit für den Laufzeitausgleich in das TDD und das Kanalschema entsprechend Figur 4. Dargestellt wird der Pool der Codekanäle 90 für die Dauer eines Frame 91. Zur besseren Übersicht ist die Zeitachse 96 mit dargestellt. Im Codekanal 90.0 sind im Slot 95.0 ein BCH 110 (Broadcast Channel) und im Slot 95.7 ein RÄCH 112 (Random Access Channel) angeordnet. Der achte Slot 115 wird im Codekanal 90.0 bestimmungsgemäß nicht benutzt.Slots 95.0 to 95.5 are used as primary slots for user data transmission and are the smallest unit that can be assigned to a connection. Multi-channel assignments to increase the transmission capacity of a connection are possible. - The slot 95.6 is assigned to the primary slots 95.0 to 95.5 in a modulo 6 manner, which results in an MF_6 100 comprising 6 frames. Thus slot 95.j and slot 95.6 are assigned to each other in frame MF_6 (i, j) as shown. The order scheme of slots 95.8 to 95.14 is adequate and with the same counting direction. These arrangement schemes are used in such a way that slot 95.6 is used exclusively for signaling, for connections that use separate signaling and to which only one slot is assigned for the transmission of user data. In the case of connections that use separate signaling and to which several slots are assigned for the transmission of user data, at least one slot 95.6 is used for the signaling, but further slots 95.6 are also used for the user data transmission depending on the specifications for the connection type. Thus, in a specific embodiment of the invention, all slots 95.0 to 95.5 of a code channel are assigned to a specific connection type, so that these connections also have all slots 95.6 of an MF_6. According to the stipulations, only the slot 95.6 of the first frame 101.0 in the MF_6 100 is used for signaling, and the slot 95.6 of all other frames in the MF_6 are used for the transmission of user data. In the case of connections that do not use special signaling, such as TCP / IP connections, the usage scheme is retained, but slot 95.6 is generally used for the transmission of user data. Slots 95.8 to 95.14 are used in the same way. FIG. 6 describes the classification of the special channels for synchronization and control as well as the protection time for the runtime compensation in the TDD and the channel scheme corresponding to FIG. 4. The pool of code channels 90 is shown for the duration of a frame 91. For a better overview, the time axis 96 is also shown shown. A BCH 110 (broadcast channel) is located in slot 95.0 in code channel 90.0 and an RÄCH 112 (random access channel) in slot 95.7. The eighth slot 115 is not used as intended in code channel 90.0.
Dargestellt ist des weiteren, daß der Slot für Laufzeitausgleich und Startupsynchronisation 94 nur im Codekanal 90.0 mit Aussendungen durch den RÄCH 112 belegt ist, welcher gegenüber der Slotdauer so verkürzt ist, daß die entstehende Lücke noch hinreichend groß für den Laufzeitausgleich ist. In allen weiteren Codekanälen 90.1 bis 90. n wird der Slot für Laufzeitausgleich und Startupsynchronisation 94 bestimmungsgemäß nicht mit Aussendungen belegt.It is also shown that the slot for runtime compensation and start-up synchronization 94 is occupied only by code RÄCH 112 in code channel 90.0, which is shortened compared to the slot duration so that the resulting gap is still sufficiently large for the runtime compensation. In all other code channels 90.1 to 90. n, the slot for runtime compensation and startup synchronization 94 is not used as intended.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt Verbindungsaufbau und Startupsynchronisation mit Nutzung derThe method according to the invention performs connection establishment and startup synchronization using the
BCH 110 und RÄCH 112 bei Teilnehmerstationen durch, die zum Zeitpunkt keine anderweitige aktiveBCH 110 and RÄCH 112 at subscriber stations that are currently not active
Verbindung besitzen (siehe hierzu auch die Beschreibungen zu Figur 2 und Figur 3). Die Verfahrensschritte sind: - die Basisstation 1 (Fig. 1 ) sendet eine Verbindungsanforderung für kommenden Verkehr mit Angabe derHave connection (see also the descriptions for Figure 2 and Figure 3). The procedural steps are: - the base station 1 (FIG. 1) sends a connection request for incoming traffic specifying the
Adresse (ID) der gerufenen Teilnehmerstation 4 und des Diensttyps im BCH 110 (Fig. 6). Die adressierte Teilnehmerstation 4 antwortet im RÄCH 112 des gleichen Frame 91 mit Angabe ihrerAddress (ID) of the called subscriber station 4 and the type of service in the BCH 110 (FIG. 6). The addressed subscriber station 4 replies in the RACH 112 of the same frame 91 by specifying it
Teilnehmerstations-ID. Ein Hazard mit Aussendungen anderer Teilnehmerstationen 4 kann nicht auftreten, da für diese die an eine bestimmte Teilnehmerstation gerichtete Sendung der Basisstation 1 im BCH 110 eine Sperre von Aussendungen bewirkt. oder eine Teilnehmerstation sendet eine Verbindungsanforderung für gehenden Verkehr mit Angabe der Adresse (ID) der rufenenden Teilnehmerstation 4 und des Diensttyps im RÄCH 112. Ein Hazard mit Aussendungen anderer Teilnehmerstationen 4 kann auftreten und führt dann in der Regel zum Abbruch des Verfahrens infolge gegenseitiger Störung des Empfangs in der Basisstation 1. Die Entflechtung der Hazardbeteiligten erfolgt derart, daß jede dieser Teilnehmerstationen 4 eine Zufallszahl im Bereich zwischen 0 und 15 generiert und eine dieser Zahl entsprechende Anzahl von Frames bis zu einer Wiederholung der Anforderung verstreichen läßt. Der Random Access durch Teilnehmerstationen ist zulässig, wenn die Aussendung der Basisstation 1 im BCH 110 des gleichen Frames nicht an eine andere Teilnehmerstation adressiert war oder keine Vollastinformation oder keine allgemeine Anrufsperre enthielt.Participants station ID. A hazard with transmissions from other subscriber stations 4 cannot occur since the broadcast of base station 1 in BCH 110 directed to a specific subscriber station causes transmissions to be blocked. or a subscriber station sends a connection request for outgoing traffic stating the address (ID) of the calling subscriber station 4 and the type of service in the RACH 112. A hazard with transmissions from other subscriber stations 4 can occur and then usually leads to the process being terminated as a result of mutual interference on the part of the subscriber station 4 Reception in the base station 1. The hazard parties are separated in such a way that each of these subscriber stations 4 generates a random number in the range between 0 and 15 and allows a number of frames corresponding to this number to elapse until the request is repeated. Random access by subscriber stations is permitted if the transmission of base station 1 in BCH 110 of the same frame was not addressed to another subscriber station or did not contain full load information or no general call barring.
Der besagte Random Access der Teilnehmerstationen 4 im RÄCH 112 erfolgt zum frühestmöglichen Zeitpunkt nach Empfang der Downlinkperiode 92. Auf Grund der unterschiedlichen Entfernungen zwischen Basisstation 1 und den Teilnehmerstationen 4 ist die Lage des RÄCH 112 im Slot für Laufzeitausgleich und Startupsynchronisation 94 beim Empfang in der Basisstation 1 nicht fixiert. In Figur 6 ist die Lage für eine Teilnehmerstation 4 in der maximal zulässigen Entfernung dargestellt. Die Basisstation 1 kann aus der Messung der Lage des RÄCH 112 unmittelbar auf die Entfernung der sendenden Teilnehmerstation 4
schließen und berechnen, um wieviel die Aussendung dieser Basisstation verzögert werden muß, damit die Lage des RÄCH 112 in die Position verschoben wird, die der Darstellung in Figur 6 und damit der Synchronisation der Teilnehmerstation 4 insgesamt entspricht.Said random access of the subscriber stations 4 in the RÄCH 112 takes place at the earliest possible time after receipt of the downlink period 92. Due to the different distances between the base station 1 and the subscriber stations 4, the location of the RÄCH 112 is in the slot for runtime compensation and startup synchronization 94 when received in the base station 1 not fixed. 6 shows the position for a subscriber station 4 in the maximum permissible distance. The base station 1 can directly measure the distance of the transmitting subscriber station 4 from the measurement of the position of the RACH 112 close and calculate by how much the transmission of this base station has to be delayed so that the position of the RACH 112 is shifted into the position which corresponds to the representation in FIG. 6 and thus to the synchronization of the subscriber station 4 as a whole.
Die weiteren Verfahrensschritte sind unabhängig von der Richtung der Anforderung wie folgt: - die Basisstation 1 mißt die Lage des RÄCH 112 im Slot für Laufzeitausgleich und StartupsynchronisationThe further procedural steps are independent of the direction of the request as follows: the base station 1 measures the position of the RÄCH 112 in the slot for runtime compensation and startup synchronization
94. Bei nicht hinreichend sicherer Messung infolge ungenügendem Signal/Störabstand kann die94. If the measurement is not sufficiently reliable due to an insufficient signal / signal-to-noise ratio, the
Basisstation 1 in nachfolgenden Frames 91 eine oder bis zu drei Wiederholungen der Prozedur im BCHBase station 1 in subsequent frames 91 one or up to three repetitions of the procedure in the BCH
110 / RÄCH 112 anweisen und vornehmen. die Basisstation 1 (Fig. 1) sendet in einem nachfolgenden Frame 91 im BCH 110 an die Teilnehmerstation 4 die Kanalzuweisung und die Weisung über die Zeitverzögerung der Aussendungen, die aus der Lage des RÄCH 112 im Slot für Laufzeitausgleich und Startupsynchronisation 94 bestimmt wurde. die Teilnehmerstation 4 wechselt in den zugewiesenen Kanal und sendet mit der angewiesenenInstruct and carry out 110 / RÄCH 112. the base station 1 (FIG. 1) sends in a subsequent frame 91 in the BCH 110 to the subscriber station 4 the channel assignment and the instruction regarding the time delay of the transmissions, which was determined from the position of the RACH 112 in the slot for runtime compensation and startup synchronization 94. subscriber station 4 changes to the assigned channel and transmits with the assigned one
Verzögerung. Der Slot 116 (Fig. 6) ist vom Typ 95.6 (Fig. 5) und über den MF_6 100 mit den BCH 110 in der dort beschriebenen Weise verknüpft und ist in das Verfahren der Startupsynchronisation und weiteren Startupprozeduren wie oben geschildert nicht einbezogen. Gleiches gilt adäquat für den Slot 118. Es werden wahlweise zwei Nutzungen vorgenommen: eine erste Nutzung besteht in der Verwendung des Slots 116 für unidirektionale Broadcastsendungen der Basisstation 1. eine zweite Nutzung besteht in der Verwendung des Slotpaares 116/118 für OA&M- oderDelay. The slot 116 (FIG. 6) is of the type 95.6 (FIG. 5) and is linked to the BCH 110 via the MF_6 100 in the manner described there and is not included in the start-up synchronization method and other start-up procedures as described above. The same applies adequately for slot 118. There are two possible uses: a first use consists of using slot 116 for unidirectional broadcast transmissions of base station 1. a second use consists of using slot pair 116/118 for OA & M- or
Servicezwecke, die nur eine geringe Übertragungsrate erfordern, da diese Slots in jedem MF_6 100Service purposes that only require a low transmission rate, as these slots in each MF_6 100
(Fig. 5) nur einmal, jeweils im Frame MF_6(i,0), zur Verfügung stehen.(Fig. 5) are only available once, each in frame MF_6 (i, 0).
Figur 7 stellt den allgemeinen Aufbau verschiedener Slottypen dar. Der Slottyp 120 wird im Downlink 92 (Figur 4) und in ausgewählten Slots des Uplink entsprechend der Vorschriften des Multiframe 32 (sieheFigure 7 shows the general structure of different slot types. The slot type 120 is in the downlink 92 (Figure 4) and in selected slots of the uplink according to the regulations of the multiframe 32 (see
Beschreibung unten) verwendet und umfaßt Präambelsymbole 122, Referenzsymbole 123, eine PackedDescription below) uses and includes preamble symbols 122, reference symbols 123, a packed
Data Unit 121 (PDU) und eine Schutzzeit 124. Die Schutzzeit 124 (des jeweils vorangehenden Slots) und dieData Unit 121 (PDU) and a protection time 124. The protection time 124 (of the preceding slot) and the
Präambelsymbole 122 werden für die Messung der Kanalimpulsantwort benutzt. Die Referenzsymbole sind optional und dienen der Bestimmung der Parameter für die kohärente Demodulation der Daten. Die Präambelsymbole 122 sind für die gesamte Einrichtung einheitlich und werden mit einer einheitlichenPreamble symbols 122 are used to measure the channel impulse response. The reference symbols are optional and are used to determine the parameters for the coherent demodulation of the data. The preamble symbols 122 are uniform for the entire facility and are provided with a uniform one
Sequenz gesendet. Diese Sequenz ist nicht aus dem Vorrat der Codesequenzen des CDMA desSequence sent. This sequence is not from the stock of the CDMA's code sequences
Nutzdatenbereiches ausgewählt. Es folgt, daß die Präambelsendungen im Downlink 92 (Figur 4) infolge der additiven Überlagerung der CDMA-Kanäle in der Basisstation 1 bei den empfangenden TeilnehmerstationenUser data area selected. It follows that the preamble transmissions in downlink 92 (FIG. 4) due to the additive superimposition of the CDMA channels in base station 1 at the receiving subscriber stations
4 mit einer hohen Symbolenergie eintreffen. Dies führt zur Verbesserung der Erkennung und Synchronisation auf die eintreffenden Sendungen in den Teilnehmerstationen 4.4 arrive with a high symbol energy. This leads to an improvement in the detection and synchronization of the incoming mail in the subscriber stations 4.
Der Slottyp 125 wird im Uplink 93 verwendet, ausgenommen die durch den MF_32 130 (Figur 8) speziell vorgegebenen Fälle entsprechend der untenstehenden Beschreibung. Der Unterschied zum Slottyp 120 ist, daß an Stelle der Präambelsymbole 122 eine Schutzzeit 126 tritt.The slot type 125 is used in the uplink 93, except for the cases specified by the MF_32 130 (FIG. 8) in accordance with the description below. The difference to slot type 120 is that a guard time 126 takes the place of the preamble symbols 122.
Der Slottyp 127 wird nur als Slot 95.7 im Codekanal 90.0 verwendet und umfaßt die Schutzzeit für Laufzeitausgleich 128 und den RÄCH 112 (Figur 4) mit Präambelsymbolen 122, Referenzsymbole 123, der »verkürzten Packed Data Unit 129 und einer Schutzzeit 124.
Figur 8 beschreibt die Struktur und Funktion eines Multiframe_32 (MF_32) 130 für eine Ausführung der Erfindung mit 32 Codekanälen 90. Figur 9 stellt der besseren Erläuterung wegen einen Ausschnitt aus Figur 8 dar. Ein MF_32 umfaßt 32 Frames 91 (Figur 4). Das kleinste gemeinsame Vielfache von MF_32 und MF_6 ist 96 und wird als ein Hyperframe verwendet, der zur eindeutigen Adressierung aller Elemente in der Framestruktur Verwendung findet, so daß sich bei Verwendung eines gemeinsamen Framezählers z = 0..95 eine Numerierung des MF_32 (0..2) und eine Numerierung der MF_6 (0..15) ergibt. Der einzelne Slot im MF_32 hat mit diesen Festlegungen die Bezeichnung MF_32(i,j,k), wobei i die Nummer des MF_32 (0..2), j die Nummer des Frame 91 im MF_32 mit j = z mod 32 und k die Nummer des Slot 95.k, k = 8..14 bedeuten. Die Funktion eines MF_32 130 ist, eine solche Vorschrift zu schaffen, daß jedem Slot 95.k jedes Codekanals 90 im Uplink 93 (Figur 4) ein Zeitpunkt zugeordnet ist, zu welchem am Anfang dieses Slots und ausschließlich dieses Codekanals von einer Teilnehmerstation 4 die Aussendung von Präambelsymbolen 122 erfolgt. Die Aussendung der Präambeln erfolgt jeweils durch die Teilnehmerstation, welcher der besagte Slot auch für die Nutzung zugewiesen ist. In Figur 8 ist über den Bereich eines gesamten MF_32 dargestellt, wie im Uplink 93 (Fig. 4) diese Berechtigung zyklisch über alle Codekanäle 90 und Slots 95.8 bis 95.14 derart verteilt wird, daß in jedem Codekanal 90 jeder der Slots 95.8 bis 95.14 mindestens einmal diese Berechtigung erhält. Die Darstellung enthält ausschließlich die Slots 95.8 bis 95.14. So sind dies, erläutert am Codekanal 31 , die Slots MF_32(0,4,11 ) 131 , MF_32(0,9,8) 132, MF_32(0,13,12) 133, MF_32(0,18,9) 134, MF_32(0,22,13) 135,. MF_32(0,27,10) 136 und MF_32(0,31 ,14) 137.Slot type 127 is only used as slot 95.7 in code channel 90.0 and includes the protection time for runtime compensation 128 and the RÄCH 112 (Figure 4) with preamble symbols 122, reference symbols 123, the » shortened packed data unit 129 and a protection time 124. FIG. 8 describes the structure and function of a multiframe_32 (MF_32) 130 for an embodiment of the invention with 32 code channels 90. FIG. 9 shows a section from FIG. 8 for better explanation. An MF_32 comprises 32 frames 91 (FIG. 4). The smallest common multiple of MF_32 and MF_6 is 96 and is used as a hyperframe that is used to uniquely address all elements in the frame structure, so that when using a common frame counter z = 0..95, MF_32 (0. .2) and a numbering of MF_6 (0..15) results. The individual slot in the MF_32 with these definitions has the designation MF_32 (i, j, k), where i is the number of the MF_32 (0..2), j the number of the frame 91 in the MF_32 with j = z mod 32 and k the Slot 95.k number, k = 8..14 mean. The function of an MF_32 130 is to create such a rule that each slot 95.k of each code channel 90 in the uplink 93 (FIG. 4) is assigned a time at which, at the beginning of this slot and exclusively this code channel, the transmission from a subscriber station 4 of preamble symbols 122. The preambles are transmitted by the subscriber station to which the slot in question is also assigned for use. FIG. 8 shows over the area of an entire MF_32 how this authorization is distributed cyclically over all code channels 90 and slots 95.8 to 95.14 in the uplink 93 (FIG. 4) such that each of the slots 95.8 to 95.14 in each code channel 90 at least once receives this authorization. The illustration contains only slots 95.8 to 95.14. These are, explained on code channel 31, the slots MF_32 (0,4,11) 131, MF_32 (0,9,8) 132, MF_32 (0,13,12) 133, MF_32 (0,18,9) 134 , MF_32 (0.22.13) 135 ,. MF_32 (0.27.10) 136 and MF_32 (0.31, 14) 137.
Der Zusammenhang zwischen Zählerstand z des Hyperframe, Nummer des Slot k und Nummer des Codekanals c ist durch die Beziehung c = ((z mod 32)*7+k-8) mod 32 gegeben. In Figur 9 sind die Frames MF_32(i,0) 138 und MF_32(i,1) 139 weiter aufgelöst. Für einen Zählerstand z = 65 und den Slot 11 in diesem Frame ergibt sich nach obiger Beziehung c = ((65 mod 32)*7+11-8) mod 32 = 10 Durch diese Beziehung ist eindeutig der Slot MF_32(i,1 ,11) 140 für die Aussendung der Präambelsymbole bestimmt. Der Stand des Hyperframezählers wird von der Basisstation 1 entsprechend Möglichkeiten, wenn anderweitig keine Daten zu übertragen sind, als Broadcastsendung im Slot 116 (Figur 4) oder Füllinformation in Signalisierungskanälen übertragen. Damit wird in unregelmäßigen Abständen der Stand des Zählers aktualisiert, in den Zwischenzeiten wird in den Teilnehmerstationen 4 freilaufend weitergezählt. In Figur 10 werden die Strukturen der Packed Data Units 121 und 129 (Figur 7) im Detail beschrieben. Die PDU 121 besitzt vier mögliche Modifikationen alsThe relationship between counter reading z of the hyperframe, number of slot k and number of code channel c is given by the relationship c = ((z mod 32) * 7 + k-8) mod 32. In FIG. 9, the frames MF_32 (i, 0) 138 and MF_32 (i, 1) 139 are further resolved. For a counter reading z = 65 and the slot 11 in this frame, the relationship c = ((65 mod 32) * 7 + 11-8) mod 32 = 10 results from this relationship. The slot MF_32 (i, 1, 11) 140 intended for the transmission of the preamble symbols. The base station 1 transmits the status of the hyperframe counter as a broadcast transmission in slot 116 (FIG. 4) or filler information in signaling channels, if there is no other data to be transmitted. The status of the counter is thus updated at irregular intervals; in the meantime, the subscriber stations 4 continue to count freely. The structures of the packed data units 121 and 129 (FIG. 7) are described in detail in FIG. The PDU 121 has four possible modifications as
PDU 150, umfassend ein Nutzdatenfeld 144, ein L1 Control Feld 145 und einen FEC-Suffix 146,PDU 150, comprising a user data field 144, an L1 control field 145 and an FEC suffix 146,
PDU 151 , umfassend ein Nutzdatenfeld 144 und ein L1 Control Feld 145,PDU 151, comprising a user data field 144 and an L1 control field 145,
PDU 152, umfassend ausschließlich ein Nutzdatenfeld 144,PDU 152, comprising only one user data field 144,
PDU 153, umfassend ein Nutzdatenfeld 144 und einen FEC-Suffix 146. Die PDU 150 .. 151 haben eine konstante Länge. Das Nutzdatenfeld 144 ist generell vorhanden und variiert in der Länge in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Abwesenheit der anderen Elemente. Dies sind
das L1 Controlfeld 145, welches eine konstanter Länge besitzt. In der Downrichtung erfolgt eine Nutzung für die Steuerung der Synchronisation und Sendeleistung der Aussendungen der Teilnehmerstationen 4 durch die Basisstation 1. In der Uprichtung erfolgt eine Nutzung für die Übermittlung von Parametern der Empfangsqualität von der Teilnehmerstationen 4 an die Basisstation 1. - der FEC-Suffix 146, welcher ebenfalls eine konstanter Länge besitzt. Der FEC-Suffix ist eine dedizierte Bitfolge, die an einen Nutzdatenblock angefügt werden muß, um im Burstbetrieb den Nutzdatenblock an den Ausgängen der FEC Encoder und FEC Decoder wieder komplett verfügbar zu haben. Bei einem FEC mit einer Constraint Length c sind hierfür (c-1) Bit erforderlich. Die PDU 129 existiert nur in einer Variante, bestehend aus einem Nutzdatenfeld 147, welches gegenüber den Nutzdatenfeldern 144 circa um den Faktor 2 verkürzt ist, und einen FEC-Suffix 146.PDU 153, comprising a user data field 144 and an FEC suffix 146. The PDU 150 .. 151 have a constant length. The user data field 144 is generally present and varies in length depending on the presence or absence of the other elements. these are the L1 control field 145, which has a constant length. In the downward direction, the base station 1 is used for the control of the synchronization and transmission power of the transmissions of the subscriber stations 4. In the direction, the use is made for the transmission of parameters of the reception quality from the subscriber stations 4 to the base station 1. - the FEC suffix 146, which also has a constant length. The FEC suffix is a dedicated bit sequence that must be added to a user data block in order to have the user data block completely available again at the outputs of the FEC encoder and FEC decoder in burst mode. For an FEC with a constraint length c (c-1) bits are required for this. The PDU 129 exists only in a variant, consisting of a user data field 147, which is shortened by a factor of 2 compared to the user data fields 144, and an FEC suffix 146.
Die Figuren 11 und 12 beschreiben die Bildung unterschiedlicher Traffictypen, welche dadurch erfolgt, daß ein oder mehrere zusammenhängende Slots 95 zur Anwendung kommen, welche durch Benutzung einer oder einer Kombination mehrerer verschiedener PDU in besagten Slots derart gebildet werden, daß in jeder der beiden Übertragungsrichtungen identisch in der Übertragung zwischen Basisstation 1 und einer Teilnehmerstation 4 pro Frame 91 jeweils genau ein L1 Controlfeld 145 und pro Traffictyp genau ein FEC- Suffix 146 enthalten sind. Für die Verarbeitung durch die sende- und empfangsseitigen FEC-Einrichtungen wird entsprechend der Beschreibung oben ein Traffictyp als ein zusammenhängender Datenburst, gebildet durch die Summe der aufeinanderfolgenden PDU, betrachtet und gehandhabt, welcher mit einem FEC- Suffix 146 abgeschlossen ist. Diese Festlegung hat dadurch zur Folge, daß bei Traffictypen, die mehrere Slots 95 umfassen, der Nutzdateninhalt überproportional steigt.Figures 11 and 12 describe the formation of different types of traffic, which is achieved by using one or more contiguous slots 95, which are formed by using one or a combination of several different PDUs in said slots such that they are identical in each of the two transmission directions The transmission between base station 1 and a subscriber station 4 contains exactly one L1 control field 145 per frame 91 and exactly one FEC suffix 146 per traffic type. For processing by the transmitting and receiving FEC devices, a traffic type is considered and handled as described above as a coherent data burst, formed by the sum of the successive PDU, which is terminated with an FEC suffix 146. The result of this definition is that the traffic data content increases disproportionately in the case of traffic types that comprise several slots 95.
Figur 11 stellt die Traffictypen dar, welche für die Übertragung der Nutzdaten von POTS-Verbindungen oder für Verbindungen der Layer 2 Instanzen () im Falle, daß keine POTS-Verbindung simultan besteht. Ein erster Traffictyp 150 ist mit der PDU 150, umfassend ein Nutzdatenfeld 144, ein L1 Control Feld 145 und einen FEC-Suffix 146, identisch. Der Traffictyp 150 belegt im Kanalschema einen Slot 95 (Figur 4) und findet Verwendung bei POTS-Verbindungen mit komprimierter Sprachübertragung nach G.729 (siehe Beschreibung zu Figur 2) und bei stand alon IP-Verbindungen, welche auf Grund von Inaktivität in einer ersten Stufe auf Minimalkapazität reduziert sind (siehe Beschreibung zu Figur 3).FIG. 11 shows the types of traffic which are used for the transmission of the user data from POTS connections or for connections of the layer 2 instances () in the event that there is no POTS connection simultaneously. A first traffic type 150 is identical to the PDU 150, comprising a user data field 144, an L1 control field 145 and an FEC suffix 146. The traffic type 150 occupies a slot 95 in the channel scheme (FIG. 4) and is used for POTS connections with compressed voice transmission in accordance with G.729 (see description for FIG. 2) and for stand-alone IP connections, which are due to inactivity in a first Level are reduced to minimum capacity (see description of Figure 3).
Ein zweiter Traffictyp 155 umfaßt eine PDU 151 und eine PDU 153 und belegt im Kanalschema zwei aufeinanderfolgende Slot 95 (Figur 4). Der Traffictyp 155 findet Verwendung bei POTS-Verbindungen im Falle von Faxübertragungen nach T.38 (siehe Beschreibung zu Figur 2) und bei stand alon IP-Verbindungen, wenn auf Grund von hoher Belastung des Systems eine größere Kapazitätszuweisung pro Verbinbdung nicht möglich ist (siehe Beschreibung zu Figur 3).A second type of traffic 155 comprises a PDU 151 and a PDU 153 and occupies two successive slots 95 in the channel scheme (FIG. 4). The traffic type 155 is used for POTS connections in the case of fax transmissions according to T.38 (see description of Figure 2) and for stand-alone IP connections, if a larger capacity allocation per connection is not possible due to the high load on the system (see Description of Figure 3).
Ein dritter Traffictyp 156 umfaßt eine PDU 151 , mindestens eine bis maximal fünf PDU 152 und eine PDU 153. Der Traffictyp 156 belegt im Kanalschema drei bis maximal sieben Slot 95 (Figur 4) und findet Verwendung bei POTS-Verbindung mit Modembetrieb oder stand alon IP-Verbindungen (siehe Beschreibungen zu den Figuren 2 und 3). Ein Traffictyp mit sieben Slots 95 ergibt sich, wenn die Slots 95.0 bis 95.5 einer Verbindung zugewiesen werden und dadurch auch alle Slots 95.6 eines MF_6 100 (Figur 5) entsprechend Festlegungen zum MF_6 dieser Verbindung zugeordnet sind. Figur 12 stellt die Traffictypen dar, welche für Verbindungen der Layer 2 Instanzen 40 und 48 genutzt werden im Falle, daß eine POTS-Verbindung simultan besteht.A third traffic type 156 comprises a PDU 151, at least one to a maximum of five PDU 152 and a PDU 153. The traffic type 156 occupies three to a maximum of seven slot 95 (FIG. 4) in the channel scheme and is used for a POTS connection with modem operation or standalone IP Connections (see descriptions of Figures 2 and 3). A traffic type with seven slots 95 results if the slots 95.0 to 95.5 are assigned to a connection and thus all slots 95.6 of an MF_6 100 (FIG. 5) are also assigned to this connection in accordance with specifications for the MF_6. FIG. 12 shows the types of traffic which are used for connections of layer 2 instances 40 and 48 in the event that a POTS connection exists simultaneously.
Ein erster Traffictyp 153 ist mit der PDU 153, umfassend ein Nutzdatenfeld 144 und einen FEC-Suffix 146,
identisch. Ein zweiter Traffictyp 157 mindestens eine bis maximal fünf PDU 152 und eine PDU 153. Der Traffictyp 157 belegt im Kanalschema zwei bis maximal sechs Slot 95 (Figur 4).A first traffic type 153 is with the PDU 153, comprising a user data field 144 and an FEC suffix 146, identical. A second traffic type 157 has at least one to a maximum of five PDU 152 and a PDU 153. The traffic type 157 occupies two to a maximum of six slot 95 in the channel scheme (FIG. 4).
Die Einbindung in die Arbeitsweise des Systems erfolgt derart, daß in der Downrichtung 92 die zu übertragenden Daten in der Basisstation 1 - von den L2 Instanzen 40, umfassend die IP- und OA&M-Daten und POTS-Signalisierungsdaten, von den Data Control 51 , umfassend die Nutzdaten der POTS-Verbindungen über den jeweils aktivenThe integration into the operation of the system takes place in such a way that in the down direction 92 the data to be transmitted in the base station 1 - comprising the L2 instances 40, comprising the IP and OA&M data and POTS signaling data, comprising the data control 51 the user data of the POTS connections via the active one
Stack 54, 55, 56, von den CDMA-Empfangsbaugruppen, umfassend die L1 Controldaten 145, an eine Mappingeinrichtung (siehe Tabelle 1 ) übergeben werden, wobei die besagten Daten nicht mit den Längen der PDU und Traffictypen korrellieren müssen. Von der Mappingeinrichtung werden die übergebenen Daten in die Traffictypen und deren PDU eingeordnet und PDU-weise an die nachfolgende Interleavingeinrichtung zur weiteren Bearbeitung und Übertragung übergeben. Durch reverse Prozesse in der Teilnehmerstation 4 wird die erfolgte Bearbeitung der Daten rückgängig gemacht undStack 54, 55, 56 are transferred from the CDMA receiving modules, comprising the L1 control data 145, to a mapping device (see Table 1), the said data not having to correlate with the lengths of the PDU and traffic types. The transferred data are classified by the mapping device into the traffic types and their PDU and transferred PDU-wise to the subsequent interleaving device for further processing and transmission. Reverse processes in the subscriber station 4 undo the processing of the data and
IP- und OA&M-Daten und POTS-Signalisierungsdaten an die L2 Instanz 48,IP and OA&M data and POTS signaling data to L2 instance 48,
Nutzdaten der POTS-Verbindung über den jeweils aktiven Stack 60, 61 , 62 an das Data Control 58, und L1 Controldaten an die CDMA-Sendebaugruppe übergeben. Das Verfahren in der Uprichtung 93 erfolgt identisch. In den beiden Übertragungsrichtungen werden identisch die Daten der L2 Instanzen 40 und 48, umfassend die IP- und OA&M-Daten und POTS-Signalisierungsdaten und der Data Control 51 und 58, umfassend die Nutzdaten der POTS-Verbindungen über den jeweils aktiven Stack, in jeweils getrennten Traffictypen übertragen, die sich in die der jeweiligen Teilnehmerstation zugewiesenen Slots teilen, wofür die oben beschriebenen Zuweisungs- und Prioritätskriterien (siehe Beschreibung zu Figuren 2 und 3) Anwendung finden welchen FEC mit unterschiedlichen FEC-Raten zugewiesen werden können, vorteilhaft insbesondere dann, wenn für die Übertragung von Daten ein FEC mit einem höherem Fehlerschutz zur Anwendung kommen soll als bei der Übertragung von Sprache erforderlich, und bei welchen bei Bestehen einer POTS-Verbindung die L1 Controldaten gemeinsam mit den Daten der Data Control 51 und 58 im gleichen Traffictyp übertragen werden. Die Steuerung erfolgt, indem die zu übertragenden Daten von den L2 Instanzen 40 und 48 und den Data Control 51 und 58 mit einem Mapping Header an die Mapping Einrichtungen übergeben werden, umfassend die InformationenTransfer user data of the POTS connection via the respectively active stack 60, 61, 62 to the data control 58, and L1 control data to the CDMA transmission module. The procedure in the direction 93 is identical. In the two transmission directions, the data of the L2 instances 40 and 48, comprising the IP and OA&M data and POTS signaling data and the data control 51 and 58, comprising the useful data of the POTS connections via the respectively active stack, are identical in each case transmit separate traffic types, which are divided into the slots assigned to the respective subscriber station, for which the assignment and priority criteria described above (see description of FIGS. 2 and 3) are used, to which FECs can be assigned with different FEC rates, particularly advantageous if an FEC with higher error protection than that required for the transmission of voice is to be used for the transmission of data, and in which the L1 control data is transmitted together with the data of the Data Control 51 and 58 in the same traffic type when a POTS connection is established , The control takes place in that the data to be transmitted are transferred from the L2 instances 40 and 48 and the data control 51 and 58 to the mapping devices with a mapping header, including the information
Kennung der Absenderinstanz (Call Reference),Identifier of the sender instance (call reference),
Kennung der Teilnehmerstation (ID),Identifier of the subscriber station (ID),
Dienstkennung (POTS, Layer 2), - Codekanal (0 .. n), n = Anzahl der Codekanäle, - Slotanzahl (1 .. j), j = maximale Anzahl der Slot
Offset (0 .. 0-1)). Nummer des ersten zu verwendenden SlotsService identifier (POTS, Layer 2), - code channel (0 .. n), n = number of code channels, - number of slots (1 .. j), j = maximum number of slots Offset (0 .. 0-1)). Number of the first slot to be used
FEC-Rate, (zum Beispiel 1/2, 3/4 oder andere), - L1 Control (j/n), und welcher Mapping Header ausschließlich der Steuerung des Mapping dient und nicht übertragen wird, und die Mapping Einrichtungen die Informationen der Mapping Header auch benutzen für die Behandlung der Daten der jeweiligen Empfangsrichtung, deren Remapping und Übertragung an die L2 Instanzen 40 und 48 und Data Control 51 und 58.FEC rate, (for example 1/2, 3/4 or others), - L1 control (y / n), and which mapping header is used exclusively for controlling the mapping and is not transmitted, and the mapping devices the information of the mapping Also use headers for the treatment of the data of the respective receiving direction, its remapping and transmission to the L2 instances 40 and 48 and data control 51 and 58.
[1] Vicente Quilez, Head of RCD Fixed Radio Systems Department, Alcatel, Telecom 99 lnter@ctive "Effiient provision of Internet in wireless access Systems"
[1] Vicente Quilez, Head of RCD Fixed Radio Systems Department, Alcatel, Telecom 99 lnter @ ctive "Effiient provision of Internet in wireless access Systems"
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Basisstation1 base station
2 Antenne der Basisstation 3 Airinterface2 Base station antenna 3 Air interface
4 Teilnehmerstation4 subscriber station
5 Antenne der Teilnehmerstation5 Antenna of the subscriber station
6 PSTN-Teilnehmerinterface der Teilnehmerstation6 PSTN subscriber interface of the subscriber station
7 Endgerät des Teilnehmers 8 Ethernetschnittstelle der Teilnehmerstation7 subscriber terminal 8 subscriber station Ethernet interface
9 Rechner oder Rechnernetz des Teilnehmers9 Participant's computer or computer network
10 PCM-Schnittstelle der Basisstation10 PCM interface of the base station
11 Optionale Anschaltbaugruppen11 Optional controller boards
12 Ortsvermittlungszentrale 13 PSTN (Publik Switched Telephone Network)12 local exchange 13 PSTN (Publik Switched Telephone Network)
14 Ethernetschnittstelle der Basisstation14 Base station Ethernet interface
15 Router15 routers
16 Datenleitung16 data line
17 ISP (Internet Service Provider) 18 Internet17 ISP (Internet Service Provider) 18 Internet
19 OA&M-Center19 OA&M Center
20 Router/Proxyserver20 routers / proxy servers
21 Lokale OA&M-Einrichtung21 Local OA&M facility
22 Für die POTS- und Internet-Access-Networks relevante Elemente der Basisstation 1 (Figur 1) 23 Für die POTS- und Internet-Access-Networks relevante Elemente der Teilnehmerstation 4 (Figur 1 )22 Elements of the base station 1 relevant to the POTS and Internet access networks (FIG. 1) 23 Elements of the subscriber station 4 relevant to the POTS and Internet access networks (FIG. 1)
24 Management Plane24 Management plans
25 Physical Signalling Plane25 Physical Signaling Plane
26 POTS Signalling Plane26 POTS signaling tarpaulin
27 User Plane 28 OA&M Einrichtungen der Basisstation 127 User Plane 28 OA&M facilities of base station 1
29 Verbindungen zwischen POTS Control 36 und OA&M Einrichtungen 2829 Connections between POTS Control 36 and OA&M facilities 28
30 Verbindungen zwischen Service Access Point des Layer 2 40 und der OA&M Einrichtung 2830 Connections between Service Access Point of Layer 2 40 and the OA&M facility 28
31 Verbindung zwischen OA&M Einrichtung 28 und Airinterface Control 6431 Connection between OA&M device 28 and Airinterface Control 64
32 OA&M Einrichtungen der Teilnehmerstationen 4 33 Verbindung zwischen POTS Control 44 und OA&M Einrichtung 3232 OA&M facilities of subscriber stations 4 33 Connection between POTS Control 44 and OA&M facility 32
34 Verbindung zwischen Service Access Point des Layer 2 48 und der OA&M Einrichtung 3234 Connection between Service Access Point of Layer 2 48 and the OA&M facility 32
35 Verbindung zwischen OA&M Einrichtung 32 und Airinterface Control 6935 Connection between OA&M device 32 and Airinterface Control 69
36 POTS Control in der Basisstation 136 POTS Control in the base station 1
37 Protokollstack ortsvermittlungsseitig 38 Interface für Signalisierung zur Ortsvermittlungsstelle 1237 Protocol stack at the local exchange 38 Interface for signaling to the local exchange 12
39 Layer 3 airinterfaceseitig in der Basisstation 1
Layer 2 Schichten der aktiven Verbindungen in der Basisstation 1 Service Access Point des Layer 2 40 für IP-Daten Signalisierungsverbindung im Airinterface 3 Verbindung zwischen POTS Control 36 und User Control 51 in der Basisstation 1 POTS Control in der Teilnehmerstation 4 Protokollstack mit Wandlern und Generatoren für die Signalisierung zum analogen Endgerät Layer 3 airinterfaceseitig in der Teilnehmerstation 4 Layer 2 bei aktiver Verbindung in der Teilnehmerstation 4 Service Access Point des Layer 2 48 für IP-Daten Verbindung zwischen POTS Control 44 und User Control 58 in der Teilnehmerstation 1 User Control in der Basisstation 1 Stack mit Datenübertragung nach G.711 Interface für B-Kanal Daten zur Ortsvermittlungsstelle 12 Stack mit Sprachkomprimierung nach G.729 Stack mit Datenumsetzung nach T.38 für Faxübertragung Stack mit Datenübertragung nach G.711 Verbindung für Userdaten im Airinterface 3 User Control in der Teilnehmerstation 4 Stack mit A/D- und D/A-Wandlem für Signalübertragung zum analogen Endgerät Stack mit Sprachkomprimierung nach G.729 Stack mit Datenumsetzung nach T.38 für Faxübertragung Stack mit Datenübertragung nach G.711 (Virtuelle) Betätigung für Schließen und Öffnen der Verbindungen 42 und 57 im Airinterface 3 Airinterface Control in der Basisstation 1 Protokollstack des Airinterfaceprotokolls in der Basisstation 1 Organisationskanalverbindung im Airinterface 3 Verbindung zwischen Airinterface Control 64 und POTS Control 36 Airinterface Control in der Teilnehmerstation 4 Protokollstack des Airinterfaceprotokolls in der Teilnehmerstation 4 Verbindung zwischen Airinterface Control 68 und POTS Control 44 IP Plane Verbindungen zwischen OA&M Einrichtung 28 und den IP Control 74 in der Basisstation 1 Verbindung zwischen OA&M Einrichtung 32 und IP Control 81 in der Teilnehmerstation 4 IP Control in der Basisstation 1 IP Address Monitor Ethernet Protokollabschluß in der Basisstation 1 Segmentation and Reassembling in der Basisstation 1 Service Access Point des Layer 2 40 für POTS-Signalisierung Verbindung zwischen Airinterface Control 64 und den IP Control 74 in der Basisstation 1 IP Control in der Teilnehmerstation 4 Address Translator
83 Ethernet Protokollabschluß in der Teilnehmerstation 439 Layer 3 on the air interface side in base station 1 Layer 2 layers of the active connections in the base station 1 service access point of layer 2 40 for IP data signaling connection in the air interface 3 connection between POTS Control 36 and User Control 51 in the base station 1 POTS Control in the subscriber station 4 protocol stack with converters and generators for the signaling to the analog end device Layer 3 on the air interface side in the subscriber station 4 Layer 2 with active connection in the subscriber station 4 service access point of Layer 2 48 for IP data connection between POTS Control 44 and User Control 58 in the subscriber station 1 User Control in the base station 1 stack with data transmission according to G.711 interface for B-channel data to the local exchange 12 stack with speech compression according to G.729 stack with data conversion according to T.38 for fax transmission stack with data transmission according to G.711 connection for user data in the air interface 3 user control in the Subscriber station 4 stack with A / D and D / A converter for r Signal transmission to the analogue terminal Stack with voice compression according to G.729 Stack with data conversion according to T.38 for fax transmission Stack with data transmission according to G.711 (virtual) actuation for closing and opening connections 42 and 57 in the Air Interface 3 Air Interface Control in the base station 1 Protocol stack of the Airinterface protocol in the base station 1 Organizational channel connection in the Airinterface 3 Connection between Airinterface Control 64 and POTS Control 36 Airinterface Control in the subscriber station 4 Protocol stack of the Airinterface protocol in the subscriber station 4 Connection between Airinterface Control 68 and POTS Control 44 IP plane connections between OA&M device 28 and the IP Control 74 in the base station 1 Connection between OA&M device 32 and IP Control 81 in the subscriber station 4 IP Control in the base station 1 IP Address Monitor Ethernet protocol termination in the base station 1 segmentation and reassembling in the base station 1 Service Access Point of Layer 2 40 for POTS signaling Connection between Airinterface Control 64 and the IP Control 74 in the base station 1 IP Control in the subscriber station 4 Address Translator 83 Ethernet protocol termination in subscriber station 4
85 Segmentation and Reassembling in der Teilnehmerstation 485 Segmentation and reassembling in subscriber station 4
86 Service Access Point des Layer 248 für POTS-Signalisierung86 Service access point of layer 248 for POTS signaling
87 Verbindung zwischen Airinterface Control 68 und IP Control 81 in der Teilnehmerstation 4 90 Codekanäle 0..n des CDMA-Verfahrens87 Connection between Airinterface Control 68 and IP Control 81 in subscriber station 4 90 code channels 0..n of the CDMA procedure
90. i Codekanal Nr. i des CDMA-Verfahrens90. i code channel no. I of the CDMA method
91 Duplexframe91 duplex frame
92 Downlinkperiode im Duplexframe92 downlink period in duplex frame
93 Uplinkperiode im Duplexframe 94 Slot für Laufzeitausgleich und Startup-Synchronisation93 uplink period in duplex frame 94 slot for runtime compensation and startup synchronization
95 Slots 0..15 des TDMA-Verfahrens 95.i Slot Nr. i des TDMA-Verfahrens95 slots 0..15 of the TDMA procedure 95.i slot no. I of the TDMA procedure
96 Zeitachse 100 Multiframe_6 101 Frames eines MF_696 timeline 100 multiframe_6 101 frames of an MF_6
101. i Frame i eines MF_6101. i frame i of an MF_6
110 BCH_1 , Broadcast Channel110 BCH_1, broadcast channel
112 RÄCH, Random Access Channel112 RACH, Random Access Channel
115 bestimmungsgemäß ungenutzter Slot 116 dem BCH 112 im MF_6 zugeordneter Downlink-Signalisierungsslot115 Intended unused slot 116 the downlink signaling slot assigned to the BCH 112 in the MF_6
118 dem Slot 115 im MF_6 zugeordneter Uplink-Signalisierungsslot118 uplink signaling slot assigned to slot 115 in MF_6
120 Slottyp mit Präambelsymbolen120 slot type with preamble symbols
121 Packed Data Unit PDU121 Packed Data Unit PDU
122 Präambelsymbole 123 Referenzsymbole122 Preamble symbols 123 Reference symbols
124 Schutzzeit für Slottrennung124 Protection time for slot separation
125 Slottyp ohne Präambelsymbole125 slot type without preamble symbols
126 Schutzzeit an Stelle von Präambelsymbolen126 Protection time instead of preamble symbols
127 Slottyp im Slot 95.7 128 Schutzzeit für Laufzeitausgleich127 Slot type in slot 95.7 128 Protection time for runtime compensation
129 Verkürzte Packed Data Unit des RÄCH 112129 Shortened packed data unit of the RÄCH 112
130 Multiframe_32130 multiframe_32
131 Slot für Synchronisationsmessung MF_32(0,4,11)131 slot for synchronization measurement MF_32 (0,4,11)
132 Slot für Synchronisationsmessung MF_32(0,9,8) 133 Slot für Synchronisationsmessung MF_32(0,13, 12)132 slot for synchronization measurement MF_32 (0.9.8) 133 slot for synchronization measurement MF_32 (0.13, 12)
134 Slot für Synchronisationsmessung MF_32(0,18,9)134 slot for synchronization measurement MF_32 (0.18.9)
135 Slot für Synchronisationsmessung MF_32(0,22, 13)135 slot for synchronization measurement MF_32 (0.22, 13)
136 Slot für Synchronisationsmessung MF_32(0,27,10)136 slot for synchronization measurement MF_32 (0,27,10)
137 Slot für Synchronisationsmessung MF_32(0,31 ,14) 138 Frame MF_32(i,0,8..14)137 slot for synchronization measurement MF_32 (0.31, 14) 138 frame MF_32 (i, 0.8..14)
139 Frame MF_32(i,1 ,8..14)
140 Slot MF_32(i,1 ,11 ) eines Multiframe_32139 frame MF_32 (i, 1, 8..14) 140 slot MF_32 (i, 1, 11) of a multiframe_32
144 Nutzdatenfeld144 user data field
145 L1 -Controlfeld145 L1 control panel
146 FEC-Suffix 147 Nutzdatenfeld der PDU 129 des RÄCH 112146 FEC suffix 147 User data field of the PDU 129 of the RÄCH 112
150 PDU-Typ, Traffictyp150 PDU type, traffic type
151 PDU-Typ151 PDU type
152 PDU-Typ152 PDU type
153 PDU-Typ, Traffictyp 154 Variable Anzahl zusätzlicher PDU Typ 152153 PDU type, traffic type 154 Variable number of additional PDU type 152
155 Traffictyp mit einer Länge von 2 Slots155 type of traffic with a length of 2 slots
156 Traffictyp mit einer Länge von mehr als 2 bis zu 7 Slots, umfassend ein L1 Controlfeld 145156 type of traffic with a length of more than 2 up to 7 slots, including an L1 control field 145
157 Traffictyp mit einer Länge von mehr als 2 bis zu 6 Slots, ohne L1 Controlfeld 145
157 type of traffic with a length of more than 2 to 6 slots, without L1 control field 145
Claims
AnsprücheExpectations
1 Einrichtungen und Verfahren für ein drahtloses Point to Multipoint Kommunikationssystem, umfassend eine Basisstation (1), ein Airinterface (3) und eine Vielzahl von Teilnehmerstationen (4), dessen1 Devices and methods for a wireless point-to-multipoint communication system, comprising a base station (1), an air interface (3) and a plurality of subscriber stations (4), the
Teilnehmerstationen sowohl über ein Teilnehmerinterface (6) für den Zugang zum PSTN und ein Ethernetinterface (8) für den Zugang zum Internet verfügen, die unabhängig voneinander und auch simultan nutzbar sind, und das Kommunikationssystem getrennte Zugangsnetzwerke zum PSTN und zum Internet realisiert, wobei die Kapazitätsverteilung zwischen beiden Zugangsnetzen belastungsabhängig angepaßt wird und das Airinterface mit DS CDM/CDMA und einem eingebetteten TDM/TDMA und TDD arbeitet, gekennzeichnet dadurch, daß - das Zugangsnetzwerk zum Internet ein virtuelles drahtloses LAN (Local Area Network) mit Sternstruktur ist, umfassend ein internetseitiges mit der Basisstation verbundenes Ethernet und eine Vielzahl von teilnehmerseitigen mit den Teilnehmerstationen verbundenen Ethernets, welche unabhängig voneinander arbeiten und welche durch jeweils eine von den Einrichtungen der Basisstation und der jeweiligen Teilnehmerstation realisierte Bridgefunktion verbunden sind, - im Zugangsnetzwerk zum PSTN die Signalisierungsdaten und Nutzdaten in getrennten physikalischenSubscriber stations have both a subscriber interface (6) for access to the PSTN and an Ethernet interface (8) for access to the Internet, which can be used independently and simultaneously, and the communication system realizes separate access networks to the PSTN and the Internet, with the capacity distribution is adjusted depending on the load between the two access networks and the air interface works with DS CDM / CDMA and an embedded TDM / TDMA and TDD, characterized in that - the access network to the Internet is a virtual wireless LAN (Local Area Network) with a star structure, including an Internet-side one Ethernet connected to the base station and a large number of subscriber-side Ethernets connected to the subscriber stations, which work independently of one another and which are each connected by a bridge function implemented by the facilities of the base station and the respective subscriber station, in the access Network to the PSTN the signaling data and user data in separate physical
Kanälen übertragen werden und im Nutzdatenkanal ein Monitoring erfolgt, welches den Datenstrom bezüglich Erkennungsmerkmalen für Sprach-, Fax- oder Modemübertragung überwacht, und inChannels are transmitted and monitoring is carried out in the user data channel, which monitors the data stream with regard to identification features for voice, fax or modem transmission, and in
Abhängigkeit vom erkannten Dienst die Kapazität der Nutzdatenübertragung und Übertragungsmodus dynamisch angepaßt werden, - die für jeweils eine Teilnehmerstation bestimmten Signalisierungsdaten der POTS-Verbindung, IP-Daten und OA&M-Daten in einem gemeinsamen physikalischen Kanal übertragen und durch einen gemeinsamen Layer 2 gesichert werden, ein Ressourcenmanager in einer OA&M-Einrichtung (28) der Basisstation (1 ) eine ständige Defragmentierung der Kanalbelegung durchführt. 2 Einrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, daß das Zugangsnetzwerk zum Internet ein virtuelles drahtloses LAN mit Sternstruktur ist, mit Teilnehmelverbindungen, umfassend je eine teilnehmerbezogene Einrichtung IP Control (74), SAR Einrichtung (78) und Layer 2 (40) in der Basisstation (1), eine Verbindung (42) über das Airinterface (3), - Layer 2 (48), SAR Einrichtung (85) und eine Einrichtung IP Control (81) in der Teilnehmerstation (4), einen mit besagtem IP Control (81) verbundenen Ethernet Protokollabschluß (83) in der Teilnehmerstation, ein Ethernet Interface (8) in der Teilnehmerstation, die an besagtes Ethernet Interface angeschlossenen Einrichtungen (9) des Teilnehmers, und einer internetseitigen Anbindung, umfassend einen ISP (17), einen Router (15) und eine Datenverbindung (16) zwischen besagtem ISP und Router, ein Ethernet, welches mit besagtem Router und einem Ethernet Interface (14) der Basisstation verbunden ist, einen Ethernet Protokollabschluß (76) in der Basisstation, und einer Kopplung zwischen den Teilnehmelverbindungen untereinander und zu der internetseitigen Anbindung, umfassend eine Einrichtung Address Monitor (75).
3 Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, daß zur Realisierung des Zugangsnetzwerkes zum Internet das internetseitige Ethernet zwischen Basisstation (1) und Router (15) und die teilnehmerseitigen Ethernet zwischen den Teilnehmerstationen (4) und den Einrichtungen der Teilnehmerr (9) unabhängig voneinander arbeiten und zwischen beiden Netzen eine transparente Paketdatenübertragung erfolgt, indem in der DownrichtungDepending on the service detected, the capacity of the user data transmission and transmission mode are adapted dynamically, - the signaling data of the POTS connection, IP data and OA&M data intended for one subscriber station in each case are transmitted in a common physical channel and secured by a common layer 2 Resource manager in an OA&M facility (28) of the base station (1) carries out a permanent defragmentation of the channel assignment. 2 Device according to claim 1, characterized in that the access network to the Internet is a virtual wireless LAN with a star structure, with subscriber connections, each comprising a subscriber-related device IP Control (74), SAR device (78) and Layer 2 (40) in the base station (1), a connection (42) via the air interface (3), layer 2 (48), SAR device (85) and an IP control device (81) in the subscriber station (4), one with said IP control (81 ) connected Ethernet protocol termination (83) in the subscriber station, an Ethernet interface (8) in the subscriber station, the devices (9) of the subscriber connected to said Ethernet interface, and an Internet connection, comprising an ISP (17), a router (15 ) and a data connection (16) between said ISP and router, an Ethernet which is connected to said router and an Ethernet interface (14) of the base station, an Ethernet protocol termination (76) in de r base station, and a coupling between the subscriber connections to one another and to the Internet connection, comprising an address monitor device (75). 3 The method according to claim 1, characterized in that to realize the access network to the Internet, the Internet-side Ethernet between the base station (1) and router (15) and the subscriber-side Ethernet between the subscriber stations (4) and the facilities of the subscribers (9) work independently of each other and a transparent packet data transmission takes place between the two networks, in the downward direction
• über das Ethernet Interface (14) eingehende IP-Pakete vom Ethernet Protokollabschluß (76) an die Einrichtung Address Monitor (75) übergeben werden, welche die Zieladressen überwacht und die Datenpakete den teilnehmerbezogenen IP Control (74) übergibt, welchen die jeweilige Zieladresse zugeordnet ist,• Via the Ethernet interface (14) incoming IP packets are transferred from the Ethernet protocol termination (76) to the address monitor (75) which monitors the destination addresses and transfers the data packets to the subscriber-related IP control (74) to which the respective destination address is assigned is
• die IP-Pakete von dem IP Control (74) über das Airinterface (3) zum IP Control (81 ) der jeweiligen Teilnehmerstation transparent übertragen werden, die IP-Pakete von dem IP Control (81) an den Ethernet Protokollabschluß (83) übergeben werden, welcher über das Ethernet Interface (8) die Ausgabe an die Einrichtungen der Teilnehmerr (9) durchführt, und in der Uprichtung• The IP packets are transmitted transparently from the IP control (74) via the air interface (3) to the IP control (81) of the respective subscriber station, and the IP packets are transferred from the IP control (81) to the Ethernet protocol termination (83) be, which carries out the output to the devices of the subscriber (9) via the Ethernet interface (8), and in the direction
• über das Ethernet Interface (8) von den Einrichtungen der Teilnehmerr (9) eingehende IP-Pakete vom Ethernet Protokollabschluß (83) an das IP Control (81) übergeben werden,IP packets arriving from the devices of the subscribers (9) are transferred from the Ethernet protocol termination (83) to the IP control (81) via the Ethernet interface (8),
• die IP-Pakete von dem IP Control (81) über das Airinterface (3) zum IP Control (74)in der Basisstation (1 ) transparent übertragen werden,The IP packets are transmitted transparently from the IP control (81) via the air interface (3) to the IP control (74) in the base station (1),
• die IP-Pakete von dem IP Control (74) an die Einrichtung Address Monitoring (75) übergeben werden, welche die Zieladressen überwacht und die Datenpakete bei einer externen lP-Adresse an den Ethernet Protokollabschluß (76) oder bei einer Zieladresse innerhalb des Zugangsnetzwerkes in die Downlinkrichtung für die weitere Übertragung entsprechend erstem Teil des Anspruchs einspeist.• The IP packets are transferred from the IP Control (74) to the Address Monitoring device (75), which monitors the destination addresses and the data packets at an external IP address to the Ethernet protocol termination (76) or at a destination address within the access network feeds in the downlink direction for further transmission according to the first part of the claim.
4 Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, daß ein TDD-Frame (91 ) je eine Downlinkperiode (92) und eine Uplinkperiode (93) umfaßt und jede dieser Perioden in (n+1) Slots (95) unteteilt ist und ein bestimmter der besagten Slots in jeweils aufeinanderfolgenden Frames (101) umlaufend modulo n jeweils einem der anderen primären Slots zugeordnet ist und sich derart ein n Frames umfassender Multiframe_N ergibt.4 The method according to claim 1, characterized in that a TDD frame (91) each comprises a downlink period (92) and an uplink period (93) and each of these periods is divided into (n + 1) slots (95) and a specific one said slots in successive frames (101) are assigned to each of the other primary slots in a modulo n manner, resulting in a multiframe_N comprising n frames.
5 Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, daß bei der teilnehmerbezogenen Übertragung zwischen der Basisstation (1 ) und den jeweiligen Teilnehmerstationen (4) die Übertragung von Signalisierungsdaten der POTS-Verbindung zwischen den Layer 3 Instanzen (39) und (47), von Paketdaten der IP-Verbindung zwischen den IP Control (74) und (81) und von Paketdaten der OA&M-Verbindung zwischen den OA&M-Einrichtungen (28) und (32) über einen gemeinsamen Layer 2 erfolgt und die besagten Instanzen der Dienste über jeweils eigene Service Access Points mit besagtem Layer 2 verbunden sind,5 The method according to claim 1, characterized in that in the subscriber-related transmission between the base station (1) and the respective subscriber stations (4) the transmission of signaling data of the POTS connection between the layer 3 instances (39) and (47), of packet data the IP connection between the IP Controls (74) and (81) and packet data of the OA&M connection between the OA&M devices (28) and (32) takes place via a common layer 2 and the said instances of the services each have their own service Access points are connected to said layer 2,
Paketdaten der IP-Verbindung für die Übertragung über besagten Layer 2 durch die SAR Einrichtungen (78) und (85) in beiden Übertragungsrichtungen jeweils in Pakete mit einer maximalen Länge segmentiert und wieder reassembliert werden,Packet data of the IP connection for transmission via said layer 2 are segmented by the SAR devices (78) and (85) in both transmission directions into packets with a maximum length and reassembled,
Paketdaten der OA&M-Verbindung für die Übertragung über besagten Layer 2 wie vorgenannt durch
SAR Einrichtungen in den OA&M-Einrichtungen (28) und (32) in beiden Übertragungsrichtungen jeweils in Pakete mit einer maximalen Länge segmentiert und wieder reassembliert werden, der Layer 2 Verbindung im Falle einer ausschließlichen POTS-Verbindung mit Nutzdatenübertragung in einem primären Slot der Slot zugewiesen ist, welcher entsprechend Zuordnungsschema des Multiframes_N modulo n dem besagten primären Slot zugeordnet ist, der Layer 2 Verbindung im Falle einer ausschließlichen POTS-Verbindung mit Nutzdatenübertragung in mehr als einem primären Slot einer der Slots zugewiesen ist, welche entsprechend Zuordnungsschema des Multiframes_N modulo n den primären Slots zugeordnet sind, der Layer 2 Verbindung im Falle einer ausschließlichen IP-Verbindung oder OA&M-Verbindung oder simultanen IP- und OA&M-Verbindung primäre Slots inclusive der Slots zugewiesen sind, welche entsprechend Zuordnungsschema des Multiframe_N modulo n besagten primären Slots zugeordnet sind, der Layer 2 Verbindung im Falle des simultanen Betriebs einer POTS-Verbindung mit einer IP- und/oder OA&M-Verbindung primäre Slots inclusive der Slots zugewiesen sind, welche entsprechend Zuordnungsschema des Multiframe_N modulo n besagten primären Slots zugeordnet sind, zuzüglich der Slots, welche entsprechend Zuordnungsschema des Multifram_N modulo n den primären Slots für die Nutzdatenübertragung der POTS-Verbindung zugeordnet sind, der Layer 2 Verbindung im Falle des simultanen Betriebs einer POTS-Verbindung mit einer auf Minimalkapazität reduzierten IP- und/oder OA&M-Verbindung einer der Slot zugewiesen ist, welche entsprechend Zuordnungsschema des Multiframe_N modulo n den primären Slots für diePacket data of the OA&M connection for transmission via said layer 2 as mentioned above SAR devices in the OA&M devices (28) and (32) in both transmission directions are each segmented into packets with a maximum length and reassembled, the layer 2 connection in the case of an exclusive POTS connection with user data transmission in a primary slot assigned to the slot which is assigned to said primary slot in accordance with the assignment scheme of the multiframes_N modulo n, the layer 2 connection in the case of an exclusive POTS connection with user data transmission in more than one primary slot is assigned to one of the slots which are assigned to the primary slots in accordance with the assignment scheme of the multiframes_N modulo n Slots are assigned to the Layer 2 connection in the case of an exclusive IP connection or OA&M connection or simultaneous IP and OA&M connection, primary slots including the slots are assigned, which are assigned according to the assignment scheme of the multiframe_N modulo n said primary slots, the layer 2 Connection in the case of simultaneous operation of a POTS connection with an IP and / or OA&M connection, primary slots including the slots are assigned, which are assigned in accordance with the assignment scheme of the multiframe_N modulo n said primary slots, plus the slots which are assigned in accordance with the assignment scheme of the Multifram_N modulo n are assigned to the primary slots for the user data transmission of the POTS connection, the Layer 2 connection in the case of simultaneous operation of a POTS connection with an IP and / or OA & M connection reduced to minimum capacity, one of the slots is assigned accordingly Assignment scheme of the Multiframe_N modulo n the primary slots for the
Nutzdatenübertragung der POTS-Verbindung zugeordnet sind.User data transmission of the POTS connection are assigned.
6 Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, daß die Kapazitätszuweisung an IP- und/ oder OA&M-Verbindungen als Defaultwert eine Maximalkapazität vorsieht, welche in der Regel die Gesamtkapazität eines Codekanals (90) ist, und besagte Maximalkapazität bei hoher Systembelastung durch einen6 The method according to claim 1, characterized in that the capacity allocation to IP and / or OA&M connections provides as a default value a maximum capacity, which is usually the total capacity of a code channel (90), and said maximum capacity with a high system load by one
Ressourcenmanager in der OA&M-Einrichtung (28) der Basisstation (1 ) herabgesetzt werden kann, in Aktivitätspausen nach einer ersten zeitlich determinierten Pause auf eine Minimalkapazität reduziert wird, welche in Aktivitätspausen nach einer zweiten zeitlich determinierten Pause, welche größer als die vorgenannte erste Pause ist, auf den Wert Null herabgesetzt wird, und bei wieder Einsetzen der Aktivität wieder auf den Defaultwert erhöht oder eine neue physikalischeResource manager in the OA&M device (28) of the base station (1) can be reduced in activity breaks after a first time-determined break to a minimum capacity, which in activity breaks after a second time-determined break, which is greater than the aforementioned first break , is reduced to the value zero, and increased again to the default value when the activity resumes, or a new physical
Verbindung mit Zuweisung des Defaultwertes aufgebaut wird.Connection is established with assignment of the default value.
7 Einrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, daß der User Plane (27) des Zugangsnetzwerkes zum PSTN für jede POTS-Verbindung ein Data Control (51 ) in der Basisstation (1) und ein Data Control (58) in der Teilnehmerstation (4) umfaßt, wobei die Verbindung zwischen beiden besagten Instanzen über drei mit diesen verbundene und paarweise alternativ zu benutzende Stacks erfolgt, welche jeweils erste Stacks (54) und (60) mit Einrichtungen zur Sprachkomprimierung, zweite Stacks (55) und (61) Einrichtungen zur Faxübertragung nach T.38, • und dritte Stacks (56) und (62) Einrichtungen zur Übertragung nach G.711 umfassen,
das User Control (51) über einen Stack (52) zur Übertragung nach G.711 mit einem B-Kanal (53) der Übertragungseinrichtung zum PSTN und das User Control (58) über einen Stack (59), umfassend D/A- und A/D-Wandler, mit dem analogen a/b-Ausgang (6) der Teilnehmerstation verbunden ist. 8 Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, daß bei Einrichtung einer POTS-Verbindung als Defaultwert eine Minimalkapazität zugewiesen wird, welche auf die Sprachübertragung entsprechend dem verwendeten Verfahren der Sprachkompression abgestimmt ist, und eine Übertragung über die Stacks (54) und (60) erfolgt, während einer bestehenden POTS-Verbindung die Einrichtungen User Control (51) und (58) eine Überwachung des Datenstromes durchführen und7 Device according to claim 1, characterized in that the user plane (27) of the access network to the PSTN for each POTS connection a data control (51) in the base station (1) and a data control (58) in the subscriber station (4) comprises the connection between the two said instances via three stacks connected to them and to be used alternatively in pairs, each of the first stacks (54) and (60) with devices for voice compression, second stacks (55) and (61) devices for fax transmission according to T.38, • and third stacks (56) and (62) include devices for transmission according to G.711, the user control (51) via a stack (52) for transmission to G.711 with a B channel (53) of the transmission device to the PSTN and the user control (58) via a stack (59), comprising D / A and A / D converter, is connected to the analog a / b output (6) of the subscriber station. 8. The method according to claim 1, characterized in that when setting up a POTS connection, a minimum capacity is assigned as a default value, which is matched to the voice transmission according to the method of voice compression used, and a transmission via the stacks (54) and (60) takes place , the devices User Control (51) and (58) monitor the data stream during an existing POTS connection and
• im Falle der Einleitung einer Faxübertragung eine Kapazitätszuweisung für eine Übertragung mit mehr als 14,4 kbps veranlassen, und nach erfolgter Kapazitätszuweisung zur weiteren Übertragung auf die Stacks (55) und (61) umschalten,• If a fax transmission is initiated, arrange for a capacity allocation for a transmission with more than 14.4 kbps and switch to stacks (55) and (61) after the capacity allocation has been carried out,
• und im Falle der Einleitung einer Modemübertragung eine Kapazitätszuweisung für eine transparente Übertragung des 64 kbps Datenstromes veranlassen, und nach erfolgter• and, in the event of the initiation of a modem transmission, arrange for capacity allocation for a transparent transmission of the 64 kbps data stream, and after this
Kapazitätszuweisung zur weiteren Übertragung auf die Stacks (56) und (62) umschalten. 9 Einrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, daß ein Ressourcenmanager in der OA&M-Einrichtung (28) der Basisstation (1) mit den POTS Control (36) der aktiven POTS-Verbindungen, den IP Control (74) der aktiven IP-Verbindungen und dem Airinterface Control (64) verbunden ist, eine Kanalbelegungstabelle führt und bei Aufbau einer gehenden Verbindung auf Grund einer vom Airinterface Control (64) kommenden Anforderung, initiiert durch die Instanzen POTS Control (44) oder IP Control (81) eine Kanalzuweisung an die Instanzen POTS Control (36) oder IP Control (74) entsprechend angefordertem Verbindungstyp durchführt, - bei Aufbau einer kommenden Verbindung, bei Veränderung des Kapazitätsbedarfs oder bei Abbruch einer bestehenden Verbindung auf Grund einer von den Instanzen POTS Control (36) oder IP Control (74) kommenden Anforderung eine erste Kanalzuweisung oder Veränderung oder Löschung einer Kanalzuweisung an die anfordernde Instanz durchführt, bei Erreichen der Grenzbelastung des Systems beziehungsweise bei Beendung dieses Zustandes die Defaultwerte der Kanalzuweisung für bestehende und neu einzurichtende IP-Verbindungen reduziert beziehungsweise wieder auf den Standardwert setzt und eine entsprechende Veränderung der Kanalzuweisung an die Instanzen POTS Control (36) oder IP Control (74) durchführt, bei Defragmentierung der Kanalbelegungstabelle eine Kanalumweisung an die Instanzen POTS Control (36) und/oder IP Control (74) dahingehend durchführt, daß eine maximale Anzahl unbelegter Codekanäle (90) geschaffen wird, indem Verbindungen, welche nicht die volle Kapazität einesSwitch capacity allocation to stacks (56) and (62) for further transmission. 9 Device and method according to claim 1, characterized in that a resource manager in the OA&M device (28) of the base station (1) with the POTS Control (36) of the active POTS connections, the IP Control (74) of the active IP Connections and the Airinterface Control (64) is connected, maintains a channel assignment table and initiates a channel assignment when the connection is established due to a request coming from the Airinterface Control (64), initiated by the POTS Control (44) or IP Control (81) executes the POTS Control (36) or IP Control (74) instances according to the requested connection type, - when establishing an incoming connection, when changing the capacity requirement or when an existing connection is terminated due to one of the instances POTS Control (36) or IP Control ( 74) incoming request carries out a first channel assignment or change or deletion of a channel assignment to the requesting entity when reached the limit load of the system or upon termination of this state, the default values of the channel assignment for existing and newly established IP connections are reduced or reset to the default value and a corresponding change in the channel assignment is made to the instances POTS Control (36) or IP Control (74), when defragmenting the channel assignment table, a channel re-assignment to the instances POTS Control (36) and / or IP Control (74) is carried out in such a way that a maximum number of unused code channels (90) is created by connections which do not have the full capacity of a
Codekanals (90) belegen, in andere Codekanäle bis zur vollen Belegung dieser Codekanäle umgewiesen werden.
GEÄNDERTE ANSPRÜCHEOccupy code channels (90), are assigned to other code channels until these code channels are fully occupied. CHANGED REQUIREMENTS
[beim Internationalen Büro am 20 Februar 2002 (20.02.02) eingegangen; ursprüngliche Ansprüche 1-9 durch neue Ansprüche 1-6 ersetzt (5 Seiten)][Received at the International Office on February 20, 2002 (February 20, 2002); original claims 1-9 replaced by new claims 1-6 (5 pages)]
1 Verfahren für ein drahtloses Point to Multipoint Kommunikationssystem mit einer Kombination von Zugangsnetzwerken zum PSTN und zum Internet, welches Kommunikationssystem eine Basisstation (1 ), ein Airinterface (3) und eine Vielzahl von Teilnehmerstationen (4) umfaßt, dessen Teilnehmerstationen sowohl ü ber ein Teilnehmerinterface (6) für den Zugang zum PSTN und ein Ethernetinterface (8) für den Zugang zum Internet verfügen, die unabhängig voneinander und auch simultan nutzbar sind, und die Kapazitätsverteilung zwischen beiden Zugangsnetzen beiastungsabhängig angepaßt wird und das Airinterface mit DS CDM/CDMA und einem eingebetteten TDM/TDMA und TDD arbeitet, gekennzeichnet dadurch, daß im Zugangsnetzwerk zum Internet1 method for a wireless point-to-multipoint communication system with a combination of access networks to the PSTN and to the Internet, which communication system comprises a base station (1), an air interface (3) and a plurality of subscriber stations (4), the subscriber stations of which are both via a subscriber interface (6) for access to the PSTN and an Ethernet interface (8) for access to the Internet, which can be used independently and simultaneously, and the capacity distribution between the two access networks is adjusted depending on the load and the air interface with DS CDM / CDMA and an embedded one TDM / TDMA and TDD works, characterized in that in the access network to the Internet
- ein erstes basisstationsseitiges Ethernet (14) und eine Mehrzahl von teilnehmerseitigen zweiten Ethernets gebildet werden,a first base station-side Ethernet (14) and a plurality of subscriber-side second Ethernets are formed,
- zwischen beiden Ethernets teilnehmerspezifische Datenübertragungen auf der Basis einer transparenten Übertragung von IP-Paketen erfolgt, - für die teilnehmerspezifische Übertragung den Teilnehmern / Teilnehmerstationen ein oder mehrere netzinterne nicht öffentliche IP-Adressen zugeordnet werden, und eine oder mehrere dieser netzinternen Adressen am Übergangspunkt in das externe Netz durch einen Router in öffentliche Adressen umgesetzt werden können,- between the two Ethernets, subscriber-specific data transmissions take place on the basis of a transparent transmission of IP packets, - one or more intra-network non-public IP addresses are assigned to the subscribers / subscriber stations for the subscriber-specific transmission, and one or more of these intra-network addresses at the transition point to the external network can be converted into public addresses by a router,
- in der Basisstation in die transparente Übertragung der IP-Pakete ein IP Adressmonitor (75) eingeschaltet ist, welcher in der Downlinkrichtung die Zuordnung der IP-Pakete zu den jeweiligen teilnehmerspezifischen Verbindungen vornimmt und welcher in der Uplinkrichtung bei netzinternen Zieladressen eine Umlenkung dieser IP-Pakete in die Downlinkrichtung vornimmt und solcher Art ein virtuelles LAN ermöglicht,- An IP address monitor (75) is switched on in the base station in the transparent transmission of the IP packets, which in the downlink direction assigns the IP packets to the respective subscriber-specific connections and which in the uplink direction redirects this IP in the case of network-internal destination addresses. Makes packets in the downlink direction and enables such a virtual LAN,
- die Übertragung der IP-Pakete im Airinterface segmentiert in Pakete maximaler Länge erfolgt und diese maximale Länge geringer ist als die maximale Länge von IP-Paketen,- The transmission of the IP packets in the air interface is segmented into packets of maximum length and this maximum length is less than the maximum length of IP packets,
- die durch die Segmentierung der IP-Pakete sich ergebenden Teilpakete mit Datenpaketen anderer Service, OA&M und Signalisierungen der POTS-Verbindungen gemultiplext und dieses Multiplexsignal einer Datensicherung für die Übertragung über das Airinterface unterzogen wird, und hierzu - besagtes erstes Ethernet (14) über einen Router (15) und eine Datenleitung (16) als Direktanschaltung mit dem Server eines ISP (17) verbunden wird,- The partial packets resulting from the segmentation of the IP packets are multiplexed with data packets from other services, OA&M and signaling of the POTS connections and this multiplex signal is subjected to a data backup for transmission via the air interface, and for this purpose - said first Ethernet (14) via a Router (15) and a data line (16) are connected directly to the server of an ISP (17),
- von besagtem Router über das erste Ethernet der Datenaustausch mit der Basisstation (1 ) erfolgt und das Ethernet in der Basisstation mit einem Ethernet Protokollstack (76) abgeschlossen ist,- the said router exchanges data with the base station (1) via the first Ethernet and the Ethernet in the base station is completed with an Ethernet protocol stack (76),
- der besagte Ethernet Protokollstack • in der Downlinkrichtung IP-Pakete transparent ausspeist und an den IP Adressmonitor (75) übergibt, welcher IP Adressmonitor die Zuordnung der IP-Pakete zu dem jeweiligen teilnehmerspezifischen IP Control (74) vornimmt, • in der Uplinkrichtung IP-Pakete transparent empfängt, die von den teilnehmerspezifischen IP- said Ethernet protocol stack • transparently feeds out IP packets in the downlink direction and transfers to the IP address monitor (75) which IP address monitor is responsible for assigning the IP packets to the respective subscriber-specific IP Control (74), • in the uplink direction IP Receives packets transparently from the subscriber-specific IP
Control (74) über den IP Adressmonitor (75) übertragen werden, und welcher IP Adressmonitor die Zieladressen in den Headern d er P akete prüft und bei netzinternen Zieladressen eineControl (74) are transmitted via the IP address monitor (75), and which IP address monitor checks the destination addresses in the headers of the packets and one for network-internal destination addresses
Umlenkung dieser IP-Pakete in die Downlinkrichtung an das damit adressierte
teilnehmerspezifische IP Control (74) vornimmt, und andernfalls an den Ethernet Protokollstack (76) der Basisstation übergibt,Redirection of these IP packets in the downlink direction to the address addressed with them performs subscriber-specific IP control (74) and otherwise transfers it to the Ethernet protocol stack (76) of the base station,
- die besagten teilnehmerspezifischen IP Control (74) der Basisstation- said subscriber-specific IP Control (74) of the base station
• Auf- und Abbau der Verbindungen zu den spezifischen Teilnehmerstationen (4) initiieren und • IP-Pakete über eine Segmentation and Reassembling Einrichtung (78), welche ein SAR zwischen den IP-Paketlängen und Subpaketen einer einstellbaren Maximallänge vornimmt, und einen Service Access Point (41) mit einer Datensicherungsschicht L2 (40) austauschen,• Initiate setup and clear-down of the connections to the specific subscriber stations (4) and • IP packets via a segmentation and reassembling device (78), which carries out a SAR between the IP packet lengths and subpackets of an adjustable maximum length, and a service access point (41) exchange with a data link layer L2 (40),
- zwischen besagter Datensicherungsschicht L2 (40) der Basisstation über physical Layer und Airinterface und einer Datensicherungsschicht L2 (48) der jeweiligen Teilnehmerstation eine gesicherte bidirektionale Übertragung durchgeführt wird,a secure bidirectional transmission is carried out between said data protection layer L2 (40) of the base station via physical layer and air interface and a data protection layer L2 (48) of the respective subscriber station,
- die besagte Datensicherungsschicht L2 (48) der Teilnehmerstation über einen Service Access Point (49) und eine Segmentation and Reassembling Einrichtung (85) mit dem IP Control (81) der Teilnehmerstation kommuniziert,- said data link layer L2 (48) of the subscriber station communicates with the IP control (81) of the subscriber station via a service access point (49) and a segmentation and reassembling device (85),
- das besagte IP Control der Teilnehmerstation • den Aufbau von Verbindungen zur Basisstation (1 ) initiiert und- said IP control of the subscriber station • initiates the establishment of connections to the base station (1) and
• mit einem Ethernetprotokollstack (83) der Teilnehmerstation IP-Pakete transparent austauscht, in einer besonderen Ausführung zusätzlich unter Zwischenschaltung eines Address Translators (82), welcher die für jeden Teilnehmer unterschiedliche(n) netzinteme(n) IP-Adresse(n) in eine oder mehrere für alle Teilnehmer gleiche IP-Adresse(n) tauscht, - von besagtem Ethernet Protokollstack der Teilnehmerstation über eine Ethernetschnittstelle (8) und ein so bereitgestelltes zweites Ethernet der Datentransfer von/zu dem Rechner oder Rechnernetz (9) des Teilnehmers durchgeführt wird.• transparently exchanges IP packets with an Ethernet protocol stack (83) of the subscriber station, in a special embodiment additionally with the interposition of an address translator (82), which converts the different network-internal IP address (es) for each subscriber into one or exchanges the same IP address (es) for all participants, - from said Ethernet protocol stack of the participant station via an Ethernet interface (8) and a second Ethernet provided in this way, the data transfer from / to the computer or computer network (9) of the participant is carried out.
2 Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , gekennzeichnet dadurch, daß im Zugangsnetzwerk zum PSTN für die Übertragung über das Airinterface2 Method according to the preamble of claim 1, characterized in that in the access network to the PSTN for transmission via the air interface
- die Signalisierungsdaten und Nutzdaten getrennten physikalischen Kanälen derart zugewiesen werden, daß die Übertragungskapazität für Nutzdaten unabhängig dynamisch veränderbar ist ohne Rückwirkungen auf die für die Übertragung der Signalisierungen zugewiesene Übertragungskapazität, - die Signalisierungen der POTS Verbindungen mit Datenpaketen anderer Service, OA&M und durch die Segmentierung der IP-Pakete sich ergebenden Teilpakete gemultiplext und dieses Multiplexsignal einer Datensicherung für die Übertragung über das Airinterface unterzogen wird,- The signaling data and user data are assigned to separate physical channels in such a way that the transmission capacity for user data can be dynamically changed independently without affecting the transmission capacity allocated for the transmission of the signaling, - The signaling of the POTS connections with data packets from other services, OA&M and by segmenting the Multipackets resulting from IP packets are multiplexed and this multiplex signal is subjected to data backup for transmission via the air interface,
- jeder POTS Verbindung beim Aufbau a priori als Default eine Minimalkapazität für die Übertragung eines komprimierten Sprachsignals zugewiesen wird und entsprechende Vocoder zur Komprimierung in den Übertragungsweg geschaltet werden,a minimum capacity for the transmission of a compressed voice signal is assigned as default to each POTS connection when it is set up and corresponding vocoders are switched into the transmission path for compression,
- im Nutzkanal ein Monitoring erfolgt, welches den Datenstrom bezüglich Erkennungsmerkmalen für Modem- oder Faxübertragung überwacht und- Monitoring takes place in the user channel, which monitors the data stream with regard to identification features for modem or fax transmission and
• bei Ankündigung einer Modemübertragung auf transparente Übertragung eines 64 kbps B- Kanals geschaltet und eine entsprechende Übertragungskapazität zugewiesen wird, oder • bei Ankündigung einer Faxübertragung eine Analogwandlung mit anschließender• if a modem transmission is announced, switch to transparent transmission of a 64 kbps B-channel and a corresponding transmission capacity is assigned, or • if a fax transmission is announced, an analog conversion with subsequent
Demodulation, Übertragung dieses Basisbandsignals als Bitfolge und adäquate Rückwandlung
auf der jeweiligen Empfangsseite erfolgt und eine entsprechende Übertragungskapazität zugewiesen wird, die ca. um den Faktor 4 geringer als die Kapazität eines 64 kbps B-Kanals ist.Demodulation, transmission of this baseband signal as a bit sequence and adequate reconversion is carried out on the respective receiving side and a corresponding transmission capacity is allocated, which is approximately a factor of 4 less than the capacity of a 64 kbps B channel.
3 Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , gekennzeichnet dadurch, daß das TDD- Verfahren mit einem eingebetteten TDM/TDMA einen TDD-Frame (91) mit je einer Downlinkperiode3 method according to the preamble of claim 1, characterized in that the TDD method with an embedded TDM / TDMA a TDD frame (91) each with a downlink period
(92) und einer Uplinkperiode (93) umfaßt und jede dieser Perioden in (n+1) Slots (95) unterteilt ist und ein bestimmter der besagten Slots in jeweils aufeinanderfolgenden Frames (101 ) umlaufend modulo n jeweils einem der anderen Slots, bezeichnet als primäre Slots, zugeordnet ist und sich derart ein n Frames umfassender Multiframe_N ergibt.(92) and an uplink period (93) and each of these periods is subdivided into (n + 1) slots (95) and a certain one of said slots in successive frames (101) rotating modulo n each of the other slots, referred to as primary slots, is assigned and this results in a multiframe_N comprising n frames.
4 Verfahren nach den Ansprüchen 1 , 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß bei der teilnehmerbezogenen Übertragung zwischen der Basisstation (1 ) und den jeweiligen Teilnehmerstationen (4) die Übertragung von Signalisierungsdaten der POTS-Verbindung zwischen den Layer 3 Instanzen (39) und (47), von Paketdaten der IP-Verbindung zwischen den IP Control (74) und (81 ) und von Paketdaten der OA&M-Verbindung zwischen den OA&M-Einrichtungen (28) und (32) über eine gemeinsame Datensicherungsschicht erfolgt und4 Method according to claims 1, 2 and 3, characterized in that in the subscriber-related transmission between the base station (1) and the respective subscriber stations (4) the transmission of signaling data of the POTS connection between the layer 3 instances (39) and ( 47), of packet data of the IP connection between the IP Control (74) and (81) and of packet data of the OA&M connection between the OA&M devices (28) and (32) via a common data protection layer and
- die besagten Instanzen der Dienste über jeweils eigene Service Access Points mit der Layer 2 Instanz (40) der Basisstation und der Layer 2 Instanz (48) der Teilnehmerstation verbunden sind,the said instances of the services are each connected to the layer 2 instance (40) of the base station and the layer 2 instance (48) of the subscriber station via their own service access points,
- die von den verschiedenen Diensten über die SAP übergebenen Daten in den Layer 2 Instanzen gemultiplext und das gemultiplexte Signal über die Datensicherungsschicht übertragen wird,- the data transferred from the various services via the SAP is multiplexed in the layer 2 instances and the multiplexed signal is transmitted via the data link layer,
- Paketdaten der IP-Verbindung für die Übertragung über besagten Layer 2 durch die SAR Einrichtungen (78) und (85) in beiden Übertragungsrichtungen jeweils in Pakete mit einer maximalen Länge segmentiert und wieder reassembliert werden,Packet data of the IP connection for the transmission over said layer 2 are segmented by the SAR devices (78) and (85) in both transmission directions into packets with a maximum length and reassembled again,
- Paketdaten der OA&M-Verbindung für die Übertragung über besagten Layer 2 durch die SAR Einrichtungen in den OA&M-Einrichtungen (28) und (32) in beiden Übertragungsrichtungen wie vorgenannt jeweils in Pakete mit einer maximalen Länge segmentiert und wieder reassembliert werden,Packet data of the OA&M connection for transmission via said layer 2 by the SAR devices in the OA&M devices (28) and (32) in both transmission directions are segmented as packets with a maximum length and reassembled again,
- der Layer 2 Verbindung im Falle einer ausschließlichen POTS-Verbindung mit Nutzdatenübertragung in einem primären Slot der Slot zugewiesen ist, welcher entsprechend Zuordnungsschema des Multiframes_N modulo n dem besagten primären Slot zugewiesen ist,the layer 2 connection in the case of an exclusive POTS connection with user data transmission in a primary slot is assigned to the slot, which is assigned to said primary slot in accordance with the assignment scheme of the Multiframes_N modulo n,
- der Layer 2 Verbindung im Falle einer ausschließlichen POTS-Verbindung mit Nutzdatenübertragung in mehr als einem primären Slot einer der Slots zugewiesen ist, welche entsprechend Zuordnungsschema des Multiframes_N modulo n den besagten primären Slots zugeordnet sind, - der Layer 2 Verbindung im Falle einer ausschließlichen IP-Verbindung oder OA&M-Verbindung oder simultanen IP- und OA&M-Verbindung primäre Slots inclusive der Slots zugewiesen sind, welche entsprechend Zuordnungsschema des Multiframes_N modulo n den besagten primären Slots zugeordnet sind,- the layer 2 connection in the case of an exclusive POTS connection with user data transmission in more than one primary slot is assigned to one of the slots which are assigned to said primary slots in accordance with the assignment scheme of the multiframes_N modulo, - the layer 2 connection in the case of an exclusive IP Connection or OA&M connection or simultaneous IP and OA&M connection primary slots including the slots are assigned, which are assigned to said primary slots in accordance with the assignment scheme of the Multiframes_N modulo n,
- der Layer 2 Verbindung im Falle des simultanen Betriebs einer POTS-Verbindung mit einer IP- und/oder OA&M-Verbindung primäre Slots inclusive der Slots zugewiesen sind, welche entsprechend Zuordnungsschema des Multiframes_N modulo n den besagten primären Slots
zugeordnet sind, zuzüglich der Slots, welche entsprechend Zuordnungsschema des Multiframes_N modulo n den primären Slots für die Nutzdatenübertragung der POTS-Verbindung zugewiesen sind,- In the case of simultaneous operation of a POTS connection with an IP and / or OA&M connection, the layer 2 connection is assigned primary slots including the slots, which according to the assignment scheme of the Multiframes_N modulo n said primary slots are assigned, plus the slots which are assigned to the primary slots for the user data transmission of the POTS connection in accordance with the assignment scheme of the multiframes_N modulo n,
- der Layer 2 Verbindung im Falle des simultanen Betriebs einer POTS-Verbindung mit einer auf Minimalkapazität reduzierten IP- und/oder OA&M-Verbindung einer der Slots zugewiesen ist, welcher entsprechend Zuordnungsschema des Multiframes_N modulo n den primären Slots für die- In the case of simultaneous operation of a POTS connection with an IP and / or OA & M connection reduced to a minimum capacity, the layer 2 connection is assigned to one of the slots, which according to the assignment scheme of the Multiframes_N modulo n the primary slots for the
Nutzdatenübertragung der POTS-Verbindung zugeordnet ist.User data transmission is assigned to the POTS connection.
5 Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, daß die Kapazitätszuweisung an IP- und/oder OA&M-Verbindungen - als Defaultwert eine Maximalkapazität vorsieht, welche in der Regel die Gesamtkapazität eines Codekanals (90) ist, und besagte Maximalkapazität bei hoher Systembelastung durch einen Ressourcenmanager in der OA&M-Einrichtung (28) der Basisstation (1 ) herabgesetzt werden kann,5 The method according to claim 1, characterized in that the capacity allocation to IP and / or OA&M connections - as a default value provides a maximum capacity, which is usually the total capacity of a code channel (90), and said maximum capacity with a high system load by a resource manager can be reduced in the OA&M device (28) of the base station (1),
- in Aktivitätspausen nach einer zeitlich determinierten ersten Pause auf eine Minimalkapazität reduziert wird, welche - in Aktivitätspausen nach einer zeitlich determinierten zweiten Pause, welche größer als die vorgenannte erste Pause ist, auf den Wert Null herabgesetzt wird,- in activity breaks after a time-determined first break is reduced to a minimum capacity - in activity breaks after a time-determined second break, which is greater than the aforementioned first break, is reduced to the value zero,
- und bei wieder Einsetzen der Aktivität in der Phase der zweiten Pause wieder auf den Defaultwert erhöht oder in der Phase nach der zweiten Pause eine neue physikalische Verbindung mit Zuweisung eines Defaultwertes aufgebaut wird.- and when the activity resumes in the phase of the second break, increased to the default value or in the phase after the second break a new physical connection is established with assignment of a default value.
6 Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß ein Ressourcenmanager in der OA&M-Einrichtung (28) der Basisstation (1 ) mit den POTS Control (36) der aktiven POTS- Verbindungen, den IP Control (74) der aktiven IP-Verbindungen und dem Airinterface Control (64) verbunden ist, eine Kanalbelegungstabelle führt und - bei Aufbau einer gehenden Verbindung auf Grund einer vom Airinterface Control (64) kommenden Anforderung, initiiert durch die Instanzen POTS Control (44) oder IP Control (81 ) einer Teilnehmerstation, eine Kanalzuweisung an die der betreffenden Teilnehmerstation zugeordneten Instanzen POTS Control (36) oder IP Control (74) in der Basisstation entsprechend angefordertem Verbindungstyp durchführt, - bei Aufbau einer kommenden Verbindung, bei Veränderung des Kapazitätsbedarfs oder bei Abbruch einer bestehenden Verbindung auf Grund einer von den Instanzen POTS Control (36) oder IP Control (74) kommenden Anforderung eine erste Kanalzuweisung oder Veränderung oder Löschung einer Kanalzuweisung an die anfordernde Instanz durchführt,6. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a resource manager in the OA&M device (28) of the base station (1) with the POTS Control (36) of the active POTS connections, the IP Control (74) of the active IP Connections and the Airinterface Control (64) is connected, a channel assignment table is maintained and - when a connection is established based on a request coming from the Airinterface Control (64), initiated by the POTS Control (44) or IP Control (81) instances of a subscriber station performs a channel assignment to the POTS Control (36) or IP Control (74) instances assigned to the relevant subscriber station in the base station according to the connection type requested, - when an incoming connection is established, when the capacity requirement changes or when an existing connection is terminated due to one of the POTS Control (36) or IP Control (74) requests a first channel assignment or change o performs the deletion of a channel assignment to the requesting entity,
- bei Erreichen der Grenzbelastung des Systems beziehungsweise bei Beendigung dieses Zustandes die Defaultwerte der Kanalzuweisung für bestehende und neu einzurichtende IP-Verbindungen reduziert beziehungsweise wieder auf den Standardwert setzt und eine entsprechende Veränderung der Kanalzuweisung an die Instanzen IP Control (74) durchführt,- When the limit load of the system is reached or when this state is ended, the default values of the channel assignment for existing and newly established IP connections are reduced or reset to the standard value and the channel assignment is changed accordingly to the IP Control (74) instances,
- zur Defragmentierung der Kanalbelegungstabelle eine Kanalumweisung an die Instanzen POTS Control (36) und/oder IP Control (74) dahingehend durchführt, daß eine maximale Anzahl unbelegter Codekanäle (90) geschaffen wird, indem Verbindungen, welche für sich allein oder gemeinsam mit anderen Verbindungen nicht die volle Kapazität eines ersteren Codekanals
belegen, in andere Codekanäle bis zur vollen Belegung dieser Codekanäle umgewiesen werden, oder durch Umweisung anderer Verbindungen in ersteren Codekanal dieser voll belegt wird.
- For defragmentation of the channel assignment table, a channel re-assignment to the instances POTS Control (36) and / or IP Control (74) is carried out in such a way that a maximum number of unused code channels (90) is created by connections which, on their own or together with other connections not the full capacity of a former code channel to be assigned to other code channels until these code channels are fully occupied, or by redirecting other connections to the first code channel which is fully occupied.
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