Beschreibungdescription
Verfahren zum Aufbau einer SignalisierungsverbindungMethod for establishing a signaling connection
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbau einer Signalisierungsverbindung zwischen einer Basisstation und einer Teilnehmerstation eines Funk-Kommunikationssystems .The invention relates to a method for establishing a signaling connection between a base station and a subscriber station of a radio communication system.
In Funk-Kommunikationssystemen werden Nachrichten (Sprache, Bildinformation oder andere Daten) über Übertragungskanäle mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen (Funkschnittstelle) übertragen. Die Übertragung erfolgt sowohl in Abwärtsrichtung (downlink) von der Basisstation zu Teilnehmerstation, als auch in Aufwärtsrichtung (uplink) von der Teilnehmerstation zur Basisstation.In radio communication systems, messages (voice, image information or other data) are transmitted via transmission channels with the aid of electromagnetic waves (radio interface). The transmission takes place both in the downlink (downlink) from the base station to the subscriber station and in the uplink direction (uplink) from the subscriber station to the base station.
Aus DE 198 10 285.2 ist bekannt, daß zur Unterscheidung der Signalquellen und damit zur Auswertung der Signale als Fre- quenzmultiplex (FDMA) , Zeitlagenmultiplex (TDMA) oder Code- multiplex (CDMA) bekannte Verfahren dienen, die auch miteinander kombiniert werden können. Eine Ausprägung des Zeitlagenmultiplex (TDMA) ist das TDD (time division duplex) Übertragungsverfahren, bei dem in einem gemeinsamen Frequenzband die Übertragung sowohl in Aufwärtsrichtung, d.h. von der Ba- sisstation zur Teilnehmerstation, als auch in Abwärtsrichtung von der Teilnehmerstation zur Basisstation erfolgt.It is known from DE 198 10 285.2 that known methods, which can also be combined with one another, are used to differentiate the signal sources and thus to evaluate the signals as frequency division multiplexing (FDMA), time slot multiplexing (TDMA) or code division multiplexing (CDMA). A variant of the time division multiplex (TDMA) is the TDD (time division duplex) transmission method, in which the transmission is carried out in a common frequency band both upwards, i.e. from the base station to the subscriber station, and also in the downward direction from the subscriber station to the base station.
Ausgehend vom bekannten GSM-Mobilfunksystem (Global System for Mobile Communication) , ist in J. Biala, „Mobilfunk und intelligente Netze", Vieweg Verlag, 1995, insbesondere aufStarting from the well-known GSM mobile radio system (Global System for Mobile Communication), in J. Biala, "Mobile radio and intelligent networks", Vieweg Verlag, 1995, in particular
Seite 78 offenbart, daß eine Teilnehmerstation bei einem Verbindungsaufbau einen speziellen Signalisierungskanal R CH (Random Access Channel) für die Anforderung eines Übertra- gungskanals bei einer Basisstation verwendet. Um eine Blok- kierung bei einem gleichzeitigen Zugriff mehrerer Teilnehmerstationen auf diesen Signalisierungskanal zu verhindern, er-
Page 78 discloses that a subscriber station uses a special signaling channel R CH (Random Access Channel) to request a transmission channel from a base station when establishing a connection. In order to prevent blocking when multiple subscriber stations access this signaling channel at the same time,
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wird, erfolgt der Abbruch im statistischen Mittel aller Teilnehmerstationen zum frühesten Zeitpunkt.is terminated at the earliest point in time in the statistical average of all subscriber stations.
Die Segmente zur Adressierung verschiedener Teilneh erstatio- nen werden vorteilhaft aufeinanderfolgend in einem Zeitschlitz gesendet. Innerhalb eines Zeitschlitzes werden beispielsweise mehrere Identifikationsinformationen, die u.a. Informationen über Kenngrößen des ersten Signalisierungska- nals von verschiedenen empfangenen Teilnehmerstationen ent- halten, zusammen gesendet. In den folgenden Zeitschlitzen werden Angaben über die Mittambel, Zeitschlitze usw. gesendet.The segments for addressing different subscribers are advantageously sent in succession in a time slot. Within a time slot, for example, several pieces of identification information, which i.a. Contain information about characteristics of the first signaling channel from different received subscriber stations, sent together. In the following time slots, information about the midamble, time slots, etc. is sent.
Die Segmente der Identifikationsinformation werden beispiels- weise aus den Kenngrößen, d.h. den Informationen über Spreizkode, Mittambel, Subkanal, etc. und aus Segmenten der Signa- lisierungsinfor ation gebildet. So ist eine Umstrukturierung der Reihenfolge der gesendeten Segmente anhand der Kenngrößen des ersten Signalisierungskanals möglich.The segments of the identification information are, for example, from the parameters, i.e. the information about spreading code, midamble, subchannel, etc. and from segments of the signaling information. It is thus possible to restructure the sequence of the segments sent on the basis of the parameters of the first signaling channel.
Besonders vorteilhaft schaltet die Teilnehmerstation die Energieversorgung der Empfangseinrichtung temporär ab, wenn beispielsweise die Angaben über den Spreizkode nicht an die Teilnehmerstation adressiert sind, so daß nachfolgende Zeit- schlitze lediglich der Adressierung anderer Teilnehmerstationen dienen. Folglich kann der Stromverbrauch für den Empfang und die Auswertung ganzer Zeitschlitze eingespart werden.The subscriber station particularly advantageously temporarily switches off the power supply to the receiving device if, for example, the information about the spreading code is not addressed to the subscriber station, so that subsequent time slots only serve to address other subscriber stations. As a result, the power consumption for the reception and evaluation of entire time slots can be saved.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird mit dem Abbruch der Auswertung die Energieversorgung der Auswerteeinrichtung temporär abgeschaltet. Der Ruhestrom der Auswerteeinrichtung wird somit abgeschaltet, was den Stromverbrauch der Teilnehmerstation weiter reduziert.In an advantageous embodiment of the invention, when the evaluation is terminated, the energy supply to the evaluation device is temporarily switched off. The quiescent current of the evaluation device is thus switched off, which further reduces the power consumption of the subscriber station.
Kenngrößen des ersten Signalisierungskanals, beispielsweise der CDMA-Kode, die Mittambel (Trainingssequenz) , der Sendezeitpunkt des Subkanals usw., bilden besonders vorteilhaft
ω M M P>Parameters of the first signaling channel, for example the CDMA code, the midamble (training sequence), the time of transmission of the subchannel, etc., are particularly advantageous ω MM P>
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Dabei zeigenShow
FIG 1 ein Blockschaltbild eines Funk-Kommunikationssystems, insbesondere eines Mobilfunksystems,1 shows a block diagram of a radio communication system, in particular a mobile radio system,
FIG 2 eine schematische Darstellung der Rahmenstruktur der2 shows a schematic representation of the frame structure of the
Funkschnittstelle und des Aufbaus eines Funkblocks, FIG 3 eine s.chematische Darstellung der Einbettung von Bursts eines Signalisierungskanals in einen Zeit- schlitz,3 shows a schematic representation of the embedding of bursts of a signaling channel in a time slot,
FIG 4 eine schematische Darstellung der zeitlichen Reihenfolge der Segmente der Identifikationsinformation, FIG 5 eine schematische Darstellung der zeitlichen Reihenfolge von Segmenten verschiedener Identifikationsin- formationen, und4 shows a schematic illustration of the chronological order of the segments of the identification information, FIG. 5 shows a schematic illustration of the chronological order of segments of different identification information, and
FIG 6 ein Signalisierungsdiagramm zum Aufbau einer Signali- sierungsverbindung.6 shows a signaling diagram for establishing a signaling connection.
Das in FIG 1 dargestellte und beispielhaft als ein Mobilfunk- system ausgestaltete Funk-Kommunikationssystem besteht aus einer Vielzahl 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 zur Zuteilung funk- technischer Ressourcen RNC verbunden. Jede dieser Einrichtungen RNC ermöglicht wiederum eine Verbindung zu zumindest einer Basisstation BS . Diese Basisstation BS ist eine Funkstation, die über eine Funkschnittstelle KommunikationsVerbindungen zu mobilen oder stationären Teilnehmerstationen MS innerhalb eines Funkversorgungsbereichs C aufbaut und signalisiert. Die Funktionalität dieser Struktur wird von dem erfindungsgemäßen Verfahren genutzt. Ein Einsatz in beispielsweise einem drahtlosen Teilnehmeranschlußsystem (Access-Network) ist dabei ebenso möglich.The radio communication system shown in FIG. 1 and designed as an example as a mobile radio system consists of a multiplicity 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 for allocating radio-technical resources RNC. Each of these devices RNC in turn enables a connection to at least one base station BS. This base station BS is a radio station that establishes and signals communication connections to mobile or stationary subscriber stations MS within a radio coverage area C via a radio interface. The functionality of this structure is used by the method according to the invention. Use in, for example, a wireless subscriber line system (access network) is also possible.
In FIG 1 sind beispielhaft zwei Signalisierungsverbindungen VI, V2 für eine Anforderung eines Verbindungsaufbaus zur
Übertragung von Nutzdaten und Signalisierungsinformationen si zwischen zwei Teilnehmerstationen MS und MSX und einer Basis¬ station BS dargestellt.In FIG 1, two signaling connections VI, V2 are exemplary for a request to establish a connection Ü transfer of user data and signaling information si between two subscriber stations MS and MSX and a base station BS ¬ shown.
Über einen ersten Signalisierungskanal RÄCH (Random Access Channel) werden zur Kanalanforderung Signalisierungsinformationen si, beispielsweise der Grund der Verbindung, von der Sendeeinrichtung MSE der Teilnehmerstation MS zur Empfangseinrichtung BEE der Basisstation BS gesendet.Signaling information si, for example the reason for the connection, is sent from the transmitting device MSE of the subscriber station MS to the receiving device BEE of the base station BS via a first signaling channel RÄCH (Random Access Channel).
Um eine Blockierung des ersten Signalisierungskanals RÄCH zu vermeiden nutzen die Teilnehmerstationen MS, MSX den ersten Signalisierungskanal R CH im wahlfreien Vielfachzugriff (nach dem Prinzip des Slotted Aloha Verfahrens) . Stehen alternativ viele erste Signalisierungskanäle RÄCH zur Verfügung, beispielsweise durch die Verwendung von Spreizkodes sk, unterschiedlichen Trainingssequenzen tseq und mehreren Zeitschlitzen ts (siehe FIG 2), sind andere Zugriffsverfahren denkbar, da eine Blockierung des ersten Signalisierungskanals RÄCH weniger wahrscheinlich ist.To avoid blocking the first signaling channel RÄCH, the subscriber stations MS, MSX use the first signaling channel R CH in random multiple access (according to the principle of the slotted aloha method). If, alternatively, many first signaling channels RÄCH are available, for example through the use of spreading codes sk, different training sequences tseq and several time slots ts (see FIG. 2), other access methods are conceivable since blocking the first signaling channel RÄCH is less likely.
Senden zugleich mehrere Teilnehmerstationen MS und MSX auf dem selben ersten Signalisierungskanal RÄCH wird nur das deutlich stärkere Empfangssignal von der Basisstation BS aus- gewertet. Stehen mehrere erste Signalisierungskanäle RÄCH zur Verfügung, werden von der Basisstation BS die deutlich stärksten Empfangssignale aller ersten Signalisierungskanäle RÄCH ausgewertet, in dem ein Signal empfangen wurde.If several subscriber stations MS and MSX transmit simultaneously on the same first signaling channel RÄCH, only the significantly stronger received signal is evaluated by the base station BS. If several first signaling channels RÄCH are available, the base station BS evaluates the clearly strongest received signals of all first signaling channels RÄCH in which a signal was received.
Zur Zuweisung eines Übertragungskanals oder eines spezifischen Signalisierungskanals für die weitere Verbindungsaufbauprozedur sendet eine Sendeeinrichtung BSE der Basisstation BS in einem zweiten Signalisierungskanal AGCH eine Identifikationsinformation ii zur Adressierung an eine Empfangsein- richtung MEE der Teilnehmerstation MS, deren erster Signalisierungskanal RÄCH von der Basisstation BS ausgewertet wurde.
cn S er cn t-3 M CL Φ 0 rt 0 CΛ ≥!To assign a transmission channel or a specific signaling channel for the further connection establishment procedure, a transmitting device BSE of the base station BS sends identification information ii in a second signaling channel AGCH for addressing to a receiving device MEE of the subscriber station MS, whose first signaling channel RÄCH has been evaluated by the base station BS. cn S er cn t-3 M CL Φ 0 rt 0 CΛ ≥!
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P Φ 1 z Φ
P Φ 1 z Φ
eines Zeitschlitzes tsO bis tsl4 mit entsprechend langer Schutzzeit gp gesendet werden darf.of a time slot tsO to tsl4 with a correspondingly long protection time gp may be sent.
Werden sehr kurze erste Signalisierungsinfor ationen si, beispielsweise nur der Grund der Verbindung und eine kurze Trainingssequenz tseq, von der Teilnehmerstation MS zur Basisstation BS gesendet, so ist es möglich noch weitere Subkanäle RB innerhalb eines Zeitschlitzes ts zu senden. Folglich sind in diesem Fall weitere Sendezeitpunkte ta, tm vorteilhaft.If very short first signaling information si, for example only the reason for the connection and a short training sequence tseq, are sent from the subscriber station MS to the base station BS, it is possible to send further subchannels RB within a time slot ts. Consequently, further transmission times ta, tm are advantageous in this case.
In FIG 4 ist die zeitliche Reihenfolge aufeinanderfolgender Segmente sfl bis sf4 einer Identifikationsinformation ii dargestellt. Das erste Segment sfl ist der CDMA-Kode sk, das zweite Segment sf2 der Sendezeitpunkt ta des Subkanals RB, das dritte Segment sf3 der Zeitschlitz ts und das vierte Segment sf die Mittambel i .4 shows the chronological order of successive segments sfl to sf4 of identification information ii. The first segment sfl is the CDMA code sk, the second segment sf2 the time of transmission ta of the subchannel RB, the third segment sf3 the time slot ts and the fourth segment sf the midamble i.
In FIG 5 ist eine umsortierte Reihenfolge der Segmente sfl und sf2 verschiedener Identifkationsinformationen iil und ii2 dargestellt. So werden zuerst die CDMA-Kodes sk der Identifikationsinformationen iil und ii2 mit den ersten beiden Segmenten sfl übertragen. Nachfolgend, beispielsweise im nächsten Zeitschlitz, werden die Mittambeln mi der Identifikationsinformationen iil und ii2 mit den folgenden Segmenten sf2 übertragen.5 shows a rearranged sequence of the segments sfl and sf2 of different identification information iil and ii2. The CDMA codes sk of the identification information iil and ii2 are first transmitted with the first two segments sfl. Subsequently, for example in the next time slot, the middle messages with the identification information iil and ii2 are transmitted with the following segments sf2.
In der FIG 6 ist ein Signalsierungsdiagramm für eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Hierbei wird bezogen auf das Funk-Kommunikationssys- tem der FIG 1 von einer Teilnehmerstation MS ein Verbindungs- aufbauversuch ausgeführt. Die Teilnehmerstation MS hört im Schritt 1 einen allgemeinen Signalisierungskanal BCCH, in dem periodisch allgemeine Informationen über das Funk-Kommunikationssystem übertragen werden, ab. Der allgemeine Signalisie- rungskanal BCCH wird parallel von allen Basisstationen BS gesendet. Im Schritt 2 initiiert die Teilnehmerstation MS einen Verbindungsaufbau zu der Basisstation BS, dessen Signa-
cn CL 0 d: to > Pl rt P Öd S na cn CΛ yQ o tsi 0 CΛ Φ CΛ CΛ P- Φ rt < cn yQ Φ ^ Pi PJ FIG. 6 shows a signaling diagram for an exemplary embodiment of the method according to the invention. In this case, a connection setup attempt is carried out by a subscriber station MS based on the radio communication system of FIG. 1. In step 1, the subscriber station MS listens to a general signaling channel BCCH, in which general information is periodically transmitted via the radio communication system. The general signaling channel BCCH is sent in parallel by all base stations BS. In step 2, the subscriber station MS initiates a connection to the base station BS, the signal cn CL 0 d: to> Pl rt P Öd S na cn CΛ y Q o tsi 0 CΛ Φ CΛ CΛ P- Φ rt <cn y Q Φ ^ Pi P J
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merstation MS zum Stromsparen abgeschaltet. Je nach unterschiedlicher Funk-Verkehrslast kann über den allgemeinen Signalisierungskanal BCCH eine unterschiedliche Struktur der Segmentierungen signalisiert werden.
merstation MS switched off to save electricity. Depending on the different radio traffic load, a different structure of the segmentations can be signaled via the general signaling channel BCCH.