WO2002013563A1

WO2002013563A1 - Zugriffsverfahren in kommunikationssystemen mit unterschiedlichen leistungsklassen und kommunikationssystem

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Publication number: WO2002013563A1
Application number: PCT/DE2001/002927
Authority: WO
Inventors: Michael Färber; Jean-Michel Traynard
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2001-08-01
Publication date: 2002-02-14
Also published as: DE10038256B4; AU2001279575A1; US20040198345A1; DE10038256A1; US20060285511A1; US7113777B2

Abstract

Beschrieben werden ein Verfahren zum Zugriff von Teilnehmer-Endgeräten unterschiedlicher Leistungsklassen auf Zugangskanäle eines Kommunikationssystems mit unterschiedlichen Leistungsklassen und ein entsprechendes Kommunikationssystem, wobei in dem Kommunikationssystem mindestens zwei Zugangskanäle (RACH1, RACH2) unterschiedlicher Leistungsklasse bereitgestellt werden.

Description

Beschreibung

Zugriffsverfahren in Kommunikationssystemen mit unterschiedlichen Leistungsklassen und KommunikationsSystem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zugriff von Teilnehmer-Endgeräten unterschiedlicher Leistungsklassen auf Zugangskanale eines Kommunikationssystems mit unterschiedlichen Leistungsklassen und ein entsprechend ausgebil- detes Kommunikationssystem.

Aktuell existierende Kommunikationssysteme werden kontinuierlich verbessert und es werden ständig neue, erweiterte oder optimierte Leistungen in diesen Ko munikationssystemen be- reitgestellt, die sich in unterschiedlichen Leistungsklassen der entsprechenden KommunikationsSysteme äußern. Solche Leistungen können bestimmte Dienste darstellen, die ein Teilnehmer des KommunikationsSystems direkt nutzen kann, wie beispielsweise Sprach-, Daten- oder Multimediakommunikation oder begleitende Dienste wie Anrufbeantworterfunktion oder ähnliches. Es können aber auch Leistungen bereitgestellt werden, die die internen Abläufe des Kommunikationssystems betreffen wie die Art, Zahl und Kapazität von Kommunikationskanälen, die Art der Datenweiterleitung oder -Verarbeitung oder ähnli- ches.

Ein Beispiel hierfür sind Mobilfunksysteme, wobei derzeit Mobilfunksysteme der zweiten Generation wie insbesondere GSM bzw. GPRS betrieben werden und Mobilfunksysteme der dritten Generation wie insbesondere UMTS bzw. UTRAN spezifiziert werden. Es sind hierbei auch Netze vorgesehen, die eine Schnittstellenfunktion zwischen Mobilfunksystemen der zweiten und der dritten Generation bilden, wie insbesondere GERAN-Netze, und somit Einrichtungen aufweisen, die parallel Leistungen der zweiten Generation und der dritten Generation von Mobilfunksystemen ermöglichen. Hierbei ist der Funkübertragungsteil (Luftschnittstelle) des GERAN-Netzes nach der zweiten Generation von Mobilfunksystemen ausgebildet, der Festnetzteil des GERAN-Netzes nach der dritten Generation von Mobilfunksystemen. In einem GERAN-System wird daher sowohl die A- Schnittstelle für leitungsvermittelte Verbindungen und Gb- Schnittstelle für paketvermittelte Verbindungen der zweiten Generation als auch die Iups-Schnittstelle für paketvermittelte Verbindungen und die Iucs-Schnittstelle für leitungsvermittelte Verbindungen der dritten Generation unterstützt.

Für solche GERAN-Netze ist als eine Leistung einer ersten

Leistungsklassen beispielsweise - entsprechend Mobilfunksystemen der zweiten Generation - die Bereitstellung von bidirektionalen Kommunikationskanälen vorgesehen, d.h. von Kanälen in Abwärtsrichtung (Downlink) vom Kommunikationssystem zu einem Teilnehmerendgerät und in Aufwärtsrichtung (Uplink) vom Teilnehmer-Endgerät zum Kommunikationssystem, die aneinander gekoppelt sind und einen definierten Frequenzabstand (45 MHZ) und definierten Abstand in der Zeitschlitzstruktur (3 Zeitschlitze) der TDMA-Luftschnittstelle des GERAN-Netzes aufwei- sen. Andererseits können im Rahmen von Leistungen einer weiteren Leistungsklasse auch unidirektionale Kommunikationskanäle in Aufwärtsrichtung oder Abwärtsrichtung bereitgestellt werden, die nicht an einen entsprechenden zweiten Kanal gekoppelt sind und somit eine größere Flexibilität bei der Zu- Weisung von Übertagungskapazitäten zu Kommunikationsverbindungen gestatten. Damit können die insgesamt zur Verfügung stehenden Übertragungskapazitäten besser genutzt werden und mehr Kommunikationsverbindungen mit der nötigen Übertragungskapazität versorgt werden als bei Systemen mit bidirektiona- len Kanälen. Diese Maßnahmen sind beispielsweise in Tdoc 2e00-126 „GERAN Physical Sub-Channels , ETSI SMG2 Working Session on EDGE, Seattle, Washington USA, May 8-12. 2000, beschrieben.

Der Zugriff von Teilnehmer-Endgeräten auf KommunikationsSysteme kann speziell über bestimmte Zugangskanäle erfolgen. So ist beispielsweise in Mobilfunksystemen ein spezieller, ge- meinsamer Signalisierungskanal (Com on Control Channel CCCH) hierfür vorgesehen, der als Zugangskanal (Random Access Channel RÄCH) ausgelegt ist. Bisherige Zugriffsverfahren gestatten jedoch nicht, ein Teilnehmer-Endgerät frühzeitig den Leistungen derjenigen Leistungsklasse zuzuweisen, die für die Leistungsklasse des Endgerätes insgesamt oder für den aktuell vom Teilnehmer-Endgerät geforderten Dienst notwendig oder optimal ist. Eine solche optimierte Zuweisung erfolgt allenfalls erst in einem zweiten Schritt nach einem zuvor abge- schlossenen Zugriff des Teilnehmer-Endgerätes auf das Kommunikationssystem, was den Signalisierungsaufwand erhöht oder gar einen nochmaligen Zugriff des Endgerätes auf das Kommuni- kationssystem erforderlich macht, diesmal gezielt auf die entsprechenden Leistungen der passenden Leistungsklasse ge- richtet (Directed Retry) .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen optimierten Zugriff von Teilnehmer-Endgeräten auf ein Kommunikationssystem bereitzustellen, der eine Berücksichtigung der spezifischen Leistungsklassen der Teilnehmer-Endgeräte mit möglichst geringem Aufwand erlaubt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Patentansprüchen entnehmbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Zugriff von Teilnehmer-Endgeräten unterschiedlicher Leistungsklassen auf Zugangskanäle eines Kommunikationssystems mit unterschiedlichen Leistungsklassen. Es wird nun vorgesehen, dass in dem Kommunikationssystem mindestens zwei Zugangskanäle unterschiedlicher Leistungsklasse bereitgestellt werden. Damit kann jedes Teilnehmer-Endgerät entsprechend seiner Leistungsklasse oder der Leistungsklasse des aktuell geforderten Dienstes durch Zugriff auf den entsprechenden Zugangskanal bereits während des ersten Zugriffs auf das Kommunikationssystem mit denjenigen Einrichtungen des KommunikationsSystems in Kontakt tre- ω J M M P¹ P¹

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der Übertragungskanal des zweiten Zugangskanals auf einem anderen physikalischen Träger bereitgestellt werden wie der Übertragungskanal des ersten Zugangskanals.

Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem ein Kommunikationssystem, welches Einrichtungen unterschiedlicher Leistungsklassen zum Aufbau von Kommunikationsverbindungen mit Teilnehmer-Endgeräten unterschiedlicher Leistungsklassen aufweist. Es werden nun Einrichtungen zur Zuweisung von mindes- tens zwei Zugriffskanälen für die Teilnehmer-Endgeräte vorgesehen. Wie bereits oben beschrieben, kann über diese separaten Zugriffskanäle dann auf einfache Weise und zu einem sehr frühen Zeitpunkt eine zielgerichtete Zuordnung der Teilnehmer-Endgeräte zu den Leistungsklassen des Kommunikationssys- te s erfolgen.

Speziell kann das Kommunikationssystem als Mobilfunksystem ausgebildet sein und erste Einrichtungen der zweiten Generation von Mobilfunksystemen sowie zweite Einrichtungen der dritten Generation von Mobilfunksystemen aufweisen. Ein solches Mobilfunksystem wäre ein GERAN-Netz, wie es bereits oben beschrieben wurde.

Ein spezielles Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 3 erläutert.

Es zeigen:

Fig . 1 : Schematische Darstel lung des Zugrif fs auf ein GERAN-Net z

Fig . 2 : S chematische Darstellung der Kanalstruktur zweier Zugangskanäle innerhalb eines bidirektionalen Kommunikations kanals LO LO ro LO P¹ P¹

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sind, welche als eigentliche Sende- und Empfangseinrichtungen die Verbindung zu Teilnehmer-Endgeräten MSI, MS2 herstellen.

Seitens der Teilnehmer-Endgeräte, hier als mobile Teilnehmer- Endgeräte MSI, MS2 ausgebildet, weist das GERAN-Netz eine Luftschnittstelle Um auf, die im wesentlichen nach einem TDMA-Prinzip der zweiten Generation von Mobilfunksystemen ausgebildet ist, jedoch neben den Leistungen der zweiten Generation auch Leistungen der dritten Generation anbieten kann, um eine effektive Verbindung der Teilnehmer-Endgeräte MSI, MS2 zu den entsprechenden Schnittstellen zum Core Network zu schaffen. Die Teilnehmer-Endgeräte MSI, MS2 können ebenfalls unterschiedliche Leistungsklassen aufweisen, die Leistungen der zweiten oder dritten Generation von Mobilfunk- Systemen entsprechen. Insbesondere sei hier das Teilnehmer- Endgerät MSI so ausgelegt, dass es sowohl bidirektionale Ko - munikationsverbindungen, wie in bisherigen Mobilfunksystemen der zweiten Generation, als auch unidirektionale Kommunikationsverbindungen, wie für Mobilfunksystemen der dritten Gene- ration vorgeschlagen, verarbeiten kann. Das Teilnehmer-Endgerät MS2 sei dagegen so ausgelegt, dass es lediglich bidirektionale Kommunikationsverbindungen verarbeiten kann.

Auf der Seite der Funkschnittstelle Um des GERAN-Netzes wer- den nun für die Teilnehmer-Endgeräte MSI, MS2 mit den unterschiedlichen Leistungsklassen zwei Zugangskanäle RACHl, RACH2 statt wie bislang nur ein Zugangskanal RÄCH bereitgestellt. Der erste Zugangskanal RACHl wird hier im Rahmen einer Leistung einer niedrigeren Leistungsklasse bereitgestellt, näm- lieh im Rahmen einer bidirektionalen Kommunikationsverbindung. Der zweite Zugangskanal RACH2 wird dagegen im Rahmen einer Leistung einer höheren Leistungsklasse bereitgestellt, nämlich im Rahmen einer unidirektionalen Kommunikationsverbindung. Somit können die Teilnehmer-Endgeräte MSI der zwei- ten Generation, die ebenfalls dieser niedrigeren Leistungsklasse zuzuordnen sind, nur auf den ersten Zugangskanal RACHl zugreifen, dagegen können Teilnehmer-Endgeräte MS2 der drit- co co NJ O P> P¹

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rahmens TF der Abwartsrichtung DL des BCCH-Tragers um drei Zeitschlitze gegen den ersten Zeitschlitz tsO des RACH-Tra- gers m der Aufwartsπchtung UL versetzt ist.

Wie Fig. 2 zeigt, kann nun der zweite Zugangskanal RACH2 auf demselben Trager m Aufwartsπchtung UL vorgesehen sein wie der erste Zugangskanal RACHl, allerdings m anderen Zeit- schlitzen.

Fig. 3 zeigt eine alternative Art des Emfugens des zweiten Zugangskanals RACH2 m die Struktur der Ubertragungskanale . Hier wird der zweite Zugangskanal RACH2 auf einem separaten, rein unidirektionalen Trager m Aufwartsrichtung UL vorgesehen.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht also auf einfache Weise, durch Zugriff auf Zugangskanale unterschiedlicher Leistungsklassen Teilnehmer-Endgeräte unterschiedlicher Leistungsklassen zu unterscheiden, im vorliegenden speziellen Beispiel insbesondere unter Ausnutzung der unterschiedlichen Fähigkeit von Teilnehmer-Endgeraten MSI, MS2, bidirektionale oder uni- direktionale Kommunikationsverbindungen zu verarbeiten.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Zugriff von Teilnehmer-Endgeräten unterschiedlicher Leistungsklassen auf Zugangskanäle eines Kommu- nikationssystems mit unterschiedlichen Leistungsklassen dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kommunikationssystem mindestens zwei Zugangskanale (RACHl, RACH2) unterschiedlicher Leistungsklasse bereitgestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, da dur c h g e k enn z e i chn e t , dass für jede Leistungsklasse des Kommunikationssystems ein Zugangskanal (RACHl, RACH2) bereitgestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadur ch g e k enn z e i chn e t , dass eine erste niedrigere Leistungsklasse und eine zweite höhere Leistungsklasse bereitgestellt wird und für Teilneh- mer-Endgeräte der niedrigeren Leistungsklasse der Zugriff auf einen Zugangskanal der niedrigeren Leistungsklasse (RACHl) und für Teilnehmer-Endgeräte der höheren Leistungsklasse je nach Art des aktuell geforderten Dienstes des Teilnehmer-End- gerätes der Zugriff auf einen Zugangskanal der niedrigeren Leistungsklasse (RACHl) oder einen Zugangskanal der höheren Leistungsklasse (RACH2) vorgesehen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, da dur ch g e k enn z e i chne t , dass als erste Leistungsklasse Leistungen eines Mobilfunksystems der zweiten Generation und als zweite Leistungsklasse Leistungen eines Mobilfunksystems der dritten Generation bereitgestellt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Leistungsklassen Leistungen unterschiedlicher Entwicklungsstufen innerhalb einer Generation von Mobilfunksystemen bereitgestellt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadur ch g e k enn z e i chn e t , dass als erste Leistungsklasse bidirektionale Übertragungskanäle und als zweite Leistungsklasse unidirektionale Übertragungskanäle bereitgestellt werden und ein erster Zugriffska- nal (RACHl) in einem bidirektionalen Übertragungskanal und ein zweiter Zugriffskanal (RACH2) in einem unidirektionalen Übertragungskanal bereitgestellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungskanal des zweiten Zugangskanals (RACH2) auf dem gleichen physikalischen Träger bereitgestellt wird wie der Übertragungskanal des ersten Zugangskanals (RACHl) .

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungskanal des zweiten Zugangskanals (RACH2) auf einem anderen physikalischen Träger bereitgestellt wird wie der Übertragungskanal des ersten Zugangskanals (RACHl).

9. Kommunikationssystem, aufweisend Einrichtungen unterschiedlicher Leistungsklassen zum Aufbau von Kommunikationsverbindungen mit Teilnehmer-Endgeräten unterschiedlicher Leistungsklassen, ^' dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen zur Zuweisung von mindestens zwei Zugriffskanälen (RACHl, RCH2 ) für die Teilnehmer-Endgeräte vorgesehen sind.

10. Kommunikationssystem nach Anspruch 9, da dur ch g e kenn z e i chn e t , dass das Kommunikationssystem als Mobilfunksystem ausgebildet ist und erste Einrichtungen der zweiten Generation von Mobilfunksystemen sowie zweite Einrichtungen der dritten Generation von Mobilfunksystemen aufweist.