WO2001003460A1 - Verfahren zum rufen von teilnehmerstationen in einem funk-kommunikationssystem - Google Patents

Verfahren zum rufen von teilnehmerstationen in einem funk-kommunikationssystem

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WO2001003460A1
WO2001003460A1 PCT/DE2000/002175 DE0002175W WO0103460A1 WO 2001003460 A1 WO2001003460 A1 WO 2001003460A1 DE 0002175 W DE0002175 W DE 0002175W WO 0103460 A1 WO0103460 A1 WO 0103460A1
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call
group
channel
indicator
subscriber stations
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PCT/DE2000/002175
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Marcus Purat
Reinhard KÖHN
Volker Sommer
Thomas Ulrich
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04W68/02Arrangements for increasing efficiency of notification or paging channel
    • H04W68/025Indirect paging
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    • H04W52/0209Power saving arrangements in terminal devices
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    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the invention relates to a method for calling subscriber stations in a radio communication system and to a radio communication system designed in this way.
  • radio communication systems messages (for example voice, picture information or other data) are transmitted as signals with the aid of electromagnetic waves via a radio interface.
  • the radio interface relates to a connection between a base station and subscriber stations, where the subscriber stations can be mobile stations or fixed radio stations.
  • the electromagnetic waves are emitted at carrier frequencies that lie in the frequency band intended for the respective system.
  • UMTS Universal Mobile Telecommunication
  • a radio communication system can be designed, for example, as a cellular mobile radio network, in which, because of the scarcity of the transmission resources that can be detected on the radio interface between subscriber stations and base station, there is not a separate transmission channel for each mobile subscriber (subscriber station, MS). To call subscriber stations therefore exists in every cellular
  • PCH special paging channel
  • the base station m sends the call channel of one cell or several call channels
  • a paging message which the address of the subscriber to be called tion contains. All subscriber stations that are in the location area must be ready at all times in the paging mode (sleep mode) to receive a call message on the call channel, since they do not know a priori which address is contained in the call message. This reception ⁇ readiness for the subscriber stations means a power consumption.
  • the call channel is divided into m subchannels (paging sub-channels) to reduce the power consumption of the subscriber stations.
  • the subchannels are transmitted in time division multiplex on a call channel.
  • Each subchannel has a paging group that consists of a subset of all subscriber stations to be addressed.
  • a subscriber station is assigned to a call group via its address.
  • each subscriber station Since each subscriber station knows the address of its own mobile subscriber and thus its call group, it only has to receive all call messages on the subchannel that is uniquely associated with this group. The efficiency of this procedure is determined by the number of call groups. The more call groups there are, the fewer subscriber stations are in a group. This means that the number of unnecessarily received call messages is reduced.
  • each subchannel Due to the burst structures in GSM, each subchannel has a certain minimum capacity C min which has not fallen below can be.
  • the channel capacity on the call channel is determined by the average (or maximum) transmission rate R PC H of the call messages .
  • the minimum capacity of a subchannel and the predefined transmission rate R PC H of the call channel result in a maximum limit for the number of subchannels for a predefined maximum delay ⁇ t PL with which a call message may reach a call group ⁇ t Pu / C m ⁇ n ).
  • An increase in the number of subchannels can only be achieved by increasing the channel capacity of the call channel or the delay of the call message.
  • the increase in the call channel capacity limits the available channel capacity on the radio interface for other channels. A longer delay leads to a longer connection establishment.
  • FDD Frequency Division Duplex
  • TDD Time Division Duplex
  • Each subscriber station can be added by a call indicator and is assigned to a call indicator group.
  • the call indicator is determined to indicate whether a call message is present for a subscriber station from the call indicator group.
  • the PICH is continuously available in FDD mode. Such a continuous availability is not possible with a TDMA radio interface.
  • the different call indicators are - analog to the GSM PCH - transmitted in time-division multiplex on the PICH.
  • the call message is for the subscriber station with a certain, constant in time Delay with respect to the call indicator is sent on the parallel existing call channel that is common to all subscriber stations. It only has to be received by the subscriber stations whose call indicator indicates that there is a call message for their call indicator group.
  • either the transmission resources of the call channel have to be increased or the delay of the call setup with a larger number of call groups per number of transmission resources has to be accepted.
  • the power saving effect therefore only results from the saved decoding.
  • the entire subchannel must still be received. However, most of the electricity is consumed by switching on the analog receiver. Digital decoding uses less electricity.
  • the invention is based on the object of specifying a method for calling subscriber stations and a radio communication system in which, in particular for the TDD mode, the power consumption of subscriber stations is further reduced and the transmission resources of the radio interface are used well ÜJ J r ⁇ NJ ⁇ — '- 1
  • the call indicators it is possible to separate the call indicators from the subchannels and to transmit them in a separate channel. Because of the low transmission rate R PICH of the call indicator channel PICH, it should not be continuously available, since otherwise it would occupy an unnecessarily large amount of channel capacity. The PICH is therefore time-division multiplexed with other channels, with the PICH being transmitted much less frequently than the other channels. This restriction does not allow the solution of TSGR1 # 5 (99) 604, of TSG-RAN Workmg Group 1 meetmg # 5, Cheju, South Korea, 1.6.99, ie a fixed time allocation of call dictators and call messages on the Call channel to take over. Due to this firm binding of the call channel and the call indicator channel, the capacity of the call was too limited.
  • the ratio of the transmission rate of the PICH R F ⁇ ch and the capacity of the call indicator Cr is generally smaller than the ratio RptH / C m ⁇ n , so that the number of call indicator groups can be chosen larger than, for example, the number of call groups m GSM.
  • the call indicator need only assume two states and can therefore consist of only a small number of symbols to be transmitted (typically two, four or eight), so that the additional channel for the transmission of the call indicator (paging indicator channel, PICH) is only one small part of the available channel capacity is occupied.
  • PICH paging indicator channel
  • the subscriber stations are uniquely assigned to both a call indicator group and a call group via their address.
  • the number of call indicator groups and the number of call groups can be selected independently of one another.
  • the number of call indicator groups is determined by the transmission rate assigned to a call indicator channel, the transmission resources reserved for a call indicator and the permitted delay time. The power saving efficiency of the call process can be improved by increasing the number of call indicator groups.
  • radio interface is organized after a TDD separation of the transmission directions and thus particularly asymmetrical data transmissions can be supported.
  • An additional CDMA subscriber separation allows a "soft" increase in capacity through additional allocated spreading codes or an increase in the spreading factor.
  • FIG. 6 shows a channel structure for the call channel
  • FIG. 1 shows the assignment of subscriber stations to call groups and call indicator groups
  • FIG. 8 shows the distribution of transmission resources for the call groups and call indicator groups over different superframes of the radio interface.
  • the mobile radio system shown in FIG. 1 as an example of a radio communication system consists of a plurality of mobile switching centers MSC which are networked with one another or which provide access to a fixed network PSTN. Furthermore, these mobile switching centers MSC are each connected to at least one device RNC for controlling the base stations BS and for allocating radio resources, ie a radio resource manager.
  • the radio resource manager RNC also assigns and configures later explained channels PICH and PCH.
  • Each of these devices RNC in turn enables a connection to at least one base station BS.
  • Such a base station BS can establish a connection to a subscriber station, for example mobile stations MS or other mobile and stationary terminals, via a radio interface.
  • At least one radio cell is formed by each base station BS.
  • the base station BS contains a transmitting device TX for transmitting a call indicator pi in the call indicator channel PICH for calling a subscriber station MS
  • connections VI, V2, V3 for the transmission of useful information m and signaling information si as point-to-point connections between subscriber stations MS and a base station BS, a call channel PCH and a call indicator channel PICH as point-to -Multipoint connections from the base station BS to several subscriber stations MS each.
  • E Operations and maintenance center OMC implements control and maintenance functions for the mobile radio system or for parts thereof.
  • the functionality of this structure can be transferred to other radio communication systems in which the invention can be used, in particular for subscriber access networks with a wireless subscriber line.
  • the frame structure of the radio transmission can be seen in FIG. 2.
  • a frequency band extends over a frequency range B. Part of the time slots ts0 to ts8 is used in the downward direction DL and part of the time slots ts9 to tsl4 is used in the upward direction UL. In between is a switching point SP.
  • the frequency band for the upward direction UL corresponds to the frequency band for the downlink waiting direction DL. The same is repeated for other carrier frequencies.
  • radio blocks for the transmission of useful data consist of sections with data d, in which training sequences (middle tamper) known on the receiving side are embedded for channel estimation.
  • the data d are spread individually with a fine structure, a spreading code c, so that, for example, n connections can be separated at the receiving end by this CDMA component.
  • Em channel is formed by em frequency band B, a time slot ts and a spread code c.
  • the spreading of individual symbols of the data d has the effect that within the symbol duration T sym Q chips of the duration T c ⁇ P are transmitted.
  • the Q chips form the connection-specific spreading code c.
  • the spreading code c can also result from a superimposition of several codes.
  • a protection time gp is provided within the time slot ts to compensate for different signal tents of the connections.
  • the successive time slots ts are structured according to a frame structure. 15 time slots ts are thus combined into a frame for. Several frames in turn form a super frame.
  • Chip rate 3 84 Mcps frame duration: 10 ms
  • Frequency repetition value 1
  • the call indicator channel PICH is time-multiplexed within a multi-frame structure with a common control channel CCPCH and transmitted omnidirectionally within a radio cell.
  • a constant transmission power and a spreading factor of SF 16 are provided for the call indicator channel PICH.
  • the subscriber stations MS of the call indicator group pig can be shown that a call message is being transmitted in the call channel PCH for at least one subscriber station MS of the group. Only when there is a call indicator pi indicating a call message, the subscriber stations MS of the call indicator group have to be ready to receive the call channel PCH individually assigned to them.
  • the transmission resources reserved for the call indicator channel PICH can be kept very low, ⁇ a, as can be seen from FIGS. 4 and 5, a few symbols are sufficient for the call indicators pi.
  • the call indicators pi consist of 2, 4 or 8 symbols and are transmitted within a normal radio block (type 1 or 2).
  • the choice of length and grouping of the call indicators pi can guarantee different levels of reliability (large icon length and proximity to the mid-range means high reliability). According to the exemplary embodiment, it is assumed that all call indicators pi should have the same reliability. However, it would also be possible to use the length and position within the Radio block some call indicator groups pig prefer for certain services.
  • the call messages which represent the actual calling of the subscriber stations MS, are transmitted in a call channel PCH, which is shown in FIG. 6.
  • a subchannel of a call channel PCH assigned to a call group pg consists of two successive time slots in the common control channel CCPCH.
  • the fast signaling channels FACH which can also be transmitted within the CCPCH and are assigned to a subscriber station MS, can share the resources with the call channels PCH.
  • call channel PCH and call indicator channel PICH are separate channels.
  • the call indicator channel PICH can alternatively be designed as a subchannel of the call channel PCH.
  • the assignment of subscriber stations MS to a call group pg or to a call indicator group pig is clear and takes place on the basis of the address of the subscriber station MS.
  • the assignment of subscriber station MS to groups pg and pig can be carried out by the RNC or the base station BS on the transmission side and converted into corresponding messages within the channels PICH and PCH. On the reception side, this is done by the subscriber station MS itself.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, Rufindikator-Gruppen und Rufgruppen für Teilnehmerstationen unabhängig voneinander zur verwalten. Die Teilnehmerstationen einer gemeinsamen Rufgruppe müssen somit nicht mehr auch eine Rufindikator-Gruppe bilden, sondern die Zusammensetzung und Größe der Gruppen kann individuell gestaltet werden. Ein Rufindikator, der in einem Rufindikatorkanal übertragen wird, zeigt an, daß für eine Teilnehmerstation der Rufindikator-Gruppe in einem gesonderten Rufkanal ihrer Rufgruppe eine Rufnachricht übertragen wird. Somit wird eine Kanalstruktur gebildet, die für die Teilnehmerstationen eine höhere Stromersparnis bringt und in allen Modi einsetzbar ist, da sie nicht vom Vorhandensein von kontinuierlich vorliegenden Kanälen abhängt. Damit ist die Erfindung insbesondere bei Funkschnittstellen im TDD-Modus einsetzbar.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Rufen von Teilnehmerstationen in einem Funk- Kommuni ationssystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rufen von Teilnehmerstationen m einem Funk-Kommunikationssystem und ein derartig ausgebildetes Funk-Kommunikationssystem.
In Funk-Kommunikationssystemen werden Nachrichten (beispielsweise Sprache, Bildmformation oder andere Daten) als Signale mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle übertragen. Die Funkschnittstelle bezieht sich auf eine Verbindung zwischen einer Basisstation und Teilneh- erstationen, wobei die Teilnehmerstationen Mobilstationen oder ortsfeste Funkstationen sein können. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Tragerfrequenzen, die in dem für das "jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Für zukunftige Funk-Kommunikationssysteme, beispielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommunication
System) oder andere Systeme der 3. Generation sind Frequenzen im Frequenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen.
Ein Funk-Kommunikationssystem kann beispielsweise als zellu- lares Mobilfunknetz ausgebildet sein, bei dem wegen der Knappheit der erfugbaren Übertragungsressourcen auf der Funkschnittstelle zwischen Teilnehmerstationen und Basissta- tion nicht zu jedem mobilen Teilnehmer (Teilnehmerstation, MS) ein eigener Übertragungskanal besteht. Zum Rufen von Teilnehmerstationen existiert daher in jedem zellularen
Mobilfunknetz ein spezieller Rufkanal (paging Channel, PCH) , der allen Teilnehmerstationen in einer Zelle zugeordnet ist.
Zum Rufen einer Teilnehmerstation sendet die Basisstation m dem Rufkanal einer Zelle oder mehreren Rufkanalen einer
Gruppe von Zellen (Location Area) eine Rufnachricht (paging message) aus, die die Adresse der zu rufenden Teilnehmersta- tion enthalt. Alle Teilnehmerstationen, die sich m der Location Area aufhalten, müssen im Rufmodus (paging mode, sleep mode) jederzeit bereit sein, eine Rufnachricht auf dem Rufkanal zu empfangen, da sie a priori nicht wissen, welche Adresse in der Rufnachricht enthalten ist. Diese Empfangs¬ bereitschaft bedeutet für die Teilnehmerstationen einen Stromverbrauch .
Die überwiegende Anzahl der empfangenen Rufnachrichten in einer Teilnehmerstation ist an andere Teilnehmerstationen
(mobile Teilnehmer) adressiert. Da das Empfangen der Rufnachrichten mit einem erhöhten Stromverbrauch m der Teilnehmer- Station verbunden ist, wird m jeder Teilnehmerstation, die sich m Rufmodus befindet, ein Großteil der Energie der Batterie für das unnötige Empfangen von Rufnachrichten verbraucht.
Im GSM-Mobilfunksystem (Global System for Mobile Communica- tion) wird zur Verringerung des Stromverbrauchs der Teilneh- merstationen der Rufkanal m Subkanale (paging sub-channels) aufgeteilt. Die Subkanale werden im Zeitmultiplex auf einem Rufkanal übertragen. Zu jedem Subkanal gehört eine Rufgruppe (paging group) , die aus einer Teilmenge aller zu adressierenden Teilnehmerstationen besteht. Die Zuordnung einer Teil- nehmerstation zu einer Rufgruppe erfolgt über ihre Adresse.
Da jede Teilnehmerstation die Adresse ihres eigenen mobilen Teilnehmers und damit seine Rufgruppe kennt, muß sie nur noch alle Rufnachrichten auf dem Subkanal empfangen, der mit die- ser Gruppe eindeutig assoziiert ist. Die Effizienz dieses Verfahrens ist durch die Anzahl der Rufgruppen bestimmt. Je mehr Rufgruppen existieren, desto weniger Teilnehmerstationen sind in einer Gruppe. Dies bedeutet, daß die Anzahl der unnötig empfangenen Rufnachrichten verringert wird.
Jeder Subkanal weist aufgrund der Burststrukturen in GSM eine bestimmte Minimalkapazitat Cmιn auf, die nicht unterschritten werden kann. Die Kanalkapazitat auf dem Rufkanal ist durch die mittlere (oder maximale) Übertragungsrate RPCH der Ruf¬ nachrichten bedingt. Durch die Minimalkapazitat eines Sub- kanals und die vorgegebene Ubertragungsrate RPCH des Rufkanals ergibt sich bei vorgegebener maximaler Verzögerung ΔtPL , mit der eine Rufnachricht eine Rufgruppe erreichen darf, eine maximale Grenze für die Anzahl an Subkanalen
Figure imgf000005_0001
ΔtPu /Cmιn) . Eine Vergrößerung der Anzahl an Subkanalen kann nur dadurch erreicht werden, daß die Kanalkapazitat des Rufkanals oder die Verzögerung der Rufnachricht erhöht wird. Die Erhöhung der Rufkanalkapazitat schrankt die zur Verfugung stehende Kanalkapazitat auf der Funkschnittstelle für andere Kanäle ein. Eine größere Verzögerung fuhrt zu einer größeren Dauer eines Verbindungsaufbaus.
In Funk-Kommunikationssystemen der 3. Generation sind zumindest zwei unterschiedliche Modi vorgesehen, die als FDD und TDD bezeichnet werden (FDD Frequency Division Duplex, TDD Time Division Duplex) . Für diese Modi wurden bereits Rufver- fahren entwickelt.
Im FDD-Modus, siehe TSGR1#5 ( 99) 604 , von TSG-RAN Workmg Group 1 meeting #5, Cheju, Sudkorea, 1.6.99, existiert neben dem Rufkanal für die Rufnachrichten noch ein zusätzlicher Kanal für die Übertragung von RufIndikatoren (paging indicator) .
Jede Teilnehmerstation kann durch einen Rufindikator addres- siert werden und ist einer Rufindikator-Gruppe zugeordnet. Die Bestimmung des RufIndikators besteht darin, anzuzeigen, ob für eine Teilnehmerstation aus der Rufindikator-Gruppe eine Rufnachricht vorliegt.
Der PICH steht m FDD-Modus kontinuierlich zur Verfugung. Solch ein kontinuierliches Zurverfugungstellen ist bei einer TDMA-Funkschnittstelle nicht möglich. Die verschiedenen Ruf- Indikatoren werden - analog zum GSM PCH - im Zeitmultiplex auf dem PICH übertragen. Die Rufnachricht wird für die Teilnehmerstation mit einer bestimmten, zeitlich konstanten Verzögerung bezuglich des Rufindikators auf dem parallel existierenden, für alle Teilnehmerstationen gemeinsamen gültigen Rufkanal gesendet. Sie muß nur von den Teilnehmerstationen empfangen werden, deren Rufindikator anzeigt, daß eine Rufnachricht für ihre Rufindikator-Gruppe vorliegt. Um für dieses Rufverfahren die Effizienz des Stromsparens im Wartezustand zu erhohen, müssen entweder die Übertragungsressourcen des Rufkanals erhöht werden oder die Verzögerung des Rufaufbaus bei einer größeren Anzahl von Rufgruppen pro An- zahl Ubertragungsressourcen hingenommen werden.
Das Konzept zum Rufen von Teilnehmerstationen für den TDD- Modus, siehe TSGR1#5 ( 99) 615, von TSG-RAN Workmg Group 1 meeting #5, Cheju, Sudkorea, 1.6.99, ist im Wesentlichen von GSM übernommen worden, d.h. es existieren Rufgruppen und zugehörige Subkanale. Zusätzlich ist m jedem Subkanal genau ein Rufmdikator vorgesehen. Es besteht also eine Zuordnung der Teilnehmerstation zu genau einer Rufgruppe und damit zu einem RufIndikator der Rufgruppe. Dieser Rufindikator wird im Gegensatz zum FDD-Modus nicht einem gesonderten Kanal übertragen, sondern als Zusatzinformation m dem Subkanal. Die Mobilstation decodiert nach Empfang des Subkanals daher zunächst den Rufmdikator . Zeigt dieser an, daß keine Rufnachricht für die Rufgruppe vorliegt, wird der Kanal nicht weiter decodiert.
Der Stromspareffekt resultiert daher nur aus der eingesparten Decodierung. Es muß weiterhin der ganze Subkanal empfangen werden. Der meiste Strom wird jedoch durch das Einschalten des analogen Empfangsteils verbraucht. Die digital erfolgende Decodierung verbraucht weniger Strom.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, em Verfahren zum Rufen von Teilnehmerstationen und em Funk-Kommunikations- System anzugeben, bei denen insbesondere für den TDD-Modus der Stromverbrauch von Teilnehmerstationen weiter gesenkt und die Ubertragungsressourcen der Funkschnittstelle gut genutzt ÜJ J rυ NJ ι— ' -1
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Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ist es möglich, die Rufindikatoren von den Subkanalen zu trennen und in einem eigenen Kanal zu übertragen. Wegen der niedrigen Übertragungsrate RPICH des Rufmdikator-Kanals PICH sollte er nicht kontinuierlich zur Verfugung stehen, da er sonst unnötig viel Kanalkapazitat belegen wurde. Daher wird der PICH im Zeit- multiplex mit anderen Kanälen gesendet, wobei der PICH sehr viel seltener gesendet wird als die anderen Kanäle. Diese Einschränkung erlaubt es nicht, die Losung von TSGR1#5(99) 604, von TSG-RAN Workmg Group 1 meetmg #5, Cheju, Sudkorea, 1.6.99, d.h. eine feste zeitliche Zuordnung von Ruf dikato- ren und Rufnachrichten auf dem Rufkanal, zu übernehmen. Durch diese feste Bindung des Rufkanals and den Rufmdikator-Kanal wurde die Kapazität des Ruf anals zu stark eingeschränkt.
Das Verhältnis von Ubertragungsrate des PICH RFιch und der Kapazität des RufIndikators Cr ist im Allgemeinen kleiner als das Verhältnis RptH/Cmιn, so daß die Anzahl der Rufmdikator-Gruppen großer gewählt werden kann, als beispielsweise die Anzahl der Rufgruppen m GSM.
Der Rufindikator braucht nur zwei Zustande einzunehmen und kann daher nur aus einer geringen Anzahl an zu übertragenen Symbolen (typischerweise zwei, vier oder acht) bestehen, so daß der zusätzliche Kanal für die Übertragung des Rufmdi- kators (paging indicator Channel, PICH) nur einen geringen Teil der zur Verfugung stehenden Kanalkapazitat belegt.
Die Teilnehmerstationen sind über ihre Adresse eindeutig sowohl einer Rufindikator-Gruppe als auch einer Rufgruppe zugeordnet. Die Anzahl der Rufmdikator-Gruppen und die Anzahl der Rufgruppen kann unabhängig voneinander gewählt werden. Die Anzahl der Rufmdikator-Gruppen wird bestimmt durch die Ubertragungsrate, die einem Rufmdikator-Kanal zugewiesen wird, die für einen RufIndikators reservierten Ubertragungsressourcen und die erlaubte Verzogerungszeit . Durch eine Erhöhung der Anzahl der Rufmdikator-Gruppen kann die Stromspareffizienz des Rufverfahrens verbessert werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Funkschnittstelle nach einer TDD-Separierung der Ubertragungsrichtungen organisiert ist und damit besonders asymmetrische Datenübertragungen unterstutzt werden können. Eine zusatzliche CDMA-Teilnehmer- separierung laßt eine "weiche" Kapazitatserhohung durch zusätzlich zugeteilte Spreizkodes oder die Erhöhung des Spreizfaktors zu.
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen naher erläutert.
Dabei zeigen
Fig 1 em Funk-Kommunikationssystem,
Fig 2 eine Funkschnittstelle im TDD-Modus,
Fig 3-5 Kanalstrukturen für den Rufmdikator-Kanal,
Fig 6 eine Kanalstruktur für den Rufkanal, Fig 1 die Zuordnung von Teilnehmerstationen zu Rufgruppen und Rufmdikator-Gruppen, und Fig 8 die Verteilung der Ubertragungsressourcen für die Rufgruppen und Rufmdikator-Gruppen auf verschiedene Superrahmen der Funkschnittstelle.
Das m Fig 1 dargestellte Mobilfunksystem als Beispiel eines Funk-Kommunikationssystems besteht aus einer Mehrzahl von Mobilvermittlungsstellen MSC, die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN herstellen. Weiterhin sind diese Mobilvermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einer Einrichtung RNC zur Steuerung der Basisstationen BS und zum Zuteilen von funktechnischen Ressourcen, d.h. einem Funkressourcenmanager, verbunden. Der Funkressourcenmanager RNC nimmt auch eine Zuordnung und Konfigurierung von spater er- läuterten Kanälen PICH und PCH vor. Jede dieser Einrichtungen RNC ermöglicht wiederum eine Verbindung zu zumindest einer Basisstation BS . Eine solche Basisstation BS kann über eine Funkschnittstelle eine Verbindung zu einer Teilnehmerstation, z.B. Mobilstationen MS oder anderweitigen mobilen und stationären Endgeraten, aufbauen. Durch jede Basisstation BS wird zumindest eine Funkzelle gebildet. Die Basisstation BS enthalt eine Sendeeinrichtung TX zum Übertragen eines RufIndikators pi im Ruf- mdikatorkanal PICH für em Rufen einer Teilnehmerstation MS
In Fig 1 sind beispielhaft Verbindungen VI, V2, V3 zur Übertragung von Nutzinformationen m und Signalisierungsmforma- tionen si als Punkt-zu-Punkt-Verbmdungen zwischen Teilnehmerstationen MS und einer Basisstation BS, em Rufkanal PCH und em Rufindikator-Kanal PICH als Punkt-zu-Multipunkt-Ver- bmdungen von der Basisstation BS zu jeweils mehreren Teilnehmerstationen MS dargestellt.
E Operations- und Wartungszentrum OMC realisiert Kontroll- und Wartungsfunktionen für das Mobilfunksystem bzw. für Teile davon. Die Funktionalität dieser Struktur ist auf andere Funk-Kommunikationssysteme übertragbar, m denen die Erfindung zum Einsatz kommen kann, insbesondere für Teilnehmerzugangsnetze mit drahtlosem Teilnehmeranschluß .
Die Rahmenstruktur der Funkubertragung ist aus Fig 2 ersichtlich. Gemäß einer TDMA-Komponente ist eine Aufteilung eines breitbandigen Frequenzbereichs, beispielsweise der Bandbreite B = 5 MHz m mehrere Zeitschlitze ts gleicher Zeitdauer, bei- spielsweise 15 Zeitschlitze tsO bis tsl4 vorgesehen. Em Frequenzband erstreckt sich über einen Frequenzbereich B. Em Teil der Zeitschlitze tsO bis ts8 wird m Abwartsrichtung DL und em Teil der Zeitschlitze ts9 bis tsl4 wird in Aufwarts- richtung UL benutzt. Dazwischen liegt em Umschaltpunkt SP. Bei diesem TDD-Ubertragungsverfahren entspricht das Frequenzband für die Aufwartsπchtung UL dem Frequenzband für die Ab- wartsrichtung DL. Gleiches wiederholt sich für weitere Tragerfrequenzen.
Innerhalb der Zeitschlitze, die mit vorheriger Ressourcen- Zuteilung zur Nutzdatenubertragung benutzbar sind, werden Informationen mehrerer Verbindungen Funkblocken bertragen. Diese Funkblocke zur Nutzdatenubertragung bestehen aus Abschnitten mit Daten d, m denen e pfangsseitig bekannte Trainingssequenzen (Mittambeln) ma zur Kanalschatzung einge- bettet sind. Die Daten d sind verb dungsindividuell mit einer Feinstruktur, einem Spreizkode c, gespreizt, so daß empfangsseitig beispielsweise n Verbindungen durch diese CDMA-Komponente separierbar sind. Em Kanal wird dabei durch em Frequenzband B, einen Zeitschlitz ts und einen Spreizkode c gebildet.
Die Spreizung von einzelnen Symbolen der Daten d bewirkt, daß innerhalb der Symboldauer Tsym Q Chips der Dauer Tc ιP übertragen werden. Die Q Chips bilden dabei den verbmdungsmdi- viduellen Spreizkode c. Der Spreizkode c kann sich auch durch eine Überlagerung mehrerer Kodes ergeben. Weiterhin ist innerhalb des Zeitschlitzes ts eine Schutzzeit gp zur Kompensation unterschiedlicher Signallaufzelten der Verbindungen vorgesehen.
Innerhalb eines breitbandigen Frequenzbereiches B werden die aufeinanderfolgenden Zeitschlitze ts nach einer Rahmenstruktur gegliedert. So werden 15 Zeitschlitze ts zu einem Rahmen fr zusammengefaßt. Mehrere Rahmen bilden wiederum einen Superrahmen.
Die verwendeten Parameter der Funkschnittstelle sind vorteil- hafterweise:
Chiprate: 3, 84 Mcps Rahmendauer: 10 ms
Anzahl Zeitschlitze: 15
Dauer eines Zeitschlitzes: 666 μs Spreizfaktor: 16
Modulationsart: QPSK
Bandbreite: 5 MHz
Frequenzwiederholungswert: 1 Diese Parameter ermöglichen eine bestmögliche Harmonisierung mit einem FDD-Modus (frequency division duplex) für die 3. Mobilfunkgeneration. Ähnliches soll mit der Erfindung auch für das Konzept zum Rufen von Teilnehmerstationen MS, z.B. zum Verbindungsaufbau, erreicht werden.
In Fig 3 ist eine Kanalstruktur des Rufmdikator-Kanals PICH dargestellt. Der Rufmdikator-Kanal PICH wird innerhalb einer Multirahmenstruktur zeitlich gemultiplext mit einem gemeinsamen Steuerkanal CCPCH übertragen und innerhalb einer Funk- zelle omnidirektional gesendet. Für den Rufmdikator-Kanal PICH ist eine konstante Sendeleistung und em Spreizfaktor von SF=16 vorgesehen. Mit einem entsprechend gesetzten Ruf- mdikator pi kann den Teilnehmerstationen MS der Rufmdi- kator-Gruppe pig angezeigt werden, daß für zumindest eine Teilnehmerstation MS der Gruppe eine Rufnachricht im Rufkanal PCH übertragen wird. Nur bei das Vorliegen einer Rufnachricht anzeigenden Rufmdikator pi müssen die Teilnehmerstationen MS der Rufindikator-Gruppe für den ihnen individuell zugeordneten Rufkanal PCH m Empfangsbereitschaft gehen.
Die für den Ruf dikator-Kanal PICH reservierten Ubertragungsressourcen können sehr gering gehalten werden, αa wie aus den Fig 4 und 5 ersichtlich ist, wenige Symbole für die Rufmdikatoren pi ausreichen. Die Ruf dikatoren pi bestehen aus 2, 4 oder 8 Symbolen und werden innerhalb eines normalen Funkblocks (Typ 1 oder 2) übertragen. Die Wahl der Lange und Gruppierung der Rufmdikatoren pi kann unterschiedliche Zuverlässigkeiten garantieren (große Symbollange und Nahe zur Mittambel bedeute hohe Zuverlässigkeit) . Gemäß dem Ausfuh- rungsbeispiel wird davon ausgegangen, daß alle Rufmdikatoren pi eine gleiche Zuverlässigkeit haben sollen. Es wäre jedoch ebenso möglich, anhand der Lange und Position innerhalb des Funkblock manche Rufmdikator-Gruppen pig für bestimmte Dienste zu bevorzugen.
Werden die Rufmdikatoren verkürzt, dann kann bei gleicher Übertragungskapazität im Rufmdikator-Kanal PICH die Zahl der Rufmdikator-Gruppen pig und damit die Effizienz des Schlafmodus (sleepmg mode) erhöht werden. Die Anzahl der Rufmdikator-Gruppen pig wird durch die Anzahl der Zeitschlitze pro Superrahmen NPICH für die Rufmdikator-Kanal PICH, die Lange LPI der Symbole des RufIndikators pi, den Funkblocktyp BT und die Wiederholrate RFPI bestimmt. Dies erlaubt eine große Flexibilität bei der Gestaltung des Rufmdikator-Kanals PICH. In Fig 4 ist em Beispiel mit LPI=4, BT 1, NPICH=4, RFPI=2 und m Fig 5 em Beispiel mit LPI=8, BT 1, NPICH=3, RFPI=1 gezeigt.
Die Rufnachrichten, die das eigentliche Rufen der Teilnehmerstationen MS darstellen, werden m einem Rufkanal PCH übertragen, der m Fig 6 gezeigt ist. Em Subkanal eines einer Rufgruppe pg zugeordneten Rufkanals PCH besteht aus zwei aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen im gemeinsamen Steuerkanal CCPCH. Ebenfalls innerhalb des CCPCH übertragbare, einer Teilnehmerstation MS zugewiesene schnelle Sig- nalisierungskanale FACH können sich die Ressourcen mit den Rufkanalen PCH teilen. Im Ausfuhrungsbeispiel sind Rufkanal PCH und Rufmdikator-Kanal PICH getrennte Kanäle. Der Rufm- dikator-Kanal PICH kann jedoch alternativ als Subkanal des Rufkanals PCH ausgebildet sein.
Die Zuordnung von Teilnehmerstationen MS zu einer Rufgruppe pg bzw. zu einer Rufindikator-Gruppe pig ist eindeutig und erfolgt anhand der Adresse der Teilnehmerstation MS. Die Zuordnung von Teilnehmerstation MS zu den Gruppen pg und pig kann sendeseitig vom RNC oder der Basisstation BS durchge- fuhrt und in entsprechende Nachrichten innerhalb der Kanäle PICH und PCH umgesetzt werden. Empfangsseitig erfolgt dies durch die Teilnehmerstation MS selbst. Die Zuordnung zu
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Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Rufen von Teilnehmerstationen (MS) m einem Funk-Kommunikationssystem, wobei die Teilnehmerstationen (MS) über eine Funkschnittstelle mit einer Basisstation (BS) verbindbar sind,
mehrere Teilnehmerstationen (MS) einer Rufgruppe (pg) zugeordnet sind, wobei für die Rufgruppe (pg) m einem Rufkanal (PCH) der Funkschnittstelle Ubertragungsressourcen reserviert sind, mehrere Teilnehmerstationen (MS) einer Rufindikator-Gruppe (pig) zugeordnet sind, wobei für die Rufindikator-Gruppe (pig) m einem Rufmdikatorkanal (PICH) der Funkschnittstelle Ubertragungsressourcen reserviert sind, durch einen im Rufmdikatorkanal (PICH) übertragenen Rufmdi- kator (pi) einer Rufindikator-Gruppe (pig) angezeigt wird, daß für eine der Teilnehmerstationen (MS) der Rufindikator- Gruppe (pig) m den für ihre Rufgruppe (pg) reservierten Ubertragungsressourcen des Rufkanals (PCH) eine Rufnachricht übertragen wird, wobei die Zuordnung einer Teilnehmerstation (MS) zu einer Rufgruppe (pg) und zu einer Rufindikator-Gruppe (pig) unabhängig voneinander erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Anzahl der Teilnehmerstationen (MS) pro Rufgruppe (pg) und Rufindikator-Gruppe (pig) unterschiedlich ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Anzahl der Teilnehmerstationen (MS) pro Rufgruppe (pg) großer als pro Rufindikator-Gruppe (pig) ist.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Funkschnittstelle nach einem TDMA-Teilnehmersepaπe- rungsverfahren ausgebildet ist.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Funkschnittstelle nach einem CDMA-Teilnehmersepaπerungs- verfahren ausgebildet ist.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die zeitliche Verzögerung zwischen dem Rufmdikatorkanal (PICH) und dem Rufkanal (PCH) einer Teilnehmerstation (MS) variabel ist.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Rufmdikatorkanal (PICH) und der Rufkanal (PCH) getrennte Kanäle sind.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Rufmdikatorkanal (PICH) einen Teil der Ubertragungsressourcen des Rufkanals (PCH) nutzt.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Ubertragungsressourcen des Rufmdikatorkanals (PICH) wesentlich geringer als die des Rufkanals (PCH) sind.
10. Funk-Kommunikationssystem, mit einer Basisstation (BS) , die über eine Funkschnittstelle mit Teilnehmerstationen (MS) verbindbar ist, mit einer Einrichtung (RNC) zur Zuordnung von Teilnehmerstationen (MS) zu Rufgruppen (pg) und Rufmdikator-Gruppen
(pig) ,
- wobei für jede Rufgruppe (pg) m einem Rufkanal (PCH) und für ede Rufindikator-Gruppe (pig) m einem Rufmdikatorkanal (PICH) der Funkschnittstelle Ubertragungsressourcen reserviert sind, und
- wobei die Zuordnung einer Teilnehmerstation (MS) zu einer Rufgruppe (pg) und zu einer Rufindikator-Gruppe (pig) unabhängig voneinander erfolgt, mit einer Sendeeinrichtung (TX) zum Übertragen eines Ruf di- kators (pi) im Rufmdikatorkanal (PICH) , wobei der Rufmdikator (pi) anzeigt, daß für eine der Teilnehmerstationen (MS) der Rufindikator-Gruppe (pig) in den für ihre Rufgruppe (pg) reservierten Übertragungsressourcen des Rufkanals (PCH) eine Rufnachricht übertragen wird.
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