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