WO2002007465A1 - Datenübertragung in einem kommunikationssystem - Google Patents

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WO2002007465A1
WO2002007465A1 PCT/DE2000/002353 DE0002353W WO0207465A1 WO 2002007465 A1 WO2002007465 A1 WO 2002007465A1 DE 0002353 W DE0002353 W DE 0002353W WO 0207465 A1 WO0207465 A1 WO 0207465A1
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Egon Schulz
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L2001/0092—Error control systems characterised by the topology of the transmission link
    • H04L2001/0097—Relays

Definitions

  • the invention relates to a method for updating and / or adapting transmission structures, in particular time slot structures according to the preamble features of patent claim 1, and a communication system for carrying out this method.
  • information for example voice, image information or other data
  • the electromagnetic waves are emitted at carrier frequencies that lie in the frequency band provided for the respective system.
  • UMTS Universal Mobile Telecommunication System
  • 3rd generation systems frequencies in the frequency band of approx. 2000 MHz are provided.
  • the data structures for data transmission and signaling are predetermined by specifications such as GSM Rec. Or DECT Rec. This
  • Data structures such as the number of time slots, time slot frames, duration of the time slots and time slot frames and the burst structures for TDMA, TDD, TD / CDMA, TD / SDCDMA and FDD systems and spreading codes for CDMA systems must then be in base stations that communicate with one another and mobile station can be implemented.
  • the requirements for such structures change or improved structures are developed.
  • such altered structural ⁇ can not be implemented quickly temperatures because the specifications only changed and also dkiesgremien in the Standar ⁇ such as ETSI, ITU, or ARIB must be coordinated. Such change requests can be very lengthy.
  • a time slot frame consists of 8 time slots, as shown in FIG. 1.
  • a single time slot has a duration of 0.577 msec and the entire time slot frame has a duration of approximately 4.6 msec.
  • multi-frames or multiframes for data and signaling as well as superordinate superframes and hyperframes are defined.
  • bursts such as, for example, normal burst, frequency correction burst, synchronization burst, placeholder or dummy burst and access or access burst are also clearly defined.
  • the normal burst shown in FIG. 2, which is used for the transmission of data for signaling, is specified in accordance with the following Table 1:
  • a new service is to be introduced in an existing mobile radio network, for example to optimize the transmission rate, a different time slot structure and / or burst structure for TDMA / TDD, TD / CDMA, TD / SDCDMA systems and / or other spreading codes for pure CDMA - Systems or FDMA / TDMA / CDMA systems as the structures previously implemented in the system.
  • mobile subscribers are usually provided with a new handset with this new feature.
  • the object of the invention is to provide methods and radio communication systems in which transmission structures, in particular time slot structures, can be updated and newly set up, in particular at base stations and mobile stations, without great technical outlay.
  • This object is achieved by the method for updating and / or adapting transmission structures, in particular time slot structures with the features of claim 1 and the communication system with the features of claim 11.
  • the special time slot structure and the structure of the Communicating the physical content (burst) of the time slot enables the provision of a simple basic transmission frame which can be supplemented in a particularly variable manner.
  • the burst structures can also be sent out via a BCCH.
  • TDMA frame time slot frame
  • the structures can also be service-dependent.
  • the storage of various transmission structures over a definable or fixed period of time in a memory in the mobile part (MS) and / or the base stations (BS) enables on the one hand a transmission of the parameters of the corresponding transmission structure that is not necessary for every connection establishment.
  • the selection of transmission structures to be stored and / or the deletion of transmission structures that are not used over a predefinable period of time and / or relatively rarely used transmission structures from the memory are proposed for memory optimization.
  • a basic time slot procedure and a basic error protection procedure for the transmission of the parameters ensure a particularly efficient and secure adaptation of the transmission structure to the respectively requested service.
  • Data structures such as the number of time slots, time slot frames, the duration of the time slots and time slot frames and the burst structures for TDMA, TDD, TD / CDMA, TD / SDCDMA and FDD systems and spreading codes for CDMA systems are thus implemented in communicating base stations and mobile stations.
  • Fig. 3 shows a block diagram of a known mobile radio system
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the known frame structure of the TDD transmission method and FIG. 5 shows a specially adapted burst.
  • the mobile radio system shown in FIG. 3 as an example of a known radio communication system consists of a multiplicity of base station control devices or mobile switching centers MSC, which are networked with one another or provide access to a fixed network PSTN. Furthermore, these mobile switching centers MSC are each connected to at least one device RNM for allocating radio resources. Each of these devices RNM in turn enables a connection to at least one base station BS.
  • a base station BS can connect via a radio interface to subscriber stations, e.g. Build mobile stations MS or other mobile and stationary devices.
  • At least one radio cell Z is formed by each base station BS.
  • Sectorization or, in the case of hierarchical cell structures, several radio cells Z are also supplied per base station BS.
  • 3 shows, by way of example, existing connections VI, V2, V3 for the transmission of useful information and signaling information between mobile stations MS and a base station BS and a request for resource allocation or a short confirmation message in an access channel R ⁇ CH by another mobile station MS.
  • an organization channel BCCH: Broadcast Control CHannel
  • BCCH Broadcast Control CHannel
  • An 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 particular for subscriber access networks with a wireless subscriber line.
  • the frame structure of the radio transmission for TDMA / CDMA can be seen from FIG. 4.
  • a TDMA component TDMA: Time Division Multiple Access
  • a frequency band extends over a frequency range B.
  • Some of the time slots ts0 to ts ⁇ are used in the downward direction DL (downlink from BS to MS) and some of the time slots ts9 to tsl5 are used in the upward direction UL (uplink from MS to BS).
  • the frequency band for the upward direction UL corresponds to the frequency band for the downward direction DL.
  • Information of several connections is transmitted in radio blocks within the time slots ts.
  • Radio blocks for the transmission of user data consist of sections with data d, in which training sequences known at the receiving end are sometimes embedded.
  • the data d with 1..N symbols are spread individually for each connection with a fine structure, a subscriber code c, so that, for example, n connections can be separated at the receiving end by this CDMA component (CDMA: Code Division Multiple Access).
  • a physical channel is formed by a frequency band B, a time slot, for example ts6, and a subscriber code c.
  • several physical resources are usually linked to a logical channel. For example, 8 physical resources are required for the 144 kbit / s service in the uplink and downlink.
  • Tchip duration Qchips are transmitted within the symbol duration Tsym.
  • the Q chips form the connection-specific subscriber code c.
  • a guard time gp (guard period) is within the time slot ts
  • the UMTS / TDD radio interface parameters used are advantageously:
  • the subscriber-specific distinction is given by an appropriately assigned spreading code c.
  • a mobile station MS which wants to set up a connection, receives on its request sent via the RACH in a known manner u. a. the information as to which spread code c is to be used for access or connection establishment.
  • a corresponding special time slot structure belongs to this service.
  • This time slot structure is essentially characterized by the starting point and the duration of the time slot and the assigned data block or burst structure.
  • the subscriber is informed accordingly of the individual parameters of the time slot structures.
  • the air interface between a mobile station MS and a base station BS is then set up for the special requested service with the corresponding parameters of the time slots.
  • other parameters can also be transmitted to the subscriber, such as the transmission power, a spreading code c, etc.
  • an automatic function can also be implemented for memory optimization, which deletes transmission structures that are not used or transmission structures that are used relatively rarely from the memory over a predefinable period of time.
  • burst installation devices and burst uninstallation devices implemented in the mobile part are supplied with the corresponding parameters.
  • the handset thus only serves as a hardware platform.
  • the network elements in particular the mobile stations MS and the base stations BS, use a base time slot method and a base error protection method for the transmission of the parameters.
  • a base time slot method and a base error protection method for the transmission of the parameters.
  • an ARQ (Automatic Repeat Request) method which is based on a block code, and the time slot structure of the normal burst of the GSM system can be used.
  • modified tail bits or list end markings and / or training sequences can also be transmitted with improved performance.
  • shortened tail bits and shortened training sequences can also be selected.
  • burst types that are to be developed in the future can be used in this method. Examples are access bursts for random access or handover access, frequency correction bursts, synchronization bursts, normal bursts for voice, data, signaling and broadcasting as well as placeholder or you y-bursts.
  • FIG. 5 An exemplary structure of a normal burst for an existing time slot with a duration of 0.577 msec, which enables such an adaptation to different services and has shortened tail bits and training sequences, is shown in FIG. 5 and Table 2:
  • Table 2 Structure of a burst with shortened tail bit and shortened training sequence
  • this exemplary normal burst contains approximately 20% more data bits.
  • a message service can be used to transmit the special parameters of the normal burst as well as the bit sequence for the tail bit and the bit sequence of the training sequence, e.g. the well-known text message service SMS.
  • the time or starting point of the time slot must be communicated.
  • transmission channels such as the Random Access Channel R ⁇ CH or the BCCH are also suitable for the transmission of the information required for this.
  • a certain information element is preferably sent from a mobile station MS, which supports flexible structures, to the network or the base station BS communicating with it, so that the latter and / or the system can recognize whether the communicating mobile station MS with flexible structures can work.
  • the additional information element is preferably transmitted during the request of the service. This information can be stored in the home register HLR and / or visitor register VLR by setting a flag. Alternatively, a corresponding information element can also be transmitted from base stations BS working with flexible structures to mobile stations MS and / or the communication system when new connections are established.
  • the transmission and adaptation of the structures by software or the transmission via is also particularly advantageous Items of information through the network for the base stations BS and on the air interface for the respective mobile stations MS ⁇ .
  • the structures can also be service-dependent.
  • time slot structures can be different both in the uplink and in the downlink, whereby for the downlink e.g. other burst structures can also be defined.
  • (Burst 1) is required for a half rate speech channel (service 2) a gross data rate of 8.0 kbit / s (burst 2), for a 64 kbit / s data service (service 3) a gross data rate of 85 , 8 kbit / s (burst 3), a gross data rate of 54.8 kbit / s (burst 4) for a 32 Kbit / s data service (service 4) and a gross data rate for a 16 Kbit / s data service (service 5) of 39.0 kbit / s (burst 5).
  • the bits on the air interface are numbered from 1 to 1250, as shown in Table 8. If a subscriber requests service 1, burst 1 is assigned to him, namely with bits 1 to 156 of a time slot frame. If a subscriber subsequently requests a service 2, bits 157 to 234 are assigned to it. If, for example, services 3, 4 and 5 are requested one after the other, then the next subscriber for service 3 receives burst 3 on bits 235 to 702, the subscriber thereafter for service 4 (burst 4) bits 703 to 1014 and the following subscribers then for service 5 (burst 5) bits 1015 to 1248. The remaining 2 bits remain free. It may look different on another frequency, depending on what the subscribers supplied via it have requested.
  • the subscriber is informed in a message which bit of the time slot frame his burst begins and ends with. He is also informed of the structure of the burst.
  • Another constellation could e.g. consist of two requests for service 3 and one for service 4.
  • Bits 1 to 468 could be assigned to the first subscriber from service 3, bits 469 to 936 to the second subscriber from service 3, and bits 937 to 1248 to the subscriber with service 4.
  • the remaining 2 bits of the 1250 bits of the time slot frame remain free. This assignment is illustrated in Table 9.
  • Table 10 shows another constellation with service 16 sixteen times.
  • the structures on the individual frequencies can of course be different.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aktualisierung und/oder Anpassung von Übertragungsstrukturen bei einem Funk-Kommunikationssystem mit einer Schnittstelle zwischen einer Vielzahl von ersten Stationen und einer Vielzahl von weiteren Stationen, bei dem die Stationen über die Schnittstelle verbindbar sind und darüber zu übertragende Daten gemäß den Vorgaben zumindest einer festen Übertragungsstruktur übermittelt werden. Zur Erhöhung der Flexibilität bei der Einführung neuer oder angepaßter Übertragungsstrukturen, insbesondere Übertragungsrahmen ist die Übertragungsstruktur über das Kommunikationssystem aktualisierbar.

Description

Beschreibung
Datenübertragung in einem Kommunikationssystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktualisierung und/oder Anpassung von Übertragungsstrukturen, insbesondere Zeitschlitzstrukturen gemäß den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Kommunikationssystem zur Durchführung dieses Verfahrens.
In Funk-Kommunikationssystemen werden Informationen (beispielsweise Sprache, Bildinformationen oder andere Daten) mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle zwischen sendender und empfangender Station (Basisstation bzw. Teilnehmerstation) übertragen. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Trägerfrequenzen, die in dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Für zukünftige Mobilfunksysteme mit CDMA- oder TD/CDMA-Übertragungsverfahren über die Funkschnittstelle, beispielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) oder andere Systeme der 3. Generation sind Frequenzen im Frequenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen.
Bei Mobilfunksystemen werden zur Übertragung von Daten und zur Signalisierung die Datenstrukturen durch Spezifikationen wie zum GSM Rec. oder DECT Rec. fest vorgegeben. Diese
Datenstrukturen wie zum Beispiel Anzahl der Zeitschlitze, Zeitschlitzrahmen, Dauer der Zeitschlitze und Zeitschlitzrahmen und die BurstStrukturen für TDMA-, TDD-, TD/CDMA-, TD/SDCDMA- und FDD-Systeme und Spreizcodes für CDMA-Systeme müssen dann in miteinander kommunizierenden Basisstationen und Mobilstation implementiert werden. Im Laufe der Lebensdauer solcher Mobilfunksysteme verändern sich die Anforderungen an solche Strukturen oder es werden verbesserte Strukturen entwickelt. Solche geänderte Struk¬ turen können jedoch nicht schnell implementiert werden, da die Spezifikationen erst geändert und zudem in den Standar¬ disierungsgremien wie zum Beispiel ETSI, ITU oder ARIB abgestimmt werden müssen. Solche Änderungsanforderungen können sehr langwierig sein.
Üblich ist, daß die Datenblock- bzw. Burststrukturen festge- legt werden, wie zum Beispiel im GSM, wo ein Zeitschlitzrahmen aus 8 Zeitschlitzen besteht, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Ein einzelner Zeitschlitz besitzt eine Dauer von 0,577 msec und der gesamte Zeitschlitzrahmen eine Dauer von ca. 4,6 msec. Ferner sind Multirahmen bzw. Multiframes für Daten und die Signalisierung sowie übergeordnete Super- frames und Hyperframes definiert.
Des weiteren sind auch verschiedene Bursttypen wie zum Beispiel Normalburst, Frequenzkorrektur-Burst (Frequency Cor- rection Burst) , Synchronisations-Burst, Platzhalter- bzw. Dummy-Burst und Zugriffs- bzw. Access-Burst eindeutig festgelegt. Der in Fig. 2 dargestellte Normalburst, der zur Übertragung von Daten für die Signalisierung benutzt wird, ist gemäß folgender Tabelle 1 spezifiziert:
Figure imgf000004_0001
Figure imgf000005_0001
Tabelle 1: bekannter GSM-Normalburst
Dabei sind die 8 möglichen Trainingssequenzen sowie die Tail Bit bzw. Listenendemarkierungen durch die Spezifikationen eindeutig festgelegt und damit auch die Leistungsfähigkeit bzw. Performance.
Im DECT-System sind die Strukturen der Zeitschlitze und der entsprechenden Datenblöcke bzw. Bursts für Vollzeitschlitz- (Full Slot), Halbzeitschlitz- (Half Slot) und Doppelzeitschlitz- (Double Slot)- Methoden eindeutig festgelegt.
Um für ein Mobilfunksystem oder andere Übertragungssysteme eine neue Burststruktur bzw. Zeitschlitzstruktur zu entwerfen, sind aufwendige Simulationen notwendig, um die Strukturen festzulegen und anschließend zu standardisieren. Dieses bedeutet, daß man bei der Standardisierung und Entwicklung eines neues Mobilfunkstandards sehr viel Zeit benötigt.
Zum Beispiel soll in einem bestehenden Mobilfunknetz ein neuer Dienst eingeführt werden, der beispielsweise zur Optimierung der Übertragungsrate eine andere Zeitschlitzstruktur und/oder Burststruktur für TDMA/TDD-, TD/CDMA-, TD/SDCDMA-Systeme und/oder andere Spreizcodes für reine CDMA- Systeme oder FDMA/TDMA/CDMA-Systeme als die bisher im System implementierten Strukturen aufweisen soll. In diesem Fall muß den mobilen Teilnehmern in der Regel ein neues Mobilteil mit diesem neuen Merkmal zur Verfügung gestellt werden.
Es kann sich auch im Laufe des Betriebs des Netzes herausstellen, daß die spezifizierten Strukturen in gewissen Szenarien doch nicht die erforderliche Leistungsfähigkeit erbringen. Dann müssen neue Strukturen spezifiziert und diese in die Netzwerkelemente wie zum Beispiel die Basisstationen und die Mobilstationen implementieren werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Funk- Kommunikationssysteme bereitzustellen, bei denen Übertragungsstrukturen, insbesondere Zeitschlitzstrukturen ohne einen hohen technischen Aufwand an insbesondere Basisstationen und Mobilstationen aktualisiert und neu eingerichtet werden können.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zur Aktualisierung und/oder Anpassung von Übertragungsstrukturen, insbesondere Zeitschlitzstrukturen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das Kommunikationssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Die Aktualisierung von Übertragungsstrukturen, insbesondere
Zeitschlitz- oder Burststrukturen über das
KommunikationsSystem ermöglicht eine sehr variable und zügige
Anpassung der einzelnen Einrichtungen des
Kommunikationssystems, insbesondere der Endstationen und der damit kommunizierenden Stationen.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Erst bei Anforderung eines Dienstes einer kommunizierenden Station die spezielle Zeitschlitzstruktur und den Aufbau des physikalischen Inhaltes (Burst) des Zeitschlitzes mitzuteilen, ermöglicht die Bereitstellung eines einfachen Grundübertragungsrahmens, der besonders variabel ergänzbar ist. Die Burststrukturen können aber auch über einen BCCH ausge- sendet werden.
Besonders vorteilhaft ist die feste Definition nur der Grundstruktur, wie zum Beispiel eines Zeitschlitzrahmens (TDMA- Rahmen) , so daß die einzelnen Zeitschlitzstrukturen und Bursttypen für die verschiedenen Dienste dann definiert werden können, wenn die Dienste für sich genommen festliegen.
Vorteilhaft ist die Übertragung und Anpassung der Strukturen per Software bzw. Informationselemente über das Netz für die Basisstationen und über die Luftschnittstellen für die betreffenden Mobilstationen. Die Strukturen können dabei auch dienstabhängig sein.
Das Abspeichern verschiedener Übertragungsstrukturen über einen festsetzbaren oder festgesetzten Zeitraum in einem Speicher im Mobilteil (MS) und/oder den Basisstationen (BS) ermöglicht einerseits eine nicht bei jedem Verbindungsaufbau erforderliche Übertragung der Parameter der entsprechenden Ubertragungsstruktur. Andererseits wird zur Speicheroptimierung das Auswählen von abzuspeichernden Übertragungsstrukturen und/oder das Löschen von über einen vorgebbaren Zeitraum nicht verwendeten Übertragungsstrukturen und/oder relativ selten verwendeten Übertragungsstrukturen aus dem Speicher vorgeschlagen.
Ein Basiszeitschlitzverfahren und ein Basis-Fehlerschutzverfahren zur Übertragung der Parameter stellen eine besonders effiziente und sichere Anpassung der Übertragungs- Struktur an den jeweils angeforderten Dienst sicher. Datenstrukturen wie zum Beispiel die Anzahl der Zeitschlitze, Zeitschlitzrahmen, die Dauer der Zeitschlitze und Zeit- schlitzrahmen und die Burststrukturen für TDMA-, TDD-, TD/CDMA-, TD/SDCDMA- und FDD-Systeme sowie Spreizcodes für CDMA-Systeme werden somit in miteinander kommunizierenden Basisstationen und Mobilstation implementiert.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig . 1 Datenrahmen des Standes der Technik,
FFiigg.. 22 einen bekannten Normalburst als Bestandteil eines Multirahmens,
Fig . 3 ein Blockschaltbild eines bekannten Mobilfunksystems,
Fig . 4 eine schematische Darstellung der bekannten Rahmenstruktur des TDD-Übertragungsverfahrens und Fig. 5 einen speziell angepaßten Burst.
Das in Fig. 3 dargestellte Mobilfunksystem als Beispiel eines bekannten Funk-Kommunikationssystem besteht aus einer Vielzahl von Basisstations-Steuereinrichtungen bzw. Mobilver- mittlungsstellen MSC, die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN herstellen. Weiterhin sind diese Mobilvermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einer Einrichtung RNM zum Zuteilen von funktechnischen Ressourcen verbunden. Jede dieser Einrichtungen RNM ermög- licht wiederum eine Verbindung zu zumindest einer Basisstation BS . Eine solche Basisstation BS kann über eine Funkschnittstelle eine Verbindung zu Teilnehmerstationen, z.B. Mobilstationen MS oder anderweitigen mobilen und stationären Endgeräten aufbauen. Durch jede Basisstation BS wird zumindest eine Funkzelle Z gebildet. Bei einer
Sektorisierung oder bei hierarchischen Zellstrukturen werden pro Basisstation BS auch mehrere Funkzellen Z versorgt. In Fig. 3 sind beispielhaft bestehende Verbindungen VI, V2, V3 zur Übertragung von Nutzinformationen und Signalisie- rungsinformationen zwischen Mobilstationen MS und einer Basisstation BS und eine Anforderung zur Ressourcenzuteilung oder eine kurze Bestätigungsmeldung in einem Zugriffskanal RÄCH durch eine weitere Mobilstation MS dargestellt. Weiterhin ist ein Organisationskanal (BCCH: Broadcast Control CHannel) dargestellt, der zur Übertragung von Nutz- und Signalisierungsinformationen mit einer definierten Sende- leistung von jeder der Basisstationen (BS) für alle Mobilstationen bereitgestellt wird.
Ein 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, insbesondere für Teilnehmerzugangsnetze mit drahtlosem Teilnehmeranschluß.
Die Rahmenstruktur der Funkübertragung für TDMA/CDMA ist aus Fig. 4 ersichtlich. Gemäß einer TDMA-Komponente (TDMA: Time Division Multiple Access) ist eine Aufteilung eines breit- bandigen Frequenzbereichs, beispielsweise der Bandbreite B = 5 MHz, in mehrere Zeitschlitze ts gleicher Zeitdauer, beispielsweise 16 Zeitschlitze tsO bis tsl5, vorgesehen. Ein Frequenzband erstreckt sich über einen Frequenzbereich B. Ein Teil der Zeitschlitze tsO bis tsδ wird in Abwärtsrichtung DL (Downlink von BS zu MS) und ein Teil der Zeitschlitze ts9 bis tsl5 wird in Aufwärtsrichtung UL (Uplink von MS zu BS) benutzt. Dazwischen liegen ein oder mehrere Umschaltpunkte SP - in Fig. 4 nur ein Umschaltpunkt. Bei diesem TDD-Übertra- gungsverfahren entspricht das Frequenzband für die Aufwärts- richtung UL dem Frequenzband für die Abwärtsrichtung DL. Gleiches wiederholt sich für weitere Trägerfrequenzen. Innerhalb der Zeitschlitze ts werden Informationen mehrerer Verbindungen in Funkblöcken übertragen. Funkblöcke zur Nutzdatenübertragung bestehen aus Abschnitten mit Daten d, in denen empfangsseitig bekannte Trainingssequenzen mal bis man eingebettet sind. Die Daten d mit 1..N Symbolen sind verbindungsindividuell mit einer Feinstruktur, einem Teilnehmerkode c, gespreizt, so daß empfangsseitig beispielsweise n Verbindungen durch diese CDMA-Komponente (CDMA: Code Division Multiple Access) separierbar sind. Ein physikalischer Kanal wird dabei durch ein Frequenzband B, einen Zeitschlitz, z.B. ts6, und einen Teilnehmerkode c gebildet. Zur Übertragung von Services mit hohen Datenraten werden in der Regel mehrere physikalische Ressourcen zu einem logischen Kanal verknüpft. Zum Beispiel werden für den Service 144 kbit/s in Uplink und Downlink jeweils 8 physikalische Ressourcen benötigt.
Die Spreizung von einzelnen Symbolen der Daten d bewirkt, daß innerhalb der Symboldauer Tsym Q Chips der Dauer Tchip übertragen werden. Die Q Chips bilden dabei den verbindungsindividuellen Teilnehmerkode c. Weiterhin ist innerhalb des Zeitschlitzes ts eine Schutzzeit gp (guard period) zur
Kompensation unterschiedlicher Signallaufzeiten der Signale der Verbindungen vorgesehen.
Die verwendeten Parameter der UMTS/TDD-Funkschnittstelle sind vorteilhafterweise :
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 auch eine besonders geeignete Harmonisierung mit einem FDD-Modus (FDD: Frequency Division Duplex) für die 3. Mobilfunkgeneration.
Im TDD-Modus wird die teilnehmerindividuelle Unterscheidung durch einen entsprechend zugewiesenen Spreizkode c gegeben. Eine Mobilstation MS, die eine Verbindung aufbauen möchte, erhält auf ihre über den RÄCH gesendete Anforderung in bekannter Weise u. a. die Information, welcher Spreizkode c für den Zugriff bzw. Verbindungsaufbau zu verwenden ist.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in den Einrichtungen des Kommunikationssystems vorteilhafterweise lediglich eine Grundstruktur eines allgemein verwendbaren Übertragungsrahmens bereitgestellt .
Fordert ein Teilnehmer bzw. Subscriber einen bestimmten Dienst an, dann gehört zu diesem Dienst eine entsprechende spezielle Zeitschlitzstruktur. Diese Zeitschlitzstruktur ist im wesentlichen durch den Startpunkt und die Dauer des Zeitschlitzes und die zugeordnete Datenblock- bzw. Burststruktur gekennzeichnet. Dem Teilnehmer werden bei der Anforderung des Dienstes entsprechend die einzelnen Parameter der Zeitschlitzstrukturen mitgeteilt.
Mit diesen Informationen wird dann die Luftschnittstelle zwischen einer Mobilstation MS und einer Basisstation BS für den speziellen angeforderten Dienst mit den entsprechenden Para- metern der Zeitschlitze aufgebaut. Zusätzlich können dem Teilnehmer auch noch weitere Parameter übermittelt werden, wie zum Beispiel die Sendeleistung, ein Spreizcode c etc.
Besonders vorteilhaft ist das Abspeichern verschiedener Übertragungsstrukturen über einen längeren Zeitraum in einem Speicher im Mobilteil MS und insbesondere den Basisstationen BS, so daß nicht bei jedem Verbindungsaufbau zuerst ein Training oder eine Abstimmung mit der Übertragung sämtlicher erforderlicher Daten, die z.B. über den Grundrahmen hinausgehen, und eine Konditionierung von diesen durchgeführt werden muß. Bekannt gegeben wird insbesondere, wo der Burst beginnen und enden soll. Man kann solche Informationen u.a. auch über den BCCH ausstrahlen, der ständig mitteilt, welche Bit des Grundrahmens belegt sind.
Zweckmäßigerweise besteht bei insbesondere den Mobilstationen MS die Möglichkeit, ausgewählt nur bestimmte Übertragungsstrukturen abzuspeichern. Alternativ oder zusätzlich ist zur Speicheroptimierung auch eine Automatikfunktion implementierbar, die über einen vorgebbaren Zeitraum nicht verwendete Übertragungsstrukturen oder relativ selten verwendete Über- tragungsstrukturen aus dem Speicher löscht.
Nach dem Übermitteln einer entsprechend geeigneten Übertragungsstruktur bzw. Auswahl dieser aus dem Speicher werden im Mobilteil implementierte Burstinstallationseinrichtungen und Burstdeinstallationseinrichtungen mit den entsprechenden Parametern versorgt.
Das Mobilteil dient hier somit insbesondere nur als eine Hardware-Plattform.
Damit die Parameter der Zeitschlitzstrukturen gesichert übertragen werden, wenden die Netzwerkelemente, insbesondere die Mobilstationen MS und die Basisstationen BS ein Basiszeitschlitzverfahren und ein Basis-Fehlerschutzverfahren zur Übertragung der Parameter an. Verwendbar sind dazu beispielsweise ein ARQ- (Automatic Repeat Request) -Verfahren, das auf einem Blockcode beruht, sowie hinsichtlich der Zeitschlitz- Struktur der Normalburst des GSM-Systems. Weiterhin können gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform auch geänderte Tail-Bit bzw. Listenendemarkierungen und/oder Trainingssequenzen mit einer verbesserten Leistungsfähigkeit übertragen werden. Zur Erhöhung der Datenrate können z.B. auch verkürzte Tail-Bit und verkürzte Trainingssequenzen gewählt werden.
Bei diesem Verfahren sind verschiedenartigste bekannte und zukünftig zu entwickelnde Bursttypen einsetzbar. Beispiele sind Access-Bursts für einen zufälligen Zugriff (Random Access) oder einen Übergabezugriff (Handover Access), Fre- quenzkorrektur-Bursts (Frequency Correction Bursts) , Syn- chronisations-Bursts, Normalbursts für Sprache, Daten, Signalisierung und Broadcasting sowie Platzhalter- bzw. Du y-Bursts .
Eine beispielhafte Struktur eines Normalbursts für einen bestehenden Zeitschlitz mit einer Dauer von 0,577 msec, die eine derartige Anpassung an verschiedene Dienste ermöglicht und verkürzte Tail-Bit und Trainingssequenzen aufweist, ist in Fig. 5 und Tabelle 2 dargestellt:
Figure imgf000014_0001
Tabelle 2 : Struktur eines Burst mit verkürzten Tail-Bit und verkürzter Trainingssequenz
Dieser beispielhafte Normalburst enthält durch die verkürzten Tail-Bit und die verkürzte Trainingssequenz ca. 20% mehr Datenbit.
Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform besteht auch die Möglichkeit, verkürzte Normalburst für geringere Datenraten einzuführen, wenn zum Beispiel ein neuer Sprach- codec mit einer sehr geringen Datenrate realisiert werden soll.
Zur Übertragung der speziellen Parameter des Normalbursts sowie der Bitfolge für die Tail-Bit und die Bitfolge der Trainingssequenz kann gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ein Nachrichtendienst verwendet werden, wie z.B. der bekannte Kurzmitteilungsdienst SMS. Daneben muß der Zeitpunkt bzw. Startpunkt des Zeitschlitzes mitgeteilt werden. Aber auch Übertragungskanäle wie der Random Access Channel RÄCH oder der BCCH sind für die Übertragung der dazu erforderlichen Informationen geeignet.
Weiterhin können auch Normalburst mit zwei Trainingssequenzen spezifiziert werden, die wesentlich länger sind und eine höhere Performance bzw. Leistungsfähigkeit zur Verfügung stellen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird vorzugsweise ein bestimmtes Informationselement von einer Mobilstation MS aus, die flexible Strukturen unterstützt, an das Netz bzw. die mit dieser kommunizierende Basisstation BS gesendet, damit diese und/oder das System erkennen, ob die kommunizierende Mobilstation MS mit flexiblen Strukturen arbeiten kann. Das zusätzliche Informationselement wird vorzugsweise während der Anforderung des Dienstes übermittelt. Diese Information kann im Heimatregister HLR und/oder Besucherregister VLR durch das Setzen eines Flags gespeichert werden. Alternativ kann die Übermittlung eines entsprechenden Informationselements auch von mit flexiblen Strukturen arbeitenden Basisstationen BS zu Mobilstationen MS und/oder dem Kommunikationssystem erfolgen, wenn neue Verbindungen aufgebaut werden.
Vorteilhaft ist insbesondere auch die Übertragung und Anpassung der Strukturen per Software bzw. die Übertragung über Informationselemente über das Netz für die Basisstationen BS und über die Luftschnittstellen für die betreffenden Mobil¬ stationen MS. Die Strukturen können dabei auch dienstabhängig sein.
Allgemein können die Zeitschlitzstrukturen sowohl im Uplink als auch im Downlink unterschiedlich sein, wobei für den Downlink z.B. auch andere Burststrukturen definiert werden können.
Nachfolgend werden beispielhafte Varianten anhand des be- stehenden GSM-Systems mit einem Zeitschlitzrahmen aus 8
Zeitschlitzen aufgeführt. Jeder Zeitschlitz hat eine Dauer von 0,577 msec bzw. enthält genau 156,25 Bit. Jedes Bit hat eine Bitdauer von 3,69 μsec. Ein Zeitschlitzrahmen hat also 156,25 Bit mal 8 Zeitschlitzen, d.h. 1250 Bit. Diese 1250 Bit können z.B. als Grundstruktur erhalten bleiben.
Fordert ein Teilnehmer einen Dienst an, so kann man ihm einen • entsprechenden Anteil aus diesen 1250 Bit zuordnen, wobei hier angenommen werden soll, daß für einen normalen Sprachdienst (Dienst 1) einschließlich Kanalkodierung zum Beispiel für Full-Rate-Speech eine Bruttodatenrate von 22.8kbit/s
(Burst 1) benötigt wird, für einen Half-Rate-Speech-Channel (Dienst 2) eine Bruttodatenrate von 8,0 kbit/s (Burst 2), für einen 64 Kbit/s-Datendienst (Dienst 3) eine Bruttodatenrate von 85,8 kbit/s (Burst 3), für einen 32 Kbit/s-Datendienst (Dienst 4) eine Bruttodatenrate von 54,8 kbit/s (Burst 4) und für einen 16 Kbit/s-Datendienst (Dienst 5) eine Bruttodatenrate von 39,0 kbit/s (Burst 5).
Dann könnten z.B. Datenburst gemäß der folgenden Tabellen 3 bis 7 definiert werden, wobei die Abfolge der Felder wieder der Abfolge der vorhergehenden Tabellen entspricht: TB Daten SB Train. SB Daten TB Schutz
3 59 1 26 1 59 3 4
Tabelle 3: Burst 1 (Gesamtbit 156)
Figure imgf000017_0001
TB Daten SB Train SB Daten TB Schutz
3 215 1 26 1 215 3 4
Tabelle 5: Burs t 3 (Gesamtbit 468)
TB Daten SB Train. SB Daten TB Schutz
3 137 1 26 1 137 3 4
Tabelle 6: Burs"t 4 (Gesaimtbit 31 2)
TB Daten SB Train. SB Daten TB Schutz
3 98 1 26 1 98 3 4
Tabelle 7 : Burs t 5 (Gesamtbit 2 34)
Die Bit auf der Luftschnittstelle sind von 1 bis 1250 durchnumeriert, wie dies in Tabelle 8 dargestellt ist. Fordert ein Teilnehmer den Dienst 1 an, so wird ihm der Burst 1 zugeordnet und zwar mit den Bit 1 bis 156 eines Zeitschlitz- rahmens. Fordert anschießend ein Teilnehmer einen Dienst 2 an, so werden ihm die Bit 157 bis 234 zugeordnet. Werden beispielsweise weiter nacheinander die Dienste 3, 4 und 5 angefordert, dann bekommt der nächste Teilnehmer für den Dienst 3 den Burst 3 auf den Bit 235 bis 702, der Teilnehmer danach für den Dienst 4 (Burst 4) die Bit 703 bis 1014 und der folgende Teilnehmer danach für den Dienst 5 (Burst 5) die Bit 1015 bis 1248. Die restlichen 2 Bit bleiben frei. Auf einer anderen Frequenz kann es anders aussehen, je nachdem was die darüber versorgten Teilnehmer angefordert haben.
Figure imgf000018_0001
In einer Nachricht bzw. Message wird dem Teilnehmer mitgeteilt, mit welchem Bit des Zeitschlitzrahmens sein Burst beginnt und endet. Weiterhin wird ihm mitgeteilt, welche Struktur der Burst hat.
Eine andere Konstellation könnte z.B. darin bestehen, daß zweimal Dienst 3 und einmal Dienst 4 angefordert wird. Dem ersten Teilnehmer vom Dienst 3 könnten die Bit 1 bis 468, dem zweiten Teilnehmer vom Dienst 3 die Bit 469 bis 936 und dem Teilnehmer mit Dienst 4 die Bit 937 bis 1248 zugewiesen werden. Die restlichen 2 Bit der 1250 Bit des Zeitschlitzrahmens bleiben wiederum frei. Diese Zuordnung ist in Tabelle 9 veranschaulicht.
Figure imgf000018_0002
Tabelle 10 zeigt eine weitere Konstellation mit sechzehnmal dem Dienst 2.
Figure imgf000018_0003
Tabelle 10: sechzehnmal Dienst 2
Noch eine andere Konstellation ist in Tabelle 11 mit viermal Dienst 5 und dreimal Dienst 2 dargestellt.
Figure imgf000018_0004
Tabelle 11: viermal Dienst 5, dreimal Dienst 2
Die Strukturen auf den einzelnen Frequenzen können dabei natürlich unterschiedlich sein.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Übertragen von Daten in einem Kommunikationssystem zwischen einer ersten Station (BS) und wenigstens einer weiteren Station (MS) , bei dem
- die Daten in Form von Bursts übertragen werden
- und die Struktur der Bursts abhängig von der jeweils gewünschten Datenrate oder von einem gewünschten Dienst ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Länge der Bursts abhängig von der jeweils gewünschten Datenrate oder vom jeweils gewünschten Dienst ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der innere Aufbau der Bursts abhängig von der jeweils gewünschten Datenrate oder vom jeweils gewünschten Dienst ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwischen kommunizierenden Stationen Beginn und Ende eines Bursts bzw. Zeitschlitzes für Beginn und Ende im Downlink und/oder Uplink bekanntgegeben werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ohne Anforderung eines speziellen Dienstes und/oder zum Aufbau einer Verbindung ein Grundrahmen verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem verschiedene Burststrukturen über zumindest einen festsetzbaren oder festgesetzten Zeitraum in einem Speicher in Mobilstationen (MS) und/oder Basisstationen (BS) abgespeichert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem über einen vorgebbaren Zeitraum nicht verwendete Burststrukturen und/oder relativ selten verwendete Burststrukturen aus dem Speicher gelöscht werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zur Übertragung von speziellen Parametern zur Kennzeichnung der Burststrukturen ein Nachrichtendienst, insbesondere Kurzmitteilungsdienst (SMS) verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem von der weiteren Station (MS) signalisiert wird, dass sie flexible Burststrukturen unterstützt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in den ersten und/oder weiteren Stationen (BS, MS), im Heimatregister (HLR) , im Besucherregister (VLR) und/oder einer Basisstations-Steuereinrichtung (MSC) registriert wird, ob die kommunizierenden Stationen (MS, BS) flexible Burststrukturen unterstützen.
11. Komrαunikationssystem, insbesondere Funk-Kommunikations- system zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche .
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