WO2003107702A1 - Method for allocating channels during the transmission of useful data between an emitting radio station and a receiving radio station via a radio interface - Google Patents

Method for allocating channels during the transmission of useful data between an emitting radio station and a receiving radio station via a radio interface Download PDF

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WO2003107702A1
WO2003107702A1 PCT/EP2003/006070 EP0306070W WO03107702A1 WO 2003107702 A1 WO2003107702 A1 WO 2003107702A1 EP 0306070 W EP0306070 W EP 0306070W WO 03107702 A1 WO03107702 A1 WO 03107702A1
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Definitions

  • Radio communication systems are used to transmit information, voice or data using electromagnetic waves via a radio interface, also known as an air interface, between a transmitting and a receiving one
  • Radio station An example of a radio communication system is the known GSM mobile radio system and its further development with a packet data service GPRS or EGPRS, the architecture of which is described, for example, in B. Walke, "Mobile radio networks and their protocols", Volume 1, Teubner-Verlag Stuttgart, 1998, page 138 to 151 and pages 295 to 311.
  • GPRS Packet Control Protocol
  • EGPRS Packet Control Protocol
  • a channel formed by a narrow-band frequency range and a time slot is provided for the transmission of a subscriber signal. Since a subscriber signal in one channel differs in frequency and time from the other subscriber signals, the radio station can detect the data of the subscriber signal.
  • the individual subscribers are also differentiated by different spreading codes.
  • a packet data flow (Temporary Block Flow TBF) is broken down into time-limited radio blocks that are transmitted. Depending on the modulation / coding a set, these radio blocks have different payloads with the same length.
  • the possible modulation / coding schemes differ with regard to the division of the radio block into payload and error protection information.
  • a coding scheme with higher or lower error protection is assigned to a connection. In the case of poor radio conditions, a coding scheme with higher error protection is assigned, and in good radio conditions a coding scheme with less error protection.
  • the time-limited radio blocks from different users or the time-limited packet data flows from different users are transmitted over the channel in a nested manner.
  • the quality of the channel is determined for the individual participant on the basis of measured values.
  • the received field strength, the block error rate, the interference level of the channel and the bit error probability serve as measured values.
  • the measured values are used to set various radio parameters.
  • the modulation / coding scheme is dynamically adapted to the channel conditions on the basis of the measured values. In this way, the participant receives the error protection that he needs based on the radio conditions. This is generally associated with a changing data rate, which can be compensated for, for example, by reallocating the assigned channels.
  • packet-switched data transmission today mainly takes place via the broadcast channel (broadcast channel BCCH carrier), which is radiated continuously by all base stations in all time slots with constant power.
  • BCCH carrier broadcast channel
  • Operators are increasingly moving to allocating packet data channels to non-BCCH carriers, which usually have a different frequency reuse pattern and a different frequency hopping method.
  • In the packet data channels must be reserved channels between f o r GPRS / EDGE, which differ approval sen no circuit-switched speech and mixed channels for GPRS / EDGE and language.
  • the invention is based on the problem of specifying a method for channel allocation in a user data transmission via a radio interface between a transmitting radio station and a receiving radio station, with which the capacity of the radio interface can be better utilized.
  • a subscriber connection is assigned a channel on a carrier, which is selected from a set of at least two carriers that are planned with different frequency repetition patterns and / or have different frequency hopping systems. Frequency hopping with different frequencies is used in the different frequency hopping systems. This also includes the case of frequency hopping with zero frequencies, i.e. H. no frequency hopping method.
  • the carrier is selected from a set of at least two carriers, of which one carrier provides a frequency hopping method and the other carrier does not provide a frequency hopping method or another frequency hopping method.
  • the frequency repetition pattern of the carriers is also taken into account.
  • the channel on the carrier on which an optimal data rate is achieved under given radio conditions is assigned to the subscriber connection. The method therefore optimizes a subscriber's data throughput.
  • the method is suitable for the transmission of user data of packet data as well as of voice data.
  • more than one channel can be assigned to a connection, the method then being applied to the selection of all channels.
  • the invention makes use of the knowledge that different coding schemes used in packet data transmission and with some voice data transmissions, eg when using adaptive multirate codecs, behave differently with regard to the achievable data rate depending on whether they are assigned to a connection on a carrier with frequency hopping or a connection on a carrier without
  • Frequency hopping Furthermore, the achievable data rate depends on the frequency repetition pattern used. This effect is exploited by assigning a connection to one or more channels on the carrier on which the optimal data rate is achieved under the given boundary conditions.
  • the data rate achieved is higher if the connection is assigned a channel on a carrier with frequency hopping than if the same connection was assigned a channel on a Carrier without frequency hopping is assigned.
  • a coding scheme with a low level of error protection e.g. CS3 or CS4 for GPRS or M-CS4 to M-CS9 for EGPRS the data rate is higher when the connection is assigned a channel on a carrier without frequency hopping than when the same connection is assigned a channel on a carrier with frequency hopping.
  • the invention also makes use of the knowledge that, with a high system load (high fractional load), the C / I distribution in the cell is better planned for a carrier with a large frequency repetition interval than for a carrier with a small frequency repetition interval. Therefore meet connections with coding scheme. With a high level of error protection, the requirements placed on them will probably still be satisfactory on carriers with a small frequency repetition distance, while uncoded or almost uncoded connections only run reasonably on carriers with a large frequency repetition distance.
  • the BCCH carrier in particular is planned with a sufficiently large frequency repetition interval.
  • the fulfillment of the requirements on non-BCCH carriers is better than on BCCH carriers, since the BCCH carriers always emit with constant output power and thus generate interference.
  • the interference on a non BCCH carrier with the same frequency repetition distance is therefore drastically less.
  • the packet data connections should therefore preferably be allocated to non-BCCH carriers.
  • the allocation of the available channel resources to a new or running packet data connection also depends on the current occupancy of the resources by other packet data flows, since multiplexing can drastically reduce the throughput of a connection.
  • the number of available time slots for a multislot mobile also plays a role.
  • a channel on a carrier with frequency hopping is preferably assigned to a subscriber connection to which a coding scheme with a high level of error protection is assigned on the basis of the radio conditions.
  • a carrier is preferred that has been planned with a small frequency repetition distance.
  • a subscriber connection that is assigned a coding scheme with a low level of error protection on the basis of the radio conditions is assigned a channel on a carrier without frequency hopping, preferably on a carrier that generally has a large frequency repetition distance, such as the BCCH carrier.
  • connection is thus always assigned a channel in which the highest possible data rate can be achieved. In this way, the capacity of the radio interface is better used. If participants with low data rates (due to the coding scheme with high error protection) are kept away from the channels with maximum throughput, then these are only available to participants with high data rates. Losses occur with this little, since the participants with small data rates due to the phy ⁇ sik on their assigned channels with the requirements even better meet than on channels with maximum throughput.
  • connection it is within the scope of the connection to measure a reception field strength, a ratio of useful to interference signal (C / I) and / or a time reserve at the start of a connection. Taking into account the measured values, the coding scheme and the channel to be assigned for the connection are then determined.
  • C / I useful to interference signal ratio
  • BET bit error rate
  • BLER block error rate
  • TA time reserve
  • the measured values are then used to determine the coding scheme and the channel or channels with which a maximum data rate is achieved, the different data rates being taken into account when assigning a channel on a carrier with frequency hopping and a carrier without or other frequency hopping. It may be necessary to change the channel from a carrier with frequency hopping to a carrier without or another frequency hopping method or vice versa when adapting the coding scheme. The same applies to frequency repetition pattern planning of the carrier.
  • the packet data channels with a small load preferably on a non BCCH carrier with frequency hopping and possibly a small frequency repetition distance and the packet data channels with a large load on a carrier without frequency hopping and a large frequency repetition distance such as to configure on the BCCH broadcast channel.
  • the connection is preferably assigned a coding method with high error protection and a channel on a carrier with frequency hopping for a useful to interference signal ratio between 6 and 15 dB.
  • FIG. 1 shows the data rate as a function of the useful data-to-interference signal ratio for two coding schemes with little error protection for transmission on a carrier with frequency hopping or a carrier without frequency hopping.
  • FIG. 2 shows the data rate m as a function of the useful data-to-interference signal ratio for two coding schemes with high error protection for transmission on a carrier with frequency hopping or without frequency hopping.
  • FIG. 3 shows a useful data to interference signal ratio distribution for an effective frequency repetition factor of 12.
  • FIG. 4 shows a useful data-to-interference signal ratio distribution for a frequency repetition factor of 1.
  • a field strength, a ratio of useful data to interference signal (C / I) and a time reserve (timing advance TA) are measured.
  • a coding scheme is defined that is assigned to the connection. This is done, for example, using a table.
  • the table is structured in such a way that it specifies the coding scheme for the respective radio conditions with which the highest data rate can be achieved.
  • GPRS is one of the coding schemes CS1, CS2, CS3 or CS4.
  • EGPRS is one of the coding schemes MCS1, MCS2, MCS3, MCS4, MCS5, MCS6, MCS7, MCS8 or MCS9.
  • the coding schemes CS1 to CS4 or MCS1 to MCS4 are used with the GMSK modulation, the coding schemes MCS5 to MCS9 with the 8PSK modulation.
  • the coding schemes have different error protection, which is caused by redundancy bits for error detection and error correction.
  • the coding schemes CS1 and MCS1 have the highest error protection, the coding schemes CS4 and MCS9 the lowest error protection or are even uncoded.
  • the relationship between information and redundancy bits shifts from CS1 to CS4 or MCS1 to MCS9 in favor of the information bits. This makes the transmission more error-prone. It is therefore sensible to use the coding schemes CS4 or MCS9 in good radio conditions and the coding schemes CS1 or MCS1 in bad radio conditions.
  • the connection is assigned, for example, a channel on a broadcast channel BCCH that continuously transmits on the same frequency with the coding scheme CS4, which has little error protection (see Point I in Figure 1).
  • the data rate 4 for the coding scheme CS4 is highest on a carrier without frequency hopping in the range above approximately 9 dB.
  • the useful data to interference signal ratio C / I, the bit error rate BER, the block error rate BLER and the time reserve TA are measured continuously, that is periodically at specific times.
  • the coding scheme and the channel with which a maximum data rate is achieved is determined. This is done, for example, on the basis of a table which, for the given measured values, indicates for which coding scheme on which channel the maximum data rate is achieved.
  • the table takes into account that when assigning a channel on a carrier with frequency hopping and on a carrier without frequency hopping, different data rates are achieved.
  • the connection in point II is assigned the coding scheme CS3 on the broadcasting channel BCCH, which transmits continuously without frequency hopping (see point III in FIG.
  • point IV is reached, at which the useful data to interference signal ratio C / I is 12.5 dB.
  • the maximum data rate 2 for the coding scheme CS2 is reached on a carrier with frequency hopping (see FIG.
  • the data rates are a function of the useful data to inference signal ratio C / I for the coding scheme CS2 on a carrier without frequency hopping (reference symbol 2), for the coding scheme CS2 on a carrier with frequency hopping method (reference symbol 2 '), for the coding scheme CS1 on a carrier without frequency hopping method (reference symbol 1) and for the coding scheme CSl on a carrier with frequency hopping method (reference symbol IM shown.
  • the assignment of the coding scheme CS2 is associated with the simultaneous assignment of another carrier using frequency hopping, for example a traffic channel TCH.
  • FIG. 3 shows the value CDF (1) as a function of the useful data to interference signal ratio C / I for a cell with a frequency repetition pattern 4x3 at 100% load.
  • the value CDF (1) in FIG. 4 is a function of the useful data to interference signal ratio C / I
  • CDF (1) means “Cumulative Distribution Function *” and describes the integral distribution of the C / I ratios in the cell for the wearer with the respective frequency repetition pattern.
  • FIGS. 3 and 4 show that the probability that the useful data to interference signal ratio is higher is greater with a frequency repetition pattern 4x3 even at 1001 load than with the carrier with 1/1 frequency repetition pattern at 30% load.
  • the radio conditions are statistically better.
  • the carrier with 4x3 frequency repetition patterns has for the most part C / I ratios which allow the operation of the uncoded GPRS CS4 or EDGE MCS9 codings.
  • the carrier with 1/1 frequency repetition pattern on the other hand, will only allow small coding schemes such as CS1 / 2 or MCS1 / 2 at 301 load.
  • the above algorithm includes both the consideration of the current system load and the consideration of the frequency repetition pattern per carrier.
  • the above method can be generalized from packet data to voice data.
  • adaptive multirate codecs AMR
  • AMR adaptive multirate codecs
  • wideband AMR in accordance with 3GPP Release 5 Standard
  • speech codecs based on 8PSK modulation are introduced, which offer optimal quality, but also only operate satisfactorily under very good radio channel conditions (large C / I).
  • an attempt must be made to use clever resource management or an optimal time slot allocation

Abstract

According to the invention, at least one channel is allocated to a subscriber connection, on a carrier which is selected from at least two carriers, said carriers respectively having a different frequency repetition pattern and/or being defined by various frequency hopping systems. At least one channel is allocated to the subscriber connection, on the carrier on which an optimum data rate is obtained during given radio conditions, especially taking into account the instantaneous occupancy by other packet data connections, and the entire system load.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zur KanalZuweisung bei einer Nutzdatenübertragung über eine Funkschnittstelle zwischen einer sendenden und ei- ner empfangenden FunkstationMethod for channel assignment in a user data transmission via a radio interface between a transmitting and a receiving radio station
Funkkommunikationssysteme dienen der Übertragung von Informationen, Sprache oder Daten, mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle, auch Luftschnittstelle genannt, zwischen einer sendenden und einer empfangendenRadio communication systems are used to transmit information, voice or data using electromagnetic waves via a radio interface, also known as an air interface, between a transmitting and a receiving one
Funkstation. Ein Beispiel für ein Funkkommunikationssystem ist das bekannte GSM-Mobilfunksystem sowie dessen Weiterentwicklung mit einem Paketdatendienst GPRS beziehungsweise EGPRS, deren Architektur zum Beispiel in B. Walke, "Mobil- funknetze und ihre Protokolle", Band 1, Teubner-Verlag Stuttgart, 1998, Seite 138 bis 151 und Seite 295 bis 311, beschrieben ist. Dabei ist zur Übertragung eines Teilnehmersignals jeweils ein durch einen schmalbandigen Frequenzbereich und einen Zeitschlitz gebildeter Kanal vorgesehen. Da sich ein Teilnehmersignal in einem Kanal in Frequenz und Zeit von dem übrigen Teilnehmersignalen unterscheidet, kann die Funkstation eine Detektion der Daten des Teilnehmersignals vornehmen. In neueren Funkkommunikationssystemen, wie zum Beispiel dem UMTS-System, werden die einzelnen Teilnehmer dar- über hinaus durch unterschiedliche Spreizcodes, unterschieden.Radio station. An example of a radio communication system is the known GSM mobile radio system and its further development with a packet data service GPRS or EGPRS, the architecture of which is described, for example, in B. Walke, "Mobile radio networks and their protocols", Volume 1, Teubner-Verlag Stuttgart, 1998, page 138 to 151 and pages 295 to 311. In this case, a channel formed by a narrow-band frequency range and a time slot is provided for the transmission of a subscriber signal. Since a subscriber signal in one channel differs in frequency and time from the other subscriber signals, the radio station can detect the data of the subscriber signal. In newer radio communication systems, such as the UMTS system, the individual subscribers are also differentiated by different spreading codes.
Bei der paketvermittelten Datenübertragung erfolgt die Datenübertragung für mehrere Teilnehmer über ein- und denselben physikalischen Kanal. Jeder Teilnehmer kann dabei auch mehre- re physikalische Kanäle gleichzeitig belegen (Multi Slot) . Je Teilnehmer wird ein Paketdatenfluss (Temporary Block Flow TBF) dabei in zeitlich begrenzte Funkblöcke zerlegt, die ü- bertragen werden. Je nach eingestelltem Modulations-/Kodier- sche a haben diese Funkblöcke bei gleicher Länge unterschied- liehe Nutzlast. Die möglichen Modulations-/Kodierschemata unterscheiden sich bezüglich der Aufteilung des Funkblocks in Nutzlast und Fehlerschutzinformation. Abhängig von den Funk- bedingungen wird einer Verbindung ein Kodierschema mit höherem oder geringerem Fehlerschutz zugeordnet. Bei schlechten Funkbedingungen wird ein Kodierschema mit höherem Fehlerschutz und bei guten Funkbedingungen ein Kodierschema mit ge- ringerem Fehlerschutz zugewiesen.In the case of packet-switched data transmission, the data transmission for several participants takes place over one and the same physical channel. Each participant can occupy several physical channels at the same time (multi-slot). For each participant, a packet data flow (Temporary Block Flow TBF) is broken down into time-limited radio blocks that are transmitted. Depending on the modulation / coding a set, these radio blocks have different payloads with the same length. The possible modulation / coding schemes differ with regard to the division of the radio block into payload and error protection information. Depending on the radio a coding scheme with higher or lower error protection is assigned to a connection. In the case of poor radio conditions, a coding scheme with higher error protection is assigned, and in good radio conditions a coding scheme with less error protection.
Die zeitlich begrenzten Funkblocke von unterschiedlichen Teilnehmern beziehungsweise die zeitlich begrenzten Paketda- tenflusse verschiedener Teilnehmer werden zeitlich verschach- telt über den Kanal übertragen. Die Qualität des Kanals wird für den einzelnen Teilnehmer anhand von Messwerten festgestellt. Als Messwerte dienen die Empfangsfeldstarke, die Blockfehlerrate, der Interferenzpegel des Kanals sowie die Bitfehlerwahrscheinlichkeit. Die Messwerte werden zur Ein- Stellung verschiedener Funkparameter verwendet. Insbesondere wird anhand der Messwerte das Modulations-/Kodierschema den Kanalbedingungen dynamisch angepasst. Dadurch erhalt der Teilnehmer jeweils den Fehlerschutz, den er auf Grund der Funkbedingungen benotigt. Damit verbunden ist im Allgemeinen eine wechselnde Datenrate, welche beispielsweise durch die Reallokierung der zugewiesenen Kanäle ausgeglichen werden kann.The time-limited radio blocks from different users or the time-limited packet data flows from different users are transmitted over the channel in a nested manner. The quality of the channel is determined for the individual participant on the basis of measured values. The received field strength, the block error rate, the interference level of the channel and the bit error probability serve as measured values. The measured values are used to set various radio parameters. In particular, the modulation / coding scheme is dynamically adapted to the channel conditions on the basis of the measured values. In this way, the participant receives the error protection that he needs based on the radio conditions. This is generally associated with a changing data rate, which can be compensated for, for example, by reallocating the assigned channels.
Bei bekannten Funkkommunikationssystemen nach dem GSM/GPRS Standard erfolgt die paketvermittelte Datenübertragung heute hauptsächlich über den Rundfunkkanal (Broadcast Channel BCCH- Trager) , der von jeder Basisstation kontinuierlich in allen Zeitschlitzen mit konstanter Leistung abgestrahlt wird. Vermehrt gehen Operatoren dazu über, Paketdatenkanale auch auf nicht BCCH-Tragern zu allokieren, welche meist ein unterschiedliches Frequenz-Reuse Pattern aufweisen und ein unterschiedliches Frequenz-Hoppmg Verfahren haben. Bei den Paket- datenkanalen muss man zwischen reservierten Kanälen für GPRS/EDGE, welche keine leitungsvermittelnde Sprache zulas- sen, und gemischten Kanälen für GPRS/EDGE und Sprache unterscheiden. Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zur KanalZuweisung bei einer Nutzdatenübertragung über eine Funkschnittstelle zwischen einer sendenden Funkstation und einer empfangenden Funkstation anzugeben, mit dem die Kapazität der Funkschnittstelle besser ausgenutzt werden kann.In known radio communication systems according to the GSM / GPRS standard, packet-switched data transmission today mainly takes place via the broadcast channel (broadcast channel BCCH carrier), which is radiated continuously by all base stations in all time slots with constant power. Operators are increasingly moving to allocating packet data channels to non-BCCH carriers, which usually have a different frequency reuse pattern and a different frequency hopping method. In the packet data channels must be reserved channels between f o r GPRS / EDGE, which differ approval sen no circuit-switched speech and mixed channels for GPRS / EDGE and language. The invention is based on the problem of specifying a method for channel allocation in a user data transmission via a radio interface between a transmitting radio station and a receiving radio station, with which the capacity of the radio interface can be better utilized.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den übrigen Ansprüchen hervor.This problem is solved according to the invention by a method according to claim 1. Further developments of the invention emerge from the remaining claims.
Einer Teilnehmerverbindung wird erfindungsgemäß ein Kanal auf einem Träger zugewiesen, der aus einer Menge von mindestens zwei Trägern ausgewählt wird, die mit unterschiedlichem Frequenzwiederholungsmuster geplant sind und/oder verschiedene Frequenzsprungsysteme aufweisen. In den verschiedenen Frequenzsprungsysteme werden Frequenzsprungverfahren mit unterschiedlich vielen Frequenzen angewandt .Das schließt auch den Fall Frequenzsprungverfahren mit null Frequenzen, d. h. kein Frequenzsprungverfahren mit ein. Beispielsweise wird der Trä- ger aus einer Menge von mindestens zwei Trägern ausgewählt, von denen der eine Träger ein Frequenzsprungverfahren und der andere Träger kein oder ein anderes Frequenzsprungverfahren vorsieht. Ferner wird das Frequenzwiederholungsmuster der Träger berücksichtigt. Dabei wird der Teilnehmerverbindung der Kanal auf demjenigen Träger zugewiesen, auf dem bei gegebenen Funkbedingungen eine optimale Datenrate erzielt wird. Mit dem Verfahren wird daher der Datendurchsatz eines Teilnehmers optimiert.According to the invention, a subscriber connection is assigned a channel on a carrier, which is selected from a set of at least two carriers that are planned with different frequency repetition patterns and / or have different frequency hopping systems. Frequency hopping with different frequencies is used in the different frequency hopping systems. This also includes the case of frequency hopping with zero frequencies, i.e. H. no frequency hopping method. For example, the carrier is selected from a set of at least two carriers, of which one carrier provides a frequency hopping method and the other carrier does not provide a frequency hopping method or another frequency hopping method. The frequency repetition pattern of the carriers is also taken into account. The channel on the carrier on which an optimal data rate is achieved under given radio conditions is assigned to the subscriber connection. The method therefore optimizes a subscriber's data throughput.
Das Verfahren ist sowohl zur Nutzdatenübertragung von Paketdaten als auch von Sprachdaten geeignet. Dabei kann einer Verbindung auch mehr als ein Kanal zugewiesen werden, wobei das Verfahren dann auf die Auswahl aller Kanäle angewandt wird.The method is suitable for the transmission of user data of packet data as well as of voice data. In this case, more than one channel can be assigned to a connection, the method then being applied to the selection of all channels.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass sich verschiedene Kodierschemata, die bei der Paketdatenübertra- gung und bei einigen Sprachdatenübertragungen, z.B. bei Verwendung von Adaptive Multirate Codecs, bezüglich erzielbarer Datenrate unterschiedlich verhalten je nachdem, ob sie einer Verbindung auf einem Träger mit Frequenzsprungverfahren zuge- wiesen werden oder einer Verbindung auf einem Träger ohneThe invention makes use of the knowledge that different coding schemes used in packet data transmission and with some voice data transmissions, eg when using adaptive multirate codecs, behave differently with regard to the achievable data rate depending on whether they are assigned to a connection on a carrier with frequency hopping or a connection on a carrier without
Frequenzsprungverfahren. Ferner hängt die erzielbare Datenrate von dem verwendeten Frequenzwiederholungsmuster ab. Dieser Effekt wird dadurch ausgenutzt, das einer Verbindung ein oder mehrere Kanäle auf dem Träger zugewiesen wird, auf dem bei den gegebenen Randbedingungen die optimale Datenrate erzielt wird.Frequency hopping. Furthermore, the achievable data rate depends on the frequency repetition pattern used. This effect is exploited by assigning a connection to one or more channels on the carrier on which the optimal data rate is achieved under the given boundary conditions.
Bei einer Verbindung mit einem Kodierschema mit einem hohen Fehlerschutz wie beispielsweise CS1 oder CS2 bei GPRS oder MCS1 oder MCS2 bei EGPRS ist die erzielte Datenrate höher, wenn der Verbindung ein Kanal auf einem Träger mit Frequenzsprungverfahren zugewiesen wird, als wenn derselben Verbindung ein Kanal auf einem Träger ohne Frequenzsprungverfahren zugewiesen wird. Bei einer Verbindung mit einem Kodierschema mit einem geringen Fehlerschutz dagegen wie z.B. CS3 oder CS4 bei GPRS oder M-CS4 bis M-CS9 bei EGPRS ist die Datenrate höher, wenn der Verbindung ein Kanal auf einem Träger ohne Frequenzsprungverfahren zugewiesen wird, als wenn derselben Verbindung ein Kanal auf einem Träger mit Frequenzsprungverfah- ren zugewiesen wird.When connecting to a coding scheme with a high level of error protection, such as CS1 or CS2 for GPRS or MCS1 or MCS2 for EGPRS, the data rate achieved is higher if the connection is assigned a channel on a carrier with frequency hopping than if the same connection was assigned a channel on a Carrier without frequency hopping is assigned. On the other hand, when connecting to a coding scheme with a low level of error protection, e.g. CS3 or CS4 for GPRS or M-CS4 to M-CS9 for EGPRS the data rate is higher when the connection is assigned a channel on a carrier without frequency hopping than when the same connection is assigned a channel on a carrier with frequency hopping.
Die Erfindung macht sich ausserdem die Erkenntnis zu nutze, dass bei hoher System-Last (hohem fractional Load) die C/I Verteilung in der Zelle für einen Träger mit großem Frequenz- wiederholabstand geplant besser ist als für einen Träger mit kleinem Frequenzwiederholabstand. Daher erfüllen Verbindungen mit Kodierschema. mit grossem Fehlerschutz die an sie gestellten Anforderungen voraussichtlich noch zufriedenstellend auf Trägern mit kleinem Frequenzwiederholabstand, während unko- dierte oder nahezu unkodierte Verbindungen nur auf Trägern mit grossem Frequenzwiederholabstand vernünftig laufen. Ins- besondere der BCCH-Träger wird mit einem hinreichend grossen Frequenzwiederholabstand geplant .The invention also makes use of the knowledge that, with a high system load (high fractional load), the C / I distribution in the cell is better planned for a carrier with a large frequency repetition interval than for a carrier with a small frequency repetition interval. Therefore meet connections with coding scheme. With a high level of error protection, the requirements placed on them will probably still be satisfactory on carriers with a small frequency repetition distance, while uncoded or almost uncoded connections only run reasonably on carriers with a large frequency repetition distance. INS the BCCH carrier in particular is planned with a sufficiently large frequency repetition interval.
Dagegen ist bei geringer System-Last die Erfüllung der Anfor- derungen auf non-BCCH Trägern besser als auf BCCH-Trägern, da die BCCH-Träger immer mit konstanter Ausgangsleistung abstrahlen und damit Interferenz erzeugen. Bei kleiner System- Last ist die Interferenz auf einem non BCCH-Träger mit gleichem Frequenzwiederholabstand daher drastisch geringer. Daher sollten die Paketdaten-Verbindungen dann bevorzugt auf non BCCH-Trägern allokiert werden.In contrast, with a low system load, the fulfillment of the requirements on non-BCCH carriers is better than on BCCH carriers, since the BCCH carriers always emit with constant output power and thus generate interference. With a small system load, the interference on a non BCCH carrier with the same frequency repetition distance is therefore drastically less. The packet data connections should therefore preferably be allocated to non-BCCH carriers.
Die Zuweisung der verfügbaren Kanal-Resourcen zu einer neuen bzw. laufenden Paketdatenverbindung hängt zusätzlich noch von der aktuellen Belegung der Resourcen durch andere Paketdaten- flüsse ab, da durch das Multiplexing sich der Durchsatz einer Verbindung drastisch reduzieren kann. Auch spielt die Anzahl verfügbarer Zeitschlitze für ein Multislot Mobile eine Rolle.The allocation of the available channel resources to a new or running packet data connection also depends on the current occupancy of the resources by other packet data flows, since multiplexing can drastically reduce the throughput of a connection. The number of available time slots for a multislot mobile also plays a role.
Vorzugsweise wird einer Teilnehmerverbindung, der auf Grund der Funkbedingungen ein Kodierschema mit einem hohen Fehlerschutz zugewiesen wird, ein Kanal auf einem Träger mit Frequenzsprungverfahren zugewiesen. Dabei wird ein Träger bevorzugt, der auch mit kleinem Frequenzwiederholabstand geplant wurde. Einer Teilnehmerverbindung, der auf Grund der Funkbedingungen ein Kodierschema mit einem geringen Fehlerschutz zugewiesen wird, wird dagegen ein Kanal auf einem Träger ohne Frequenzsprungverfahren zugewiesen, vorzugsweise auf einem Träger, der im Allgemeinen einen grossen Frequenzwiederholab- stand aufweist wie etwa der BCCH-Träger.A channel on a carrier with frequency hopping is preferably assigned to a subscriber connection to which a coding scheme with a high level of error protection is assigned on the basis of the radio conditions. A carrier is preferred that has been planned with a small frequency repetition distance. In contrast, a subscriber connection that is assigned a coding scheme with a low level of error protection on the basis of the radio conditions is assigned a channel on a carrier without frequency hopping, preferably on a carrier that generally has a large frequency repetition distance, such as the BCCH carrier.
Der Verbindung wird somit stets ein Kanal zugewiesen, bei dem eine möglichst hohe Da enrate erzielt werden kann. Auf diese Weise wird die Kapazität der Funkschnittstelle besser ausge- nutzt. Wenn nämlich Teilnehmer mit kleinen Datenraten (bedingt durch das Kodierschema mit hohem Fehlerschutz) von den Kanälen mit maximalem Durchsatz ferngehalten werden, dann stehen diese ausschliesslich den Teilnehmern mit hohen Datenraten zur Verfügung. Verluste treten dabei kaum auf, da ja die Teilnehmer mit kleinen Datenraten bedingt durch die Phy¬ sik auf ihren zugewiesenen Kanälen den Anforderungen sogar besser genügen als auf den Kanälen mit maximalem Durchsatz.The connection is thus always assigned a channel in which the highest possible data rate can be achieved. In this way, the capacity of the radio interface is better used. If participants with low data rates (due to the coding scheme with high error protection) are kept away from the channels with maximum throughput, then these are only available to participants with high data rates. Losses occur with this little, since the participants with small data rates due to the phy ¬ sik on their assigned channels with the requirements even better meet than on channels with maximum throughput.
Es liegt im Rahmen der Verbindung, zu Beginn einer Verbindung eine Empfangsfeldstärke, ein Verhältnis von Nutz- zu Interferenzsignal (C/I) und/oder einen Zeitvorhalt zu messen. Unter Berücksichtigung der gemessenen Werte wird dann das zuzuweisende Kodierschema und der zuzuweisende Kanal für die Verbindung bestimmt.It is within the scope of the connection to measure a reception field strength, a ratio of useful to interference signal (C / I) and / or a time reserve at the start of a connection. Taking into account the measured values, the coding scheme and the channel to be assigned for the connection are then determined.
Zur dynamischen Anpassung der Verbindung ist es vorteilhaft, während der Verbindung laufend das Nutz- zu Interferenzsignalverhältnis (C/I), die Bitfehlerrate (BET) , die Blockfehlerrate (BLER) und/oder den Zeitvorhalt (Timing Advance TA) zu messen. Anhand der gemessenen Werte wird dann das Kodierschema und der Kanal bzw. die Kanäle bestimmt, mit denen eine maximale Datenrate erzielt wird, wobei die unterschiedlichen Datenraten bei Zuweisung eines Kanals auf einem Träger mit Frequenzsprungverfahren und einem Träger ohne bzw. anderem Frequenzsprungverfahren berücksichtigt werden. Gegebenenfalls ist bei der Anpassung des Kodierschemas ein Wechsel des Ka- nals von einem Träger mit Frequenzsprungverfahren auf einen Träger ohne bzw. anderem Frequenzsprungverfahren oder umgekehrt notwendig. Dasselbe gilt für die Frequenzwiederholungsmuster-Planung des Trägers.For dynamic adaptation of the connection, it is advantageous to continuously measure the useful to interference signal ratio (C / I), the bit error rate (BET), the block error rate (BLER) and / or the time reserve (timing advance TA) during the connection. The measured values are then used to determine the coding scheme and the channel or channels with which a maximum data rate is achieved, the different data rates being taken into account when assigning a channel on a carrier with frequency hopping and a carrier without or other frequency hopping. It may be necessary to change the channel from a carrier with frequency hopping to a carrier without or another frequency hopping method or vice versa when adapting the coding scheme. The same applies to frequency repetition pattern planning of the carrier.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, je nach Auslastung des Systems die Paketdaten-Kanäle bei kleiner Last bevorzugt auf einem non BCCH-Träger mit Frequenzsprungverfahren und eventuell kleinem Frequenzwiederholabstand und die Paketdaten-Kanäle bei grosser Last auf einem Träger ohne Frequenzsprungverfah- ren und grossem Frequenzwiederholabstand wie beispielsweise auf den BCCH-Rundfunkkanal zu konfigurieren. Vorzugsweise wird der Verbindung für ein Nutz- zu Interfe- renzsignalverhaltnis zwischen 6 und 15 dB ein Kodierverfahren mit hohem Fehlerschutz und ein Kanal auf einem Trager mit Frequenzsprungverfahren zugewiesen.It is within the scope of the invention, depending on the utilization of the system, the packet data channels with a small load preferably on a non BCCH carrier with frequency hopping and possibly a small frequency repetition distance and the packet data channels with a large load on a carrier without frequency hopping and a large frequency repetition distance such as to configure on the BCCH broadcast channel. The connection is preferably assigned a coding method with high error protection and a channel on a carrier with frequency hopping for a useful to interference signal ratio between 6 and 15 dB.
Im Folgenden wird das Verfahren anhand von Figuren, in denen Ausfuhrungsbeispiele dargestellt sind, naher erläutert.The method is explained in more detail below with reference to figures in which exemplary embodiments are shown.
Figur 1 zeigt die Datenrate in Abhängigkeit des Nutzdaten-zu Interferenzsignalverhaltnisses für zwei Kodierschemata mit geringem Fehlerschutz für eine Übertragung auf einem Trager mit Frequenzsprungverfahren beziehungsweise einem Trager ohne Frequenzsprungverfahren.FIG. 1 shows the data rate as a function of the useful data-to-interference signal ratio for two coding schemes with little error protection for transmission on a carrier with frequency hopping or a carrier without frequency hopping.
Figur 2 zeigt die Datenrate m Abhängigkeit des Nutzdaten-zu Interferenzsignalverhaltnisses für zwei Kodierschemata mit hohem Fehlerschutz für die Übertragung auf einem Trager mit Frequenzsprungverfahren beziehungsweise ohne Frequenzsprungverfahren.FIG. 2 shows the data rate m as a function of the useful data-to-interference signal ratio for two coding schemes with high error protection for transmission on a carrier with frequency hopping or without frequency hopping.
Figur 3 eine Nutzdaten-zu Interferenzsignalverhaltnisvertei- lung für einen effektiven Frequenzwiederholungsfaktor von 12.FIG. 3 shows a useful data to interference signal ratio distribution for an effective frequency repetition factor of 12.
Figur 4 zeigt eine Nutzdaten-zu Interferenzsignalverhaltnis- Verteilung für einen Frequenzwiederholungsfaktor von 1.FIG. 4 shows a useful data-to-interference signal ratio distribution for a frequency repetition factor of 1.
Beim Aufbau einer Verbindung werden eine E pfangsfeldstarke, ein Verhältnis von Nutzdaten- zu Interferenzsignal (C/I) und ein Zeitvorhalt (Timing Advance TA) gemessen. In Abhängigkeit dieser Messgroßen wird ein Kodierschema festgelegt, das der Verbindung zugewiesen wird. Dieses erfolgt beispielsweise anhand einer Tabelle. Die Tabelle ist dabei so aufgebaut, dass sie für die jeweiligen Funkbedingungen dasjenige Kodierschema angibt, mit dem die höchste Datenrate erzielt werden kann. Bei GPRS handelt es sich um eines der Kodierschemen CSl, CS2, CS3 oder CS4. Bei EGPRS handelt es sich um eines der Kodierschemen MCS1, MCS2, MCS3, MCS4, MCS5, MCS6, MCS7, MCS8 oder MCS9. Die Kodierschemata CSl bis CS4 beziehungsweise MCS1 bis MCS4 werden mit der GMSK-Modulation, die Kodierschemata MCS5 bis MCS9 mit der 8PSK-Modulation verwendet.When establishing a connection, a field strength, a ratio of useful data to interference signal (C / I) and a time reserve (timing advance TA) are measured. Depending on these measurands, a coding scheme is defined that is assigned to the connection. This is done, for example, using a table. The table is structured in such a way that it specifies the coding scheme for the respective radio conditions with which the highest data rate can be achieved. GPRS is one of the coding schemes CS1, CS2, CS3 or CS4. EGPRS is one of the coding schemes MCS1, MCS2, MCS3, MCS4, MCS5, MCS6, MCS7, MCS8 or MCS9. The coding schemes CS1 to CS4 or MCS1 to MCS4 are used with the GMSK modulation, the coding schemes MCS5 to MCS9 with the 8PSK modulation.
Die Kodierschemata weisen unterschiedlichen Fehlerschutz auf, der durch Redundanzbits zur Fehlererkennung und Fehlerkorrektur bewirkt wird. Die Kodierschemata CSl beziehungsweise MCS1 weisen den höchsten Fehlerschutz, die Kodierschemata CS4 beziehungsweise MCS9 den geringsten Fehlerschutz auf bzw. sind sogar unkodiert. Bei den Kodierschemata verschiebt sich das Verhältnis zwischen Informations- und Redundanzbits von CSl bis CS4 beziehungsweise MCS1 bis MCS9 zu Gunsten der Informationsbits. Dadurch wird die Übertragung fehleranfälliger. Daher ist es sinnvoll, bei guten Funkbedingungen die Kodier- Schemata CS4 beziehungsweise MCS9 und bei schlechten Funkbedingungen die Kodierschemata CSl beziehungsweise MCS1 einzusetzen.The coding schemes have different error protection, which is caused by redundancy bits for error detection and error correction. The coding schemes CS1 and MCS1 have the highest error protection, the coding schemes CS4 and MCS9 the lowest error protection or are even uncoded. In the coding schemes, the relationship between information and redundancy bits shifts from CS1 to CS4 or MCS1 to MCS9 in favor of the information bits. This makes the transmission more error-prone. It is therefore sensible to use the coding schemes CS4 or MCS9 in good radio conditions and the coding schemes CS1 or MCS1 in bad radio conditions.
Betragt das Nutzdaten- zu Interferenzsignalverhältnis C/I zu Beginn der Verbindung beispielsweise 24 dB, so wird der Verbindung zum Beispiel ein Kanal auf einem Rundfunkkanal BCCH, der kontinuierlich auf derselben Frequenz sendet, mit dem Kodierschema CS4, das geringen Fehlerschutz aufweist, zugewiesen (siehe Punkt I in Figur 1) . In Figur 1 sind die Datenrate in Abhängigkeit des Nutzdaten- zu -Interferenzsignalverhaltnisses C/I für das Kodierschema CS4 bei Übertragung auf einem Trager ohne Frequenzsprungverfahren (Bezugszeichen 4), für das Kodierschema CS4 bei Übertragung auf einen Träger mit Frequenzsprungverfahren (Bezugszeichen 4'), für das Kodier- scheiαa CS3 auf einem Trager ohne Frequenzsprungverfahren (Bezugszeichen 3) , sowie für das Kodierschema CS3 auf einem Träger mit Frequenzsprungverfahren (Bezugszeichen 3') dargestellt. Es zeigt sich, dass im Bereich oberhalb etwa 9 dB die Datenrate 4 für das Kodierschema CS4 auf einem Träger ohne Frequenzsprungverfahren am Höchsten ist. Wahrend der Verbindung werden laufend, das heisst periodisch zu bestimmten Zeitpunkten, das Nutzdaten- zu Interferenzsig- nalverhaltnis C/I, die Bitfehlerrate BER, die Blockfehlerrate BLER und der Zeitvorhalt TA gemessen. Anhand dieser gemesse- nen Werte wird das Kodierschema und der Kanal bestimmt, mit denen eine maximale Datenrate erzielt wird. Dieses erfolgt beispielsweise anhand einer Tabelle, die zu den gegebenen Messwerten angibt, für welches Kodierschema auf welchem Kanal die maximale Datenrate erzielt wird. In der Tabelle wird be- rucksichtigt, dass bei Zuweisung eines Kanals auf einem Träger mit Frequenzsprungverfahren und auf einem Trager ohne Frequenzsprungverfahren unterschiedliche Datenraten erzielt werden.For example, if the useful data to interference signal ratio C / I is 24 dB at the start of the connection, the connection is assigned, for example, a channel on a broadcast channel BCCH that continuously transmits on the same frequency with the coding scheme CS4, which has little error protection (see Point I in Figure 1). 1 shows the data rate as a function of the useful data-to-interference signal ratio C / I for the coding scheme CS4 when transmitted on a carrier without frequency hopping (reference symbol 4), for the coding scheme CS4 when transmitting to a carrier with frequency hopping method (reference symbol 4 '), for the coding scheme CS3 on a carrier without frequency hopping (reference symbol 3), and for the coding scheme CS3 on a carrier with frequency hopping method (reference symbol 3 '). It can be seen that the data rate 4 for the coding scheme CS4 is highest on a carrier without frequency hopping in the range above approximately 9 dB. During the connection, the useful data to interference signal ratio C / I, the bit error rate BER, the block error rate BLER and the time reserve TA are measured continuously, that is periodically at specific times. On the basis of these measured values, the coding scheme and the channel with which a maximum data rate is achieved is determined. This is done, for example, on the basis of a table which, for the given measured values, indicates for which coding scheme on which channel the maximum data rate is achieved. The table takes into account that when assigning a channel on a carrier with frequency hopping and on a carrier without frequency hopping, different data rates are achieved.
Verschlechtern sich wahrend der Verbindung die Funkbedingungen zum Beispiel von 24 dB auf 17,5 dB (Punkt II in Figur 1), so wird ein Punkt erreicht, bei dem auf Grund der Bitfehlerrate BER und der Blockfehlerrate BLER die Datenrate 3 für das Kodierschema CS3 auf einem Trager ohne Frequenzsprungverfah- ren die maximale Datenrate für die Verbindung darstellt. Daher wird der Verbindung im Punkt II das Kodierschema CS3 auf dem Rundfunkkanal BCCH, der kontinuierlich ohne Frequenzsprungverfahren sendet, zugewiesen (siehe Punkt III in FigurIf the radio conditions deteriorate during the connection, for example from 24 dB to 17.5 dB (point II in FIG. 1), a point is reached at which, based on the bit error rate BER and the block error rate BLER, the data rate 3 for the coding scheme CS3 a carrier without frequency hopping represents the maximum data rate for the connection. Therefore, the connection in point II is assigned the coding scheme CS3 on the broadcasting channel BCCH, which transmits continuously without frequency hopping (see point III in FIG
1) •1) •
Bei einer weiteren Verschlechterung der Funkbedingungen wird der Punkt IV erreicht, bei dem das Nutzdaten- zu Interferenz- signalverhaltnis C/I 12,5 dB betragt. An diesem Punkt IV wird bei Berücksichtigung der Bitfehlerrate und der Blockfehlerra- te die maximale Datenrate 2 für das Kodierschema CS2 auf einem Trager mit Frequenzsprungverfahren erreicht (siehe FigurIf the radio conditions deteriorate further, point IV is reached, at which the useful data to interference signal ratio C / I is 12.5 dB. At this point IV, taking into account the bit error rate and the block error rate, the maximum data rate 2 for the coding scheme CS2 is reached on a carrier with frequency hopping (see FIG
2) .2).
In Figur 2 sind die Datenraten in Abhängigkeit des Nutzdaten- zu Inferenzsignalverhaltnisses C/I für das Kodierschema CS2 auf einem Trager ohne Frequenzsprungverfahren (Bezugszeichen 2), für das Kodierschema CS2 auf einem Trager mit Frequenz- sprungverfahren (Bezugszeichen 2'), für das Kodierschema CSl auf einem Träger ohne Frequenzsprungverfahren (Bezugszeichen 1) sowie für das Kodierschema CSl auf einem Träger mit Frequenzsprungverfahren (Bezugszeichen IM dargestellt.In FIG. 2, the data rates are a function of the useful data to inference signal ratio C / I for the coding scheme CS2 on a carrier without frequency hopping (reference symbol 2), for the coding scheme CS2 on a carrier with frequency hopping method (reference symbol 2 '), for the coding scheme CS1 on a carrier without frequency hopping method (reference symbol 1) and for the coding scheme CSl on a carrier with frequency hopping method (reference symbol IM shown.
Die Zuweisung des Kodierschemas CS2 ist verbunden mit einer gleichzeitigen Zuweisung eines anderen Trägers mit Frequenzsprungverfahren , zum Beispiel eines Verkehrskanals TCH.The assignment of the coding scheme CS2 is associated with the simultaneous assignment of another carrier using frequency hopping, for example a traffic channel TCH.
Verschlechtern sich die Funkbedingungen von Punkt V auf den Punkt VI, bei dem das Nutzdaten- zu Interferenzsignalverhältnis 10 dB beträgt, so erfolgt ein Wechsel auf das Kodierschema CSl auf dem Träger mit Frequenzsprungverfahren (Punkt VII in Figur 2) . Bei einer weiteren Verschlechterung der Funkbe- dingungen auf etwa C/I = 6 dB reisst im Punkt VIII die Funkverbindung ab.If the radio conditions deteriorate from point V to point VI, at which the useful data to interference signal ratio is 10 dB, there is a change to the coding scheme CS1 on the carrier with frequency hopping (point VII in FIG. 2). If the radio conditions deteriorate further to about C / I = 6 dB, the radio connection is broken off in point VIII.
Im Folgenden wird ein Beispiel für den Algorithmus für den Wechsel des Kodierschemas näher erläutert:An example of the algorithm for changing the coding scheme is explained in more detail below:
1) Messe die System-Last durch Bestimmung der belegten Kanäle in der Zelle und gegebenenfalls, durch Bestimmung der belegten Kanäle in den Nachbarzellen.1) Measure the system load by determining the occupied channels in the cell and, if necessary, by determining the occupied channels in the neighboring cells.
2) Messe die Interferenz auf allen Kanälen der Zelle, wel- ehe für Paketdatenverkehr freigeschaltet sind.2) Measure the interference on all channels of the cell, which are activated for packet data traffic.
3) Bestimme auf allen Kanälen die bereits anderen laufenden Paketdatenübertragungen.3) Determine the other packet data transfers that are already running on all channels.
4) Berechne für alle möglichen Kanalkombinationen gemäss der Multislot-Klasse und dem möglichen Kodierschema (anhand der Funkbedingungen/Interferenz) der Teilnehmerstation sowie dem eingestellten Frequenzsprungverfahren, die Kombination von Kanälen, so dass a) der Durchsatz optimal ist, b) die Anzahl der zugewiesenen Zeitschlitze maximal ist, c) möglichst wenige andere Teilnehmer gemultiplext werden, d) eine maximale Anzahl von reservierten GPRS Paketdatenkanälen verwendet wird, d) je nach Kodierschema CS/MCS ein Träger mit entspre- chendem Frequenzwiederholungsmuster bzw. Frequenz- sprungsystem gewählt wird, e) je nach KodierSchema CS/MCS eine Präferenz für BCCH oder non-BCCH Träger erfüllt ist.4) Calculate the combination of channels for all possible channel combinations according to the multislot class and the possible coding scheme (based on the radio conditions / interference) of the subscriber station and the set frequency hopping method, so that a) the throughput is optimal, b) the number of assigned channels Time slots is maximum, c) as few other subscribers as possible are multiplexed, d) a maximum number of reserved GPRS packet data channels is used, d) depending on the coding scheme CS / MCS, a carrier with the corresponding appropriate frequency repetition pattern or frequency hopping system is selected, e) depending on the coding scheme CS / MCS, a preference for BCCH or non-BCCH carriers is fulfilled.
Liegen in einer Funkzelle mehrere Träger mit verschiedenen Frequenzwiederholungsmustern vor, so kann - wie in der Algorithmen-Beschreibung oben ersichtlich - ausgenutzt werden, dass die erzielbare Datenrate zusätzlich vom Frequenzwieder- holungsmuster sowie von der System-Last abhängt. In Figur 3 ist der Wert CDF(l) in Abhängigkeit des Nutzdaten- zu Interferenzsignalverhaltnisses C/I für eine Zelle mit einem Frequenzwiederholungsmuster 4x3 bei 100% Last dargestellt. Zum Vergleich ist in Figur 4 der Wert CDF(l) in Abhängigkeit des Nutzdaten- zu Interferenzsignalverhaltnisses C/I für eineIf there are several carriers with different frequency repetition patterns in a radio cell, it can be used - as can be seen in the algorithm description above - that the achievable data rate also depends on the frequency repetition pattern and the system load. FIG. 3 shows the value CDF (1) as a function of the useful data to interference signal ratio C / I for a cell with a frequency repetition pattern 4x3 at 100% load. For comparison, the value CDF (1) in FIG. 4 is a function of the useful data to interference signal ratio C / I
Zelle mit Frequenzwiederholungsmuster 1x1 bei 30% Last dargestellt. Der Wert CDF (1) bedeutet „Cumulative Distribution Function* und beschreibt die integrale Verteilung der C/I Verhältnisse in der Zelle für den Träger mit jeweiligem Fre- quenzwiederholungsmuster .Cell with frequency repetition pattern shown 1x1 at 30% load. The value CDF (1) means “Cumulative Distribution Function *” and describes the integral distribution of the C / I ratios in the cell for the wearer with the respective frequency repetition pattern.
Der Vergleich der Figuren 3 und 4 zeigt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass das Nutzdaten- zu Interferenzsignalverhältnis höher ist, bei einem Frequenzwiederholungsmuster 4x3 selbst bei 1001 Last größer ist als bei dem Träger mit 1/1 Frequenzwiederholungsmuster bei 30% Last. Damit sind in diesem Fall die Funkbedingungen statistisch gesehen besser. Insbesondere weist der Träger mit 4x3 Frequenzwiederholungsmuster zum Grossteil C/I Verhältnisse auf, welche den Betrieb der unko- dierten GPRS CS4 bzw. EDGE MCS9 Kodierungen erlaubt. Der Träger mit 1/1 Frequenzwiederholungsmuster, hingegen wird bei 301 Last fast nur kleine Kodierungs-Schemata wie CS1/2 bzw. MCS1/2 erlauben. Bei sehr kleiner Last hingegen, wird auch ein Träger mit 1/1 Frequenzwiederholungsmuster sehr gute Ver- hältnisse bieten können, da die Interferenz bei fehlender Last nicht entsteht. Daher beinhaltet obiger Algorithmus sowohl die Berücksichtigung der momentanen System-Last als auch die Berücksichtigung des Frequenzwiederholungsmusters pro Träger.The comparison of FIGS. 3 and 4 shows that the probability that the useful data to interference signal ratio is higher is greater with a frequency repetition pattern 4x3 even at 1001 load than with the carrier with 1/1 frequency repetition pattern at 30% load. In this case, the radio conditions are statistically better. In particular, the carrier with 4x3 frequency repetition patterns has for the most part C / I ratios which allow the operation of the uncoded GPRS CS4 or EDGE MCS9 codings. The carrier with 1/1 frequency repetition pattern, on the other hand, will only allow small coding schemes such as CS1 / 2 or MCS1 / 2 at 301 load. With a very low load, however, a carrier with a 1/1 frequency repetition pattern will also be able to offer very good ratios, since the interference does not occur if there is no load. Therefore, the above algorithm includes both the consideration of the current system load and the consideration of the frequency repetition pattern per carrier.
Das obige Verfahren lässt sich von Paketdaten auf Sprachdaten verallgemeinern. Insbesondere bei Adaptive Multirate Codecs (AMR) gibt es Kodierschemas mit niedrigem und hohem Fehler- schutz, welche durch einen Link Adaptation Prozess den Funkkanalgegebenheiten angepasst werden. Mit der Einführung von Wideband-AMR gemäss 3GPP Release 5 Standard werden sogar Sprachcodecs auf 8PSK Modulations-Basis eingeführt, welche optimale Qualität bieten, jedoch auch nur unter sehr guten Funkkanalbedingungen (grosses C/I) zufriedenstellend laufen. Auch hier muss versucht werden, durch ein geschicktes Resour- cen Management bzw. eine optimale Zeitschlitz-Zuweisung aufThe above method can be generalized from packet data to voice data. With adaptive multirate codecs (AMR) in particular, there are coding schemes with low and high error protection, which are adapted to the radio channel conditions using a link adaptation process. With the introduction of wideband AMR in accordance with 3GPP Release 5 Standard, even speech codecs based on 8PSK modulation are introduced, which offer optimal quality, but also only operate satisfactorily under very good radio channel conditions (large C / I). Here, too, an attempt must be made to use clever resource management or an optimal time slot allocation
Basis des oben vorgestellten Algorithmus die System-Kapazität zu maximieren. Based on the algorithm presented above to maximize system capacity.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Kanalzuweisung bei einer Nutzdatenübertragung über eine Funkschnittstelle zwischen einer sendenden und einer empfangenden Funkstation, bei dem einer Teilnehmerverbindung ein Kanal auf einem Träger zugewiesen wird, wobei der Träger aus einer Menge von mindestens zwei Trägern ausgewählt wird, von denen die Träger mit unterschiedlichem Frequenzwiederholungsmuster geplant sind und/oder verschiedene Frequenzsprungsysteme aufweisen, bei dem der Teilnehmerverbindung der Kanal auf demjenigen Träger zugewiesen wird, auf dem bei gegebenen Funkbedingungen eine optimale Datenrate erzielt wird.1. A method for channel assignment in a user data transmission over a radio interface between a transmitting and a receiving radio station, in which a channel is assigned to a subscriber connection on a carrier, the carrier being selected from a set of at least two carriers, of which the carriers have different Frequency repetition patterns are planned and / or have different frequency hopping systems, in which the subscriber connection is assigned the channel on the carrier on which an optimal data rate is achieved under given radio conditions.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem einer Teilnehmerverbindung, der auf Grund der Funkbedingungen ein Kodierschema mit einem hohen Fehlerschutz zugewiesen wird, ein Kanal auf einem Träger mit Frequenzsprungverfahren zugewiesen wird, bei dem einer Teilnehmerverbindung, der auf Grund der Funkbedingungen ein Kodierschema mit einem geringen Fehlerschutz zugewiesen wird, ein Kanal auf einem Träger ohne Frequenzsprungverfahren zugewiesen wird.2. The method of claim 1, wherein a subscriber connection, which is assigned a coding scheme with a high error protection on the basis of the radio conditions, is assigned a channel on a carrier with frequency hopping, in which a subscriber connection, which is assigned a coding scheme with a on the basis of the radio conditions low error protection is assigned, a channel is assigned on a carrier without frequency hopping.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Teilnehmerverbindung der Kanal auf demjenigen Trager zugewiesen wird, auf dem unter Berücksichtigung der Belegung durch andere Paketdatenverbindungen sowie unter Be- rucksichtigung der System-Last eine optimale Datenrate erzielt wird.3. The method as claimed in claim 1 or 2, in which the channel on the carrier is assigned to the subscriber connection on which an optimum data rate is achieved, taking into account the occupancy by other packet data connections and taking into account the system load.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem einer Teilnehmerverbindung ein Kanal auf einem BCCH-Trager zugewiesen wird, wenn die System-Last gross ist, bei dem einer Teilnehmerverbindung ein Kanal auf einem non BCCH-Träger bevorzugt zugewiesen wird, wenn die System- Last gering ist.4. The method as claimed in one of claims 1 to 3, in which a channel on a BCCH carrier is assigned to a subscriber connection if the system load is high, in which a channel on a non-BCCH carrier is preferably assigned to a subscriber connection if the system load is low.
5. Verfahren nach Ansprüche 1 bis 4, bei dem einer Teilnehmerverbindung, der auf Grund der Funkbedingungen ein Kodierschema mit einem hohen Fehlerschutz zugewiesen wird, ein Kanal auf einem Träger mit kleinem Frequenzwiederholungsabstand zugewiesen wird, - bei dem einer Teilnehmerverbindung, der auf Grund der5. The method according to claims 1 to 4, wherein a subscriber connection, which is assigned a coding scheme with a high level of error protection on the basis of the radio conditions, is assigned a channel on a carrier with a small frequency repetition interval, - in the case of a subscriber connection, which is based on the
Funkbedingungen ein Kodierschema mit einem geringen Feh- lerschutz zugewiesen wird, ein Kanal auf einem Träger mit grossem Frequenzwiederholungsabstand zugewiesen wird.A coding scheme with a low level of error protection is assigned to radio conditions, a channel on a carrier with a large frequency repetition interval is assigned.
β. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem zu Beginn einer Verbindung eine Empfangsfeidstärke, ein Verhältnis von Nutzdaten- zu Interferenzsignal (C/I) und/oder ein Zeitvorhalt (TA) gemessen werden, bei dem unter Berücksichtigung der gemessenen Empfangs- feldstärke, des Nutzdaten- zu Interferenzsignalverhaltnisses und/oder des Zeitvorhaltes das zuzuweisende Kodierschema und/oder der zuzuweisende Kanal für die Verbindung bestimmt werden, bei dem Kanäle mit möglichst geringer Störeinstrah- lung/Interferenz verwendet werden.β. Method according to one of Claims 1 to 5, in which, at the start of a connection, a reception field strength, a ratio of useful data to interference signal (C / I) and / or a time reserve (TA) are measured, taking into account the measured reception field strength , the useful data to interference signal ratio and / or the time reserve, the coding scheme to be assigned and / or the channel to be assigned for the connection are determined, in which channels with the least possible interference / interference are used.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die minimale Belegung der zu allokierenden Kanäle für die Verbindung durch andere Paketdatenverbindungen be- rücksichtigt wird, bei dem im Fall einer Multislot-Verbindung die Anzahl der zugewiesenen Kanäle aximiert wird, bei dem die Verwendung reservierter Paketdatenkanäle maximiert wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, in which the minimum occupancy of the channels to be allocated for the connection is taken into account by other packet data connections, in which in the case of a multislot connection the number of assigned channels is maximized, in which the Use of reserved packet data channels is maximized.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, - bei dem die KanalZuweisung zu Beginn einer neuen Paketdatenverbindung ausgeführt wird,Method according to one of claims 1 to 7, - in which the channel assignment is carried out at the start of a new packet data connection,
- bei dem das Verfahren zur KanalZuweisung mehrfach bzw. periodisch während der laufenden Paketdatenverbindung aufge- rufen wird, bei dem das Verfahren zur Kanalzuweisung während der laufenden Paketdatenverbindung aufgerufen wird, sobald sich die Funkverhältnisse der Verbindung oder das Kodierschema ändern, - bei dem das Verfahren zur Kanalzuweisung während der laufenden Paketdatenverbindung aufgerufen wird, sobald sich der Allokierungs-Zustand der Kanäle in der Zelle ändert.- in which the procedure for channel assignment is called up several times or periodically during the ongoing packet data connection, in which the procedure for channel assignment is called during the ongoing packet data connection as soon as the radio conditions of the connection or the coding scheme change, - in which the procedure for Channel assignment is called during the ongoing packet data connection as soon as the allocation status of the channels in the cell changes.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, - bei dem während einer Verbindung laufend die Empfangsfeidstärke, das Nutzdaten- zu Interferenzsignalverhältnis, eine Bitfehlerrate, eine Blockfehlerrate und/oder der Zeitvorhalt gemessen werden, bei dem anhand der gemessenen Werte das Kodierschema und/oder der Kanal bzw. die Kanäle bestimmt werden, mit dem eine maximale Datenrate erzielt wird, wobei die unterschiedlichen Datenraten bei Zuweisung eines Kanals .auf einem Träger in Abhängigkeit vom Frequenzsprungverfahren und Frequenzwiederholungsmuster berücksichtigt werden.9. The method according to any one of claims 1 to 8, - in which, during a connection, the reception field strength, the useful data to interference signal ratio, a bit error rate, a block error rate and / or the time reserve are measured, in which the coding scheme and / or or the channel or the channels with which a maximum data rate is achieved, the different data rates being taken into account when assigning a channel on a carrier as a function of the frequency hopping method and frequency repetition pattern.
10. Verfahren nach Anspruch 6 oder 9, bei dem der Verbindung für ein Nutzdaten- zu Interferenzsignalverhältnis zwischen 6 und 15 dB ein Kodierverfahren mit hohem Fehlerschutz und ein Kanal auf einem Träger mit Frequenzsprungverfahren zugewiesen wird.10. The method according to claim 6 or 9, wherein the connection for a useful data to interference signal ratio between 6 and 15 dB is assigned a coding method with high error protection and a channel on a carrier with frequency hopping.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Kanäle auf einem Träger mit Frequenzsprungverfahren auf einem Verkehrskanal und die Kanäle auf einem Träger ohne Frequenzsprungverfahren auf einem Rundfunkkanal konfiguriert werden. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the channels are configured on a carrier with frequency hopping on a traffic channel and the channels on a carrier without frequency hopping on a radio channel.
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