EP1632046A1 - Verfahren zur einstellung der parameter einer daten bertragu ng anhand der kanalqualit t - Google Patents

Verfahren zur einstellung der parameter einer daten bertragu ng anhand der kanalqualit t

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EP1632046A1
EP1632046A1 EP04729901A EP04729901A EP1632046A1 EP 1632046 A1 EP1632046 A1 EP 1632046A1 EP 04729901 A EP04729901 A EP 04729901A EP 04729901 A EP04729901 A EP 04729901A EP 1632046 A1 EP1632046 A1 EP 1632046A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
base station
terminal
channel quality
channel
quality information
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04729901A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen MICHEL
Bernhard Raaf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP04729901A priority Critical patent/EP1632046A1/de
Publication of EP1632046A1 publication Critical patent/EP1632046A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0023—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff characterised by the signalling
    • H04L1/0027—Scheduling of signalling, e.g. occurrence thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0023—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff characterised by the signalling
    • H04L1/0028—Formatting
    • H04L1/0029—Reduction of the amount of signalling, e.g. retention of useful signalling or differential signalling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0002—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate
    • H04L1/0003—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate by switching between different modulation schemes
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    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0009—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the channel coding
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    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0023—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff characterised by the signalling
    • H04L1/0026—Transmission of channel quality indication

Definitions

  • the invention relates to a method for data transmission via a data transmission channel in a communication network, which is made available between a terminal and one or more base stations via a radio link.
  • the performance of a data transmission from one or more transmitters to a receiver largely depends on the fact that, at the right time, current information regarding the transmission quality of the data transmission channel used is available at the transmitter are. Only then can the transmitter adapt transmission parameters for the data to be transmitted to the current situation in order to achieve satisfactory transmission results. For example, transmission power or modulation or coding scheme is regarded as the transmission parameter.
  • the current information relating to the transmission quality or "channel quality information” is obtained from so-called “channel measurements” or “channel estimates”.
  • absolute channel quality information is the signal-to-noise ratio or "signal to interference ratio" SIR currently measured at the receiver or an indication of the information to be entered at the transmitter parameters such as modulation and coding to achieve a certain block error rate at the receiver.
  • the transmission power can be adjusted via a regulation or closed loop power control ", ie a closed circuit, via relative information, for example via
  • HSDPA Highspeed Downlink Packet Access
  • the receiver is a terminal, the sender a base station.
  • This HSDPA standard provides for slow signaling of control information by higher layers of the OSI layer model (OSI: Open System Interconnection), which control the channel measurements for HSDPA.
  • OSI Open System Interconnection
  • the control information for these channel measurements is primarily the time rate of the measurements, the time offset (shift) with respect to a reference and the number of repetitions in the transmission of a measurement value. This means that after establishing a radio connection or "radio link", measurements are carried out at a fixed rate, regardless of whether and when actual data is on the
  • HSDPA established common downlink data channel HS-DSCH (Highspeed Downlink Shared Channel) are sent. Therefore, on the one hand, many unnecessary measurements may solutions carried out, on the other hand, at the time of an actual packet data transmission, the so-called "packet call", no current measurement is available.
  • a packet data transmission can consist of several individual so-called packet calls or "packet calls”, which can each consist of several individual data packets.
  • periodic CQI feedback is spoken of in the channel quality information messages transmitted in specified times.
  • CQI is understood to mean absolute channel quality information.
  • a CQI generally provides information regarding Deterioration effects on the radio channel used.
  • the channel quality information is defined specifically for HSDPA as follows: based on an unlimited observation period, the terminal reports the highest possible CQI from a table of possible CQI values.
  • the highest possible CQI is determined in such a way that with it a single HS-DSCH subframe or "sub-frame" which, with the transport block Large, the number of common physical high-speed downlink data channel HS-PDSCH ("High Speed - Physical Downlink Shared Channel ”) codes and a modulation, which corresponds to the reported CQI or a lower CQI, is formatted, can be received in a 3-time slot reference period such that the block error probability does not exceed 0.1.
  • the 3-slot reference period ends here
  • the relative channel quality information is referred to as a performance control parameter during registration.
  • the signal to noise ratio or “signal to interference ratio” SIR is adjusted to a target value via a power control, which works with power control parameters as an input variable.
  • This power control is also referred to as an “inner loop power control” since it takes place on a low layer of the OSI model while the adaptation of the
  • Target values are carried out independently for each connection via a so-called “outer loop" in a higher layer.
  • a so-called activity-based channel quality information (CQI) feedback The rate of the cyclical measurements is then increased as soon as it is determined at the terminal or terminal that data is being sent.
  • CQI channel quality information
  • This feedback can be, for example, a so-called "ACK” (acknowledgment) or "NAK"("noacknowledgment”).
  • the relative channel quality information is used for power control of a dedicated channel, for example in UMTS of the dedicated physical control channel or "dedicated physical control channel" DPCCH or the dedicated physical data channel DPDCH for adapting the current channel quality information at the transmitter for HSDPA data transmission.
  • DPCCH dedicated physical control channel
  • DPDCH dedicated physical data channel
  • a common disadvantage of these methods is that they do not always offer a satisfactory solution, for example with regard to the topicality or the increased UL interference due to additional channel quality messages.
  • Soft handover means a state in which a terminal is connected to several base stations.
  • the power is regulated in such a way that the mobile station or the terminal can correctly receive the transmitted data with the aid of the received signals from all base stations.
  • a maximum ratio combining one speaks of a "maximum ratio combining”.
  • the power control provides no additional information which is optimized for a set of base stations, i.e. the primary at least one further secondary station is meaningful with regard to adapting the data transmission only on the shared channel.
  • the presence of a transition state is communicated to the terminal and the base station, for example, via control information from a central unit of a communication network, in particular a radio network controller.
  • This message can consist in particular in that the terminal is informed that it is establishing a connection to at least one further secondary base station via channels that are permanently assigned to it.
  • absolute channel quality information for example the modulation and coding scheme
  • power control parameters for the setting which in this case, since the power parameters relate to all assigned channels to at least one primary and one secondary base station, are not meaningful for the state of the shared channel
  • This absolute channel quality information can, as mentioned at the beginning, be determined and transmitted at recurring intervals, which are defined in particular, at intervals the length of which depends on the activity of the data transmission or a determination and transmission takes place if this is requested by the base station.
  • a handover state it is further checked whether the connection to the primary base station is the strongest.
  • the power of a signal received by the terminal can be compared via the channels assigned to the terminal.
  • the signal is a physical quantity, for example a field strength, which is changed depending on the functions to be transmitted and thus contains the information content of the data to be transmitted.
  • connection to the primary base station is the strongest, then the joint power control or the power control for the sum channel, for all assigned channels, is largely determined by the connection to the primary base station.
  • the relative channel quality information for example the power control parameters, is therefore meaningful in relation to the state of the common data transmission channel, which also extends to the primary base station.
  • the terminal In the event that the terminal is not in a handover state, without any further case distinction, it also becomes an absolute channel quality information item relative channel quality information is also used.
  • the absolute channel quality information is at least partially averaged, so that a long-term value about the channel quality is obtained, while the information regarding short-term changes in the channel quality information is obtained from the relative channel quality information, for example from the commands of the power control of the assigned channel.
  • this has the advantage that the data transmission parameters are adapted to the current channel quality, in particular the shared channel, even in the event of a transfer state, in particular a "soft handover" can without the terminal at the same time in the event of a non-
  • a shared channel is discontinued and there is no adaptation of the transmission power for data transmission via this channel.
  • the data transmission parameters can be adapted on this channel using, for example, a modulation and coding scheme.
  • This method is therefore particularly suitable for packet data transmission, for example the HSDPA method in UMTS, also since the packets are usually transmitted at times at which the channel quality is good, in contrast to speech at which excessive delay times are not accepted can.
  • the transmission efficiency can be particularly increased here.
  • Figure 1 shows the schematic relationship between transmitter, receiver and network
  • FIG. 2 shows a flow diagram of a possible embodiment of the proposed method.
  • a communication system or communication network is a structure for exchanging data.
  • This can be, for example, a cellular mobile radio network, such as the GSM network (Global System of Mobile Communications) or the UMTS network (Universal Mobile Telecommunications System).
  • GSM Global System of Mobile Communications
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • a communication network comprises at least two connection nodes, so that so-called "point to point" connections also fall under this term.
  • Terminals and base stations are generally provided in a communication system and connect to one another via a radio interface.
  • the communication system or radio transmission network has at least base stations, here also called NodeB, and radio network control units or radio network controllers (RNC) for connecting the individual base stations.
  • the terrestrial radio access network or "Universal Terrestrial Radio Access Network" UTRAN is the radio-technical part of a UMTS network in which, for example, the radio interface is also available is provided.
  • a radio interface is always standardized and defines the entirety of the physical and protocol specifications for data exchange, for example the modulation method, the bandwidth, the frequency swing, access methods, security procedures or switching techniques.
  • the UTRAN thus comprises at least base stations and at least one RNC.
  • a base station is a central unit in a communication network which, in the case of a cellular mobile radio network, serves terminals or communication terminals within a cell of the mobile radio network via one or more radio channels.
  • the base station provides the air interface between the base station and the terminal. It handles the handling of radio operations with the mobile participants and monitors the physical radio connection. In addition, it transmits the user and status messages to the terminals.
  • the base station has no switching function, but only a supply function.
  • a base station comprises at least one transmitting / receiving unit.
  • a terminal can be any communication terminal via which a user communicates in a communication system.
  • mobile terminals such as mobile phones or portable computers with a radio module are included.
  • a terminal is often also referred to as a “mobile station” (MS) or in UMTS “user equipment” (UE).
  • MS mobile station
  • UE user equipment
  • the downlink or “downlink” denotes the direction of transmission from the base station to the terminal.
  • the uplink or “uplink” denotes the opposite direction of transmission from the terminal to the base station.
  • DL downlink
  • uplink uplink
  • UL uplink
  • a channel is a sub-area of an available total transmission capacity.
  • a wireless communication path is referred to as a radio channel.
  • a physical resource is reserved only for the transmission of information for a specific terminal.
  • the common channels can transmit information that is intended for all terminals, for example the primary common physical control channel or "primary common control physical channel” (P-CCPCH) on the downlink, or all the terminals share a physical resource , This is the case with the HS-PDSCH, via which data is sent to a terminal depending on the connection quality to the terminal.
  • P-CCPCH primary common control channel
  • circuit-switched or circuit switched services in which a connection is permanently allocated over their duration, packet-oriented or “packet switched” services are also provided. Circuit-switched services can also be carried out discontinuously.
  • time slots or “t ⁇ me slots” or “slots” are provided for the time coordination of data transmission or signaling procedures.
  • a time slot has a duration of 0.666 ms in the UMTS system.
  • the transport block size is the number of information bits that are transferred in a block from layer 2 of an OSI model to layer 1 of an OSI model for coding and transmission.
  • the block error probability is the ratio of the number of transport blocks with at least one incorrectly transmitted bit to the total number of transport blocks under consideration.
  • a transport block is understood to mean a group of information bits.
  • the transmitter S sends data to the receiver R via a first channel connection CHI.
  • the receiver R can send data to the transmitter S via a second channel connection CH2.
  • the transmitter S can be a base station, for example, the receiver R a terminal.
  • the communication network system can be a system according to UMTS, GSM or other standards, for example.
  • the first channel connection CHI can comprise several channels, for example a data transmission channel for the transmission of user data or “load bits” and a control channel for the transmission of control information.
  • the second channel connection CH2 can comprise only one control channel or, like the first channel connection CHI, can also consist of a control channel and a data transmission channel.
  • the receiver determines the first channel from data Connection of an absolute channel quality information or "channel quality information" CQI.
  • the receiver R can also determine this channel quality information from data from general control channels. In the case of HSDPA, this would be, for example, the general pilot channel CPICH (Common Pilot Channel).
  • CPICH Common Pilot Channel
  • This channel quality information or “channel quality information” CQI is transmitted from the receiver R to the transmitter S, for example via the control channel of the second channel connection CH2.
  • channel quality information CQI is available as soon as possible at the transmitter S.
  • channel quality information CQI should not be sent unnecessarily, since, as already mentioned, this leads to interference.
  • Activity Based CQI Feedback "transmits a CQI value with every ACK and NAK whereas" NAK Based CQI Feedback "transmits a CQI value with every NACK.
  • the "On-Demand CQI Feedback" procedure uses the physical resources more efficiently than the current standard in that CQI values are requested by the base station - if required - through a fast layer 1 signaling. Information transmitted directly on layer 1 or the physical layer is available with less delay. This means that current CQIs are available early - at the beginning of the activity on the HS-DSCH.
  • the base station has control over the degree and timing of the "on-demand" CQI usage.
  • the time-based channel quality message transmission now also included in the invention or referred to as the "Duration of CQI measurement" comprises the scope
  • the current HSDPA specification with regard to at least one of the following new aspects: a) Introduction of the possibility of successive CQI values as defined in Release 5 in the middle of the mobile station and not to transmit the averaged successive values but the averaged values to the base station.
  • the averaging can be linear or, for example, logarithmic.
  • This method (3) can also be seen as a supplement to existing methods for improving the CQI information by "power control tracking” (PCT).
  • PCT power control tracking
  • the information about the current channel state at the base station is updated or updated by the uplink connection “power control” (PC) commands of the terminal due to the changes in the downlink connection channel.
  • the PC commands are determined by the terminal based on the dedicated channel, for UMTS e.g. the dedicated physical downlink control channel DL-DPCCH or the corresponding data channel DL-DPDCH.
  • UMTS e.g. the dedicated physical downlink control channel DL-DPCCH or the corresponding data channel DL-DPDCH.
  • CQI values are transmitted at most every 1.88 ms for a UMTS system or all 3 "slots" and in practice you will choose larger values for the period of a recurring CQI transmission.
  • k 40 is selected, ie a CQI value transmitted every 80 ms in a UMTS system or 120 "slots" in order to reduce the up-link interference caused by the CQI transmission.
  • the estimation of the slow fading is improved with a simultaneous reduction in the CQI transmission frequency.
  • the information about rapid changes in the channel is evaluated via PCT and taken into account at the base station when selecting the corresponding HSDPA MCS.
  • PCT cannot be used in soft handover or "SHO"
  • the calculation of the uplink power control command or the UL PC command in SHO relates to the estimated SIR with respect to all DPCCH / DPDCH signals of the connections contained in the active set and the HSDPA connection is not in the SHO according to the standard. Therefore, the PC commands are not or only partially applicable to the HSDPA connection, namely if the HSDPA connection is also the strongest DPCCH / DPDCH connection in the active set or in the active group of connections.
  • the method (3) can therefore only be advantageously used in the SHO case for relatively fast and very slow, that is to say quasi-static, speeds, since in the area of high speeds due to the delay between "on demand" CQI request and receipt of the CQI Value, the mean value from CQI values is usually more precise than the non-averaged on-demand CQI value and, in the range of very low speeds, averaging is advantageous over no averaging.
  • HSDPA was optimized with the main focus on slow and medium speeds, ie around 3-30 km / h, ie for example pedestrians or cycling speeds. It is precisely in this area that methods (1) and (2) are more advantageous than (3) in the SHO case
  • the mobile station and base station now each have the information as to whether they are in the SHO or not, and the methods (1), (2) and combinations of these methods in the SHO are advantageous, they do not in the non-SHO compared to (3) and PCT Bring profit and (3) with PCT is cheap in the non-SHO case, whereas PCT is not or only partially applicable in the SHO case, the essence of the invention is method (1), (2) or combinations thereof in the general SHO case and ( 3) or use combinations of these in the non-SHO case.
  • General SHO is understood here to mean that the connection to a base station does not dominate.
  • the methods listed are used without additional signaling in the operating case which is most favorable for them.
  • the criterion of when which method is used is the existence of a transfer state such as the SHO. This means that there is no signaling when which method is to be used.
  • Both terminal and base station have the information whether they are in the SHO or not.
  • FIG. 2 shows a flowchart for an embodiment of the proposed method, from which the selection of the different methods can be seen: First, in step Ch-QM, measurement results relating to the channel excitement, which were carried out by the terminalareae or together with one or more base stations, are determined.
  • the central unit can be a base station or a radio network controller.
  • the terminal also receives information from another or the same central unit as to whether it is in a transfer mode.
  • the transfer mode is, for example, a soft handover SHO.
  • it can also be a soft handover, in which a transition takes place between individual sectors or individual antenna sectors of a base station in the cell, or generally a state in which a terminal connects to a plurality of base stations or subunits of base stations Has.
  • step SHO Depending on the existence of a transfer mode (step SHO), different methods are now used to adapt the data transmission to the conditions of the data transmission channel.
  • a transfer state in particular an SHO
  • the following configurations are provided. a) If the terminal and base station are in the SHO, then
  • HSDPA connection is the strongest (best connection) of the active SHO connections or in the active SHO set, so in addition to a cyclical or periodic CQI transmission or "reporting", a performance control procedure PCT is used.
  • This has the following background: In contrast to a connection via the dedicated channels, an HSDPA connection only ever exists with one base station. If the HSDPA connection is the strongest connection, this is equivalent to the statement that the properties of the sum channel of all active dedicated channels or dedicated channels are determined by the properties of the dedicated channel to this base station with good approximation. Therefore the power control parameter (s) of the or the dedicated channels are meaningful with regard to the radio connection to the HSDPA-transmitting base station, which is why it is advantageous to use them to determine the channel quality.
  • a method for, in particular wireless, data transmission via one of several terminals is ge Commonly used data transmission channel between a terminal and a base station is disclosed, in which the setting of the data transmission parameters takes place depending on the presence of a transition state.
  • the data transmission parameters serve to adapt the data transmission to the quality of the data transmission channel, for example by adapting the transmission power, coding or modulation.
  • a transition state exists when the terminal has at least one connection to another base station via a channel other than the shared channel.

Landscapes

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Zusammenfassend wird ein Verfahren zur, insbesondere drahtlosen, Datenübertragung über einen, von mehreren Terminals gemeinsam benutzten Datenübertragungskanal zwischen einem Terminal und einer Basisstation eineroffenbart, bei dem die Einstellung der Datenübertragungsparameter in Abhängigkeit vom Vorliegen eines Übergangszustandes erfolgt. Die Datenübertragungsparameter dienen hierbei dazu, die Datenübertragung an die Qualität des Datenübertragungskanals anzupassen, indem beispielsweise Sendeleistung, Codierung oder Modulation angepasst wird. Ein Übergangszustand liegt dann vor, wenn das Terminal über einen anderen als den gemeinsam benutzten Kanal zumindest eine Verbindung zu einer weiteren Basisstation hat.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUR EINSTELLUNG DER PARAMETER EINER DATENÜBERTRAGUNG ANHAND DER KANALQUALITÄT
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung über einen Datenubertragungskanal in einem Kommunikations- netz, der zwischen einem Terminal und einer oder mehreren Basisstationen über eine Funkstrecke zur Verfugung gestellt wird.
Die Leistungsfähigkeit einer Datenübertragung von einem oder mehreren Sendern zu einem Empfanger, beispielsweise in einem Mobilfunknetz von einer oder mehreren Basisstationen zu einem Terminal, hangt maßgeblich davon ab, dass zum richtigen Zeit- punkt aktuelle Informationen bezuglich der Ubertragungsquali- tat des verwendeten Datenubertragungskanals am Sender vorhanden sind. Nur dann kann der Sender Sendeparameter für die zu sendenden Daten an die aktuelle Situation anpassen, um zufriedenstellende Ubertragungsergebnisse zu erzielen. Als Sen- deparameter wird beispielsweise Sendeleistung oder Modulation oder Kodierungsschema angesehen.
Die aktuelle Information bezuglich der Ubertragungsqualitat bzw. "Kanalqualitatsinformation" wird aus sogenannten "Kanalmessungen" oder "Kanalschatzungen" gewonnen.
Es kann weiterhin zwischen absoluter und relativer Kanalqualitatsinformation unterschieden werden, die beide zur Anpassung der Datenübertragung an die Qualität des Datenubertragungskanals, insbesondere eines Funkkanals, herangezogen wer- den können. Beispielsweise handelt es sich bei einer absoluten Kanalqualitatsinformation um das aktuell am Empfanger gemessene Signal zu Rauschen Verhältnis bzw. "Signal to Inter- ference Ratio" SIR oder eine Angabe über die am Sender einzu stellenden Parameter, wie zum Beispiel Modulation und Kodierung zur Erzielung einer bestimmten Blockfehlerrate am Empfanger. Die Sendeleistung kann über eine Regelung bzw. clo- sed loop power control", d.h. einen geschlossenen Kreis, u- ber relative Angaben angepasst werden, beispielsweise über
Vergrößern bzw. Verringern der Sendeleistung bzgl. der momentan verwendeten, beispielsweise wenn von dem Terminal das von der BasisStation gesendete Signal, über welches die Daten u- bermittelt werden, schlecht empfangen wird.
Die Problematik wird im Folgenden an einem Beispiel aus dem UMTS Standard geschildert (UMTS: Universal Mobile Telecommu- nication System) . Für Begriffsklarungen sei auf die Figurenbeschreibung verwiesen.
Für UMTS wurde eine paketweise Hochgeschwindigkeitsdatenuber- tragung für einen gemeinsam benutzten Kanal vorgeschlagen, das sogenannte HSDPA (Highspeed Downlink Packet Access) . Der Empfanger ist hierbei ein Terminal, der Sender eine Basissta- tion. Dieser HSDPA-Standard sieht eine langsame Signalisierung von Steuerinformationen durch höhere Schichten des OSI- Schichtenmodell vor (OSI: Open System Interconnection) , welche die Kanalmessungen für HSDPA steuern. Als Steuerinformationen für diese Kanalmessungen werden hauptsachlich die zeitliche Rate der Messungen, der zeitliche Offset (Verschiebung) bezuglich einer Referenz und die Anzahl der Wiederholungen bei der Übertragung eines Messwertes herangezogen. Dies bedeutet, dass nach dem Aufbau einer Funkverbindung bzw. "Radiolink" mit fester Rate Messungen durchgeführt werden, unabhängig davon, ob und wann tatsachlich Daten auf dem für
HSDPA eingerichteten gemeinsamen Abwartsverbindungsdatenkanal HS-DSCH (Highspeed Downlink Shared Channel) geschickt werden. Daher werden einerseits unter Umstanden viele unnötige Mes sungen durchgeführt, andererseits kann zum Zeitpunkt einer tatsachlichen Paketdatenubertragung, dem sogenannten "Packetcall" keine aktuelle Messung vorliegen. Eine Paketdatenubertragung kann hierbei aus mehreren einzelnen sogenannten Pa- ketaufrufen bzw. "Packet calls" bestehen, die jeweils wieder aus mehreren einzelnen Datenpaketen bestehen können. Im Zusammenhang mit der Kanalqualitatsinformation wird bei den in festgelegten Zeitanstanden übermittelten Kanalqualitatsinfor- mationsnachrichten von einem periodischen CQI Feedback ge- sprochen.
Hierbei wird unter CQI eine absolute Kanalqualitatsinformation bzw. "Channel quality Information" verstanden. Wie bereits oben ausgeführt, stellt ein CQI damit generell eine Informa- tion bzgl . Verschlechterungseffekten auf dem verwendeten Funkkanal dar .
Speziell für HSDPA wird die Kanalqualitatsinformation so definiert: Basierend auf einer unbegrenzten Beobachtungszeitdauer, berichtet das Terminal den höchstmöglichen CQI aus ei- ner Tabelle möglicher CQI Werte. Der höchstmögliche CQI ist so bestimmt, dass bei ihm ein einzelner HS-DSCH Unterrahmen bzw. "Sub-Frame", der mit der Transport-Block Große, der Anzahl des gemeinsamen physikalischen Hochgeschwindigkeits Ab- wartsverbinduns-Datenkanals HS-PDSCH ("High Speed- Physical Downlink Shared Channel") Codes und einer Modulation, welche dem berichteten CQI bzw. einem niedrigeren CQI entspricht, formatiert ist, derart in einer 3-Zeitschlitze dauernden Referenzperiode empfangen werden kann, dass die Blockfehlerwahrscheinlichkeit 0,1 nicht überschreitet. Die 3- Zeitschlitze dauernde Referenzperiode endet hierbei einen
Zeitschlitz vor dem Beginn der Übertragung des zu berichtenden CQI. Die relative Kanalqualitatsinformation wird im Rahmen der Anmeldung als Leistungskontrollparameter bezeichnet. Für die Abwartsverbindung bzw. den "Downlink" DL wird über eine Leis- tungskontrolle, welche mit Leistungskontrollparametern als Eingangsgroße arbeitet, das Signal zu Rauschen Verhältnis bzw. "signal to interference ratio" SIR auf einen Zielwert angepasst. Bei diese Leistungskontrolle spricht man auch von einer "inner loop power control", da sie auf einer niedrigen Schicht des OSI Modells erfolgt, wahrend die Anpassung des
Zielwerte über einen sogenannten "outer loop" in einer höheren Schicht unabhängig für jede Verbindung erfolgt.
Für die Losung des oben geschilderten Problems des Vorliegens möglichst aktueller Kanalqualitatsinformation am Sender, bei möglichst geringer UL Interferenz durch CQI Nachrichten d.h. bei möglichst geringer zeitliche Rate der CQI Messungen wurden folgende Vorschlage gemacht
1. Eine sogenannte aktivitatsbasierte Kanalqualitatinformati- ons-Ruckmeldung (Activity based-CQI Feedback, CQI: Channel Quality Information) . Hierbei wird die Rate der zyklischen Messungen dann erhöht, sobald am Endgerat bzw. Terminal festgestellt wird, dass Daten gesendet werden. Bei einer Paketda- tenubertragung gemäß HSDPA kann insbesondere mit jeder Ruckmeldung, dass ein empfangenes Paket decodiert werden konnte oder nicht eine zusätzliche Kanalinformationsnachricht CQI gesendet werden. Diese Ruckmeldung kann beispielsweise ein sogenanntes "ACK" ( Acknowledgement) bzw. "NAK" ("No Acknow- ledgement") sein. Da eine Verzogerungszeit zwischen der Feststellung von Datenaktivitat am Terminal, der Durchfuhrung und Übertragung der Messung und dem Empfang und Auswertung der Messung im Sender, also der Basisstation vorliegt, fuhrt dies nachteilhafterweise dazu, dass für jede Paketdatenubertragung die ersten Pakete ohne aktuelle Kanalinformationsnachricht bzw. Kanalmessung übertragen werden müssen. Weiterhin werden wahrend einer aktiven Datenübertragung durch die erhöhte Sen- derate für die Kanalinformationsnachricht unter Umstanden unnötig viele Kanalinformationsnachrichten geschickt, wodurch unnötig Interferenz in Aufwartsrichtung erzeugt wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, nach Erhalt eines NAK eine zusatzlich Kanalinformationsnachricht zu senden. Hier treten dxe gleichen Nachteile wie eben beschrieben auf.
2. Als weitere Option wurde vorgeschlagen, eine Kanalinformationsnachricht gezielt anzufordern. Damit lasst sich zwar das Problem einer fehlenden aktuellen Information zu Beginn einer Datenübertragung losen, allerdings fuhrt die explizite Signalisierung auf dem HS-SCCH, dem Kontrollkanal für HSDPA zu einer zusatzlichen Belegung von Ressourcen im Abwartsrichtung. Auch ist es nachteilig, dass durch den expliziten Anforderungsvorgang eine verzögerte Erstaussendung des ersten Pakets einer Paketdatenubertragung erfolgt.
3. Als weiter Option wurde vorgeschlagen, im Gegensatz zu Verfahren 1. und 2., welche die absolute Kanalqualitatsin- formation verwenden, zusatzlich relative Kanalqualitatsinfor- mation heranzuziehen. Die relative Kanalqualitatsinformation wird zur Leistungsregelung eines festzugeordneten Kanals, beispielsweise in UMTS des festzugeordneten physikalischen Kontrollkanals bzw. "dedicated physical control Channel" DPCCH oder des festzugeordneten physikalischen Datenkanal DPDCH zur Anpassung der aktuellen Kanalqualitatsinformation am Sender für die HSDPA Datenübertragung verwendet. Gemeinsamer Nachteil dieser Methoden ist, dass sie nicht in allen Fallen eine zufriedenstellende Losung beispielsweise hinsichtlich der Aktualität oder der durch zusatzliche Kanal- qualitatsnachrichten erhöhten UL Interferenz anbieten.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Datenübertragung anzugeben, bei dem einerseits die Anzahl der Übertragungen zur Ermittlung der Kanalqualitat eines Funkkanals mini- miert ist und andererseits eine für die momentan zu tätigende Übertragung aussagekraftige Kanalqualitatsinformation in einer großen Anzahl von Ubertragungsfallen vorliegt. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung auch ein entsprechendes Terminal, eine Basisstation und ein Kommunikationsnetz anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche 1, 19,20 und 21 gelost. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhangigen Ansprüche .
Die Erfinder haben die eingangs beschriebenen Verfahren in
Bezug auf ihre Verwendung bei Ubergabezustanden, insbesondere beim sogenannten "Softhandover" untersucht. Im Prinzip ist es nämlich möglich, zusatzliche Informationen über den Zustand des Funkkanals aus der Leistungsregelung für die Sendeleis- tung fest zugeordneten Kanal, beispielsweise für den Fall eines UMTS Systems des DPCCH oder/und DPDCH, zu entnehmen.
Allerdings ist dies für den Fall, dass sich das Terminal im sogenannten weichen Ubergabemodus bzw. "Softhandover" befin- det, nicht vorteilhaft, da sich die Leistungsregelung auf den festzugeordneten Kanal, beispielsweise in UMTS den DPCCH o- der/und den DPDCH, der sich im "Softhandover" befindet bezieht wogegen der gemeinsame Kanal, z.B. die zu HSDPA geho renden Kanäle, nicht in einem "Softhandover" Modus ist, weil wie eingangs dargelegt ein derartiger Übergabezustand nicht für einen geraeinsamen Kanal, beispielsweise den HS-DSCH oder den HS-DCCH, vorgesehen ist.
Unter "Softhandover" wird ein Zustand verstanden, bei dem ein Terminal mit mehreren Basisstationen verbunden ist. Dabei wird die Leistung so geregelt, dass die Mobilstation bzw. das Terminal die gesendeten Daten unter Zuhilfenahme der empfan- genen Signale aller Basisstationen korrekt empfangen kann. In diesem Zusammenhang wird auch von einem "Maximum Ratio Combi- ning" gesprochen.
Da die Daten auf dem gemeinsamen Kanal, beispielsweise die HSDPA Datenpakete, nur von dieser einen, primären Basisstation zu der Mobilstation gesendet werden, liefert die Leistungsregelung die für einen Satz von Basisstationen, also die primäre zumindest eine weitere sekundäre optimiert ist keine zusätzliche Informationen, welche aussagekräftig bezüglich einer Anpassung der Datenübertragung allein auf dem gemeinsam benutzten Kanal ist.
Andererseits würde dieses Miteinbeziehen der aus der Leistungsregelung gewonnenen Daten im Falle von nicht "Softhando- ver" die Aussagekraft der Kanalqualitätsinformation bedeutend verbessern.
Es ist daher Kern der Erfindung, dass bei einer Datenübertragung zwischen einem Terminal und einer Basisstation über ei- nen gemeinsamen Kanal zunächst im Terminal festgestellt wird, ob sich das Terminal in einem Übergabezustand, insbesondere einem Softhandover-Zustand befindet. In Abhängigkeit vom Vorliegen dieses Übergabezustandes erfolgt die Einstellung von Datenubertragungsparametern in der Basisstation, welche eine Übertragung auf einem gemeinsamen Kanal zwischen einem Terminal und einer primären Basisstation regeln.
Das Vorliegen eines Ubergangszustandes wird dem Terminal und der Basisstation beispielsweise über eine Steuerinformation von einer zentralen Einheit eines Kommunikationsnetzes, insbesondere einem Radionetzwerkkontroller, mitgeteilt. Diese Mitteilung kann insbesondere darin bestehen, dass dem Termi- nal mitgeteilt wird, dass es über ihm fest zugeordnete Kanäle eine Verbindung zu zumindest einer weiteren sekundären Basisstation aufbaut .
In Abhängigkeit davon, ob sich das Terminal in einem Uberga- bezustand befindet oder nicht, erfolgt die Einstellung von
Datenubertragungsparametern nun anhand unterschiedlich zusammengesetzter Kanalqualitatsmformationen .
Im Falle, dass sich das Terminal im Ubergabezustand befindet, wird eine absolute Kanalqualitatsinformation, also beispielsweise das Modulations- und Kodierungsschema dafür herangezogen. Dadurch wird vermieden, dass relative Kanalqualitatsinformation, also insbesondere Leistungsregelungsparameter zur Einstellung verwendet werden, die in diesem Falle, da die Leistungsparameter sich summarisch auf alle festzugeordneten Kanäle zu zumindest einer primären und einer sekundären Basisstation beziehen, nicht aussagekraftig für den Zustand des gemeinsam benutzten Kanals sind.
Diese absolute Kanalqualitatsinformation kann, wie eingangs aufgeführt, in wiederkehrenden Abstanden, die insbesondere festgelegt sind, in Abstanden, deren Lange von der Aktivität der Datenübertragung abhangt, ermittelt und übertragen werden oder eine Ermittlung und Übertragung erfolgt, wenn dies von der Basisstation angefordert wird.
Situationsabhangig können auch Kombinationen dieser Methoden angewandt werden.
In einer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass beim Vorliegen eines Ubergabezustandes weiterhin überprüft wird, ob die Verbindung zur primären Basisstation die stärkste ist. Hierzu kann die vom Terminal empfangene Leistung eines Signals über die dem Terminal festzugeordneten Kanäle verglichen werden. Das Signal ist hierbei eine physikalische Große, beispielsweise eine Feldstarke, welches in Abhängigkeit von den zu u- bertragenden Funktionen geändert wird und so den Informationsgehalt der zu übertragenden Daten beinhaltet.
Ist die Verbindung zur primären Basisstation die stärkste, dann wird die gemeinsame Leistungsregelung bzw. die Leis- tungsregelung für den Summenkanal, für alle festzugeordneten Kanäle weitgehend durch die Verbindung zur primären Basissta- tion bestimmt. Damit ist die relative Kanalqualitatsinforma- tion, beispielsweise die Leistungsregelungsparameter, m Bezug auf den Zustand des gemeinsamen Datenubertragungskanals, welcher auch zur primären Basisstation verlauft, aussagekraf- tig.
Dann kann es insbesondere vorteilhaft sein, Lang und Kurzzeit-Information über die Änderungen des gemeinsamen Kanals aus auch gemittelter absoluter Kanalqualitatsinformation und relativer Kanalqualitatsinformation zu gewinnen.
Im Falle, dass sich das Terminal nicht in einem Ubergabezu- stand befindet, wird ohne eine weitere Fallunterscheidung zusatzlich zu einer absoluten Kanalqualitatsinformation auch noch relative Kanalqualitatsinformation herangezogen. Dabei wird insbesondere die absolute Kanalqualitatsinformation zumindest teilweise gemittelt, so dass ein Langzeitwert über die Kanalqualitat erhalten wird, wahrend die Information bzgl. kurzfristiger Änderungen der Kanalqualitatsinformation aus der relativen Kanalqualitatsinformation beispielsweise aus den Kommandos der Leistungsregelung des festzugeordneten Kanals gewonnen wird.
Dies hat, wie in Zusammenhang mit den obigen Ausfuhrungen zu ersehen ist, den Vorteil, dass eine Anpassung der Datenuber- tragungsparameter an die aktuelle Kanalqualitat, insbesondere des gemeinsam benutzten Kanals, auch im Falle eines Ubergabe- zustandes, insbesondere eines "Softhandovers", erfolgen kann, ohne dass das Terminal gleichzeitig im Falle eines Nicht-
Ubergabe Zustandes auf weniger vorteilhafte Methoden zurückgreifen musste.
Insbesondere ist ein gemeinsam benutzter Kanal diskontinuier- lieh und es erfolgt keine Anpassung der Sendeleistung für eine Datenübertragung über diesen Kanal. Vielmehr kann eine Anpassung der Datenubertragungsparameter auf diesem Kanal über beispielsweise ein Modulations- und Kodierungsschema erfolgen.
Dieses Verfahren eignet daher insbesondere für eine Paketda- tenubertragung, z.B. in UMTS das HSDPA Verfahren, auch da hierbei die Pakete zumeist zu solchen Zeitpunkten übertragen werden, an denen die Kanalqualitat gut ist, im Gegensatz zu Sprache, bei der zu hohe Verzogerungszeiten nicht akzeptiert werden können. Somit kann durch die Kenntnis, wann ein Kanalzustand gut ist, hier die Ubertragungseffizienz besonders gesteigert werden. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen erklärt, welche teilweise auch in den Figuren dargestellt sind:
Figur 1 zeigt die schematische Beziehung zwischen Sender, Empfänger und Netzwerk;
Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer möglichen Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens.
Vor einer detaillierten Darstellung der Figuren sollen zunächst verwendete Begriffe geklärt werden:
Bei einem Kommunikationssystem oder Kommunikationsnetzwerk handelt es sich um eine Struktur zum Austausch von Daten. Es kann sich hierbei beispielsweise um ein zellulares Mobilfunknetzwerk handeln, wie etwa das GSM-Netzwerk (Global System of Mobile Communications) oder das UMTS-Netzwerk (Universal Mobile Telecommunications System) . Ein Kommunikationsnetz um- fasst zumindest zwei Verbindungsknoten, es fallen also auch sogenannte "Punkt zu Punkt" Verbindungen unter diesen Begriff.
In einem Kommunikationssystem sind allgemein Terminals und Basisstationen vorgesehen, die über eine Funkschnittstelle miteinander in Verbindung treten. Im UMTS weist das Kommunikationssystem oder Funkübertragungsnetzwerk zumindest Basisstationen, hier auch NodeB genannt, sowie Radio Netzwerk Steuerungseinheiten bzw. Radio Network Controller (RNC) zum Verbinden der einzelnen Basisstationen auf. Das terrestrische Radio Zugriffsnetz bzw. "Universal Terrestrial Radio Access Network" UTRAN ist der funktechnische Teil eines UMTS-Netzes, in dem beispielsweise auch die Funkschnittstelle zur Verfü gung gestellt wird. Eine Funkschnittstelle ist stets genormt und definiert die Gesamtheit der physikalischen und protokollarischen Festlegungen für den Datenaustausch, beispielsweise das Modulationsverfahren, die Bandbreite, den Frequenzhub, Zugangsverfahren, Sicherungsprozeduren oder auch Vermittlungstechniken. Das UTRAN umfasst also zumindest Basisstationen sowie zumindest einen RNC.
Eine Basisstation ist eine zentrale Einheit in einem Kommunikationsnetzwerk, die im Falle eines zellulären Mobilfunknetz- werks Terminals oder Kommunikationsendgeräte innerhalb einer Zelle des Mobilfunknetzwerks über einen oder mehrere Funkkanäle bedient. Die Basisstation stellt die Luftschnittstelle zwischen Basisstation und Terminal bereit. Sie übernimmt die Abwicklung des Funkbetriebs mit den mobilen Teilnehmern und überwacht die physikalische Funkverbindung. Darüber hinaus überträgt sie die Nutz- und Statusnachrichten an die Terminals. Die Basisstation hat keine Vermittlungsfunktion, sondern lediglich eine Versorgungsfunktion. Eine Basisstation umfasst zumindest eine Sende/Empfangseinheit.
Ein Terminal kann ein beliebiges Kommunikationsendgerät sein, über das ein Benutzer in einem Kommunikationssystem kommuniziert. Es fallen beispielsweise Mobilfunkendgeräte wie Mobiltelefone oder tragbare Computer mit einem Funkmodul darunter. Ein Terminal wird oft auch als "Mobilstation" (MS) oder in UMTS "User Equipment" (UE) bezeichnet.
Im Mobilfunk wird zwischen zwei Verbindungsrichtungen unterschieden. Die Abwärtsverbindung bzw. "Downlink" (DL) bezeich- net die Übertragungsrichtung von der Basisstation zum Terminal. Die Aufwärtsverbindung bzw. "Uplink" (UL) bezeichnet die entgegengesetzte Übertragungsrichtung vom Terminal zur Basisstation. In Breitbandubertragungssystemen, wie beispielsweise einem UMTS-Mobilfunknetz ist ein Kanal ein Teilbereich einer zur Verfugung stehenden Gesamtubertragungskapazitat . Als Funkkanal wird im Rahmen dieser Anmeldung ein drahtloser Kommunika- tionsweg bezeichnet.
In einem Mobilfunksystem, beispielsweise UMTS, gibt es für die Übertragung von Daten zwei Arten von physikalischen Kanälen: festzugeordnete Kanäle bzw. "Dedicated Channels" und ge- meinsam benutzte bzw. "Common Channels". Bei den Dedicated
Channels wird eine physikalische Ressource nur für die Übertragung von Informationen für ein bestimmtes Terminal reserviert. Bei den Common Channels können Informationen übertragen werden, die für alle Terminals gedacht sind, beispiels- weise der primäre gemeinsame physikalische Steuerungskanal bzw. "Primary Common Control Physical Channel" (P-CCPCH) am Downlink, oder aber alle Terminals teilen sich eine physikalische Ressource. Dies ist der Fall beim HS-PDSCH, über den an ein Terminal in Abhängigkeit von der Verbindungsqualitat zu dem Terminal Daten gesendet werden.
In Mobilfunksystemen wie beispielsweise UMTS sind neben lei- tungsvermittelten bzw. "circuit switched" Diensten, bei denen eine Verbindung wahrend ihrer Zeitdauer fest allokiert ist, auch paketorientierte bzw. "packet switched" Dienste vorgesehen. Leitungsvermittelte Dienste können auch diskontinuierlich durchgeführt werden.
Für die zeitliche Koordination einer Datenübertragung oder von Signalisierungsprozeduren sind sogenannten Zeitschlitze bzw. "tάme slots" bzw. "slots" vorgesehen. Ein Zeitschlitz weist im UMTS System eine Zeitdauer von 0,666 ms auf. Bei einer paketorientierten Datenübertragung ist die Trans- portblockgroße die Anzahl der Informationsbits die in einem Block von Schicht 2 eines OSI Modells an die Schicht 1 eines OSI Modells zur Codierung und Übertragung übergeben werden. Die Blockfehlerwahrscheinlichkeit ist das Verhältnis der Anzahl der Transportblocke mit mindestens einem fehlerhaft u- bertragenen Bit zur gesamten Anzahl der betrachteten Transportblocke. Unter einem Transportblock wird hierbei eine Gruppe von Informationsbits verstanden .
In Figur 1 ist ein Sender S und ein Empfanger R in einem Kommunikationssystem CN zu sehen. Der Sender S sendet Daten zum Empfanger R über eine erste Kanalverbindung CHI . Der Empfanger R kann zum Sender S Daten über eine zweite Kanalverbin- düng CH2 senden.
Der Sender S kann beispielsweise eine Basisstation sein, der Empfanger R ein Terminal. Bei dem Kommunikationsnetzsystem kann es sich beispielsweise um ein System gemäß dem UMTS, dem GSM oder anderen Standards handeln. Die erste Kanalverbindung CHI kann mehrere Kanäle umfassen, beispielsweise einen Daten- ubertragungskanal zur Übertragung von Nutzdaten bzw. "load bits" sowie einen Kontrollkanal zur Übertragung von Kontrollinformation . Die zweite Kanalverbindung CH2 kann nur einen Kontrollkanal umfassen oder auch wie die erste Kanalverbindung CHI aus einem Kontrollkanal und einem Datenubertragungs- kanal bestehen.
Für eine Übertragung von Nutzdaten über den Datenubertra- gungskanal der ersten Kanalverbindung CHI vom Sender zum Empfanger ist es wichtig, dass die Kanalqualitat dieses Daten- ubertragungskanals bekannt ist. Dazu ermittelt der Empfanger, also beispielsweise das Terminal, aus Daten der ersten Kanal Verbindung eine absolute Kanalqualitatsinformation bzw. "Channel quality Information" CQI .
Der Empfanger R kann diese Kanalqualitatsinformation auch aus Daten von allgemeinen Kontrollkanalen ermitteln. Im Falle von HSDPA wurde es sich hierbei beispielsweise um den allgemeinen Pilotkanal CPICH (Common Pilot Channel) handeln.
Diese Kanalqualitatsinformation oder "Channel Quality Infor- mation" CQI wird vom Empfanger R an den Sender S übermittelt, beispielsweise über den Kontrollkanal der zweiten Kanalverbindung CH2.
Nun ist es für die Datenübertragung über die erste Kanalver- bindung wichtig, dass eine möglichst zeitnahe Kanalqualitatsinformation CQI beim Sender S vorliegt. Gleichzeitig soll nicht unnötig Kanalqualitatsinformation CQI verschickt werden, da dies, wie bereits gesagt, zu Interferenzen fuhrt.
Um eine Vielzahl von möglichen Ubertragungsszenarios zu erfassen wird deshalb im Rahmen der Erfindung ein Einstellen von Datenubertragungsparametern, basierend auf denen eine Datenübertragung an den Zustand eines Datenubertragungskanals angepasst wird, in Abhängigkeit vom Vorliegen eines Ubergabe- zustandes, insbesondere eines Soft-Handovers vorgeschlagen.
Bevor das Ablaufdiagramm in Figur 2 erläutert wird, sollen zunächst die teilweise bereits eingangs erwähnten Verfahren noch detailliert geschildert werden:
1) Variable Kanalqualitatsnachrichtenubermittlung bzw. "Variable Rate CQI Reporting" 2) Nachfragegesteuerte Kanalqualitätsnachrichtenübermittlung bzw. "On-Demand CQI Reporting"
3) Zeitdauerbasierte Kanalqualitätsnachrichtenübermittlung bzw. "Duration of CQI measurement"
1) Bei "Variable Rate CQI Reporting" reduziert man die durch CQI Reports im Mittel erzeugte Interferenz indem man ihre Häufigkeit der CQI Nachrichten im Falle dass keine HSDPA Datenaktivität vorliegt reduziert und im Falle von Aktivität erhöht. Damit stellt man auch sicher, dass gerade dann wenn CQI Nachrichten von der Basisstation benötigt werden - nämlich im Falle der Datenaktivität - diese auch entsprechend häufig übertragen werden.
Bei "Variable Rate CQI Reporting" unterscheidet man weiter zwischen "Activity Based CQI Feedback" und "NAK Based CQI
Feedback". "Activity Based CQI Feedback" überträgt mit jedem ACK und NAK ein CQI Wert wogegen "NAK Based CQI Feedback" nur mit jedem NACK einen CQI Wert überträgt.
2) Das "On-Demand CQI Feedback" Verfahren nutzt die physikalischen Ressourcen effizienter als der derzeitige Standard indem CQI Werte durch die Basisstation - wenn benötigt - durch eine schnelle Schicht 1 Signalisierung angefordert werden. Direkt auf Schicht 1 bzw. der physikalischen Schicht ü- bertragene Informationen sind mit weniger Verzögerung verfügbar. Damit liegen aktuelle CQI 's schon frühzeitig - zu Beginn der Aktivität auf dem HS-DSCH - vor. Die Basisstation hat die Kontrolle über den Grad und den Zeitpunkt der "On-Demand" CQI Nutzung.
3) Die nun von der Erfindung miterfasste zeitdauerbasierte Kanalqualitätsnachrichtenübermittlung bzw. als "Duration of CQI measurement" bezeichnetes Verfahren umfasst die Erweite rung der derzeitigen HSDPA Spezifikation hinsichtlich mindestens eines folgender neuen Aspekte: a) Einführung der Möglichkeit aufeinenderfolgende CQI Werte wie sie in Release 5 definiert sind in der Mobilstation zu mittein und nicht die ungemittelten aufeinanderfolgenden Werte sondern die gemittelten Werte an die Basisstation zu übertragen. Die Mittelung kann linear oder beispielsweise auch logarithmisch erfolgen b) Verwendung eines anderen Zeitintervalls für die CQI Mes- sung an der Mobilstation als die derzeit spezifizierten
3 HSDPA Zeitschlitze.
Dieses Verfahren (3) kann auch als Ergänzung zu bereits existierenden Verfahren zur Verbesserung der CQI Information durch "power control tracking " (PCT) gesehen werden. Dabei wird die Information über den aktuellen Kanalzustand an der Basisstation durch die Aufwartsverbindungs- "power control" (PC) Kommandos des Terminals auf Grund der Veränderungen des Abwartsverbindungs- Kanals nachgefuhrt bzw. aktualisiert.
Die PC Kommandos werden von Terminal basierend auf dem festzugeordneten Kanal, bei UMTS z.B dem fest zugeordneten, physikalischen Abwartsverbindungskontrollkanal DL-DPCCH oder dem entsprechenden Datenkanal DL-DPDCH ermittelt. Es wird ein PC Kommando pro Zeitschlitz bzw. "Slot" , d.h. in einem UMTS
System alle 0,666 ms, übertragen. CQI Werte werden höchstens alle 1,88 ms für ein UMTS System, bzw. alle 3 "Slots" übertragen und in der Praxis wird man ehr größere Werte für die Periodendauer einer wiederkehrenden CQI Übertragung wählen Z.B. wird k=40 gewählt, d.h. es wird ein CQI Wert alle 80 ms in einem UMTS System bzw. 120 "Slots" übertragen, um die durch die CQI Übertragung entstehende Aufwartsverbindungs- Interferenz zu reduzieren. Durch die Einführung der Mittelung aufeinanderfolgender CQI Werte in der Mobilstation wird die Schätzung des langsamen Fadings bei gleichzeitiger Reduktion der CQI Übertragungshäu- fάgkeit verbessert. Die Information über schnelle Veränderungen des Kanals werden über PCT ausgewertet und an der Basis- station bei der Auswahl des entsprechenden HSDPA MCS berücksichtigt.
Jeweils für sich genommen sind diese Verfahren nur in ganz bestimmten Fallen vorteilhaft, wogegen sie in anderen Fällen nachteilig sind.
So kann zum Beispiel im Softhandover bzw. "SHO" PCT nicht verwenden werden, da sich die Berechnung des Aufwärtsverbin- dungsleistungskontrollkommandos bzw. des UL PC Kommandos im SHO auf die geschätzte SIR bezüglich aller DPCCH/DPDCH Signale der im aktiven Set enthaltenen Verbindungen bezieht und die HSDPA Verbindung entsprechend dem Standard nicht im SHO ist. Daher sind die PC Kommandos nicht oder nur bedingt auf die HSDPA Verbindung anwendbar, nämlich dann, wenn die HSDPA Verbindung auch die stärkste DPCCH/DPDCH Verbindung im aktiven Set bzw. in der aktiven Gruppe von Verbindungen ist ist. Das Verfahren (3) ist damit im SHO Fall nur für relativ schnelle und sehr langsame, das heißt quasi statisch, Geschwindigkeiten vorteilhaft anwendbar, da im Bereich großer Geschwindigkeiten auf Grund der Verzögerung zwischen "on de- mand" CQI Anforderung und dem Erhalt des CQI Wertes der Mittelwert aus CQI Werten meist genauer ist als der nichtgemit- telte on-demand CQI Wert und im Bereich sehr kleiner Geschwindigkeiten die Mittelung gegenüber keiner Mittelung vorteilhaft ist. HSDPA wurde allerdings mit dem Hauptaugenmerk auf langsame und mittlere, d.h etwa 3- 30km/h, d.h. beispielsweise Fußgänger oder Radfahrgeschwindigkeiten Geschwindigkeiten hin optimiert. Genau in diesem Bereich sind im SHO Fall die Methoden (1) und (2) vorteilhafter als (3)
Da nun Mobilstation und Basisstation jeweils die Information haben, ob sie sich im SHO befinden oder nicht, und die Verfahren (1) , (2) sowie Kombinationen dieser Verfahren im SHO vorteilhaft sind, wogegen sie im nicht SHO gegenüber (3) und PCT keinen Gewinn bringen und (3) mit PCT im nicht SHO Fall günstig ist, wogegen PCT im SHO Fall nicht oder nur bedingt anwendbar ist, ist der Kern der Erfindung Verfahren (1), (2) oder Kombinationen davon im allgemeinen SHO Fall anzuwenden und (3) oder Kombinationen davon im nicht SHO Fall einzusetzen. Unter allgemeiner SHO wird hierbei verstanden, dass nicht die Verbindung zu einer Basisstation dominiert.
Alle Verfahren können auch zusammen mit dem derzeit schon spezifizierten periodischen CQI Verfahren kombiniert werden.
Die aufgeführten Verfahren werden gemäss einer Ausgestaltung der Erfindung ohne zusätzliche Signalisierung jeweils in dem für sie günstigen Betriebsfall eingesetzt. Kriterium, wann welches Verfahren verwendet wird ist das Vorliegen eines Ü- bergabezustandes wie dem SHO. Dadurch entfällt die Signalisierung, wann welches Verfahren zu verwenden ist. Sowohl Terminal als auch Basisstation haben die Information, ob sie sich im SHO befinden oder nicht.
In Figur 2 ist nun ein Ablaufdiagramm für eine Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens zu sehen, aus der die Auswahl der verschiedenen Methoden ersichtlich wird: Zunächst werden im Schritt Ch-Q-M Messergebnisse bezuglich der Kanalqualltat, welche vom Terminal alleme oder zusammen mit einer oder mehreren Basisstationen durchgeführt wurden, ermittelt.
In einem zweiten Schritt TX werden diese an eine zentrale
Einheit übermittelt. Die zentrale Einheit kann eine Basista- tion oder auch ein Radio Network Controller sein. Von einer weiteren oder derselben zentralen Einheit erhalt das Terminal im Schritt C-I auch die Information, ob es sich in einem Ubergabemodus befindet.
Bei dem Ubergabemodus handelt es sich beispielsweise wie in Fig. 2 gezeigt, um einen Soft-Handover SHO. Es kann sich jedoch auch um einen Softer-Handover handeln, bei dem ein Uber- gang zwischen einzelnen Sektoren bzw. einzelnen Antennensektoren einer Basistation in der Zelle stattfindet oder allgemein um einen Zustand, bei dem ein Terminal eine Verbindung zu mehreren Basisstationen oder Untereinheiten von Basisstationen hat.
Nun werden m Abhängigkeit vom Vorliegen eines Ubergabemodus (Schritt SHO) unterschiedliche Methoden zur Anpassung der Datenübertragung an die Bedingungen des Datenubertragungskanals angewandt .
Im Falle, dass ein Ubergabezustand, insbesondere ein SHO vorliegt, sind folgende Ausgestaltungen vorgesehen. a) Befinden sich Terminal und Basisstation im SHO, so wird
Verfahren (1) oder (2) bzw. eine Kombination von (1) und (2) Verfahren verwendet. Wie bereits eingangs dargelegt, weisen eine aktivitatsbasiertes CQI-Ubertragung oder eine nachfragegesteuerte CQI-Ubertragung den Vorteil einer höheren Aktualität der CQI-Nachricht auf. Das Hmzuzie hen eines oder mehrerer Leistungssteuerungsparameter hingegen wäre in diesem Falle nachteilig, da im SHO eine Leistungsregelung bezüglich des "Summenkanal", welcher sich aus einer Addition aller aktiven , fest zugeordne- ten Kanäle bzw. "dedicated Channels" zwischen dem Terminal und zumindest 2 Basisstation ergibt, erfolgt. Die Leistungsregelung für den Summenkanal ist für den individuellen Zustand eines Einzelkanals im Allgemeinen nicht aussagekräftig. Daher werden nur CQI-basierte Me- thoden in diesem Fall verwendet. b) Befinden sich Terminal und Basisstation im SHO, so wird Verfahren (1) oder (2) bzw. eine Kombination von (1) und (2) zusätzlich zu einem Verfahren angewendet, bei dem die CQI 's periodisch geschickt werden. Dies hat neben dem unter a) genannten Vorteil, dass die Information ü- ber die Kanalqualität unabhängig periodisch erneuert wird und zudem der Implementierungsaufwand aufgrund des bereits angewandten, periodischen bzw. zyklischen Verfahrens gering ist. c) Befinden sich Terminal und Basisstation im SHO und die
HSDPA Verbindung ist die stärkste (beste Verbindung) der aktiven SHO Verbindungen bzw. im aktiven SHO Set, so wird zusätzlich zu einem zyklischen oder periodischen CQI-Übermittlung bzw. "Reporting" ein Leistungskontrol- Ie Verfahren PCT verwendet. Dies hat folgenden Hintergrund: Eine HSDPA Verbindung besteht im Gegensatz zu einer Verbindung über die festzugeordneten Kanäle stets nur mit einer Basisstation. Ist nun die HSDPA Verbindung die stärkste Verbindung, so ist dies äquivalent mit der Aussage, dass die Eigenschaften des Summenkanals aller aktiven festzugeordneten Kanäle bzw. dedicated Channels durch die Eigenschaften des Dedicated Channels zu dieser Basisstation mit guter Näherung bestimmt werden. Daher besitzen der oder die Leistungsregelungsparameter des o- der der Dedicated Channels bezüglich der Funkverbinung zu der HSDPA-übetragenden Basisstation eine Aussagekraft, weshalb es vorteilhaft ist, sie zur Bestimmung der Kanalqualität mit heranzuziehen.
d) Befinden sich Terminal und Basis Station im SHO und die HSDPA Verbindung ist die stärkste (beste Verbindung) im aktiven SHO Set, so wird eine zyklische oder periodische CQI-ύbertragung unter Einbeziehung von Leistungsrege- lungsparametern PCT wie unter c) beschrieben in Kombination mit Verfahren (3) verwendet. Dies hat zusätzlich zu den unter c) genannten Vorteilen folgenden Vorteil: Durch eine Mittelung der CQI-Werte, also der absoluten Kanalqualitatsinformation, wird bezuglich langfristiger Änderungen ein zuverlässigerer absoluter Kanalinformati- ons-Wert ermittelt. Zusatzlich werden kurzfristige Änderungen über den oder die Leistungsregelungsparameter er— fasst. Somit ergibt sich eine sehr detaillierte Be- Schreibung des Funkkanals
Im Falle, dass das Terminal sich nicht in einem Übergabezustand befindet, ist folgendes vorgesehen. e) Befindet sich Mobil- und Basisstation im nicht SHO Fall, so wird eine periodische oder zyklische CQI_Messung in
Kombination mit Verfahren (3) unter Einbeziehung von einem oder mehrerer Leistungsregelungsparamter verwendet. Dies hat neben einem geringen Implementierungsaufwand den Vorteil einer detaillierten Beschreibung des Funkka- nals mit langfristigen und kurzfristigen Entwicklungen.
Zusammenfassend wird ein Verfahren zur, insbesondere drahtlosen, Datenübertragung über einen, von mehreren Terminals ge meinsam benutzten Datenubertragungskanal zwischen einem Terminal und einer Basisstation offenbart, bei dem die Einstellung der Datenubertragungsparameter in Abhängigkeit vom Vorliegen eines Übergangszustandes erfolgt. Die Datenubertra- gungsparameter dienen hierbei dazu, die Datenübertragung an die Qualität des Datenubertragungskanals anzupassen, indem beispielsweise Sendeleistung, Codierung oder Modulation ange- passt wird. Ein Ubergangszustand liegt dann vor, wenn das Terminal über einen anderen als den gemeinsam benutzten Kanal zumindest eine Verbindung zu einer weiteren Basisstation hat.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Datenübertragung in einem Kommunikationsnetz (CN) , bei dem
- mindestens eine erste Datenübertragung zwischen einem Terminal (E) und einer primären Basisstation (S) über zumindest einen fest zugeordneten Kanal, dessen zumindest einer Übertragungsparameter mittels relativer Kanalqualitatsin- formation in einem geschlossenen Kreis geregelt wird und mindestens eine zweite Datenübertragung zwischen einem Terminal (E) und der primären Basisstation (S) über zumindest einen gemeinsamen Kanal erfolgt und die zweite Datenübertragung mittels Ubertragungsparametern für die zweite Datenübertragung an den Kanal angepasst wird und die Einstellung der Ubertragungsparametern für den gemeinsamen Kanal in folgenden Schritten erfolgt: a) Senden einer Steuerinformation von einer zentralen Steuereinheit des Kommunikationsnetzes an das Terminal (E) , wel- che angibt, ob über einen festzugeordneten Kanal eine Verbindung vom Terminal (E) zu zumindest einer weiteren sekundären Basisstation (S) aufgebaut werden soll; b) Übermitteln von absoluter Kanalqualitatsinformation (CQI) zwischen dem Terminal (E) und der primären Basisstation (S) ; c) Einstellen der Datenubertragungsparameter für den gemeinsamen Kanal an der primären Basisstation (S) anhand absoluter Kanalqualitätsinformation, wenn anhand der Steuerinformation eine Verbindung zu der zumindest einen weiteren sekundären Basisstation festgestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in Schritt b) die absolute Kanalqualitatsinformation (CQI) in Zeitabstanden, welche von der Aktivität der Datenverbindung abhangen, zwischen Terminal und primärer Basisstation übermittelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem in Schritt b die absolute Kanalqualitatsinformation (CQI) von der primären Ba- sisstation (S) angefordert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, bei dem die absolute Kanalqualitatsinformation (CQI) in wiederkehrenden, insbesonde- re zyklisch wiederkehrenden, Zeitabstanden vom Terminal (E) an die Basisstation (S) übermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, insbesondere ruckbezogen auf 1, bei dem ermittelt wird, ob die Verbindung zu der pri- maren Basisstation (S) in Bezug auf eine vom Terminal (E) empfangene Leistung die stärkste ist und falls diese Verbindung die stärkste ist, die Einstellung der Datenubertragungs- parameter für den gemeinsamen Kanal auch anhand relativer Kanalqualitatsinformation erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Einstellung der Da- tenubertagungsparameter auch anhand gemittelter absoluter Kanalqualitatsinformation erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die gemittelte absolute Kanalqualitatsinformation in von der Mittelung erfassten Zeitabstanden zwischen Terminal (E) und Basisstation (S) u- bertragen werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in Schritt c) , wenn keine Verbindung zu einer weiteren sekundären Basisstation vorliegt, die Einstellung der Datenubertragungsparameter für den gemeinsamen Kanal über absolute und relative Kanalqualitätsinformation erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die absolute Kanalqua- litätsinformation (CQI) in wiederkehrenden, insbesondere zyklisch wiederkehrenden, Abständen zwischen Terminal (E) und primärer Basisstation (S) übermittelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die absolute Kanalqualitätsinformation (CQI) gemittelt wird und in den von der Mittelung erfassten Zeitabständen vom Terminal (E) an die primäre Basisstation (S) übertragen wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei dem die absolute Kanalqualitätsinformation (CQI) von der primären Basisstation (S) über eine Signalisierung in der physikalischen Schicht angefordert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem die Abhängigkeit der Zeitabstände, in denen die absolute Kanalqualitätsinformation (CQI) übermittelt wird, von der Aktivität der Datenübertragung derart gestaltet ist, dass bei jeder Bestätigung eines nicht korrekten Empfangs eines Teils der Daten über den gemeinsamen Kanal, welche vom Terminal (E) an die primäre Basisstation übermittelt wird, absolute Kanalinformation (CQI) vom Terminal (E) zur Basisstation übertragen wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Datenübertragung auf dem gemeinsam genutzten Kanal paketweise erfolgt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die absolute Kanalqualitatsinformation (CQI) aussagt, welche Modulation oder/und welche Codierung auf dem gemeinsam genutzten Datenubertragungskanal gewählt wird, um eine fest- gelegte Bitfehlerrate zu erzielen.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die relative Kanalqualitatsinformation aussagt, ob die Sendeleistung in Bezug auf die momentan vom Terminal im Rah- men der Datenübertragung empfangene Sendeleistung erhöht oder erniedrigt bzw. erhöht oder erniedrigt oder gleich bleibt.
16. Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche 6, 7 und 10 bis 15, bei dem für die Ermittlung der absoluten Kanalqua- litatsinformation (CQI) , welche für die Bestimmung des Mittelwertes herangezogen wird, ein anderes Zeitintervall herangezogen wird, als für dxe im Falle das kein Ubergabezustand vorliegt ermittelten absoluten Kanalqualitatsinformation (CQI) .
17. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 4 bxs 7, 9 bis 16, bei dem die wiederkehrenden, insbesondere zyklisch wiederkehrenden Zeitpunkte, von einer Basisstation o- der/und einer zentralen Einheit des Kommunikationsnetzes (CN) vorbestimmt sind.
18. Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, bei dem das Kommunikationsnetz (CN) ein Mobilfunknetz ist, welches gemäß dem UMTS Standard arbeitet und es sich bei dem Daten- ubertragungsverfahren um HSDPA handelt.
19. Terminal (E) mit einer Sende/Empfangseinheit zum Übertragen und Empfangen von Daten über eine Funkstrecke und einer Prozessoreinheit, welche zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 eingerichtet ist.
20. Basisstation (S) mit einer Sende/Empfangseinheit zum Ü- bertragen und Empfangen von Daten über eine Funkstrecke, mit einer Verbindung zu einem Kommunikationsnetzwerk und einer Prozessoreinheit, welche zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 eingerichtet ist.
21. Kommunikationsnetz mit einem Terminal (E) nach Anspruch 19 und einer Basisstation (S) nach Anspruch 20.
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